第4章　物质结构　元素周期律 分层作业22　（含答案）元素性质的周期性变化规律--2025人教版化学必修第一册同步练习题

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2025人教版化学必修第一册
分层作业22　元素性质的周期性变化规律
　　　　　　　　　　　　　　　　
A级必备知识基础练
题组1.原子结构的周期性变化
1.下列各组元素中,按从左到右的顺序,原子序数递增、元素的最高正化合价也递增的是(　　)
A.C、N、O、F B.Na、Be、B、C
C.P、S、Cl、Ar D.Na、Mg、Al、Si
2.(2024·广东惠州高一检测)下列粒子半径大小的比较正确的是(　　)
A.r(Na+)B.r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Al3+)
C.r(Na)D.r(Cs)题组2.元素金属性与非金属性的比较
3.研究表明26Al可以衰变为26Mg。能比较这两种元素原子失电子能力强弱的方法是(　　)
A.比较这两种元素的单质的硬度及熔点
B.在氯化铝和氯化镁溶液中分别滴加过量的氨水
C.将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用,并滴入酚酞溶液
D.将镁条和铝条插入氢氧化钠溶液中
4.化学是一门以实验为基础的科学,注重以事实为依据来验证理论。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:H2CO3>HClO 非金属性:C>Cl
D 热稳定性:H2O>H2S 非金属性:O>S
题组3.元素周期律及应用
5.(2024·贵州毕节高一检测)一种医用胶的结构如图,有关所含元素的原子结构及性质比较,下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:O>N>C
B.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4
C.元素非金属性:C>N>O
D.元素最高正化合价:O>N>C
6.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
7.X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是(　　)
X Y
Z W
A.W的原子序数不可能是Y的原子序数的2倍
B.Z元素的原子半径一定比Y元素的大
C.X的简单气态氢化物的稳定性一定比Y的强
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物一定是强碱
B级关键能力提升练
8.(2024·贵州六盘水高一检测)下列化合物中,阴离子和阳离子的半径之比最大的是(　　)
A.CsI B.NaF C.KCl D.LiI
9.(2024·广东湛江高一检测)甲~辛均为人体必需的短周期非金属元素,在元素周期表中的相对位置如表所示,下列判断正确的是(　　)
甲 乙 丙 丁
戊 己 庚 辛
A.非金属性:丙>庚
B.原子半径:甲<乙
C.原子最外层电子数:辛<己
D.最高价氧化物对应水化物酸性:戊>乙
10.(2024·山东烟台高一检测)黑火药爆炸时发生的主要反应为S+2KNO3+3CK2S+N2↑+3CO2↑。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:r(O)>r(C)
B.酸性:HNO3>H2CO3
C.氢化物的稳定性:H2OD.最高正化合价:C>N
11.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X是空气中含量最多的元素。Y与Z的原子序数之和为24,且同主族。下列叙述不正确的是(　　)
A.W位于元素周期表中第三周期第Ⅶ族
B.Y阴离子半径比Z阴离子半径小
C.Y的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
12.(2024·广东汕头高一检测)如表是部分短周期主族元素的原子半径及主要化合价,根据表中信息判断以下叙述正确的是(　　)
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.074
主要化合价 +2 +3 +2 +6、-2 -2
A.简单气态氢化物的稳定性:H2TB.单质与稀盐酸反应的剧烈程度:LC.M与T形成的化合物具有两性
D.L2+与R2-的核外电子数相等
13.(2024·江西南昌高一检测)根据下表回答下列有关问题。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
四 ⑩
(1)写出下列元素的符号: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 　 　。
C级学科素养拔高练
14.(2024·福建厦门高一检测)现有部分短周期元素性质的数据:
元素 性质 元素编号及相应数据
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
原子半径(10-10 m) 0.74 1.60 1.86 1.02 0.99 1.52 0.75 1.43
最高正化合价 +2 +1 +4、 +6 +7 +1 +5 +3
最低负化合价 -2 -2 -1 -3
(1)请写出以下元素的元素符号:
②　　　　,⑦　　　　,⑧　　　　。
(2)②、③、⑧三种元素的最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是　　　　　　　　(填化学式)。请设计实验证明:(可不填满)
实验操作 实验现象
(a)　　　　　　　 　　　　　　　
(b)　　　　　　　 　　　　　　　
(c)　　　　　　　 　　　　　　　
(3)④⑤两种元素的非金属性强弱关系为　　　　(填元素符号)。请用一个化学反应方程式证明:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
参考答案
分层作业22　元素性质的周期性变化规律
1.D　解析 A项和C项原子序数递增,而A项中F无正价,O无最高正价,C项中Ar的化合价一般为0价;B项中的原子序数不完全呈递增性变化;D项中原子序数和最高正化合价均呈递增趋势。
2.B　解析 电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小,所以r(Al3+)r(Cl-),r(Na+)>r(Al3+),电子层数不相同,电子层数越多,半径越大,所以微粒半径大小关系为r(S2-)>r(Cl-)>r(Na+)>r(Al3+),B正确;同周期元素随着原子序数的增大原子半径减小,所以r(S)r(Rb)>r(K)>r(Na),D错误。
3.C　解析 硬度和熔点属于物理性质,不能用于比较金属失电子能力,故A错误;在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水,二者都生成沉淀,不能比较失电子能力强弱,故B错误;将打磨过的镁条和铝条分别和热水作用,并滴入酚酞溶液,插入镁条的溶液变红,插入铝条的溶液不变红,说明镁能与热水反应而铝不能,镁失电子能力强,故C正确;将镁条和铝条插入氢氧化钠溶液中,铝条发生反应,镁条不反应,但不能说明镁更容易失去电子,故D错误。
4.C　解析 根据单质与水反应的剧烈程度可判断元素金属性强弱,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,B不符合题意;应该根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断元素非金属性强弱,C符合题意;气态氢化物越稳定,元素非金属性越强,D不符合题意。
5.B　解析 同周期主族元素从左到右,原子半径依次减小,原子半径:C>N>O,A错误;元素非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,气态氢化物的稳定性:O>N>C,B正确;同周期元素从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素非金属性:O>N>C,C错误;O无最高正价,D错误。
6.D　解析 同一周期从左到右主族元素非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4,A错误;同一周期从左到右主族元素非金属性依次增强,简单氢化物稳定性依次增强,同一主族从上到下元素非金属性依次减弱,简单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;同一周期从左到右主族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。
7.B　解析 若Y、W分别为O、S,W的原子序数是Y的2倍,A错误;原子半径r(Z)>r(W)>r(Y),B正确;X的非金属性一定小于Y,则X的简单气态氢化物的稳定性比Y的弱,C错误;无法确定Z元素的位置,所以不能确定其最高价氧化物对应的水化物的酸碱性及其强弱,D错误。
8.D　解析 阳离子都为碱金属元素的阳离子,元素的核电荷数越大,离子半径越大,阴离子都为卤素阴离子,元素的核电荷数越大,离子半径越大,则金属离子半径最小的是Li+,阴离子半径最大的是I-,所以阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。
9.A　解析 同主族元素,自上而下元素的非金属性逐渐减弱,故非金属性:丙>庚,A正确;同周期主族元素,从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:甲>乙,B错误;同周期主族元素,从左到右,原子最外层电子数逐渐增多,故原子最外层电子数:辛>己,C错误;同主族元素,自上而下元素的非金属性逐渐减弱,同周期主族元素,从左到右元素的非金属性逐渐增强,故非金属性:戊<己<乙,对应的最高价氧化物对应水化物的酸性:戊<乙,D错误。
10.B　解析 同一周期从左往右,主族元素原子半径逐渐减小,所以原子半径:r(O)H2CO3,B正确;O与S都位于第ⅥA族,非金属性:O>S,氢化物的稳定性:H2O>H2S,C错误;碳元素最高正化合价是+4价,氮元素最高正化合价是+5价,D错误。
11.A　解析 X是空气中含量最多的元素,则X为N元素,Y与Z的原子序数之和为24,且同主族,则Y为8号元素,Z为16号元素,即Y为O元素,Z为S元素,W为原子序数大于S的短周期主族元素,则W为Cl元素。W为Cl元素,位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,故A错误;Y的阴离子为O2-,有2层电子,Z的阴离子为S2-,有3层电子,所以O2-的半径比S2-的半径小,故B正确;同周期主族元素自左至右非金属性增强,O元素的非金属性比N强,所以O的简单气态氢化物的热稳定性比N的强,故C正确;同周期主族元素自左至右非金属性增强,Cl的非金属性比S强,所以Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的强,故D正确。
12.C　解析 L和Q的化合价都为+2价,应位于元素周期表第ⅡA族,根据半径关系可知Q为Be,L为Mg;R和T的化合价都有-2价,应为元素周期表第ⅥA族元素,R的最高价为+6价,应为S元素,T无正价,应为O元素;M的化合价为+3价,应为元素周期表第ⅢA族元素,根据M原子半径大于R而小于L可知,M与L同周期,M为Al元素。根据以上分析可知L、M、Q、R、T分别是Mg、Al、Be、S、O。非金属性O>S,非金属性越强,氢化物越稳定,所以简单气态氢化物的稳定性:H2O>H2S,A错误;金属性Mg>Be,则Mg与酸反应更剧烈,则相同条件下单质与稀盐酸反应的剧烈程度:Q13.答案 (1)N　Si　S　Ca　(2)K　F　Ar　(3)HClO4　KOH　Al(OH)3　3HClO4+Al(OH)3Al(ClO4)3+3H2O　HClO4+KOHKClO4+H2O　KOH+Al(OH)3K[Al(OH)4]　(4)F　K　(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 由元素在周期表中位置可知,①为N、②为F、③为Na、④为Mg、⑤为Al、⑥为Si、⑦为S、⑧为Cl、⑨为Ar、⑩为K、为Ca、为Br;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。
14.答案 (1)Mg　N　Al　(2)NaOH
实验操作 实验现象
(a)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀,NaOH过量后沉淀不消失
(b)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 产生白色沉淀,NaOH过量后沉淀消失
(3)Cl>S　Cl2+Na2S2NaCl+S↓(或Cl2+H2S2HCl+S↓)(合理即可)
解析 同周期主族元素的原子半径从左向右逐渐减小,同主族元素的原子半径从上到下逐渐增大,短周期元素中,①④都有最低价-2价,①④处于ⅥA族,①只有最低价-2价,则①为O,④为S,③⑥都只有最高正价+1价,处于ⅠA族,③的原子半径较大,⑥的原子半径不是所有元素中最小的,故⑥为Li,③为Na;⑤有+7价、-1价,则⑤为Cl;⑦有最高价为+5价、最低价为-3价,处于ⅤA族,⑦为N;⑧有最高价+3价,处于ⅢA族,原子半径大于Cl,则⑧为Al,②有+2价,原子半径大于Al,②是Mg。
(1)根据以上分析可知②、⑦、⑧分别是Mg、N、Al;(2)②、③、⑧三种元素的金属性:Na>Mg>Al,则最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是NaOH。根据氢氧化铝是两性氢氧化物能溶于强碱及氢氧化镁是中强碱可设计实验证明碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3;(3)同周期自左向右主族元素非金属性逐渐增强,则④、⑤两种元素的非金属性强弱关系为Cl>S,可以根据相互之间的置换反应判断,如Cl2+Na2S2NaCl+S↓或Cl2+H2S2HCl+S↓等。
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