4.2 元素周期律（10大题型，举一反三题型专练，黑吉辽蒙专用）化学人教版必修第一册

第二节 元素周期律（题型突破·举一反三） ▌题型01 原子核外电子排布和元素化合价的周期性变化 1．元素原子核外电子排布的周期性变化 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现从1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2．元素化合价的周期性变化 （1）随着原子序数的递增，最高正价：＋1价→＋7价(第二周期为＋5价，氧无最高正价、氟无正价)，最低负价：－4价→－1价(金属元素无负价)。 （2）元素化合价与元素在周期表中位置的关系 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 最高正价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 最低负价 － －4 －3 －2 －1 绝对值之和 － 8 8 8 8 结合表格数据归纳化合价规律： ①元素的最高正化合价＝最外层电子数(O、F及稀有气体除外) ②|元素的最低负化合价|＝8－最外层电子数 ③元素的最高正化合价＋|元素的最低负化合价|＝8(氢除外) 【典例1】B 【变式1-1】D 【变式1-2】D 【变式1-3】B ▌题型02 粒子半径大小比较 简单粒子半径的大小比较方法： “一看”电子层数：层多径大 例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)；r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。 “二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小(简称“同层，序大径小”)。 例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)；r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 【典例2】B 【变式2-1】B 【变式2-2】A 【变式2-3】C ▌题型03 元素金属性强弱的比较 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＋)。 【典例3】C 【变式3-1】B 【变式3-2】A 【变式3-3】C ▌题型04 元素非金属性强弱的比较 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。 【典例4】A 【变式4-1】C 【变式4-2】D 【变式4-3】C ▌题型05 元素周期律的实质 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。 【典例5】D 【变式5-1】C 【变式5-2】D 【变式5-3】A ▌题型06 元素周期表的分区 金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律 在分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。 【典例6】B 【变式6-1】B 【变式6-2】D 【变式6-3】D ▌题型07 同周期元素性质的变化规律 同周期元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同周期 (左→右) 原子 结构 电子层数 相同 最外层电子数 1个→8个 (第1周期1→2) 原子半径 逐渐减小 元素 性质 原子得电子能力 逐渐增强 原子失电子能力 逐渐减弱 元素的金属性 逐渐减弱 元素的非金属性 逐渐增强 金属单质还原性 逐渐减弱 非金属单质氧化性 逐渐增强 元素的主要化合价 最高正价由＋1→＋7(O、F除外)，最低负价由－4→－1 非金属气 态氢化物 形成 难→易 稳定性 逐渐增强 还原性 逐渐减弱 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐增强 碱性 逐渐减弱 金属阳离子氧化性 逐渐增强 非金属阴离子还原性 逐渐减弱 【典例7】B 【变式7-1】B 【变式7-2】D 【变式7-3】C ▌题型08 同主族元素性质的变化规律 同主族元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同主族 (上→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 逐渐减弱 原子失电子能力 逐渐增强 元素的金属性 逐渐增强 元素的非金属性 逐渐减弱 金属单质还原性 逐渐增强 非金属单质氧化性 逐渐减弱 元素的主要化合价 最高正价数＝主族序数(O、F除外) 非金属气 态氢化物 形成 易→难 稳定性 逐渐减弱 还原性 逐渐增强 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐减弱 碱性 逐渐增强 金属阳离子氧化性 逐渐减弱 非金属阴离子还原性 逐渐增强 【典例8】C 【变式8-1】C 【变式8-2】B 【变式8-3】C ▌题型09 元素周期表和元素周期律的应用 1．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，可推知碱性：＞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)为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．在科技生产中的应用 【典例9】A 【变式9-1】C 【变式9-2】B 【变式9-3】D ▌题型10 元素“位—构—性”关系推断 【典例10】B 【变式10-1】C 【变式10-2】C 【变式10-3】A / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 元素周期律（题型突破·举一反三） 题型01 原子核外电子排布和元素化合价的周期性变化 题型02 粒子半径大小比较 题型03 元素金属性强弱的比较 题型04 元素非金属性强弱的比较 题型05 元素周期律的实质 题型06 元素周期表的分区 题型07 同周期元素性质的变化规律 题型08 同主族元素性质的变化规律 题型09 元素周期表和元素周期律的应用 题型10 元素“位—构—性”关系推断 ▌题型01 原子核外电子排布和元素化合价的周期性变化 1．元素原子核外电子排布的周期性变化 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现从1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2．元素化合价的周期性变化 （1）随着原子序数的递增，最高正价：＋1价→＋7价(第二周期为＋5价，氧无最高正价、氟无正价)，最低负价：－4价→－1价(金属元素无负价)。 （2）元素化合价与元素在周期表中位置的关系 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 最高正价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 最低负价 － －4 －3 －2 －1 绝对值之和 － 8 8 8 8 结合表格数据归纳化合价规律： ①元素的最高正化合价＝最外层电子数(O、F及稀有气体除外) ②|元素的最低负化合价|＝8－最外层电子数 ③元素的最高正化合价＋|元素的最低负化合价|＝8(氢除外) 【典例1】（24-25高一上·黑龙江·期末）已知X、Y、Z、M、Q、R均为元素周期表前20号元素，且Q位于第三周期。其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 A．Y和Z形成的简单氢化物的稳定性：Y>Z B．Z与M的氧化物对应的水化物均为强酸 C．金属性：R>Q D．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐 【变式1-1】某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断 A．R一定是第四周期元素 B．R一定是第IVA族元素 C．R一定是第VIIA族元素 D．R的氢化物的化学式为 【变式1-2】某元素的气态氢化物化学式为HR，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为 A．HRO B．HRO2 C．HRO3 D．HRO4 【变式1-3】如图表示1~18号元素（原子）的结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中，纵坐标表示 A．电子层数 B．最外层电子数 C．最高正化合价 D．原子半径 ▌题型02 粒子半径大小比较 简单粒子半径的大小比较方法： “一看”电子层数：层多径大 例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)；r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。 “二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小(简称“同层，序大径小”)。 例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)；r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 【典例2】下列粒子半径大小的比较中，正确的是 A．Na+<Mg2+<Al3+<O2- B．S2->Cl->Na+>Al3+ C．Na<Mg<Al<S D．Cs+>Rb+>Na+>K+ 【变式2-1】下列粒子半径大小比较正确的是 A．Mg＞Na＞Li B．P＞S＞O C．Na+＜Mg2+＜Al3+ D．O2－＜F－＜Cl－ 【变式2-2】已知下列原子的半径： 原子 N S O 半径 0.70 1.06 0.66 1.17 根据以上数据，P原子的半径可能是 A． B． C． D． 【变式2-3】下列各组微粒半径的大小比较错误的是 A． B． C． D． ▌题型03 元素金属性强弱的比较 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＋)。 【典例3】下列事实能说明元素的金属性相对强弱的是 序号 事实 推论 A 用钠单质可以从熔融的氯化钾中制得钾单质 金属性：K>Na B Mg、Al分别与NaOH溶液反应，Al可以置换H2 金属性：Al>Mg C 与冷水反应，Na比Mg剧烈 金属性：Na>Mg D Na与AlCl3溶液反应有白色沉淀生成 金属性：Na>Al A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】下列各组元素中，金属性逐渐增强的是 A．Na、Mg、Al B．Li、Na、K C．Al、Si、P D．Cl、Br、I 【变式3-2】下列不能证明比金属性强的事实是 A．的相对原子质量比大 B．与的反应比剧烈 C．在中燃烧的产物比复杂 D．的碱性比强 【变式3-3】下列物质中，碱性最强的是 A．LiOH B． C．CsOH D． ▌题型04 元素非金属性强弱的比较 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。 【典例4】（24-25高一上·内蒙古赤峰·期末）M、N、Q是第三周期的三种非金属主族元素，且非金属性，下列说法错误的是 A．最低负化合价： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．最简单气态氢化物的热稳定性： D．主族序数： 【变式4-1】关于P、S、Cl三种元素的说法正确的是 A．原子半径： B．元素的非金属性： C．氢化物的稳定性： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【变式4-2】根据元素周期表和元素周期律推断，下列含氧酸酸性最强的是 A． B． C． D． 【变式4-3】下列有关F、Cl、Br、I的性质比较中，正确的是 A．稳定性： B．非金属性： C．还原性： D．沸点： ▌题型05 元素周期律的实质 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。 【典例5】下列关于元素周期律的叙述正确的是 A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现 B．随着元素原子序数的递增，元素最高正价从＋1到＋7重复出现 C．随着元素原子序数的递增，元素的最低负价从-7到-1重复出现 D．金属元素无负化合价，随着元素原子序数的递增，元素最低负价从-4到-1重复出现 【变式5-1】元素的性质呈现周期性变化的根本原因是 A．元素的相对原子质量的递增 B．元素的原子半径呈现周期性变化 C．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化 D．元素的金属性和非金属性呈现周期性变化 【变式5-2】元素周期律的实质是 A．原子半径的周期性变化 B．元素主要化合价的周期性变化 C．原子序数的递增 D．核外电子排布的周期性变化 【变式5-3】下列关于元素周期律的叙述中不正确的是 A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次减弱 B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强 C．对应离子半径大小顺序为： D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱 ▌题型06 元素周期表的分区 金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律 在分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。 【典例6】元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法不正确的是 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 A．元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系 B．在元素周期表左下角可以寻找制备新型农药材料的元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如、等) D．可在过渡元素中寻找耐高温材料 【变式6-1】在半导体的发展史中金属锗(Ge)是第一个被广泛使用的半导体材料，它在硅的下一周期，且与硅同主族。下列叙述不正确的是 A．锗位于金属区与非金属区的交界处 B．锗的最高价含氧酸是强酸 C．锗的单质具有半导体的性能 D．热稳定性： 【变式6-2】元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法中正确的是 A．虚线的左侧全部是金属元素 B．非金属性最强的元素是氟，其最高价氧化物对应水化物酸性最强 C．第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素 D．Si是半导体材料，Ge也可能是半导体材料 【变式6-3】如图是元素周期表的一部分，下列叙述不正确的是 A．稳定性： B．原子半径： C．酸性： D．Al常温下既能溶于浓硫酸也能溶于氢氧化钠溶液 ▌题型07 同周期元素性质的变化规律 同周期元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同周期 (左→右) 原子 结构 电子层数 相同 最外层电子数 1个→8个 (第1周期1→2) 原子半径 逐渐减小 元素 性质 原子得电子能力 逐渐增强 原子失电子能力 逐渐减弱 元素的金属性 逐渐减弱 元素的非金属性 逐渐增强 金属单质还原性 逐渐减弱 非金属单质氧化性 逐渐增强 元素的主要化合价 最高正价由＋1→＋7(O、F除外)，最低负价由－4→－1 非金属气 态氢化物 形成 难→易 稳定性 逐渐增强 还原性 逐渐减弱 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐增强 碱性 逐渐减弱 金属阳离子氧化性 逐渐增强 非金属阴离子还原性 逐渐减弱 【典例7】同周期的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应的水化物分别是、、，则下列判断正确的是 A．含氧酸的酸性： B．得电子能力：X>Y>Z C．简单气态氢化物的热稳定性：X<Y<Z D．元素的最低负价的绝对值：X>Y>Z 【变式7-1】不能说明金属性的是 A．碱性 B．相对原子质量 C．阳离子的氧化性 D．与冷水剧烈反应与冷水反应微弱；镁粉与铝粉分别与同浓度稀HCl反应，镁粉比铝粉反应剧烈 【变式7-2】不能用来说明同周期元素性质递变规律的实验是 A．钠与冷水剧烈反应而镁与冷水很难反应 B．氢氧化铝具有两性而硅酸只具有弱酸性 C．氯气和氢气在光照条件下反应而硫和氢气在加热条件下才能反应 D．硫化氢水溶液呈弱酸性而氯化氢水溶液呈强酸性 【变式7-3】不能说明氯元素的非金属性比硫元素的强的事实是 A．两种元素原子的电子层数相同，核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越容易得电子 B．与溶液能发生置换反应 C．Na与、S均能发生化合反应 D．S与Fe反应生成FeS，而与Fe反应生成 ▌题型08 同主族元素性质的变化规律 同主族元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同主族 (上→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 逐渐减弱 原子失电子能力 逐渐增强 元素的金属性 逐渐增强 元素的非金属性 逐渐减弱 金属单质还原性 逐渐增强 非金属单质氧化性 逐渐减弱 元素的主要化合价 最高正价数＝主族序数(O、F除外) 非金属气 态氢化物 形成 易→难 稳定性 逐渐减弱 还原性 逐渐增强 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐减弱 碱性 逐渐增强 金属阳离子氧化性 逐渐减弱 非金属阴离子还原性 逐渐增强 【典例8】下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是 A．原子半径： B．单质与水反应的剧烈程度： C．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 D．最高价氧化物对应水化物的碱性： 【变式8-1】下列有关卤族元素及其化合物的说法错误的是 A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B．与暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的HF很稳定 C．氯、溴、碘元素氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱 D．是深红棕色液体，是紫黑色固体 【变式8-2】下列有关元素周期表的叙述正确的是 A．ⅤA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子 B．第ⅦA族元素从上到下，其阴离子的还原性逐渐增强 C．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低 D．在金属与非金属分界处寻找耐高温和耐腐蚀的合金元素 【变式8-3】2016年IUPAC命名117号元素为Ts，其最外层电子数为7，下列说法不正确的是 A．Ts原子核外共有七个电子层 B．Ts的最高化合价为价 C．Ts的同位素原子具有相同的质量数 D．Ts在同族元素中非金属性最弱 ▌题型09 元素周期表和元素周期律的应用 1．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，可推知碱性：＞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)为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．在科技生产中的应用 【典例9】（24-25高一上·内蒙古包头·期末）下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是 A．酸性： B．碱性： C．热稳定性： D．原子半径大小： 【变式9-1】元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法错误的是 A．Ca和Mg位于第ⅡA族，碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2 B．N和C原子核外电子层数相同，则酸性：HNO3>H2CO3 C．O、S为同主族元素，因此氧元素的主要化合价有-2、+4、+6 D．常温下，形状和大小相同的Mg、Al与浓度相同的盐酸反应，Mg更剧烈 【变式9-2】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，所得结论不合理的是 A．和都难溶于水，因此，同主族Sr形成的也难溶于水 B．同主族Si、Ge是半导体材料，第IVA族的元素的单质都可作半导体材料 C．HCl在时分解，HI在时分解，故HBr的分解温度介于二者之间 D．Si与高温下反应，与光照化合，因此，S与在加热时能反应 【变式9-3】根据元素周期律，下列推测不合理的是 选项 事实 推测 A． Mg与冷水较难反应，Ca与冷水较易反应 Ba与冷水更易反应 B． NaOH是强碱，是两性氢氧化物 是中强碱 C． HCl约在1500℃分解，HI约在300℃分解 HBr的分解温度介于二者之间 D． 是弱酸，是强酸 (亚磷酸)是中强酸 A．A B．B C．C D．D ▌题型10 元素“位—构—性”关系推断 【典例10】（25-26高一上·内蒙古赤峰·期末）均为短周期主族元素，在元素周期表中的相对位置如图，为空气含量最高的元素，与同周期且是同周期中原子半径最大的元素。下列说法正确的是 A．最高正价： B．简单氢化物的酸性： C．单质与的单质加热时反应，生成不同的产物，其阳离子与阴离子个数比均为 D．构成的简单氧化物，其中电子数均为10 【变式10-1】（24-25高一上·吉林·期末）短周期主族元素X、Y、Z、W、R，它们的原子序数依次增大，X是主族元素中原子半径最小的元素，Y、R同主族且R原子核电荷数等于Y原子核电荷数的2倍，Z、W原子的最外层电子数之和与Y、R原子的最外层电子数之和相等。下列说法不正确的是 A．原子半径：r(Y)>r(Z) B．W、R的最高价氧化物对应水化物的酸性：W<R C．X与Y只能形成一种化合物 D．Y、Z、W、R的简单氢化物的热稳定性：W<R<Y<Z 【变式10-2】（24-25高一上·辽宁沈阳·期末）由短周期元素W、X、Y组成的一种矿物化学式为，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。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是 A．原子半径大小为 B．W、X组成的化合物只有1种 C．X的常见化合价有、 D．W的单质只有2种同素异形体 【变式10-3】（25-26高一上·黑龙江佳木斯·期末）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的不同主族短周期元素，X是地壳中含量最多的元素，Y在短周期主族元素中原子半径最大，Z的原子最外层电子数是K层电子数的2倍，下列说法错误的是 A．最高正化合价： B．Z的单质常用于制作半导体材料 C．简单离子半径： D．Y、M分别和X可组成多种化合物 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 元素周期律（题型突破·举一反三） 题型01 原子核外电子排布和元素化合价的周期性变化 题型02 粒子半径大小比较 题型03 元素金属性强弱的比较 题型04 元素非金属性强弱的比较 题型05 元素周期律的实质 题型06 元素周期表的分区 题型07 同周期元素性质的变化规律 题型08 同主族元素性质的变化规律 题型09 元素周期表和元素周期律的应用 题型10 元素“位—构—性”关系推断 ▌题型01 原子核外电子排布和元素化合价的周期性变化 1．元素原子核外电子排布的周期性变化 随着原子序数的递增，元素原子的最外层电子数呈现从1到8的周期性变化(第一周期除外)。 2．元素化合价的周期性变化 （1）随着原子序数的递增，最高正价：＋1价→＋7价(第二周期为＋5价，氧无最高正价、氟无正价)，最低负价：－4价→－1价(金属元素无负价)。 （2）元素化合价与元素在周期表中位置的关系 族序数 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 最高正价 ＋1 ＋2 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7 最低负价 － －4 －3 －2 －1 绝对值之和 － 8 8 8 8 结合表格数据归纳化合价规律： ①元素的最高正化合价＝最外层电子数(O、F及稀有气体除外) ②|元素的最低负化合价|＝8－最外层电子数 ③元素的最高正化合价＋|元素的最低负化合价|＝8(氢除外) 【典例1】（24-25高一上·黑龙江·期末）已知X、Y、Z、M、Q、R均为元素周期表前20号元素，且Q位于第三周期。其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误的是 A．Y和Z形成的简单氢化物的稳定性：Y>Z B．Z与M的氧化物对应的水化物均为强酸 C．金属性：R>Q D．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是酸、碱或盐 【答案】B 【分析】根据题中信息及其原子半径与主要化合价的关系图判断，X、Y、Z、M、Q、R分别为。 【详解】A．Y为O元素，Z为N元素，二者形成的简单氢化物分别为，稳定性，A项正确； B．Z为N元素，M为Cl元素，氧化物对应的水化物有、等，其中、为弱酸，B项错误； C．R为Ca元素，Q为Na元素，根据金属活动性顺序表可判断，金属性，C项正确； D．X为H元素，Y为O元素，Z为N元素，三种元素组成的化合物有、、等，是酸、碱或盐，D项正确； 故选B。 【变式1-1】某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断 A．R一定是第四周期元素 B．R一定是第IVA族元素 C．R一定是第VIIA族元素 D．R的氢化物的化学式为 【答案】D 【详解】主族元素中，最高正化合价+最低负化合价的绝对值=8，元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，所以R元素的最高正化合价是+6价，最低负化合价是-2价，R原子的最外层电子数是6，则R为第VIA族元素，但不一定是第四周期元素，其氢化物的化学式为，故选D。 【变式1-2】某元素的气态氢化物化学式为HR，此元素最高价氧化物对应水化物的化学式可能为 A．HRO B．HRO2 C．HRO3 D．HRO4 【答案】D 【详解】某元素的气态氢化物化学式为HR，则R的最低负价为-1价，R元素位于第VIIA族，第VIIA族元素除F元素外其他元素最高正价为+7价，最高价氧化物对应水化物的化学式为HRO4，故选D。 【变式1-3】如图表示1~18号元素（原子）的结构或性质随核电荷数递增的变化。该图中，纵坐标表示 A．电子层数 B．最外层电子数 C．最高正化合价 D．原子半径 【答案】B 【详解】由图可知，随核电荷数的增加，纵坐标的数字出现周期性变化，从1升高为8，第一周期除外，只有最外层电子数随核电荷数的增加而逐渐增加，同周期原子半径在减小、电子层数相同，第二周期中O、F没有正价， 故选B。 ▌题型02 粒子半径大小比较 简单粒子半径的大小比较方法： “一看”电子层数：层多径大 例：r(Li)<r(Na)<r(K)<r(Rb)<r(Cs)；r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。 “二看”核电荷数：当电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小(简称“同层，序大径小”)。 例：r(Na)>r(Mg)>r(Al)；r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。 【典例2】下列粒子半径大小的比较中，正确的是 A．Na+<Mg2+<Al3+<O2- B．S2->Cl->Na+>Al3+ C．Na<Mg<Al<S D．Cs+>Rb+>Na+>K+ 【答案】B 【详解】A．Na+、Mg2+、Al3+、O2-四种微粒都是两个电子层，且核外电子排布相同，核电荷数越多，离子半径越小，所以离子半径Al3+＜Mg2+＜Na+＜O2-，故A错误； B．S2-、Cl-有三个电子层，Na+、Al3+都是两个电子层，电子层越多，半径越大；电子层数相同时，核电荷数越多，半径越小，所以离子半径：S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+，故B正确； C．同一周期，核电荷数越多，原子半径越小，所以Na＞Mg＞Al＞S，故C错误； D．电子层越多，半径越大，所以Cs+>Rb+>K+>Na+，故D错误； 故选B。 【变式2-1】下列粒子半径大小比较正确的是 A．Mg＞Na＞Li B．P＞S＞O C．Na+＜Mg2+＜Al3+ D．O2－＜F－＜Cl－ 【答案】B 【详解】A．同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以半径Mg＜Na，A错误； B．同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以半径P＞S，同主族自上而下原子半径依次增大，所以半径S＞O，即原子半径P＞S＞O，B正确； C．电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大，所以半径Na+＞Mg2+＞Al3+，C错误； D．电子层数相同时，核电荷数越小，离子半径越大，所以半径O2－＞F－，D错误； 故选B。 【变式2-2】已知下列原子的半径： 原子 N S O 半径 0.70 1.06 0.66 1.17 根据以上数据，P原子的半径可能是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】P是第三周期元素，位于硅与硫元素之间，根据元素周期律可知，磷原子的半径应在原子和S原子之间。 故选A。 【变式2-3】下列各组微粒半径的大小比较错误的是 A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A. 同主族自上而下原子半径增大，故原子半径，故A正确； B. 核外电子排布相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径，故B正确； C. 同周期从左向右原子半径减小，则半径为，故C错误； D. 最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，阴离子半径大于相应的原子半径，故半径，故D正确。 故选C。 ▌题型03 元素金属性强弱的比较 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＋)。 【典例3】下列事实能说明元素的金属性相对强弱的是 序号 事实 推论 A 用钠单质可以从熔融的氯化钾中制得钾单质 金属性：K>Na B Mg、Al分别与NaOH溶液反应，Al可以置换H2 金属性：Al>Mg C 与冷水反应，Na比Mg剧烈 金属性：Na>Mg D Na与AlCl3溶液反应有白色沉淀生成 金属性：Na>Al A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．由于钠单质的沸点高于钾单质，所以可用钠单质从熔融的氯化钾中制得钾单质，不能说明钾的金属性强于钠，A错误； B．比较金属的活泼性是根据金属与酸反应生成氢气的难易，不是根据能否与碱反应生成氢气，B错误； C．根据与水反应的剧烈程度可判断元素金属性强弱，C正确； D．Na与AlCl3溶液反应有白色沉淀生成，是Na与水反应生成的NaOH与AlCl3溶液反应生成Al(OH)3白色沉淀，无法据此判断金属性强弱，D错误； 故选C。 【变式3-1】下列各组元素中，金属性逐渐增强的是 A．Na、Mg、Al B．Li、Na、K C．Al、Si、P D．Cl、Br、I 【答案】B 【详解】A．、、为第三周期主族元素，同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱，金属性顺序为，呈递减趋势，A错误； B．、、为第ⅠA族碱金属元素，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，金属性顺序为，呈递增趋势，B正确； C．、、为第三周期主族元素，同周期主族元素从左到右金属性逐渐减弱，且、为非金属元素，无明显金属性，C错误； D．、、为第ⅦA族非金属元素，三者均以非金属性为主要性质，递变规律为非金属性逐渐减弱，不符合金属性递增的要求，D错误； 故选B。 【变式3-2】下列不能证明比金属性强的事实是 A．的相对原子质量比大 B．与的反应比剧烈 C．在中燃烧的产物比复杂 D．的碱性比强 【答案】A 【详解】A．相对原子质量是原子的固有物理属性，与元素原子失电子能力（金属性）无必然关联，不能证明比金属性强，A错误； B．单质与水反应越剧烈，对应元素金属性越强，与反应比更剧烈，可证明金属性更强，B正确； C．金属单质与氧气反应的产物越复杂，说明金属活泼性越强，在中燃烧产物比更复杂，可证明金属性更强，C正确； D．元素最高价氧化物对应水化物的碱性越强，对应元素金属性越强，碱性比强，可证明金属性更强，D正确； 故选A。 【变式3-3】下列物质中，碱性最强的是 A．LiOH B． C．CsOH D． 【答案】C 【详解】A．Li属于第ⅠA族元素，同主族从上到下金属性逐渐增强，Li的金属性较弱，因此LiOH碱性较弱，A错误； B．Ba和Cs同属第六周期元素，同周期从左到右金属性逐渐减弱，Ba的金属性弱于Cs，因此碱性弱于CsOH，B错误； C．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，四种元素中Cs的金属性最强，因此CsOH碱性最强，C正确； D．是两性氢氧化物，碱性极弱，D错误； 故选C。 ▌题型04 元素非金属性强弱的比较 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。 【典例4】（24-25高一上·内蒙古赤峰·期末）M、N、Q是第三周期的三种非金属主族元素，且非金属性，下列说法错误的是 A．最低负化合价： B．最高价氧化物对应水化物的酸性： C．最简单气态氢化物的热稳定性： D．主族序数： 【答案】A 【分析】M、N、Q是第三周期的三种非金属主族元素，且非金属性，同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，因此三种元素从左到右的顺序为，由此解答； 【详解】A．第三周期非金属主族元素最低负化合价等于主族序数减8，主族序数，因此最低负化合价为，A错误； B．元素非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，已知非金属性，故酸性，B正确； C．元素非金属性越强，最简单气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性，C正确； D．同周期主族元素从左到右非金属性递增、主族序数递增，因此主族序数，D正确； 故选A。 【变式4-1】关于P、S、Cl三种元素的说法正确的是 A．原子半径： B．元素的非金属性： C．氢化物的稳定性： D．最高价氧化物对应水化物的酸性： 【答案】C 【详解】A．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径应为，A错误； B．同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性应为，B错误； C．元素非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性，故氢化物稳定性，C正确； D．元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性应为，D错误； 故选C。 【变式4-2】根据元素周期表和元素周期律推断，下列含氧酸酸性最强的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】根据元素周期律，同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，其最高价含氧酸的酸性也逐渐增强。硅（Si）、磷（P）、硫（S）、氯（Cl）均位于第三周期，原子序数大小关系为：Si<P< S< Cl，则其最高价含氧酸酸性强弱顺序为：<<<，酸性最强； 故选D。 【变式4-3】下列有关F、Cl、Br、I的性质比较中，正确的是 A．稳定性： B．非金属性： C．还原性： D．沸点： 【答案】C 【详解】A．同主族元素从上到下非金属性减弱，对应气态氢化物稳定性随非金属性减弱而降低，故稳定性顺序为，A错误； B．同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，得电子能力减弱，非金属性逐渐减弱，故非金属性顺序为，B错误； C．元素非金属性越强，对应气态氢化物的还原性越弱，结合卤族非金属性递变规律，可知还原性顺序为，C正确； D．卤素单质均为分子晶体，沸点随相对分子质量增大而升高，故沸点顺序为，D错误； 故选C。 ▌题型05 元素周期律的实质 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。 【典例5】下列关于元素周期律的叙述正确的是 A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现 B．随着元素原子序数的递增，元素最高正价从＋1到＋7重复出现 C．随着元素原子序数的递增，元素的最低负价从-7到-1重复出现 D．金属元素无负化合价，随着元素原子序数的递增，元素最低负价从-4到-1重复出现 【答案】D 【详解】A．第一周期原子最外层电子从1到2，则不符合随着元素原子序数的递增，原子最外层电子不是从1到8重复出现，故A错误； B．第一周期、第二周期不符合元素最高正价从+1到+7重复出现，且O、F没有正价，故B错误； C．元素的最低负价没有-7价，最低价为-4价，故C错误； D．金属元素的最外层电子数小于4，容易失去最外层的电子，无负化合价，随着元素原子序数的递增，元素最低负价从-4到-1重复出现，故D正确； 故选D。 【变式5-1】元素的性质呈现周期性变化的根本原因是 A．元素的相对原子质量的递增 B．元素的原子半径呈现周期性变化 C．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化 D．元素的金属性和非金属性呈现周期性变化 【答案】C 【详解】元素的性质呈周期性变化是元素原子的最外层电子排布呈周期性变化的必然结果； 故选C。 【变式5-2】元素周期律的实质是 A．原子半径的周期性变化 B．元素主要化合价的周期性变化 C．原子序数的递增 D．核外电子排布的周期性变化 【答案】D 【详解】元素性质的周期性变化是原子核外电子排布的周期性变化的结果，因此元素周期律的实质是核外电子排布的周期性变化，故选D。 【变式5-3】下列关于元素周期律的叙述中不正确的是 A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次减弱 B．P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强 C．对应离子半径大小顺序为： D．Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱 【答案】A 【详解】A．、、同周期，从左到右金属性依次减弱，对应单核阳离子的氧化性应依次增强，选项描述为依次减弱，A错误； B．、、最高正化合价分别为、、，依次升高，同周期从左到右非金属性依次增强，对应简单气态氢化物稳定性依次增强，B正确； C．离子半径比较规则：电子层结构相同时，核电荷数越大半径越小；电子层数越多半径越大。和均为2层电子，核电荷数，故；和均为3层电子，核电荷数，故，整体顺序为，C正确； D．、、金属性依次减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，D正确； 故选A。 ▌题型06 元素周期表的分区 金属元素与非金属元素的分区及性质递变规律 在分界线附近的元素，既能表现出一定的金属性，又能表现出一定的非金属性。 【典例6】元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法不正确的是 ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 第二周期 第三周期 第四周期 第五周期 第六周期 A．元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系 B．在元素周期表左下角可以寻找制备新型农药材料的元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如、等) D．可在过渡元素中寻找耐高温材料 【答案】B 【详解】A．元素在地壳上的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系，如科学实验发现如下规律：相对原子质量较小的元素在地壳中含量较多，相对原子质量较大的元素在地壳中含量较少等，A正确； B．农药中常含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，它们都位于元素周期表右上角，B不正确； C．在金属与非金属元素的分界线附近的元素，既具有某些金属的性质，又具有某些非金属元素的性质，可在虚线附近寻找半导体材料(如、等)，C正确； D．耐高温材料的熔点高，它们通常为过滤元素构成的合金，所以可在过渡元素中寻找耐高温材料，D正确； 故选B。 【变式6-1】在半导体的发展史中金属锗(Ge)是第一个被广泛使用的半导体材料，它在硅的下一周期，且与硅同主族。下列叙述不正确的是 A．锗位于金属区与非金属区的交界处 B．锗的最高价含氧酸是强酸 C．锗的单质具有半导体的性能 D．热稳定性： 【答案】B 【详解】A．锗是半导体材料，位于金属区和非金属区的交界处，A正确； B．同一主族从上向下非金属性逐渐减弱，非金属性越弱，其最高价氧化物对应的水化物酸性越弱，锗的非金属性比碳弱，碳酸是弱酸，则锗的最高价含氧酸也是弱酸，B错误； C．锗是半导体材料，其单质具有半导体的性能，C正确； D．非金属性越弱，其氢化物越不稳定，锗的非金属性比硅弱，，D正确； 故选B。 【变式6-2】元素周期表中的金属和非金属元素的分界线用虚线表示。下列说法中正确的是 A．虚线的左侧全部是金属元素 B．非金属性最强的元素是氟，其最高价氧化物对应水化物酸性最强 C．第ⅠA族元素的金属性一定强于第ⅡA族元素 D．Si是半导体材料，Ge也可能是半导体材料 【答案】D 【详解】A．虚线的左侧除了氢元素以外，其他全部都是金属元素，A错误； B．非金属性最强的元素是氟，但氟没有正价，B错误； C．同周期第ⅠA族元素的金属性强于第ⅡA元素，且第ⅠA族中的氢元素的金属性弱于第ⅡA元素，C错误； D．Si和Ge都位于金属元素与非金属元素的分界线处附近，Si是半导体，Ge也可能是半导体，D正确； 故选D。 【变式6-3】如图是元素周期表的一部分，下列叙述不正确的是 A．稳定性： B．原子半径： C．酸性： D．Al常温下既能溶于浓硫酸也能溶于氢氧化钠溶液 【答案】D 【详解】A．同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性，非金属性越强气态氢化物越稳定，因此稳定性，A正确； B．电子层数越多原子半径越大，同周期从左到右原子半径逐渐减小，因此原子半径，B正确； C．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性，非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强，因此酸性，C正确； D．常温下遇浓硫酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应进一步进行，不能溶于浓硫酸，仅可溶于氢氧化钠溶液，D错误； 故选D。 ▌题型07 同周期元素性质的变化规律 同周期元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同周期 (左→右) 原子 结构 电子层数 相同 最外层电子数 1个→8个 (第1周期1→2) 原子半径 逐渐减小 元素 性质 原子得电子能力 逐渐增强 原子失电子能力 逐渐减弱 元素的金属性 逐渐减弱 元素的非金属性 逐渐增强 金属单质还原性 逐渐减弱 非金属单质氧化性 逐渐增强 元素的主要化合价 最高正价由＋1→＋7(O、F除外)，最低负价由－4→－1 非金属气 态氢化物 形成 难→易 稳定性 逐渐增强 还原性 逐渐减弱 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐增强 碱性 逐渐减弱 金属阳离子氧化性 逐渐增强 非金属阴离子还原性 逐渐减弱 【典例7】同周期的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应的水化物分别是、、，则下列判断正确的是 A．含氧酸的酸性： B．得电子能力：X>Y>Z C．简单气态氢化物的热稳定性：X<Y<Z D．元素的最低负价的绝对值：X>Y>Z 【答案】B 【分析】同周期的三种元素X、Y、Z，它们的最高价氧化物对应的水化物分别是、、，可知X最高正价为+7、Y最高正价为+6、Z最高正价为+5，X、Y、Z原子序数依次减小，非金属性依次减弱。 【详解】A．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的酸性随非金属性增强而增强，故酸性顺序为，故A错误； B．原子序数，同周期从左到右元素得电子能力逐渐增强，故得电子能力，故B正确； C．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性，元素非金属性越强，简单气态氢化物的热稳定性越强，故热稳定性，故C错误； D．主族元素最高正价与最低负价的绝对值之和为，故、、最低负价绝对值分别为、、，顺序为，故D错误； 故选B。 【变式7-1】不能说明金属性的是 A．碱性 B．相对原子质量 C．阳离子的氧化性 D．与冷水剧烈反应与冷水反应微弱；镁粉与铝粉分别与同浓度稀HCl反应，镁粉比铝粉反应剧烈 【答案】B 【详解】A．根据金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性可以判断元素金属性的强弱，碱性，能说明金属性，A不符合题意； B．元素金属性强弱与相对原子质量无关，所以不能根据相对原子质量判断金属性强弱，B符合题意； C．阳离子的氧化性越弱，其元素的金属性越强，阳离子的氧化性，能说明金属性，C不符合题意； D．能与冷水反应，与冷水反应微弱；镁粉与铝粉分别与同浓度稀反应，镁粉比铝粉反应剧烈，能说明金属性，D不符合题意； 故选B。 【变式7-2】不能用来说明同周期元素性质递变规律的实验是 A．钠与冷水剧烈反应而镁与冷水很难反应 B．氢氧化铝具有两性而硅酸只具有弱酸性 C．氯气和氢气在光照条件下反应而硫和氢气在加热条件下才能反应 D．硫化氢水溶液呈弱酸性而氯化氢水溶液呈强酸性 【答案】D 【详解】A．元素的金属性越强，其单质与水、酸反应越剧烈，可根据单质与水反应的剧烈程度判断元素金属性的强弱，故A正确； B．同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，据此可比较元素非金属性的强弱，故B正确； C．元素的非金属性越强，对应的单质与氢气越容易反应，且反应越剧烈，故C正确； D．元素非金属性的强弱，可根据其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱进行比较，而不能根据对应氢化物的酸性强弱进行比较，故D错误； 故选D。 【变式7-3】不能说明氯元素的非金属性比硫元素的强的事实是 A．两种元素原子的电子层数相同，核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越容易得电子 B．与溶液能发生置换反应 C．Na与、S均能发生化合反应 D．S与Fe反应生成FeS，而与Fe反应生成 【答案】C 【详解】A. S、C1的核外均有3个电子层，则核电荷数越大，最外层电子离核越近，原子越容易得电子，能说明氯元素的非金属性比硫元素的强，A不符合题意； B. ，氧化剂的氧化性强于氧化产物S的氧化性，说明非金属性Cl强于S，B不符合题意； C. Na与、S均能发生化合反应只能说明、S均具有氧化性，而不能比较其氧化性强弱，故无法说明氯元素的非金属性比硫元素的强，C符合题意； D. S与Fe反应生成FeS，而与Fe反应生成，说明的氧化性强于S，则氯元素的非金属性比硫元素的强，D不符合题意； 故选C。 ▌题型08 同主族元素性质的变化规律 同主族元素性质的递变规律(稀有气体除外) 内容 同主族 (上→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 逐渐减弱 原子失电子能力 逐渐增强 元素的金属性 逐渐增强 元素的非金属性 逐渐减弱 金属单质还原性 逐渐增强 非金属单质氧化性 逐渐减弱 元素的主要化合价 最高正价数＝主族序数(O、F除外) 非金属气 态氢化物 形成 易→难 稳定性 逐渐减弱 还原性 逐渐增强 最高价氧化 物的水化物 酸性 逐渐减弱 碱性 逐渐增强 金属阳离子氧化性 逐渐减弱 非金属阴离子还原性 逐渐增强 【典例8】下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是 A．原子半径： B．单质与水反应的剧烈程度： C．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 D．最高价氧化物对应水化物的碱性： 【答案】C 【详解】A．同主族元素从上到下电子层数递增，原子半径逐渐增大，因此原子半径，A正确； B．同主族元素从上到下金属性逐渐增强，单质与水反应的剧烈程度随金属性增强而增大，的金属性强于，因此反应剧烈程度，B正确； C．的金属性较弱，在氧气中燃烧只生成普通氧化物，不会生成过氧化物，并非所有碱金属单质在氧气中燃烧均生成过氧化物，C错误； D．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，的金属性强于，因此碱性，D正确； 故选C。 【变式8-1】下列有关卤族元素及其化合物的说法错误的是 A．它们的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多 B．与暗处能剧烈化合并发生爆炸，生成的HF很稳定 C．氯、溴、碘元素氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱 D．是深红棕色液体，是紫黑色固体 【答案】C 【详解】A．卤族元素属于同主族元素，从上到下核电荷数逐渐增加，原子核外电子层数随核电荷数增加而增多，A正确； B．F是非金属性最强的卤族元素，氧化性极强，与在暗处就能剧烈化合发生爆炸，且非金属性越强对应简单氢化物越稳定，故HF很稳定，B正确； C．只有氯、溴、碘的最高价氧化物对应的水化物酸性才随非金属性减弱逐渐减弱，选项未指明是最高价态的氧化物对应的水化物，说法错误，C错误； D．常温下为深红棕色液体，为紫黑色固体，符合卤素单质的物理性质规律，D正确； 故选C。 【变式8-2】下列有关元素周期表的叙述正确的是 A．ⅤA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子 B．第ⅦA族元素从上到下，其阴离子的还原性逐渐增强 C．同主族元素从上到下，单质的熔点逐渐降低 D．在金属与非金属分界处寻找耐高温和耐腐蚀的合金元素 【答案】B 【详解】A．ⅤA族元素同主族从上到下原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引能力减弱，失电子能力增强、得电子能力减弱，半径越大越难得到电子，A错误； B．第ⅦA族元素从上到下非金属性逐渐减弱，单质氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强，B正确； C．碱金属从上到下单质熔点逐渐降低，卤族单质从上到下熔点逐渐升高，并非所有同主族都符合该规律，C错误； D．金属与非金属分界处可寻找半导体材料，耐高温耐腐蚀的合金元素应在过渡金属区域寻找，D错误； 故选B。 【变式8-3】2016年IUPAC命名117号元素为Ts，其最外层电子数为7，下列说法不正确的是 A．Ts原子核外共有七个电子层 B．Ts的最高化合价为价 C．Ts的同位素原子具有相同的质量数 D．Ts在同族元素中非金属性最弱 【答案】C 【详解】A．周期序数等于原子核外电子层数，Ts位于第七周期，故原子核外有七个电子层，A正确； B．Ts最外层电子数为7，故其最高化合价为价，B正确； C．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，质量数等于质子数与中子数之和，故Ts的同位素原子质量数不同，C错误； D．同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，Ts位于第ⅦA族最下方，故其在同族元素中非金属性最弱，D正确； 故选C。 ▌题型09 元素周期表和元素周期律的应用 1．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，可推知碱性：＞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)为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．在科技生产中的应用 【典例9】（24-25高一上·内蒙古包头·期末）下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是 A．酸性： B．碱性： C．热稳定性： D．原子半径大小： 【答案】A 【详解】A．不是S的最高价氧化物对应水化物，不是Cl的最高价氧化物对应水化物，元素周期律仅可用于比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，该酸性顺序不能用元素周期律解释，A符合题意； B．K、Na、Li位于同一主族，从上到下金属性逐渐增强，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性，能用元素周期律解释，B不符合题意； C．同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，故非金属性；非金属性越强，简单氢化物热稳定性越强，因此热稳定性，能用元素周期律解释，C不符合题意； D．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，故原子半径，因此原子半径，能用元素周期律解释，D不符合题意； 故选A。 【变式9-1】元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法错误的是 A．Ca和Mg位于第ⅡA族，碱性：Ca(OH)2>Mg(OH)2 B．N和C原子核外电子层数相同，则酸性：HNO3>H2CO3 C．O、S为同主族元素，因此氧元素的主要化合价有-2、+4、+6 D．常温下，形状和大小相同的Mg、Al与浓度相同的盐酸反应，Mg更剧烈 【答案】C 【详解】A．同主族元素从上到下金属性逐渐增强，金属性，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性，A正确； B．和原子核外电子层数相同，属于同周期元素，同周期从左到右非金属性逐渐增强，非金属性，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故酸性，B正确； C．的非金属性很强，主要化合价为-2价，不存在+4、+6的常见化合价，C错误； D．金属性，金属性越强，与相同浓度盐酸反应的速率越快、反应越剧烈，故反应更剧烈，D正确； 故选C。 【变式9-2】根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，所得结论不合理的是 A．和都难溶于水，因此，同主族Sr形成的也难溶于水 B．同主族Si、Ge是半导体材料，第IVA族的元素的单质都可作半导体材料 C．HCl在时分解，HI在时分解，故HBr的分解温度介于二者之间 D．Si与高温下反应，与光照化合，因此，S与在加热时能反应 【答案】B 【详解】A．、、均为第ⅡA族元素，同主族元素性质相似，和都难溶于水，因此也难溶于水，A正确； B．只有位于金属与非金属分界线附近的元素单质可作半导体材料，第ⅣA族中（金刚石为绝缘体、石墨为导体）、（金属导体）等不能作半导体材料，因此“第ⅣA族元素的单质都可作半导体材料”的推测错误，B错误； C．元素非金属性越强，对应简单氢化物越稳定、分解温度越高，非金属性，则稳定性，故的分解温度介于和之间，C正确； D．同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，单质与化合越来越容易，非金属性，因此与在加热时能反应，D正确； 故选B。 【变式9-3】根据元素周期律，下列推测不合理的是 选项 事实 推测 A． Mg与冷水较难反应，Ca与冷水较易反应 Ba与冷水更易反应 B． NaOH是强碱，是两性氢氧化物 是中强碱 C． HCl约在1500℃分解，HI约在300℃分解 HBr的分解温度介于二者之间 D． 是弱酸，是强酸 (亚磷酸)是中强酸 A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】A．、、、同主族，从上到下金属性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增大，根据与冷水难反应、与冷水较易反应，可推测与冷水更易反应，A正确； B．、、同周期，从左到右金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，根据是强碱、是两性氢氧化物，可推测是中强碱，B正确； C．、、同主族，从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物稳定性逐渐减弱，根据在分解、在分解，可推测的分解温度介于二者之间，C正确； D．元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，中为价，不是的最高价含氧酸，不能用上述递变规律推测其酸性，推测不合理，D错误； 故选D。 ▌题型10 元素“位—构—性”关系推断 【典例10】（25-26高一上·内蒙古赤峰·期末）均为短周期主族元素，在元素周期表中的相对位置如图，为空气含量最高的元素，与同周期且是同周期中原子半径最大的元素。下列说法正确的是 A．最高正价： B．简单氢化物的酸性： C．单质与的单质加热时反应，生成不同的产物，其阳离子与阴离子个数比均为 D．构成的简单氧化物，其中电子数均为10 【答案】B 【分析】是空气含量最高的元素，故为；结合周期表位置，第二周期的为、为、为；第三周期在下方为，在下方为；是第三周期原子半径最大的主族元素，故为。 【详解】A．无最高正价（最高仅为+2价），最高正价为+5，最高正价为+4，最高正价顺序为，A错误； B．（）的简单氢化物为（强酸），（）的简单氢化物为（弱酸），酸性，B正确； C．与加热生成，阳离子与阴离子个数比为，C错误； D．上述元素的简单氧化物如电子数为、电子数为，D错误； 故选B。 【变式10-1】（24-25高一上·吉林·期末）短周期主族元素X、Y、Z、W、R，它们的原子序数依次增大，X是主族元素中原子半径最小的元素，Y、R同主族且R原子核电荷数等于Y原子核电荷数的2倍，Z、W原子的最外层电子数之和与Y、R原子的最外层电子数之和相等。下列说法不正确的是 A．原子半径：r(Y)>r(Z) B．W、R的最高价氧化物对应水化物的酸性：W<R C．X与Y只能形成一种化合物 D．Y、Z、W、R的简单氢化物的热稳定性：W<R<Y<Z 【答案】C 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、R，它们的原子序数依次增大，X是原子半径最小的元素，则X为H元素；Y、R同主族且R原子核电荷数等于Y原子核电荷数的2倍，Y、R分别处于第二、第三周期，设Y的核电荷数为a，则2a=a+8，解得a=8，故Y为O元素、R为S元素；Z、W原子的最外层电子数之和与Y、R原子的最外层电子数之和相等，即Z、W最外层电子数之和为12，则二者只能分别为VA、ⅦA元素中的一种，而原子序数Z＜W＜R(硫)，故Z为F元素、W为P元素。 【详解】A．Y为O、Z为F，同周期自左而右原子半径减小，故原子半径：r(Y)＞r(Z)，选项A正确； B．同周期自左而右非金属性递增，非金属性越强、最高价氧化物对应水化物的酸性越强，W为P、R为S，非金属性P＜S，故最高价氧化物的水化物酸性：W＜R，选项B正确； C．X为H、Y为O，二者可以形成H2O、H2O2，选项C错误； D．非金属性越强、简单氢化物越稳定，Y为O、Z为F、W为P、R为S，非金属性F＞O＞S＞P，故氢化物稳定性：Z＞Y＞R＞W，选项D正确； 故选C。 【变式10-2】（24-25高一上·辽宁沈阳·期末）由短周期元素W、X、Y组成的一种矿物化学式为，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。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是 A．原子半径大小为 B．W、X组成的化合物只有1种 C．X的常见化合价有、 D．W的单质只有2种同素异形体 【答案】C 【分析】短周期元素W、X、Y原子序数依次增大，与电子层结构相同，可知二者为10电子微粒，为，为；矿物化学式为，溶于稀盐酸有无色无味气体生成，可知该矿物为，为，生成的气体为，据此分析。 【详解】A．一般来说，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，原子半径顺序为，A错误； B．和可组成、等化合物，不止1种，B错误； C．的常见化合价有-2（如）、-1（如），C正确； D．的单质有金刚石、石墨、、石墨烯等多种同素异形体，不止2种，D错误； 故选C。 【变式10-3】（25-26高一上·黑龙江佳木斯·期末）X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的不同主族短周期元素，X是地壳中含量最多的元素，Y在短周期主族元素中原子半径最大，Z的原子最外层电子数是K层电子数的2倍，下列说法错误的是 A．最高正化合价： B．Z的单质常用于制作半导体材料 C．简单离子半径： D．Y、M分别和X可组成多种化合物 【答案】A 【分析】X是地壳中含量最多的元素即为氧；Y在短周期主族元素中原子半径最大即为钠；Z的原子最外层电子数是K层电子数的2倍，且原子序数介于Y和M之间，Z为硅；由于X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的不同主族短周期元素，因此M只能是磷，N则为氯，据此分析： 【详解】A．最高正化合价：N为氯（+7价），X为氧，无最高正价，M为磷（+5价），Z为硅（+4价），选项最高正化合价顺序不成立，A错误； B．Z为硅，单质硅是常用的半导体材料，B正确； C．简单离子半径：N（）具有3层电子，半径最大，X（）具有2层电子，Y（）具有2层电子，核电荷数更大半径更小，因此简单离子半径排序为>>，C正确； D．Y（钠）与X（氧）可组成等化合物，M（磷）与X（氧）可组成等化合物；D正确； 故选A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $