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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
课时22　原子结构与元素的性质
目 标 导 航
学习目标 知识体系
1. 能利用碱金属元素、卤族元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质 2. 能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) ⅠA族均为碱金属元素(　　)
(2) Li、Na、K通常保存在煤油中(　　)
(3) 锂在点燃条件下可与氧气反应生成过氧化锂(　　)
(4) 碱金属单质密度随元素原子电子层数增多逐渐增大(　　)
(5) HF、HCl、HBr、HI的酸性依次减弱(　　)
(6) 淀粉遇到碘单质显蓝色(　　)
概 念 辨 析
×
×
×
×
×
√
纲要笔记
1. 钠、钾与O2反应
碱金属元素
1
黄色
剧烈
2. 钠、钾与水反应
注意：Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有___________________，溶液由无色变______ 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微_________，溶液由无色变______
结论 金属活动性：K>Na “嘶嘶”的响声
红色
爆炸声
红色
3. 碱金属元素比较(Li、Na、K、Rb、Cs)
相似性 递变性
原子结构 最外层均为___个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增加，原子半径逐渐______
元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为______ 金属性逐渐______
单质 性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色，都有硬度小、密度小、熔点低、沸点低、导电、导热性强的特点 密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐______
化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐______；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
保存 ①锂的密度比煤油的小，不能保存在煤油中； ②钠、钾等保存在石蜡油或煤油中 1
增大
＋1
增强
降低
增强
4. 碱金属元素自上而下结构与性质的递变规律
碱金属元素的常考点
与O2反应 ①锂与O2反应只能生成___________
②钠与O2常温下反应生成___________，加热或点燃条件下生成_____________
③钾与O2加热条件下生成_________
导热性 液态钠钾合金可用作核反应堆的传热介质，利用的是_________而不是导电性
颜色 碱金属均为银白色(Cs略带金色光泽)
密度 碱金属从上到下密度依次增大，但是钾的密度______钠
Li2O
Na2O
Na2O2
KO2
导热性
小于
1. 卤素单质的化学性质
(1) 与H2反应
卤族元素
2
很稳定
较稳定
不稳定
很不稳定
升高
减弱
减弱
(2) 卤素单质间的置换反应
实验 操作
实验 现象 静置，液体分层，上层___________，下层_________ 静置，液体分层，上层__________，下层______ 静置，液体分层，上层__________，下层_____
离子方 程式 2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 2I－＋Cl2===2Cl－＋I2 2I－＋Br2===2Br－＋I2
氧化性 Cl2＞Br2 Cl2＞I2 Br2＞I2
结论 氧化性：Cl2＞Br2＞I2 接近无色
橙红色
接近无色
紫色
接近无色
紫色
2. 卤族元素自上而下结构与性质的递变规律
1. 卤族元素的递变规律
卤族元素的总结
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
F2、Cl2、Br2、I2―→颜色逐渐______ 状态 气体 气体 液体(易挥发) 固体(易升华)
F2、Cl2、Br2、I2―→熔、沸点逐渐______ 密度 F2Cl2>Br2>I2―→氧化性逐渐______ 还原性(X－) F－升高
增大
减弱
增强
2. 卤族元素的相似性及特例
分类悟法
类型1　碱金属元素的性质递变规律
　　　下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较错误的是(　　)
A. 原子半径随核电荷数的增加而增大
B. 单质的密度随核电荷数的增加而增大
C. 单质的还原性随核电荷数的增加而增强
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性随核电荷数的增加而增强
1
【解析】碱金属元素单质从上到下，密度依次增大，但钾反常，B错误。
B
类型2　卤族元素的性质递变规律
　　　卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序，下列说法正确的是(　　)
A. 单质的颜色逐渐加深
B. 气态氢化物的热稳定性逐渐增强
C. 单质的氧化性依次增强
D. 单质的熔、沸点逐渐降低
2
【解析】卤族元素单质从上到下，单质的颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，A正确、D错误；元素的非金属性逐渐减弱，与H2的化合能力逐渐减弱，气态氢化物的热稳定性减弱，B错误；得电子能力依次减弱，氧化性依次减弱，C错误。
A
课堂评价
1. 下列有关铷(Rb)原子的说法错误的是(　　)
A. 铷元素位于ⅠA族
B. 铷的金属性比钠弱
B
2. 锂是第二周期ⅠA族元素。下列有关锂元素性质推测正确的是(　　)
A. 最高化合价为＋2
B. 原子半径比钠的大
C. 单质与水的反应比钠更剧烈
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性比钠的弱
【解析】锂是第二周期ⅠA族元素，最高化合价为＋1，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故锂的原子半径小于钠的原子半径，B错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，单质与水反应剧烈程度增大，则Na与水反应更剧烈，C错误；同一主族从上到下，元素最高价氧化物对应水化物的碱性增强，故碱性：LiOH＜NaOH，D正确。
D
3. 下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的说法正确的是(　　)
①单质的氧化性增强　②单质的颜色加深　③气态氢化物的热稳定性增强　
④单质的沸点升高　⑤阴离子的还原性增强
A. ①②③ B. ②③④
C. ②④⑤ D. ①③⑤
【解析】F2、Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，其对应的阴离子F－、Cl－、　Br－、I－的还原性依次增强，①错误、⑤正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，逐渐加深，②正确；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱，③错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气→液→固，则沸点逐渐升高，④正确，C符合题意。
C
4. 碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言不正确的是(　　)
A. 金属性比Na强，与水反应更剧烈
B. 原子半径比Na大，离子半径也比Na＋大
C. 与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜
D. 其氢氧化物(FrOH)是一种强碱
【解析】同主族元素从上到下，元素的金属性增强，金属性： Fr>Na，故Fr与水反应比钠与水反应剧烈，A正确；同主族从上到下，原子半径增大，原子半径：Fr>Na，离子半径：Fr＋>Na＋，B正确；同主族元素化学性质相似，故Fr与硫酸铜溶液反应，应先与水反应生成FrOH，后再与硫酸铜反应，得不到金属铜，C错误；同主族元素从上到下，金属性增强，碱性：FrOH>NaOH，故FrOH是一种强碱，D正确。
C
配套新练案
1. 下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序说法不正确的是(　　)
A. 碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B. 单质的熔点和沸点依次递减
C. 单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D. 原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
【解析】金属锂在空气中燃烧只生成氧化锂，C错误。
C
2. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是 (　　)
A. P B. S
C. Cl D. F
D
3. 下列证据能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是(　　)
①HCl的溶解度比H2S大
②HCl的酸性比H2S强
③HCl的热稳定性比H2S强
④还原性：Cl－＜S2－
⑤HClO的酸性比H2SO4弱
⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS
⑦向Na2SO3溶液中滴入适量盐酸可产生SO2
A. ③④⑥ B. ①③⑥⑦
C. ③④⑤⑦ D. 全部
A
【解析】不能根据氢化物的溶解性判断非金属性强弱，①错误；不能根据氢化物的酸性判断非金属性强弱，②错误；元素的氢化物越稳定，元素的非金属性越强，HCl的热稳定性比H2S强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，③正确；阴离子的还原性越强，对应元素的非金属性越弱，还原性：Cl－＜S2－，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，④正确；硫酸是硫元素的最高价氧化物对应的水化物，但次氯酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，故HClO的酸性比H2SO4弱，不能证明氯元素的非金属性比硫元素强，⑤错误；Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S，单质的氧化性越强，元素的非金属性越强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，⑥正确；向Na2SO3溶液中滴入适量盐酸可产生SO2，说明盐酸酸性比亚硫酸酸性强，盐酸和亚硫酸均不是各自元素最高价氧化物对应的水化物，故不能说明Cl元素非金属性比S元素强，⑦错误；A符合题意。
4. 卤族元素是最活泼的一族非金属元素。下列关于卤族元素的说法正确的是 (　　)
A. 卤素单质的最外层电子数都是7
B. 从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小
C. 从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱
D. 卤素单质与H2化合的剧烈程度为F2【解析】卤素原子最外层有7个电子，而不是卤素单质最外层有7个电子，A错误；卤素原子从F到I，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱，B错误，C正确；卤素单质与H2化合的剧烈程度为F2>Cl2>Br2>I2，D错误。
C
5. 下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是(　　)
①M单质能从N的化合物中置换出N单质
②M单质与金属反应生成高价金属化合物，而N单质与金属反应生成低价金属化合物
③M单质与H2反应比N单质与H2反应容易得多
④气态氢化物的酸性：HmM＞HnN
⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx＞HnNOy
⑥M单质的熔点高于N单质
A. ①②③⑤ B. ①②③
C. ①③④⑤ D. ③④⑤⑥
B
【解析】M是氧化剂、N是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则非金属性：M＞N，①正确；M单质与金属反应生成高价金属化合物，而N单质与金属反应生成低价金属化合物，单质的氧化性：M＞N，则非金属性：M＞N，②正确；单质M与H2反应比N与H2反应容易得多，则非金属性：M＞N，③正确；气态氢化物水溶液的酸性强弱与非金属性强弱无关，不能据此判断非金属性强弱，④错误；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，该含氧酸不一定是最高价含氧酸，不能说明非金属性强弱，⑤错误；非金属性强弱与其单质熔、沸点高低无关，⑥错误；B符合题意。
6. 根据元素在元素周期表中的位置可以判断元素的性质。下列说法错误的是 (　　)
A. K的金属性强于Na B. P的最高正化合价高于S
C. F2的氧化性强于I2 D. HClO4酸性强于H2SiO3
【解析】同主族元素从上到下，金属性增强，则K的金属性强于Na，A正确；同周期主族元素从左向右，原子最外层电子数增大，则P的最高正化合价为＋5，S的最高正化合价为＋6，故P的最高正化合价低于S，B错误；同主族元素从上到下，非金属性减弱，对应单质的氧化性减弱，则F2的氧化性强于I2，C正确；同周期主族元素从左向右，非金属性增强，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，则HClO4酸性强于H2SiO3，D正确。
B
7. 碘与氯属于同主族，碘的原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 氯元素和碘元素的化学性质相似
B. 符号“2Cl”可表示2个氯元素
C. 图中“＋”表示碘原子带正电荷
D. 碘原子在化学反应中易失去电子
【解析】依据原子结构示意图可知，氯原子和碘原子最外层都有7个电子，结构相似，故二者具有相似的化学性质，A正确；符号“2Cl”可表示2个氯原子，B错误；图中“＋”表示碘原子核带正电荷，C错误；碘原子最外层7个电子，容易得到1个电子达到8电子稳定结构，D错误。
A
8. 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，某同学设计如图所示实验验证某些金属元素的金属性。下列说法错误的是(　　)
A
A. 对比实验①②现象可知金属性：Na＞K
B. 实验③开始前应用砂纸打磨除去表面氧化膜
C. 对比实验①③现象可知同周期主族元素金属性随着原子序数的递增而减弱
D. 实验①②中滴入酚酞后的溶液均变红色
序号 ① ② ③
实验
实验 现象 钠块熔成光亮小球，在水面四处游动 钾块表面出现小火球 左侧试管无明显现象，加热后，右侧试管中溶液变粉红
【解析】金属单质的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，由实验现象可知Na、K分别与水反应的剧烈程度：Na＜K，则金属性：Na＜K，A错误；Mg易被空气中的氧气氧化生成氧化物薄膜，故实验③开始前应用砂纸打磨除去表面氧化膜，B正确；元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，Na和冷水反应、Mg和热水反应，说明金属性：Na＞Mg，则可以得出同周期主族元素金属性随着原子序数的递增而减弱，C正确；Na、K分别和水反应都生成碱，故向反应后的溶液中滴入酚酞试液变红，D正确。
9. 下列关于卤素(用X表示)的说法正确的是(　　)
B. HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C. 卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D. X－的还原性依次为F－【解析】F2与H2O发生置换反应生成O2和HF，A错误；HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱，B错误；F2优先与水反应，故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质，D错误。
C
10. 类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是(　　)
A. 因为Na在空气中加热生成Na2O2，所以Li在空气中加热生成Li2O2
B. 因为HCl是强酸，所以HF也是强酸
C. Na和水反应生成NaOH和H2，则Fe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2
D. 金属性：Rb>K>Na，则金属性：Sr>Ca>Mg
【解析】Li在空气中加热只能生成Li2O，A错误；HF是弱酸，B错误；Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，C错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，故金属性：Sr>Ca>Mg，D正确。
D
11. (2024·深圳)卤族元素是典型的非金属元素。为探究卤素中Cl、Br、I的性质，某同学依次设计了如下的实验。
(1) 某同学向无色的KI溶液中滴加少量氯水，发现无色溶液变为______色，写出该反应的离子方程式：______________________________。
(2) 还需要再设计___(填“1”“2”“3”或“4”)个类似于(1)的简单实验，根据(1)、(2)所有的实验现象可以得到规律：氧化性Cl2>Br2>I2。
棕褐
Cl2＋2I－===2Cl－＋I2
2
(3) 根据_____________________________________________________________ ________________________________________________________(填写实验操作和现象或者化学性质)，可以判断非金属性：F>Cl。
(4) 因此，非金属性：F>Cl>Br>I。在元素周期表中，同主族元素从上到下，______________不变，______________依次增多，__________逐渐增大，________能力逐渐减弱，所以，非金属性逐渐减弱。
最外层电子数
氟气与氢气暗处反应发生爆炸，氯气与氢气点燃或光照才反应(或HF很稳定，HCl较稳定或氟气和水能产生氧气，氯气不能)
核外电子层数
原子半径
得电子
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学习目标 知识体系
1. 能利用碱金属元素、卤族元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质2. 能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) ⅠA族均为碱金属元素(×)
(2) Li、Na、K通常保存在煤油中(×)
(3) 锂在点燃条件下可与氧气反应生成过氧化锂(×)
(4) 碱金属单质密度随元素原子电子层数增多逐渐增大(×)
(5) HF、HCl、HBr、HI的酸性依次减弱(×)
(6) 淀粉遇到碘单质显蓝色(√)
碱金属元素
1. 钠、钾与O2反应
装置图 化学方程式 实验现象
2Na＋O2Na2O2 产生黄色火焰
K＋O2KO2 产生紫色火焰，钾的燃烧比钠的更剧烈
实验结论：金属的活动性：K＞Na
2. 钠、钾与水反应
金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，溶液由无色变红色 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，溶液由无色变红色
结论 金属活动性：K>Na
注意：Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
3. 碱金属元素比较(Li、Na、K、Rb、Cs)
相似性 递变性
原子结构 最外层均为1个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增加，原子半径逐渐增大
元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为＋1 金属性逐渐增强
单质性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色，都有硬度小、密度小、熔点低、沸点低、导电、导热性强的特点 密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐降低
化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐增强；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
保存 ①锂的密度比煤油的小，不能保存在煤油中；②钠、钾等保存在石蜡油或煤油中
4. 碱金属元素自上而下结构与性质的递变规律
碱金属元素的常考点
与O2反应 ①锂与O2反应只能生成Li2O②钠与O2常温下反应生成Na2O，加热或点燃条件下生成Na2O2③钾与O2加热条件下生成KO2
导热性 液态钠钾合金可用作核反应堆的传热介质，利用的是导热性而不是导电性
颜色 碱金属均为银白色(Cs略带金色光泽)
密度 碱金属从上到下密度依次增大，但是钾的密度小于钠
卤族元素
1. 卤素单质的化学性质
(1) 与H2反应
物质 化学方程式 反应条件 氢化物的热稳定性
F2 H2＋F2===2HF 在暗处能剧烈化合并发生爆炸 很稳定
Cl2 H2＋Cl22HCl 光照或点燃 较稳定
Br2 H2＋Br22HBr 加热至一定温度才能反应 不稳定
I2 H2＋I22HI 不断加热才能缓慢反应 很不稳定
结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，生成气态氢化物的热稳定性依次减弱
(2) 卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象 静置，液体分层，上层接近无色，下层橙红色 静置，液体分层，上层接近无色，下层紫色 静置，液体分层，上层接近无色，下层紫色
离子方程式 2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 2I－＋Cl2===2Cl－＋I2 2I－＋Br2===2Br－＋I2
氧化性 Cl2＞Br2 Cl2＞I2 Br2＞I2
结论 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
2. 卤族元素自上而下结构与性质的递变规律
卤族元素的总结
1. 卤族元素的递变规律
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
F2、Cl2、Br2、I2―→颜色逐渐变深
状态 气体 气体 液体(易挥发) 固体(易升华)
F2、Cl2、Br2、I2―→熔、沸点逐渐升高
密度 F2氧化性 F2>Cl2>Br2>I2―→氧化性逐渐减弱
还原性(X－) F－2. 卤族元素的相似性及特例
性质 相似性 特性或说明
与H2反应 X2＋H2===2HX 反应剧烈程度逐渐减弱
卤素之间置换反应 2Y－＋X2===2X－＋Y2(X、Y均为卤族元素) F2除外
与Fe反应 3X2＋2Fe2FeX3 I2＋FeFeI2
与水反应 X2＋H2O??HX＋HXO 2F2＋2H2O===4HF＋O2
与碱反应 X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O F2除外
卤化银溶解性 除AgF可溶，其余卤化银均难溶 AgBr用于感光材料；AgI用于人工降雨
其余 ①氟无正价，无含氧酸；②Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华；③常温下呈液态的非金属单质是Br2，淀粉遇I2变蓝色
类型1　碱金属元素的性质递变规律
　下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较错误的是(B)
A. 原子半径随核电荷数的增加而增大
B. 单质的密度随核电荷数的增加而增大
C. 单质的还原性随核电荷数的增加而增强
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性随核电荷数的增加而增强
【解析】碱金属元素单质从上到下，密度依次增大，但钾反常，B错误。
类型2　卤族元素的性质递变规律
　卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序，下列说法正确的是(A)
A. 单质的颜色逐渐加深
B. 气态氢化物的热稳定性逐渐增强
C. 单质的氧化性依次增强
D. 单质的熔、沸点逐渐降低
【解析】卤族元素单质从上到下，单质的颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，A正确、D错误；元素的非金属性逐渐减弱，与H2的化合能力逐渐减弱，气态氢化物的热稳定性减弱，B错误；得电子能力依次减弱，氧化性依次减弱，C错误。
1. 下列有关铷(Rb)原子的说法错误的是(B)
A. 铷元素位于ⅠA族
B. 铷的金属性比钠弱
C. Rb的中子数为48
D. Rb和Rb具有相同的电子数
【解析】铷元素为碱金属元素，在元素周期表中位于ⅠA族，A正确；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，则铷的金属性比钠强，B错误；中子数＝质量数－质子数，故Rb的中子数为85－37＝48，C正确；Rb与Rb互为同位素，则Rb和Rb具有相同的电子数，D正确。
2. 锂是第二周期ⅠA族元素。下列有关锂元素性质推测正确的是(D)
A. 最高化合价为＋2
B. 原子半径比钠的大
C. 单质与水的反应比钠更剧烈
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性比钠的弱
【解析】锂是第二周期ⅠA族元素，最高化合价为＋1，A错误；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，故锂的原子半径小于钠的原子半径，B错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，单质与水反应剧烈程度增大，则Na与水反应更剧烈，C错误；同一主族从上到下，元素最高价氧化物对应水化物的碱性增强，故碱性：LiOH＜NaOH，D正确。
3. 下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的说法正确的是(C)
①单质的氧化性增强
②单质的颜色加深
③气态氢化物的热稳定性增强
④单质的沸点升高
⑤阴离子的还原性增强
A. ①②③ B. ②③④
C. ②④⑤ D. ①③⑤
【解析】F2、Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱，其对应的阴离子F－、Cl－、Br－、I－的还原性依次增强，①错误、⑤正确；F2、Cl2、Br2、I2的颜色由淡黄绿色→黄绿色→深红棕色→紫黑色，逐渐加深，②正确；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱，③错误；F2、Cl2、Br2、I2在通常情况下其状态变化为气→液→固，则沸点逐渐升高，④正确，C符合题意。
4. 碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言不正确的是(C)
A. 金属性比Na强，与水反应更剧烈
B. 原子半径比Na大，离子半径也比Na＋大
C. 与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜
D. 其氢氧化物(FrOH)是一种强碱
【解析】同主族元素从上到下，元素的金属性增强，金属性： Fr>Na，故Fr与水反应比钠与水反应剧烈，A正确；同主族从上到下，原子半径增大，原子半径：Fr>Na，离子半径：Fr＋>Na＋，B正确；同主族元素化学性质相似，故Fr与硫酸铜溶液反应，应先与水反应生成FrOH，后再与硫酸铜反应，得不到金属铜，C错误；同主族元素从上到下，金属性增强，碱性：FrOH>NaOH，故FrOH是一种强碱，D正确。配套新练案
1. 下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序说法不正确的是(C)
A. 碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B. 单质的熔点和沸点依次递减
C. 单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D. 原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
【解析】金属锂在空气中燃烧只生成氧化锂，C错误。
2. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是(D)
A. P B. S
C. Cl D. F
3. 下列证据能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是(A)
①HCl的溶解度比H2S大
②HCl的酸性比H2S强
③HCl的热稳定性比H2S强
④还原性：Cl－＜S2－
⑤HClO的酸性比H2SO4弱
⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS
⑦向Na2SO3溶液中滴入适量盐酸可产生SO2
A. ③④⑥ B. ①③⑥⑦
C. ③④⑤⑦ D. 全部
【解析】不能根据氢化物的溶解性判断非金属性强弱，①错误；不能根据氢化物的酸性判断非金属性强弱，②错误；元素的氢化物越稳定，元素的非金属性越强，HCl的热稳定性比H2S强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，③正确；阴离子的还原性越强，对应元素的非金属性越弱，还原性：Cl－＜S2－，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，④正确；硫酸是硫元素的最高价氧化物对应的水化物，但次氯酸不是氯元素的最高价氧化物对应的水化物，故HClO的酸性比H2SO4弱，不能证明氯元素的非金属性比硫元素强，⑤错误；Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS，说明Cl2的氧化性大于S，单质的氧化性越强，元素的非金属性越强，能说明氯元素的非金属性比硫元素强，⑥正确；向Na2SO3溶液中滴入适量盐酸可产生SO2，说明盐酸酸性比亚硫酸酸性强，盐酸和亚硫酸均不是各自元素最高价氧化物对应的水化物，故不能说明Cl元素非金属性比S元素强，⑦错误；A符合题意。
4. 卤族元素是最活泼的一族非金属元素。下列关于卤族元素的说法正确的是(C)
A. 卤素单质的最外层电子数都是7
B. 从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小
C. 从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱
D. 卤素单质与H2化合的剧烈程度为F2【解析】卤素原子最外层有7个电子，而不是卤素单质最外层有7个电子，A错误；卤素原子从F到I，电子层数依次增多，原子半径依次增大，原子核对最外层电子吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱，B错误，C正确；卤素单质与H2化合的剧烈程度为F2>Cl2>Br2>I2，D错误。
5. 下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是(B)
①M单质能从N的化合物中置换出N单质
②M单质与金属反应生成高价金属化合物，而N单质与金属反应生成低价金属化合物
③M单质与H2反应比N单质与H2反应容易得多
④气态氢化物的酸性：HmM＞HnN
⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx＞HnNOy
⑥M单质的熔点高于N单质
A. ①②③⑤ B. ①②③
C. ①③④⑤ D. ③④⑤⑥
【解析】M是氧化剂、N是氧化产物，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，则非金属性：M＞N，①正确；M单质与金属反应生成高价金属化合物，而N单质与金属反应生成低价金属化合物，单质的氧化性：M＞N，则非金属性：M＞N，②正确；单质M与H2反应比N与H2反应容易得多，则非金属性：M＞N，③正确；气态氢化物水溶液的酸性强弱与非金属性强弱无关，不能据此判断非金属性强弱，④错误；最高价氧化物对应水化物的酸性越强，其非金属性越强，该含氧酸不一定是最高价含氧酸，不能说明非金属性强弱，⑤错误；非金属性强弱与其单质熔、沸点高低无关，⑥错误；B符合题意。
6. 根据元素在元素周期表中的位置可以判断元素的性质。下列说法错误的是(B)
A. K的金属性强于Na
B. P的最高正化合价高于S
C. F2的氧化性强于I2
D. HClO4酸性强于H2SiO3
【解析】同主族元素从上到下，金属性增强，则K的金属性强于Na，A正确；同周期主族元素从左向右，原子最外层电子数增大，则P的最高正化合价为＋5，S的最高正化合价为＋6，故P的最高正化合价低于S，B错误；同主族元素从上到下，非金属性减弱，对应单质的氧化性减弱，则F2的氧化性强于I2，C正确；同周期主族元素从左向右，非金属性增强，非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，则HClO4酸性强于H2SiO3，D正确。
7. 碘与氯属于同主族，碘的原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是(A)
A. 氯元素和碘元素的化学性质相似
B. 符号“2Cl”可表示2个氯元素
C. 图中“＋”表示碘原子带正电荷
D. 碘原子在化学反应中易失去电子
【解析】依据原子结构示意图可知，氯原子和碘原子最外层都有7个电子，结构相似，故二者具有相似的化学性质，A正确；符号“2Cl”可表示2个氯原子，B错误；图中“＋”表示碘原子核带正电荷，C错误；碘原子最外层7个电子，容易得到1个电子达到8电子稳定结构，D错误。
8. 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，某同学设计如图所示实验验证某些金属元素的金属性。下列说法错误的是(A)
序号 ① ② ③
实验
实验现象 钠块熔成光亮小球，在水面四处游动 钾块表面出现小火球 左侧试管无明显现象，加热后，右侧试管中溶液变粉红
A. 对比实验①②现象可知金属性：Na＞K
B. 实验③开始前应用砂纸打磨除去表面氧化膜
C. 对比实验①③现象可知同周期主族元素金属性随着原子序数的递增而减弱
D. 实验①②中滴入酚酞后的溶液均变红色
【解析】金属单质的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，由实验现象可知Na、K分别与水反应的剧烈程度：Na＜K，则金属性：Na＜K，A错误；Mg易被空气中的氧气氧化生成氧化物薄膜，故实验③开始前应用砂纸打磨除去表面氧化膜，B正确；元素的金属性越强，其单质与水或酸反应越剧烈，Na和冷水反应、Mg和热水反应，说明金属性：Na＞Mg，则可以得出同周期主族元素金属性随着原子序数的递增而减弱，C正确；Na、K分别和水反应都生成碱，故向反应后的溶液中滴入酚酞试液变红，D正确。
9. 下列关于卤素(用X表示)的说法正确的是(C)
A. 卤素单质与水反应均可用X2＋H2O??HXO＋HX表示
B. HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C. 卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D. X－的还原性依次为F－【解析】F2与H2O发生置换反应生成O2和HF，A错误；HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱，B错误；F2优先与水反应，故不能用F2从其他盐溶液中置换出来卤素单质，D错误。
10. 类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是(D)
A. 因为Na在空气中加热生成Na2O2，所以Li在空气中加热生成Li2O2
B. 因为HCl是强酸，所以HF也是强酸
C. Na和水反应生成NaOH和H2，则Fe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2
D. 金属性：Rb>K>Na，则金属性：Sr>Ca>Mg
【解析】Li在空气中加热只能生成Li2O，A错误；HF是弱酸，B错误；Fe和水蒸气反应生成Fe3O4和H2，C错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，故金属性：Sr>Ca>Mg，D正确。
11. (2024·深圳)卤族元素是典型的非金属元素。为探究卤素中Cl、Br、I的性质，某同学依次设计了如下的实验。
(1) 某同学向无色的KI溶液中滴加少量氯水，发现无色溶液变为棕褐色，写出该反应的离子方程式：Cl2＋2I－===2Cl－＋I2。
(2) 还需要再设计2(填“1”“2”“3”或“4”)个类似于(1)的简单实验，根据(1)、(2)所有的实验现象可以得到规律：氧化性Cl2>Br2>I2。
(3) 根据氟气与氢气暗处反应发生爆炸，氯气与氢气点燃或光照才反应(或HF很稳定，HCl较稳定或氟气和水能产生氧气，氯气不能)(填写实验操作和现象或者化学性质)，可以判断非金属性：F>Cl。
(4) 因此，非金属性：F>Cl>Br>I。在元素周期表中，同主族元素从上到下，最外层电子数不变，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，所以，非金属性逐渐减弱。课时22　原子结构与元素的性质
学习目标 知识体系
1. 能利用碱金属元素、卤族元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质2. 能结合实验及事实说明碱金属元素、卤族元素性质的递变规律
判断正误(正确的画“√”，错误的画“×”)。
(1) ⅠA族均为碱金属元素(　　)
(2) Li、Na、K通常保存在煤油中(　　)
(3) 锂在点燃条件下可与氧气反应生成过氧化锂(　　)
(4) 碱金属单质密度随元素原子电子层数增多逐渐增大(　　)
(5) HF、HCl、HBr、HI的酸性依次减弱(　　)
(6) 淀粉遇到碘单质显蓝色(　　)
碱金属元素
1. 钠、钾与O2反应
装置图 化学方程式 实验现象
2Na＋O2Na2O2 产生______火焰
K＋O2KO2 产生紫色火焰，钾的燃烧比钠的更____
实验结论：金属的活动性：K＞Na
2. 钠、钾与水反应
金属单质 钠 钾
实验操作
实验现象 熔成小球，浮于水面，四处游动，有________，溶液由无色变________ 熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微______，溶液由无色变_______________________________
结论 金属活动性：K>Na
注意：Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
3. 碱金属元素比较(Li、Na、K、Rb、Cs)
相似性 递变性
原子结构 最外层均为______个电子 电子层数逐渐增多，核电荷数逐渐增加，原子半径逐渐________
元素性质 都具有较强的金属性，最高正价均为________ 金属性逐渐________
单质性质 物理性质 (除Cs外)都呈银白色，都有硬度小、密度小、熔点低、沸点低、导电、导热性强的特点 密度逐渐增大(钾反常)，熔点逐渐______
化学性质 都具有较强的还原性 还原性逐渐________；与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂
保存 ①锂的密度比煤油的小，不能保存在煤油中；②钠、钾等保存在石蜡油或煤油中
4. 碱金属元素自上而下结构与性质的递变规律
碱金属元素的常考点
与O2反应 ①锂与O2反应只能生成________②钠与O2常温下反应生成________，加热或点燃条件下生成________③钾与O2加热条件下生成________
导热性 液态钠钾合金可用作核反应堆的传热介质，利用的是________而不是导电性
颜色 碱金属均为银白色(Cs略带金色光泽)
密度 碱金属从上到下密度依次增大，但是钾的密度________钠
卤族元素
1. 卤素单质的化学性质
(1) 与H2反应
物质 化学方程式 反应条件 氢化物的热稳定性
F2 H2＋F2===2HF 在暗处能剧烈化合并发生爆炸 ___________________________
Cl2 H2＋Cl22HCl 光照或点燃 ___________________________
Br2 H2＋Br22HBr 加热至一定温度才能反应 ___________________________
I2 H2＋I22HI 不断加热才能缓慢反应 __________________________
结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐__________________________________________________，反应剧烈程度依次________，生成气态氢化物的热稳定性依次________
(2) 卤素单质间的置换反应
实验操作
实验现象 静置，液体分层，上层________，下层________ 静置，液体分层，上层________，下层________ 静置，液体分层，上层________，下层________
离子方程式 2Br－＋Cl2===2Cl－＋Br2 2I－＋Cl2===2Cl－＋I2 2I－＋Br2===2Br－＋I2
氧化性 Cl2＞Br2 Cl2＞I2 Br2＞I2
结论 氧化性：Cl2＞Br2＞I2
2. 卤族元素自上而下结构与性质的递变规律
卤族元素的总结
1. 卤族元素的递变规律
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色 浅黄绿色 黄绿色 深红棕色 紫黑色
F2、Cl2、Br2、I2―→颜色逐渐________
状态 气体 气体 液体(易挥发) 固体(易升华)
F2、Cl2、Br2、I2―→熔、沸点逐渐______
密度 F2氧化性 F2>Cl2>Br2>I2―→氧化性逐渐______
还原性(X－) F－2. 卤族元素的相似性及特例
性质 相似性 特性或说明
与H2反应 X2＋H2===2HX 反应剧烈程度逐渐减弱
卤素之间置换反应 2Y－＋X2===2X－＋Y2(X、Y均为卤族元素) F2除外
与Fe反应 3X2＋2Fe2FeX3 I2＋FeFeI2
与水反应 X2＋H2O??HX＋HXO 2F2＋2H2O===4HF＋O2
与碱反应 X2＋2OH－===X－＋XO－＋H2O F2除外
卤化银溶解性 除AgF可溶，其余卤化银均难溶 AgBr用于感光材料；AgI用于人工降雨
其余 ①氟无正价，无含氧酸；②Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华；③常温下呈液态的非金属单质是Br2，淀粉遇I2变蓝色
类型1　碱金属元素的性质递变规律
　下列关于Li、Na、K、Rb、Cs的比较错误的是(　　)
A. 原子半径随核电荷数的增加而增大
B. 单质的密度随核电荷数的增加而增大
C. 单质的还原性随核电荷数的增加而增强
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性随核电荷数的增加而增强
类型2　卤族元素的性质递变规律
　卤族元素按F、Cl、Br、I的顺序，下列说法正确的是(　　)
A. 单质的颜色逐渐加深
B. 气态氢化物的热稳定性逐渐增强
C. 单质的氧化性依次增强
D. 单质的熔、沸点逐渐降低
1. 下列有关铷(Rb)原子的说法错误的是(　　)
A. 铷元素位于ⅠA族
B. 铷的金属性比钠弱
C. Rb的中子数为48
D. Rb和Rb具有相同的电子数
2. 锂是第二周期ⅠA族元素。下列有关锂元素性质推测正确的是(　　)
A. 最高化合价为＋2
B. 原子半径比钠的大
C. 单质与水的反应比钠更剧烈
D. 最高价氧化物对应水化物的碱性比钠的弱
3. 下列关于卤族元素由上到下性质递变规律的说法正确的是(　　)
①单质的氧化性增强
②单质的颜色加深
③气态氢化物的热稳定性增强
④单质的沸点升高
⑤阴离子的还原性增强
A. ①②③ B. ②③④
C. ②④⑤ D. ①③⑤
4. 碱金属元素钫(Fr)具有放射性。下列对其性质的预言不正确的是(　　)
A. 金属性比Na强，与水反应更剧烈
B. 原子半径比Na大，离子半径也比Na＋大
C. 与硫酸铜溶液发生置换反应得到金属铜
D. 其氢氧化物(FrOH)是一种强碱
配套热练
课时22　原子结构与元素的性质
1. 下列关于碱金属按Li、Na、K、Rb、Cs的顺序说法不正确的是(　　)
A. 碱金属原子最外层都只有一个电子，在化学反应中容易失电子表现出强还原性
B. 单质的熔点和沸点依次递减
C. 单质都能与水反应生成碱，都能在空气中燃烧生成过氧化物
D. 原子半径逐渐增大，单质与水反应的剧烈程度逐渐增强
2. 依据元素的原子结构和性质的变化规律，推断下列元素非金属性最强的是(　　)
A. P B. S
C. Cl D. F
3. 下列证据能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是(　　)
①HCl的溶解度比H2S大
②HCl的酸性比H2S强
③HCl的热稳定性比H2S强
④还原性：Cl－＜S2－
⑤HClO的酸性比H2SO4弱
⑥Cl2与铁反应生成FeCl3，而S与铁反应生成FeS
⑦向Na2SO3溶液中滴入适量盐酸可产生SO2
A. ③④⑥ B. ①③⑥⑦
C. ③④⑤⑦ D. 全部
4. 卤族元素是最活泼的一族非金属元素。下列关于卤族元素的说法正确的是(　　)
A. 卤素单质的最外层电子数都是7
B. 从上到下，卤素原子的电子层数依次增多，半径依次减小
C. 从F到I，原子核对最外层电子的吸引能力依次减弱，原子的得电子能力依次减弱
D. 卤素单质与H2化合的剧烈程度为F25. 下列有关叙述能说明非金属元素M比N的非金属性强的是(　　)
①M单质能从N的化合物中置换出N单质
②M单质与金属反应生成高价金属化合物，而N单质与金属反应生成低价金属化合物
③M单质与H2反应比N单质与H2反应容易得多
④气态氢化物的酸性：HmM＞HnN
⑤氧化物对应水化物的酸性：HmMOx＞HnNOy
⑥M单质的熔点高于N单质
A. ①②③⑤
B. ①②③
C. ①③④⑤
D. ③④⑤⑥
6. 根据元素在元素周期表中的位置可以判断元素的性质。下列说法错误的是(　　)
A. K的金属性强于Na
B. P的最高正化合价高于S
C. F2的氧化性强于I2
D. HClO4酸性强于H2SiO3
7. 碘与氯属于同主族，碘的原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 氯元素和碘元素的化学性质相似
B. 符号“2Cl”可表示2个氯元素
C. 图中“＋”表示碘原子带正电荷
D. 碘原子在化学反应中易失去电子
8. 元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化，某同学设计如图所示实验验证某些金属元素的金属性。下列说法错误的是(　　)
序号 ① ② ③
实验
实验现象 钠块熔成光亮小球，在水面四处游动 钾块表面出现小火球 左侧试管无明显现象，加热后，右侧试管中溶液变粉红
A. 对比实验①②现象可知金属性：Na＞K
B. 实验③开始前应用砂纸打磨除去表面氧化膜
C. 对比实验①③现象可知同周期主族元素金属性随着原子序数的递增而减弱
D. 实验①②中滴入酚酞后的溶液均变红色
9. 下列关于卤素(用X表示)的说法正确的是(　　)
A. 卤素单质与水反应均可用X2＋H2O??HXO＋HX表示
B. HX的热稳定性随核电荷数增加而增强
C. 卤素的原子核外电子层数随核电荷数的增加而增多
D. X－的还原性依次为F－10. 类比迁移的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的，不能违背客观事实。下列类比迁移结果正确的是(　　)
A. 因为Na在空气中加热生成Na2O2，所以Li在空气中加热生成Li2O2
B. 因为HCl是强酸，所以HF也是强酸
C. Na和水反应生成NaOH和H2，则Fe和水蒸气反应也生成Fe(OH)3和H2
D. 金属性：Rb>K>Na，则金属性：Sr>Ca>Mg
11. (2024·深圳)卤族元素是典型的非金属元素。为探究卤素中Cl、Br、I的性质，某同学依次设计了如下的实验。
(1) 某同学向无色的KI溶液中滴加少量氯水，发现无色溶液变为__________色，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(2) 还需要再设计________(填“1”“2”“3”或“4”)个类似于(1)的简单实验，根据(1)、(2)所有的实验现象可以得到规律：氧化性Cl2>Br2>I2。
(3) 根据__________________________________________________________(填写实验操作和现象或者化学性质)，可以判断非金属性：F>Cl。
(4) 因此，非金属性：F>Cl>Br>I。在元素周期表中，同主族元素从上到下，__________不变，__________依次增多，__________逐渐增大，__________能力逐渐减弱，所以，非金属性逐渐减弱。

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