人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律精品课时作业

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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？
提示　从钠元素到氯元素，它们原子的电子层数相同，原子核内质子数和核外电子数增多，原子核对核外电子的吸引力增大，原子半径逐渐减小。
2．根据推测该元素的最高正价和最低负价的数值。
提示　最高正价为＋6价，最低负价为－2价。
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：____________。
答案　(1)＋5　(2)7　(3)S2－＞Y－
解析　(1)根据电荷守恒得－n＋(－2)×3＋1×6＝－1，得n＝1，代入YO中求得Y的化合价为＋5价。
(2)由(1)及化学方程式知，Y有＋5价、－1价两种价态，由于Y存在Y－，－1价将是Y元素的最低化合价，其最外层电子数为8－1＝7。另外，由于无法确定＋5价是否为Y元素的最高化合价，所以不能用＋5价确定Y元素原子的最外层电子数。
(3)在该反应中还原剂为S2－，还原产物为Y－，故还原性：S2－＞Y－。

(1)在用化合价确定元素原子最外层电子数时，首先确定元素化合价是否为最高化合价或最低化合价。
(2)非金属元素的最高正化合价等于原子所能转移的最外层电子数，而它的负化合价则等于使原子最外层达到8电子稳定结构所得到的电子数。
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

Si
P
S
Cl
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
提示　①⑤⑥
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________。
提示　(1)Cl　(2)Na　(3)HClO4　(4)SiH4
(5)NaOH　(6)Al2O3
随堂练习：
1．下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是(　　)
①HCl比H2S稳定　②HClO氧化性比H2SO4强
③HClO4酸性比H2SO4强　④Cl2能与H2S反应生成S
⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子
A．②⑤ B．①②
C．①②④ D．①③⑤
解析　判断元素的非金属性强弱是根据元素的最高价氧化物对应的水化物(即最高价含氧酸)的酸性强弱，而不是氧化性强弱，故②不能说明，③能说明；最外层电子数多的非金属性不一定强，如最外层电子数I>O，但非金属性IB>D>C
C．原子序数：d>c>b>a
D．离子半径：C2－>D－>B＋>A2＋
解析　A、B、C、D在元素周期表中的位置为

所以原子序数：a>b>d>c；原子半径：B>A>C>D；离子半径：A2＋B。
答案　D
8．下列粒子半径大小比较正确的是(　　)
A．原子半径：F＞Cl
B．原子半径：钠＞硫＞氯
C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋
D．第3周期元素的离子半径从左到右逐渐减小
解析　F原子与Cl原子最外层电子数相同，随着电子层数的递增原子半径逐渐增大，所以Cl的原子半径大，A错；钠、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，B正确；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，C错；第3周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，D错。
答案　B
9．右图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层电子数是电子总数的三分之一，下列说法中正确的是(　　)

A.a的最高价氧化物对应水化物有两性
B．b与d组成的化合物不能与水反应
C．c的单质能与强碱反应生成两种盐
D．非金属性：c>d>b>a
解析　a应为P，所以b为S，d为O，c为Cl。A项，P的最高价氧化物对应水化物是H3PO4，是中强酸；B项，SO2、SO3均能与水反应；C项，Cl2和NaOH反应可生成NaCl和NaClO两种盐；D项，非金属性应为O>Cl>S>P。
答案　C
10．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子半径比Y的小，且X与Y的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下列说法不正确的是(　　)
A．原子半径的大小顺序：r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)
B．元素Z、W的简单离子的电子层结构相同
C．元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．X、Y两种元素可形成分别含有10e－和18e－的化合物
解析　根据题意可以推断，Z为O，所以X为H，Y为N，W为Na。C项，稳定性：H2O>NH3；D项，NH3为10e－微粒，而N2H4为18e－微粒。
答案　C
11．下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。

把与下面的元素有关性质相符的曲线图的标号填在相应横线上。
(1)第ⅡA族元素的最外层电子数：________。
(2)第三周期离子Na＋、Mg2＋、Al3＋、P3－、S2－、Cl－的离子半径：________。
(3)第二、三周期主族元素随原子序数递增，原子半径的变化：________。
解析　(1)第ⅡA族元素的最外层电子数为2，随核电荷数增大，最外层电子数不变，故图B符合。(2)电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Na＋>Mg2＋>Al3＋、P3－>S2－>Cl－，最外层电子数相同，电子层越多，离子半径越大，所以离子半径：Cl－>Na＋，所以离子半径：P3－>S2－>Cl－>Na＋>Mg2＋>Al3＋，故图C符合。(3)同周期主族元素，随原子序数递增原子半径减小，故图D符合。
答案　(1)B　(2)C　(3)D
12．A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增多，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等；D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。回答以下问题：
(1)四种元素的符号依次是A________；B________；
C________；D________。它们的原子半径由大到小的顺序是________________。
(2)写出四种元素最高价氧化物对应水化物的化学式：________________________________，分别比较酸性或碱性的强弱：____________________。
(3)写出气态氢化物的分子式：__________________，比较其稳定性：________________。
解析　因A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素；D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，则D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，为钙元素。根据核电荷数依次增大并都能形成离子，排除氩元素，B为氯元素，C为钾元素。
答案　(1)S　Cl　K　Ca　r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)
(2)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2　酸性：HClO4>H2SO4，碱性：KOH>Ca(OH)2
(3)HCl、H2S　HCl>H2S
13．据有关媒体报道，美国华裔科学家叶军领导一个研究小组成功制造出全球最准确的时钟，两亿年误差不足一秒。它是一个锶原子钟，比铯原子喷泉钟准确得多，估计将可大大促进不同的电讯网络的发展，将使全球各地的船只导航变得更为准确。请根据锶、铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：
(1)锶元素属于________(填“金属”或“非金属”)元素，金属性比钙元素________(填“强”或“弱”)，锶原子的核内质子数为________，原子核外有________个电子层，其原子结构示意图为________________，其原子半径________(填“大于”“小于”或“等于”)镁原子半径；铯的原子核外共有________层电子，最外层电子数为________。
(2)铯与水发生剧烈反应，放出________色气体，同时使滴有紫色石蕊溶液的溶液显________色，因为_________________________________(写出化学方程式)。
(3)碳酸锶是________色粉末，与盐酸反应的离子方程式为__________________________________________________。
解析　根据原子核外电子排布的规律，结合元素周期表的知识可知Sr位于元素周期表的第五周期ⅡA族、Cs位于第六周期ⅠA族。Cs具有极强的金属性，与水反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑。碳酸锶是难溶于水的白色粉末，易溶于盐酸，反应的离子方程式为SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋CO2↑＋H2O。
答案　(1)金属　强　38　5　　大于
6　1
(2)无　蓝　2Cs＋2H2O===2CsOH＋H2↑
(3)白　SrCO3＋2H＋===Sr2＋＋CO2↑＋H2O
14．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数。B原子核内质子数和中子数相等。
A

C

B

(1)写出A、B、C三元素名称：________、________、________。
(2)C在元素周期表中的位置是____________________________________。
(3)B的原子结构示意图为________，C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序为________＞________(填化学式)。
(4)比较A、C的原子半径：A________(填“>”或“F－ B．稳定性：HI>HBr
C．熔点：Al>Na D．酸性：H2SiO3>H3PO4
解析：选C　核外电子排布相同时粒子半径随原子序数的增大而减小，则粒子半径：Mg2＋O，②同主族元素原子从上到下逐渐增大，③核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，Mg2＋>Al3＋，④一般电子层越多，粒子半径越大。
8．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是(　　)
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强
B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．Cl－、Br－、I－的还原性逐渐减弱
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R>M
解析：选B　硼、碳同周期，硼在碳左边，故硼酸酸性弱于碳酸，A项错误；Mg、Be同主族，镁在下方，Mg(OH)2的碱性强于Be(OH)2，B项正确；非金属性：Cl>Br>I，则Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强，C项错误；阴阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数小，D项错误。
9．利用元素周期律和元素周期表的有关知识判断，下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是(　　)
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C．N、O、F原子半径依次增大
D．Na、K、Rb的电子层数依次增多
解析：选C　N、O、F同为第二周期元素，随着原子序数的增加，原子半径依次减小。
10．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．Cl2、Br2、I2氧化性依次增强
D．LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强
解析：选D　A项，同周期元素，随原子序数的增大，非金属性增强，则第二周期从C到F，非金属性逐渐增强，错误；B项，同周期元素，从左向右原子半径逐渐减小，错误；C项，同主族元素，从上到下单质的氧化性逐渐减弱，错误；D项，金属性K>Na>Li，则LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强，正确。
11．下表是元素周期表的一部分。

根据表中元素的位置，回答下列问题：
(1)元素②最外层有________个电子，最低化合价为________。
(2)元素⑤位于元素周期表中第______周期______族。
(3)元素③、④、⑦的简单离子中，半径最小的是______(填离子符号，下同)，半径最大的是________。
(4)元素①、②形成的一种化合物可用于漂白，是利用其________。
解析：由元素在元素周期表中的位置，可判断出，①为H，②为O，③为F，④为Na，⑤为Al，⑥为S，⑦为Cl。(1)②为氧元素，最外层有6个电子，最低化合价为－2。(2)Al位于元素周期表中第三周期ⅢA族。(3)具有相同电子层结构的离子，核电荷数大的离子半径小，所以Na＋的半径最小；离子的电子层数越多，其半径越大，Cl－的半径最大。(4)H2O2可用于漂白，是利用其强氧化性。
答案：(1)6　－2　(2)三　ⅢA　(3)Na＋　Cl－
(4)强氧化性
12．用“＞”或“＜”回答下列问题：
(1)酸性：H2CO3______H2SiO3，H2SiO3_____H3PO4。
(2)碱性：Ca(OH)2________Mg(OH)2，Mg(OH)2________Al(OH)3。
(3)气态氢化物的稳定性：H2O_____H2S，H2S____HCl。
(4)还原性：H2O________H2S，H2S________HCl。
从以上答案中可以归纳出：
①元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越________。
②元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越________。
③元素________性越强，其对应气态氢化物的稳定性越强。
④元素非金属性越强，其对应气态氢化物的还原性越________。
解析：(1)可根据非金属性强弱判断对应最高价含氧酸的酸性强弱，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，C、Si同主族，C的非金属性强，P、Si同周期，P的非金属性强；(2)Ca、Mg同主族，Ca的金属性强，Mg、Al同周期，Mg的金属性强，故金属性强弱顺序为Ca>Mg>Al，所以碱性强弱顺序为Ca(OH)2>Mg(OH)2>Al(OH)3；(3)非金属性：O>S、Cl>S，所以氢化物的稳定性：H2O>H2S，HCl>H2S；(4)非金属性越强，其对应氢化物的还原性越弱，故还原性：H2OHCl。
答案：(1)＞　＜　(2)＞　＞　(3)＞　＜　(4)＜　＞　①强　②强　③非金属　④弱
13．下表是元素周期表中的一部分，回答下列问题。

(1)元素①的氢化物的化学式是________。
(2)原子半径：②________③(填“>”“”或“Mg。(3)元素④为硅元素。(4)元素⑤、⑥分别是S、Cl，同一周期从左到右非金属逐渐增强，故非金属性：S　(3)硅　(4)
S>P，原子半径的大小为P>S>O，气态氢化物的稳定性为H2O>H2S>PH3，硫的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SO4。
15．下列叙述正确的是(　　)
A．同一周期元素的原子，半径越小越容易失去电子
B．同一主族的元素，原子半径越大，氧化性越强
C．ⅦA族元素形成的单质，其熔点随元素原子序数增大而降低
D．从上到下，ⅦA族元素形成的氢化物稳定性逐渐减弱
解析：选D　同一周期元素，原子半径越小非金属性越强，越容易获得电子，越难失去电子，故A错误；同一主族的元素，原子半径越大，元素的金属性越强，还原性越强，氧化性越弱，故B错误；ⅦA族元素形成的单质，其熔点随元素原子序数增大而升高，故C错误；同主族自上而下，非金属性减弱，氢化物稳定性逐渐减弱，故D正确。
16．我国在砷化镓太阳能电池研究方面国际领先。砷(As)和镓(Ga)都是第四周期元素，分别属于ⅤA和ⅢA族。下列说法中，不正确的是(　　)
A．原子半径：Ga>As>P
B．热稳定性：NH3>PH3>AsH3
C．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4
D．Ga(OH)3可能是两性氢氧化物
解析：选C　同周期自左而右，原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，所以原子半径Ga>As>P，故A正确；同主族自上而下非金属性减弱，非金属性N>P>As，非金属性越强，氢化物越稳定，所以热稳定性：NH3>PH3>AsH3，故B正确；同周期自左而右，非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，所以非金属性S>P>As，所以酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4，故C错误；镓(Ga)是第四周期ⅢA族元素，与Al同族，与Al具有相似性质，氢氧化铝是两性氢氧化物，Ga金属性虽然比Al强，但Ga(OH)3可能具有两性，故D正确。
17．下列粒子半径大小比较正确的是(　　)
A．Na＋Al3＋
C．Na乙
解析：选C　同周期元素自左而右原子半径逐渐减小，故原子半径：丙>丁>戊，A项错误；同主族元素自上而下金属性逐渐增强，故金属性：甲丁>戊，C项正确；甲、乙同周期，乙的原子序数较大，故最外层电子数：甲