高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律优秀当堂检测题

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第二节　元素周期律第1课时　元素性质的周期性变化规律一、1～18号元素性质的周期性变化规律1．原子核外电子排布的周期性变化(1)原子核外最外层电子数与原子序数变化的关系图(2)规律：随着原子序数的递增，同周期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(1)元素的原子半径与原子序数变化的关系图(2)规律：随着原子序数的递增，同周期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(1)元素化合价与原子序数变化的关系图(2)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：＋1到＋7(O无最高正价、F无正价)，最低负价：－4到－1。元素周期律(1)元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性的变化。(2)元素的性质包括：原子半径、主要化合价、金属性、非金属性等。(3)元素周期律的实质是元素原子的核外电子排布发生周期性变化的必然结果。1．从钠元素到氯元素原子半径为什么呈现由大到小的变化规律？2．根据推测该元素的最高正价和最低负价的数值。3．在水溶液中，YO和S2－发生反应的离子方程式如下：YO＋3S2－＋6H＋===Y－＋3S↓＋3H2O(1)YO中Y元素的化合价为________价。(2)Y元素原子的最外层电子数是________。(3)比较S2－和Y－的还原性：____________。二、第三周期元素性质的递变1．钠、镁、铝元素金属性的递变规律(1)钠、镁元素金属性的强弱①该实验加热前，镁条表面附着了少量无色气泡，加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，滴加酚酞溶液变为粉红色。该实验说明镁与冷水几乎不反应，能与热水反应，反应的化学方程式为Mg＋2H2OMg(OH)2＋H2↑。②由上述实验可知，镁和水反应不如钠和水反应剧烈。(2)镁、铝元素金属性的强弱　①实验甲中a、b两支试管中沉淀逐渐溶解，最终完全消失，对应的离子方程式分别为：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O、Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。由上述反应可知Al(OH)3为两性氢氧化物。②实验乙中a试管中沉淀溶解，b试管中沉淀不溶解，a试管中反应的离子方程式为：Mg(OH)2＋2H＋===Mg2＋＋2H2O。③由上述实验可知钠、镁、铝的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3。(3)钠、镁、铝的金属性由强到弱的顺序为Na＞Mg＞Al。2．硅、磷、硫、氯的非金属性的递变规律 SiPSCl最高价氧化物对应水化物的酸性[来源:学*科*网]H2SiO3：弱酸[来源:学科网][来源:学。科。网Z。X。X。K]H3PO4：中强酸[来源:学_科_网]H2SO4：强酸HClO4：强酸[来源:学_科_网]酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3结论Si、P、S、Cl的非金属性逐渐增强 3.同周期元素性质递变规律同一周期从左到右，元素金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。1．元素原子得失电子的能力与原子的____(填序号)有关：①质子数(核电荷数)　②中子数　③质量数　④核外电子数　⑤最外层电子数　⑥电子层数2．在第三周期元素中，除稀有气体元素外：(1)原子半径最小的元素是________(填元素符号)。(2)金属性最强的元素是________(填元素符号)。(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是__________(用化学式回答，下同)。(4)最不稳定的气态氢化物是________。(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是________。(6)氧化物中具有两性的是________。
随堂练习：1.下列叙述中错误的是(　　)A.原子半径:Na>Si>ClB.酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4C.金属性:Na>Mg>AlD.稳定性:HCl<H2S<SiH42.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)A.Al(OH)3Al B.Al2O3Al(OH)3C.AlAl D.Al3+Al(OH)33.下列事实不能用元素周期律解释的只有(　　)A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3B.酸性:H2CO3>H2SiO3C.碱性:NaOH>LiOHD.热稳定性:HF>HBr4.(双选)(2020天津耀华中学高一期末)已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是(　　)A.质子数:c<dB.离子的还原性:Y2->Z-C.氢化物的稳定性:H2Y>HZD.原子半径:X<W5.下列说法正确的是(　　)A.第二周期元素从C到F,非金属性逐渐减弱B.第三周期元素从Na到Cl,原子半径逐渐增大C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D.LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强6.元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同,且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为(　　)A.Al B.P C.Ar D.K7.(2020辽宁抚顺六校协作体高一期末)2019年是门捷列夫发现元素周期律150周年。某学习小组同学为探究同周期或同主族元素性质的递变规律,分别设计了如下实验:Ⅰ.将少量等质量的钾、钠、镁、铝分别投入到足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:(1)上述金属中与盐酸反应最剧烈的是　　　　　。 A.钾 B.钠C.镁 D.铝(2)上述金属中与盐酸反应生成相同条件下的气体最多的是　　　　　。 A.钾 B.钠C.镁 D.铝Ⅱ.利用下图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律:现要证明非金属性:Cl>I。在A中加浓盐酸,C中加淀粉碘化钾混合溶液,B中加某试剂。常温下,通过合理操作,观察到C中溶液变蓝的现象,即可证明。请结合装置回答下列问题:(3)B中可加入　　　　　。 A.MnO2固体 B.KMnO4固体C.浓硫酸 D.大理石(4)仪器A的名称是　　　　　。 A.普通漏斗 B.长颈漏斗C.分液漏斗 D.容量瓶(5)从环境保护的角度考虑,此装置尚缺少尾气处理装置,可用　　　吸收尾气。 A.澄清石灰水 B.KBr溶液C.浓硫酸 D.NaOH溶液
课后作业：
1.下列排列顺序不正确的是(　　)A.原子半径:钠>硫>氯B.最高价氧化物的水化物的酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4C.最高正化合价:氯>硫>磷D.热稳定性:碘化氢>溴化氢>氯化氢答案D解析钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,最外层电子数逐渐增多,最高正化合价逐渐增大,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱。因为非金属性Cl>Br>I,所以气态氢化物的热稳定性HCl>HBr>HI,D项错误。2.R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素,下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)(　　)A.若R(OH)n为强碱,则W(OH)n+1也为强碱B.若HnXOm为强酸,则Y是活泼非金属元素C.若Y的最低化合价为-2,则Z的最高正化合价为+6D.若X的最高正化合价为+5,则五种元素都是非金属元素答案B解析短周期元素中,除第ⅠA族外不存在其他可形成强碱的元素,A错;X元素的氧化物对应的水化物HnXOm是强酸,说明X是活泼非金属,而Y和X在同一周期且位于X的右边,Y的非金属性比X的非金属性更强,因此B正确;当Y为氧时,Z为氟,氟没有正价,当Y为硫时,Z为氯,氯的最高正价为+7,因此C错;当元素位于第三周期时,X为磷,R为铝,铝是金属元素,D错。3.Mg、Ca、Sr、Ba是按原子序数由小到大的顺序排列的第ⅡA族元素。已知:①Mg(OH)2难溶于水,而Ca(OH)2微溶于水;②MgSO4溶于水,而CaSO4微溶于水。下列推测中,不正确的是(　　)A.Sr(OH)2溶解于水B.SrSO4易溶于水C.BaSO4不溶于水D.Ba(OH)2比Ca(OH)2更易溶于水答案B解析①说明随原子序数增加对应氢氧化物水溶性逐渐增强,A、D正确;②说明随原子序数增加对应硫酸盐水溶性逐渐减弱,所以B错误,C正确。4.元素X、Y、Z原子序数之和为36,X、Y在同一周期,X+与Z2-具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是(　　)A.同周期元素中X的金属性最强B.原子半径X>Y,离子半径X+>Z2-C.同族元素中Z的氢化物稳定性最高D.同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强答案B解析分析题给条件可推知:X是钠(Na)、Y是氯(Cl)、Z是氧(O)。X(Na)与Y(Cl)同周期,原子半径X>Y,但X+(Na+)与Z2-(O2-)电子层结构相同,根据电子层结构相同,核电荷数越小,半径越大,故离子半径X+<Z2-。5.(2020河南林州一中高一调研)依据元素周期表及元素周期律,下列推断正确的是(　　)A.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强B.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:R>MC.同主族元素从上到下,单质的熔点逐渐降低D.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小答案D解析非金属性:Cl>Br>I,所以HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,A错误;核外电子排布相同的离子,核外电子数相等,假设M原子的核电荷数为a,R原子的核电荷数为b,即a-1=b+2,即a=b+3,原子序数:R<M,故B错误;同主族元素从上到下,碱金属单质的熔点逐渐降低,卤素单质的熔点逐渐升高,故C错误;除了稀有气体元素,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,D项正确。6.(2020天津耀华中学高一期末)A、B、C、D、E是短周期元素,原子序数依次增大,A、B处于同一周期,C、D、E同处另一周期。C、B可按原子个数比2∶1和1∶1分别形成两种化合物甲和乙。D、A按原子个数比3∶2形成化合物丙。E是地壳中含量最高的金属元素,F的单质是生活中用量最大的金属。根据以上信息回答下列问题:(1)B元素在周期表中的位置是　　　　　　　　　　,F元素在周期表中的位置是　　　　　　　　　　。 (2)A、B、C、D、E五种元素的原子半径由大到小的顺序是(用元素符号填写)　　　　　　　　　　　。 (3)写出E的最高价氧化物对应的水化物分别与A、C两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:①　; ②　。 (4)D、A按原子个数比3∶2形成化合物丙的化学式为　　　　　　　。 答案(1)第二周期ⅥA族　第四周期第Ⅷ族(2)Na>Mg>Al>N>O(3)Al(OH)3+3H+Al3++3H2O　Al(OH)3+OH-Al+2H2O　(4)Mg3N2解析A、B、C、D、E都是短周期元素,原子序数依次增大,A、B处于同一周期,C、D、E同处另一周期,则A、B处于第二周期,B、C、E处于第三周期;C、B可按原子个数比2∶1和1∶1分别形成两种化合物甲和乙,则C为Na,B为O;E是地壳中含量最高的金属元素,则E为Al;F的单质是生活中用量最大的金属,F为Fe;D、A按原子个数比3∶2形成化合物丙,则D为Mg、A为N。(1)B为O元素,在周期表中的位置是第二周期ⅥA族;F为Fe元素,在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。(2)同周期元素随原子序数增大,原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下,原子半径逐渐增大,故原子半径:Na>Mg>Al>N>O。(3)氢氧化铝与硝酸反应生成硝酸铝与水,反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+Al3++3H2O,氢氧化铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠与水,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。(4)Mg、N按原子个数比3∶2形成化合物丙的化学式为Mg3N2。7.X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:元素XYZMRQ原子半径/nm  0.1860.0740.0990.143主要化合价/价 -4,+4 -2-1,+7+3其他阳离子核外无电子无机非金属材料的主角焰色试验呈黄色    (1)R在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们之间的关系是互为　　　　　;R在元素周期表中的位置是　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)Z的单质与水反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (3)Y与R相比,非金属性较强的是　　　　　(用元素符号表示),下列事实能证明这一结论的是　　　　(选填字母序号)。 A.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态B.稳定性:XR<YX4C.Y与R形成的化合物中Y呈正价(4)根据表中数据推测,Y的原子半径的最小范围是　　　　　<r(Y)<　　　　　。 答案(1)同位素　第三周期第ⅦA族(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑(3)Cl　C(4)0.099 nm　0.143 nm解析根据题给信息可知X为H、Y为Si、Z为Na、M为O、R为Cl、Q为Al。(1)35Cl和37Cl是同种元素的不同原子,互为同位素,氯元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族。(2)Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。(3)Si和Cl属于同周期元素,同周期元素随原子序数递增非金属性逐渐增强,故非金属性:Cl>Si;物质的状态不能作为非金属性强弱的判断依据,而氢化物越稳定,则非金属性越强,Si和Cl形成的化合物中Si呈正价,则Cl呈负价,说明Cl的得电子能力强于Si的,其非金属性也强于Si的。(4)同周期元素自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素原子除外),故Si的原子半径应介于Al和Cl的原子半径之间。8.(2020山东聊城莘县第一中学高一期末)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年,根据元素周期表和周期律,回答问题。Ⅰ.下表显示了元素周期表中短周期的一部分,①~⑥代表6种短周期元素。其中②与氢元素形成的简单氢化物分子中含10个电子,能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。   ①②③ ④⑤    ⑥ (1)①在周期表中所处的位置为　　　　　　。 (2)与②同族的第四周期元素的原子结构示意图为　　　　　　　　　　。 (3)④的单质与水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 Ⅱ.某同学欲利用下图装置验证同周期元素性质递变规律。(4)干燥管D的作用是　　　　　　　　　　。 (5)证明非金属性:N>C,在A中加稀硝酸,B中加碳酸钙,C中加澄清石灰水;观察到C中溶液　　　　　　　　　　的现象。该实验设计的原理是利用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较元素非金属性的强弱。 Ⅲ.到目前为止,元素周期表的第七周期已经被填满。(6)请你设想一下,如果发现120号元素,下列有关它在周期表的位置或性质的说法错误的两项是　　　　　　　　　　。 ①在第八周期ⅡA族;②最外层电子数是2;③其单质的熔点比钙的熔点高;④与水反应放出氢气但比钙反应缓慢;⑤该元素的单质需隔绝空气密封保存;⑥该元素的氧化物属于离子化合物答案(1)第二周期ⅣA族(2) (3)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑(4)防止倒吸(5)变浑浊　(6)③④解析Ⅰ.由于①~⑥代表6种短周期元素,其中②与氢元素形成的简单氢化物分子中含10个电子,能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则②号元素是N元素,根据元素的相对位置可知,①是C元素,③是O元素,④是Na元素,⑤是Mg元素,⑥是Cl元素。(1)①是C元素,在周期表中所处的位置为第二周期第ⅣA族。(2)②是N元素,与②同族的第四周期元素是As,其原子核外有4个电子层,最外层有5个电子,则其原子结构示意图为。(3)④是Na,金属钠非常活泼,在常温下与水剧烈反应产生氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。Ⅱ.(4)在导气管末端安装一个干燥管,既可以使气体被充分溶解、反应,同时也可以防止因气体压强减小而引起的倒吸现象的发生。(5)在A中加稀硝酸,B中加碳酸钙,将稀硝酸滴入B中,发生反应2HNO3+CaCO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,将反应产生的CO2气体通入C中,与C中澄清石灰水反应,产生难溶于水的CaCO3,因此观察到C中溶液变浑浊。Ⅲ.(6)根据元素周期表各个周期排布的元素种类数目可知,如果发现120号元素,则其位置位于第八周期第ⅡA族。①根据上述分析可知,120号元素在第八周期ⅡA族,①正确;②120号元素在第八周期ⅡA族,由于原子最外层电子数等于其所在的主族序数,该元素原子核外最外层电子数是2,②正确;③同一主族的元素,从上到下,随着原子序数的增大,元素的金属性逐渐增强,金属键逐渐减弱,所以120号元素的单质的熔点比钙的熔点低,③错误;④由于120号元素的金属性比Ca强,所以与水反应放出氢气且比钙剧烈,④错误;⑤120号元素金属性很强,非常活泼,其单质容易与空气中的氧气及水发生反应,所以需隔绝空气密封保存,⑤正确;⑥120号元素是活泼的金属元素,氧元素是活泼的非金属元素,二者形成的氧化物属于离子化合物,⑥正确;故不正确的序号是③④。