2023-2024学年人教版高一化学必修一 4.2.1元素周期律（第1课时）进阶训练 （含解析）

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第1课时　元素性质的周期性变化规律
　
　进阶训练A
1．元素的性质呈周期性变化的根本原因是（　　）
A．相对原子质量递增，量变引起质变
B．原子半径呈周期性变化
C．原子核外电子排布呈周期性变化
D．元素的最高正化合价呈周期性变化
2．某元素X的气态氢化物的化学式为H2X，则X的最高价氧化物的水化物的化学式为（　　）
A．HXO3 B．H2XO3
C．H3XO3 D．H2XO4
3．下列离子中半径最小的是（　　）
A．F－　　B．Cl－ C．Br－　　D．I－
4．下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是（　　）
选项 事实 推论
A 与冷水反应，Na比Mg剧烈 金属性：Na>Mg
B Ca（OH）2的碱性强于Mg（OH）2 金属性：Ca>Mg
C 酸性：HClOD 热稳定性强弱：HBr>HI 非金属性：Br>I
5.下列事实不能用元素周期律解释的是（　　）
A．非金属性：S＜O
B．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3
C．酸性：HCl＞H2S
D．还原性：K＞Na
6.
右图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是电子总数的，下列说法中正确的是（　　）
A．a的最高价氧化物对应水化物有两性
B．b与d组成的化合物不能与水反应
C．c的单质能与强碱反应生成两种盐
D．非金属性：a>b>c
7．下列各组物质的性质由强到弱的顺序排列正确的是（　　）
A．酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SO4
B．氢化物稳定性：H2S＞HF＞H2O
C．碱性：NaOH＞Al（OH）3＞Mg（OH）2
D．还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF
8．下列大小比较错误的是（　　）
A．离子半径：O2－>F－>Na＋
B．还原性：Na>Mg>Al
C．酸性：HClO4>HNO3>H3PO4
D．水溶液的酸性：HCl9．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是（　　）
A.质子数：c>d
B．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
C．离子的氧化性：X＋＜W3＋
D．原子半径：X＜W
10．下列各组性质的比较中正确的是（　　）
A．酸性　HClO4＜HBrO4＜HIO4
B．稳定性　HCl＞PH3＞H2S
C．碱性　Ba（OH）2＞Ca（OH）2＞Mg（OH）2
D．还原性　Cl－＞Br－＞I－
11．同周期元素的下列递变规律正确的是（　　）
A．Na、Mg、Al原子的最外层电子数依次减小
B．C、N、O的原子半径依次减小
C．Si、P、S元素的最高正化合价依次减小
D．Na、Mg、Al的金属性依次增强
12．元素周期律为人类推测元素性质提供了依据。根据周期律推测下列结论正确的是（　　）
A．原子半径大小：P>Mg
B．酸性强弱：HClO4C．碱性强弱：Mg（OH）2>Be（OH）2
D．金属性：K13．下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是（　　）
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，来验证Na的金属性强于Mg
C．根据Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，说明金属性：Al>Mg
D．根据碱性：NaOH>Mg（OH）2>Al（OH）3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
　进阶训练B
　
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列图像中能表示第三周期元素最高正价（Y）随元素核电荷数（Z）变化关系的是（　　）
2．下列事实能作为实验判断依据的是（　　 ）
A．N2不易与氧气反应，活性炭容易在氧气中燃烧，判断N比C的非金属性弱
B．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，判断钠比铁的金属性弱
C．酸性H2CO3D．F2与Cl2分别与H2反应的剧烈程度，判断氟与氯的非金属性强弱
3．在下列元素中，随元素原子序数的递增呈周期性变化的是（　　）
①原子半径　②化合价　③金属性、非金属性　④相对原子质量
A．①② B．②④
C．①②③ D．①②③④
4．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是（　　）
A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B．Y与X的简单离子具有相同的电子层结构
C．Y与X形成的化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期
5．下列关于Na、Mg、S、Cl元素及其化合物的说法正确的是（　　）
A．NaOH的碱性比 Mg（OH）2的弱
B．原子半径： r（Cl）>r（S）>r（Na）
C．Cl2得到电子的能力比S的弱
D．原子的最外层电子数：n（Cl）>n（S）>n（Mg）
6．已知N、O、Si、S四种元素原子的半径数据如下表：
原子 N S O Si
半径/pm 70 104 66 117
根据以上数据，试估计磷原子的半径可能是（　　）
A．80 pm B．110 pm
C．120 pm D．70 pm
7．下列是比较Mg、Al元素金属性强弱的方法，其中能达到目的的是（　　）
A．将久置于空气中的镁条、铝片分别置于冷水中，观察现象
B．将打磨掉表面氧化物的镁条、铝片分别放入同温度的热水中，观察现象
C．在MgCl2和AlCl3溶液中分别逐滴加入足量氨水
D．分别将0.1 mol Mg、0.1 mol Al与足量的稀硫酸充分反应，测量产生气体的体积（标准状况）
8．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，其中W元素的单质是自然界最轻的气体，X元素的最高正价与最低负价的代数和为0，Y元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，在短周期中Z元素的原子半径最大。下列说法正确的是（　　）
A.简单离子半径：Z>Y>W
B．氢化物稳定性：X>Y
C．Y、Z形成的化合物之一可用作供氧剂
D．X、Y、Z分别与W可形成10电子微粒
9．短周期主族元素A～E在元素周期表中的位置如表所示，A组成的单质是空气中含量最高的物质。下列判断正确的是（　　）
A B
C D E
A.原子半径：CB．最高正价：E＞B＞A
C．A的非金属性在上述五种元素中最强
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：A＞C
二、非选择题
10．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：
族周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ②
3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
4 ⑩
（1）写出元素的符号：①　　　　， ⑦　　　　。
（2）在这些元素中，最活泼的非金属元素是（填元素符号，下同）　　　　， 最不活泼的元素是　　　　。
（3）在这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是（填写化学式，下同）　　　　　， 显两性的氢氧化物是　　　　　。
（4）在这些主族元素中，原子半径最大的是（填元素符号）　　　　。
（5）在③与④中，化学性质较活泼的是（填元素符号，下同）　　　　。 在⑧与 中，化学性质较活泼的是　　　　，请写出一个能证明此结论的化学方程式________________________________________________________________________。
　进阶训练C
　
1．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系错误的是（　　）
W X
Y Z
A.简单离子的半径：Y>X
B．氢化物稳定性：WC．Y的氧化物具有两性
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W
2．已知下表是几种常见元素的原子半径数据：
元素 C O Na Mg Si
原子半径/nm 0.077 0.073 0.154 0.130 0.111
下列说法正确的是（　　）
A．随着核电荷数的增加，原子半径逐渐增大
B．元素F的原子半径在0.073～0.154 nm之间
C．最外层电子数相同的元素，电子层数越多，原子半径越大
D．Mg2＋的半径大于Mg的半径
3．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是（　　）
A.Q位于第三周期第ⅠA族
B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱
C．简单离子半径：M－>Q＋>R2＋
D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸
4．下表是元素周期表中的短周期部分，表中字母分别表示一种元素。请回答下列问题：
（1）f元素在周期表中的位置是第　　　　周期第　　　　族。
（2）e与f两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
（3）表中所给元素中e、f、b、c 原子半径大小顺序为　　　　　　　　（填元素符号）。
（4）表中所给元素中a、b、d、g 非金属性大小顺序为　　　　　　　　（填元素符号）。
（5）所给字母元素中金属性最强的元素为　　　（填元素符号），c和d两种元素氢化物的稳定性更强的是　　　　（填物质的化学式）。
答案与解析
　进阶训练A
1．答案：C
解析：元素的性质呈周期性变化，根本原因是原子核外电子排布呈周期性变化。
2．答案：D
解析：X的气态氢化物的化学式为H2X，X为－2价，则X的最高正价为＋6，该元素最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2XO4。
3．答案：A
解析：核外电子层数越多，离子半径越大，电子层数I－>Br－>Cl－>F－，则离子半径I－>Br－> Cl－>F－，所以离子中半径最小的是F－。
4．答案：C
解析：根据与水反应的剧烈程度可判断元素金属性强弱，故A不符合题意；根据最高价氧化物对应的水化物碱性强弱可判断元素金属性强弱，故B不符合题意；应该根据最高价氧化物对应的水化物酸性强弱来判断元素非金属性强弱，HClO不是Cl的最高价含氧酸，所以不能直接比较非金属性，故C符合题意；气态氢化物越稳定，元素非金属性越强，故D不符合题意。
5．答案：C
解析：同主族从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性：S＜O，能用元素周期律解释，故A不符合题意；同周期非金属性逐渐增强，其气态氢化物的稳定性逐渐增强，因此气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3，能用元素周期律解释，故B不符合题意；同周期非金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强，因此酸性：HClO4＞H2SO4，而酸性：HCl＞H2S不能用元素周期律解释，故C符合题意；同主族从上到下金属性逐渐增强，因此还原性：K＞Na，能用元素周期律解释，故D不符合题意。
6．答案：C
解析：题图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是电子总数的，则a为P，b为S，c为Cl，d为O。a的最高价氧化物对应水化物磷酸不具有两性，故A错误；b与d组成的化合物二氧化硫、三氧化硫都能与水反应，故B错误；c的单质氯气与NaOH反应生成两种盐NaCl、NaClO，故C正确；同周期从左到右非金属性逐渐增强，即非金属性：a＜b＜c，故D错误。
7．答案：D
解析：同一周期从左到右元素非金属性依次递增，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，则HClO4＞H2SO4＞H3PO4，A错误；同一周期从左到右元素非金属性依次递增，氢化物稳定性依次增大，同一主族从上到下元素非金属性依次减弱，氢化物稳定性也依次减弱，所以氢化物的稳定性：HF＞H2O＞H2S，B错误；同一周期从左到右元素金属性依次减弱，所以最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，则碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，C错误；同主族元素从上到下非金属性依次减弱，相应单质的氧化性依次减弱，相应离子的还原性依次增强，则还原性：HI＞HBr＞HCl＞HF，D正确。
8．答案：D
解析：核外电子数相同，核电荷数越大半径越小，故O2－>F－>Na＋，故A正确；同周期元素随核电荷数增大，金属性越弱，还原性越弱，故Na>Mg>Al，故B正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故HClO4>HNO3>H3PO4，故C正确；HCl为强酸，H2S为弱酸，故HCl＞H2S，故D错误。
9．答案：C
解析：aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，则有a－3＝b－1＝c＋2＝d＋1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素。离子的电子层结构相同，则c＋2＝d＋1，则质子数d＞c，A错误；非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性Y＜Z，则氢化物的稳定性H2Y＜HZ，B错误；元素的金属性越强，其阳离子的氧化性越弱，金属性Na＞Al，则离子的氧化性：X＋＜W3＋，C正确；W是Al元素、X是Na元素，同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径W＜X，D错误。
10．答案：C
解析：非金属性：Cl＞Br＞I，则最高价含氧酸的酸性： HClO4＞HBrO4＞HIO4，故A错误；非金属性：Cl＞S＞P，则简单氢化物的稳定性：HCl＞H2S＞PH3，故B错误；金属性：Ba＞Ca＞Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2，故C正确；非金属性Cl＞Br＞I，则对应离子的还原性：Cl－＜Br－＜I－，故D错误。
11．答案：B
解析：三者的最外层电子数逐渐增大，故A错误；同周期元素，从左向右原子半径逐渐减小，故B正确；三者的最外层电子数逐渐增大，其最高正化合价依次增大，故C错误；同周期元素，从左到右金属性依次减弱，故D错误。
12．答案：C
解析：同周期原子半径自左向右逐渐减小，则原子半径大小：P＜Mg，A错误；非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则酸性强弱：HClO4＞H2SiO3，B错误；同主族从上到下金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的碱性越强，碱性强弱：Mg(OH)2＞Be(OH)2，C正确；同主族从上到下金属性逐渐增强，金属性：K＞Na，D错误。
13．答案：D
解析：金属性强弱取决于失去电子的难易程度，失去电子越容易金属性越强，失去电子越难金属性越弱，与失去电子数目无关，例如钠和铝，钠失去1个电子生成钠离子，铝失去3个电子生成铝离子，但是钠的金属性强于铝，故A错误；Na易与水反应生成氢氧化钠和氢气，钠与MgCl2溶液反应最终生成氢氧化镁和氢气，故B错误；比较金属性可以与稀非氧化性酸反应置换出氢气来比较，而不能用与碱反应来比较，故C错误；最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则对应元素的金属性越强，因为碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱，故D正确。
　进阶训练B
1．答案：C
解析：根据元素周期律可知，第三周期元素的最高化合价从左到右逐渐升高，即随元素核电荷数增加，最高正价从＋1价逐渐升高到＋7价，符合该变化的图像为C。
2．答案：D
解析：N2分子内的氮、氮三键键能比较大，化学性质稳定，则N2不易与氧气反应，活性炭容易在氧气中燃烧，不能判断N比C的非金属性弱，事实N的非金属比碳强，故A错误；铁投入CuSO4溶液中，发生金属单质之间的置换反应，而钠投入CuSO4溶液中钠与水反应，不发生金属单质之间的置换反应，则不能比较Na、Fe的金属性，故B错误；最高价氧化物的水化物的酸性越强，对应非金属的非金属性越强，而H2SO3不是硫元素最高价氧化物的水化物，则酸性H2CO3＜H2SO3，不能判断S的非金属性强，故C错误；卤素单质与氢气化合的难易程度，可比较非金属性，由F2与Cl2分别与H2反应，前者剧烈，可知F的非金属性强，故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：①随原子序数的递增，元素的原子半径从大到小呈周期性变化(稀有气体除外)；②随着元素原子序数的递增，元素的最高正价大概从＋1到＋7，负价从－4到－1重复出现；③随元素原子序数的递增，呈现金属性由强变弱，非金属性由弱变强的周期性变化；④随着原子序数的递增，元素的原子的相对原子质量增大，但不呈现周期性的变化。
4．答案：C
解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，该氢化物应该为NH3，则W为N；Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则Y为Na；由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生，黄色沉淀为S，则由X、Y和Z三种元素形成的盐为Na2S2O3，刺激性气体为SO2，则X为O元素，Z为S元素，以此分析解答。由以上分析可知，W为N元素，X为O元素，Y为Na元素，Z为S元素。非金属性O＞N，则X的简单氢化物的热稳定性比W的强，故A正确；Y与X的简单离子分别为氧离子和钠离子，都含有2个电子层，故B正确；Y与X形成的化合物为氧化钠，氧化钠与水反应生成氢氧化钠，溶液呈碱性，能够使红色石蕊试纸变蓝，故C错误；X为O元素，Y为Na元素，Z为S元素，Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期，故D正确。
5．答案：D
解析：同一周期，从左到右，金属性减弱，金属性钠大于镁，所以碱性：NaOH> Mg(OH)2，故A错误；同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，所以原子半径：r(Cl)n(S)>n(Mg)，故D正确。
6．答案：B
解析：同周期元素随原子序数增大，原子半径减小，同主族元素自上而下原子半径增大，故原子半径：S7．答案：B
解析：将在空气中久置的镁条、铝片分别置于冷水中均无现象，A项达不到目的；镁在冷水中能缓慢反应产生气泡、铝在冷水中反应不明显，镁条、铝片与同温度热水反应的剧烈程度Mg强于Al，B项能达到目的；在MgCl2、AlCl3溶液中分别加入足量氨水，均产生白色沉淀且沉淀均不溶解，无法比较Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱，C项达不到目的；产生气体的体积只能说明Mg、Al失去电子数的多少，与金属性强弱没有必然关系，D项达不到目的。
8．答案：C
解析：根据题意，可得W为H，X为C，Y为O，Z为Na。钠离子和氧离子中氧离子半径大，故A错误；C与O中非金属性O大于C，故氢化物稳定性水大于甲烷，故B错误；O与Na可以形成Na2O2可以作供氧剂，故C正确；Na与H不能形成10电子微粒，故D错误。
9．答案：D
解析：A组成的单质是空气中含量最高的物质，A是N元素，根据元素在周期表中的位置，B是O元素，C是P元素，D是S元素、E是Cl元素。同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，原子半径：P＞Cl，故A错误；氧最高正价为＋2价，因此最高正价：E＞A＞B，故B错误；N的非金属性弱于O，故C错误；同主族从上到下元素的非金属性减弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性减弱，因此最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞ H3PO4，故D正确。
10．答案：(1)N　S　(2)F　Ar　(3)HClO4　Al(OH)3　(4)K　(5)Na　Cl　Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
解析：由周期表的位置可知①～ 元素分别为：N、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Ca、Br；(1)元素的符号：①N、⑦S；(2)元素越靠近右上角，元素的非金属性越强，则最活泼的非金属元素是F，稀有气体性质稳定，最不活泼的元素是Ar；(3)元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则酸性最强的是HClO4，显两性的氢氧化物的是Al(OH)3；(4)电子层数越多的原子半径越大，电子层数相同的，核电荷数越大，半径越小，则原子半径最大的是K；(5)在③Na与④Mg中，由金属活泼性顺序： Na>Mg，则化学性质较活泼的是Na，⑧Cl与 Br中，化学性质较活泼的是Cl，可用氯气通入溴化钠溶液中，可观察到溶液变橙红色，发生的化学反应方程式：Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2。
　进阶训练C
1．答案：A
解析：X为O，Y为Al，则简单离子的半径：O2－＞Al3＋，A错误；W为N，X为O，则氢化物的稳定性：NH3＜H2O，B正确；Y为Al，其氧化物Al2O3是两性氧化物，C正确；W为N，Z为Cl，由于Cl的非金属性比N强，故最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4＞HNO3，D正确。
2．答案：C
解析：同一周期的元素从左到右，核电荷数逐渐增大，对电子层的吸引力逐渐增大，原子半径逐渐减小，故A错误；同一周期的元素从左到右，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，而电子层数越多，原子半径越大，故F的原子半径小于O，更小于Na，故F的原子半径小于0.073 nm，故B错误；最外层电子数相同的元素，原子半径受电子层数的影响，电子层数越多，则微粒半径越大，故C正确；电子层数越多，则微粒半径越大，Mg2＋比Mg少一个电子层，故Mg2＋的半径小于Mg的半径，故D错误。
3．答案：C
解析：X、Y、Z、M、Q、R都为前20号元素，且原子半径依次增大，结合各元素的主要化合价，可以推出X为H，Y为O，Z为N，M为Cl，Q为Na，R为Ca。Q为Na，其位于周期表中第三周期第ⅠA族，A正确；X为H，Y为O，Z为N，这三种元素组成的物质有NH4NO3、NH3·H2O等，其中NH4NO3属于盐，NH3·H2O属于碱，B正确；M为Cl，Q为Na，R为Ca，则简单离子半径大小为：Cl－>Ca2＋>Na＋，C错误；Z为N，M为Cl，它们最高价氧化物对应的水化物分别为HNO3、HClO4，都是强酸，D正确。
4．答案：(1)三　ⅢA
(2)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O
(3)Na＞Al＞C＞N
(4)O＞S＞C＞H
(5)Na　H2O
解析：根据元素周期表中的位置分析，a为氢，b为碳，c为氮，d为氧，e为钠，f为铝，g为硫。(1)f元素为铝，在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族。(2)e为钠，f为铝，两元素最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝，相互反应的化学方程式为NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O；(3)根据电子层数越多，半径越大，同电子层数的原子，核电荷数越大，半径越小分析，e、f、b、c 原子半径大小顺序为Na＞Al＞C＞N；(4)根据同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素，从下往上非金属性增强分析， 非金属性大小顺序为O＞S＞C＞H；(5)所给元素中钠的金属性最强，氧的非金属性比氮强，所以氧的氢化物即水的稳定性比氮的氢化物即氨气的稳定性强。
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