1-2 元素周期律 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题一 原子结构与化学键 第二节 元素周期律 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于元素周期表的说法，正确的是（ ） A. 元素周期表共有7个周期、18个族 B. 元素周期表中，同一周期的元素原子电子层数相同 C. 元素周期表中，同一主族的元素原子最外层电子数不同 D. 元素周期表中，金属元素全部位于左下方，非金属元素全部位于右上方 2. 元素周期律的核心内容是（ ） A. 元素的性质随相对原子质量的递增而呈周期性变化 B. 元素的性质随原子序数的递增而呈周期性变化 C. 元素的性质随核外电子层数的递增而呈周期性变化 D. 元素的性质随最外层电子数的递增而呈周期性变化 3. 下列元素中，属于第三周期的是（ ） A. 氢（H，原子序数1） B. 氧（O，原子序数8） C. 钠（Na，原子序数11） D. 钾（K，原子序数19） 4. 下列元素中，属于第ⅦA族的是（ ） A. 碳（C，原子序数6） B. 氮（N，原子序数7） C. 氧（O，原子序数8） D. 氯（Cl，原子序数17） 5. 同一周期（除稀有气体外）元素的性质变化规律是（ ） A. 金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱 B. 原子半径逐渐增大 C. 最外层电子数逐渐增多 D. 相对原子质量逐渐减小 6. 同一主族元素的性质变化规律是（ ） A. 从上到下，金属性逐渐减弱 B. 从上到下，原子半径逐渐减小 C. 从上到下，非金属性逐渐减弱 D. 从上到下，最外层电子数逐渐增多 7. 下列元素中，金属性最强的是（ ） A. 钠（Na，第三周期第ⅠA族） B. 镁（Mg，第三周期第ⅡA族） C. 铝（Al，第三周期第ⅢA族） D. 钾（K，第四周期第ⅠA族） 8. 下列元素中，非金属性最强的是（ ） A. 碳（C，第二周期第ⅣA族） B. 氮（N，第二周期第ⅤA族） C. 氧（O，第二周期第ⅥA族） D. 氟（F，第二周期第ⅦA族） 9. 下列关于原子半径的说法，正确的是（ ） A. 同一周期元素，原子序数越大，原子半径越大 B. 同一主族元素，电子层数越多，原子半径越大 C. 原子半径的大小与核外电子层数无关 D. 原子半径的大小与最外层电子数无关 10. 元素的金属性越强，其单质（ ） A. 与水或酸反应越剧烈 B. 对应的氧化物水化物酸性越强 C. 得电子能力越强 D. 非金属性越强 11. 元素的非金属性越强，其单质（ ） A. 与氢气反应越难 B. 对应的氢化物稳定性越强 C. 失电子能力越强 D. 金属性越强 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 元素周期表中，周期数等于原子的______，主族序数等于原子的______。 2. 元素周期律是指元素的性质随着______的递增而呈______变化的规律，其本质是______的周期性变化。 3. 同一周期（从左到右），元素的原子半径逐渐______，金属性逐渐______，非金属性逐渐______；同一主族（从上到下），元素的原子半径逐渐______，金属性逐渐______，非金属性逐渐______。 4. 第ⅠA族元素（除氢外）称为______元素，最外层电子数为______，在化学反应中易______电子，表现出强金属性。 5. 第ⅦA族元素称为______元素，最外层电子数为______，在化学反应中易______电子，表现出强非金属性。 6. 元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物（氢氧化物）的______越强；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的______越强。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 元素周期表中，共有7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族。（ ） 2. 元素的性质仅由原子的最外层电子数决定，与电子层数无关。（ ） 3. 同一周期元素，从左到右，最外层电子数从1递增到8（除稀有气体外）。（ ） 4. 同一主族元素，从上到下，电子层数增多，原子半径增大，金属性增强。（ ） 5. 金属性越强的元素，其单质与水反应生成的氢氧化物碱性越强。（ ） 6. 非金属性越强的元素，其氢化物的稳定性越弱。（ ） 7. 第三周期元素包括钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，共8种元素。（ ） 8. 第ⅤA族元素的最外层电子数为5，在化学反应中易得到3个电子形成阴离子。（ ） 9. 元素周期律是俄国化学家门捷列夫发现的，他编制了第一张元素周期表。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题与探究题（每题10分，共30分） 1. ① 简述元素周期律在化学学习和研究中的应用（至少2点），结合具体例子说明；② 对比分析第三周期第ⅠA族（钠）和第ⅦA族（氯）元素的原子结构、金属性/非金属性、单质化学性质的差异；③ 已知某元素位于第四周期第ⅡA族，写出该元素的原子序数、元素符号，指出其金属性与第三周期第ⅡA族元素（镁）的强弱关系，并说明判断依据。 2. ① 设计实验比较钠、镁、铝三种金属的金属性强弱，写出实验原理、仪器、步骤、预期现象及结论；② 简述同一周期元素非金属性递变规律的实验验证方法（以第二周期元素为例），结合具体反应说明；③ 某元素的最高价氧化物对应的水化物化学式为HClO₄，判断该元素的族序数和非金属性强弱，说明判断理由。 3. ① 分析原子结构（电子层数、最外层电子数）与元素金属性、非金属性的关系，结合具体元素说明；② 为什么同一周期从左到右元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强？从原子结构变化角度解释；③ 已知某元素X的原子序数为15，位于元素周期表的第几周期、第几主族？写出其最高价氧化物的化学式和最高价氧化物对应的水化物的化学式，判断该元素的非金属性与同周期相邻元素（硅、硫）的强弱关系。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. B 3. C 4. D 5. C 6. C 7. D 8. D 9. B 10. A 11. B （二）填空题 1. 电子层数；最外层电子数 2. 原子序数；周期性；核外电子排布 3. 减小；减弱；增强；增大；增强；减弱 4. 碱金属；1；失去 5. 卤族；7；得到 6. 碱性；酸性 （三）判断题 1. √ 2. × 3. √ 4. √ 5. √ 6. × 7. √ 8. √ 9. √ 二、提升题 1. ① 元素周期律的应用： 应用1：预测元素性质。根据元素在周期表中的位置，可推测其原子结构、化学性质及化合物的性质；例如，已知氯位于第三周期第ⅦA族，可预测其最外层电子数为7，非金属性强，易与金属、氢气反应，对应的氢化物（HCl）稳定，最高价氧化物对应的水化物（HClO₄）酸性强。 应用2：寻找新材料。根据周期表中元素的性质递变规律，在特定区域寻找具有特定性质的物质；例如，在金属与非金属分界线附近寻找半导体材料（如硅、锗），在第ⅦA族寻找高效消毒剂（如氯气、漂白粉原料），在第ⅡA族和第ⅥA族寻找耐高温、耐磨的合金材料（如镁铝合金）。 ② 钠（Na）和氯（Cl）的差异对比： 原子结构：钠（原子序数11），电子层数3，最外层电子数1；氯（原子序数17），电子层数3，最外层电子数7。 金属性/非金属性：钠为金属元素，金属性强；氯为非金属元素，非金属性强。 单质化学性质：钠单质易与水、氧气反应，与水反应生成氢氧化钠和氢气（2Na + 2H₂O = 2NaOH + H₂↑），表现出强还原性；氯单质易与氢气、金属反应，与氢气在点燃条件下生成氯化氢（H₂ + Cl₂ = 2HCl），表现出强氧化性。 ③ 第四周期第ⅡA族元素分析： 原子序数：20；元素符号：Ca（钙）。 金属性强弱：钙的金属性强于镁。 判断依据：同一主族元素，从上到下，电子层数增多（钙4层，镁3层），原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，易失去电子，金属性增强。 2. 实验设计与分析题 ① 钠、镁、铝金属性强弱比较实验： 实验原理：金属性越强，单质与水（或酸）反应越剧烈，生成的氢氧化物碱性越强。 仪器：试管、烧杯、镊子、砂纸、酒精灯、胶头滴管、钠块、镁条、铝片、蒸馏水、酚酞溶液、稀盐酸。 步骤：1. 取三支试管，分别加入等体积蒸馏水，滴加2滴酚酞溶液；2. 用镊子取一小块钠，擦干表面煤油，放入第一支试管中，观察反应现象；3. 取一段镁条，用砂纸打磨去除氧化膜，放入第二支试管中，观察现象，若反应不明显，可加热试管，再观察；4. 取一片铝片，用砂纸打磨去除氧化膜，放入第三支试管中，观察现象，加热后再观察；5. 另取三支试管，分别加入等浓度稀盐酸，依次放入打磨后的钠、镁、铝，观察反应剧烈程度。 预期现象及结论：与水反应：钠剧烈反应，产生大量气泡，溶液变红；镁加热后缓慢反应，产生少量气泡，溶液变红；铝无明显现象。与盐酸反应：钠反应最剧烈，镁次之，铝较缓和。结论：金属性强弱顺序为钠 > 镁 > 铝。 ② 第二周期元素非金属性递变规律验证： 验证原理：非金属性越强，单质与氢气反应越容易，氢化物越稳定；最高价氧化物对应的水化物酸性越强。 验证方法：1. 氢气与氟气、氧气、氮气、碳的反应：氟气与氢气在暗处即可剧烈反应（H₂ + F₂ = 2HF），氧气与氢气点燃反应（2H₂ + O₂ =2H₂O），氮气与氢气需高温高压催化剂才能反应（N₂ + 3H₂ = 2NH₃），碳与氢气需高温反应（C + H₂ = CH₄），反应难度逐渐增大，证明非金属性F > O > N > C。2. 最高价氧化物对应水化物酸性：H₂CO₃（碳酸，弱酸）、HNO₃（硝酸，强酸）、H₂O₂（非最高价，不考虑）、HF（无最高价氧化物水化物），酸性HNO₃ > H₂CO₃，证明非金属性N > C。 ③ HClO₄对应的元素分析： 族序数：第ⅦA族。 非金属性：非金属性极强（同周期最强）。 判断理由：最高价氧化物对应的水化物中，氯元素的化合价为+7（最高价），主族元素最高价等于族序数，因此该元素位于第ⅦA族；HClO₄是已知无机酸中酸性最强的，酸性越强，对应元素非金属性越强，因此该元素（氯）非金属性极强。 3. ① 原子结构与金属性、非金属性的关系： 电子层数：电子层数越多，原子半径越大，原子核对最外层电子的吸引力越弱，越易失去电子，金属性越强，非金属性越弱；例如，钾（4个电子层）比钠（3个电子层）金属性强，氯（3个电子层）比溴（4个电子层）非金属性强。 最外层电子数：最外层电子数越少，越易失去电子，金属性越强；最外层电子数越多，越易得到电子，非金属性越强（稀有气体除外）；例如，钠（最外层1个电子）金属性强，氯（最外层7个电子）非金属性强。 综合影响：电子层数和最外层电子数共同决定元素性质，例如，镁（3个电子层，最外层2个电子）金属性弱于钠（3个电子层，最外层1个电子），强于铝（3个电子层，最外层3个电子）。 ② 同一周期元素性质递变的原子结构解释： 同一周期从左到右，原子序数递增，核电荷数增大，电子层数不变，最外层电子数逐渐增多；核电荷数增大使原子核对最外层电子的吸引力增强，原子半径逐渐减小；原子越难失去电子，越易得到电子，因此金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 ③ 原子序数15的元素分析： 周期和主族：第三周期第ⅤA族（磷元素，P）。 最高价氧化物化学式：P₂O₅（磷的最高价为+5价）。 最高价氧化物对应水化物化学式：H₃PO₄（磷酸）。 非金属性强弱：非金属性硫（S）> 磷（P）> 硅（Si）。判断依据：同一周期从左到右，非金属性逐渐增强，硅（第ⅣA族）、磷（第ⅤA族）、硫（第ⅥA族）依次相邻，因此非金属性S > P > Si。 学科网（北京）股份有限公司 $