第四章　第二节　第1课时　元素性质的周期性变化规律

第二节元素周期律第1课时元素性质的周期性变化规律课后·训练提升合格考过关检验1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是()。A.化合价B.原子半径C.元素的金属性和非金属性D.相对原子质量答案:D解析:由元素周期律的内容可知,元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈周期性变化,而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势,而不是出现周期性的变化。2.除第一周期外,关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是()。A.从左到右,原子半径逐渐减小B.从左到右,单质的氧化性减弱,还原性增强C.从左到右,元素最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1D.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,酸性增强(O、F除外)答案:B解析:同周期的主族元素从左到右,原子半径逐渐减小;单质的氧化性增强,还原性减弱;金属性减弱,非金属性增强;最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1。因此B项错误。3.下列各化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是()。A.KCl B.NaBr C.LiI D.KF答案:C解析:Li+、Na+、K+中半径最小的是Li+,F-、Cl-、Br-、I-中半径最大的是I-,当分子最小,分母最大时,比值最小,故LiI中阳离子与阴离子的半径之比最小。4.下列说法正确的是()。A.原子序数越大,原子半径一定越大B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高答案:C解析:主族元素原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A项错误。氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径r(Li)>r(Cl),故B项错误。元素性质的周期性变化不是简单的重复,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C项正确。氟是最活泼的非金属元素,它只有负化合价,没有正化合价;氧的非金属性也很强,中学阶段一般只讲负化合价,故D项错误。5.下列不能说明钠的金属性比镁强的事实是()。A.钠的最高化合价为+1价,镁的最高化合价为+2价B.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强C.钠与冷水反应剧烈,镁与冷水反应缓慢D.在熔融状态下,钠可以从MgCl2中置换出镁答案:A解析:金属性是指元素原子失去电子的能力,与失电子数的多少无关,A项错误。金属性强弱的证明方法常有:最高价氧化物对应水化物的碱性强弱(B项)、单质与水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度(C项)、单质之间的置换反应(D项)等,所以B、C、D三项均正确。6.下列事实,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是()。A.氯气与H2S能发生置换反应B.HClO4酸性比H2SO4强C.盐酸是强酸,氢硫酸是弱酸D.受热时,氯化氢比硫化氢稳定答案:C解析:不能用氢化物水溶液的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱。7.X元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,X、Y的离子具有相同的电子层排布,X、Y形成的化合物可能是()。A.MgF2 B.MgCl2 C.CaBr2 D.CaCl2答案:D解析:元素X的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,且元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,则X是Cl元素;元素X、Y的离子具有相同的电子层排布,则Y可能是K元素或Ca元素等,因此X、Y形成的化合物可能是CaCl2,D项正确。8.下列正确的组合是()。①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族,其最高价氧化物对应水化物的酸性比硝酸弱②铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应③气态氢化物的热稳定性H2S弱于HCl④非金属元素的气态氢化物溶于水后,均形成无氧酸A.①③④ B.①②④C.①③ D.②③答案:C解析:①非金属性As<N,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,正确;②铊(Tl)与铝同主族,随原子序数的增大,金属性增强,则金属性Tl>Al,则Tl能与酸反应,但不与氢氧化钠溶液反应,错误;③非金属性S<Cl,元素的非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,正确;④非金属元素N,其氢化物为氨气,氨气溶于水,水溶液为碱性,错误。9.随原子序数递增,x、y、z、d、e、f、g、h八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。下列说法正确的是()。A.x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族B.离子半径:g2->h->d2->e+>f3+C.最高价氧化物对应水化物的酸性:y>zD.气态氢化物的热稳定性:g>h答案:B解析:由图中原子半径的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第二周期,e、f、g、h位于第三周期,再根据元素的化合价可推出x为H,y、z、d分别为C、N、O,e、f、g、h分别为Na、Al、S、Cl。x(H)元素位于第一周期第ⅠA族,A项错误。g2-、h-电子层结构相同且有3个电子层,d2-、e+、f3+电子层结构相同且有2个电子层,结合原子序数可判断,B项正确。C的非金属性比N的非金属性弱,最高价氧化物对应水化物的酸性y<z,C项错误。S的非金属性比Cl的非金属性弱,气态氢化物的热稳定性:g<h,D项错误。10.根据下表回答下列有关问题。周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②三③④⑤⑥⑦⑧⑨四⑩(1)写出下列元素符号:①,⑥,⑦,。

(2)这些元素中最活泼的金属元素是(填元素符号,下同),最活泼的非金属元素是,最不活泼的元素是。

(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是(填化学式,下同),碱性最强的是,呈两性的氢氧化物是,写出三者之间两两反应的化学方程式:,,。

(4)这些元素(除0族元素外)中原子半径最小的是(填元素符号,下同),原子半径最大的是。

(5)在⑧与中,单质的化学性质较活泼的是(填元素符号),怎样用化学实验证明?

。

答案:(1)NSiSCa(2)KFAr(3)HClO4KOHAl(OH)33HClO4+Al(OH)3Al(ClO4)3+3H2OHClO4+KOHKClO4+H2OKOH+Al(OH)3KAlO2+2H2O(4)FK(5)Cl将氯气通入溴化钠溶液中,溶液变为橙黄色,发生的反应为Cl2+2NaBr2NaCl+Br2解析:根据元素在元素周期表中的位置,可知①~对应的具体元素,再结合元素周期律可知,最活泼的金属元素是K,最活泼的非金属元素是F,最不活泼的元素是稀有气体元素Ar。它们的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,呈两性的氢氧化物是Al(OH)3。在比较Cl2与Br2的活泼性差异时,可根据元素非金属性强弱比较的依据设计实验。等级考素养提升1.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是()。A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>QB.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q<WC.原子半径:T>Q>RD.非金属性:R<Q答案:D解析:短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al,根据T在周期表中的相对位置,它只能是第三周期的Al,据此可以判断出其他元素,Q为Si,R为N,W为S。非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性和气态氢化物的热稳定性就越强。氮元素的非金属性比硅的强,所以NH3比SiH4稳定,A项正确,D项错误。硫元素的非金属性比硅的强,所以H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强,B项正确。同一周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Al>Si>P;同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:P>N,即Al>Si>P>N,C项正确。2.下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图。下列说法不正确的是()。A.气态氢化物的热稳定性:R>WB.X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物C.由X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子中半径最小的是X2-D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应答案:C解析:在短周期元素中,既有+7价又有-1价的,只有Cl元素,R为Cl元素;X的化合价为-2价,没有正化合价,故X为O元素,Y的化合价为+1价,处于第三周期,所以Y为Na元素;Z位于第三周期且化合价为+3价,Z为Al元素,W的化合价有+6价和-2价,W应为S元素。3.下列事实不能作为实验判断依据的是()。①钠和镁分别与冷水反应,判断金属活动性强弱②铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱③酸性H2CO3<H2SO3,判断硫与碳的非金属活动性强弱④Br2、I2分别与足量的H2反应,判断溴与碘的非金属活动性强弱A.①③④B.①④C.②③D.②③④答案:C解析:①符合金属与水反应判断金属活动性强弱的依据;因Na的金属活动性太强,与溶液反应时会先与H2O反应,②不能作为判断依据;③H2SO3不是硫元素最高价氧化物对应的水化物,不能根据H2SO3的酸性强弱判断硫的非金属性比碳强;④所述符合根据非金属单质与H2反应难易判断非金属活动性强弱的依据。4.图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系,下列叙述不正确的是()。A.①②形成化合物的摩尔质量可能是44g·mol-1B.①③可以按原子个数比1∶1形成化合物C.②③形成的化合物是两性物质D.简单离子半径大小为②<③答案:D解析:①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三种元素均为短周期元素,则结合原子序数大小关系判断①为N元素,②为O元素,③为Al元素。①②形成的化合物N2O的摩尔质量是44g·mol-1,A项正确。①③可以形成化合物AlN,原子个数比为1∶1,B项正确。②③形成的化合物Al2O3与强酸、强碱溶液均能反应,是两性物质,C项正确。电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径大小为O2->Al3+,D项错误。5.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,且B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子的电子总数多4。1molA的单质与足量盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答下列问题。(1)A是元素,B是元素,C是元素。

(2)写出A、B的最高价氧化物分别与C的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式:

,。

(3)A离子的氧化性比B离子的氧化性(填“强”或“弱”)。

(4)元素D的离子也与A、B的离子具有相同的电子层结构,其单质在反应中只能作还原剂,请你用实验室提供的下列试剂,设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),证明D元素的金属性比B元素的强。试剂:镁条、铝条、AlCl3溶液、MgCl2溶液、稀盐酸、NaOH溶液。方案一:

。

方案二:

。

答案:(1)钠铝氯(2)Na2O+2H+2Na++H2O或2Na2O2+4H+4Na++2H2O+O2↑Al2O3+6H+2Al3++3H2O(3)弱(4)方案一:用镁条和铝条分别与盐酸反应,观察其反应的快慢,反应快的金属性强方案二:将镁条和铝条分别插入NaOH溶液中,观察是否发生反应,能与强碱溶液反应的金属,其金属性相对较弱解析:根据“1molA的单质与足量盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子”知A为钠元素,则B为铝元素、C为氯元素。A、B最高价氧化物分别为Na2O(或Na2O2)和Al2O3,C的气态氢化物的水溶液为盐酸。因为Na+与Al3+具有相同的电子层结构,而Na+的半径大于Al3+,Na+得电子能力弱于Al3+,即Na+的氧化性弱于Al3+。元素D为镁,要比较Mg和Al的金属性的强弱,可根据比较金属性强弱的理论依据进行方案设计。阶段限时检测一、选择题(本大题共8个小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是()A．金属元素 B．稀有气体元素C．非金属元素 D．无法确定为哪一类元素【答案】D【解析】在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素可以是第ⅠA、ⅡA元素，也可能是0族元素，D正确。2．下列有关现在的长式元素周期表的判断中正确的是()A．从左向右数第7纵行是ⅦA族B．从左向右数第11纵行是ⅠB族C．ⅠA族全部是金属元素D．第ⅦA族元素从上到下，其氢化物的稳定性逐渐增强【答案】B【解析】从左向右数第七纵行是ⅦB族，A错误；从左向右数第十一纵行是ⅠB族，B正确；ⅠA族为碱金属元素和H元素，C错误；ⅦA族从上到下非金属性逐渐减弱，其气态氢化物稳定性逐渐减弱，D错误。3．下列叙述正确的是()A．铅位于周期表中金属与非金属元素的交界处，可做半导体材料B．若存在简单阴离子R2－，则R一定属于第ⅥA族元素C．S和Se属于第ⅥA族元素，H2S的还原性比H2Se的强D．元素原子最外层电子数较少的金属一定比最外层电子数较它多的金属活泼【答案】B【解析】铅位于周期表中金属元素区，具有典型的金属元素的性质，A错误；S和Se属于第ⅥA族元素，由于元素的非金属性S>Se，所以H2S的还原性比H2Se的弱，C错误；Li最外层只有1个电子，Ba最外层有2个电子，但是金属的活动性：Ba>Li，D错误。4．最近，我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所构成的单质气体。18O是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是()A．1.8g18O2的物质的量是0.05molB．0.1molH218O中所含的中子数约为6.02×1023C．0.2mol18O2的体积约为4.48LD．18O2的摩尔质量为36g/mol【答案】C5.eq\o\al(13,6)C－NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，eq\o\al(13,6)C表示的碳原子()A．核外有13个电子，核内有13个质子B．核内有6个质子，核外有7个电子C．质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子D．质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子【答案】D6．下列化学用语使用正确的是()A．离子结构示意图可以表示16O2－，也可以表示18O2－B．中子数为117、质子数为116的Lv原子：eq\o\al(117,116)LvC．HCl的电子式：－D．CO2的结构式：O—C—O【答案】A【解析】离子结构示意图，质子数是8，电子数是10，因此是O2－离子，可以表示16O2－，也可以表示18O2－，A正确；中子数为117、质子数为116的Lv原子表示为eq\o\al(233,116)Lv，B错误；HCl中只含共价键，HCl的电子式为，C错误；CO2分子中碳元素与两个氧原子形成四对共用电子，因此其结构式为O=C=O，D错误。7．NH3在NH4Cl存在条件下，以活性炭为催化剂，用H2O2氧化CoCl2溶液制备化工产品[Co(NH3)6]Cl3，下列表述正确的是()A．中子数为32，质子数为27的钴原子：3227CoB．H2O2的电子式：C．NH3和NH4Cl化学键类型相同D．[Co(NH3)6]Cl3中Co的化合价是＋3【答案】D【解析】中子数为32，质子数为27的钴原子的质量数为59，应该表示为eq\o\al(59,)27Co，A错误；H2O2为共价化合物，原子间形成共用电子对，没有电子的得失，B错误；NH3存在氮氢共价键，NH4Cl存在铵根离子和氯离子间的离子键，氮氢原子间的共价键，C错误；[Co(NH3)6]Cl3中NH3整体为0价，Cl为－1价，所以Co的化合价是＋3价，D正确。8．下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法正确的是()XYZWTA．X、W、Z元素的原子半径及它们的气态氢化物的热稳定性均依次递增B．Y、Z、W元素在自然界中均不能以游离态存在，它们的最高价氧化物的水化物的酸性依次递增C．YX2晶体熔化、液态WX3气化均需克服分子间作用力D．根据元素周期律，可以推测T元素的单质具有半导体特性，T2X3具有氧化性和还原性【答案】D【解析】根据信息知X是O元素，Y是Si元素，Z是P元素，W是S元素，T是As元素。同一周期的元素原子序数越大，原子半径越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，故原子半径Z>W>X，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，由于元素的非金属性X>W>Z，所以气态氢化物的热稳定性：X>W>Z，A错误；S元素在自然界中存在游离态的硫单质，B错误；YX2晶体是原子晶体，物质熔化破坏的是共价键，而WX3是分子晶体，物质气化需克服分子间作用力，C错误；根据元素周期律，可以推测T元素在元素周期表处于金属与非金属交界区，因此其单质具有半导体特性，在T2X3中T元素的化合价是＋3价，处于该元素的中间价态，因此T2X3具有氧化性和还原性，D正确。二、选择题(本大题共4个小题，每小题6分，共24分，在每小题给出的四个选项中，有一项或两项是符合题目要求的，全都选对得6分，选对但不全得2分，有选错的得0分)9．Q、X、Y和Z为短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，这4种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是()XYQZA．Y的原子半径比X的小B．Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的强C．X、Y和氢3种元素形成的化合物中都只有共价键D．Q的单质具有半导体的性质，Q与Z可形成化合物QZ4【答案】AD【解析】设Q、X、Y、Z的最外层电子数分别为x、x＋1、x＋2、x＋3，则x＋x＋1＋x＋2＋x＋3＝22，解得x＝4，Q、X、Y、Z分别为硅元素、氮元素、氧元素、氯元素。同周期元素核电荷数越大半径越小，Y的原子半径比X的小，A正确；非金属性越强其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，Q的最高价氧化物的水化物的酸性比Z的弱，B错误；X、Y和氢3种元素形成的化合物可能是铵盐，铵盐有共价键和离子键，C错误；硅单质具有半导体的性质，硅元素和氯元素可形成SiCl4，D正确。10．W、X、Y和Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W的氢化物水溶液呈碱性；Y的周期数是其最外层电子数的3倍；Z是其所在周期非金属性最强的元素，X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物。下列叙述正确的是()A．四种元素的简单离子的半径大小顺序为W>X>Y>ZB．四种元素形成的氢化物中一定只含有共价键C．Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸D．W的氧化物对应的水化物可能为强酸【答案】CD11．下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是()①CO2②XeF6③PCl3④SO2⑤BF3⑥N2⑦P4⑧PCl5A．①③⑥⑦ B．①④⑤C．①④⑥ D．②③④⑤【答案】A【解析】化合物中元素化合价的绝对值与最外层电子数之和是8，则该元素满足最外层8电子结构，则①CO2、③PCl3中均满足最外层8电子结构。②XeF6、④SO2、⑤BF3、⑧PCl5中Xe、S、B、P均不能满足最外层8电子结构，⑥N2和⑦P4均是共价键形成的单质，均满足最外层8电子结构，答案选A。12．下列有关化学键和化合物的叙述正确的有几个()①共价化合物中只有共价键，离子化合物中一定有离子键②只含共价键的物质一定是共价化合物③离子化合物中一定有非金属元素④离子键和极性键只存在于化合物中⑤非金属原子间不可能形成离子键⑥稀有气体中不存在共价键A．2个 B．3个C．4个 D．5个【答案】C【解析】①共价化合物中只有共价键，离子化合物中一定有离子键，可能含有共价键，正确；②只含共价键的物质不一定是共价化合物，可能是单质，如氢气、氮气等，错误；③离子化合物中一定有非金属元素，可能不含金属元素，如铵盐，正确；④离子键和极性键只存在于不同元素之间，所以只存在于化合物中，正确；⑤非金属原子间可能形成离子键，如氯化铵，错误；⑥稀有气体是单原子分子，不存在共价键，正确。三、非选择题(本大题共4个小题，共52分，请按要求作答)13．(10分)用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)中性原子的中子数：N＝__________。(2)阳离子的中子数：AXn＋共有x个电子，则N＝________。(3)阴离子的中子数：AXn－共有x个电子，则N＝________。(4)中性分子的中子数：12C16O2分子中，N＝________。(5)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则ngA2－所含电子的物质的量为________________mol。【答案】(10分，每空2分)(1)A－Z(2)A－n－x(3)A－x＋n(4)22(5)eq\f(nm－x＋2,m)14．(12分)4种相邻的主族短周期元素的相对位置如表，元素x的原子核外电子数是m的2倍，y的氧化物具有两性。回答下列问题：mnxy(1)元素x在周期表中的位置是第__________周期第__________族，其所在周期原子半径最大的元素的单质与氧气加热的化学方程式______________________________，产物与水反应的化学方程式为______________________________。(2)m、n、x、y三种元素最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是__________，碱性最强的是__________。(填化学式)(3)x与n形成的化合物的化学式为___________________________。(mn)2称为拟卤素，性质与卤素类似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是__________________________________。【答案】(12分)(1)三(1分)ⅡA(1分)2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(2分)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(2分)(2)HNO3(1分)Mg(OH)2(1分)(3)Mg3N2(1分)(CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O(3分)15．(14分)下面是元素周期表的一部分，参照元素①～⑧在表中的位置，请用化学用语回答下列问题：周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01①2②③④3⑤⑥⑦⑧(1)④、⑤、⑦的原子半径由大到小的顺序为(填元素符号)________________。(2)②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是(填化学式)________________________________________________________________________。(3)在①、④、⑤、⑧中的某些元素之间可形成既含离子键又含非极性共价键的离子化合物，写出其中一种化合物的电子式：________________。(4)由②和④组成的化合物与⑤的同周期相邻主族元素的单质反应的化学方程式为________________________________________。(5)⑧单质与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________。【答案】(14分，未标注的每空3分)(1)Na＞Si＞O(2分)(2)HClO4＞H2C