第1课时　元素性质的周期性变化规律

[A级　新教材落实与巩固]

1．元素性质随原子序数的递增呈周期性变化的本质原因是(　C　)

A．元素的相对原子质量逐渐增大

B．原子的电子层数增多

C．原子核外电子排布呈周期性变化

D．原子半径呈周期性变化

【解析】原子核外电子排布呈周期性变化是元素性质周期性变化的本质原因。

2．核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较，下列数据前者是后者4倍的是(　A　)

①电子数　②最外层电子数　③电子层数　④次外层电子数

A．①④    B．①③④

C．①②④    D．①②③④

【解析】两原子中，核外电子数等于核电荷数，①正确；核电荷数为16的元素最外层有6个电子，核电荷数为4的元素最外层有2个电子，②错误；电子层数分别为3、2，③错误；次外层电子数分别为8、2，④正确。

3．下列关于各组元素的性质或原子结构的递变的叙述中不正确的是(　C　)

A．Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多

B．P、S、Cl得电子能力依次增强

C．N、O、F元素最高正化合价依次增大

D．Li、Na、K失电子能力依次增强

【解析】Na、Mg、Al的最外层电子数分别为1、2、3，则最外层电子数依次增多，A项正确；同周期元素P、S、Cl从左到右非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，B项正确；O无最高正价，F无正价，C项错误；同主族元素Li、Na、K从上到下电子层数依次增多，原子半径依次增大，则失电子能力依次增强，D项正确。

4．下列各组粒子中，按半径由大到小顺序排列正确的是(　B　)

A．Mg、Ca、K、Na

B．S2－、Cl－、K＋、Na＋

C．Br－、Br、Cl、S

D．Na＋、Al3＋、Cl－、F－

【解析】K、Ca比Na、Mg多1个电子层，故有r(K)＞r(Ca)＞r(Na)＞r(Mg)，A错误；S2－、Cl－、K＋三种离子核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，又因K＋比Na＋多1个电子层，故有r(S2－)＞r(Cl－)＞r(K＋)＞r(Na＋)，B正确；Br－比Br多1个电子，半径大，Br比Cl多1个电子层，故r(Br－)＞r(Br)＞r(Cl)，但r(Cl)<r(S)，C错误；Na＋、Al3＋、F－核外电子排布相同，核电荷数越小，离子半径越大，Cl－比F－多1个电子层，故有r(Cl－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋)，D错误。

5．前20号元素中，A元素的最高正价和最低负价的绝对值之差为6，B元素和A元素的原子次外层都有8个电子，BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子，则BA2是(　B　)

A．MgF2    B．CaCl2

C．K2S    D．Na2O

【解析】A元素最高正价和最低负价绝对值之差为6，则A元素最外层有7个电子，且A元素的原子次外层有8个电子，故A为Cl元素。BA2在水溶液中电离出电子层结构相同的离子，则BA2只能是CaCl2。B项正确。

6．下列关于几种物质性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　A　)

A．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3

B．非金属性：Cl>Br

C．微粒半径：Al3＋<Mg2＋<Na＋

D．酸性：H2SO4>H3PO4

【解析】碳酸氢钠加热易分解生成碳酸钠，则热稳定性：Na2CO3>NaHCO3，与元素周期律无关，不能用元素周期律解释，A符合题意；同一主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，所以非金属性：Cl>Br，与元素周期律有关；电子层结构相同的离子，同一周期元素从左到右，微粒半径逐渐减小，离子半径：Al3＋<Mg2＋<Na＋，与元素周期律有关；同一周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，非金属性：S>P，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，则酸性：H2SO4>H3PO4，与元素周期律有关，B、C、D不符合题意。

7．下列关于性质递变规律的叙述错误的是(　C　)

A．非金属性：Cl>S>P

B．还原性：Na>Mg>Al

C．酸性：H2SO4>H3PO4>HClO4

D．稳定性：HCl>H2S>PH3

【解析】同周期元素自左而右，元素金属性减弱，非金属性增强；金属性越强，单质还原性越强，则非金属性：Cl>S>P，还原性：Na>Mg>Al，A、B项正确；非金属性越强，与氢气化合越容易，氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：P<S<Cl，则酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，稳定性：HCl>H2S>PH3，C项错误，D项正确。

8．下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是(　D　)

A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强

B．用Na来置换MgCl2溶液中的Mg，可验证Na的金属性强于Mg

C．根据Mg和Al分别与水反应的剧烈程度来比较它们的金属性强弱

D．根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝的金属性依次减弱

【解析】金属性强弱与金属失电子的多少无关，应该根据金属失电子的难易来判断，易失电子的金属性较强，A不正确；钠首先跟MgCl2溶液中的水反应，无法置换出Mg，B不正确；Mg和Al与水反应都要加热，且现象都不明显，C不正确。

9．我国是世界上唯一能够制造实用化的深紫外全固态激光器的国家，其核心材料为KBe2BO3F2。下列有关说法错误的是(　D　)

A．金属性：K＞Be

B．非金属性：B＜O＜F

C．原子半径：K＞Be＞B＞O＞F

D．五种组成元素均位于短周期

【解析】同一主族中，元素的金属性随着原子序数的增大而增强，所以金属性：Be＜Mg＜Ca，同一周期中，元素的金属性随着原子序数的增大而减弱，所以金属性：K＞Ca，则金属性：Be＜Ca＜K，A项正确；同周期元素从左向右非金属性增强，则元素的非金属性：B＜O＜F，B项正确；同周期元素从左向右原子半径依次减小，故原子半径：K＞Ca，Be＞B＞O＞F，同主族元素从上到下原子半径依次增大，故原子半径：Ca＞Be，则原子半径：K＞Be＞B＞O＞F，C项正确；Be、B、O、F位于短周期，K位于第四周期，是长周期元素，D项错误。

10．下列关于氢氧化铝性质的叙述错误的是(　D　)

A．Al(OH)3是两性氢氧化物

B．Al(OH)3是难溶于水的白色胶状物质

C．Al(OH)3能凝聚水中的悬浮物，也能吸附色素

D．Al(OH)3既能溶于NaOH溶液、氨水，又能溶于盐酸

【解析】Al(OH)3难溶于弱碱(如氨水)。

11．关于11～17号元素的性质比较中：①元素的最高正化合价依次升高；②元素的非金属性逐渐增强；③元素的金属性依次减弱；④元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强。其中正确的说法是(　D　)

A．①②    B．③④

C．全都不正确    D．①②③④

 【解析】11～17号元素，电子层数相同，核电荷数递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，元素的最高正化合价从＋1价升到＋7价，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强，①②③④正确。

12．下列说法正确的是(　C　)

A．原子的半径越小，其原子序数越大

B．最外层电子数少的原子一定比最外层电子数多的原子易失电子

C．金属性、非金属性的强弱从根本上取决于其原子核外电子的排布情况

D．元素的化合价越高，其金属性越强

【解析】氢原子的半径最小，原子序数也最小；氢原子相对于活泼金属Mg、Ca等失电子能力弱；原子最外层电子数的多少、元素的化合价与金属性强弱没有必然联系，A、B、D错误。

13．Ⅰ.回答下列问题：(均填“>”或“<”)

(1)酸性：H2SO4__>__H2SiO3，H2SiO3__<__H3PO4。

(2)碱性：Ca(OH)2__>__Mg(OH)2__>__Al(OH)3。

(3)气态氢化物稳定性：H2S__>__PH3，H2S__<__HCl。

(4)微粒半径：Na__<__K，Mg__>__Cl，O2－__>__ Na＋

Ⅱ.从以上答案中可以归纳出：(均填“强”或“弱”)

(1)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__。

(2)元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越__强__。

(3)元素的非金属性越强，其对应气态氢化物的稳定性越__强__。

(4)非金属性越强的元素形成的气态氢化物的还原性越__弱__。

【解析】根据元素周期律判断元素金属性、非金属性的强弱，再判断其单质及其化合物的性质。

14．W、X、Y、Z、M是五种原子序数依次增大的短周期主族元素。X 和 Y 同周期，W 和 Z 同主族。W 的最外层电子数是 Y 最外层电子数的 3 倍，Y 的质子数比 W 多 4。请回答下列问题：

(1)Y 元素在元素周期表中的位置：__第三周期第ⅡA族__。

(2)W、X、Y 简单离子的半径由大到小的顺序为__O2－＞Na＋＞Mg2＋__(用具体的粒子符号表示，下同)。

(3)写出 X 和 M 两种元素的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式：__H＋＋OH－===H2O__。

(4)X2W2 投入 X2Z 的水溶液中，只观察到有沉淀产生，写出该反应的离子方程式：__Na2O2＋S2－＋2H2O===S↓＋2Na＋＋4OH－__。

【解析】W、X、Y、Z、M是五种原子序数依次增大的短周期主族元素。X和Y同周期，W和Z同主族，W的最外层电子数是Y最外层电子数的3倍，Y最外层含有1个或2个电子，W最外层含有3个或6个电子，结合原子序数大小可知，Y为Na或Mg，W为B或O，又Y的质子数比W多4，则Y为Mg，W为O；W和Z同主族，则Z为S；M的原子序数大于S，则M为Cl；X和Y同周期，则X为Na。(1)Mg的原子序数为12，位于周期表中第三周期第ⅡA族。(2)O2－、Na＋、Mg2＋都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：O2－>Na＋>Mg2＋。(3)Na和Cl两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和HClO4，NaOH和HClO4反应的离子方程式为H＋＋OH－===H2O。(4)Na2O2投入Na2S的水溶液中，只观察到有沉淀产生，说明反应生成S单质，该反应的离子方程式为Na2O2＋S2－＋2H2O===S↓＋2Na＋＋4OH－。

[B级　素养养成与评价]

15．下列各组性质比较中，正确的是(　B　)

①沸点：HCl＞HBr＞HI

②离子还原性：S2－＞Cl－＞Br－＞I－

③酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4

④金属性：K＞Na＞Mg＞Al

⑤气态氢化物稳定性：HF＞HCl＞H2S

⑥半径：O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋

A．①②③    B．③④⑤⑥

C．②③④    D．①③④⑤⑥

【解析】HCl、HBr、HI的组成和结构相似，相对分子质量大的沸点高，则沸点：HI＞HBr＞HCl，①错误；元素的非金属性：Cl＞Br＞I＞S，对应离子还原性：S2－＞I－＞Br－＞Cl－，②错误；非金属性：Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，③正确；同主族从上到下，元素金属性增强，则金属性：K＞Na，同周期从左到右，元素金属性减弱，则金属性Na＞Mg＞Al，即金属性：K＞Na＞Mg＞Al，④正确；元素的非金属性：F＞Cl＞S，气态氢化物稳定性：HF＞HCl＞H2S，⑤正确；核外电子排布相同时，离子半径随核电荷数增大而减小，即离子半径：O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋，⑥正确。

16．下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的有(　A　)

①HCl比H2S稳定　②S2－的还原性比Cl－强　③Cl2能与H2S反应生成S　④HCl的溶解度比H2S大　⑤相同条件下，Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS　⑥HCl的酸性比H2S强

A．2项    B．3项    C．4项    D．5项

【解析】HCl比H2S稳定，则非金属性：Cl＞S，①正确；元素的非金属性越弱，阴离子的还原性越强，S2－的还原性比Cl－强，能确定元素的非金属性强弱，②正确；Cl2能与H2S反应生成S，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则非金属性：Cl＞S，③正确；溶解度属于物理性质，与元素的非金属性无关，不能确定元素的非金属性强弱，④错误；Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS，则Cl得电子的能力强，所以非金属性：Cl＞S，⑤正确；元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，而HCl的酸性比H2S的酸性强，不能说明氯元素的非金属性比硫元素的强，⑥错误。

17．根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是(　B　)

【解析】同主族元素的性质相似，CaCO3和BaCO3都难溶于水，因此SrCO3也难溶于水，A正确；在元素周期表中，只有位于金属元素和非金属元素分界线处的元素单质能作半导体材料，Si、Ge符合条件，可作半导体材料，而同主族的Pb不位于金属元素和非金属元素分界线处，所以Pb不能作半导体材料，B错误；元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性：Cl＞Br＞I，所以氢化物的稳定性：HCl＞HBr＞HI，则HBr的分解温度介于二者之间，C正确；元素的非金属性越强，其单质与氢气越容易化合，非金属性：S＞P＞Si，所以P与H2在高温时能反应，D正确。

18．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(　D　)

A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W

C．原子半径：T＞Q＞R

D．含T的盐溶液一定能电离出 T 的阳离子

【解析】由短周期元素R、T、Q、W所处的位置，可确定T、Q、W为第三周期元素，R为第二周期元素，T所处的周期序数与族序数相等，则T位于第三周期第ⅢA族，为Al元素，故Q为Si元素，W为S元素，R为N元素。同周期元素自左而右非金属性逐渐增强，同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，故非金属性：N＞Si，非金属性越强，最简单气态氢化物越稳定，故气态氢化物稳定性：NH3＞SiH4，A项正确；同周期元素自左而右非金属性逐渐增强，非金属性：Si＜S，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以酸性：H2SiO3＜H2SO4，B项正确；同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，故原子半径：Al>Si>N，C项正确；偏铝酸钠只能电离出钠离子和偏铝酸根离子，不能电离出铝离子，D项错误。

19．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。W与Y的最高化合价之和为8，Y的最高价氧化物对应的水化物既能跟强酸溶液反应又能跟强碱溶液反应；X与Z同主族，Z的原子序数是X的两倍。

回答下列问题：

(1)X在元素周期表中的位置是__第二周期第ⅥA族__。

(2)W、X、Y的原子半径由大到小的顺序是__Al__＞__N__＞__O__(用元素符号表示)。

(3)X、Z中非金属性较强的是__O__(填元素符号)，下列事实不能证明该结论的是__bc__(填字母)。

a．X的气态氢化物的稳定性比Z的强

b．Z的气态氢化物的酸性比X的强

c．X的氢化物的沸点比Z的高

d．相同条件下，Z的氢化物的还原性比X的强

(4)Y的最高价氧化物对应的水化物与强碱溶液反应的离子方程式为__Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O__。

(5)Y与同周期相邻金属元素的金属性强弱关系为__Mg__＞__Al__(填元素符号)，设计实验加以证明：__分别向盛有少量MgCl2、AlCl3溶液的两支试管中滴加NaOH溶液至过量，边滴加边振荡，前者生成白色沉淀且沉淀不溶解，后者先生成白色沉淀后沉淀溶解，说明Mg(OH)2的碱性强于Al(OH)3，证明Mg的金属性强于Al__。

【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。Y的最高价氧化物对应的水化物既能跟强酸溶液反应又能跟强碱溶液反应，则Y为Al；W与Y的最高化合价之和为8，Al的最高价为＋3价，W的最高价为＋5价，则W为N元素；X与Z同主族，Z的原子序数是X的两倍，则X为O，Z为S。(1)O的原子序数为8，位于周期表中第二周期第ⅥA族。(2)同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Al＞N＞O。(3)同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则非金属性较强的为O。非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，X的气态氢化物的稳定性比Z的强，能够证明非金属性：X＞Z，a不符合题意；气态氢化物的酸性与非金属性无关，Z的气态氢化物的酸性比X的强，无法判断O、S的非金属性强弱，b符合题意；氢化物的沸点与非金属性无关，X的氢化物的沸点比Z的高，无法比较二者非金属性强弱，c符合题意；相同条件下Z的氢化物的还原性比X的强，即S的阴离子还原性比O的阴离子还原性强，可证明非金属性：O＞S，d不符合题意。(4)Al的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，Al(OH)3与强碱溶液反应的离子方程式为Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。(5)与Al同周期相邻的金属元素为Mg，同周期元素从左向右金属性逐渐减弱，则金属性：Mg＞Al，证明方法：分别向盛有少量MgCl2、AlCl3溶液的两支试管中滴加NaOH溶液至过量，边滴加边振荡，前者生成白色沉淀且沉淀不溶解，后者先生成白色沉淀后沉淀溶解，说明Mg(OH)2的碱性强于Al(OH)3，证明Mg的金属性强于Al。