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高一化学必修第一册(配人教版)
4.2.1元素性质的周期性变化规律
A组·基础达标
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
2．依据元素周期表及元素周期律，下描述列推断正确的是(　　)
A．H3BO3的酸性比H2CO3的强
B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强
C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R＞M
3．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)
A．Al(OH)3―→Al2O3 B．Al2O3―→Al(OH)3
C．Al―→[Al(OH)4]－ D．Al3+―→Al(OH)3
4．几种短周期主族元素的原子半径及化合价见下表，下列说法正确的是(　　)
元素代号 A B C D E F
化合价 －2 ＋4、－4 －1 ＋5、－3 ＋3 ＋1
原子半径/nm 0.074 0.077 0.099 0.110 0.143 0.186
A．A元素为氧元素，F元素为钾元素
B．E元素与F元素形成的最高价氧化物水化物的碱性：E＞F
C．C、D的简单离子半径由大到小的顺序是C＞D
D．由上表信息可推测氮元素的原子半径：0.074 nm＜r(N)＜0.077 nm
5．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．K
6．W、X、Y、Z为四种短周期元素，在周期表中的位置如图所示。Z原子最外层电子数目是最内层电子数的3倍。下列说法正确的是(　　)
W X
Y Z
A．X的简单氢化物稳定性高于Z的简单氢化物稳定性
B．Y的简单离子半径大于X的简单离子半径
C．Y的最高价氧化物对应水化物能溶解在氨水中
D．W单质的燃烧产物是引发酸雨的主要原因
7．继2022年诺贝尔生理或医学奖授予开发“古DNA技术”的科学家之后，最近科学家发现了迄今为止“最古老”DNA分子。DNA由C、H、O、N和P组成。下列说法错误的是(　　)
A．DNA由短周期元素组成
B．上述元素中氢化物最稳定的是H2O2
C．热稳定性：H2O＞NH3＞PH3
D．酸性：H3PO4＞H2CO3
8．下列排列顺序不正确的是(　　)
A．原子半径：钠＞硫＞氯
B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4
C．最高正化合价：氯＞硫＞磷
D．热稳定性：磷化氢＞硫化氢＞氯化氢
9．根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题。
(1)属于金属元素的有__________种，金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为__________________(填两种化合物的化学式)。
(2)正化合价最高的元素是__________，其最高正化合价为__________。
(3)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的单质是________，其最高价氧化物对应的水化物具有________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。
(4)第三周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)____________。
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性__________大于__________(填化学式)。
10．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ⑥ ⑩
三 ① ③ ⑤ ⑦ ⑨
四 ② ④ ⑧
(1)①③⑤中，最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的是___________(填化学式)。
(2)②③④中，形成的简单离子半径由大到小的顺序是__________________________。
(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为____________和____________。①和⑧两元素形成化合物的化学式为__________，该化合物的溶液与元素⑦的单质反应的离子方程式为__________________________。
(4)⑦⑧⑩三种元素形成的气态氢化物最稳定的是__________，三者非金属性强弱顺序为______________________(用元素符号表示)。
B组·能力提升
11．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。X、Y、Z同周期，X、Y相邻，Q、Z同主族，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法错误的是(　　)
A．最高价含氧酸的酸性：Z＞Y B．简单离子的半径大小：X＞Q
C．X的氧化物是两性氧化物 D．最简单氢化物的稳定性：Q＞Z
12．如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法错误的是(　　)
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z＞M
B．Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：Y＞R
C．简单离子的半径：X＞Z＞M
D．X、N两种元素形成的化合物属于离子化合物
13．短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是(　　)
A．最简单气态氢化物的热稳定性：R＞Q
B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜W
C．原子半径：T＞Q＞R
D．单质T与NaOH溶液不反应
14．X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是＋7价。回答下列问题：
(1)元素X原子结构示意图为____________________。
(2)元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是__________。
(3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子(三原子核)；该阴离子的电子总数是________，与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是______________(填化学符号)。
(4)ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，反应的化学方程式为__________________________________。
(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是__________(用酸的分子式表示)。
参考答案
A组·基础达标
1.【答案】C
【解析】原子半径随原子序数的递增呈周期性变化，A错误；氯原子比锂原子多一个电子层，但原子半径r(Li)＞r(Cl)，B错误；元素性质的周期性变化不是简单的重复变化，变化的程度不同，变化的起点和终点也不同，C正确；氟是最活泼的非金属元素，它只有负价，没有正价；氧的非金属性也很强，中学阶段一般只讲负价，D错误。
2.【答案】B
3.【答案】B
【解析】2Al(OH)3Al2O3＋3H2O，A正确；2Al＋2NaOH＋6H2O===2Na[Al(OH)4]＋3H2↑，C正确；Al3+＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH，D正确。
4.【答案】D
【解析】几种短周期元素的原子半径及某些化合价如表所示，A有－2价，B有－4、＋4价，B处于第ⅣA族，且A的原子半径与B相差不大，则A为O，B为C；C为－1价，根据原子半径可知C是Cl；D有－3、＋5价，原子半径大于Cl，则D是P；E有＋3价，F有＋1价，原子半径均大于P，所以E是Al，F是Na。根据分析，A为O，F是钠元素，A错误；E元素与F元素形成的最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH＞Al(OH)3，B错误；Cl－与P3－具有相同电子层，故离子半径：P3－＞Cl－，C错误；同一周期内元素的原子半径从左到右逐渐减小，故氮原子的半径小于碳原子半径大于氧原子半径，在0.074～0.077 nm之间，D正确。
5.【答案】D
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】(1)7　K2O、K2O2(KO2也可以)
(2)氯(或Cl)　＋7价　(3)Al　两性　(4)Na
(5)NH3　SiH4
【解析】(1)属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2等。(2)正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为＋7价。(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，原子半径逐渐减小，故第三周期中，原子半径最大的是Na。(5)非金属性：N＞P＞Si，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
10.【答案】(1)NaOH　(2)r(K＋)＞r(Ca2+)＞r(Mg2+)
(3)NaOH　HBrO4　NaBr　Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－
(4)HF　F＞Cl＞Br
【解析】(1)同周期元素从左至右，金属性逐渐减弱，其最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱。(2)②③④中，形成的简单阳离子分别为K＋、Mg2+、Ca2+，其离子半径大小顺序为r(K＋)＞r(Ca2+)＞r(Mg2+)。(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和HBrO4。①和⑧两元素形成化合物的化学式为NaBr，Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===Br2＋2Cl－。(4)⑦⑧⑩分别为Cl、Br、F，三者非金属性强弱顺序为F＞Cl＞Br，三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF。
B组·能力提升
11.【答案】B
【解析】Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，则Q只有两个电子层，Y最外层电子数为4，X、Y、Z同周期，则这三种元素都在第三周期，故Y为Si，X与Y相邻且原子序数小于Y，X为Al，Q和Z同主族，且四种元素最外层电子数之和为19，设Q最外层有x个电子，则Z最外层也有x个电子，2x＋3＋4＝19，x＝6，故Q为O，Z为S。S的非金属性强于Si，则最高价含氧酸的酸性：H2SO4＞H2SiO3，A正确；Al3+和O2－电子层结构相同，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：O2－＞Al3+，B错误；Al的氧化物为Al2O3，其既能与酸反应也能与碱反应，属于两性氧化物，C正确；非金属性：O＞S，故最简单氢化物的稳定性：H2O＞H2S，D正确。
12.【答案】D
【解析】同周期从左到右原子半径减小，同主族从上到下原子半径增大，故前7种元素处于第二周期，后7种元素处于第三周期，由原子序数可以知道X为O元素，Y为F元素，Z为Na元素，M为Al元素，N为Si元素，R为Cl元素。同周期元素从左到右，元素的金属性逐渐减弱，金属性越强，对应的最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以碱性强弱：Z＞M，A正确；氟、氯两种元素属于同一主族元素，且氟的非金属性大于氯，所以Y、R两种元素气态氢化物的稳定性：HF＞HCl，B正确；离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以简单离子的半径：X＞Z＞M，C正确；X、N 两种元素组成的化合物为二氧化硅，属于共价化合物，D错误。
13.【答案】D
【解析】T所处的周期序数与族序数相等，则T是Al元素，Q是Si元素，R是N元素，W是S元素。
14.【答案】(1)　(2)6C
(3)10　NH、NH3
(4)NCl3＋4H2O===3HClO＋NH3·H2O
(5)H2CO3
【解析】由题意得：X为硫、Y为碳、Z为氮、W为氯。(2)碳的放射性同位素C可用于考古。(3)氮元素与氢元素形成－1价阴离子(三原子核)，由于氮元素显－3价，氢显＋1价，因此该阴离子为NH，其电子总数是10，与该离子电子总数相等的还有NH3、NH。(4)NCl3与H2O反应生成物中有碱，只能是NH3·H2O，N为－3价，Cl为＋1价，酸应为HClO。(5)H2CO3、HNO3、H2SO4、HClO4中化学性质明显不同于其他三种酸的是H2CO3，H2CO3为弱酸。

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