4.1 原子结构与元素周期表（8大题型专项训练，天津专用）化学人教版必修第一册

4.1 原子结构与元素周期表 题型01 组成原子的有关粒子间的关系 题型02 核外电子的排布规律 题型03 元素周期表的结构 题型04 元素在周期表中的位置推断 题型05 元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系 题型06 碱金属元素性质的相似性和递变规律 题型07 卤族元素性质的相似性和递变规律 题型08 同主族元素的相似性和递变性 题型01 组成原子的有关粒子间的关系 1．核电荷数决定元素的种类，核电荷数(即质子数)和中子数共同决定原子的种类。 2．有关粒子间的关系 ①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 ②中性原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数＝原子序数。 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 3．粒子符号()中各数字的含义 X 如：，可知过氧根离子中，氧原子的质量数为16，质子数为8，中子数＝16－8＝8，每个过氧根离子带2个单位负电荷、含2个－1价的氧原子。 【典例1】（天津市南开中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）在中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是 A．A-x+n+48 B．A-x+n+24 C．A-x-n-24 D．A+x-n-24 【答案】B 【详解】在中，质子总数=核外电子总数x-n，质量数=A+3×16=A+48，则的中子总数=A+48-(x-n)=A+48-x+n，则R原子核内含有的中子数=A+48-x+n-3×8= A-x+n+24，B正确； 故答案为B。 【变式1-1】（天津市第四中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）某元素的一个原子形成的离子可表示为，下列说法正确的是 A．含有的中子数为 B．含有的电子数为 C．X原子的质量数为 D．1个X原子的质量约为 【答案】D 【分析】由可知，a表示质子数，b表示质量数，表示X原子失去个电子，则核外电子总数为，据此分析回答。 【详解】A．在原子中，中子数=质量数-质子数，即中子数=，A错误； B．在中，核外电子总数为，B错误； C．X原子的质量数为b，C错误； D．的质量约为bg，原子个数为个，则1个X原子的质量约为，D正确； 故答案为：D。 【变式1-2】（天津市和平区2024-2025学年高一上学期期末考试化学试题）已知A为第IIA族元素，B为第IIIA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是 A．n=m＋1 B．n=m＋11 C．n=m＋25 D．n=m＋10 【答案】D 【详解】若A、B为第二、三周期元素，n=m＋1；若A、B为第四、五周期元素，n=m＋11；若A、B为第六、七周期元素，n=m＋25；故答案为D。 【变式1-3】（天津市四校联考2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在ag HmX中所含质子的物质的量是 A． (A—N) mol B．(A-N) mol C．(A—N＋m) mol D．(A—N＋m) mol 【答案】C 【详解】某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，则其质子数为A-N；该同位素与1H原子组成HmX分子的摩尔质量为(A+m)g/mol，HmX分子的质子数为A-N+m；ag HmX的物质的量为mol，其所含质子的物质的量为(A-N+m)mol，故选C。 题型02 核外电子的排布规律 1．原子核外电子排布规律——“四最” 一个最低 能量最低原理：核外电子一般总是先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里。即按K→L→M→N→……的顺序排列 三个 最多 各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32 最外层最多容纳的电子数为8个(K层为最外层时最多容纳2个) 次外层最多能容纳的电子数为18个 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。 2．最外层8个电子(K层为最外层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式(得失电子或形成共用电子对)使其结构趋于稳定。 3．核外电子排布的表示方法——结构示意图 (1)原子结构示意图 (2)离子结构示意图最外层一般为8电子稳定结构(当K层为最外层时，则为2电子稳定结构) 原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变，只是核外电子(一般是最外层电子)数发生了改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布。 知识拓展 (1)从两个角度看核外电子排布规律 (2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 (3)通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 【典例2】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 【答案】B 【详解】根据原子核外电子的排布规律可知其电子排布为，该元素是氧元素； 故答案为：B。 【变式2-1】（天津市静海区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列说法中正确的是 A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子 B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．NH与H3O+具有相同的质子数和电子数 D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子 【答案】C 【详解】A．该微粒不一定是原子，如x=17时为氯离子，x=19时为钾离子，A错误； B．H原子的最外层只有1个电子，但H不是金属元素，B错误； C．NH与H3O+所含质子数均为11，电子数均为10，C正确； D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，D错误； 综上所述答案为C。 【变式2-2】（天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期末质量检测化学试题）下列有关元素周期表的说法不正确的是 A．元素周期表中的前20号元素属于短周期元素 B．元素周期表中周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数 C．元素周期表中主族元素的最外层电子数等于其主族序数 D．由元素在周期表中的位置可以推导该元素可能具有的化学性质 【答案】A 【详解】A．元素周期表中的前18号元素属于短周期元素，19、20号元素属于长周期元素，故A错误； B．元素周期表中周期的序数=元素所具有的电子层数，故B正确； C．元素周期表中主族元素的最外层电子数=其主族序数，故C正确； D．根据“位-构-性”的关系，由元素在周期表中的位置可以推导该元素可能具有的化学性质，故D正确； 答案选A。 【变式2-3】I．电子在原子核外的区域内作高速运动，根据电子的能量高低划分为电子层，在各电子层上电子的排布也遵循着一定的规律。一些粒子的结构都可用下面的示意图来表示，且0<y≤8。 (1)若x=12时对应的元素为A，则y = 。 (2)若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子的化学符号为 。 (3)若x=10，与其电子数相同的微粒有(各举1个例子，可以是多核微粒)：正离子 ，负离子 ，分子 。 II．回答下列问题： (4)原子核外电子是分层排布的，当N层为最外层时，最多可容纳电子数是 。 (5)某元素原子，L层上的电子数是M层电子数的两倍，中子数为15，可表示相关信息的原子符号为 。 (6)原子核外电子排布可以用原子结构示意图简明的表示，如： a. b. c. d. 微粒d在化学反应中容易 (选填“得到”或“失去”)电子，达到 结构；这些微粒中的稀有气体元素是 ；离子的核外电子排布与这种稀有气体原子的核外电子排布相同，则的结构示意图为 。 【答案】(1)8 (2)Na+ (3) Na+(或Mg2+、Al3+、H3O+、) F-(或O2-、N3-、OH-) H2O或HF或NH3或CH4 (4)8 (5) (6) 失去 稳定 Ne 【详解】(1)若x=12，则A为Mg，质子数为12，失去2个电子后成为Mg2+，最外层有8个电子，故y=8；(2)若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子核内质子数为11，为Na+；(3)若x=10，则为Ne，电子数是10，10个电子的微粒中，阳离子有Na+、Mg2+、Al3+、H3O+、，阴离子有F-、O2-、N3-、OH-，分子有H2O、HF、NH3、CH4. (4)原子核外电子排布规律为最外层容纳电子数最多为8(K层为最外层最多为2)； (5)L层上的电子数是M层电子数的两倍，则M层电子数为4，该元素原子核外有14个电子，原子核电荷数为14，该元素为Si，原子的中子数为15，质量数为14+15=29，则该原子符号为； (6)微粒d原子核内有11个质子，为Na原子，最外层有1个电子，不稳定容易失去1个电子，形成Na+稳定的电子层结构；c表示的稀有气体元素是Ne；离子为，的结构示意图为。 题型03 元素周期表的结构 1．元素周期表的结构 2．周期 (1)特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数＝电子层数。 (2)分类：短周期和长周期。 3.族 4．元素周期表记忆口诀 横行叫周期，现有一至七； 竖列称作族，总共十六族； Ⅷ族最特殊，三列是一族； 镧锕各十五，均属ⅢB族。 易错提醒 (1)过渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族为过渡元素，这些元素都是金属元素，所以又称它们为过渡金属。 (2)镧系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素镧到71号元素镥共有15种元素，统称为镧系元素，它们的化学性质相似。 (3)锕系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素，统称为锕系元素，它们的化学性质相似。 (4)113～118号元素的中文名称依次为、、镆、、、。 【典例3】（24-25高一下·天津·月考）下表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置。 请按要求回答下列问题： (1)元素①与⑨组成的化合物的电子式： ；元素⑤和⑨形成的化合物中化学键类型为 ；元素③的原子结构示意图为 。 (2)③、④、⑤三种元素的原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)。 (3)元素②、⑧、⑨的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为 (填化学式)。 (4)元素⑤的单质和水反应的离子方程式为 。元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物反应，其离子方程式 。 (5)元素①与②所形成的最简单烯烃为M，写出M与在一定条件下反应的化学方程式： ，该反应类型为 。 【答案】(1) 离子键 (2)Na>N>O (3) (4) (5) 加成反应 【分析】根据①～⑨九种元素在周期表中的位置，分析可知分别为H、C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl； 【详解】（1） 元素①与⑨组成的化合物为HCl，两种元素形成的化合物通过共价键连接所以电子式为：，元素⑤和⑨形成的化合物为氯化钠，所以化学键类型为离子键，元素③为氮元素，原子结构示意图为； （2）③、④、⑤三种元素分别为N、O、Na，N、O同周期，但是氧元素的核电荷数大，故半径小于氮元素，钠元素位于下一周期故半径大于氮元素和氧元素，所以Na>N>O； （3）元素的非金属越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性也就越强，元素②、⑧、⑨分别为C、S、Cl，其中非金属性最强的是Cl，其次是S，最后是C，对应的酸分别为，酸性由强到弱的顺序为； （4）元素⑤为钠元素，和水反应生成氢氧化钠和氢气，其离子方程式为：，元素⑤的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠，元素⑦的最高价氧化物为氧化铝，其离子方程式为：； （5）元素①与②所形成的最简单烯烃为乙烯，乙烯与水进行加成反应，反应方程式为； 【变式3-1】（24-25高一上·天津南开·期末）元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是 A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素 B．右上方区域的非金属元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 【答案】A 【详解】A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素既具有金属性又具有非金属性，适合作为半导体材料，A正确； B．右上方区域的非金属元素非金属性强，通常不用于半导体，B错误； C．过渡元素多为金属，导电性良好，不适合半导体，C错误； D．稀有气体性质稳定，难以参与导电，D错误； 故选A。 【变式3-2】（23-24高一上·天津南开·期末）下列关于过渡元素的叙述正确的是 A．过渡元素由金属元素和非金属元素组成 B．研究过渡元素有助于制造出新品种的农药 C．过渡元素位于元素周期表金属与非金属分界线处 D．可在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素 【答案】D 【详解】A．过渡元素都是金属，A错误； B．过渡元素都是金属，农药多数是含Cl、P、S、N、As等元素的化合物，均为非金属，在周期表的右上角，B错误； C．过渡元素都是金属，半导体材料都是周期表里金属与非金属分界线附近的元素，C错误； D．人们在长期实践中发现制备催化剂及耐高温和耐腐蚀的元素几乎都是在过渡元素中寻找，D正确； 故选D。 【变式3-3】下列关于元素周期表说法正确的是 A．第ⅠA族元素都是金属 B．元素周期表有18个列，有18个族 C．随着原子序数递增，同周期元素原子最外层电子数均是由1→8递变 D．第三周期元素的原子核外都有三个电子层 【答案】D 【详解】A．第IA元素中除氢元素以外其他都是金属元素，A错误； B．元素周期表有18个列，有16个族，即7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族，B错误； C．随着原子序数递增，同周期元素原子最外层电子数不一定均是由1→8递变，例如第一周期和第四周期等，C错误； D．因电子层数=周期数，则第三周期的元素的原子核外都有三个电子层，D正确； 故答案为：D。 题型04 元素在周期表中的位置推断 1．元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断 (1)元素的位置与原子结构的关系 (2)短周期元素原子结构与位置的关系 ①族序数等于周期数的元素有H、Be、Al。 ②族序数是周期数2倍的元素有C、S。 ③族序数是周期数3倍的元素是O。 ④周期数是族序数2倍的元素是Li。 ⑤周期数是族序数3倍的元素是Na。 2．由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法： (1)明确0族元素信息 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，若该元素的原子序数小于相邻近0族元素的原子序数，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期，反之则在下一周期。 (3)求差值定族数 ①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。 ②若某元素的原子序数比相应的0族元素少5～1时，则该元素处在同周期的第ⅢA～ⅦA族。 ③若某元素的原子序数与相应的0族元素相差其他数，则由相应差数找出相应的族。 【典例4】（天津市第四十七中学2024-2025学年高一上学期12月第二次阶段性检测化学试题）已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为n，则Y与Z的原子序数之和不可能为 Y X Z A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由于X、Y、Z均为主族元素，结合其位置关系和元素周期表的结构，X、Y、Z只能位于元素周期表中过渡元素区域的右边，且Y元素一定不在第一周期，即X、Y、Z不可能都在短周期。 若Y、X、Z分别位于第二、三、四周期，则Y的原子序数为：，Z的原子序数为：，Y与Z的原子序数之和为：； 若Y、X、Z分别位于第三、四、五周期，则Y的原子序数为：，Z的原子序数为：，Y与Z的原子序数之和为：2n； 若Y、X、Z分别位于第四、五、六周期，则Y的原子序数为：，Z的原子序数为：，Y与Z的原子序数之和为：； 若Y、X、Z分别位于第五、六、七周期，则Y的原子序数为：，Z的原子序数为：，Y与Z的原子序数之和为：2n。 故选C。 【变式4-1】（天津市第五十五中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）A、B、C均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为 A B C A． B． C． D． 【答案】C 【详解】设A的原子序数为x，则B的原子序数为，C的原子序数为，由，解得，所以A为O元素，B为P元素，C为元素，故选C。 【变式4-2】（天津市和平区2024-2025学年高-上学期期末考试化学试题）下图所示各为元素周期表中的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】X元素的原子序数为35，位于元素周期表第四周期ⅦA族，则X为Br元素，左邻元素为原子序数为34的Se元素，上邻元素为原子序数为17的Cl元素，下邻元素为原子序数为53的I元素。 【详解】A．由分析可知，Br元素的左邻元素为原子序数为34的Se元素，Se元素的上邻元素为原子序数为16的S元素，下邻元素为原子序数为52的Te元素，故A正确； B．由分析可知，Br元素的上邻元素为原子序数为17的Cl元素，Cl元素的左邻元素的原子序数为16，右邻元素的原子序数为18，故B错误； C．由分析可知，Br元素的元素为原子序数为53的I元素，的左邻元素的原子序数为52，右邻元素的原子序数为54，故C错误； D．由分析可知，Br元素的元素为原子序数为53的I元素，故D错误； 故选A。 【变式4-3】（天津市和平区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是 A．   B．   C．   D．   【答案】D 【分析】短周期元素的排布情况分别为：2、8、8，元素序号为1-2、3-10、11-18。第四周期比第三周期多18种元素。 【详解】A. 第一周期只有两个元素，所以2号元素在第一周期，3号元素在第二周期，A错误； B. 第二周期只有8个元素，应该是3-10号元素，11号元素应该排在第三周期，B错误； C. 10号元素应该在第二周期，11、12号元素在第三周期，C错误； D. 正确，从上到下依次为第二、三、四周期； 故合理选项为D。 【点睛】前6个周期的元素排布个数依次为：2、8、8、18、18、32。 题型05 元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系 1．核素 (1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 (2)实例 ①氢元素的三种核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 ②氧元素的三种核素：O、O和O。 ③碳元素的三种核素：C、C和C。 ④铀元素有U、U、U等核素。 2．同位素 (1)概念 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素(即同一元素的不同核素互为同位素)。 (2)性质 ①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。 ②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。 (3)用途 ①考古时利用C测定一些文物的年代。 ②H和H用于制造氢弹。 ③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 易错提醒 (1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 (2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。 (3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如Li与Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。 【典例5】（24-25高一上·天津河西·期末）超重水()是生化实验的重要原料，下列说法错误的是 A．氚()原子核有2个中子 B．、、是不同的核素 C．、、的价电子数相同 D．与互为同位素 【答案】D 【详解】A．质子数为1，质量数为3，中子数为2，A正确； B．、、质子数相同，中子数不同，是不同的核素，B正确； C．、、质子数相同，价电子数相同，C正确； D．同位素是指质子数相同，中子数不同的不同核素，与不互为同位素，D错误； 答案选D。 【变式5-1】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）磷是一种生命元素，人类在金星大气中探测到，这一发现证明金星大气中可能存在简单生命。实验室制备的方法之一为。下列说法错误的是 A．磷的最高正价为＋5 B．和属于两种不同的核素 C．的电子式为 D．水的结构式为直线形 【答案】D 【详解】A．P的最外层电子数为5，其最高正化合价为价，故A正确； B．和质子数相同，中子数不同，属于两种不同的核素，故B正确； C．分子中P与3个H原子各共用一对电子，P还有一对孤电子对，其电子式为，故C正确； D．H2O的空间构型为V形：，故D错误； 故答案为：D。 【变式5-2】（天津市河北区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）和都可用于考古研究，下列对这两种核素的说法正确的是 A．质子数相同 B．互为同位素 C．中子数相同 D．质量数相同 【答案】C 【详解】A．的质子数为6，的质子数为7，A错误； B．和两种核素的质子数不相同，不是同位素，B错误； C．的质量数为14，质子数为6，中子数为14-6=8，的质量数为15，质子数为7，中子数为15-7=8，则中子数相同，C正确； D．的质量数为14，的质量数为15，D错误； 答案选C。 【变式5-3】（24-25高一上·天津·期末）Se是人体必需的微量元素，下列关于和的说法正确的是 A．都含有34个中子数 B．和互为同位素 C．和分别含44个和46个质子数 D．和含有不同的电子数 【答案】B 【详解】A．和的质子数均是34，中子数分别是78-34=44、80-34=46，故A错误； B．和的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，故B正确； C．和的质子数均是34，故C错误； D．质子数等于核外电子数，和含有相同的电子数，故D错误； 答案选B。 题型06 碱金属元素性质的相似性和递变规律 1．碱金属元素化学性质的相似性和递变性 (1)相似性 (2)递变性 具体表现如下(按从Li→Cs的顺序)： 物质的性质 递变规律(Li→Cs) 单质 与氧气反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li只能生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；K能生成K2O、K2O2和KO2等 与水反应 反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K与水反应比Na与水反应更剧烈，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸 最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 2．从原子结构角度认识碱金属元素性质的相似性和递变性 【典例6】（天津市第一百中学2024-2025学年高一上学期过程性检测(2)考试 化学试卷）下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 C．Cs的还原性比Na强，故的氧化性大于 D．Cs与氧气反应只能生成 【答案】D 【详解】A．Cs的最外层电子数也是1，电子层数比K的多，故Cs的金属性比K强，CsOH的碱性比KOH强，故A正确； B．铯与Na性质相似，与水或酸反应更剧烈，都生成，故B正确； C．Cs的还原性比Na强，所以的得电子能力比强，的氧化性大于，故C正确； D．因为Cs的金属性强于Na，碱金属元素只有Li与反应的产物为一种，其他与反应的产物至少有两种，故D错误； 答案选D。 【变式6-1】（23-24高一上·天津南开·期末）关于碱金属的说法正确的是 A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氧化物 C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增大 D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低 【答案】D 【详解】A．ⅠA族中H元素不是碱金属元素，A错误； B．Li为碱金属单质，在空气中燃烧生成氧化锂，B错误； C．在碱金属系列中，钠和钾的密度表现出反常现象，钾的密度实际上比钠小，C错误； D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低，D正确； 故选D。 【变式6-2】（天津市河西区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）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 【答案】A 【详解】A．碱金属元素Li、Na、K随着原子序数的增大，单质的熔点逐渐减小，与图中曲线相符，选项A正确； B．碱金属元素Li、Na、K随着原子序数的增大， 原子半径逐渐增大，与图中曲线不相符，选项B错误； C．碱金属元素Li、Na、K随着原子序数的增大，单质的还原性逐渐增大，与图中曲线不相符，选项C错误； D．碱金属元素Li、Na、K随着原子序数的增大，元素的最高正化合价不变，与图中曲线不相符，选项D错误； 答案选A。 【变式6-3】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）下列元素中，金属性最强的是 A．Li B．Na C．K D．Rb 【答案】D 【详解】选项中的四种元素是第IA的元素，同主族元素从上到下随着原子序数的增加，原子核外电子层数逐渐增加，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，越来越易失电子，金属性逐渐增强，所以金属性最强的是Rb，故答案为D。 题型07 卤族元素性质的相似性和递变规律 1．卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气的反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 暗处 H2＋F2===2HF 很稳定 Cl2 光照或点燃 H2＋Cl22HCl 较稳定 Br2 加热 H2＋Br22HBr 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 H2＋I22HI 不稳定 结论 从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的稳定性依次减弱 (2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后，液体呈橙色 2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2 静置后，液体呈红棕色 Cl2＋2KI=== 2KCl＋I2 静置后，液体呈褐色 Br2＋2KI=== 2KBr＋I2 结论 Cl2→I2氧化性逐渐减弱，相应卤素离子还原性逐渐增强 2．卤素性质的递变规律及原因 从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减小，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。 3．周期表中同主族元素的相似性与递变性 在周期表中，同主族元素从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐增大，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，所以金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。 【典例7】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）下列元素的原子半径最大的是（       ） A．F B．Cl C．Br D．I 【答案】D 【详解】F、Cl、Br、I位于同主族，同主族元素从上到下，随原子序数的增大，原子半径逐渐增大，I的原子序数最大，则原子半径最大，答案选D。 【变式7-1】（24-25高一上·天津河北·期末）下列关系正确的是 A．原子半径： B．金属性： C．酸性： D．稳定性： 【答案】B 【详解】A．同主族元素随核电荷数越大半径越大，即r(Cl)>r(F)，故A错误； B．同主族从上到下金属性增强，K和Na属于同主族，即金属性K强于Na，故B正确； C．S的非金属性强于P，则硫酸的酸性强于H3PO4，故C错误； D．Cl的非金属性强于Br，则HCl的稳定性强于HBr，故D错误； 答案为B。 【变式7-2】（天津市咸水沽第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列说法正确的有 ①同主族元素从上至下，单质的氧化性逐渐减弱 熔点逐渐降低 ②碱金属单质物理通性是硬度小，密度小，熔点低 ③碱性： LiOH≥NaOH>KOH>RbOH ④酸性： ⑤卤族元素由上至下，阴离子的还原性增强，单质的颜色加深 ⑥碱金属元素的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大 ⑦可以利用非金属单质与H₂反应的难易程度来证明其元素非金属性的强弱 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【答案】A 【详解】①如果是卤素单质，从上到下，氧化性逐渐减弱，熔点逐渐升高，故①错误； ②碱金属的硬度都比较小，密度都比较小，熔点比较低，故②正确； ③金属性：Li＜Na＜K＜Rb，碱性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH，故③错误； ④Cl元素的非金属性强于S，故酸性：HClO4>H2SO4，故④错误； ⑤卤族元素中，非金属性越弱，其简单阴离子的还原性越强，非金属性F＞Cl＞Br＞I，所以卤族元素由上至下，阴离子的还原性增强；卤素单质从上到下，单质的颜色分别为浅黄绿色、黄绿色、红棕色、紫色，颜色加深，故⑤正确； ⑥同主族最外层电子数相同，随核电荷数增大而增大，碱金属的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大，故⑥正确； ⑦非金属性越强，与氢气化合越容易，则单质与H2反应的难易程度，能体现非金属性强弱，故⑦正确； 正确的有②⑤⑥⑦； 答案选A。 【变式7-3】（24-25高一上·天津·期末）下表列出了①~⑩十种元素在元素周期表中的位置。 根据表中元素①~⑩，回答下列问题： (1)①元素有三种质子数相同，中子数不同的核素，互称为 。 (2)⑥的单质与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。 (3)⑨的单质与水蒸气反应的化学方程式为 。 (4)某小组同学设计实验比较第ⅦA族元素的非金属性强弱为：。 甲同学设计实验如下： 打开分液漏斗的活塞，烧瓶中产生黄绿色气体，蘸有溶液的棉球变为橙黄色，湿润的淀粉试纸变蓝，已知：常温下浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气。 乙同学设计实验如下： 向A中通入少量充分反应后，静置A中液体为橙黄色，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡，试管中的层变为紫红色。 ①以上两位同学的实验， (填“甲”或“乙)同学的实验能证明非金属性：。另一名同学的实验不能证明此结论的原因，请用离子方程式表示 。 ②除了利用卤素单质间的置换反应，下列可作为卤族元素非金属性递变规律的判断依据有 (填字母)。 A．、、的熔点逐渐升高 B．、、的稳定性逐渐减弱 C．、、水溶液的酸性逐渐增强 D．、、的还原性逐渐增强 【答案】(1)同位素 (2) (3) (4) 乙 BD 【分析】根据元素在周期表的位置，①~⑩十种元素分别为H、He、Li、C、Na、Al、Cl、Ca、Fe、Kr； 【详解】（1）H元素有三种质子数相同，中子数不同的核素，互称为同位素； （2）⑥的单质Al与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为； （3）⑨的单质Fe与水蒸气反应的化学方程式为； （4）①甲方案装置中氯气也能和碘化钾反应，氯气干扰了溴置换碘的反应，离子方程式为：，不一定发生溴和碘化钾的反应，所以不能说明非金属性：Br＞I；乙方案装置A中少量氯气与NaBr反应生成溴，打开分液漏斗活塞，试管中溴与KI反应生成碘，可比较非金属性：Cl＞Br＞I，故乙同学的实验能证明非金属性：； ② A．Cl2，Br2、I2的熔点逐渐升高，属于物理性质变化规律，不可用于非金属性递变规律的判断依据，故A不选； B．非金属性越强，简单气态氢化物稳定性越强，HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱，可用于非金属性递变规律的判断依据，故B选； C．、、不是含氧酸，不能根据其水溶液的酸性比较元素的非金属性，故C不选； D．、、的还原性逐渐增强，说明相应元素非金属性逐渐减弱，可用于非金属性递变规律的判断依据，故D正确； 故答案为：BD。 题型08 同主族元素的相似性和递变性 同主族元素的相似性和递变性 【典例8】（24-25高一上·天津南开·期末）运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是 A．锂()与水反应比铍()与水反应剧烈 B．砹()为有色固体，难溶于水 C．铷()的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂 D．的酸性比的酸性强 【答案】D 【详解】A．同主族越靠右金属性越弱，则Li的金属性比Be强，其与水反应比铍()与水反应剧烈，A正确； B．砹(At)为第七周期、V II A族元素，该族元素单质的颜色逐渐加深，对于AgX的溶解度逐渐减小，B正确； C．对比锂和钠的燃烧产物可知，金属性越强，则其燃烧产物越复杂，铷的金属性大于钠，则在氧气中铷(Rb) 的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂，C正确； D．H-I键比H-F键长，键能较小，因此在水分子的作用下更容易断裂，从而更容易电离出H+离子，酸性更强，D错误； 故选D。 【变式8-1】（24-25高一上·天津河西·期末）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 A K比Na与水反应剧烈 Cs与水反应更剧烈 B 能溶于水，微溶于水 、难溶于水 C HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 D Si、Ge是半导体材料 Sn和Pb也是半导体材料 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．同主族从上往下金属性增强，与水反应的剧烈程度在增强，所以Cs与水反应更剧烈，A正确； B．同一主族元素的性质相似，能溶于水，CaSO4微溶于水，硫酸盐溶解度逐渐减小，Sr、Ba与Ca、Mg位于同一主族，则、BaSO4难溶于水， B正确； C．同主族元素半径从上往下增大，与H形成简单氢化物稳定性逐渐减弱，HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解，推测HBr的分解温度介于二者之间，C正确； D．半导体材料的元素在金属与非金属交界处，Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料，二者都处在该交界处，ⅣA族的Sn和Pb没在该交界处，不是半导体材料，D错误； 答案选D。 【变式8-2】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）根据元素周期律的变化规律，下列比较和结论均正确的是 A．同周期原子最外层电子数：Al>Mg>Na，则碱性： B．同主族非金属性O>S，则简单氢化物的沸点： C．同周期非金属性F>O，则氟气通入水中能发生反应： D．同周期非金属性Cl>S，则发生反应 【答案】C 【详解】A．同周期自左向右，最外层电子数逐渐增多，原子半径减小，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，故金属的最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，因此碱性：，A错误； B．同主族从上到下非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性逐渐减弱，则气态氢化物的稳定性，氢化物的沸点与元素的非金属性无关，与分子间的作用力有关，分子间存在氢键，因此沸点高，B错误； C．同周期非金属性F>O，即单质的氧化性，因此可以从水中置换出，C正确； D．同周期自左向右非金属性增强，即非金属性Cl>S，则元素对应的最高价氧化物的水化物的酸性，可以用强酸制相对较弱的酸，反应中生成的不是硫元素的最高价含氧酸，HCl也不是氯的最高价含氧酸，所以不能用这样的规律解释，D错误； 故选C。 【变式8-3】（24-25高一上·天津红桥·期末）某小组同学用如图1装置制取氯气并探究其性质(夹持装置和加热仪器略)。 (1)装置A中制取氯气的化学方程式是：，反应中利用了的 (填字母)。若生成的物质的量是0.2mol，该气体在标准状况下的体积为 L。 a．氧化性             b．还原性 (2)装置C中的现象是 。 (3)装置D的作用是 。 (4)氯气溶解在石灰乳中可以制漂白粉，发生反应的化学方程式为 。 (5)若将上述图1中B和C分别换成图2中的M和N。 ①M中发生反应的离子方程式为 。 ②取一支试管，加入2mLN中变橙黄色的溶液，再滴入几滴淀粉KI溶液，观察到溶液变为蓝色。通过以上实验，能否得出结论：的氧化性强于的氧化性， 。写出你的观点和理由 。 ③下列关于F、Cl、Br、I性质的比较，不正确的是 (填字母)。 A．单质的颜色随核电荷数的增加而加深 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．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 【答案】(1) a 4.48 (2)湿润的有色纸条褪色 (3)尾气吸收，防止污染 (4) (5) 能 因为橙黄色消失： C 【分析】A装置生成氯气，B装置除去挥发的氯化氢气体，氯气和水生成漂白性次氯酸使得有色纸条褪色，尾气有毒，使用氢氧化钠溶液吸收； 【详解】（1）反应中锰化合价降低，体现的二氧化锰的氧化性，故选a；若生成的物质的量是0.2mol，该气体在标准状况下的体积为0.2mol×22.4L/mol=4.48L； （2）由分析C中的现象是湿润的有色纸条褪色； （3）由分析，D用于尾气吸收，防止污染； （4）氯气和氢氧化钙生成氯化钙和次氯酸钙、水，反应为：； （5）①M中发生反应为氯气氧化亚铁离子生成铁离子，离子方程式为。 ②取一支试管，加入2mLN中变橙黄色的溶液，再滴入几滴淀粉KI溶液，观察到溶液变为蓝色，说明溴单质氧化碘离子生成碘单质：，则氧化剂的氧化性大于氧化产物，则能说明的氧化性强于氧化性； ③A．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，A正确； B．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，B正确； C．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，C错误； D．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，D正确； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.1 原子结构与元素周期表 题型01 组成原子的有关粒子间的关系 题型02 核外电子的排布规律 题型03 元素周期表的结构 题型04 元素在周期表中的位置推断 题型05 元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系 题型06 碱金属元素性质的相似性和递变规律 题型07 卤族元素性质的相似性和递变规律 题型08 同主族元素的相似性和递变性 题型01 组成原子的有关粒子间的关系 1．核电荷数决定元素的种类，核电荷数(即质子数)和中子数共同决定原子的种类。 2．有关粒子间的关系 ①质量数(A)＝ ＋ 。 ②中性原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数＝原子序数。 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 3．粒子符号()中各数字的含义 X 如：，可知过氧根离子中，氧原子的质量数为16，质子数为8，中子数＝16－8＝8，每个过氧根离子带2个单位负电荷、含2个－1价的氧原子。 【典例1】（天津市南开中学2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）在中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是 A．A-x+n+48 B．A-x+n+24 C．A-x-n-24 D．A+x-n-24 【变式1-1】（天津市第四中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）某元素的一个原子形成的离子可表示为，下列说法正确的是 A．含有的中子数为 B．含有的电子数为 C．X原子的质量数为 D．1个X原子的质量约为 【变式1-2】（天津市和平区2024-2025学年高一上学期期末考试化学试题）已知A为第IIA族元素，B为第IIIA族元素，它们的原子序数分别为m和n，且A、B为同一周期的元素，下列关系式错误的是 A．n=m＋1 B．n=m＋11 C．n=m＋25 D．n=m＋10 【变式1-3】（天津市四校联考2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在ag HmX中所含质子的物质的量是 A． (A—N) mol B．(A-N) mol C．(A—N＋m) mol D．(A—N＋m) mol 题型02 核外电子的排布规律 1．原子核外电子排布规律——“四最” 一个最低 能量最低原理：核外电子一般总是先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里。即按K→L→M→N→……的顺序排列 三个 最多 各电子层最多容纳 个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32 最外层最多容纳的电子数为 个(K层为最外层时最多容纳 个) 次外层最多能容纳的电子数为 个 核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。 2．最外层8个电子(K层为最外层时为2个电子)的结构，称为相对稳定结构。当元素原子的最外层电子数小于8(K层小于2)时，是不稳定结构。在化学反应中，具有不稳定结构的原子，总是“想方设法”通过各种方式(得失电子或形成共用电子对)使其结构趋于稳定。 3．核外电子排布的表示方法——结构示意图 (1)原子结构示意图 (2)离子结构示意图最外层一般为8电子稳定结构(当K层为最外层时，则为2电子稳定结构) 原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变，只是核外电子(一般是最外层电子)数发生了改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布。 知识拓展 (1)从两个角度看核外电子排布规律 (2)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 (3)通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 【典例2】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 【变式2-1】（天津市静海区第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列说法中正确的是 A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子 B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．NH与H3O+具有相同的质子数和电子数 D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子 【变式2-2】（天津市滨海新区2024-2025学年高一上学期期末质量检测化学试题）下列有关元素周期表的说法不正确的是 A．元素周期表中的前20号元素属于短周期元素 B．元素周期表中周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数 C．元素周期表中主族元素的最外层电子数等于其主族序数 D．由元素在周期表中的位置可以推导该元素可能具有的化学性质 【变式2-3】I．电子在原子核外的区域内作高速运动，根据电子的能量高低划分为电子层，在各电子层上电子的排布也遵循着一定的规律。一些粒子的结构都可用下面的示意图来表示，且0<y≤8。 (1)若x=12时对应的元素为A，则y = 。 (2)若某粒子带一个单位正电荷，则该粒子的化学符号为 。 (3)若x=10，与其电子数相同的微粒有(各举1个例子，可以是多核微粒)：正离子 ，负离子 ，分子 。 II．回答下列问题： (4)原子核外电子是分层排布的，当N层为最外层时，最多可容纳电子数是 。 (5)某元素原子，L层上的电子数是M层电子数的两倍，中子数为15，可表示相关信息的原子符号为 。 (6)原子核外电子排布可以用原子结构示意图简明的表示，如： a. b. c. d. 微粒d在化学反应中容易 (选填“得到”或“失去”)电子，达到 结构；这些微粒中的稀有气体元素是 ；离子的核外电子排布与这种稀有气体原子的核外电子排布相同，则的结构示意图为 。 题型03 元素周期表的结构 1．元素周期表的结构 2．周期 (1)特点：每一周期中元素的电子层数相同，即周期序数＝ 。 (2)分类：短周期和长周期。 3.族 4．元素周期表记忆口诀 横行叫周期，现有一至七； 竖列称作族，总共十六族； Ⅷ族最特殊，三列是一族； 镧锕各十五，均属ⅢB族。 易错提醒 (1)过渡元素：元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族为过渡元素，这些元素都是金属元素，所以又称它们为过渡金属。 (2)镧系元素：元素周期表第六周期第ⅢB族中，从57号元素镧到71号元素镥共有15种元素，统称为镧系元素，它们的化学性质相似。 (3)锕系元素：元素周期表第七周期第ⅢB族中，从89号元素锕到103号元素铹共有15种元素，统称为锕系元素，它们的化学性质相似。 (4)113～118号元素的中文名称依次为、、镆、、、。 【典例3】（24-25高一下·天津·月考）下表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置。 请按要求回答下列问题： (1)元素①与⑨组成的化合物的电子式： ；元素⑤和⑨形成的化合物中化学键类型为 ；元素③的原子结构示意图为 。 (2)③、④、⑤三种元素的原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)。 (3)元素②、⑧、⑨的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为 (填化学式)。 (4)元素⑤的单质和水反应的离子方程式为 。元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物反应，其离子方程式 。 (5)元素①与②所形成的最简单烯烃为M，写出M与在一定条件下反应的化学方程式： ，该反应类型为 。 【变式3-1】（24-25高一上·天津南开·期末）元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是 A．金属元素和非金属元素分界线附近的元素 B．右上方区域的非金属元素 C．过渡元素 D．稀有气体元素 【变式3-2】（23-24高一上·天津南开·期末）下列关于过渡元素的叙述正确的是 A．过渡元素由金属元素和非金属元素组成 B．研究过渡元素有助于制造出新品种的农药 C．过渡元素位于元素周期表金属与非金属分界线处 D．可在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素 【变式3-3】下列关于元素周期表说法正确的是 A．第ⅠA族元素都是金属 B．元素周期表有18个列，有18个族 C．随着原子序数递增，同周期元素原子最外层电子数均是由1→8递变 D．第三周期元素的原子核外都有三个电子层 题型04 元素在周期表中的位置推断 1．元素在周期表中的位置与原子结构的相互推断 (1)元素的位置与原子结构的关系 (2)短周期元素原子结构与位置的关系 ①族序数等于周期数的元素有H、Be、Al。 ②族序数是周期数2倍的元素有C、S。 ③族序数是周期数3倍的元素是O。 ④周期数是族序数2倍的元素是Li。 ⑤周期数是族序数3倍的元素是Na。 2．由元素的原子序数推断元素在周期表中的位置 常用0族元素定位法： (1)明确0族元素信息 0族元素 He Ne Ar Kr Xe Rn Og 周期序数 一 二 三 四 五 六 七 原子序数 2 10 18 36 54 86 118 (2)比大小定周期 比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小，找出与其相邻近的0族元素，若该元素的原子序数小于相邻近0族元素的原子序数，那么该元素就和原子序数大的0族元素处于同一周期，反之则在下一周期。 (3)求差值定族数 ①若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2，则该元素应处在该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。 ②若某元素的原子序数比相应的0族元素少5～1时，则该元素处在同周期的第ⅢA～ⅦA族。 ③若某元素的原子序数与相应的0族元素相差其他数，则由相应差数找出相应的族。 【典例4】（天津市第四十七中学2024-2025学年高一上学期12月第二次阶段性检测化学试题）已知X、Y、Z三种主族元素在周期表中的位置如图所示，设X的原子序数为n，则Y与Z的原子序数之和不可能为 Y X Z A． B． C． D． 【变式4-1】（天津市第五十五中学2024-2025学年高一上学期12月月考化学试题）A、B、C均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。已知B、C元素的原子序数之和是A元素原子序数的4倍，则A、B、C分别为 A B C A． B． C． D． 【变式4-2】（天津市和平区2024-2025学年高-上学期期末考试化学试题）下图所示各为元素周期表中的一部分，表中数字是原子序数，其中X为35的是 A． B． C． D． 【变式4-3】（天津市和平区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字代表原子序数)，其中合理的是 A．   B．   C．   D．   题型05 元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系 1．核素 (1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 (2)实例 ①氢元素的三种核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 ②氧元素的三种核素：O、 和O。 ③碳元素的三种核素：C、C和C。 ④铀元素有U、U、U等核素。 2．同位素 (1)概念 质子数相同而 不同的同一元素的不同原子互为同位素(即同一元素的不同核素互为同位素)。 (2)性质 ①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。 ②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。 (3)用途 ①考古时利用C测定一些文物的年代。 ②H和H用于制造氢弹。 ③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。 易错提醒 (1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 (2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。 (3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如Li与Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。 【典例5】（24-25高一上·天津河西·期末）超重水()是生化实验的重要原料，下列说法错误的是 A．氚()原子核有2个中子 B．、、是不同的核素 C．、、的价电子数相同 D．与互为同位素 【变式5-1】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）磷是一种生命元素，人类在金星大气中探测到，这一发现证明金星大气中可能存在简单生命。实验室制备的方法之一为。下列说法错误的是 A．磷的最高正价为＋5 B．和属于两种不同的核素 C．的电子式为 D．水的结构式为直线形 【变式5-2】（天津市河北区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）和都可用于考古研究，下列对这两种核素的说法正确的是 A．质子数相同 B．互为同位素 C．中子数相同 D．质量数相同 【变式5-3】（24-25高一上·天津·期末）Se是人体必需的微量元素，下列关于和的说法正确的是 A．都含有34个中子数 B．和互为同位素 C．和分别含44个和46个质子数 D．和含有不同的电子数 题型06 碱金属元素性质的相似性和递变规律 1．碱金属元素化学性质的相似性和递变性 (1)相似性 (2)递变性 具体表现如下(按从Li→Cs的顺序)： 物质的性质 递变规律(Li→Cs) 单质 与氧气反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li只能生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；K能生成K2O、K2O2和KO2等 与水反应 反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K与水反应比Na与水反应更剧烈，Rb、Cs遇水发生剧烈爆炸 最高价氧化物对应水化物的碱性 碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH 2．从原子结构角度认识碱金属元素性质的相似性和递变性 【典例6】（天津市第一百中学2024-2025学年高一上学期过程性检测(2)考试 化学试卷）下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 A．氢氧化铯是一种强碱，比KOH的碱性强 B．铯与水或酸溶液反应剧烈，都生成氢气 C．Cs的还原性比Na强，故的氧化性大于 D．Cs与氧气反应只能生成 【变式6-1】（23-24高一上·天津南开·期末）关于碱金属的说法正确的是 A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氧化物 C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增大 D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低 【变式6-2】（天津市河西区2023-2024学年高一上学期1月期末化学试题）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 【变式6-3】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）下列元素中，金属性最强的是 A．Li B．Na C．K D．Rb 题型07 卤族元素性质的相似性和递变规律 1．卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气的反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 暗处 很稳定 Cl2 光照或点燃 较稳定 Br2 加热 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 不稳定 结论 从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐 ，反应剧烈程度依次 ，生成气态氢化物的稳定性依次 (2)卤素单质间的置换反应——比较卤素单质氧化性 实验操作 实验现象 化学方程式 静置后，液体呈橙色 静置后，液体呈红棕色 静置后，液体呈褐色 结论 Cl2→I2氧化性逐渐 ，相应卤素离子还原性逐渐 2．卤素性质的递变规律及原因 从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐 ，原子得电子能力逐渐 ，非金属性逐渐 。 3．周期表中同主族元素的相似性与递变性 在周期表中，同主族元素从上到下，电子层数增多，原子半径逐渐 ，失电子能力逐渐 ，得电子能力逐渐 ，所以金属性逐渐 ，非金属性逐渐 。 【典例7】（天津市河东区2024-2025学年高一上学期1月期末考试 化学试题）下列元素的原子半径最大的是（       ） A．F B．Cl C．Br D．I 【变式7-1】（24-25高一上·天津河北·期末）下列关系正确的是 A．原子半径： B．金属性： C．酸性： D．稳定性： 【变式7-2】（天津市咸水沽第一中学2024-2025学年高一上学期12月月考 化学试题）下列说法正确的有 ①同主族元素从上至下，单质的氧化性逐渐减弱 熔点逐渐降低 ②碱金属单质物理通性是硬度小，密度小，熔点低 ③碱性： LiOH≥NaOH>KOH>RbOH ④酸性： ⑤卤族元素由上至下，阴离子的还原性增强，单质的颜色加深 ⑥碱金属元素的原子半径和离子半径都随核电荷数的增大而增大 ⑦可以利用非金属单质与H₂反应的难易程度来证明其元素非金属性的强弱 A．4个 B．5个 C．6个 D．7个 【变式7-3】（24-25高一上·天津·期末）下表列出了①~⑩十种元素在元素周期表中的位置。 根据表中元素①~⑩，回答下列问题： (1)①元素有三种质子数相同，中子数不同的核素，互称为 。 (2)⑥的单质与⑤的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。 (3)⑨的单质与水蒸气反应的化学方程式为 。 (4)某小组同学设计实验比较第ⅦA族元素的非金属性强弱为：。 甲同学设计实验如下： 打开分液漏斗的活塞，烧瓶中产生黄绿色气体，蘸有溶液的棉球变为橙黄色，湿润的淀粉试纸变蓝，已知：常温下浓盐酸与高锰酸钾反应生成氯气。 乙同学设计实验如下： 向A中通入少量充分反应后，静置A中液体为橙黄色，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡，试管中的层变为紫红色。 ①以上两位同学的实验， (填“甲”或“乙)同学的实验能证明非金属性：。另一名同学的实验不能证明此结论的原因，请用离子方程式表示 。 ②除了利用卤素单质间的置换反应，下列可作为卤族元素非金属性递变规律的判断依据有 (填字母)。 A．、、的熔点逐渐升高 B．、、的稳定性逐渐减弱 C．、、水溶液的酸性逐渐增强 D．、、的还原性逐渐增强 题型08 同主族元素的相似性和递变性 同主族元素的相似性和递变性 【典例8】（24-25高一上·天津南开·期末）运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是 A．锂()与水反应比铍()与水反应剧烈 B．砹()为有色固体，难溶于水 C．铷()的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂 D．的酸性比的酸性强 【变式8-1】（24-25高一上·天津河西·期末）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 A K比Na与水反应剧烈 Cs与水反应更剧烈 B 能溶于水，微溶于水 、难溶于水 C HCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间 D Si、Ge是半导体材料 Sn和Pb也是半导体材料 A．A B．B C．C D．D 【变式8-2】（天津市耀华中学2024-2025学年高一上学期1月期末学情调研 化学试题）根据元素周期律的变化规律，下列比较和结论均正确的是 A．同周期原子最外层电子数：Al>Mg>Na，则碱性： B．同主族非金属性O>S，则简单氢化物的沸点： C．同周期非金属性F>O，则氟气通入水中能发生反应： D．同周期非金属性Cl>S，则发生反应 【变式8-3】（24-25高一上·天津红桥·期末）某小组同学用如图1装置制取氯气并探究其性质(夹持装置和加热仪器略)。 (1)装置A中制取氯气的化学方程式是：，反应中利用了的 (填字母)。若生成的物质的量是0.2mol，该气体在标准状况下的体积为 L。 a．氧化性             b．还原性 (2)装置C中的现象是 。 (3)装置D的作用是 。 (4)氯气溶解在石灰乳中可以制漂白粉，发生反应的化学方程式为 。 (5)若将上述图1中B和C分别换成图2中的M和N。 ①M中发生反应的离子方程式为 。 ②取一支试管，加入2mLN中变橙黄色的溶液，再滴入几滴淀粉KI溶液，观察到溶液变为蓝色。通过以上实验，能否得出结论：的氧化性强于的氧化性， 。写出你的观点和理由 。 ③下列关于F、Cl、Br、I性质的比较，不正确的是 (填字母)。 A．单质的颜色随核电荷数的增加而加深 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．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $