第二节 元素周期律（举一反三专项训练，江苏专用） 【上好课】 化学人教版必修第一册

第二节 元素周期律 题型01 原子结构和元素性质的周期性变化 题型02 简单粒子半径的大小比较 题型03 元素的金属性和非金属性的比较 题型04 同周期、同主族元素性质的变化规律 题型05 元素周期表和元素周期律的应用 题型06 元素“位—构—性”关系推断 题型01 原子结构和元素性质的周期性变化 1.原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2.原子半径的周期性变化 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。 3.元素化合价的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期，最高正价为＋1→＋7(O无最高正价、F无正价)，负价为－4→－1。 4.结论 同周期，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。 【典例1】（24-25高一下·江苏宿迁·期中）元素的性质呈现周期性变化的根本原因是 A．原子半径呈周期性变化 B．元素的化合价呈周期性变化 C．元素的金属性和非金属性呈周期性变化 D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化 【变式1-1】（24-25高一下·江苏宿迁·月考）下列说法中正确的是 A．元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化 B．元素的最高正化合价与元素原子核外电子排布有关 C．从Li→F，Na→Cl，元素最高正化合价均呈现+1价→+7价的变化 D．电子层数相同的原子核外电子排布，其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化 【变式1-2】（23-24高一下·江苏·期中）元素的以下性质，随着原子序数的递增不呈现周期性变化的是 A．化合价 B．相对原子质量 C．最外层电子排布 D．原子半径 【变式1-3】（24-25高一上·江苏盐城·月考）下列有关元素周期律的叙述中，不正确的是 A．元素非金属性：N>O>F B．最外层电子数：P<S<Cl C．元素最高化合价：Na<Mg<Al D．原子半径：Li<Na<K 题型02 简单粒子半径的大小比较 “四同法”比较微粒半径的大小 【典例2】（23-24高一下·江苏连云港·期中）消毒剂“优氯净”常用于泳池杀菌消毒。下列有关说法正确的是 A．原子半径： B．在周期表中的位置：第二周期IVA族 C．非金属性： D．简单气态氢化物的热稳定性： 【变式2-1】（24-25高一下·江苏扬州·期末）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是 A．碱性： B．离子半径： C．沸点： D．非金属性： 【变式2-2】（24-25高一下·江苏南京·期末）反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O常用于探究化学反应速率的影响因素，下列说法正确的是 A．沸点：H2S>H2O B．半径：r(Na+)>r(S2-) C．非金属性：S>O D．酸性：H2SO4>H2SO3 【变式2-3】（23-24高一下·江苏南京·期中）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是 A．离子半径： B．碱性： C．热稳定性： D．非金属性： 题型03 元素的金属性和非金属性的比较 1.金属性强弱的判断依据 （1）同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强。 （2）元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。 （3）元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则其金属性越强。 （4）金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的金属性强于B。 （5）在金属活动性顺序表中，前面的金属性强于后面的金属性。 （6）金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。 2.非金属性强弱的判断依据 （1）同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱。 （2）非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。 （3）非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。 （4）元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强。 （5）非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的非金属性强于B。 （6）非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。 3.以下几点不能用作判断元素金属性或非金属性强弱的依据 （1）原子失去或得到电子数目的多少。 （2）单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质。 （3）非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性。 （4）气态氢化物水溶液(无氧酸)的酸性。 【典例3】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）二氯异氰尿酸()是一种有机含氯消毒剂。下列说法正确的是 A．原子半径：r(C)>r(O) B．非金属性：N>O C．沸点：HCl> D．酸性： 【变式3-1】（23-24高一下·江苏扬州·期末）下列说法正确的是 A．原子半径： B．非金属性：O>S C．氧化性： D．热稳定性： 【变式3-2】（23-24高一下·江苏盐城·开学考试）下列关于物质性质的比较，正确的是 A．酸性强弱：HF>HBr>HCl B．离子半径大小：O2->N3- C．碱性强弱：LiOH>NaOH>KOH D．金属性强弱：K>Mg>A1 【变式3-3】（24-25高一下·江苏扬州·期末）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．碱性强弱： B．原子半径： C．气态氢化物的热稳定性： D．非金属性： 题型04 同周期、同主族元素性质的变化规律 元素周期表中元素性质递变规律(稀有气体除外) 内容 同周期(从左到右)(主族元素) 同主族(从上到下) 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 主要化合价 一般从＋1→＋7(O、F除外)，从－4→－1 最高正化合价＝族序数(O、F除外) 元素 的性质 得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 离子 阳离子氧化性 逐渐增强 逐渐减弱 阴离子还原性 逐渐减弱 逐渐增强 简单氢化物 稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 还原性 逐渐减弱 逐渐增强 最高价氧化物 对应的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱 碱性 逐渐减弱 逐渐增强 【典例4】（23-24高一下·江苏淮安·期中）下列有关说法正确的是 A．原子半径：r(O)>r(N) B．非金属性：Br > Cl C．碱性：NaOH>Al(OH)3 D．热稳定性：H2S>H2O 【变式4-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）三硅酸镁(2MgO·3SiO2·nH2O)和NaHCO3是医疗上的常见抗酸药。下列说法正确的是 A．半径：r(Si)>r(Mg) B．碱性：Mg(OH)2>NaOH C．稳定性：SiH4>H2O D．酸性：H2SiO3<H2CO3 【变式4-2】（2023高二·江苏扬州·学业考试）7N、8O、11Na、13Al、16S 、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素，下列说法正确的是 A．气态氢化物的热稳定性：H2O < H2S B．原子半径：r(N) < r(O) C．碱性强弱：NaOH < Al(OH)3 D．非金属性：S < Cl 【变式4-3】（24-25高一下·江苏·期末）锶(Sr)属于第ⅡA族元素，原子序数为38，它广泛应用于冶金行业。将锶金属加入铝合金中可以改善铸成品的性能。下列关于锶及其化合物的性质说法不正确的是（        ） A．锶属于金属元素，性质很活泼，在空气中易被氧化 B．锶能与水反应，但反应缓慢 C．原子半径：r(Ca)＜r(Sr) D．碱性：Sr(OH)2＞Mg(OH)2 题型05 元素周期表和元素周期律的应用 1.概念：元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律叫作元素周期律。 2.内容：随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径(稀有气体除外)、元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价(最高化合价和最低化合价)都呈现周期性变化。 3.实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。 4.在科技生产中的应用 5.在理论上的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。 ②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。 (3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。 (4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。 【典例5】（24-25高一下·江苏常州·期中）下列事实不能用元素周期律解释的是 A．与在暗处剧烈化合，与在加热条件下缓慢后应 B．可以通过反应制备金属K C．向NaBr溶液中通入生成 D．不能与NaOH溶液反应而可以 【变式5-1】（25-26高一上·江苏南京·开学考试）元素周期律是学习化学的重要工具，如图是元素周期表中的一格，从该图获取的信息正确的是 A．元素的原子序数为52 B．元素属于非金属元素 C．元素的相对原子质量是 D．原子的核外有24个电子 【变式5-2】（24-25高一下·江苏常州·期中）2020年全球5G手机用户已达到2.2亿。5G技术中的核心材料是芯片，在元素周期表中能找到可用于制作半导体芯片材料的区域是 A．过渡元素(副族和Ⅷ族)区域 B．金属和非金属的分界线附近 C．镧系元素和锕系元素区域 D．第ⅠA族元素和稀有气体元素中 【变式5-3】（24-25高一下·江苏盐城·期中）下列有关元素周期表的意义与作用错误的是 A．在零族元素中寻找耐腐蚀的金属材料 B．指导新元素的发现和合成，预测新元素的性质 C．在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料 D．根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构 题型06 元素“位—构—性”关系推断 1.元素的原子结构、位置与性质之间的关系 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，而根据元素的原子结构又可推测元素在元素周期表中的位置和元素的性质，三者之间的关系如图所示。 2.解答元素推断题的一般思路 (1)由元素原子或离子的核外电子排布推断 (2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断 (3)由元素在元素周期表中的位置推断 3.元素推断题的常用解题步骤 (1)分析题目有效信息 ①图表信息——题中直接给出的元素周期表片段。 ②文字信息——把题中给出的文字信息进行提炼。 ③结构信息——题中给出的原子结构信息，如微粒的质子数或电子数等。 (2)明确各元素在元素周期表中的相对位置，推出元素 (3)对照问题，结合元素周期律回答相应问题 注意　①将推断出的元素代入元素周期表，看是否完全符合题意；②当推断出的元素有多种可能时，每一种都要代入进行检查，看是否符合题目要求。 【典例6】（24-25高一下·江苏淮安·期中）Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为20，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，是一种常见的绿色氧化剂。下列说法错误的是 A．简单离子的半径：W<X<Y B．简单氢化物的沸点：X>Z C．Q、W、X三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物 D．和可以反应形成一种单质 【变式6-1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述错误的是 A．X的常见化合价有-1、-2 B．Y在空气中燃烧的产物是纯净物 C．原子半径大小为Y>X D．作为相对原子质量标准的原子是W的一种同位素 【变式6-2】（24-25高一下·江苏盐城·期末）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，Y元素的最高化合价为+4，Z是地壳中含量最多的元素，M与X同主族，Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．和含有的化学键类型相同 D．分子中所有原子均能满足8电子稳定结构 【变式6-3】（24-25高一上·江苏·期末）X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18.X元素的原子核无中子，Y是形成化合物最多的元素，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是 A．X、Y组成的化合物有可燃性 B．X、Q组成的化合物有还原性 C．Z、W组成的化合物能与水反应 D．W、Q组成的化合物是共价化合物 / 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 $ 第二节 元素周期律 题型01 原子结构和元素性质的周期性变化 题型02 简单粒子半径的大小比较 题型03 元素的金属性和非金属性的比较 题型04 同周期、同主族元素性质的变化规律 题型05 元素周期表和元素周期律的应用 题型06 元素“位—构—性”关系推断 题型01 原子结构和元素性质的周期性变化 1.原子核外电子排布的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究原子最外层电子数的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子排布呈现由1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2.原子半径的周期性变化 以第二、三周期元素为例，探究元素的原子半径的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的原子半径呈现由大到小的周期性变化。 3.元素化合价的周期性变化 以原子序数为1～18的元素为例，探究元素化合价的变化，图示如下： 规律：随着原子序数的递增，元素的化合价呈周期性变化，即每周期，最高正价为＋1→＋7(O无最高正价、F无正价)，负价为－4→－1。 4.结论 同周期，随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。 【典例1】（24-25高一下·江苏宿迁·期中）元素的性质呈现周期性变化的根本原因是 A．原子半径呈周期性变化 B．元素的化合价呈周期性变化 C．元素的金属性和非金属性呈周期性变化 D．元素原子的核外电子排布呈周期性变化 【答案】D 【解析】试题分析：元素的性质呈现周期性变化的根本原因是元素原子的核外电子排布呈周期性变化。答案选D。 【变式1-1】（24-25高一下·江苏宿迁·月考）下列说法中正确的是 A．元素性质的周期性变化是指原子半径、元素的主要化合价及原子核外电子排布的周期性变化 B．元素的最高正化合价与元素原子核外电子排布有关 C．从Li→F，Na→Cl，元素最高正化合价均呈现+1价→+7价的变化 D．电子层数相同的原子核外电子排布，其最外层电子数均从1个到8个呈现周期性变化 【答案】B 【解析】A．元素性质的周期性变化的根本原因是原子核外电子排布的周期性变化，元素的性质体现在元素的原子半径、元素的主要化合价、元素的金属性和非金属性等周期性的变化，原子核外电子排布是原子结构，不是元素的性质，A错误；B．一般情况下，元素的最高正化合价等于元素原子的最外层电子数，故元素的化合价与元素原子核外电子排布有关，B正确；C．由于O、F是活泼非金属元素，没有与族序数相等的最高正化合价，C错误；D．H、He的电子层数相同，最外层电子数从1~2，D错误；故选B。 【变式1-2】（23-24高一下·江苏·期中）元素的以下性质，随着原子序数的递增不呈现周期性变化的是 A．化合价 B．相对原子质量 C．最外层电子排布 D．原子半径 【答案】B 【解析】A．同一周期元素的化合价中最高正价逐渐增大，同一主族元素最高化合价相同，O、F除外，则元素的化合价随着原子序数递增呈现周期性变化，A不符合题意；B．由于许多元素存在同位素，元素的相对原子质量不仅与原子序数有关，还与原子核内中子数有关，所以原子序数大的元素，其相对原子质量不一定大，故相对原子质量不随着原子序数递增呈现周期性变化，B符合题意；C．同一周期元素原子最外层电子数逐渐增大，同一主族元素最外层电子数相同，则原子核外最外层电子排布随着原子序数的递增呈现周期性变化，C不符合题意；D．同一周期原子半径随原子序数的增大而逐渐减小，同一主族元素的原子半径随原子核外电子层数的增多而逐渐增大，则原子半径随着原子序数递增呈现周期性变化，D不符合题意；故合理选项是B。 【变式1-3】（24-25高一上·江苏盐城·月考）下列有关元素周期律的叙述中，不正确的是 A．元素非金属性：N>O>F B．最外层电子数：P<S<Cl C．元素最高化合价：Na<Mg<Al D．原子半径：Li<Na<K 【答案】A 【解析】A．N、O、F属于同一周期元素，同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，元素非金属性：N<O<F，A错误；B．P、S、Cl属于同一周期元素，同周期从左到右元素的最外层电子数逐渐增大，最外层电子数：P<S<Cl，B正确；C．Na、Mg、Al属于同一周期元素，同周期从左到右主族元素最高化合价逐渐增大，元素最高化合价：Na<Mg<Al，C正确；D．Li、Na、K属于同一主族元素，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，原子半径：Li<Na<K，D正确；答案选A。 题型02 简单粒子半径的大小比较 “四同法”比较微粒半径的大小 【典例2】（23-24高一下·江苏连云港·期中）消毒剂“优氯净”常用于泳池杀菌消毒。下列有关说法正确的是 A．原子半径： B．在周期表中的位置：第二周期IVA族 C．非金属性： D．简单气态氢化物的热稳定性： 【答案】C 【解析】A．同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，同主族从下到上原子半径依次增大，所以，A错误；B．O位于元素周期表第2周期ⅥA族，B错误；C．同周期主族元素自左至右非金属性依次增大，所以非金属性：，C正确；D．非金属性N＜O，所以简单气态氢化物的稳定性NH3＜H2O，D错误；故选C。 【变式2-1】（24-25高一下·江苏扬州·期末）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是 A．碱性： B．离子半径： C．沸点： D．非金属性： 【答案】A 【解析】A．钾的金属性强于铝，故KOH的碱性强于Al(OH)3，A正确；B．Al3+和O2-的核外电子层结构相同，核电荷数越大，对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故O2-半径更大，B错误；C．H2O分子间存在氢键，沸点高于H2S，C错误；D．同主族元素从上往下，元素的非金属性逐渐减弱，故非金属性：，D错误；故选A。 【变式2-2】（24-25高一下·江苏南京·期末）反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O常用于探究化学反应速率的影响因素，下列说法正确的是 A．沸点：H2S>H2O B．半径：r(Na+)>r(S2-) C．非金属性：S>O D．酸性：H2SO4>H2SO3 【答案】D 【解析】A．H2O分子间存在氢键，沸点显著高于H2S，A错误；B．Na+和S2-均为第三周期离子，但S2-电子层数更多，半径更大，B错误；C．同主族从上往下元素的非金属性减弱，非金属性O＞S，C错误；D．H2SO4为强酸，H2SO3为弱酸，酸性H2SO4＞H2SO3，D正确；故选D。 【变式2-3】（23-24高一下·江苏南京·期中）《神农本草经》中记载的白矾主要成分为。下列说法正确的是 A．离子半径： B．碱性： C．热稳定性： D．非金属性： 【答案】B 【解析】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；离子半径：r(Al3+)<r(O2-)，A错误；B．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱；根据金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性：KOH>Al(OH)3，B正确；C．同主族元素从上往下，非金属性逐渐减弱，因此非金属性为O>S，非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，则最简单氢化物的稳定性：H2S<H2O，C错误；D．同主族元素从上往下，非金属性逐渐减弱，因此非金属性为O>S，故D错误；故答案选B。 题型03 元素的金属性和非金属性的比较 1.金属性强弱的判断依据 （1）同一主族从上到下，元素的金属性逐渐增强。 （2）元素的单质与水或酸置换出氢气的反应越容易进行，则其金属性越强。 （3）元素的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则其金属性越强。 （4）金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的金属性强于B。 （5）在金属活动性顺序表中，前面的金属性强于后面的金属性。 （6）金属阳离子的氧化性越强，则其单质的还原性越弱，元素的金属性越弱(注：Fe的阳离子仅指Fe2＋)。 2.非金属性强弱的判断依据 （1）同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱。 （2）非金属元素的单质与氢气化合生成气态氢化物的反应越容易进行，则其非金属性越强。 （3）非金属元素气态氢化物的稳定性越强，则元素的非金属性越强。 （4）元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则其非金属性越强。 （5）非金属元素的单质与盐在水溶液中进行置换反应，若A能置换出B，则A的非金属性强于B。 （6）非金属阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱。 3.以下几点不能用作判断元素金属性或非金属性强弱的依据 （1）原子失去或得到电子数目的多少。 （2）单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质。 （3）非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性。 （4）气态氢化物水溶液(无氧酸)的酸性。 【典例3】（24-25高一下·江苏宿迁·期末）二氯异氰尿酸()是一种有机含氯消毒剂。下列说法正确的是 A．原子半径：r(C)>r(O) B．非金属性：N>O C．沸点：HCl> D．酸性： 【答案】A 【解析】A．同一周期中，原子半径随原子序数增大而减小，故r(C)>r(O)，A正确；B．同周期中，从左往右元素的非金属性递增，故非金属性N<O，B错误；C．H2O分子间存在氢键，沸点（100℃）远高于HCl（-85℃），C错误；D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性：N＞C，硝酸（HNO3）是强酸，碳酸（H2CO3）是弱酸，酸性HNO3＞H2CO3，D错误；故答案选A。 【变式3-1】（23-24高一下·江苏扬州·期末）下列说法正确的是 A．原子半径： B．非金属性：O>S C．氧化性： D．热稳定性： 【答案】B 【解析】A．同一主族元素从上到下，原子半径依次增大，则原子半径：r(S)＞r(O)，A错误；B．同一主族元素从上到下，元素的非金属性依次减弱，则元素的非金属性：O>S，B正确；C．元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强，因非金属性：O>S，则氧化性：，C错误；D．元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，因非金属性：O>S，则热稳定性：H2S＜H2O，D错误；故选B。 【变式3-2】（23-24高一下·江苏盐城·开学考试）下列关于物质性质的比较，正确的是 A．酸性强弱：HF>HBr>HCl B．离子半径大小：O2->N3- C．碱性强弱：LiOH>NaOH>KOH D．金属性强弱：K>Mg>A1 【答案】D 【解析】A．非金属性：F>Cl>Br，气态氢化物稳定性：HF>HCl>HBr，氢化物越稳定，其水溶液中越难电离出H+，酸性越弱，则酸性强弱：HF<HCl<HBr，A错误；B．O2-和N3-电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径大小：O2-<N3-，B错误；C．金属性：Li<Na<K，则最高价氧化物对应水化物的碱性强弱：LiOH<NaOH<KOH，C错误；D．因金属性：K>Na>Mg>A1，则金属性：K>Mg>A1，D正确；故选D。 【变式3-3】（24-25高一下·江苏扬州·期末）根据元素周期律，下列说法不正确的是 A．碱性强弱： B．原子半径： C．气态氢化物的热稳定性： D．非金属性： 【答案】C 【解析】A．同周期元素从左至右金属性减弱，Al的金属性弱于Na，故Al(OH)3的碱性弱于NaOH，A正确；B．同周期元素从左至右半径减小，N和C同周期，N在C右侧，原子半径r(N) < r(C)，B正确；C．同主族元素从上至下非金属性减弱，O的非金属性强于S，故H2O的热稳定性强于H2S，C错误；D．同周期元素从左至右非金属性增强，Cl与S同周期，Cl在S右侧，非金属性Cl > S，D正确；故选C。 题型04 同周期、同主族元素性质的变化规律 元素周期表中元素性质递变规律(稀有气体除外) 内容 同周期(从左到右)(主族元素) 同主族(从上到下) 原子结构 电子层数 相同 依次增加 最外层电子数 依次增加 相同 原子半径 逐渐减小 逐渐增大 主要化合价 一般从＋1→＋7(O、F除外)，从－4→－1 最高正化合价＝族序数(O、F除外) 元素 的性质 得电子能力 逐渐增强 逐渐减弱 失电子能力 逐渐减弱 逐渐增强 金属性 逐渐减弱 逐渐增强 非金属性 逐渐增强 逐渐减弱 离子 阳离子氧化性 逐渐增强 逐渐减弱 阴离子还原性 逐渐减弱 逐渐增强 简单氢化物 稳定性 逐渐增强 逐渐减弱 还原性 逐渐减弱 逐渐增强 最高价氧化物 对应的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱 碱性 逐渐减弱 逐渐增强 【典例4】（23-24高一下·江苏淮安·期中）下列有关说法正确的是 A．原子半径：r(O)>r(N) B．非金属性：Br > Cl C．碱性：NaOH>Al(OH)3 D．热稳定性：H2S>H2O 【答案】C 【解析】A. 同周期元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，O、N的原子序数分别为8、7，因此原子半径：r(O) < r(N)，A错误；B. 同主族元素，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，失电子能力增强，即金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，因此非金属性：Cl > Br，B错误；C. 同周期元素，随着原子序数的递增金属性逐渐减弱，其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，金属性：Na > Al，因此碱性：NaOH > Al(OH)3，C正确；D. 根据B选项的分析，非金属性：O > S，则其简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，因此热稳定性：H2O > H2S，D错误。 答案为：C。 【变式4-1】（24-25高一下·江苏南京·期末）三硅酸镁(2MgO·3SiO2·nH2O)和NaHCO3是医疗上的常见抗酸药。下列说法正确的是 A．半径：r(Si)>r(Mg) B．碱性：Mg(OH)2>NaOH C．稳定性：SiH4>H2O D．酸性：H2SiO3<H2CO3 【答案】D 【解析】A．同周期主族元素从左往右原子半径减小，Mg的原子半径大于Si，A错误；B．同周期从左往右元素的金属性减弱，金属性：Na>Mg，故碱性：NaOH>Mg(OH)2，B错误；C．同周期从左往右元素的非金属性增强，同主族从上往下元素的非金属性减弱，非金属性：O>Si，稳定性：H2O>SiH4，C错误；D．同主族从上往下元素的非金属性减弱，非金属性：C>Si，酸性：H2CO3>H2SiO3，D正确；故选D。 【变式4-2】（2023高二·江苏扬州·学业考试）7N、8O、11Na、13Al、16S 、17Cl是元素周期表中的短周期主族元素，下列说法正确的是 A．气态氢化物的热稳定性：H2O < H2S B．原子半径：r(N) < r(O) C．碱性强弱：NaOH < Al(OH)3 D．非金属性：S < Cl 【答案】D 【解析】A．O的非金属性强于S，则气态氢化物的热稳定性H2O>H2S，A错误；B．同周期原子，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径r(N) > r(O)，B错误；C．Na的金属性强于Al，则碱性强弱NaOH > Al(OH)3，C错误；D．同周期元素，从左到右元素的非金属性逐渐增强，则非金属性S<Cl，D正确；故答案选D。 【变式4-3】（24-25高一下·江苏·期末）锶(Sr)属于第ⅡA族元素，原子序数为38，它广泛应用于冶金行业。将锶金属加入铝合金中可以改善铸成品的性能。下列关于锶及其化合物的性质说法不正确的是（        ） A．锶属于金属元素，性质很活泼，在空气中易被氧化 B．锶能与水反应，但反应缓慢 C．原子半径：r(Ca)＜r(Sr) D．碱性：Sr(OH)2＞Mg(OH)2 【答案】B 【分析】锶和镁位于同一主族，性质相似，锶的金属性强于镁，由此判断。 【解析】A．锶在第五周期第ⅡA，锶的金属性强于镁，性质与镁相似，性质很活泼，在空气中易被氧化，故A正确；B．镁可以和热水反应，锶的性质强于镁，锶能与水反应，而且反应迅速，故B错误；C．钙和锶位于同一主族，从上到下，同主族元素半径逐渐增大，原子半径：r(Ca)＜r(Sr)，故C正确；D．镁和锶位于同一主族，同主族元素从上到下金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性：Sr(OH)2＞Mg(OH)2，故D正确；答案选B。 题型05 元素周期表和元素周期律的应用 1.概念：元素的性质随着元素核电荷数的递增呈周期性变化的规律叫作元素周期律。 2.内容：随着元素核电荷数的递增，元素的原子半径(稀有气体除外)、元素的金属性和非金属性、元素的主要化合价(最高化合价和最低化合价)都呈现周期性变化。 3.实质：元素周期律是元素原子核外电子排布随着元素核电荷数的递增发生周期性变化的必然结果。 4.在科技生产中的应用 5.在理论上的应用 (1)比较不同周期、不同主族元素的性质 如金属性：Mg＞Al、Ca＞Mg，则由碱性：Mg(OH)2＞Al(OH)3、Ca(OH)2＞Mg(OH)2，得碱性：Ca(OH)2＞Al(OH)3。 (2)推测未知元素的某些性质 例如：①已知Ca(OH)2微溶、Mg(OH)2难溶，可推知Be(OH)2难溶。 ②根据卤族元素性质的递变规律，可推知不常见元素砹(At)应为黑色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，其水溶液呈酸性，AgAt难溶于水等。 (3)解释实验现象，如氟气通入氯化钠溶液中，不是置换出氯气，而是与水发生剧烈反应，由元素周期表的递变规律知氟元素的非金属性最强，氟气是氧化性最强的非金属单质。 (4)指导新元素的发现及预测它们的原子结构和性质。 【典例5】（24-25高一下·江苏常州·期中）下列事实不能用元素周期律解释的是 A．与在暗处剧烈化合，与在加热条件下缓慢后应 B．可以通过反应制备金属K C．向NaBr溶液中通入生成 D．不能与NaOH溶液反应而可以 【答案】B 【解析】A．F的非金属性强于I，因此F2与H2反应更剧烈，可用元素周期律解释，A不符合题意；B．Na与熔融KCl反应生成K，是由于K的沸点低，高温下以气体形式逸出，促使反应进行，与金属活动性顺序无关，不能用元素周期律解释，B符合题意；C．Cl的非金属性强于Br，Cl2可置换Br2，可用元素周期律解释，C不符合题意；D．Al(OH)3能与NaOH反应而Mg(OH)2不能，说明Al的金属性弱于Mg，可用同周期金属性递变规律解释，D不符合题意；故选B。 【变式5-1】（25-26高一上·江苏南京·开学考试）元素周期律是学习化学的重要工具，如图是元素周期表中的一格，从该图获取的信息正确的是 A．元素的原子序数为52 B．元素属于非金属元素 C．元素的相对原子质量是 D．原子的核外有24个电子 【答案】D 【解析】A．在元素周期表中，元素名称左上角的数字表示原子序数，故铬元素的原子序数为24，A错误；B．由“金”字旁可知，铬属于金属元素，B错误；C．在元素周期表中，元素名称下方的数字表示相对原子质量，相对原子质量是一个比值，单位为“1”，常省略不写，故铬元素的相对原子质量是52.00，C错误；D．在原子中，质子数=原子序数=核外电子数，故铬原子的核外有24个电子，D正确；故选D。 【变式5-2】（24-25高一下·江苏常州·期中）2020年全球5G手机用户已达到2.2亿。5G技术中的核心材料是芯片，在元素周期表中能找到可用于制作半导体芯片材料的区域是 A．过渡元素(副族和Ⅷ族)区域 B．金属和非金属的分界线附近 C．镧系元素和锕系元素区域 D．第ⅠA族元素和稀有气体元素中 【答案】B 【解析】A．该区域全是金属元素，一般合金材料及工业催化剂材料在这些元素中寻找，选择错误，不符题意；B．金属和非金属的分界线附近的元素既有一定的金属性，又有一定的非金属性，在此区域可找到半导体，描述正确，符合题意；C．稀土金属和放射性金属元素区域，均为典型金属，选择错误，不符题意；D．IA族除氢元素以外均是典型活泼金属元素，稀有气体单质均为非金属单原子分子，无半导体材料，选择错误，不符题意；综上，本题选B。 【变式5-3】（24-25高一下·江苏盐城·期中）下列有关元素周期表的意义与作用错误的是 A．在零族元素中寻找耐腐蚀的金属材料 B．指导新元素的发现和合成，预测新元素的性质 C．在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料 D．根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构 【答案】A 【解析】A．零族元素是稀有气体，没有金属。应在过渡元素中寻找耐腐蚀的金属材料， A错误；B．同周期、同族元素性质具有一定相似性、递变性，位置靠近的元素性质相似，为新元素的发现和预测它们的原子结构和性质提供线索， B正确；C．在金属与非金属的分界线附近寻找半导体材料， C正确；D．原子核外电子层等于元素所在的周期表的周期数，原子核外最外层电子数等于所在族序数，所以可以根据元素在周期表中的位置，推测元素的原子结构， D正确；故选A。 题型06 元素“位—构—性”关系推断 1.元素的原子结构、位置与性质之间的关系 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，而根据元素的原子结构又可推测元素在元素周期表中的位置和元素的性质，三者之间的关系如图所示。 2.解答元素推断题的一般思路 (1)由元素原子或离子的核外电子排布推断 (2)由元素单质或化合物的性质(特性)推断 (3)由元素在元素周期表中的位置推断 3.元素推断题的常用解题步骤 (1)分析题目有效信息 ①图表信息——题中直接给出的元素周期表片段。 ②文字信息——把题中给出的文字信息进行提炼。 ③结构信息——题中给出的原子结构信息，如微粒的质子数或电子数等。 (2)明确各元素在元素周期表中的相对位置，推出元素 (3)对照问题，结合元素周期律回答相应问题 注意　①将推断出的元素代入元素周期表，看是否完全符合题意；②当推断出的元素有多种可能时，每一种都要代入进行检查，看是否符合题目要求。 【典例6】（24-25高一下·江苏淮安·期中）Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为20，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，是形成酸雨的物质之一，是一种常见的绿色氧化剂。下列说法错误的是 A．简单离子的半径：W<X<Y B．简单氢化物的沸点：X>Z C．Q、W、X三种元素既可形成共价化合物，又可形成离子化合物 D．和可以反应形成一种单质 【答案】A 【分析】Q、W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，WX2是形成酸雨的物质之一，WX2为NO2或SO2，根据原子序数的规律，W为N，X为O，Y的最外层电子数与其K层电子数相等，又因为Y的原子序数大于氧的，则Y电子层数为3层，最外层电子数为2，所以Y为Mg，是一种常见的绿色氧化剂，则Q为H，五种元素最外层电子数之和为20，则Z的最外层电子数为6，Z为S，据此回答。 【解析】A．N3-、O2-、Mg2+电子层结构相同，离子半径随核电荷数增大而减小，故顺序为N3-＞O2-＞Mg2+，A错误；B．H2O因氢键沸点远高于H2S，B正确；C．H、N、O可形成共价化合物（如HNO3）和离子化合物（如NH4NO3），C正确；D．H2S与SO2反应生成S单质和水，D正确；故选A。 【变式6-1】（24-25高一下·江苏扬州·期中）一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述错误的是 A．X的常见化合价有-1、-2 B．Y在空气中燃烧的产物是纯净物 C．原子半径大小为Y>X D．作为相对原子质量标准的原子是W的一种同位素 【答案】B 【分析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒， X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。 【解析】A．O的常见价态为-2(如)，过氧化物中为-1(如)，A正确；B．Mg在空气中燃烧生成MgO(主产物)和少量(与N2反应)，产物为混合物，B错误；C．同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，原子半径：，C正确；D．W是C，相对原子质量标准的原子是C的一种同位素：，D正确；故选B。 【变式6-2】（24-25高一下·江苏盐城·期末）X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X的核外电子数等于其周期数，Y元素的最高化合价为+4，Z是地壳中含量最多的元素，M与X同主族，Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法正确的是 A．原子半径： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．和含有的化学键类型相同 D．分子中所有原子均能满足8电子稳定结构 【答案】B 【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Z是地壳中含量最多的元素，则Z为O，Y元素的最高化合价为+4，则Y为C，X的核外电子数等于其周期数，则X为H，M与X同主族，则M为Na，Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子，则Q为17号元素Cl，综上X、Y、Z、M、Q依次为H、C、O、Na、Cl。 【解析】A．一般而言，电子层数越多，原子半径越大，当电子层数相同时，核电荷数越大的原子半径越小，Y、Z、M依次为C、O、Na，原子半径：Na(M)＞C(Y)＞O(Z)，A错误；B．Q为Cl，最高价氧化物对应水化物为HClO4(强酸)，Y为C，最高价氧化物对应水化物为H2CO3(弱酸)，酸性：HClO4＞H2CO3，B正确；C．和分别为H2O2和Na2O2，H2O2含极性键(H-O)和非极性键(O-O)，Na2O2含离子键(与间)和非极性键(O-O)，化学键类型不同，C错误；D．分别为CH4和CCl4，CH4中的H仅满足2电子结构，其余原子满足8电子稳定结构，所以并非所有原子均满足8电子稳定结构，D错误；故选B。 【变式6-3】（24-25高一上·江苏·期末）X、Y、Z、W、Q为短周期元素，原子序数依次增大，最外层电子数之和为18.X元素的原子核无中子，Y是形成化合物最多的元素，Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，W元素的焰色试验呈黄色。下列说法错误的是 A．X、Y组成的化合物有可燃性 B．X、Q组成的化合物有还原性 C．Z、W组成的化合物能与水反应 D．W、Q组成的化合物是共价化合物 【答案】D 【分析】X、Y、Z、W、Q为短周期元素，W元素的焰色试验呈黄色，W为Na元素；Z和Q同族，Z的原子序数是Q的一半，则Z为O、Q为S；Y是形成化合物最多的元素、且原子序数小于Z，Y为C元素；X、Y、Z、W、Q的最外层电子数之和为18，则X的最外层电子数为18-4-6-1-6=1，且X元素的原子核无中子，则X为H，据此回答。 【解析】A．X（H）与Y（C）组成的化合物如烃类（如CH4、C2H4等）均可燃，A正确；B．X（H）与Q（S）组成的化合物如H2S中S为-2价（最低价态），具有还原性，B正确；C．Z（O）与W（Na）组成的化合物Na2O或Na2O2均能与水反应生成NaOH，C正确；D．W（Na）与Q（S）组成的化合物Na2S为离子化合物，而非共价化合物，D错误；故选D。 / 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 $