基础课时6 研究同主族元素的性质
学习目标 1.以第ⅠA、ⅦA族元素为例,掌握同主族元素性质的递变规律。2.能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律。3.能根据同主族中熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质特点。
一、碱金属(ⅠA族的金属)元素性质的相似性和递变性
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号
原子结构 示意图
相似性 最外层均有 个电子
递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加,电子层数逐渐 ,原子半径逐渐
2.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
3.碱金属单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性:都是活泼 ,在化合物中均显 价。
①
②碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH),一般都具有 性。
(2)递变性:碱金属单质Li→Cs的还原性依次 。
①从Li→Cs,与氧气反应越来越 ,产物越来越 。如Rb、Cs遇空气立即燃烧,Li与O2反应只能生成Li2O,Na与O2反应能生成Na2O和Na2O2。
②从Li→Cs,与水反应越来越 。如Rb、Cs等遇水可能会发生爆炸。
③LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐 。
(3)结论:同主族元素从上到下,失电子能力逐渐增强,金属性逐渐 。
1.(2023·山东曹县一中高一月考)下列各组比较不正确的是 ( )
A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B.还原性:K>Na,故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C.金属性:K>Na>Li
D.碱金属元素原子最外层电子数相同
2.有关碱金属的说法不正确的是 ( )
A.均为ⅠA族元素,最外层均有1个电子
B.单质的还原性:Li>Na>K>Rb>Cs
C.碱性:LiOH
D.从Li到Cs,核电荷数依次增加,电子层数、原子半径依次增大
3.下列关于碱金属元素的说法中正确的是 ( )
A.ⅠA族元素都是碱金属元素
B.碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C.金属钾具有强还原性,K+具有强氧化性
D.常温下Cs与水反应会发生爆炸
【题后归纳】
(1)碱金属元素是ⅠA族中的金属元素,不包括氢。钫有放射性,中学阶段一般不涉及。
(2)Li、Na、K的密度比水的小,Rb、Cs的密度比水的大。
(3)Na、K的密度比水小,比煤油的大,常保存在煤油中。Li的密度比煤油小,保存在液态石蜡中。
二、卤族元素性质的相似性与递变性
卤素单质的置换反应
实验操作 实验现象
静置后,液体分层,上层无色,下层橙色
静置后,液体分层,上层无色,下层紫色
静置后,液体分层,上层无色,下层紫色
[问题讨论]
1.上述三个实验过程中发生的反应分别是什么
2.上述实验可以得出有关氯、溴、碘单质氧化性或对应离子还原性的结论是什么 三种元素的原子得电子能力有怎样的关系
3.相对分子质量小的卤素单质一定能将相对分子质量大的卤素单质从卤化物溶液中置换出来吗
4.“任何元素的最高正价和最低负价绝对值之和均为8”这种说法是否正确
1.卤素单质化学性质的相似性
(1)与H2反应:X2+H22HX
(2)与活泼金属(如Na)反应:2Na+X22NaX
(3)与H2O反应
X2+H2O===HX+HXO(X=Cl、Br、I)
(4)与强碱(如NaOH)溶液反应
X2+2NaOH===NaX+NaXO+H2O(X2=Cl2、Br2、I2)
2.递变性
(1)物理性质
①颜色逐渐加深:F2淡黄绿色→Cl2黄绿色→Br2深红棕色→I2紫黑色。
②状态:F2气态→Cl2气态→Br2液态→I2固态。
③密度:从F2→I2逐渐变大。
④熔、沸点:从F2→I2逐渐升高。
(2)化学性质
具体表现如下:
项目 性质
单质间的 置换反应 2Br-+Cl2===2Cl-+Br2 2I-+Br2===2Br-+I2
氢化物 生成难易:单质与H2反应越来越难
稳定性:HF>HCl>HBr>HI
还原性:HF最高价氧化物 对应水化物 酸性:HClO4>HBrO4>HIO4
与变价金 属(Fe)反应 2Fe+3X22FeX3(X=F、Cl、Br) Fe+I2FeI2
3.特殊性
(1)物理性质:氯易液化,溴易挥发,碘易升华。
(2)F2能与水反应2F2+2H2O===4HF+O2,因此F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。
(3)溴是常温常压下唯一呈液态的非金属单质,有很强的腐蚀性,保存液溴时要加一些水进行“水封”。
(4)碘遇淀粉溶液变蓝色,可用淀粉溶液检验I2。
1.(2024·湖南长郡中学高一选科适应性训练)下列关于F、Cl、Br、I的比较,不正确的是 ( )
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是 ( )
A.其单质都能与水反应,通式为X2+H2O===HX+HXO
B.HX易溶于水,其水溶液都是强酸
C.其单质都有颜色,都有毒
D.最高价含氧酸的通式为HXO4
3.(2024·山西大学附中高一模块诊断)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法不正确的是 ( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.单质②能使石蕊试液先变红后褪色
三、同主族元素原子结构与性质的递变规律
内容 同主族(自上而下)
原 子 结 构 电子层数 增多
最外层电子数 相同
原子半径 逐渐增大
元 素 性 质 原子得电子能力 减弱
原子失电子能力 增强
元素的金属性 增强
元素的非金属性 减弱
元素的主要化合价 最高正价数=主族序数(F无正价, O无最高正价)
单 质 和 化 合 物 性 质 单质还原性与氧化性 还原性增强,氧化性减弱
非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 形成由易到难,稳定性由强到弱
最高价氧化物对应的水化物酸碱性 酸性 减弱
碱性 增强
非金属气态氢化物的还原性 增强
离子氧化还原能力 阳离子氧化性 减弱
阴离子还原性 增强
1.已知16S和34Se位于同一主族,下列关系中正确的是 ( )
A.热稳定性:HF>HCl>H2S
B.原子半径:Br>Se>Cl
C.还原性:S2->Se2->Cl-
D.酸性:HBrO4>HClO4>H2SO4
2.根据元素周期表和元素周期律分析,下列判断正确的是 ( )
A.Be原子失电子能力比Mg原子强
B.B的金属性比Al的强
C.硒化氢比硫化氢稳定
D.氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强
3.(2024·辽宁部分高中高一期末)氮族元素与同周期碳族、氧族、卤族元素相比较,下列递变规律正确的是 ( )
A.还原性:SiH4B.原子半径:SiC.非金属性:CD.酸性:H3PO4
1.锂(Li)是世界上最轻的金属,它属于碱金属的一种。下列说法正确的是 ( )
A.碱金属单质在氧气中燃烧,都生成过氧化物
B.Li是碱金属原子中半径最小的原子
C.Li、Na、K、Rb+的最外层都只有一个电子
D.Na+比Li多一个电子层
2.镭是元素周期表中第7周期ⅡA族元素,关于其叙述不正确的是 ( )
A.镭的金属性比钙弱
B.镭单质能与水反应生成H2
C.镭在化合物中呈+2价
D.碳酸镭难溶于水
3.(2024·广东中山高一期末)依据元素的原子结构和性质的变化规律,推断下列元素非金属性最强的是 ( )
A.P B.S
C.Cl D.F
4.(2024·安徽阜阳高一期末)下列各组物质或微粒的排列顺序错误的是 ( )
A.离子半径:S2->O2->Mg2+>Li+
B.酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3
C.熔、沸点:LiD.金属性:Al5.我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第6周期ⅠA族,根据铯在元素周期表中的位置,推断下列内容:
(1)铯的原子核外共有 个电子层,
最外层电子数为 。
(2)铯单质与水剧烈反应,放出 色
气体,生成的溶液使紫色石蕊试纸显 色。
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。
基础课时6 研究同主族元素的性质
一、1.Li Na K Rb Cs 1 增多 增大 2.银白色 较小 降低 3.(1)金属 +1 ①2R+2H2O2ROH+H2↑
2R+2H+2R++H2↑ ②强碱 (2)增强 ①剧烈 复杂
②剧烈 ③增强 (3)增强
对点训练
1.B [Li的金属性比Na弱,故Li与水反应不如Na与水反应剧烈,A正确;K非常活泼,可以和水发生反应,把K投入到NaCl溶液中,K会立即和水发生反应,不会置换出金属Na,B错误;同主族元素从上到下金属性依次增强,C正确;碱金属元素均为第一主族元素,同主族元素最外层电子数相同,D正确。]
2.B [碱金属元素位于周期表ⅠA族,主族序数等于元素原子最外层电子数,故碱金属元素原子的最外层电子数为1,A正确;同主族元素从上到下,原子的核外电子层数依次增加,失电子能力逐渐增强,单质的还原性逐渐增强,还原性:Li3.D [ⅠA族的氢元素是非金属元素,A错误;碱金属与水剧烈反应,在溶液中不与金属离子发生置换反应,B错误;K+具有弱氧化性,C错误;碱金属元素从上到下金属性依次增强,所以铯的金属性强于钠和钾,则常温下Cs与水反应会发生爆炸,D正确。]
二、
问题讨论
1.反应依次为2NaBr+Cl22NaCl+Br2,2KI+Br22KBr+I2,2KI+Cl22KCl+I2。
2. Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2,相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。Cl、Br、I三种元素原子得电子能力逐渐减弱。
3.不一定。F2通入溶液中时通常与水反应置换出氧气。
4.不正确。氟元素没有正价,氧元素没有最高正价。
对点训练
1.C [ F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5,随核电荷数的增加而增多,故A正确;F、Cl、Br、I原子半径增大,原子核对电子的引力逐渐减小,单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱,故B正确;元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性F>Cl>Br>I, F、Cl、Br、I原子半径增大,与氢原子的作用力逐渐减小,它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱,故C错误;单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色,单质的颜色随核电荷数的增加而加深,故D正确。]
2.C [解答本题,除掌握一般规律外,要注意F2及F的化合物的特殊性:①F2与水反应置换H2O中的O生成O2,不像其他卤素单质,②F是最强的非金属,在化合物中不表现正价,HF的溶液表现弱酸性。]
3.B [卤素单质的熔沸点与其相对分子质量成正比,根据图像知,①为F2,②为Cl2,③为Br2,④为I2。同主族元素,元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱,非金属性越强,其单质越活泼,所以单质活泼性最强的是F2,A正确;非金属性越强,其氢化物的热稳定性越强,非金属性:F>Cl>Br>I,则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF,B错误;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度大于水,所以为防止溴挥发,可以用水液封,则单质③保存时加少量水进行水封,C正确;氯气和水反应生成HCl和HClO,HCl使溶液显酸性,HClO具有漂白性,所以单质②能使石蕊试液先变红后褪色,D正确。]
三、
对点训练
1.A [非金属性F>Cl>S,元素的非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,A正确;同周期主族元素从左到右,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,则原子半径应为Se>Br>Cl,B错误;非金属性Cl>S>Se,元素的非金属性越强,对应的阴离子的还原性越弱,则还原性Se2->S2->Cl-,C错误;非金属性Cl>Br,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,则酸性HClO4>HBrO4,D错误。]
2.D [同主族元素从上到下金属性逐渐增强,则Be原子失电子能力比Mg原子弱,A项错误;B和Al同主族,且B位于Al的上一周期,则B的金属性比Al的弱,B项错误;Se与S同主族,且Se位于S的下一周期,则非金属性:S>Se,故硒化氢的稳定性比硫化氢的弱,C项错误;Sr与Ca同主族,且Sr位于Ca的下一周期,则金属性:Sr>Ca,故氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强,D项正确。]
3.C [元素的非金属性:SiPH3>HCl,故A错误;同周期从左到右原子半径减小,原子半径:Si>P>S>Cl,故B错误;同同期从左到右元素的非金属性增强,非金属性:C课堂达标训练
1.B [碱金属单质在氧气中燃烧,并非都能生成过氧化物,如锂在氧气中燃烧只生成氧化锂,A错误;Li是碱金属元素原子中半径最小的原子,B正确;Li、Na、K的最外层都只有一个电子,Rb+的最外层是8个电子,C错误;Na+和Li的电子层数相同,都有2个电子层,D错误。]
2.A [A错误,镭和钙同处于ⅡA族,镭比钙原子半径大,则镭比钙金属性强;B正确,钙与水反应生成Ca(OH)2和H2,据此推测镭能与水反应生成H2;C正确,镭处于ⅡA族,原子的最外层有2个电子,故形成的化合物中镭元素显+2价;D正确,MgCO3微溶于水,CaCO3难溶于水,据此推测碳酸镭难溶于水。]
3.D [同周期元素从左到右非金属性依次增强,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,则上述元素中,非金属性最强的为F。]
4.C [根据层多径大,核大径小原则,离子半径:S2->O2->Mg2+>Li+,A正确;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:S>C>Si,酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3,B正确;碱金属元素从上到下熔、沸点降低,故熔、沸点Li>Na>K>Rb,C错误;根据同周期从左到右金属性逐渐减弱,同主族从上到下金属性逐渐增强,金属性:Al5.(1)6 1 (2)无 蓝 (3)强
解析 (1)铯在元素周期表中位于第6周期ⅠA族,则铯原子核外共有6个电子层,最外层电子数为1。
(2)金属性:Cs>Na,故Cs与水反应更剧烈,反应的化学方程式为2Cs+2H2O2CsOH+H2↑,生成物为氢气和氢氧化铯(水溶液显碱性),则观察到有无色气体生成,生成的溶液使紫色石蕊试纸显蓝色。(3)同主族元素从上到下金属性逐渐增强,则铯单质的还原性比钠单质的还原性强。(共68张PPT)
第 节 元素周期表的应用
第 章 原子结构 元素周期律
基础课时 研究同主族元 素的性质
1
3
6
学习目标 1.以第ⅠA、ⅦA族元素为例，掌握同主族元素性质的递变规律。2.能运用原子结构理论初步解释同主族元素性质的递变规律。3.能根据同主族中熟悉元素的性质特点预测不熟悉元素的性质特点。
学习目标
一、碱金属(ⅠA族的金属)元素性质的相似性和递 变性
二、卤族元素性质的相似性与递变性
目
录
CONTENTS
课堂达标训练
课后巩固训练
三、同主族元素原子结构与性质的递变规律
一、碱金属(ⅠA族的金属)元素性质的相似性和递变性
对点训练
1.碱金属元素的原子结构的相似性和递变性
元素名称 锂 钠 钾 铷 铯
元素符号
原子结构 示意图
相似性 最外层均有____个电子 递变性 从Li到Cs随核电荷数的增加，电子层数逐渐______，原子半径逐渐______ Li
Na
K
Rb
Cs
1
增多
增大
2.碱金属单质物理性质的相似性和递变性
银白色
较小
降低
3.碱金属单质化学性质的相似性和递变性
(1)相似性:都是活泼______，在化合物中均显______价。
①
②碱金属的最高价氧化物(R2O)对应的水化物(ROH)，一般都具有______性。
金属
+1
2R+2H2O===2ROH+H2↑
2R+2H+===2R++H2↑
强碱
(2)递变性:碱金属单质Li→Cs的还原性依次______。
①从Li→Cs，与氧气反应越来越______，产物越来越______。如Rb、Cs遇空气立即燃烧，Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应能生成Na2O和Na2O2。
②从Li→Cs，与水反应越来越______。如Rb、Cs等遇水可能会发生爆炸。
③LiOH、NaOH、KOH、RbOH的碱性逐渐______。
(3)结论:同主族元素从上到下，失电子能力逐渐增强，金属性逐渐______。
增强
剧烈
复杂
剧烈
增强
增强
1.(2023·山东曹县一中高一月考)下列各组比较不正确的是 ( )
A.锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B.还原性:K>Na，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C.金属性:K>Na>Li
D.碱金属元素原子最外层电子数相同
解析 Li的金属性比Na弱，故Li与水反应不如Na与水反应剧烈，A正确;K非 常活泼，可以和水发生反应，把K投入到NaCl溶液中，K会立即和水发生反应，不会置换出金属Na，B错误;同主族元素从上到下金属性依次增强，C正确;碱金属元素均为第一主族元素，同主族元素最外层电子数相同，D正确。
B
2.有关碱金属的说法不正确的是 ( )
A.均为ⅠA族元素，最外层均有1个电子
B.单质的还原性:Li>Na>K>Rb>Cs
C.碱性:LiOHD.从Li到Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大
B
解析 碱金属元素位于周期表ⅠA族，主族序数等于元素原子最外层电子数，故碱金属元素原子的最外层电子数为1，A正确;同主族元素从上到下，原子的核外电子层数依次增加，失电子能力逐渐增强，单质的还原性逐渐增强，还原性:Li3.下列关于碱金属元素的说法中正确的是 ( )
A.ⅠA族元素都是碱金属元素
B.碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
C.金属钾具有强还原性，K+具有强氧化性
D.常温下Cs与水反应会发生爆炸
解析 ⅠA族的氢元素是非金属元素，A错误;碱金属与水剧烈反应，在溶液 中不与金属离子发生置换反应，B错误;K+具有弱氧化性，C错误;碱金属元素从上到下金属性依次增强，所以铯的金属性强于钠和钾，则常温下Cs与水反应会发生爆炸，D正确。
D
【题后归纳】
(1)碱金属元素是ⅠA族中的金属元素，不包括氢。钫有放射性，中学阶段一
般不涉及。
(2)Li、Na、K的密度比水的小，Rb、Cs的密度比水的大。
(3)Na、K的密度比水小，比煤油的大，常保存在煤油中。Li的密度比煤油小，
保存在液态石蜡中。
二、卤族元素性质的相似性与递变性
对点训练
实验探究
探究归纳
卤素单质的置换反应
实验操作 实验现象
静置后，液体分层，
上层无色，下层橙色
静置后，液体分层，
上层无色，下层紫色
静置后，液体分层，
上层无色，下层紫色
[问题讨论]
1.上述三个实验过程中发生的反应分别是什么
提示 反应依次为2NaBr+Cl2===2NaCl+Br2，2KI+Br2===2KBr+I2，
2KI+Cl2===2KCl+I2。
2.上述实验可以得出有关氯、溴、碘单质氧化性或对应离子还原性的结论是什
么 三种元素的原子得电子能力有怎样的关系
提示 Cl2、Br2、I2的氧化性由强到弱的顺序是Cl2>Br2>I2，相应卤素离子的
还原性由强到弱的顺序是I->Br->Cl-。Cl、Br、I三种元素原子得电子能力逐渐
减弱。
3.相对分子质量小的卤素单质一定能将相对分子质量大的卤素单质从卤化物溶
液中置换出来吗
提示 不一定。F2通入溶液中时通常与水反应置换出氧气。
4.“任何元素的最高正价和最低负价绝对值之和均为8”这种说法是否正确
提示 不正确。氟元素没有正价，氧元素没有最高正价。
1.卤素单质化学性质的相似性
(1)与H2反应:X2+H2 2HX
(2)与活泼金属(如Na)反应:2Na+X2 2NaX
(3)与H2O反应
X2+H2O=== HX+HXO(X=Cl、Br、I)
(4)与强碱(如NaOH)溶液反应
X2+2NaOH=== NaX+NaXO+H2O(X2=Cl2、Br2、I2)
2.递变性
(1)物理性质
①颜色逐渐加深:F2淡黄绿色→Cl2黄绿色→Br2深红棕色→I2紫黑色。
②状态:F2气态→Cl2气态→Br2液态→I2固态。
③密度:从F2→I2逐渐变大。
④熔、沸点:从F2→I2逐渐升高。
(2)化学性质
具体表现如下:
3.特殊性
(1)物理性质:氯易液化，溴易挥发，碘易升华。
(2)F2能与水反应2F2+2H2O===4HF+O2，因此F2不能从溶液中置换出其他卤素单质。
(3)溴是常温常压下唯一呈液态的非金属单质，有很强的腐蚀性，保存液溴时 要加一些水进行“水封”。
(4)碘遇淀粉溶液变蓝色，可用淀粉溶液检验I2。
1.(2024·湖南长郡中学高一选科适应性训练)下列关于F、Cl、Br、I的比较，不 正确的是 ( )
A.它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
B.单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱
C.它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
D.单质的颜色随核电荷数的增加而加深
C
解析 F、Cl、Br、I的原子核外电子层数分别为2、3、4、5，随核电荷数的增加而增多，故A正确;F、Cl、Br、I原子半径增大，原子核对电子的引力逐渐减小，单质的氧化性随核电荷数的增加而减弱，故B正确;元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性F>Cl>Br>I， F、Cl、Br、I原子半径增大，与氢原子的作用力逐渐减小，它们的氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，故C错误;单质的颜色分别是浅黄绿色、黄绿色、深红棕色和紫黑色，单质的颜色随核电荷数的增加而加深，故D正确。
B
2.下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是 ( )
A.其单质都能与水反应，通式为X2+H2O===HX+HXO
B.HX易溶于水，其水溶液都是强酸
C.其单质都有颜色，都有毒
D.最高价含氧酸的通式为HXO4
解析 解答本题，除掌握一般规律外，要注意F2及F的化合物的特殊性:①F2与 水反应置换H2O中的O生成O2，不像其他卤素单质，②F是最强的非金属，在化合物中不表现正价，HF的溶液表现弱酸性。
C
3.(2024·山西大学附中高一模块诊断)如图是卤素单质 (F2、Cl2、Br2、I2)的沸点 与相对分子质量的关系图， 下列说法不正确的是 ( )
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.单质②能使石蕊试液先变红后褪色
B
解析 卤素单质的熔沸点与其相对分子质量成正比，根据图像知，①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。同主族元素，元素的非金属性随着原子序数的增大而减弱，非金属性越强，其单质越活泼，所以单质活泼性最强的是F2，A正确;非金属性越强，其氢化物的热稳定性越强，非金属性:F>Cl>Br>I，则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF，B错误;溴易挥发，在水中的溶解度较小，且密度大于水，所以为防止溴挥发，可以用水液封，则单质③保存时加少量水进行水封，C正确;氯气和水反应生成HCl和HClO，HCl使溶液显酸性，HClO具有漂白性，所以单质②能使石蕊试液先变红后褪色，D正确。
三、同主族元素原子结构与性质的递变规律
对点训练
内容 同主族(自上而下)
原 子 结 构 电子层数 增多
最外层电子数 相同
原子半径 逐渐增大
元 素 性 质 原子得电子能力 减弱
原子失电子能力 增强
元素的金属性 增强
元素的非金属性 减弱
元素的主要化合价 最高正价数=主族序数(F无正价， O无最高正价)
单 质 和 化 合 物 性 质 单质还原性与氧化性 还原性增强，氧化性减弱
非金属元素气态氢化物的形成及稳定性 形成由易到难，稳定性由强到弱
最高价氧化物对应的水化物酸碱性 酸性 减弱
碱性 增强
非金属气态氢化物的还原性 增强
离子氧化还原能力 阳离子氧化性 减弱
阴离子还原性 增强
1.已知16S和34Se位于同一主族，下列关系中正确的是 ( )
A.热稳定性:HF>HCl>H2S
B.原子半径:Br>Se>Cl
C.还原性:S2->Se2->Cl-
D.酸性:HBrO4>HClO4>H2SO4
解析 非金属性F>Cl>S，元素的非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定， A正确;同周期主族元素从左到右，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，则原子半径应为Se>Br>Cl，B错误;非金属性Cl>S>Se，元素的非金属性越强，对应的阴离子的还原性越弱，则还原性Se2->S2->Cl-，C错误;非金属性Cl>Br，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，则酸性HClO4>HBrO4，D错误。
A
2.根据元素周期表和元素周期律分析，下列判断正确的是 ( )
A.Be原子失电子能力比Mg原子强
B.B的金属性比Al的强
C.硒化氢比硫化氢稳定
D.氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强
解析 同主族元素从上到下金属性逐渐增强，则Be原子失电子能力比Mg原子弱，A项错误;B和Al同主族，且B位于Al的上一周期，则B的金属性比Al的弱，B项错误;Se与S同主族，且Se位于S的下一周期，则非金属性:S>Se，故硒化氢的稳定性比硫化氢的弱，C项错误;Sr与Ca同主族，且Sr位于Ca的下一周期，则金属性:Sr>Ca，故氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强，D项正确。
D
3.(2024·辽宁部分高中高一期末)氮族元素与同周期碳族、氧族、卤族元素相比 较，下列递变规律正确的是 ( )
A.还原性:SiH4B.原子半径:SiC.非金属性:CD.酸性:H3PO4解析 元素的非金属性:SiPH3>HCl，故A错误;同周期从左到右原子半径减小，原子半径:Si>P>S>Cl，故B错误;同同期从左到右元素的非金属性增强，非金属性:CC
课堂达标训练
1.锂(Li)是世界上最轻的金属，它属于碱金属的一种。下列说法正确的是 ( )
A.碱金属单质在氧气中燃烧，都生成过氧化物
B.Li是碱金属原子中半径最小的原子
C.Li、Na、K、Rb+的最外层都只有一个电子
D.Na+比Li多一个电子层
解析 碱金属单质在氧气中燃烧，并非都能生成过氧化物，如锂在氧气中燃烧只生成氧化锂，A错误;Li是碱金属元素原子中半径最小的原子，B正确;Li、Na、K的最外层都只有一个电子，Rb+的最外层是8个电子，C错误;Na+和Li的电子层数相同，都有2个电子层，D错误。
B
2.镭是元素周期表中第7周期ⅡA族元素，关于其叙述不正确的是 ( )
A.镭的金属性比钙弱
B.镭单质能与水反应生成H2
C.镭在化合物中呈+2价
D.碳酸镭难溶于水
解析 A错误，镭和钙同处于ⅡA族，镭比钙原子半径大，则镭比钙金属性 强;B正确，钙与水反应生成Ca(OH)2和H2，据此推测镭能与水反应生成H2;C正确，镭处于ⅡA族，原子的最外层有2个电子，故形成的化合物中镭元素显+2价;D正确，MgCO3微溶于水，CaCO3难溶于水，据此推测碳酸镭难溶于水。
A
3.(2024·广东中山高一期末)依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列 元素非金属性最强的是 ( )
A.P B.S
C.Cl D.F
解析 同周期元素从左到右非金属性依次增强，同主族元素从上到下非金属 性依次减弱，则上述元素中，非金属性最强的为F。
D
4.(2024·安徽阜阳高一期末)下列各组物质或微粒的排列顺序错误的是 ( )
A.离子半径:S2->O2->Mg2+>Li+
B.酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3
C.熔、沸点:LiD.金属性:Al解析 根据层多径大，核大径小原则，离子半径:S2->O2->Mg2+>Li+，A正确;非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性:S>C>Si，酸性:H2SO4>H2CO3>H2SiO3，B正确;碱金属元素从上到下熔、沸点降低，故熔、沸点Li>Na>K>Rb，C错误;根据同周期从左到右金属性逐渐减弱，同主族从上到下金属性逐渐增强，金属性:AlC
5.我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使 我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第6周期ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容:
(1)铯的原子核外共有 个电子层，最外层电子数为 。
(2)铯单质与水剧烈反应，放出 色气体，生成的溶液使紫色石蕊试纸显 色。
(3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 (填“弱”或“强”)。
6
1
无
蓝
强
解析 (1)铯在元素周期表中位于第6周期ⅠA族，则铯原子核外共有6个电子层，最外层电子数为1。
(2)金属性:Cs>Na，故Cs与水反应更剧烈，反应的化学方程式为2Cs+2H2O 2CsOH+H2↑，生成物为氢气和氢氧化铯(水溶液显碱性)，则观察到有无色气体生成，生成的溶液使紫色石蕊试纸显蓝色。(3)同主族元素从上到下金属性逐渐增强，则铯单质的还原性比钠单质的还原性强。
课后巩固训练
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
1.下列说法正确的是( )
A.碱金属元素单质的熔点随原子序数递增而降低
B.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
C.族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素
D.ⅦA 族元素的阴离子还原性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
A
解析 碱金属元素随着原子序数的递增单质的熔点逐渐降低，A项正确;同种元素的不同核素质子数相同，中子数不同，B项错误;氢元素族序数等于其周期数，属于非金属元素，C项错误;ⅦA族阴离子还原性越强，元素的非金属性越弱，最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，D项错误。
2.(2024·河北保定高一期末)下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是 ( )
A.热稳定性:HF>H2O
B.氧化性:Cl2>I2
C.碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
D.酸性:HCl>HF
D
解析 同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强，简单氢化物的稳定性逐渐增强，非金属性:F>O，热稳定性:HF>H2O，能用元素周期律解释，A项不符合题意;同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则氧化性:Cl2>I2，能用元素周期律解释，B项不符合题意;同周期从左到右主族元素的金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，金属性:Na>Mg>Al，碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，能用元素周期律解释，C项不符合题意;HF、HCl均不是相应元素的最高价氧化物对应的水化物，两者酸性强弱不能用元素周期律解释，D项符合题意。
3.具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是 ( )
A.最外层只有一个电子
B.最外层电子数为次外层电子数的一半
C.M层电子数为K层电子数的
D.最外层电子数是电子层数的3倍
C
解析 原子的最外层只有一个电子的元素，除碱金属元素以外，还可能是H元素，也可能是Cr、Cu等少数过渡元素，A错误;原子的最外层电子数为次外层电子数的一半，可以是Li、Si元素，B错误;原子的M层电子数为K层电子数的，只能是Na元素，C正确;原子的最外层电子数是电子层数的3倍，只能是O元素，D错误。
4.砷化镓太阳能电池具有广阔的应用前景，下列有关说法不正确的是 ( )
A.砷元素符号为As，位于元素周期表中第4周期ⅤA族
B.酸性:砷酸<磷酸
C.镓元素符号为Ga，单质可能与水反应
D.碱性:Ga(OH)3解析 砷元素符号为As，与N、P同主族，处于元素周期表中第4周期ⅤA族， A正确;同主族元素从上到下元素非金属性减弱，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，故酸性:磷酸>砷酸，B正确;镓元素符号为Ga，处于ⅢA族，金属性比Al强，可能与水反应，C正确;同主族元素从上到下金属性逐渐增强，金属性Ga>Al，故碱性Ga(OH)3>Al(OH)3，D错误。
D
5.下列关于锂、钠、钾、铷、铯元素的叙述不正确的是 ( )
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③其单质与O2反应均可得到多种氧化物 ④其单质的密度依次增大，均要保存在煤油中 ⑤其单质的还原性依次增强 ⑥其对应阳离子的氧化性依次增强
A.①③⑤ B.②④⑥
C.②③④⑥ D.①⑤
C
解析 根据元素周期律可知，Li、Na、K、Rb、Cs的金属性逐渐增强，氢氧化物中碱性最强的为CsOH，①正确;单质熔点最高的为Li，②错误;Li与O2反应时只生成Li2O，③错误;K的密度小于Na的密度，反常，Li的密度小于煤油的密度，常保存在石蜡油中，④错误;由于Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强，故其单质的还原性依次增强，对应阳离子的氧化性依次减弱，⑤正确，⑥错误。
6.(2024·河南安阳一中高一月考)根据元素在元素周期表中的位置，运用元素周 期律分析下面推断，其中错误的是 ( )
A.RbOH的碱性强于Ca(OH)2
B.砹化银(AgAt)是难溶于稀硝酸的化合物
C.锶是第5周期ⅡA族的元素，硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
D.硒是第4周期ⅥA族的元素，硒化氢(H2Se)是有毒的气体，比H2S稳定
D
解析 同主族元素的原子，从上到下元素的金属性逐渐增强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性也依次增强，RbOH的碱性强于KOH，由同周期元素从左到右元素的金属性依次减弱，则KOH的碱性强于Ca(OH)2，所以RbOH的碱性强于Ca(OH)2，A项正确;卤族元素性质具有相似性，根据氯化银、溴化银和碘化银是难溶于稀硝酸的化合物，推测AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，B项正确;MgSO4、CaSO4、BaSO4溶解度依次减小，可以推知硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体，C项正确;同主族元素的原子，从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱，所以硒化氢(H2Se)不如H2S稳定，D项错误。
7.已知第117号元素Ts，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层， 且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是 ( )
A.此元素的气态氢化物的化学式为HTs，在常温下很稳定
B.其单质带有金属光泽，具有强氧化性，可与KI发生置换反应生成I2
C.其单质的分子式为Ts2，易溶于有机溶剂
D.AgTs是一种有色的易溶于水的化合物
解析 Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs，但由于Ts的非金属性很弱，所以HTs在常温下很不稳定，A错误;Ts单质氧化性比碘弱，不可与KI发生置换反应，B错误;类比Br2、I2等，C正确;类比AgCl、AgBr等，D错误。
C
8.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是 ( )
D
选项 已知某些碱金属元素及其单质的性质 预测某些碱金属元素及其单质的性质
A 锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在 铷元素和铯元素在自然界中都以化合态存在
B 钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈，甚至能燃烧 铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应，遇到空气就会立即燃烧
C 钾单质与水反应比钠单质更剧烈，甚至爆炸 铷和铯比钾更容易与水反应，遇水立即燃烧，甚至爆炸
D 锂元素和钠元素在化合物中的化合价都是+1价，钠单质与氧气反应生成的氧化物有Na2O和Na2O2 锂单质与氧气反应生成的氧化物有Li2O和Li2O2
解析 碱金属元素都是活泼的金属元素，在自然界中均以化合态存在，故A正确;从上到下，碱金属元素的金属性逐渐增强，失去电子的能力逐渐增强，因为钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈，甚至能燃烧，所以铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应，遇到空气就会立即燃烧，故B正确;从上到下，碱金属元素的金属性逐渐增强，因为钾单质与水反应比钠单质更剧烈，甚至爆炸，所以铷和铯比钾更容易与水反应，遇水立即燃烧，甚至爆炸，故C正确;从上到下，碱金属元素的金属性逐渐增强，与氧气反应的产物更加复杂，锂单质与氧气反应只能生成Li2O，不能生成Li2O2，故D错误。
9.卤族元素的单质能与H2反应，反应情况如下表所示:
F2 在暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的氟化氢很稳定
Cl2 光照或点燃发生反应，生成的氯化氢较稳定
Br2 加热至一定温度才能反应，生成的溴化氢不如氯化氢稳定
I2 不断加热才能缓慢反应，同一条件下，生成的HI会分解
(1)卤族元素位于周期表中的 族。
(2)依据上表，可以推测出:随着核电荷数的增加， (填字母序号)。
a.单质的熔、沸点逐渐升高 b.元素的非金属性逐渐减弱
c.卤化氢的还原性依次减弱 d.卤化氢的稳定性依次减弱
(3)I2与H2反应的化学方程式是 。
(4)不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近。BrCl和FeCl2水溶液发生反应的化学方程式为 。
ⅦA
bd
H2+I2===2HI
3BrCl+6FeCl2 ===5FeCl3+FeBr3
解析 (1)卤族元素的最外层电子数=元素的主族序数=7，所以卤族元素位于周期表中的ⅦA族;(2)a.卤族元素，随着原子序数的递增，单质的熔、沸点逐渐升高，但是表中数据无法判断，故错误;b.根据表中的信息:单质和氢气化合越来越难，得到卤族元素随着原子序数的递增，元素的非金属性逐渐减弱，故正确;c.元素的非金属性逐渐减弱，卤化氢的还原性依次增强，故错误;d.元素的非金属性逐渐减弱，所以卤化氢的稳定性依次减弱，故正确;(3)I2与H2反应生成碘化氢是可逆反应，反应的化学方程式是H2+I2 2HI;(4)不同卤素原子之间可形成卤素互化物，其性质与卤素单质相近，根据氯气和FeCl2之间反应生成FeCl3的原理，推断BrCl和FeCl2在水溶液中发生反应的化学方程式为
3BrCl+6FeCl2 ===5FeCl3+FeBr3。
10.(2024·广东湛江高一期末)元素周期表(律)可以指导人们进行推测和判断。下列推测不合理的是 ( )
A.若X+和的核外电子层结构相同，则原子序数:X>Y
B.由水溶液的酸性:HCl>H2S，可推断元素的非金属性:Cl>S
C.Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族，则碱性:CsOH>Ba(OH)2
D.ⅡA族元素依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba;MgSO4易溶于水，CaSO4微溶于水，则SrSO4可能难溶于水
B
解析 若X+和的核外电子层结构相同，根据“阴上阳下”即阴离子在上一周期右边，阳离子在下一周期左边，则原子序数:X>Y，推断合理，故A不符合题意;推断元素的非金属性:Cl>S，是根据最高价氧化物对应水化物的强弱推断，不能根据水溶液的酸性:HCl>H2S来判断，故B符合题意;根据同周期从左到右金属性减弱，则最高价氧化物对应水化物碱性减弱，Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族，则碱性:CsOH>Ba(OH)2，推断合理，故C不符合题意;MgSO4易溶于水，CaSO4微溶于水，根据递变性，则SrSO4可能难溶于水，推断合理，故D不符合题意。
11.下列有关碱金属、卤素结构和性质描述正确的是 ( )
①随着核电荷数的增加，碱金属单质、卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大
②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成氧化物R2O
④砹是原子序数较大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，At与H2化合最容易
⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
B
⑥碱金属都应保存在煤油中
⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大起主要作用
⑧碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳
A.全部正确 B.⑦⑧
C.①③⑤⑥⑦ D.①③⑦⑧
解析 ①随着核电荷数的增加，碱金属单质熔、沸点逐渐降低，密度呈增大趋势，但K的密度小于Na;而卤素单质的熔、沸点依次升高，密度依次增大，①错误;②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数不全都是8，②错误;③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时Li生成氧化物Li2O，而Na则生成的是Na2O2，不完全相同，③错误;④砹是原子序数较大的卤族元素，根据卤素性质的递变规律，At与H2化合最不容易，④错误;⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实，推出F、Cl、Br、I的非金属性递减的规律，⑤错误;⑥碱金属中的Li的密度比煤油小，要保存在液体石蜡中，其余的密度比
煤油大，应保存在煤油中，⑥错误;⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加，电子层数增多，原子半径增大起主要作用，使原子获得电子的能力逐渐减弱，⑦正确;⑧根据碱金属元素的化学性质的变化规律可知，碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳，⑧正确。
12.下列说法正确的是 ( )
A.N和O属于第2周期元素，N原子半径比O小
B.酸性:盐酸>氢硫酸，所以非金属性:Cl>S
C.C和Si同属于ⅣA族元素， CH4比SiH4稳定
D.N和P同属于ⅤA族元素，HNO3酸性比H3PO4弱
C
解析 N和O同属于第2周期元素，同周期主族元素从左向右，原子半径依次减小，N原子半径比O大，故A错误;元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性越强，HCl中Cl不是最高价，H2S中S不是最高价，因此无法比较Cl和S的非金属性，故B错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，即C的非金属性强于Si，则CH4比SiH4稳定，故C正确;非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，N的非金属性强于P，则HNO3的酸性比H3PO4强，故D错误。
13.(2024·辽宁部分高中高一期末)五种短周期元素R、W、X、Y、Z原子序数依次增大，请回答下列问题。
元素 描述或性质
R 最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应得到离子化合物
W 焰色试验呈黄色
X 最高价氧化物为两性氧化物
Y 最高价氧化物对应的水化物是常见的二元强酸
Z 最高正价与最低负价之和为+6
(1)Z元素在元素周期表中位置为 ,R元素简单氢化物的化学式 。
(2)R、W、X元素简单离子的半径由大到小的顺序
(用离子符号表示)。
(3)下列可作为比较W和X金属性强弱的依据是 (填序号)。
A.自然界中的含量
B.单质与酸反应时失去的电子数
C.单质与水反应置换出氢的难易程度
D.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
(4)用一个化学方程式证明Y和Z的非金属性强弱: 。
(5)写出将少量Z单质通入与其紧邻下周期同族元素的无氧酸钾盐溶液中的现象 ，该反应离子方程式为 。
第3周期ⅦA族
NH3
N3-、Na+、Al3+或N3->Na+>Al3+
H2S+Cl2===2HCl+S↓
CD
溶液(由无色)变橙色
Cl2+2Br-==Br2+2Cl-
解析 R的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应得到离子化合物，则其氢化物显碱性，R为N元素;W的焰色试验呈黄色，则W为Na元素;X的最高价氧化物为两性氧化物，则X为Al元素;Y的最高价氧化物对应的水化物是常见的二元强酸，则Y为S元素;Z的最高正价与最低负价之和为+6，则Z原子的最外层有7个电子，Z为Cl元素。(1)Z为17号元素Cl，在元素周期表中位置是第3周期ⅦA族;R元素简单氢化物为NH3;(2)R、W、X元素简单离子分别为N3-、Na+、Al3+，它们的电子层结构相同，核电荷数依次增大，则离子半径由大到小的顺序为N3-、Na+、Al3+或N3->Na+>Al3+。(3)Na和Al在自然界中都以化合态形式存在，其含量与金属性无关，A不符合题意;金属性的强弱与反应中失去电子的
数目无关，所以由单质与酸反应时失去的电子数不能判断Na和Al的金属性强弱，B不符合题意;金属性越强，与水反应越剧烈，则由单质与水反应置换出氢的难易程度，可判断Na的金属性比Al强，C符合题意;金属性越强，最高价氧化物的水化物的碱性越强，则由最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，可判断Na的金属性比Al强，D符合题意;(4)证明Y(S)和Z(Cl)的非金属性强弱，可利用Cl2与硫化氢的置换反应来实现，化学方程式为H2S+Cl2===2HCl+S↓。(5)将少量Z单质(Cl2)通入与其紧邻下周期同族元素的无氧酸钾盐(KBr)溶液中，发生置换反应，生成Br2和KCl，现象为溶液(由无色)变橙色，该反应离子方程式为Cl2+
2Br-===Br2+2Cl-。基础课时6 研究同主族元素的性质
(分值:60分)
A级 合格过关练
选择题只有1个选项符合题意(1~8题,每小题4分)
1.下列说法正确的是 ( )
碱金属元素单质的熔点随原子序数递增而降低
同种元素的原子均有相同的质子数和中子数
族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素
ⅦA 族元素的阴离子还原性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强
2.(2024·河北保定高一期末)下列性质的比较,不能用元素周期律解释的是 ( )
热稳定性:HF>H2O
氧化性:Cl2>I2
碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
酸性:HCl>HF
3.具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是 ( )
最外层只有一个电子
最外层电子数为次外层电子数的一半
M层电子数为K层电子数的
最外层电子数是电子层数的3倍
4.砷化镓太阳能电池具有广阔的应用前景,下列有关说法不正确的是 ( )
砷元素符号为As,位于元素周期表中第4周期ⅤA族
酸性:砷酸<磷酸
镓元素符号为Ga,单质可能与水反应
碱性:Ga(OH)35.下列关于锂、钠、钾、铷、铯元素的叙述不正确的是 ( )
①氢氧化物中碱性最强的是CsOH ②单质熔点最高的是铯 ③其单质与O2反应均可得到多种氧化物 ④其单质的密度依次增大,均要保存在煤油中 ⑤其单质的还原性依次增强 ⑥其对应阳离子的氧化性依次增强
①③⑤ ②④⑥
②③④⑥ ①⑤
6.(2024·河南安阳一中高一月考)根据元素在元素周期表中的位置,运用元素周期律分析下面推断,其中错误的是 ( )
RbOH的碱性强于Ca(OH)2
砹化银(AgAt)是难溶于稀硝酸的化合物
锶是第5周期ⅡA族的元素,硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体
硒是第4周期ⅥA族的元素,硒化氢(H2Se)是有毒的气体,比H2S稳定
7.已知第117号元素Ts,它的原子结构与卤族元素相似,电子排布有7个电子层,且最外层有7个电子。下列叙述中正确的是 ( )
此元素的气态氢化物的化学式为HTs,在常温下很稳定
其单质带有金属光泽,具有强氧化性,可与KI发生置换反应生成I2
其单质的分子式为Ts2,易溶于有机溶剂
AgTs是一种有色的易溶于水的化合物
8.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是 ( )
选项 已知某些碱金属元 素及其单质的性质 预测某些碱金属元 素及其单质的性质
锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在 铷元素和铯元素在自然界中都以化合态存在
钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈,甚至能燃烧 铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应,遇到空气就会立即燃烧
钾单质与水反应比钠单质更剧烈,甚至爆炸 铷和铯比钾更容易与水反应,遇水立即燃烧,甚至爆炸
锂元素和钠元素在化合物中的化合价都是+1价,钠单质与氧气反应生成的氧化物有Na2O和Na2O2 锂单质与氧气反应生成的氧化物有Li2O和Li2O2
9.(7分)卤族元素的单质能与H2反应,反应情况如下表所示:
F2 在暗处能剧烈化合并发生爆炸,生成的氟化氢很稳定
Cl2 光照或点燃发生反应,生成的氯化氢较稳定
Br2 加热至一定温度才能反应,生成的溴化氢不如氯化氢稳定
I2 不断加热才能缓慢反应,同一条件下,生成的HI会分解
(1)(1分)卤族元素位于周期表中的 族。
(2)(2分)依据上表,可以推测出:随着核电荷数的增加, (填字母序号)。
a.单质的熔、沸点逐渐升高
b.元素的非金属性逐渐减弱
c.卤化氢的还原性依次减弱
d.卤化氢的稳定性依次减弱
(3)(2分)I2与H2反应的化学方程式是 。
(4)(2分)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,其性质与卤素单质相近。BrCl和FeCl2水溶液发生反应的化学方程式为 。
B级 素养培优练
(10~12题,每小题4分)
10.(2024·广东湛江高一期末)元素周期表(律)可以指导人们进行推测和判断。下列推测不合理的是 ( )
若X+和的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推断元素的非金属性:Cl>S
Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2
ⅡA族元素依次为Be、Mg、Ca、Sr、Ba;MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,则SrSO4可能难溶于水
11.下列有关碱金属、卤素结构和性质描述正确的是 ( )
①随着核电荷数的增加,碱金属单质、卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大
②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,次外层电子数都是8
③碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时生成氧化物R2O
④砹是原子序数较大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,At与H2化合最容易
⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递增的规律
⑥碱金属都应保存在煤油中
⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大起主要作用
⑧碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳
全部正确 ⑦⑧
①③⑤⑥⑦ ①③⑦⑧
12.下列说法正确的是 ( )
N和O属于第2周期元素,N原子半径比O小
酸性:盐酸>氢硫酸,所以非金属性:Cl>S
C和Si同属于ⅣA族元素, CH4比SiH4稳定
N和P同属于ⅤA族元素,HNO3酸性比H3PO4弱
13.(9分)(2024·辽宁部分高中高一期末)五种短周期元素R、W、X、Y、Z原子序数依次增大,请回答下列问题。
元素 描述或性质
R 最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应得到离子化合物
W 焰色试验呈黄色
X 最高价氧化物为两性氧化物
Y 最高价氧化物对应的水化物是常见的二元强酸
Z 最高正价与最低负价之和为+6
(1)(2分)Z元素在元素周期表中位置为 ,
R元素简单氢化物的化学式 。
(2)(1分)R、W、X元素简单离子的半径由大到小的顺序 (用离子符号表示)。
(3)(1分)下列可作为比较W和X金属性强弱的依据是 (填序号)。
A.自然界中的含量
B.单质与酸反应时失去的电子数
C.单质与水反应置换出氢的难易程度
D.最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
(4)(2分)用一个化学方程式证明Y和Z的非金属性强弱: 。
(5)(3分)写出将少量Z单质通入与其紧邻下周期同族元素的无氧酸钾盐溶液中的现象 (1分),该反应离子方程式为 (2分)。
基础课时6 研究同主族元素的性质
1.A [碱金属元素随着原子序数的递增单质的熔点逐渐降低,A项正确;同种元素的不同核素质子数相同,中子数不同,B项错误;氢元素族序数等于其周期数,属于非金属元素,C项错误;ⅦA族阴离子还原性越强,元素的非金属性越弱,最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,D项错误。]
2.D [同周期从左到右主族元素的非金属性逐渐增强,简单氢化物的稳定性逐渐增强,非金属性:F>O,热稳定性:HF>H2O,能用元素周期律解释,A项不符合题意;同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,则氧化性:Cl2>I2,能用元素周期律解释,B项不符合题意;同周期从左到右主族元素的金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,金属性:Na>Mg>Al,碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,能用元素周期律解释,C项不符合题意;HF、HCl均不是相应元素的最高价氧化物对应的水化物,两者酸性强弱不能用元素周期律解释,D项符合题意。]
3.C [原子的最外层只有一个电子的元素,除碱金属元素以外,还可能是H元素,也可能是Cr、Cu等少数过渡元素,A错误;原子的最外层电子数为次外层电子数的一半,可以是Li、Si元素,B错误;原子的M层电子数为K层电子数的,只能是Na元素,C正确;原子的最外层电子数是电子层数的3倍,只能是O元素,D错误。]
4.D [砷元素符号为As,与N、P同主族,处于元素周期表中第4周期ⅤA族,A正确;同主族元素从上到下元素非金属性减弱,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,故酸性:磷酸>砷酸,B正确;镓元素符号为Ga,处于ⅢA族,金属性比Al强,可能与水反应,C正确;同主族元素从上到下金属性逐渐增强,金属性Ga>Al,故碱性Ga(OH)3>Al(OH)3,D错误。]
5.C [根据元素周期律可知,Li、Na、K、Rb、Cs的金属性逐渐增强,氢氧化物中碱性最强的为CsOH,①正确;单质熔点最高的为Li,②错误;Li与O2反应时只生成Li2O,③错误;K的密度小于Na的密度,反常,Li的密度小于煤油的密度,常保存在石蜡油中,④错误;由于Li、Na、K、Rb、Cs的金属性依次增强,故其单质的还原性依次增强,对应阳离子的氧化性依次减弱,⑤正确,⑥错误。]
6.D [ 同主族元素的原子,从上到下元素的金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性也依次增强,RbOH的碱性强于KOH,由同周期元素从左到右元素的金属性依次减弱,则KOH的碱性强于Ca(OH)2,所以RbOH的碱性强于Ca(OH)2,A项正确;卤族元素性质具有相似性,根据氯化银、溴化银和碘化银是难溶于稀硝酸的化合物,推测AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸,B项正确;MgSO4、CaSO4、BaSO4溶解度依次减小,可以推知硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体,C项正确;同主族元素的原子,从上到下氢化物的稳定性逐渐减弱,所以硒化氢(H2Se)不如H2S稳定,D项错误。]
7.C [Ts元素的气态氢化物的化学式为HTs,但由于Ts的非金属性很弱,所以HTs在常温下很不稳定,A错误;Ts单质氧化性比碘弱,不可与KI发生置换反应,B错误;类比Br2、I2等,C正确;类比AgCl、AgBr等,D错误。 ]
8.D [碱金属元素都是活泼的金属元素,在自然界中均以化合态存在,故A正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,失去电子的能力逐渐增强,因为钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更剧烈,甚至能燃烧,所以铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应,遇到空气就会立即燃烧,故B正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,因为钾单质与水反应比钠单质更剧烈,甚至爆炸,所以铷和铯比钾更容易与水反应,遇水立即燃烧,甚至爆炸,故C正确;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,与氧气反应的产物更加复杂,锂单质与氧气反应只能生成Li2O,不能生成Li2O2,故D错误。]
9.(1)ⅦA (2)bd (3)H2+I2 2HI
(4)3BrCl+6FeCl25FeCl3+FeBr3
解析 (1)卤族元素的最外层电子数=元素的主族序数=7,所以卤族元素位于周期表中的ⅦA族;(2)a.卤族元素,随着原子序数的递增,单质的熔、沸点逐渐升高,但是表中数据无法判断,故错误;b.根据表中的信息:单质和氢气化合越来越难,得到卤族元素随着原子序数的递增,元素的非金属性逐渐减弱,故正确;c.元素的非金属性逐渐减弱,卤化氢的还原性依次增强,故错误;d.元素的非金属性逐渐减弱,所以卤化氢的稳定性依次减弱,故正确;(3)I2与H2反应生成碘化氢是可逆反应,反应的化学方程式是H2+I2 2HI;(4)不同卤素原子之间可形成卤素互化物,其性质与卤素单质相近,根据氯气和FeCl2之间反应生成FeCl3的原理,推断BrCl和FeCl2在水溶液中发生反应的化学方程式为3BrCl+6FeCl25FeCl3+FeBr3。
10.B [若X+和的核外电子层结构相同,根据“阴上阳下”即阴离子在上一周期右边,阳离子在下一周期左边,则原子序数:X>Y,推断合理,故A不符合题意;推断元素的非金属性:Cl>S,是根据最高价氧化物对应水化物的强弱推断,不能根据水溶液的酸性:HCl>H2S来判断,故B符合题意;根据同周期从左到右金属性减弱,则最高价氧化物对应水化物碱性减弱,Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2,推断合理,故C不符合题意;MgSO4易溶于水,CaSO4微溶于水,根据递变性,则SrSO4可能难溶于水,推断合理,故D不符合题意。]
11.B [①随着核电荷数的增加,碱金属单质熔、沸点逐渐降低,密度呈增大趋势,但K的密度小于Na;而卤素单质的熔、沸点依次升高,密度依次增大,①错误;②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7,次外层电子数不全都是8,②错误;③碱金属单质的金属性很强,均易与氧气发生反应,加热时Li生成氧化物Li2O,而Na则生成的是Na2O2,不完全相同,③错误;④砹是原子序数较大的卤族元素,根据卤素性质的递变规律,At与H2化合最不容易,④错误;⑤根据HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱的事实,推出F、Cl、Br、I的非金属性递减的规律,⑤错误;⑥碱金属中的Li的密度比煤油小,要保存在液体石蜡中,其余的密度比煤油大,应保存在煤油中,⑥错误;⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序其非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数增加,电子层数增多,原子半径增大起主要作用,使原子获得电子的能力逐渐减弱,⑦正确;⑧根据碱金属元素的化学性质的变化规律可知,碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳,⑧正确。]
12.C [N和O同属于第2周期元素,同周期主族元素从左向右,原子半径依次减小,N原子半径比O大,故A错误;元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性越强,HCl中Cl不是最高价,H2S中S不是最高价,因此无法比较Cl和S的非金属性,故B错误;同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,即C的非金属性强于Si,则CH4比SiH4稳定,故C正确;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,N的非金属性强于P,则HNO3的酸性比H3PO4强,故D错误。]
13.(1)第3周期ⅦA族 NH3
(2)N3-、Na+、Al3+或N3->Na+>Al3+ (3)CD
(4)H2S+Cl22HCl+S↓
(5)溶液(由无色)变橙色 Cl2+2Br-Br2+2Cl-
解析 R的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应得到离子化合物,则其氢化物显碱性,R为N元素;W的焰色试验呈黄色,则W为Na元素;X的最高价氧化物为两性氧化物,则X为Al元素;Y的最高价氧化物对应的水化物是常见的二元强酸,则Y为S元素;Z的最高正价与最低负价之和为+6,则Z原子的最外层有7个电子,Z为Cl元素。(1)Z为17号元素Cl,在元素周期表中位置是第3周期ⅦA族;R元素简单氢化物为NH3;(2)R、W、X元素简单离子分别为N3-、Na+、Al3+,它们的电子层结构相同,核电荷数依次增大,则离子半径由大到小的顺序为N3-、Na+、Al3+或N3->Na+>Al3+。(3)Na和Al在自然界中都以化合态形式存在,其含量与金属性无关,A不符合题意;金属性的强弱与反应中失去电子的数目无关,所以由单质与酸反应时失去的电子数不能判断Na和Al的金属性强弱,B不符合题意;金属性越强,与水反应越剧烈,则由单质与水反应置换出氢的难易程度,可判断Na的金属性比Al强,C符合题意;金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强,则由最高价氧化物对应水化物的碱性强弱,可判断Na的金属性比Al强,D符合题意;(4)证明Y(S)和Z(Cl)的非金属性强弱,可利用Cl2与硫化氢的置换反应来实现,化学方程式为H2S+Cl22HCl+S↓。(5)将少量Z单质(Cl2)通入与其紧邻下周期同族元素的无氧酸钾盐(KBr)溶液中,发生置换反应,生成Br2和KCl,现象为溶液(由无色)变橙色,该反应离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。