元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律(新人教版必修第一冊(cè))(解析版)

4.2.1元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律考點(diǎn)精講考點(diǎn)1：元素的金屬性、非金屬性強(qiáng)弱判斷規(guī)律1．金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)（1）元素的單質(zhì)與水或酸置換出氫氣的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其金屬性越強(qiáng)。（2）元素的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性越強(qiáng)，則其金屬性越強(qiáng)。（3）金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若A置換出B，則A的金屬性強(qiáng)于B。（4）在金屬活動(dòng)性順序表中，前面的金屬性強(qiáng)于后面的。（5）金屬陽離子的氧化性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的還原性越弱，元素的金屬性越弱(注：Fe的陽離子僅指Fe2＋)。2．非金屬性強(qiáng)弱的判斷依據(jù)（1）非金屬元素的單質(zhì)與氫氣化合生成氣態(tài)氫化物的反應(yīng)越容易進(jìn)行，則其非金屬性越強(qiáng)。（2）非金屬元素氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，則元素的非金屬性越強(qiáng)。（3）元素的最高價(jià)氧化物的水化物的酸性越強(qiáng)，則其非金屬性越強(qiáng)。（4）非金屬元素的單質(zhì)與鹽在水溶液中進(jìn)行置換反應(yīng)，若A置換出B，并且A體現(xiàn)出氧化性，則A的非金屬性強(qiáng)于B。（5）非金屬陰離子的還原性越強(qiáng)，則其單質(zhì)的氧化性越弱，元素的非金屬性越弱?！踞槍?duì)訓(xùn)練】1．下列實(shí)驗(yàn)不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?)選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)?zāi)康腁Cl2、Br2分別與H2反應(yīng)比較氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱B向MgCl2、AlCl3溶液中分別通入NH3比較鎂、鋁的金屬性強(qiáng)弱C測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的H2CO3、H2SO4溶液的pH比較碳、硫的非金屬性強(qiáng)弱DFe、Cu分別放入鹽酸中比較鐵、銅的金屬性強(qiáng)弱【解析】BCl2、Br2分別與H2反應(yīng)，根據(jù)反應(yīng)條件的難易即可判斷出氯、溴的非金屬性強(qiáng)弱，A項(xiàng)正確；MgCl2、AlCl3溶液中分別通入氨氣，MgCl2與NH3·H2O反應(yīng)生成Mg(OH)2沉淀，AlCl3與NH3·H2O反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀，無法比較二者的金屬性強(qiáng)弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；H2CO3、H2SO4分別為C、S的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物，酸性越強(qiáng)，元素非金屬性越強(qiáng)，所以通過測(cè)定相同濃度的溶液的pH可判斷二者非金屬性強(qiáng)弱，C項(xiàng)正確；利用Fe、Cu放入鹽酸中所產(chǎn)生的現(xiàn)象不同即可判斷出Fe、Cu的金屬性強(qiáng)弱，D項(xiàng)正確。2．下列事實(shí)不能作為實(shí)驗(yàn)判斷依據(jù)的是()A．鈉和鎂分別與冷水反應(yīng)，判斷金屬性強(qiáng)弱B．鐵投入CuSO4溶液中，能置換出銅，鈉投入CuSO4溶液中，不能置換出銅，判斷鈉與鐵的金屬性強(qiáng)弱C．酸性：H2CO3＜H2SO4，判斷硫與碳的非金屬性強(qiáng)弱D．Br2與I2分別與足量的H2反應(yīng)，判斷溴與碘的非金屬性強(qiáng)弱【解析】BA項(xiàng)符合金屬與水反應(yīng)判斷金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)；因Na的金屬性太強(qiáng)，與溶液反應(yīng)時(shí)會(huì)先與H2O反應(yīng)，故B項(xiàng)不能作為判斷依據(jù)；C項(xiàng)中根據(jù)H2CO3、H2SO4都是最高價(jià)含氧酸，由它們的酸性強(qiáng)弱可以推知硫的非金屬性比碳強(qiáng)；D項(xiàng)所述符合，根據(jù)非金屬單質(zhì)與H2反應(yīng)難易程度判斷非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)。考點(diǎn)2：粒子半徑大小的比較——“四同”規(guī)律1．同周期——“序大徑小”（1）規(guī)律：同周期，從左往右，原子半徑逐漸減小。（2）舉例：第三周期中：r(Na)＞r(Mg)＞r(Al)＞r(Si)＞r(P)＞r(S)＞r(Cl)。2．同主族——“序大徑大”（1）規(guī)律：同主族，從上到下，原子(或離子)半徑逐漸增大。（2）舉例：堿金屬：r(Li)＜r(Na)＜r(K)＜r(Rb)＜r(Cs)，r(Li＋)＜r(Na＋)＜r(K＋)＜r(Rb＋)＜r(Cs＋)。3．同元素（1）同種元素的原子和離子半徑比較——“陰大陽小”。某原子與其離子半徑比較，其陰離子半徑大于該原子半徑，陽離子半徑小于該原子半徑。如：r(Na＋)＜r(Na)；r(Cl－)＞r(Cl)。（2）同種元素不同價(jià)態(tài)的陽離子半徑比較規(guī)律——“數(shù)大徑小”。帶電荷數(shù)越多，粒子半徑越小。如：r(Fe3＋)＜r(Fe2＋)＜r(Fe)。4．同結(jié)構(gòu)——“序大徑小”（1）規(guī)律：電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小。（2）舉例：r(O2－)＞r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)?！炯记膳c方法】所帶電荷、電子層均不同的離子可選一種離子參照比較。例：比較rMg2＋與rK＋可選rNa＋為參照，可知rK＋＞rNa＋＞rMg2＋?！踞槍?duì)訓(xùn)練】3．下列各組微粒半徑比較，錯(cuò)誤的是()A．Cl－<Br－<I－B．Al3＋>Mg2＋>Na＋C．Rb>K>Na D．P>S>O【解析】BCl－、Br－、I－最外層電子數(shù)相同，Cl－、Br－、I－電子層數(shù)依次增多，所以離子半徑Cl－<Br－<I－，故A正確；Al3＋、Mg2＋、Na＋核外電子排布相同，Al3＋、Mg2＋、Na＋核電荷數(shù)依次減小，所以離子半徑Al3＋<Mg2＋<Na＋，故B錯(cuò)誤；Rb、K、Na最外層電子數(shù)相同，Rb、K、Na電子層數(shù)依次減少，所以原子半徑Rb>K>Na，故C正確；P、S電子層數(shù)相同，核電荷數(shù)P<S，所以原子半徑P>S；S、O最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)S>O，所以原子半徑S>O，所以P>S>O，故D正確。4．下列微粒半徑大小的比較中，正確的是()A．Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs＜Rb＜K＜Na【解析】B四種離子核外電子數(shù)相同，隨著核電荷數(shù)的增多，離子半徑依次減小，即微粒半徑：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，A項(xiàng)錯(cuò)；因S2－、Cl－比Na＋、Al3＋多一個(gè)電子層，則S2－、Cl－半徑比Na＋、Al3＋大，再根據(jù)“序小徑大”的規(guī)則，則微粒半徑：S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，B項(xiàng)正確；Na、Mg、Al、S的原子半徑依次減小，C項(xiàng)錯(cuò)；Na、K、Rb、Cs最外層電子數(shù)相同，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，D項(xiàng)錯(cuò)?？键c(diǎn)達(dá)標(biāo)1．下列正確的組合是()①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比硝酸弱②鉈(Tl)與鋁同主族，其單質(zhì)既能與鹽酸反應(yīng)，又能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)③氣態(tài)氫化物的水溶液的酸性H2S弱于HCl④非金屬元素的氣態(tài)氫化物溶于水后，均形成無氧酸A．①③④ B．①②④C．①③ D．②③【解析】C①非金屬性As<N，元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，正確；②鉈(Tl)與鋁同主族，隨原子序數(shù)的增大，金屬性增強(qiáng)，則金屬性Tl>Al，則Tl能與酸反應(yīng)，但不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，錯(cuò)誤；③非金屬性S<Cl，元素的非金屬性越強(qiáng)，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng)，正確；④非金屬元素N，其氫化物為氨氣，氨氣溶于水，水溶液為堿性，錯(cuò)誤。2．運(yùn)用元素周期律分析下面的推斷，其中推斷錯(cuò)誤的是()A．氫氧化鈹[Be(OH)2]的堿性比氫氧化鎂弱B．砹(At)為有色固體，HAt不穩(wěn)定C．硫酸鍶(SrSO4)是難溶于水的白色固體D．硒化氫(H2Se)是無色、有毒，比H2S穩(wěn)定的氣體【解析】DA項(xiàng)，Be和Mg同主族，金屬性不如鎂的強(qiáng)，故Be(OH)2的堿性比Mg(OH)2弱；B項(xiàng)，鹵族元素的單質(zhì)從上到下，顏色加深，氫化物越來越不穩(wěn)定；C項(xiàng)，Sr和Ba同主族，化學(xué)性質(zhì)相似，故SrSO4也難溶于水；D項(xiàng)，Se的非金屬性不如S強(qiáng)，故H2Se不如H2S穩(wěn)定。3．下列敘述中，正確的是()A．所有主族中都有非金屬元素B．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半徑最大C．過渡元素都是金屬元素D．ⅥA族元素的原子，其半徑越大，越容易得到電子【解析】CⅡA族為堿金屬元素，全為金屬，其他主族中均有非金屬元素，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同周期元素中，ⅦA族元素的原子半徑最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；元素周期表中從ⅢB族到ⅡB族10列為過渡元素，過渡元素都是金屬元素，選項(xiàng)C正確；ⅥA族元素的原子，其半徑越小，越容易得到電子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4．下列說法正確的是()A．Li是最活潑金屬，F(xiàn)是最活潑非金屬B．Mg(OH)2堿性比Ca(OH)2強(qiáng)C．元素周期表有7個(gè)主族，8個(gè)副族，1個(gè)0族，共16縱列D．X2＋的核外電子數(shù)目為18，則X在第四周期ⅡA族【解析】D最活潑的金屬是Cs(放射性元素除外)，最活潑的非金屬是F，A項(xiàng)錯(cuò)誤；同主族從上到下元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性逐漸增強(qiáng)，所以Mg(OH)2堿性比Ca(OH)2弱，錯(cuò)誤；元素周期表共有18縱列，其中7個(gè)主族，8個(gè)副族，1個(gè)0族，一個(gè)Ⅷ族占三列，C項(xiàng)錯(cuò)誤；X2＋的核外電子數(shù)目為18，則X的質(zhì)子數(shù)為20，是鈣元素，在第四周期ⅡA族，D項(xiàng)正確。5．下列敘述中金屬M(fèi)的活潑性肯定比金屬N的活潑性強(qiáng)的是()A．M原子的最外層電子數(shù)比N原子的最外層電子數(shù)少B．常溫時(shí)，M能從水中置換出氫，而N不能C．1molM從酸中置換H＋生成的H2比1molN從酸中置換H＋生成的H2多D．M的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性比N的氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性強(qiáng)【解析】B最外層電子數(shù)的多少以及從酸中置換出H2的多少與金屬元素的金屬性的強(qiáng)弱無關(guān)，A、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；金屬的活潑性越強(qiáng)，越易與水反應(yīng)，常溫時(shí)，M能從水中置換出氫，而N不能，說明金屬的活潑性M比N活潑，B項(xiàng)正確；由元素的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性強(qiáng)弱來判斷金屬性的強(qiáng)弱，而不是氧化物對(duì)應(yīng)水化物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．四種主族元素的離子aXm＋、bYn＋、cZn－和dRm－，它們具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，若m＞n，則下列敘述正確的是()①a－b＝n－m②元素的原子序數(shù)：a＞b＞c＞d③元素非金屬性：Z＞R④最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性：X＞YA．只有③ B．①②③④C．①②③ D．②③【解析】D根據(jù)題意可得：①a－m＝b－n，整理可得a－b＝m－n，錯(cuò)誤；由于這幾種離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，aXm＋、bYn＋是陽離子，失去的電子m>n，所以原子序數(shù)a＞b；cZn－和dRm－是陰離子，得到的電子m>n，所以原子序數(shù)c>d，陽離子的原子序數(shù)大于陰離子的原子序數(shù)。所以元素的原子序數(shù)a>b>c>d，正確；③同一周期的元素，原子序數(shù)越大，元素非金屬性越強(qiáng)，由于Z的原子序數(shù)大于R的原子序數(shù)，所以非金屬性Z＞R，正確；④同一周期的元素，原子序數(shù)越大，元素的金屬性就越弱，原子序數(shù)X＞Y，所以最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性Y＞X，錯(cuò)誤。7．下圖是部分短周期元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖，下列說法不正確的是()A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：R>WB．X與Y可以形成原子個(gè)數(shù)比為1∶1和1∶2的兩種離子化合物C．由X、Y、Z、W、R五種元素形成的簡(jiǎn)單離子中半徑最小的是X2－D．Y和Z兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)【解析】C在短周期元素中，既有＋7價(jià)又有－1價(jià)的，只有Cl元素，R為Cl元素；X的化合價(jià)為－2價(jià)，沒有正化合價(jià)，故X為O元素，Y的化合價(jià)為＋1價(jià)，處于第三周期，所以Y為Na元素；Z位于第三周期且化合價(jià)為＋3價(jià)，Z為Al元素，W的化合價(jià)為＋6和－2價(jià)，W應(yīng)為S元素。8．R、W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次遞增的同一短周期元素，下列說法一定正確的是(m、n均為正整數(shù))()A．若R(OH)n為強(qiáng)堿，則W(OH)n＋1也為強(qiáng)堿B．若HnXOm為強(qiáng)酸，則Y是活潑非金屬元素C．若Y的最低化合價(jià)為－2，則Z的最高正化合價(jià)為＋6D．若X的最高正化合價(jià)為＋5，則五種元素都是非金屬元素【解析】B同一短周期元素，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的金屬性依次減弱，形成的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性依次減弱，A項(xiàng)錯(cuò)；X元素的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物HnXOm是強(qiáng)酸，說明X是活潑性非金屬，而Y和X在同一周期且位于X的右邊，Y的非金屬性比X的非金屬性更強(qiáng)，因此B項(xiàng)正確；當(dāng)Y為氧時(shí)，Z為氟，氟沒有正價(jià)，當(dāng)Y為硫時(shí)，Z為氯，氯的最高正價(jià)為＋7，因此C項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)Y為第三周期時(shí)，X為磷，R為鋁，鋁是金屬元素，D項(xiàng)錯(cuò)。鞏固提升9．某同學(xué)在研究元素性質(zhì)遞變規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，自己設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)方案，并記錄了有關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(見下表，表中的“實(shí)驗(yàn)方案”與“實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象”前后不一定是對(duì)應(yīng)關(guān)系)。實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①將鎂條用砂紙打磨后，放入試管中，加入少量水后，加熱至水沸騰；再向溶液中滴加酚酞溶液A.浮在水面上，熔成小球，四處游動(dòng)，發(fā)出“嘶嘶”聲，隨之消失，溶液變成紅色②向新制的Na2S溶液中滴加新制的氯水B.有氣體產(chǎn)生，溶液變成淺紅色③將一小塊金屬鈉放入滴有酚酞溶液的冷水中C.劇烈反應(yīng)，迅速產(chǎn)生大量無色氣體④將鎂條投入稀鹽酸中D.反應(yīng)不十分劇烈，產(chǎn)生無色氣體⑤將鋁條投入稀鹽酸中E.生成白色膠狀沉淀，繼而沉淀消失⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至過量F.生成淡黃色沉淀請(qǐng)你幫助該同學(xué)整理并完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模貉芯縚_______元素性質(zhì)遞變規(guī)律。（2）實(shí)驗(yàn)用品：試劑：金屬鈉、鎂條、鋁條、稀鹽酸、新制氯水、新制Na2S溶液、AlCl3溶液、NaOH溶液、酚酞溶液等。儀器：________、________、________、試管夾、膠頭滴管、鑷子、小刀、玻璃片、砂紙、火柴等。（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：(填寫與實(shí)驗(yàn)方案對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的編號(hào)和①②的化學(xué)方程式及此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論)實(shí)驗(yàn)方案①②③④⑤⑥實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象(填A(yù)～F)①___________________________________________________；②___________________________________________________；此實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：______________________________________。（4）請(qǐng)用原子結(jié)構(gòu)的知識(shí)簡(jiǎn)單解釋上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論：_____________