4.2.1元素性质的周期性变化规律（习题）-【名课堂精选】2022-2023学年高一化学同步精品备课系列（人教版2019必修第一册）（解析版）

第二节元素周期律基础巩固第1课时元素性质的周期性变化规律1.下列说法正确的是(　　)。A.原子序数越大,原子半径一定越大B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高【答案】C【解析】主族元素原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A项错误。氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径r(Li)>r(Cl),故B项错误。元素性质的周期性变化不是简单的重复,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C项正确。氟是最活泼的非金属元素,它只有负化合价,没有正化合价;氧的非金属性也很强,中学阶段一般只讲负化合价,故D项错误。2．（2022·上海市宝山中学高一阶段练习）下列微粒半径大小关系正确的是A．B．C．、D．【答案】D【解析】A．同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径由大到小的顺序为碘、溴、氯、氟，A错误；B．同周期元素，从左至右，原子半径依次减小，原子半径由大到小顺序为，B错误；C．同种元素的微粒，核外电子数越多，半径越大，钠原子半径大于钠离子，C错误；D．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子，D正确；故选D。3.下列不能说明钠的金属性比镁强的事实是(　　)。A.钠的最高化合价为+1价,镁的最高化合价为+2价 B.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强C.钠与冷水反应剧烈,镁与冷水反应缓慢D.在熔融状态下,钠可以从MgCl2中置换出镁【答案】A【解析】金属性是指元素原子失去电子的能力,与失电子数的多少无关,A项错误。金属性强弱的证明方法常有:最高价氧化物对应水化物的碱性强弱(B项)、单质与水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度(C项)、单质之间的置换反应(D项)等,所以B、C、D三项均正确。4．（2022·江苏徐州·高二期中）判断氮的非金属性比磷强，不可依据的事实是A．常温下氮气是气体，磷是固体B．稳定性：C．酸性：D．在空气中不能燃烧，而可燃【答案】A【解析】A．元素的非金属性与单质的熔沸点无关，故选A；    B．元素的非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，稳定性：，说明氮的非金属性比磷强，故不选B；C．元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，酸性：，说明氮的非金属性比磷强，故不选C；D．在空气中不能燃烧，而可燃，可知的还原性大于，说明氮的非金属性比磷强，故不选D；选A。5．（2022·河北·石家庄二中高二阶段练习）X、Y、Z、R、T为短周期主族元素，其中R原子的最外层电子数是电子层数的2倍；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Y与T同主族。五种元素原子半径与原子序数之间的关系如图所示。下列推断正确的是A．Z2Y和Z2Y2的阴阳离子个数比相同 B．简单氢化物的稳定性：Y＜TC．最高价氧化物对应水化物的酸性：T＜RD．由X、Y、Z、T四种元素组成的常见化合物溶液显酸性【答案】AD【解析】X、Y、Z、R、T为短周期主族元素，结合原子序数和原子半径的关系分析，X为第一周期，为氢元素，R、Y为第二周期，Z、T为第三周期。其中R原子的最外层电子数是电子层数的2倍，为碳元素；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，则Y为氧元素，Z为钠元素，Y与T同主族，则T为硫元素。即X为H，Y为O，Z为Na，R为C，T为S。A．氧化钠和过氧化钠中阴阳离子个数比都为1：2，故A正确；B．氧的非金属性比硫强，所以水的稳定性大于硫化氢，故B错误；C．最高价氧化物对应的水化物分别为碳酸和硫酸，硫酸酸性强与碳酸，故C错误；D．由氢、氧、钠、硫四种元素组成的化合物可能为硫酸氢钠或亚硫酸氢钠，都为酸性，故D正确；故选AD。6．（2022·辽宁沈阳·高三阶段练习改编）如图是部分短周期元素原子序数与主要化合价的关系图，X、Y、Z、Q、W、R是其中的六种元素。下列说法不正确的是（   ）A．H2O比H2S更稳定B．B．元素周期表中33号元素与Z同族C．最高价氧化物对应水化物的酸性：R>WD．单质与水(或酸)反应的剧烈程度：Y>Z【答案】B【解析】根据图形，X、Y、Z、Q、W、R原子序数依次增大，X元素只有-2价，为O元素；Y元素只有+1价，为Na元素；Z元素只有+3价，为Al元素；Q最高+5价，最低-3价，为P元素；W最高+6价，最低-2价，为S元素；R最高+7价，最低-1价，为Cl元素。A．因为非金属性：O>S，所以H2O比H2S更稳定，A选项正确； B．33号元素是砷，最外层有5个电子，为第VA族元素，与Al（IIIA族）不处于同一族，B选项错误；C．R和W对应的最高价氧化物的水化物分别为：HClO4和H2SO4，非金属性：Cl>S，则酸性：HClO4>H2SO4，C选项正确；D．金属性：Na>Al，单质与水(或酸)反应的剧烈程度：Na>Al，D选项正确；答案选B。7．（2022·河北·石家庄二中高二阶段练习）Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是A．非金属性：X＞QB．Y为铝C．简单氢化物的沸点：Z＞QD．最高价含氧酸的酸性：Z＞Y【答案】D【解析】Q、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Q与X、Y、Z不在同一周期，Y原子最外层电子数为Q原子内层电子数的2倍，则Q应为第二周期元素，X、Y、Z位于第三周期，Y的最外层电子数为4，则Y为Si元素；X、Y相邻，且X的原子序数小于Y，则X为Al元素；Q、X、Y、Z的最外层电子数之和为19，则Q、Z的最外层电子数之和为19-3-4=12；主族元素的最外层电子数最多为7，若Q的最外层电子数为7，Q为F元素，Z的最外层电子数为5，Z为P元素；若Q的最外层电子数为6，则Q为O元素，则Z的最外层电子数为6，Z为S元素，若Q的最外层电子数为5，Q为N元素，Z的最外层电子数为7，Z为Cl元素，以此分析解答。根据分析可知：Q为N元素或O元素或F元素，X为Al元素，Y为Si元素，Z为Cl元素或S元素或P元素。A．同周期主族元素从左向右元素的非金属性逐渐增强；同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性：X＜Q，A错误；B．根据上述分析可知：X是Al元素，Y是Si元素，B错误；C．Q为N元素或O元素或F元素，Q的氢化物可能是NH3、H2O、HF，它们的分子间含有氢键，导致其沸点较高，而HCl分子之间只存在分子间作用力，故简单氢化物的沸点Z＜Q，C错误；D．元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，P、S、Cl的非金属性均强于Si，则最高价含氧酸的酸性：Z＞Y，D正确；故合理选项是D。8．已知P、S、Cl、As、Br五种元素在元素周期表中的位置如图所示。下列比较关系正确的是()PSClAsBr A．原子半径：As>Cl>PB．热稳定性：HCl>AsH3>HBrC．还原性：As3－>S2－>Cl－D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4【答案】C【解析】A项，原子半径：As>P>Cl，A项错误；B项，非金属性：Cl>Br>As，热稳定性：HCl>HBr>AsH3，B项错误；C项，非金属性：Cl>S>As，对应阴离子的还原性：As3－>S2－>Cl－，C项正确；D项，非金属性：S>P>As，其最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4>H3PO4>H3AsO4，D项错误。9．根据元素周期表中1~20号元素的性质和递变规律，填写下列空白。（1）属于金属元素的有_____种，属于稀有气体元素的有_____(填元素符号，下同)。（2）第三周期中，原子半径最大的元素是(稀有气体元素除外)_____。（3）推测、N的非金属性强弱：_____大于_____。（4）第三周期中金属性最强的元素与氧气反应，生成的化合物有_____(写出两种化合物的化学式)。【答案】（1）7He、Ne、Ar（2）Na（3）NSi（4）Na2O、Na2O2【解析】（1）元素周期表中1~20号元素属于金属元素的有Li、Be、Na、Mg、Al、K、Ca共7种；属于稀有气体元素的有He、Ne、Ar共3种。（2）同周期原子半径随核电荷数增大而减小，第三周期中，原子半径最大的元素是(稀有气体元素除外)Na。（3）同周期元素非金属性随核电荷数增大而增强，则非金属性强弱：N>C，同主族元素非金属性随核电荷数增大而减弱，则非金属性强弱：C>Si，故非金属性强弱：N>Si。（4）第三周期中金属性最强的元素是Na，与氧气反应生成的化合物有Na2O、Na2O2。10．（2022·河南新乡期末）某同学为了验证元素周期律相关的结论，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象。实验方案实验现象①将氯气通入Na2S溶液中有淡黄色固体(S)生成②将一小块金属镁，用砂纸磨去表面的氧化膜后，放入试管中，加入2现象I：无明显变化现象II：金属镁逐渐溶解，有气体生成 mL水，观察现象，记录为现象I，过一会儿，加热试管至液体沸腾，观察现象，记录为现象II③将溴水滴入NaI溶液中，充分反应后加入淀粉溶液溶液变蓝④将一小块金属钠放入冷水中钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，逐渐消失回答下列问题：（1）实验①相关反应的离子方程式为___________________________。由实验①可知，C1、S的非金属性由强到弱的顺序为____________(用元素符号表示，下同)。由实验③可知，Br、I的非金属性由强到弱的顺序为_____________。（2）由实验②和实验④知，碱性：NaOH________(填“＞”或“＜”)Mg(OH)2。（3）实验结论：同主族元素自上而下，元素的非金属性逐渐___________(填“增强”或“减弱”，下同)；同周期元素，原子序数逐渐增大，金属性逐渐___________，非金属性逐渐___________。由此可知：H2SiO3、H3PO4、H2SO4、HClO4的酸性由强到弱的顺序为_____________________________________(填化学式，下同)；常见氢化物NH3、H2O、HF、H2S中稳定性最强的是________。【答案】（1）S2－＋Cl2＝2C1－＋S↓Cl＞SBr＞I（2）＞（3）减弱减弱增强④HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3⑤HF【解析】（1）将氯气通入Na2S溶液中，氯气将S2－氧化成S单质，离子方程式为S2－＋Cl2＝2C1－＋S↓，单质氧化性越强，元素非金属性越强，故非金属性Cl＞S；③将溴水滴入NaI溶液中，充分反应后加入淀粉溶液，溶液变蓝，说明溴将I－氧化成I2，非金属性Br＞I；（2）实验②现象可以表明Mg与冷水不反应，与热水反应，实验④Na与冷水剧烈反应，由方案②和方案④中反应的剧烈程度可知，Na与水反应比Mg与水反应更剧烈，则金属性Mg＜Na，由此可知，碱性：NaOH＞Mg(OH)2；（3）由实验分析可知，非金属性Br＞I，由此得出同主族元素自上而下，元素的非金属性逐渐减弱；同周期元素金属性Mg＜Na，原子序数逐渐增大，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强；同周期元素原子序数逐渐增大，非金属性逐渐增强，非金属性Si＜P＜S＜Cl，非金属性越强酸性越强，故酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3；非金属性F＞O＞N＞S，元素非金属性越强简单氢化物越稳定，故稳定性最强的是HF。 能力提升11．（2022·四川·邻水实验学校高一阶段练习）下列结论正确的是①微粒半径：S2-＞Cl-＞K+＞Al3+②氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4③离子的还原性：S2-＞Cl-＞Br-＞I-④氧化性：Cl2＞S＞Se＞Te⑤酸性：HClO＞H2SO4＞H3PO4＞H2CO3⑥非金属性：O＞N＞P＞Si⑦金属性：Be＞Mg＞Ca＞KA．①②④⑥B．①④⑥C．①③D．⑤⑥【答案】A【解析】①K＋、S2-、Cl-原子核外电子排布相同，核电核数S2-＜Cl-＜K+，具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，半径越小，则半径S2-＞Cl-＞K+，离子的原子核外电子层数越多，半径越大，Al3+核外电子层数最小，则半径最小，则有S2-＞Cl-＞K+＞Al3+，故①正确；②非金属性：F＞Cl＞S＞P＞Si，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则氢化物的稳定性：HF＞HCl＞H2S＞PH3＞SiH4，故②正确；③非金属性：Cl＞Br＞I＞S，元素的非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，则还原性：Cl-＜Br-＜I-＜S2-，故③错误；④非金属性：Cl＞S＞Se＞Te，元素的非金属性越强，对应单质的氧化性越强，则氧化性：Cl2＞S＞Se＞Te，故④正确；⑤非金属性：S＞P＞C，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，则酸性：H2SO4＞H3PO4＞H2CO3，又H2CO3酸性大于HClO，则有酸性：H2SO4＞H3PO4＞H2CO3＞HClO，故⑤错误；⑥因同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，则有O＞N、P＞Si，同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则N＞P，所以有非金属性：O＞N＞P＞Si，故⑥正确；⑦因同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱，则金属性： Ca＜K，同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强，则Be＜Mg＜Ca，则Be＜Mg＜Ca＜K，故⑦错误；故正确的有①②④⑥，故A正确；故选A12．（2022·内蒙古·赤峰二中高三阶段练习）如表所示为部分短周期元素的原子半径及主要化合价，根据表中信息判断。以下叙述正确的是元素代号ABCDE原子半径/nm0.1600.1430.1020.0710.099 主要化合价+2+3+6、-2-1-1A．气态氢化物的稳定性：D＜CB．E的氧化物对应水化物均为强酸C．A、B简单离子的氧化性强弱关系为：B3+＜A2+D．C、E形成的简单离子半径大小关系为：C2-＞E-【答案】D【解析】短周期元素中，C主要化合价为+6、-2，则其为S元素；A显+2价，原子半径比S大，则A为Mg；B显+3价，原子半径比Mg小，则B为Al；由D、E的原子半径及化合价，可确定D为F、E为Cl。从而得出A、B、C、D、E分别为Mg、Al、S、F、Cl。A．C、D分别为S、F，非金属性S＜F，则气态氢化物的稳定性：HF＞H2S，A不正确；B．E的氧化物对应水化物中，HClO、HClO2均为弱酸，B不正确；C．A、B分别为Mg、Al，金属性Mg＞Al，则简单离子的氧化性强弱关系为：Al3+＞Mg2+，C不正确；D．C、E分别为S、Cl，S与Cl为同周期元素，S的原子序数比Cl小，则形成的简单离子半径大小关系为：S2-＞Cl-，D正确；故选D。13.（2022·福建省惠安第一中学高三期中）W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。W、X、Y组成的一种化合物如图。下列说法正确的是A．四种元素中X的原子半径最大，简单离子半径最小B．最高化合价：Z>Y=W>XC．氧化物对应水化物的酸性：Z>YD．气态氢化物的稳定性：Y>Z【答案】A【解析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素。根据W、X、Y组成的化合物的结构图可知，W和Y为第ⅥA族元素，所以W为O，Y为S，则Z为Cl；X能形成+1价离子，则X为Na。A．一般地，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，质子数越多，半径越小。所以四种元素中Na的原子半径最大，简单离子半径最小，故A正确；B．S的最高正价为+6价，O没有+6价，故B错误；C．最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4>H2SO4，没有指明最高价，如HClO的酸性弱于H2SO4，故C错误； D．非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，同周期元素从左到右，非金属性逐渐增强，所以HCl的稳定性强于H2S，故D错误；故选A。14．（2022·天津市第四十七中学高三期中）元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列判断不正确的是A．的分子空间结构为直线形B．简单离子半径顺序为：C．Z与Q的单质分别与铁燃烧后的产物化学式分别为和D．R的最高价氧化物对应的水化物的碱性比Y的强【答案】B【解析】元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，由原子半径和最外层电子数之间的关系可知，X最外层4个电子，Z最外层6个电子，Q最外层7个电子，Y、R的最外层均为1个电子，结合半径的大小关系可知，X为C，Y为Na，Z为S，Q为Cl，R为K，据此分析解答。A．的分子空间结构与类似，为直线形，故A正确；B．Na+为两个电子层，半径最小，S2-、Cl-、K+均有三个电子层，核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，则简单离子半径顺序为：，故B错误；C．S单质氧化性较弱，氯气氧化性强，S与氯气分别与铁燃烧后的产物化学式分别为和，故C正确；D．金属性越强，其对应的最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，金属性：，故K的最高价氧化物对应的水化物的碱性比Na的强，故D正确；故选B。15．（2022·陕西·渭南市尚德中学高一阶段练习）如图是元素周期表的一部分，回答下列问题： (1)元素Ga在元素周期表中的位置为：第_______周期第_______族。(2)Sn的最高正价为_______，Cl的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_______，Bi的最高价氧化物的化学式为_______。(3)根据元素周期律，推断：①阴影部分元素氢化物热稳定性最高的是_______(填元素符号)。②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4_____H2SeO4(填“>”或“＜”下同)。③氢化物的还原性：H2O_______H2S。【答案】(1)    四    IIIA(2)    +4    HClO4    Bi2O5(3)    F    ＜    ＜【解析】（1）B元素位于第二周期第ⅢA族，和它同主族的相差两个电子层的是元素，位于第四周期第ⅢA族。（2）碳、锡同为第ⅣA族元素，其最外层均有4个电子，所以的最高价为价；最外层有7个电子，其最高价为价，最高价氧化物对应的水化物为；的最外层有5个电子，其最高价氧化物为。（3）①阴影部分为卤族元素，同主族元素从下往上，元素的非金属性逐渐增强，故卤族元素中F的非金属性最强，其对应的氢化物热稳定性最强；②同周期主族元素，随着原子序数的递增，元素的非金属性增强，其最高价氧化物对应的水化物酸性也增强，所以的酸性小于。③氧的非金属性大于硫，则对应氢化物的还原性，H2O小于H2S。