4.2 同周期元素性质 学案-2025-2026学年高一上学期化学人教版必修第一册

同周期元素性质 学习目标 1．通过第三周期元素结构和性质的学习，能运用原子结构理论解释第三周期元素性质的相似性和递变性。 2．理解同周期元素的金属性、非金属性等随元素原子序数递增而呈周期性变化的规律，建构分析元素性质随原子结构变化的思维模型。发展宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 学习过程 新知讲解 思考 1 ：以第三周期元素为例，同周期元素原子核外电子排布、原子半径是如何变化的呢？ 思考 2 ：根据原子的结构特点，以第三周期元素为例，同周期元素原子得电子能力和失电子能力会如何变化呢？ 思考 3 ：如何设计实验验证钠、镁、铝原子的失电子能力呢？ Na Mg Al 单质与水反应 单质与酸反应 最高价氧化物对应水化物的碱性 结论 思考 4 ：如何设计实验验证硅、磷、硫、氯原子的得电子能力呢？ 元素 Si P S Cl 最高价含氧酸 酸性 单质与氢气反应的条件 生成气态氢化物的稳定性 学以致用 例题： X 、Y 、 Z 、 W 为原子序数逐渐增加的四种常见的短周期主族元素。 Y 为短周期主族元素中原子半径最大的元素，Z 元素的最外层电子数是X 最外层电子数的 3 倍，且 Z 的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法正确的是 ( ) A ．与同浓度盐酸反应的剧烈程度：X > Y B ．Z 元素位于元素周期表中第三周期第Ⅳ A 族 C ．简单离子半径：Z > W D ．氧化物的水化物的酸性：W > Z 课堂小结 第 1 页 学科网（北京）股份有限公司 学习过程答案 学以致用例题：C 一、单选题（本题共 3 小题） 1．下列事实不能用元素周期律解释的是( ) A ．碱性：CsOH > RbOH B ．酸性：HCl > H2 CO3 C ．还原性：S2- > Cl- D ．热稳定性：HF > HI 【答案】B 【解析】A．元素的金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性越强，金属性Cs > Rb ，碱性CsOH > RbOH ， A 项正确； B ．元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，HCl 不是最高价氧化物对应的水化物形成的酸，因此不可以用元素周期律解释，B 项错误； C ．元素非金属性越强，则其形成的简单阴离子还原性越弱，非金属性S < Cl ，则还原性S2- > Cl- ，C 项正确； D．元素非金属性越强，其形成的简单氢化物热稳定性越强，非金属性F > I ，所以氢化物稳定性HF> HI ， D 项正确； 答案选 B。 2．砷与硒均为第四周期的非金属元素。已知硒（34 Se ）的最外层有 6 个电子，砷（33 As ）最外层有 5 个电子，依据元素周期表和周期律的知识判断，下列错误的是( ) A ．非金属性：S > Se > As B ．酸性：H2 SO4 > H2 SeO4 > H3AsO4 C ．热稳定性：HCl > H2 Se > HBr D ．还原性：H2 Se > HBr > HCl 【答案】C 【解析】A ．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此非金属性：Se > As ，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性：S > Se ，因此非金属性：S > Se > As ，故 A 正确； B ．根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应水化物酸性逐渐增强，因此酸性： H2 SeO4 > H3AsO4 ，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物酸性逐渐减弱，因此酸性：H2 SO4 > H2 SeO4 ，因此酸性：H2 SO4 > H2 SeO4 > H3AsO4 ，故 B 正确； C ．根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，最简单氢化物越稳定，因此热稳定性：HBr > H2 Se ，故C 错误； D ．根据元素非金属性越强，其氢化物还原性越弱，因此还原性：H2 Se > HBr > HCl ，故 D 正确。 综上所述，答案为 C。 3．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示 元素代号 X Y Z W 原子半径/pm 160 143 75 74 主要化合价 +2 +3 +5 、 −3 −2 下列叙述正确的是( ) A ．X 、Y 的最高价氧化物对应水化物的碱性：X < Y B ．简单离子的半径：Z < W < X < Y C ．Y 与W 形成的化合物既能与强酸反应又能与强碱反应 D ．W 与Z 的单质分别与氢气化合的容易程度：Z > W 【答案】C 【解析】W 化合价为 −2 价，没有最高正化合价+6 价，W 为氧元素；Z 元素化合价为+5 、−3 ，Z 处于 VA族，原子半径与氧元素相差不大，则 Z 与氧元素处于同一周期，则 Z 为氮元素；X 化合价为+2 价，应为周期表第ⅡA 族，Y 的化合价为+3 价，应为周期表第Ⅲ A 族元素，二者原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X 、Y 的原子半径与W 、Z 原子半径相差很大，则X 、Y 应在第三周期，所以X 为镁元素，Y 为铝元素，以此分析解答。 A ．X 是Mg 、Y 是Al ，金属性Mg> Al ，最高价氧化物对应水化物的碱性：Mg(OH)2 > Al(OH)3 ，故 A 错误； B ．W 为O 元素、Z 为N 元素、X 是Mg 、Y 是Al ，四种元素对应的简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子的半径：N3− > O2− > Mg2+ > Al3+ ，故 B 错误； C ．Y 与W 形成的化合物为Al2 O3 ，其是两性氧化物，既能与强酸反应又能与强碱反应，故 C 正确； D ．非金属性O > N ，所以O2 与氢气化合更加容易，故 D 错误； 故选 C。 二、填空题（本题共 2 小题） 4．随原子序数的递增，八种短周期元素（用字母 x 等表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如下图所示。 根据判断出的元素回答问题： （1）f 在元素周期表的位置是 1 。 （2）比较g 、h 的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱是： 2 。（用化学式表示） （3） e 、f 的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为 3 。 （4）(yz)2 称为拟卤素，性质与卤素类似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 4 。 （5）比较g 、h 元素的非金属性除了比较其单质与氢气化合难易、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物酸性之外，请你再设计一个简单的实验证明： 5 。 【答案】1、第三周期第Ⅲ A 族 2 、HClO4 > H2 SO4 3、Al(OH)3 + OH− Al(OH)4 (−) 4、 (CN)2 + 2NaOH NaCN + NaCNO + H2 O 5、将Cl2 通入Na2 S 溶液中，可看到淡黄色沉淀，说明发生 反应Cl2 + Na2S 2NaCl + S ↓ ,则可证明Cl 元素的非金属性强于S 【解析】根据图示可知，x 为H 元素，y 为C 元素，z 为N 元素，d 为O 元素，e 为Na 元素，f 为Al 元素； g 为S 元素，h 为Cl 元素，据此解答。 （1）f 为Al 元素，其在元素周期表的位置为第三周期第Ⅲ A 族。 （2）g 为S 元素，最高价氧化物对应的水化物为H2 SO4 ，h 为Cl 元素，最高价氧化物对应的水化物HClO4 ， 由于Cl 的非金属性大于S ，故酸性HClO4 > H2 SO4 。 （3）元素最高价氧化物对应水化物为NaOH 、f 元素最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3 ，其相互反应的 离子方程式为Al(OH)3 + OH− Al(OH)4 (−) 。 （4）(yz)2 为(CN)2 ，其性质与卤素类似，与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为 (CN)2 + 2NaOH NaCN + NaCNO + H2 O 。 （5）g 、h 元素分别为S 元素、Cl 元素，可用活泼非金属置换不活泼非金属来比较其非金属性，可设计实验：将Cl2 通入Na2 S 溶液中，可看到淡黄色沉淀，说明发生反应Cl2 + Na2S 2NaCl + S ↓ , 则可证明Cl 元素的非金属性强于S 。 5．下图是元素周期表的一部分。 族周期 Ⅰ A Ⅱ A Ⅲ A Ⅳ A Ⅴ A Ⅵ A Ⅶ A 0 2 ① ② ③ ④ ⑤ 3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ （1）①-⑩元素中最稳定的原子是 1 （填元素符号）；形成的气态氢化物稳定性最强的是 2 （填氢化物的化学式）。 （2）①和⑦金属性相似，①的最高价氧化物对应的水化物与KOH 溶液反应的离子方程式为 3 。 （3）某同学设计了如下实验证明非金属性③> ②> ⑧。已知H2 SiO3 是不溶于水的白色胶状沉淀，HNO3 易挥发。 该同学打开分液漏斗活塞，观察到A 中产生气泡，B 中出现白色胶状沉淀即认为非金属性③> ②> ⑧。请问该同学的结论合理吗？ 4 （答“合理 ”或“不合理 ”），原因是 5 。 【答案】1 、Ar 2 、HF 3、Be(OH)2 + 2OH- Be(OH)4 (2)- 4、不合理 5 、HNO3 易挥发，与 Na2 SiO3 反应生成白色沉淀的物质也可能是HNO3 ，不能证明H2 CO3 酸性比H2 SiO3 强 【解析】由各元素在周期表中的位置信息，可推得①Be ，②C ，③ N ，④O ，⑤ F ，⑥ Na ，⑦ Al ，⑧Si ， ⑨Cl ，⑩ Ar 。 （1）原子的核外电子最外层为 8 时最稳定（第一周期元素除外），由原子的核外电子排布得最稳定的原子是Ar ；由元素周期律，元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，F 的非金属性最强，所以形成的气态氢化物稳定性最强的是HF； （2）①Be 和⑦ Al 的金属性相似，则Be 的最高价氧化物对应的水化物与KOH 溶液的反应和Al(OH)3 与 KOH 溶液的反应相似，离子方程式为Be(OH)2 + 2OH- Be(OH)4 (2)- ； （3）该实验是利用强酸制弱酸的原理比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，从而证明元素的非金属性，但HNO3 易挥发，与Na2 SiO3 反应生成H2 SiO3 的物质可能是生成的CO2 ，也可能是挥发出的HNO3 ，所以该实验得出的结论不准确。 第 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $