课时分层作业(六)
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．碲(Te)是52号元素，位于周期表中ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述中错误的是( )
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
B [碲元素在元素周期表的第5周期ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上，有半导体的性能，故A正确；同主族元素自上而下原子得电子能力减弱，则氢化物稳定性H2Te
2．下列各组物质性质的比较中正确的是( )
A．酸性：H3PO4>H2SO4>HClO4
B．碱性：Mg(OH)2>Ca(OH)2>KOH
C．热稳定性：H2S>H2O>HF
D．氧化性：F2>Cl2>Br2>I2
D [元素非金属性：Cl>S>P，则酸性：HClO4>H2SO4>H3PO4，A不正确；元素金属性：K>Ca>Mg，则碱性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2，B不正确；元素非金属性：F>O>S，则热稳定性：HF>H2O>H2S，C不正确；元素非金属性：F>Cl>Br>I，则氧化性：F2>Cl2＞Br2＞I2。]
3．下列说法正确的是( )
A．SiH4比CH4稳定
B．O2－还原性比S2－强
C．Na和Cs属于ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na强
D．把钾放入氯化钠的水溶液中可制取金属钠
[答案] C
4．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
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。]
5．碱金属钫(Fr)具有放射性，它是碱金属元素中最重的元素，下列对其性质的叙述中，不正确的是( )
A．在碱金属元素形成的单质中，钫的熔点最低
B．钫的氢氧化物的化学式为FrOH，是一种强碱
C．钫在空气中燃烧时，只生成化学式为Fr2O的氧化物
D．钫能跟水反应，由于反应剧烈而发生爆炸
C [A项，碱金属元素从上到下单质的熔、沸点依次降低，则在碱金属元素形成的单质中钫的熔点最低，正确；B项，Fr位于第ⅠA族，原子最外层电子数为1，最高化合价为＋1，它的氢氧化物的化学式为FrOH，同主族从上到下元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，则FrOH是一种强碱，正确；C项，钫在空气中燃烧时生成过氧化物或超氧化物等，错误；D项，Fr比K活泼，与水反应更剧烈，易发生爆炸，正确。]
6．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
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，则应有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。]
7．短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：W>Z>Y>X
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z
C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z
D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等
A [从元素周期表的局部图可知X、Y、Z、W为2、3周期元素，W在第3周期，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，故W是P元素，据此推出X、Y、Z分别是氮、氧、硅。根据四种元素在周期表中的位置关系可知，原子半径：Z>W>X>Y，A项错误；非金属性：O>N>P>Si，最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3>H3PO4>H2SiO3，即X>W>Z，B项正确；氢化物的热稳定性：H2O>NH3>PH3>SiH4，即Y>X>W>Z，C项正确；主族元素除O、F外，其他元素最高化合价都等于其主族序数，D项正确。]
8．关于硅的化学性质的叙述中，不正确的是( )
A．在常温下，不与任何酸反应
B．在常温下，可与强碱溶液反应
C．在加热条件下，能与氧气反应
D．单质硅的还原性比碳的还原性强
A [Si能与氢氟酸反应，A错误。]
9．短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z三种元素中，X的非金属性最强
B．Y的氢化物的稳定性比Z的氢化物弱
C．X、Z的单质在常温下的状态不同
D．Y的最高正化合价为＋7
C [由图可知短周期元素X为第1周期的He，则Y是第2周期的F，Z是第3周期的S。故Y元素即F的非金属性最强，F的氢化物的稳定性比S的氢化物强，F没有正化合价，S单质常温下是固态，He单质常温下是气态，故C项正确。]
10．下图中，a、b、c、d、e为元素周期表中前4周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是( )
A．元素b位于ⅥA族，有＋6、－2两种常见化合价
B．五种元素中，元素e的性质最稳定
C．原子半径有d>c>b
D．元素e形成的单质可以作为一种半导体材料
D [a、b、c、d、e为元素周期表中前4周期的一部分元素，根据元素所在位置，可推知a为He、b为O、d为Cl、c为P、e为As。元素b为O，位于ⅥA族，但氧元素没有＋6价，故A错误；五种元素中a(He)为稀有气体元素，性质最稳定，故B错误；同周期自左而右原子半径减小，故原子半径c>d>b，故C错误；As位于金属元素与非金属元素交界处，可以作为一种半导体材料，故D正确。]
11．下列实验能达到预期目的的是
( )
序号
实验操作
实验目的
A
向Na2SO3溶液中加稀盐酸，产生气泡
非金属性：Cl>S
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同浓度H2CO3溶液、H2SO4溶液的pH
比较碳元素、硫元素的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与浓硝酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
C [最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，元素的非金属性越强，在H2SO3中硫元素显＋4价，不是硫的最高价含氧酸，氯的最高价含氧酸是HClO4，A错误；向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入氨气，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，无法比较镁、铝的金属性强弱，B错误；最高价含氧酸的酸性越强，其对应元素的非金属性越强，测定相同浓度H2CO3溶液、H2SO4溶液的pH，从而判断出碳元素、硫元素的非金属性强弱，C正确；常温下，Fe遇浓硝酸钝化，Cu与浓硝酸可发生反应，不能判断出Fe、Cu的金属性强弱，D错误。]
12．下表是周期表的一部分，根据A～I在周期表中的位置用元素符号或化学式回答下列问题：
族周期
ⅠA
ⅡA
…
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
D
E
G
I
3
B
C
F
H
(1)表中元素，化学性质最不活泼的是________，氧化性最强的单质是________，还原性最强的单质是________。
(2)元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是________，酸性最强的是________，呈两性的是________。
(3)A分别与D、E、F、G、H形成的化合物的化学式分别为______________，最稳定的是________。
(4)在B、C、D、E、F、G、H中，原子半径最大的是__________。
[解析] 根据元素在元素周期表中位置，可推出A～I元素分别为H、Na、Al、C、N、P、F、S、Ne。联系相应递变规律，这些元素中，Ne是稀有气体元素，性质最稳定；F元素原子得电子能力最强，其单质氧化性最强，气态氢化物最稳定；Na元素原子失电子能力最强，其单质还原性最强；最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是NaOH，H2SO4酸性最强，Al(OH)3呈两性。最外层电子数相同的原子电子层数越多，半径越大；电子层数相同的原子，核电荷数越大，半径越小，故原子半径最大的是Na。
[答案] (1)Ne F2 Na (2)NaOH H2SO4
Al(OH)3 (3)CH4、NH3、PH3、HF、H2S HF (4)Na
13．X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素，部分信息如下表所示：
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径/nm
0.186
0.074
0.099
0.143
主要化合价
－4，＋4
－2
－1，＋7
＋3
其他
阳离子核外无电子
无机非金属材料的主角
焰色呈黄色
(1)R在元素周期表中的位置是________________；R在自然界中有质量数为35和37的两种核素，它们之间的关系是________。
(2)Z的单质与水反应的化学方程式为____________。
(3)Y与R相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列事实能证明这一结论的是________(填字母)。
a.常温下Y的单质呈固态，R的单质呈气态
b．稳定性：XR>YX4
c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HRO4>H2YO3
(4)根据表中数据推测Y的原子半径的范围：________nm(5)甲、乙是上述部分元素的最高价氧化物对应的水化物，且甲＋乙―→丙＋水，则丙的化学式为________(写一种即可)。
[解析] 由题中所给信息可知，X为H，Y为Si，Z为Na，M为O，R为Cl，根据原子半径和Q的主要化合价为＋3，可知Q为Al。(4)由同周期元素原子半径的递变规律，知rClnmnm。(5)题给元素的最高价氧化物对应的水化物能相互反应生成水的有：NaOH＋HClO4===NaClO4＋H2O、2NaOH＋H2SiO3===Na2SiO3＋2H2O、3HClO4＋Al(OH)3===Al(ClO4)3＋3H2O等，所以丙为Na2SiO3、Al(ClO4)3或NaClO4等。
[答案] (1)第3周期ⅦA族 互为同位素 (2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ (3)Cl bc (4)0.099 0.143 (5)Na2SiO3[或Al(ClO4)3、NaClO4等]
[教师独具]
某研究性学习小组设计了一组实验来探究元素周期律。甲同学根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系，设计了如图1所示的装置来一次性完成同主族元素C和Si的非金属性强弱比较的实验研究；乙同学设计了如图2所示的装置来验证卤族元素性质的递变规律，图2中A、B、C三处分别是沾有NaBr溶液的棉花、湿润的淀粉KI试纸、湿润的红纸。
已知常温下浓盐酸能与高锰酸钾反应生成氯气。
图1 图2
(1)从以下所给物质中选出甲同学设计的实验所用到的物质：图1中试剂A为________(填代号)；
①稀硝酸 ②浓盐酸 ③稀硫酸 ④碳酸钙
⑤Na2CO3固体 ⑥Na2SiO3溶液 ⑦SiO2
写出图1烧瓶中发生反应的离子方程式_________________________
___________________________________________________________。
(2)甲同学所做实验图1烧杯中现象为__________________________
___________________________________________________________。
(3)乙同学所做实验图2中B处的现象为________________________
___________________________________________________________。
(4)写出图2中A处发生反应的离子方程式：____________________
___________________________________________________________。
[解析] (1)因为C的非金属性大于Si的，因此H2CO3的酸性大于H2SiO3的酸性。要证明H2CO3的酸性大于H2SiO3的，需要将CO2气体通入Na2SiO3溶液中，发生反应CO2＋H2O＋Na2SiO3===H2SiO3↓＋Na2CO3。结合图1装置可推知烧杯中盛放的是Na2SiO3溶液，左侧的气体发生装置是用于制备CO2气体，因为稀硝酸和浓盐酸均具有挥发性，使产生的CO2气体中含有杂质HNO3或HCl，将干扰实验，所以A中盛放的试剂应为稀硫酸，而B中可以盛放Na2CO3固体，因为CaCO3与稀硫酸反应生成的CaSO4是微溶物，将附着于固体表面，阻止进一步反应，不能用于CO2气体的制取。因此B中发生的反应为Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O。
(2)实验中观察到烧杯C中有白色沉淀生成。
(3)图2装置是验证卤族元素性质的递变规律，在圆底烧瓶中KMnO4与浓盐酸反应生成的Cl2将依次经过A、B、C处，分别发生Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2、Cl2＋2KI===2KCl＋I2、Cl2＋H2O===HCl＋HClO。
[答案] (1)③ CO＋2H＋===CO2↑＋H2O
(2)出现白色浑浊(或沉淀)
(3)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(4)Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
[素养培优练]
14．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Z2＋与Y2－具有相同的电子层结构，W与X同主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径的大小顺序：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B．Y分别与Z、W形成的化合物都既能与酸反应又能与碱反应
C．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比W的弱
D．Y的气态简单氢化物的热稳定性比W的强
D [X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍，可知X是C；Y是地壳中含量最高的元素，Y是O；Z2＋与O2－具有相同的电子层结构，则Z是Mg；W与X同主族，则W是Si。原子半径：Mg>Si>C>O，A错误；MgO不能和碱反应、二氧化硅能与碱反应也能与HF反应，B错误；非金属性：C>Si，最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3>H2SiO3，C错误；非金属性：O>C>Si，H2O的稳定性大于SiH4，D正确。]
15．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y＞X＞W＞Z
B．原子半径由大到小的顺序：W＞Z＞Y＞X
C．元素非金属性由强到弱的顺序：Z＞W＞X
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X＞Y＞W
A [由“Y是至今发现的非金属性最强的元素”可知，Y为F；由X原子序数小于Y且“X原子最外层有6个电子”可知，X为O；由“Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置”可知，Z为Al；由“W的单质广泛用作半导体材料”可知，W是Si。A选项，原子最外层电子数由多到少的顺序是F＞O＞Si＞Al，所以正确；B选项，原子半径由大到小的顺序：Z＞W＞X＞Y，所以错误；C选项，元素非金属性由强到弱的顺序：X＞W＞Y，所以错误；D选项，简单气态氢化物的稳定性Y的最强，Y>X>W，所以错误。]
16．五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示，下列说法不正确的是
( )
A．元素X可能为锂
B．原子半径大小：r(M)>r(W)
C．X2W中各原子均达8电子稳定结构
D．气态氢化物的稳定性：YH3>MH3
C [结合原子序数的大小关系，从化合价上分析，X为氢元素或锂元素，Y为氮元素，Z为硅元素，M为磷元素，W为硫元素。X的化合价为＋1，原子序数较小，可能是氢或锂，故A正确；M、W为同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故B正确；X2W为硫化氢或硫化锂，其中硫原子达到8电子稳定结构，而氢或锂均未达到8电子稳定结构，故C错误；N的非金属性比P强，对应气态氢化物的稳定性：NH3>PH3，故D正确。]
17．已知短周期主族元素X、Y、Z、W、R，其中X的原子半径在短周期主族元素中最大，Y的原子最外层电子数为m，次外层电子数为n，Z的原子L层电子数为m＋n，M层电子数为m－n，W与Z同主族，R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1。下列叙述错误的是( )
A．Y的氢化物比R的氢化物稳定，且熔、沸点高
B．RY2、WY2通入BaCl2溶液中均有白色沉淀生成
C．Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性：R>W>Z
D．X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1∶2
B [X的原子半径在短周期主族元素中最大，所以X是钠元素。Z元素的原子L层电子数为m＋n，M层电子数为m－n，说明电子充满L层，L层电子数为m＋n＝8，而Y元素的原子最外层电子数为m，次外层电子数为n，说明n＝2，则m＝6，Y是氧元素，Z是硅元素。W与Z同主族，且W是短周期元素，所以W是碳元素。R元素原子与Y元素原子的核外电子数之比为2∶1，所以R是硫元素。非金属性：O>S，所以Y的氢化物比R的氢化物稳定，水分子之间存在氢键，所以水的熔、沸点高，A正确；亚硫酸和碳酸的酸性弱于盐酸，所以RY2、WY2通入BaCl2溶液中均没有白色沉淀生成，B错误；硫酸是强酸，碳酸、硅酸是弱酸，且硅酸酸性更弱，所以Z、W、R最高价氧化物对应水化物的酸性：R>W>Z，C正确；X与Y形成的两种化合物氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子的个数比均为1∶2，D正确。]
18．现有某些短周期元素的性质或原子结构信息如表所示。
元素
元素性质或原子结构信息
T
M层上有6个电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下的单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性
Z
元素的最高正价是＋7
(1)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是__________。
(2)元素Y与氢元素能形成两种常见的10电子微粒，且在一定条件下，其中一种微粒与OH－反应可以转化为另一种微粒，该反应的离子方程式为
_______________________________________________________________
___________________________________________________________。
(3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是__________(填元素符号)，下列表述能证明这一事实的是________(填字母)。
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是__________(填对应酸的化学式)，理由是___________________________________________________________。
[解析] (1)由X的原子结构信息“最外层电子数是次外层电子数的2倍”，且其中一种同位素可测定文物年代，可以推出X为碳元素，该同位素的符号是C。
(2)由元素Y的单质为双原子分子，其氢化物的水溶液显碱性，可以推出Y为氮元素，NH3、NH均是10电子微粒。
(3)T是硫元素，Z为氯元素，氯的非金属性比硫强，可以通过b来证明。
(4)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为H2SO4、H2CO3、HNO3和HClO4，显然H2CO3的性质与其他三种不同，因为H2CO3是弱酸。
[答案] (1)C (2)NH＋OH－NH3↑＋H2O (3)Cl b (4)H2CO3 H2CO3是弱酸
1第3节 元素周期表的应用
第1课时 认识同周期元素性质的递变规律
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过分析第三周期元素性质的变化规律，认识同周期元素性质的递变规律及其与原子结构的关系，学会利用“证据推理与模型认知”的思维解决实际问题。2.能通过Na、Mg、Al有关实验探究同周期元素性质的变化，培养科学探究精神与创新意识。
一、第3周期元素原子得失电子能力的比较
1．钠、镁、铝三种元素失电子能力的比较
实验方案
实验操作
实验现象
实验结论
镁和铝与酸的反应
两支试管内都有无色气泡冒出，但放Mg的试管中生成气体速率较快
镁、铝都能置换出酸中的氢，但镁更容易，反应的化学方程式为Mg＋2HCl===MgCl2＋H2↑，2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑
比较NaOH、Mg(OH)2的碱性强弱
加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀不溶解
碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2
比较NaOH、Al(OH)3的碱性强弱
加入NaOH溶液后产生白色沉淀，把沉淀分成两份，其中一份加入稀盐酸，沉淀溶解，另一份加入NaOH溶液，沉淀溶解
反应的离子方程式：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O；Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。Al(OH)3表现两性，碱性比NaOH和Mg(OH)2弱
结论
钠、镁、铝元素原子失去电子能力：Na>Mg>Al
2.硅、磷、硫、氯四种元素原子得电子能力的比较
元素
Si
P
S
Cl
单质与H2反应条件
高温、生成少量化合物
磷蒸气与H2能反应
需加热
光照或点燃、剧烈反应
单质与H2化合的难易
由难到易
气态氢化物
化学式
SiH4
PH3
H2S
HCl
稳定性
很不稳定
不稳定
较稳定
很稳定
由弱到强
最高价氧化物
SiO2
P2O5
SO3
Cl2O7
最高价氧化物对应的水化物
化学式
H2SiO3
H3PO4
H2SO4
HClO4
酸性
弱酸
中强酸
强酸
强于硫酸
由弱到强
结论
硅、磷、硫、氯元素原子得电子能力：Si二、同周期元素原子的得失电子能力的变化规律及原因
1．变化规律
同周期的主族元素从左到右，元素原子的得电子能力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱。
2．同周期主族元素的性质递变的原因
同周期主族元素的原子，核外电子层数相同，随着核电荷数的递增：
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)熔点、硬度：Al>Na，故金属性：Na>Al。
( )
(2)金属原子失电子越多，还原性越强。
( )
(3)PH3的稳定性比SiH4强。
( )
(4)同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子。
( )
(5)第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强。
( )
[答案] (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．对于第三周期从左到右的主族元素，下列说法中不正确的是( )
A．原子半径逐渐减小
B．电子层数逐渐增多
C．最高化合价的数值逐渐增大
D．元素的非金属性逐渐增强
B [同周期主族元素具有相同的电子层数，随着核电荷数的增加原子半径逐渐减小，故A正确，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，对应的最高化合价的数值逐渐增大，故C正确；同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，故D正确。]
3．请根据周期表中第3周期主族元素相关知识，回答下列问题。
(1)原子半径最小的元素的原子结构示意图为________，金属性最强的元素是________(填元素符号)；氧化性最弱的简单阳离子是________(填离子符号)。
(2)最不稳定的气态氢化物是________(填化学式)。
(3)最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的是________(填化学式，下同)，酸性最强的是________，显两性的是________，该两性氢氧化物与盐酸、烧碱溶液分别反应的离子方程式为_____________、______________。
[解析] (1)第3周期元素(Ar除外)从左到右原子半径逐渐减小，元素的金属性逐渐减弱，金属阳离子的氧化性增强，原子半径最小的元素是Cl，金属性最强的是Na，Na＋的氧化性最弱。
(2)非金属性最弱的非金属元素Si的气态氢化物最不稳定。
(3)金属性最强的钠对应的NaOH的碱性最强，非金属性最强的氯对应的HClO4的酸性最强。
[答案] (1) Na Na＋ (2)SiH4 (3)NaOH HClO4 Al(OH)3 Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－
同周期主族元素性质递变规律
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
(1)甲、乙试管中滴加过量NaOH溶液的过程中有什么现象发生？试写出相关反应的离子方程式。
提示：甲中产生白色沉淀，滴加过量NaOH溶液白色沉淀不溶解；反应的离子方程式为Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓。
乙中开始产生白色沉淀，随后溶解；反应的离子方程式为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－。
(2)通过甲、乙、丙三个实验探究酸、碱性的强弱，试归纳同一周期主族元素的原子结构与元素最高价氧化物对应水化物的酸碱性之间的变化规律。
提示：同一周期主族元素从左到右，随着原子序数的增大，元素最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，酸性逐渐增强。
项目
同周期主族元素(从左到右)
最外层电子数
由1递增至7(第1周期除外)
主要化合价
最高正价：＋1→＋7(O、F除外)负价：－4→－1
原子半径
逐渐减小
得、失电子能力
失电子能力减弱，得电子能力增强
单质的氧化性、还原性
还原性减弱，氧化性增强
最高价氧化物对应水化物的酸碱性
碱性减弱，酸性增强
非金属的氢化物
形成由难到易，稳定性由弱到强
金属单质与水、酸反应
越来越难
同周期元素性质递变的几个易错点
(1)相对原子质量随原子序数的递增，不呈周期性变化。
(2)在元素周期表中，无氧酸的酸性变化规律与元素非金属性的变化规律不一致。其规律是左弱右强，上弱下强。如非金属性：SCl，而酸性：氢氟酸(HF)<盐酸。
【例1】 下列顺序排列错误的是( )
A．原子半径：OB．稳定性：PH3>H2S>HCl
C．酸性：H3PO4D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
B [A项，O的电子层数比S的少，半径比S小，S与Na的电子层数相同，Na核电荷数较小，半径较大；P、S、Cl同周期，原子序数依次增大，氢化物稳定性依次增强；最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强；Na、Mg、Al同周期，原子序数依次增大，最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱。]
1．同周期三种元素X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物分别是HXO4、H2YO4、H3ZO4，下列判断正确的是( )
A．含氧酸的酸性：HXO4B．阴离子还原性按X、Y、Z顺序减弱
C．气态氢化物稳定性按X、Y、Z顺序减弱
D．原子半径按X、Y、Z顺序减小
C [HXO4、H2YO4、H3ZO4，X、Y、Z的最高正价分别为＋7、＋6、＋5，所以X、Y、Z的原子序数依次减小，同周期元素自右向左，酸性：H3ZO42．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是( )
A．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强
B．ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素
C．第2周期元素从左到右，最高正化合价从＋1递增到＋7
D．第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
B [比较元素性质时没有指明同周期，A不正确；同周期元素的金属性从左到右逐渐减弱，故ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，B项正确；第2周期元素中，O元素无＋6价、F元素没有正价，则第2周期元素从左到右，最高正价从＋1递增到＋5，C不正确；没有指明最高价含氧酸的酸性，D不正确。]
元素原子得失电子能力强弱的判断依据
1.元素原子失去电子能力强弱的判断依据
(1)金属活动性顺序表中越靠前，金属原子失电子能力越强。
(2)同一周期的金属元素，从左往右，原子失电子能力依次减弱。
(3)金属与水或酸置换出氢时，置换反应越容易发生，金属原子失电子能力越强。
(4)金属与盐溶液反应，较活泼金属(失电子能力强)置换出较不活泼的金属。
(5)最高价氧化物对应的水化物碱性越强，失电子能力越强。
2．元素原子得电子能力强弱的判断依据
(1)同周期的非金属元素，从左到右得电子能力依次增强(不包括稀有气体)。
(2)非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，得电子能力越强。
(3)非金属元素的单质与氢气化合越容易，得电子能力越强；生成的气态氢化物越稳定，得电子能力越强。
(4)不同的非金属单质M和N在溶液中发生置换反应，若M能置换出N，则得电子能力：M>N。
【例2】 下列有关叙述：①非金属单质M能从N的化合物中置换出非金属单质N；②M原子比N原子容易得到电子；③单质M跟H2反应比N跟H2反应容易得多；④气态氢化物水溶液的酸性HmM＞HnN；⑤氧化物对应水化物的酸性HmMOx>HnNOy；⑥熔点M>N，能说明M比N的非金属性强的是( )
A．①②③
B．②⑤
C．①②③④⑤
D．全部
A [根据非金属单质间的置换反应可推断M比N的非金属性强，故①正确；根据得电子的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故②正确；根据单质与H2反应的难易程度可以推断M比N的非金属性强，故③正确；根据气态氢化物水溶液的酸性不能推断M、N的非金属性强弱，故④错误；如果不是最高价氧化物对应水化物的酸性则不能推断M、N的非金属性强弱，故⑤错误；熔点属于物理性质，其高低与化学性质无关，故⑥错误。综合分析应选A。]
(1)不能根据得电子的多少来判断非金属性强弱。
(2)不能根据气态氢化物水溶液的酸性强弱判断非金属性强弱。
(3)必须是最高价氧化物对应的水化物酸性比较才能说明非金属性强弱。
1．下表是分别含元素X、Y的物质性质的比较及得出的结论，其中结论不正确的是( )
物质性质的比较
结论
A
最高价氧化物的水化物X(OH)m比Y(OH)n碱性强
金属性X比Y强
B
气态氢化物HmX比HmY的热稳定性强
非金属性X比Y强
C
X的最高化合价比Y的最高化合价高
金属性X比Y强
D
常温下，X(金属)单质与盐酸反应比Y(金属)单质与水反应剧烈
不能确定X与Y的金属性强弱
C [金属元素最高价氧化物的水化物碱性越强，该元素的金属性越强，A项正确；非金属元素气态氢化物的热稳定性越强，该元素的非金属性越强，B项正确；元素的金属性与元素最高化合价的高低无关，C项错误；两种不同的金属单质分别与盐酸、水反应，由于反应的环境不同，因此反应的剧烈程度不能说明X与Y的金属性强弱，D项正确。]
2．能证明Al的金属性比Mg弱的实验事实是
( )
A.Al的导电性比Mg强
B.Al的原子半径比Mg小
C.Al(OH)3能溶于NaOH溶液，而Mg(OH)2则不能
D.Mg(OH)2的溶解度比Al(OH)3的溶解度略大
[答案] C
1．下列物质能与盐酸反应且反应最慢的是( )
A.Al
B．Mg
C.K
D．S
A [元素的金属性越弱，其单质与酸反应越慢。单质硫与盐酸不反应，铝的金属性比镁、钾都弱，故A项正确。]
2．下列事实不能用于判断金属元素失电子能力强弱的是( )
A.金属间发生的置换反应
B.1
mol金属单质在反应中失去电子的多少
C.金属元素的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
D.金属元素的单质与水或酸置换出氢气的难易
B [活泼性强的金属能置换出活泼性弱的金属；最高价氧化物对应水化物碱性越强，元素原子失电子能力越强；金属越活泼越容易置换出氢。]
3．(素养题)硫、氯及其化合物对环境有着重要的影响，在化工生产和日常生活中的用途也十分广泛，如用作漂白剂、沉淀剂、农药、化肥等。
下列不能说明氯的得电子能力比硫强的事实是( )
①HCl比H2S稳定；②HClO氧化性比H2SO4强；③HClO4酸性比H2SO4强；④Cl2能与H2S反应生成S；⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子；⑥Cl2与Fe反应生成FeCl3，S与Fe反应生成FeS。
A.②⑤
B．①②
C.①②④
D．①③⑤
A [气态氢化物稳定性越高，非金属性越强，故①可以说明；只有最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则非金属性才越强，故②不能说明，③可以说明；Cl2能置换出H2S中的S，故④可以说明；最外层电子数的多少不能说明非金属性的强弱，故⑤不能说明；⑥中Fe与Cl2、S分别反应生成FeCl3、FeS，说明非金属性Cl>S。综上所述，②⑤不能说明氯的得电子能力比硫强的事实。]
4．X、Y、Z三种元素位于周期表中同一周期，它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物，则三种元素原子序数的大小顺序为( )
A.X>Y>Z
B．Y>Z>X
C.X>Z>Y
D．Z>X>Y
C [根据X、Y、Z三种元素的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物可知，Y为金属元素，X为非金属元素，Z处于X和Y之间。同周期主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，则三种元素在周期表中的位置关系是，故原子序数关系为X>Z>Y。]
5．为探究Na、Mg、Al的活动性顺序，某课外小组同学进行了如下实验：
实验步骤
1.将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。2．将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中，加入少量水，加热至水沸腾，冷却后，向试管中滴加酚酞溶液。3．将一小段镁带投入稀盐酸中。4．将一小片铝投入稀盐酸中。
他们记录的实验现象有：
实验现象
①剧烈反应，迅速生成大量的气体。②浮在水面上，熔成小球，不断游动，小球逐渐变小且最终消失，溶液变红。③反应不剧烈，产生无色气体。④有气体产生，溶液变成红色。
请帮助该小组同学补充下列实验报告中的内容。
(1)在下表中填写与实验步骤相对应的实验现象的序号：
实验步骤
1
2
3
4
实验现象
(2)写出钠与水反应的化学方程式：________________。
(3)实验结论是__________________________________________________
______________________________________________________________
_____________________________________________________________。
(4)用原子结构理论对上述实验结论进行解释，同周期主族元素从左至右，原子的电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐________，原子核对电子的引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，因此________逐渐减弱。
[解析] (1)金属钠、镁、铝位于同一周期，按照从左到右的顺序失电子能力逐渐减小，与水及酸反应置换出氢气的程度是越来越难。所以，1对应的现象为②，2对应的现象为④，3对应的现象为①，4对应的现象为③。
(2)钠与水反应生成氢氧化钠与氢气，反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。
(3)根据金属和酸以及水反应的剧烈程度，可以知道金属活动性顺序为Na>Mg>Al，即实验结论是Na、Mg、Al金属性逐渐减弱。
(4)同周期主族元素从左到右核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。
[答案] (1)② ④
① ③
(2)2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑(3)Na、Mg、Al金属性逐渐减弱 (4)减小 金属性
2第2课时 研究同主族元素的性质和预测元素及其化合物的性质
发
展
目
标
体
系
构
建
1.通过分析ⅠA族、ⅦA族元素性质的变化规律，认识同主族元素性质的递变规律及其与原子结构的关系，学会利用“证据推理与模型认知”的思维解决实际问题。2．能通过卤素有关实验探究同主族元素性质的变化，培养科学探究精神与创新意识。3．能利用同周期、同主族元素性质的递变规律，预测元素及其化合物的性质。
一、同主族元素原子结构和元素性质的递变关系
1．碱金属元素原子结构和元素性质的递变关系
(1)碱金属元素的原子结构。
元素
相同点
最外电子层上都只有1个电子
递变性
核电荷数逐渐增大
电子层数逐渐增多
原子半径逐渐增大
(2)碱金属元素单质的化学性质。
元素
Li
Na
K
Rb
Cs
相似性
都是活泼金属，最高价为＋1价，单质都能与氧气、水等物质反应，最高价氧化物对应的水化物一般有很强的碱性
递变性
与O2反应
反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；Rb和Cs遇到空气会立即燃烧
与H2O反应
反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K与水反应能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水则发生爆炸
结论
2.ⅦA族元素(卤族元素)原子结构与性质的相似性和递变性
(1)相似性
元素(名称与符号)
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子最外层电子数
都为7
最高正价
无
为＋7价
最低负价
都为－1价
自然界中存在形态
全部以化合态形式存在
单质性质
都是活泼非金属，在氧化还原反应中常作氧化剂
最高价含氧酸
化学式
无
HClO4
HBrO4
HIO4
酸性
具有很强的酸性
气态氢化物的化学式
HF
HCl
HBr
HI
(2)递变性
元素
F
Cl
Br
I
电子层数
逐渐增多
原子半径
逐渐增大
得电子能力
逐渐减弱
失电子能力
逐渐增强
单质与H2化合的条件
暗处爆炸
点燃或光照
加热(200
℃)
更高温度下，缓慢反应，可逆
氢化物的稳定性
逐渐减弱
最高价氧化物对应水化物的酸性
—
逐渐减弱
(3)探究卤族元素性质的相似性和递变性
实验操作
实验现象
化学方程式
静置后，液体分层，上层无色，下层橙色
Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2
静置后，液体分层，上层无色，下层紫色
Br2＋2KI===2KBr＋I2
静置后，液体分层，上层无色，下层紫色
Cl2＋2KI===2KCl＋I2
结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2；
卤素离子的还原性：I－>Br－>Cl－。
微点拨：(1)F无含氧酸，因F无正价。
(2)HF为弱酸，HCl、HBr、HI均为强酸。
3．理论解释
4．碱金属单质与卤素单质的物理性质递变规律
(1)碱金属元素单质的物理性质。
元素
相似性
颜色
银白色(除Cs外)
硬度
柔软
导电、导热性
很强
递变性
密度
逐渐增大(但ρK<ρNa)
熔、沸点
逐渐降低
(2)卤族元素单质的物理性质及递变性。
单质物理性质
F2
Cl2
Br2
I2
颜色
淡黄绿色
黄绿色
深红棕色
紫黑色
状态
气体
气体
液体
固体
密度
逐渐增大
熔、沸点
逐渐升高
二、预测元素及化合物的性质(以硅为例)
1．性质的预测
(1)硅元素的原子结构及性质分析。
原子结构示意图
最高正价
最低负价
元素类别
得电子能力
＋4
－4
非金属元素
较弱
(2)性质预测。
硅及其化合物的化学式
化学性质预测
预测依据
Si
化学性质不活泼，但是在一定条件下能与氧气等发生化学反应，由于其性质的特殊性，可能还具有独特的性质
与碳元素同主族，与碳单质具有相似的化学性质
SiO2
具有酸性氧化物的通性，能与碱、碱性氧化物等发生反应，可能也具有一定的特性
与碳元素同主族，与CO2具有相似的化学性质
H2SiO3
具有酸的性质，能与碱反应，但酸性较弱，酸性弱于碳酸
同主族元素性质的相似性和递变规律
2.化学性质验证
(1)单质硅的化学性质
①常温下，硅的化学性质不活泼，只与F2、HF、强碱(如NaOH)溶液反应。
Si＋2F2===SiF4，
Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑，
Si＋2NaOH＋H2O===Na2SiO3＋2H2↑。
②加热条件下和某些非金属单质(如O2、Cl2)发生反应。
Si＋O2SiO2。
(2)SiO2的化学性质
①具有酸性氧化物的通性：
a.常温下SiO2与强碱溶液反应生成盐和水：
SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O；
b.高温下SiO2与碱性氧化物反应生成盐：
SiO2＋CaOCaSiO3。
②弱氧化性：SiO2＋2CSi(粗)＋2CO↑。
③特性：与氢氟酸(HF)反应：
SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O。
此反应常被用来刻蚀玻璃。
(3)H2SiO3的化学性质。
H2SiO3是一种弱酸，具有酸的性质，但是酸性比碳酸的弱。
验证：Na2SiO3＋CO2＋H2O===H2SiO3↓＋Na2CO3。
三、元素周期表的应用
1．元素周期表是研究化学的重要工具，可为研究物质结构、发现新元素、合成新物质、寻找新材料提供许多有价值的指导。
2．寻找新材料
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)原子半径越大元素原子得电子能力越强，失电子能力越弱。
( )
(2)元素周期表中元素的性质与元素在周期表中的位置有关。
( )
(3)最外层电子数相同的元素一定位于同一主族。
( )
(4)在周期表中的过渡元素中寻找半导体材料。
( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)×
2．钾和钠的性质相似，下列说法中能较好地解释这个事实的是( )
A.最外层电子数相同
B．都是金属元素
C.原子半径相差不大
D．最高化合价相同
A [A项，钠和钾都位于元素周期表第ⅠA族，原子最外层电子数相同，性质相似，正确；B项，金属元素有很多种，但性质不完全相似，错误；C项，同主族元素的原子半径相差较大，但性质相似，错误；D项，最高化合价相同的元素性质不一定相同，如Mg、Cu的最高化合价都为＋2价，但性质不同，错误。]
3．F、Cl和Br都是第ⅦA族元素，关于这三种元素原子的说法正确的是( )
A.原子半径：F>Cl>Br
B.最外层电子数都相同
C.核外电子层数都相同
D.最外层电子数都不相同
[答案] B
同主族元素及其物质性质的递变规律
(素养养成——宏观辨识与微观探析)
元素在元素周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，如氮族元素是位于元素周期表ⅤA族的元素，在生活中有广泛应用，如用N2作防腐气体，液氮还可用作制冷剂，P可用于制造农药等。如图是元素周期表的一部分。
(1)阴影部分中的元素N在元素周期表中的位置是什么？根据元素周期律，预测H3AsO4与H3PO4酸性强弱的关系是什么？
提示：元素N在元素周期表中的位置是第2周期ⅤA族。同一主族，元素的非金属性从上到下逐渐减弱，故酸性：H3PO4>H3AsO4。
(2)元素硫的最高正价和最低负价的代数和是多少？在一定条件下，S与H2反应有一定难度，请判断：在相同条件下Se与H2反应的难度比S与H2反应的难度更大还是更小？
提示：S的最高正价为＋6，最低负价是－2，二者代数和是4，元素非金属性越强，与氢气化合越容易。同主族从上到下非金属性减弱，Se与H2化合难度更大。
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
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
【例1】 下列关于物质性质变化的比较，不正确的是( )
A.稳定性强弱：HF>HCl>HBr>HI
B.原子半径大小：Na>S>O
C.碱性强弱：KOH>NaOH>LiOH
D.还原性强弱：F－>Cl－>I－
D [非金属性强弱：F＞Cl＞I，对应阴离子的还原性依次增强。]
解答元素性质的变化规律题目的一般思路
(1)首先判断所给元素的相对位置，即是同周期还是同主族。
(2)然后根据元素周期律得出相应的结论。
(3)最后考虑涉及元素是否有特殊性。
1．下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的叙述均正确的一组是( )
①金属性最强的是锂 ②形成的离子中，氧化性最强的是锂离子 ③在自然界中均以化合态形式存在 ④Li的密度最小 ⑤均可与水反应，产物均为MOH和H2 ⑥它们在O2中燃烧的产物都有M2O和M2O2两种形式 ⑦微粒半径：Rb＋>K＋>Na＋，Cs>Cs＋
A.①②③④⑤
B．③④⑤⑥⑦
C.①②④⑥⑦
D．②③④⑤⑦
D [①同主族元素从上到下金属性依次增强，所以金属性最强的是铯，故错误；②同主族元素从上到下金属性依次增强，阳离子的氧化性依次减弱，所以氧化性最强的是锂离子，故正确；③碱金属性质活泼，容易与空气中的氧气和水发生反应，所以在自然界中均以化合态形式存在，故正确；④碱金属密度从上到下呈增大趋势，所以Li的密度最小，故正确；⑤碱金属均可与水反应，产物均为MOH和H2，故正确；⑥锂只有Li2O一种氧化物，故错误；⑦Rb＋、K＋、Na＋，电子层依次减少，所以半径依次减小，故Rb＋>K＋>Na＋，Cs与Cs＋具有相同的质子数，但是Cs核外电子数多，所以半径大，故正确。]
2．运用元素周期律分析，下列说法中错误的是( )
A.Sr是第5周期ⅡA族元素，Sr(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强
B.As是第4周期ⅤA族元素，AsH3的还原性比NH3的还原性弱
C.Cs的原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈
D.Cl的核电荷数比Al的核电荷数大，Cl的原子半径比Al的原子半径小
B [同主族元素，随原子序数的增大，元素的金属性增强，非金属性减弱，第ⅡA族元素Mg和Sr，原子序数：MgMg(OH)2，A项正确；第ⅤA族元素N和As，原子序数：NAs，其对应阴离子的还原性：N3－Cl，D项正确。]
元素“位、构、性”之间的关系
(素养养成——证据推理与模型认知)
短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置如下图所示：
X
Y
Z
(1)Y所在周期中所有主族元素，Y的原子半径最小对吗？
提示：根据同周期、同主族元素性质的变化规律进行判断。短周期为1～3周期，由图可得X为氦，Y为氟，Z为硫；同周期自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，因此F所在周期的所有主族元素中，F的原子半径最小。
(2)能否发生反应Cl2＋H2Z===Z↓＋2HCl?
提示：氯的非金属性比硫强，因此能发生置换反应：Cl2＋H2S===S↓＋2HCl。
1．元素的原子结构与元素在周期表中位置的关系
结构→位置
2．元素的原子结构与元素性质的关系
3．元素在周期表中位置与元素性质的关系
【例2】 元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸，则下列判断正确的是
( )
A.非金属性：ZB.R与Q的电子数相差26
C.气态氢化物稳定性：RD.最高价氧化物对应水化物的酸性：TB [R单质在暗处与H2化合并爆炸，R为F元素，则X为S，T为Cl，Z为Ar，Q为Br。同周期非金属从左到右逐渐增强(稀有气体除外)，A错误；F与Br原子序数相差26，故电子数相差26，B正确；非金属性越强，氢化物稳定性越强，最高价氧化物的水化物酸性越强，同主族元素从上到下非金属性减弱，C、D错误。]
1．已知P、S、Cl、As、Br五种元素在元素周期表中的位置如图所示。下列比较关系正确的是( )
P
S
Cl
As
Br
A.原子半径：As>Cl>P
B.热稳定性：HCl>AsH3>HBr
C.还原性：As3－>S2－>Cl－
D.酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4
C [A项，原子半径：As>P>Cl，A项错误；B项，非金属性：Cl>Br>As，热稳定性：HCl>HBr>AsH3，B项错误；C项，非金属性：Cl>S>As，对应阴离子的还原性：As3－>S2－>Cl－，C项正确；D项，非金属性：S>P>As，其最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D项错误。]
2．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的最外层电子数是内层电子数的3倍，X所在的周期数是最外层电子数的3倍，由W、X、Y三种元素形成的一种盐溶于水后，加入盐酸，产生的无色气体能使品红褪色。下列说法正确的是( )
A.W与X可形成至少两种化合物
B.X的简单离子与Z的简单离子具有相同的电子层结构
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>Z
D.简单气态氢化物的稳定性：WA [W的最外层电子数是内层电子数的3倍，W为氧元素；X所在的周期数是最外层电子数的3倍，X为钠，由W、X、Y三种元素形成的一种盐溶于水后，加入盐酸，产生的无色气体能使品红褪色，该盐为亚硫酸盐或亚硫酸氢盐，所以Y为硫元素；短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，Z为氯元素；A项，氧与钠可以形成氧化钠、过氧化钠等至少两种化合物，正确；B项，Na＋核外有2层电子层，Cl－核外有3层电子层，两种离子的电子层结构不同，错误；C项，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，非金属性：Cl>S，因此酸性HClO4>H2SO4，错误；D项，元素的非金属性越强，氢化物越稳定，非金属性O>S，所以简单气态氢化物的稳定性：H2O>H2S，错误。]
2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。
(1)请确定铟在元素周期表中的位置？
提示：In为49号元素，根据元素周期表中元素的排布规律，In是第5周期第ⅢA族元素。
(2)根据铟在元素周期表中的位置，判断下列对In元素性质的推测是否正确。
可能的性质
正误判断
能与酸反应产生氢气
________
能与碱反应产生氢气
________
氧化物既能与酸反应又能与碱反应
________
原子半径：In>Al
________
提示：√ × × √
(3)若铟与铷(37Rb)同周期，试比较In(OH)3与RbOH碱性的强弱。
提示：In是第5周期第ⅢA族元素，Rb为第5周期第ⅠA族元素，金属性In(4)你作出上述判断的依据是什么？
提示：元素“位、构、性”之间的关系。
通过本情境素材中49In的位置推断，性质判断及比较，提升了元素“位、构、性”关系的应用能力，加强了“证据推理与模型认知”的学科素养。
1．下列关于F、Cl、Br、I相关物质性质的比较中，正确的是
( )
A．单质的颜色随核电荷数的增加而变浅
B．单质的熔、沸点随核电荷数的增加而降低
C．简单氢化物的还原性随核电荷数的增加而增强
D．简单氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
C [A项，从F2到I2，单质颜色分别为淡黄绿色、黄绿色、深红棕色、紫黑色，单质的颜色随着核电荷数的增加而加深，错误；B项，从F2到I2，状态由气态→液态→固态，熔、沸点随核电荷数的增加而升高，错误；C项，元素的非金属性越强，对应离子的还原性越弱，从F到I，元素的非金属性逐渐减弱，简单氢化物的还原性逐渐增强，正确；D项，元素的非金属性越强，其简单气态氢化物的稳定性越强，从F到I，元素的非金属性逐渐减弱，其简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，错误。]
2．某主族元素的原子最外层是第5层，其上有1个电子，下列描述中正确的是( )
A．常温下，其单质与水反应不如钠与水反应剧烈
B．其原子半径比钾原子半径小
C．其碳酸盐易溶于水
D．其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
C [由主族元素原子的第5电子层上只有1个电子可知：该元素位于周期表第5周期ⅠA族，为Rb(铷)。由同一主族元素性质递变规律可知，Rb的金属性强于Na，故其与水的反应比Na更剧烈；RbOH的碱性强于NaOH，因NaOH可使Al(OH)3溶解，则RbOH也一定能使Al(OH)3溶解；Rb、K同主族，且Rb比K多一个电子层，则Rb的原子半径比K的原子半径大；又Na2CO3、K2CO3均易溶于水，可类推出Rb2CO3也应易溶于水。]
3．(素养题)“世界硒都”——恩施，硒资源相对丰富和集中，属于高硒区，该地盛产富硒茶，含有人体所必需的硒元素，有一定的保健作用。已知硒元素与氧元素同族，与钙元素同周期。下列关于硒的描述不正确的是
( )
A．原子序数为24
B．最高价氧化物是SeO3，是酸性氧化物
C．原子半径比钙小
D．气态氢化物的化学式是H2Se，稳定性比HCl差
A [硒的原子序数为8＋8＋18＝34。]
4．能说明SiO2为酸性氧化物的事实为( )
A．SiO2与H2SO4、HNO3不反应
B．SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O
C．SiO2＋2KOH===K2SiO3＋H2O
D．SiO2＋2CSi＋2CO↑
[答案] C
5．为了更好地掌握元素周期表的应用，某同学在做氯、溴、碘性质递变规律实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象如下：
实验步骤
实验现象
①将少量的氯水滴入到适量NaBr溶液中，再滴入少量的CCl4溶液并用力振荡
溶液分为上下两层，上层为无色，下层为橙色
②将少量的溴水滴入到适量KI溶液中，再滴入少量的CCl4溶液并用力振荡
溶液分为上下两层，上层为无色，下层为紫色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：研究________元素性质递变规律。
(2)实验用品：
试剂：氯水，溴水，NaBr溶液，KI溶液，CCl4溶液。
仪器：①________，②________。
(3)此实验的结论为____________________________________。
(4)氯、溴、碘最高价氧化物对应的水化物酸性强弱(用分子式表示)：__________________________________________________。
(5)氟、氯、溴、碘气态氢化物稳定性大小顺序(用分子式表示)：___________________________________________________________。
(6)该同学又做了另外一个实验，向新制得的Na2S溶液中滴加新制的氯水。该实验现象为___________________________________，
此反应的离子方程式为_________________________________，
此实验的结论为___________________________________。
[答案] (1)同主族 (2)试管 胶头滴管
(3)氧化性：Cl2>Br2>I2
(4)HClO4>HBrO4>HIO4
(5)HF>HCl>HBr>HI
(6)生成淡黄色沉淀 Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－ 氧化性：Cl2>S
1课时分层作业(五)
(建议用时：40分钟)
[合格过关练]
1．下列元素的单质中，最易跟氢气反应生成氢化物的是( )
A.硼
B．氮
C.氟
D．碳
C [非金属性：F>N>C>B，则最易与H2反应的为氟。]
2．按C、N、O、F的排列顺序，下列递变规律错误的是( )
A.原子半径逐渐减小
B.元素原子得电子能力逐渐增强
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
D.气态氢化物稳定性逐渐增强
C [C、N、O、F属同一周期的元素，且原子序数依次增大，原子半径逐渐减小，得电子能力依次增强；气态氢化物稳定性依次增强；F无正价，也无最高价氧化物对应的水化物，故无法比较。]
3．下列叙述正确的是( )
A.同周期的ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数一定相差1
B.第3周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
C.硅位于元素周期表中金属元素和非金属元素的交界处，其单质可作半导体材料
D.元素的非金属性越强，其气态氢化物越不稳定
C [在第2、3周期，ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差1；若是第4、5周期，ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11；在第6、7周期，ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差25，A错误。第3周期从左到右，元素的非金属性逐渐增强，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(稀有气体除外)，B错误。硅位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界处，其单质是良好的半导体材料，C正确。元素的非金属性越强，它的气态氢化物越稳定，D错误。]
4．下列说法错误的是( )
A.Na与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以钠的金属性比铝强
B.Na与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强
C.NaOH为强碱，而Al(OH)3具有两性，所以钠的金属性比铝强
D.Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，所以Zn的金属性比Fe强
D [由化学方程式：Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe能说明金属性：Zn>Fe。]
5．下列关于第3周期元素的相关内容叙述不正确的是( )
A.S2－、Cl－、K＋、Ca2＋的离子半径依次减小
B.P、S、Cl最高正价依次升高，对应的气态氢化物的稳定性依次增强
C.第3周期ⅦA族元素的原子半径最大
D.Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
C [S2－、Cl－、K＋、Ca2＋核外电子排布相同，随原子序数递增离子半径逐渐减小；P、S、Cl的最高正价分别为＋5、＋6、＋7，依次升高，由于P、S、Cl的得电子能力依次增强，其所对应的气态氢化物稳定性也依次增强；除稀有气体外，第3周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，因此这一周期ⅦA族元素的原子半径最小；因Na、Mg、Al的失电子能力依次减弱，则它们的氢氧化物的碱性依次减弱。]
6．X、Y为同周期元素，如果X的原子半径大于Y的原子半径，则下列判断不正确的是( )
A.若X、Y均为金属元素，则X失电子的能力强于Y
B.若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强
C.若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定
D.若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y的强于X的
B [由原子半径X>Y可知，同周期中X在Y的左边。
当X、Y为金属元素时，失电子能力X>Y，阳离子的氧化性X7．下列气态氢化物中稳定性由强到弱的顺序正确的是( )
A.CH4>NH3>H2O>HF
B.SiH4>PH3>H3S>HCl
C.HF>H2O>NH3>PH3
D.NH3>PH3>H2S>HBr
C [元素的非金属性：F>O>N>C，所以气态氢化物的稳定性：CH4S>P>Si，所以气态氢化物的稳定性：SiH4O>N>P，所以气态氢化物的稳定性：HF>H2O>NH3>PH3，C正确；元素的非金属性：N>Br>S>P，所以气态氢化物的稳定性：NH3>HBr>H2S>PH3，D错误。]
8．(素养题)砷盐是有毒的物质，多由药物生产过程所使用的无机试剂引入。因此在多种药物中要求检查，常采用古蔡法检查药物中微量的砷盐，其中应用的一种重要器材为溴化汞试纸，已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是
( )
A.原子半径：AsB.热稳定性：AsH3>HBr
C.还原性：As3－>Br－
D.酸性：H3AsO4>HBrO4
C [同周期元素(稀有气体元素除外)，从左向右原子半径依次减小，Br的原子半径小于As的原子半径，A错误；同周期元素，从左向右，非金属性依次增强，气态氢化物的稳定性依次增强，AsH3的稳定性小于HBr，B错误；阴离子的还原性与元素非金属性相反，所以As3－、Br－的还原性逐渐减弱，C项正确；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，H3AsO4的酸性弱于HBrO4，D错误。]
9．同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是( )
A.单质的活泼性：WB.原子最外层电子数：WC.单质的氧化能力：WD.元素的最高化合价：WB [本题中元素为同一周期，从左至右最外层电子数依次增加；而单质的活泼性分金属性与非金属性，单质氧化能力还与分子结构有关，如N2；最高化合价随原子序数递增，有特例O无最高正价、F无正价。]
10．A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应水化物显碱性，且碱性：B>A；C、D两种元素对应的简单气态氢化物的稳定性：C>D，E是这五种元素中形成简单离子半径最小的元素。则它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A.BB．AC.ED．BD [A和B的最高价氧化物对应水化物显碱性，则都为金属，且碱性：B>A，同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，对应的最高价氧化物的水化物逐渐减弱，则原子序数A>B，同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，对应的氢化物的稳定性逐渐增强，C和D的气态氢化物的稳定性：C>D，则原子序数：C>D；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则A、B、E中E的原子序数最大，故选D。]
11．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。
(1)W与O2反应时能生成两种氧化物，写出W与O2反应的化学方程式
_____________________________________________________________、
___________________________________________________________。
(2)W与Y可形成化合物W2Y，该化合物的化学式为________，X与Z可形成化合物XZ2，该化合物名称为________。
(3)比较Y、Z气态氢化物的稳定性________>________(用化学式表示)。
(4)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序：____________________________(用化学式表示)。
[解析] W与O2反应时能生成两种氧化物，且W为短周期金属元素，可知W为钠元素；Na与Y形成化合物Na2Y，可知Y为－2价，且Na与Y同周期，可知Y为硫元素；则Z为氯元素(因原子序数Z>Y)；因为X与Z(Cl)形成化合物XCl2，则X为镁元素。
[答案] (1)4Na＋O2===2Na2O 2Na＋O2Na2O2
(2)Na2S 氯化镁 (3)HCl H2S
(4)S2－>Cl－>Na＋>Mg2＋
12．A、B、C、D四种元素的原子序数均小于18，其原子最外层电子数依次为1、4、6、7。已知B原子核外次外层电子数为2；A、C原子的核外次外层电子数为8；D元素的最高价氧化物对应的水化物是已知含氧酸中最强的酸。则：
(1)A、B、C、D分别是________、________、________、________(写元素符号)。
(2)A的离子结构示意图为________，C的原子结构示意图为________。
(3)A、C、D原子半径由大到小的顺序是_______________________。
(4)C的低价氧化物与D单质等体积混合后通入品红溶液中，品红不褪色，原因是________________________(用化学方程式表示)。
(5)C、D的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序为______________。
[解析] A、B、C、D为短周期元素，分别位于ⅠA、ⅣA、ⅥA和ⅦA族。B原子核外次外层有2个电子，最外层有4个电子，B
为碳元素。A、C原子核外次外层有8个电子、最外层电子数分别是1、6，分别是钠元素和硫元素，D原子最外层电子数为7个电子，元素最高价氧化物对应水化物是酸性最强的含氧酸，则D是氯元素。
[答案] (1)Na C S Cl (2)
(3)r(Na)＞r(S)＞r(Cl)
(4)SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl
(5)HCl>H2S
13．已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验。
(1)装置A制取的物质是________，反应的方程式是___________________
___________________________________________________________。
(2)装置B的作用是________________________________；
装置C中的现象是_____________，反应离子方程式是______________，
由此说明非金属性强弱顺序是____________。
(3)D中盛装的溶液是__________，作用是_________________，
反应的离子方程式是__________________________。
[解析] 为证明Cl和S的非金属性强弱，且C中盛有Na2S溶液，则可知装置A是为了制备Cl2。装置B可除去Cl2中的HCl气体。Cl2与Na2S反应生成淡黄色固体S，离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，说明非金属性Cl>S。Cl2有毒，必须进行尾气吸收，装置D中盛装NaOH溶液是吸收多余的Cl2。
[答案] (1)Cl2 MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O
(2)除去Cl2中的HCl 有淡黄色沉淀生成
Cl2＋S2－===2Cl－＋S↓ Cl>S
(3)NaOH溶液 吸收多余的Cl2，防止空气污染
Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O
[素养培优练]
14．对四种元素G、L、M、R进行如下实验：
金属实验
G
L
M
R
与冷水反应
不反应
慢慢反应
未做实验
未做实验
与2
mol·L－1盐酸反应
溶解并放出气体
溶解并放出气体
不反应
不反应
与Rn＋的水溶液反应
溶解并形成沉淀
未做实验
溶解并形成沉淀
未做实验
根据表中所给实验结果，判断这四种金属活泼性由强到弱的顺序正确的是( )
A.L、G、R、M
B．G、L、M、R
C.L、G、M、R
D．L、R、G、M
C [G和冷水不反应，L与冷水慢慢反应，可知L的活泼性比G强；G、L与盐酸反应并放出气体，M、R不反应，可知G、L的活泼性比M、R强；G、M与Rn＋的水溶液反应，可知G、M的活泼性比R强。由上可知，四种金属活泼性由强到弱的顺序为L、G、M、R。]
15．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.离子的还原性：Y2－>Z－
C.氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D.原子半径：XB [四种离子具有相同的电子层结构，则原子序数W>X＞Z>Y，非金属性Z>Y，故A项错误，B项正确，C项错误；由质子数a>b，则原子半径X>W，D项错误。]
16．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)( )
A.若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱
B.若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素
C.若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6
D.若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素
B [W的金属性比R弱，R(OH)n为强碱，W(OH)n＋1不一定为强碱，故A项错误；HnXOm为强酸，说明X非金属性强，且由题意知Y一定不是稀有气体元素，故Y的非金属性比X更强，B项正确；若Y为氧元素，Z只有负价，故C项错误；若五种元素同为第3周期，当X最高化合价为＋5时，R为金属元素Al，故D项错误。]
17．图甲和图乙表示的是短周期元素的某种性质的递变规律，下列说法正确的是
( )
A.图甲横坐标为原子序数，纵坐标表示元素的最高化合价
B.图甲横坐标为核电荷数，纵坐标表示元素的原子半径(单位：pm)
C.图乙横坐标为最高化合价，纵坐标表示元素的原子半径(单位：pm)
D.图乙横坐标为元素的原子最外层电子数，纵坐标表示元素的原子半径(单位：pm)
D [稀有气体元素的化合价为0，氧元素没有最高正化合价，氟元素没有正价，与图甲不符，A错误；同周期自左到右，主族元素的原子半径逐渐减小，与图甲不符，B错误；氧元素没有最高化合价，氟元素没有正价，与图乙不符，C错误。]
18．A、B、C、D
4种元素的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半。请回答下列问题：
(1)4种元素的符号依次是A________、B__________、C________、D________。它们的原子半径由大到小的顺序是___________________。
(2)试写出4种元素的简单离子的结构示意图。
A__________________、B__________________、
C__________________、
D__________________。
它们简单离子的半径由大到小的顺序是________________________。
(3)它们的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别是_________________，分别比较酸性和碱性的强弱：_______________。
(4)能够形成气态氢化物的化学式为______________，其稳定性顺序是_____________，理由是______________。
[解析] A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2＋8＋6＝16，故A为S。D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为Ca。根据核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl，C为K。S、Cl分别位于第3周期ⅥA族、ⅦA族，K、Ca位于第4周期Ⅰ
A族、ⅡA族，故r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)，其简单离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”的原则可知r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。根据元素周期律可比较其最高价氧化物对应的水化物的酸性和碱性的强弱及气态氢化物的稳定性。
[答案] (1)S Cl K Ca r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2
酸性：HClO4>H2SO4，碱性：KOH>Ca(OH)2
(4)HCl、H2S HCl>H2S 非金属性：S1