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2026人教版高中化学必修第一册
第四章　物质结构　元素周期律
第一节　原子结构与元素周期表
第3课时　原子结构与元素的性质
基础过关练
题组一　碱金属元素的原子结构与性质
1.(2025吉林毓文中学期中)下列关于碱金属元素及其化合物的叙述正确的是 (　　)
A.随着原子序数的递增,碱金属元素金属性逐渐增强
B.实验室中金属Na通常保存在煤油中,推知金属Li也保存在煤油中
C.金属Na在空气中燃烧生成Na2O2,推知金属Li在空气中燃烧也能生成Li2O2
D.氢氧化物的碱性:LiOH>NaOH>KOH>RbOH>CsOH
2.(2025山东青岛名校联考)下列关于铯及其化合物的说法中不正确的是 (　　)
A.氢氧化铯是一种强碱,比KOH的碱性强
B.铯与水或酸溶液反应剧烈,都生成氢气
C.Cs的还原性比Na强,故Na+的氧化性大于Cs+
D.Cs与氧气反应只能生成Cs2O
3.(2025河南郑州月考)可能存在的第119号未知元素,位于第ⅠA族,有人称为“类钫”。根据周期表中同族元素的相似性,下列有关“类钫”的预测中正确的是 (　　)
A.“类钫”原子半径小于铯
B.“类钫”单质有较高的熔点
C.“类钫”在自然界存在单质,在化合物中显+1价
D.“类钫”与水反应比Na与水反应更剧烈
题组二　卤族元素的原子结构与性质
4.(教材习题改编)卤族元素包括F、Cl、Br、I等元素。下列叙述中正确的是 (　　)
①由F到I,单质颜色逐渐加深　②由F到I,单质的熔、沸点逐渐降低　③由F到I,电子层数逐渐增加,得电子能力逐渐增强　④由F到I,单质的氧化性逐渐减弱　⑤由F-到I-的还原性逐渐增强　⑥由HF到HI的稳定性逐渐增强
A.②③⑥　　　　B.①③⑤　　　　C.①④⑤　　　　　D.②④⑥
5.(2025辽宁锦州期末)能作为氯、溴、碘元素非金属性递变规律的判断依据的是 (　　)
A.Cl2、Br2、I2的熔点
B.HCl、HBr、HI的酸性
C.HCl、HBr、HI的热稳定性
D.Cl2、Br2、I2的密度
6.(2024云南昆明联考)溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”,最外层均有7个电子,在反应中容易得1个电子,化学性质很相似,氧化性Cl2>Br2,下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是 (　　)
A.溴单质只具有氧化性
B.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr
C.Br-还原性比Cl-弱
D.溴单质与足量冷、稀NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO
7.(2025广东江门月考)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法不正确的是 (　　)
A.卤素单质中,①最活泼
B.单质④对应元素形成的简单氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.将单质②通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液先变红后褪色
能力提升练
题组一　同主族元素性质的递变规律
1.(2025四川成都阶段练习)下列关于碱金属元素和卤族元素的说法正确的是 (　　)
A.碱金属元素的金属性和卤族元素简单氢化物的稳定性均随核电荷数的增大而增强
B.碱金属和卤素单质的熔、沸点均随核电荷数的增大而升高
C.卤素单质的颜色随核电荷数的增大而加深
D.随核电荷数增大,碱金属元素最高价氧化物对应的水化物的碱性增强,卤族元素最高价氧化物对应的水化物的酸性也增强
2.(2024辽宁锦州期末)前四周期同主族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.若a、b、c表示碱金属元素,则X可表示对应单质与水反应的剧烈程度
B.若a、b、c表示第ⅡA族元素,则X可表示最高价氧化物对应水化物的碱性
C.若a、b、c表示第ⅥA族元素,则X可表示对应原子的得电子能力
D.若a、b、c表示卤族元素,则X可表示对应简单阴离子的还原性
题组二　利用同主族元素性质的递变规律推测物质的性质
3.(2025福建三明一中月考)已知钾在空气中燃烧生成KO2。自然界中仅存在极少的钫元素(Fr),它的已知同位素都有放射性。根据钫在元素周期表中的位置预测其性质,其中不正确的是 (　　)
A.在已知元素中(稀有气体元素除外),它具有最大的原子半径
B.在空气中燃烧时,生成Fr2O
C.最高价氧化物对应的水化物是极强的碱
D.单质的失电子能力比钠强
4.(创新题·新情境)(2025安徽合肥一六八中学月考)卤素间形成的化合物如“IF5、BrCl、IBr”等称为卤素互化物,化学性质与卤素单质类似。下列关于卤素互化物性质的描述及发生的相关反应正确的是 (　　)
A.IBr中I为-1价,Br为+1价
B.IBr与Fe反应的化学方程式为3IBr+2Fe FeI3+FeBr3
C.1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时,转移的电子为1 mol
D.IF5可以与水反应生成HIO3和HF,不是氧化还原反应
5.(2025北京通州期末)某实验小组进行卤素单质性质的探究实验(加热装置和夹持装置已省略),设计实验如下:
(1)写出装置A中制取氯气的化学方程式:　　　　　　　　　。
(2)验证氯气的氧化性强于碘的实验依据是　　　　　　　　　。
(3)装置B中发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　。
(4)上述实验不能比较Br2和I2的氧化性强弱,请说明理由:　　　　　　　　。请选用以下试剂补充试管实验:　　　　　　　　　　　　　　　　　　(填操作和现象),证明了Br2的氧化性强于I2。可选择的试剂:氯水、溴水、碘水、KI溶液、KBr溶液、KCl溶液。
(5)请从“位置—结构—性质”的角度解释Cl2、Br2、I2氧化性逐渐减弱的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.A　碱金属元素随着原子序数的递增,电子层数增加、原子半径增大,失电子能力增强,金属性逐渐增强,A正确;钠的密度大于煤油,金属Na通常保存在煤油中,Li的密度小于煤油,金属Li不能保存在煤油中(易错点),B错误;Li的活泼性弱于Na,金属Li在空气中燃烧只能生成Li2O,不能生成Li2O2(易错点),C错误;从上到下,碱金属元素的金属性逐渐增强,氢氧化物的碱性逐渐增强:LiOH名师点睛　 碱金属与氧气反应的注意事项
　　(1)碱金属与氧气反应的实验中,金属钾、钠的用量一般取绿豆大小为宜,若用量过大,易发生爆炸;使用前,还应用滤纸吸干钾、钠表面的煤油;未用完的钾、钠要放回原试剂瓶。
　　(2)锂在常温下或燃烧时均生成Li2O,钠在常温下生成Na2O,燃烧时生成Na2O2,K、Rb、Cs燃烧时生成更复杂的氧化物。
2.D　Cs的金属性比K强,CsOH的碱性比KOH强,A正确;Cs金属性比Na强,铯单质与水或酸反应更剧烈,都生成H2,B正确;Cs的还原性比Na强,所以Na+的得电子能力比Cs+强,Na+的氧化性大于Cs+,C正确;Cs的金属性很强,铯单质与O2反应时会得到复杂的氧化物,D错误。
3.D　同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,则“类钫”原子半径大于铯,A错误;碱金属元素自上而下,熔点逐渐降低,则“类钫”不可能有较高的熔点,B错误;钠元素在自然界中都以化合物的形式存在,“类钫”的金属性强于钠,性质非常活泼,极易失电子,在化合物中显+1价,“类钫”在自然界不存在单质,C错误;“类钫”的金属性强于钠,则“类钫”与水反应比Na与水反应更剧烈,D正确。
4.C　卤族元素由F到I,单质的颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,单质的氧化性逐渐减弱,①④正确,②错误;由F到I,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子还原性逐渐增强,③错误,⑤正确;由HF到HI的稳定性逐渐减弱,⑥错误。
5.C　单质熔沸点高低是物理性质,A不符合题意;元素的非金属性越强,其形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,不能通过比较简单氢化物的酸性比较元素非金属性强弱,B不符合题意;元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,C符合题意;单质密度大小是物理性质,D不符合题意。
归纳总结　同一主族元素,元素的非金属性越强,其简单氢化物的热稳定性、最高价氧化物对应水化物的酸性、单质的氧化性越强。
6.B　溴单质在化学反应中化合价既可升高,又可降低,故溴单质既有氧化性又有还原性,A错误;Cl2与H2在点燃条件下反应生成HCl,溴蒸气与H2在加热时生成HBr,B正确;由氧化性Cl2>Br2可知,Br-还原性比Cl-强,C错误;Br2与足量冷、稀NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水,D错误。
7.B　相对分子质量F2Cl>Br>I,则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF,B错误;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度大于水,所以为防止溴挥发,保存少量的液溴时可以加少量水进行水封,C正确;氯气和水反应生成HCl和HClO,HCl、HClO使溶液显酸性,HClO具有漂白性,所以将单质②通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液先变红后褪色,D正确。
能力提升练
1.C　碱金属元素随原子序数的增大,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强;卤族元素随原子序数的增大,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱,简单氢化物的稳定性逐渐减弱,A错误。卤族元素随原子序数的增大,单质的状态从气态到液态再到固态,熔、沸点逐渐升高;碱金属熔、沸点随核电荷数的增大而降低,B错误。卤素单质的颜色随核电荷数的增大而加深,C正确。碱金属元素从上到下,金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐增强;卤族元素从上到下非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物的酸性减弱(不考虑F),D错误。
2.C　碱金属元素,核电荷数越大金属性越强,与水反应越剧烈,与图中纵坐标不对应,A错误;第ⅡA族元素,核电荷数越大金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,与图中纵坐标不对应,B错误;第ⅥA族元素,随核电荷数增大非金属性减弱,得电子的能力减弱,即X可表示其得电子能力,C正确;卤族元素核电荷数越大,非金属性越弱,对应简单阴离子还原性越强,与图中纵坐标不对应,D错误。
3.B　根据同主族和同周期元素性质递变规律可知,原子半径最大的元素位于元素周期表的左下角,A正确;Na在氧气中燃烧生成Na2O2,K在氧气中燃烧生成KO2,据此可知,Fr在空气中燃烧应生成更复杂的氧化物,B错误;根据同主族元素性质递变规律可知,碱金属元素最高价氧化物对应水化物的碱性从上到下逐渐增强,C正确;碱金属元素从上到下,单质的失电子能力逐渐增强,D正确。
4.D　IBr中溴元素非金属性较强,溴元素显-1价、碘元素显+1价,A错误;氧化性:Fe3+>I2,IBr与Fe反应生成FeI2,B错误;BrCl与足量FeBr2反应的化学方程式为3BrCl+6FeBr2 FeCl3+5FeBr3,BrCl中Br元素在反应中由+1价变为-1价,故1 mol BrCl与足量FeBr2溶液完全反应时转移的电子为2 mol,C错误;IF5中氟元素非金属性较强,氟元素显-1价、碘元素显+5价,IF5可以与水反应生成HIO3和HF,各元素化合价没有改变,不是氧化还原反应,D正确。
反思升华　本题的创新点在于以卤素互化物为背景考查卤素性质递变规律的应用及信息分析和迁移应用,解题时既要注意卤素互化物和卤素单质性质的相似性,又要注意卤素互化物和卤素单质性质的不同点。
5.答案　(1)MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)装置A中湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Cl2+2Br- Br2+2Cl-
(4)过量的Cl2会氧化KI　取少量KI溶液于试管中,滴入少量溴水,振荡,静置后溶液变为棕黄色
(5)同主族元素从上到下,原子核外电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,元素的非金属性逐渐减弱,对应单质的氧化性减弱
解析　装置A中浓盐酸和MnO2在加热的条件下发生反应生成Cl2:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,瓶颈处KI与Cl2发生氧化还原反应生成I2:Cl2+2KI 2KCl+I2,淀粉遇碘单质变蓝,故湿润的淀粉KI试纸变蓝;B中发生反应:Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2;C中可能发生反应:Cl2+2KI 2KCl+I2、Br2+2KI 2KBr+I2;D中氢氧化钠溶液用来吸收尾气,防止污染空气。
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