元素性质的周期性变化规律高一化学讲义习题（原卷版）

第四章物质结构元素周期律第2节原子结构与元素周期表第1课时元素性质的周期性变化规律1.从宏观上探究第三周期元素性质的递变规律,从微观上辨析不同周期元素的性质递变规律,体会微观粒子的变化对宏观物质性质的影响,发展宏观辨识与微观探析的核心素养。2.通过理论与实际相结合感知化学学习的魅力,为后续的化学知识的学习奠定坚实的基础，发展证据推理与模型认知的核心素养。一、元素的原子半径、化合价的周期性变化规律1．原子最外层电子排布的变化规律周期序数原子序数电子层数最外层电子数结论一1～211→2同周期由左向右，元素的原子最外层电子数逐渐增加(1→8，第一周期除外)二3～1021→8三11～1831→8规律：同周期中，随着原子序数的递增，元素原子的___________________。2．原子半径的变化规律(稀有气体除外)周期序数原子序数原子半径/nm结论一1同周期由左向右，元素的______________(不包括稀有气体)二3～9三11～17规律：同周期中，随着原子序数的递增，元素的______________。电子层数多的元素原子半径不一定大，如r(Li)＞r(Cl)。3．元素化合价的周期性变化目的以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化图像结论随着原子序数的递增，元素的最高正化合价呈现______________(第二周期＋1→＋5)，最低负化合价呈现______________的周期性变化(第一周期和稀有气体元素除外)。①O、F无最高正价，对于氟、氧元素形成的化合物中氟为______________价，氧为正价，如eq\o(O,\s\up6(＋2))eq\o(F,\s\up6(－1))2。②最高正价(O、F除外)＝______________。③氢最高正价为＋1价，最低负价为______________价。二、同周期元素性质的递变规律1．实验探究同周期元素金属性的递变规律(1)Na、Mg元素金属性强弱比较原理金属与水反应置换出H2的难易程度操作现象镁条表面附着______________剧烈反应，溶液变成浅红色化学反应—Mg＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(△))______________结论结合Na与水反应的现象，Na与水反应置换H2比Mg______________，则金属性：______________。(2)Mg、Al元素金属性强弱比较原理金属的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱物质Al(OH)3Mg(OH)2操作现象A中沉淀______________B中沉淀______________C中沉淀______________D中沉淀______________离子方程式A：Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2OB：Al(OH)3＋OH－=[Al(OH])4]eq\o\al(－,)C：Mg(OH)2＋2H＋=Mg2＋＋2H2OD：不反应结论Al(OH)3是______________氢氧化物，其碱性弱于Mg(OH)2(中强碱)，更弱于NaOH(强碱)，则金属性：______________。2．探究同周期元素非金属性的递变规律SiPSCl变化规律(同周期：左→右)单质与氢气反应的条件高温较高温度加热_________或_________与H2化合能力逐渐增强气态氢化物的热稳定性SiH4______________PH3______________H2S______________HCl______________氢化物稳定性逐渐增强最高价氧化物对应水化物的酸性强弱H2SiO3______________酸H3PO4______________酸H2SO4______________酸HClO4强酸(比H2SO4______________)最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐增强3.结论：随着原子序数的递增，同周期主族元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐______________，呈现周期性的变化。理论解释：在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左到右，核电荷数依次______________，原子半径逐渐______________，失电子能力逐渐______________，得电子能力逐渐______________，因此元素的金属性逐渐减弱、非金属性逐渐增强。4.元素周期律 ①内容：元素的性质随着原子序数的递增而呈现______________变化的规律。②实质：元素周期律是______________发生周期性变化的必然结果。【归纳提升】原子结构与元素性质的周期性变化项目同周期(从左至右)同主族(从上到下)电子层数相同______________最外层电子数逐渐增多______________原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)______________化合价最高正价____________________________最低负价____________________________金属单质与水或非氧化性酸置换出H2的难易程度易→难难→易最高价氧化物酸性逐渐增强逐渐减弱的水化物碱性逐渐减弱逐渐增强非金属气态氢化物形成的难易程度难→易易→难稳定性逐渐增强逐渐减弱气态氢化物或阴离子的还原性______________逐渐增强元素金属性______________逐渐增强元素非金属性______________逐渐减弱【同周期同主族元素性质变化的思维模型】同周期eq\x(\a\al(核电荷,数增大))→eq\x(\a\al(原子半,径减小))→eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(失电子能力减弱→金属性减弱,得电子能力增强→非金属性增强))同主族eq\x(\a\al(电子层,数增多))→eq\x(\a\al(原子半,径增大))→eq\b\lc\[\rc\(\a\vs4\al\co1(失电子能力增强→金属性增强,得电子能力减弱→非金属性减弱))三、粒子半径大小的比较方法类型方法实例同周期——“序大径小”______________r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)同主族——“序大径大”______________r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)同元素原子和离子——“阴大阳小”某原子与其离子半径比较，______________如r(Na＋)＜r(Na)；r(Cl－)＞r(Cl)不同价态的阳离子——“数大径小”带电荷数越多，______________r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)同结构——“序大径小”电子层结构相同的离子，______________r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)【粒子半径大小比较的常用方法】决定粒子半径的两个方面：①核外电子数越多，电子的排斥力越大，半径越大。②核电荷数越多，原子核对电子的吸引力越大，半径越小。【例1】（2023春·云南保山·高一云南省昌宁第一中学校考期末）下列叙述正确的是A．元素的非金属性越强，其单质的活泼性一定越强B．Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大C．C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强D．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7价【变式11】（2023春·云南红河·高一云南省泸西县第一中学校考期末）下列叙述正确的是A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现B．随着元素原子序数的递增，同周期元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化C．随着元素原子序数的递增，同周期元素的最高正化合价从＋1到＋7，最低负化合价从7到1重复出现D．电子层数越多，微粒半径越大【变式12】（2023秋·江苏徐州·高一统考期末）是重要的还原剂，遇水立即发生爆炸性的猛烈反应并放出氢气，同时生成两种碱：，合成方法：。下列说法正确的是A．金属性大小： B．半径大小：C．还原性大小： D．碱性强弱：【变式13】（2023春·浙江宁波·高一统考期末）四种短周期元素X，Y，Z，W在元素周期表中的位置如下图所示，其中X原子的最外层电子数是电子总数的，下列说法正确的是XYZWA．Y的氯化物是共价化合物B．Y的离子半径大于X离子C．Z的最高价氧化物的水化物是强酸D．W位于第三周期第ⅥA族【变式14】（2022秋·甘肃金昌·高一永昌县第一高级中学校考期末）某同学为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：(1)将大小相同的钠、镁、铝(除去氧化膜)分别投入到冷水中，反应最剧烈；分别向新制取的Al(OH)3沉淀中滴加稀盐酸和氢氧化钠溶液，结果沉淀都溶解，说明Al(OH)3是氢氧化物（填“酸性”、“碱性”或“两性”），写出Al(OH)3与氢氧化钠反应的离子方程式。(2)向NaBr溶液中通入氯气溶液呈黄色，可证明Cl的非金属性比Br强，反应的离子方程式为。(3)利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律。仪器A的名称为。若要证明非金属性：Cl＞I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4(KMnO4与浓盐酸常温下反应生成氯气)，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液(填现象)，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用溶液吸收尾气(填化学式)。【例2】（2023秋·山东淄博·高一山东省淄博实验中学校考期末）Q、X、Y、Z是原子序数逐渐增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素，且均不与Q同族。下列说法正确的是A．非金属性：Z＞Q B．单质的导电性：Y＜ZC．原子半径半径：X＜Z D．最高价氧化物水化物的碱性：X＞Y【变式21】（2023春·云南昭通·高一云南云天化中学教育管理校联考期末）短周期主族元素A、B、C、D、E和F原子序数依次递增，其中A的原子半径最小，B是空气中含量最多的元素，C是地壳中含量最多的元素，D、E和F同周期，D在该周期中原子半径最大，E的单质中有一种是淡黄色的固体。下列说法错误的是A．原子半径：E＞B＞C B．最高价氧化物对应的水化物酸性：E＜FC．A、C、D三种元素形成的化合物只含有离子键 D．简单氢化物的稳定性：C＞E【变式23】（2023春·山东青岛·高一校联考期中）X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的前20号主族元素。X的最高正价为同周期主族元素中最高的，Y的原子半径小于X，Z的单质在足量空气中完全燃烧，产物中有两种离子化合物和一种非金属单质，M的原子半径是同周期中最小的，W属于第ⅡA元素。下列说法错误的是A．M的一种气态氧化物可作为高效消毒剂B．元素Y和W组成的二元化合物能与水反应放出大量热C．X、Y、Z、M、W中金属性最强的是WD．简单离子半径：一、单选题1．（2023春·上海浦东新·高一上海市实验学校校考期末）根据元素周期律判断，下列物质的性质比较，错误的是A．酸性：HClO4>H2SO4 B．碱性：KOH>NaOHC．非金属性：P>S>Cl D．气态氢化物稳定性：HF>HCl>H2S2．（2023秋·广东广州·高一统考期末）化学应用广泛，世界因其而多彩。下列用途没有运用相应化学知识的是选项用途化学知识A硬铝可用于高速列车的外壳硬铝密度小、强度高B铝合金可用作日常的铝制品铝表面覆盖致密的氧化铝薄膜C用作呼吸面具供氧剂吸收产生D氢氧化铝用于中和过多的胃酸氢氧化铝受热分解A．A B．B C．C D．D3．（2023春·河南郑州·高一郑州十九中校联考期中）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测错误的是选项事实推测ANa与冷水较易反应，Mg与冷水较难反应Al与冷水更难反应BMg与Cl形成离子键，Al与Cl形成共价键Si与Cl形成共价键CSi是半导体材料，同族的Ge是半导体材料该族元素的单质都是半导体材料DHCl在时分解，HI在时分解HBr的分解温度介于二者之间A．A B．B C．C D．D4．（2023春·河南郑州·高一郑州十九中校联考期中）碱金属元素、、的某种性质或原子结构(M)随原子序数递增呈现的变化趋势如图所示，则M可能是A．单质的熔点 B．原子半径 C．单质的还原性 D．元素的最高正价5．（2023春·山东菏泽·高一统考期中）下列有关元素周期表(律)的叙述正确的是A．前三周期所含元素中原子最外层电子数是2的有两种B．第二周期元素原子半径随原子序数递增逐渐增大C．第三周期简单离子的半径随原子序数的递增逐渐减小D．117号元素位于元素周期表中第七周期、VIIA族6．（2022春·陕西咸阳·高一统考期中）如图是部分短周期元素的主要化合价与原子序数的关系，下列说法正确的是A．最高正化合价：B．简单气态氢化物的热稳定性：C．最高价氧化物对应水化物的碱性：D．R和Z二者最高价氧化物对应的水化物在水中不能发生反应7．（2022秋·广东广州·高一广州市真光中学校考期末）化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释不正确的是选项现象或事实解释A春节期间全国各地燃放的烟火某些金属元素焰色试验所呈现出来色彩B用作医用的胃酸中和剂的碱性不强，但却可以与胃酸反应C“84”消毒液可用于环境消毒主要成分是NaClO，具有强氧化性D用于呼吸面具中作为的来源是强氧化剂，能氧化、生成8．（2023春·山东潍坊·高一广饶一中校考期中）元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素性质。下列说法正确的是A．同周期IA族元素的金属性比IIA族元素的金属性强B．主族元素的最高正价等于该元素原子的最外层电子数C．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同D．在金属元素与非金属元素的交界处寻找优良的催化剂9．（2023春·河北邯郸·高一统考期末）下列事实不能用元素周期律解释的是A．热稳定性： B．金属性：C．还原性： D．酸性：10．（2023春·云南丽江·高一校联考期中）通过对元素周期律的分析，下列推断正确的是A．第三周期元素，从左到右，原子半径逐渐增大B．第三周期元素，从左到右，元素的金属性逐渐增强C．第ⅠA族元素，从上到下，原子的电子层数逐渐增多D．第ⅦA族元素，从上到下，卤族元素的非金属性逐渐增强11．（2023春·云南·高一云南省壮族苗族自治州第一中学校考期末）下列说法正确的是A．第ⅠA族元素的金属性比第ⅡA族元素的金属性强B．第ⅥA族元素的简单氢化物中，稳定性最好的是H2OC．同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右逐渐增强D．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小12．（2023秋·浙江台州·高一统考期末）下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是A．非金属性： B．热稳定性：C．酸性： D．金属性：13．（2023秋·河北张家口·高一统考期末）卤族元素(用X表示)均是成盐元素。下列关于卤族元素的说法正确的是A．最高正价均为＋7价B．X2单质的颜色随核电荷数的增大而加深C．酸性强弱：HIO4>HBrO4>HClO4D．F2能从NaBr溶液中置换出溴单质14．（2023秋·山西大同·高一统考期末）下列物质的溶液不能将Al(OH)3，溶解的是A．NaOH B．HCl C．H2SO4 D．NaCl15．（2023秋·河北张家口·高一统考期末）已知38号元素Sr和56号元素Ba均为第ⅡA族元素，下列说法错误的是A．金属性：Sr<BaB．原子半径：Sr<BaC．最高价氧化物对应水化物的碱性：Sr>BaD．与水反应剧烈程度：Sr<Ba16．（2023春·江西萍乡·高一统考期中）下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是A．非金属性：O＞N＞P B．酸性：H2SO3＞H2SiO3＞H2CO3C．碱性：KOH＞NaOH＞LiOH D．热稳定性：HF＞HCl＞HBr二、原理综合题17．（2023春·山东青岛·高一校联考期中）门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。(1)“类铝”在门捷列夫顶言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓()。①镓与铝同主族，且位于铝的下一周期，则镓的原子结构示意图为。②已知难溶于水，为判断是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有溶液、和。③工业上冶炼金属镓通常采用的方法是。④设计实验证明碱性：。(2)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗()。①硅和锗单质分别与反应时，反应较难进行的是(填“硅”或“锗”)。②根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是。(3)某同学查找、、三种元素在周期表的位置如图所示：周期ⅣA456、、的价氢氧化物碱性强弱顺序为(用化学式表示)。18．（2023秋·山西太原·高一统考期末）某化学兴趣小组的同学们通过以下实验验证同周期元素金属性的递变规律。实验操作实验现象实验1向试管中加入溶液，然后滴加氨水至稍过量。_______①_______实验2取实验1反应后的物质，向其中滴加2mol/L盐酸，边滴加边振荡。_______②_______实验3另取实验1反应后的物质，向其中滴加2mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡。_______③_______实验4向试管中加入_______④_______溶液，然后滴加氨水至稍过量，继续向其中滴加2mol/LNaOH溶液，边滴加边振荡。_______⑤_______(1)请将上表中的空白部分填写完整：①_______________，②_______________，③_______________，④_______________，⑤_______________。(2)实验3中发生反应的离子方程式是__________________________。(3)由以上实验现象判断：同周期元素金属性强弱的变化规律，并分析其原因__________________________。(4)有同学认为上述实验方案不完善，还应补充进行一个实验。【实验方案】__________________________。【实验现象】__________________________。【实验原理】有关反应的离子方程式是__________________________。19．（2022秋·天津红桥·高一统考期末）I.化学兴趣小组对以下实验进行探究：(1)牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成；写出氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式_______________。II.现欲探究铁及其化合物的氧化性或还原性，请完成以下实验报告：(2)称取用磨砂纸打磨后的铁钉放入稀硫酸中，充分反应后若纯净的Fe全部参加反应。反应中转移_______________mol电子。(3)下列有关Fe2+的说法不正确的是(选填序号)_______________。A．可以先加KSCN溶液再加氯水来检验Fe2+B．可以先加铁粉再加KSCN溶液来检验Fe2+C．能使酸性KMnO4溶液紫色褪去D．能观察到溶液颜色为浅绿色III.卤族元素是典型的非金属元素，已知稀溴水与稀铁盐(含Fe3+)溶液的颜色相近；Cl2能将Fe2+