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拓展专题4　元素金属性、非金属性强弱的比较
一、元素金属性强弱的判断依据及应用
1.根据元素周期表判断
（1）同一主族，从上到下：元素的金属性逐渐增强。
（2）同一周期，从左到右：元素的金属性逐渐减弱。
2.根据金属活动性顺序判断
金属单质的活动性减弱，元素的金属性也减弱。
3.根据单质及其化合物的性质判断
（1）金属单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强。
（2）最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强。
4.金属单质间的置换反应
较活泼的金属将较不活泼的金属从其盐溶液中置换出来，如Zn＋Cu2＋Zn2＋＋Cu，则金属性：Zn＞Cu。
5.根据离子的氧化性强弱判断
金属阳离子的氧化性越强，元素的金属性越弱，如氧化性：Cu2＋＞Fe2＋，则金属性：Cu＜Fe。
【典题示例1】 下列实验依据可判断某元素的金属性强弱的是（　　）
A.导电性的强弱
B.1 mol该金属跟酸反应放出氢气的多少
C.反应中失去电子的数目
D.最高价氧化物对应水化物碱性的强弱
解析：D　金属的导电性的强弱与金属性强弱无关，A错误；金属元素失电子能力越强，金属性越强，与生成氢气的多少无关，与失去电子的多少无关，B、C错误，D正确。
【典题示例2】 下列叙述中金属M的活泼性肯定比金属N的活泼性强的是（　　）
A.M原子的最外层电子数比N原子的最外层电子数少
B.常温时，M能从水中置换出氢，而N不能
C.1 mol M从酸中置换H＋生成的H2比1 mol N从酸中置换H＋生成的H2多　
D.M的氧化物对应水化物的碱性比N的氧化物对应水化物的碱性强
解析：B　最外层电子数的多少以及从酸中置换出H2的多少与金属元素的金属性的强弱无关，A、C错误；常温时，M能从水中置换出氢，而N不能，说明金属M的活泼性比N强，B正确；由元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱来判断金属性的强弱，而不是氧化物对应的水化物，D错误。
【典题示例3】 已知铍（Be）的原子序数为4，下列关于铍及其化合物的叙述中正确的是（　　）
A.铍的金属性比镁强
B.氯化镁的氧化性比氯化铍的强
C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱
D.单质铍易和冷水反应产生氢气
解析：C　Be位于第ⅡA族，Be、Mg、Ca的金属性依次增强，A、B错误，C正确；镁与冷水很难反应，Be与冷水更难反应，D错误。
二、元素非金属性强弱的判断依据
1.根据元素周期表判断
（1）同一主族，从上到下：元素的非金属性逐渐减弱。
（2）同一周期，从左到右：元素的非金属性逐渐增强。
2.根据单质及其化合物的性质判断
（1）单质与氢气化合越容易（或氢化物越稳定），元素的非金属性越强。
（2）最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强。
3.非金属单质间的置换反应
活泼的非金属单质将较不活泼的非金属从其盐溶液中置换出来，如Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2，则非金属性：Cl＞Br。
4.根据离子的还原性强弱判断
非金属阴离子的还原性越强，元素的非金属性越弱，如还原性：Cl－＜I－，非金属性：Cl＞I。
【典题示例1】 （2025·辽宁锦州一中期末）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的稳定性 D.Cl2、Br2、I2的密度
解析：C　A项，单质的熔、沸点是物理性质，与元素非金属性无关；B项，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，不能通过比较氢化物水溶液的酸性比较元素非金属性强弱；C项，非金属性越强，气态氢化物越稳定；D项，单质的密度是物理性质，与元素非金属性无关。
【典题示例2】 下列事实能说明Cl与O两元素非金属性相对强弱的是（　　）
A.Cl原子最外层电子数比O多
B.ClO2中氯元素为＋4价，氧元素为－2价
C.酸性：HCl＞H2O
D.沸点：H2O＞HCl
解析：B　Cl原子最外层电子数比O多，不能说明Cl与O两元素非金属性相对强弱，A错误；ClO2中氯元素为正价，氧元素为负价，说明Cl的非金属性小于O，B正确；酸性：HCl＞H2O，不能说明Cl与O两元素非金属性相对强弱，C错误；沸点：H2O＞HCl，不能说明Cl与O两元素非金属性相对强弱，D错误。
【典题示例3】 元素周期律可以帮助人们认识物质性质，下列基于元素周期律的推断错误的是（　　）
A.S的非金属性强于Si的，则酸性：H2SO3＞H2SiO3
B.Mg的金属性强于Al的，则Mg比Al更易与盐酸反应
C.N的非金属性强于P的，则热稳定性：NH3＞PH3
D.Cl的非金属性强于Br的，则Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2
解析：A　非金属性越强，对应最高价氧化物的水化物酸性越强，H2SO3不是最高价含氧酸，A错误；Mg的金属性强于Al的，则Mg比Al更易与盐酸反应，B正确；N的非金属性强于P的，则热稳定性：NH3＞PH3，C正确；Cl的非金属性强于Br，Cl2的氧化性强于Br2的氧化性，则Cl2可以从NaBr溶液中置换出Br2，D正确。
1.下列事实不能说明X元素比Y元素的非金属性强的是（　　）
①与H2化合时，X单质比Y单质容易
②X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
③X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
④X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
⑤X元素的最高正价比Y的高
⑥气态氢化物溶于水后的酸性：X强于Y
A.②⑤⑥ B.③④⑥
C.①④⑥ D.③⑤⑥
解析：D　①与H2越容易化合，则该元素的非金属性越强，正确；②最高价氧化物对应水化物的酸性越强，该元素的非金属性越强，正确；③两元素如果位于同一周期，X原子最外层电子数多，则X在Y右边，则X的非金属性更强，如果不在同一周期，则不能判断，错误；④该置换反应说明X单质的氧化性更强，因此X的非金属性强，正确；⑤最高正价的高低不能比较非金属性的强弱，如非金属性：F＞Cl，但是F没有正价，错误；⑥根据气态氢化物的热稳定性强弱可以比较元素的非金属性强弱，但是根据对应氢化物水溶液的酸性强弱不能比较非金属性的强弱，错误。
2.下列事实不能用于判断元素的金属性或非金属性强弱的是（　　）
A.非金属元素气态氢化物的稳定性
B.1 mol金属单质在反应中失去电子的多少
C.溶液中金属间发生的置换反应
D.非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
解析：B　元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性就越强，A正确；元素的金属性强弱与元素原子失去电子的多少无关，B错误；还原性强（即较活泼）的金属可以把还原性弱（即较不活泼）的金属从其盐溶液中置换出来，C正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性就越强，D正确。
3.有A、B、C、D、E五种金属元素。在相同条件下，B元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的弱；A、B单质均可以从C盐溶液中置换出C；D单质可以与冷水剧烈反应并放出氢气；A、B、C、E四种单质分别投入盐酸中，只有E不放出氢气。则五种金属元素的金属性由强到弱的顺序为（　　）
A.D＞B＞A＞C＞E B.D＞A＞B＞C＞E
C.A＞B＞C＞E＞D D.D＞E＞B＞A＞C
解析：B　元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强，即金属性：A＞B；根据置换反应的特点，可得金属性：A＞C、B＞C，且可推知A、B均不与水反应；D可与冷水发生剧烈反应，说明D的金属性最强；E不能和盐酸反应，另外几种单质可以，说明E的金属性最弱，因此金属性由强到弱的顺序：D＞A＞B＞C＞E。
4.（2025·重庆巴蜀中学高一月考）下列叙述正确的是　（　　）
A.A和B是元素周期表中同主族的金属元素，A在B的下方，则A肯定比B的金属性强
B.1 mol A与酸反应转移3 mol电子，1 mol B与酸反应转移2 mol电子，可以证明A比B的金属性强
C.H2S比H2CO3的酸性弱，证明C比S的非金属性强
D.元素简单氢化物的沸点X比元素Y的沸点高，能证明元素X比元素Y的非金属性弱
解析：A　金属性强弱与得失电子数目无关，与得失电子难易程度有关，B错误；对比非金属性强弱时应该利用元素的最高价含氧酸比较，而H2S不是含氧酸，不能比较，C错误；元素简单氢化物的沸点为物理性质，不体现元素非金属性，D错误。
5.根据元素周期表和周期律，可知S的非金属性＜（填“＞”或“＜”）Cl的非金属性，下列表述可以作为此结论的证据的是BC（填字母）。
A.比较这两种元素单质的沸点
B.比较这两种元素单质与氢气化合的难易程度
C.S和Cl2分别与Fe反应生成FeS、FeCl3
D.比较这两种元素单质与酸或碱反应的难易程度
解析：元素的非金属性与元素单质的沸点无关，A不符合题意；比较这两种元素单质与氢气化合的难易程度，能验证元素非金属性强弱，B符合题意；S和Cl2分别与Fe反应生成FeS、FeCl3，说明Cl2的氧化性强于S，即证明Cl的非金属性强于S的非金属性，C符合题意；元素单质与酸或碱反应的难易程度与元素非金属性无关，不能验证元素非金属性强弱，D不符合题意。
1 / 21.原子结构
2.元素周期表
3.元素周期律
4.化学键
应用物质结构、元素周期律的相关知识认识陌生元素
　　元素周期表被认为是“科学共同的语言”，它的发现使化学学习和研究变得有规律可循，其简洁有序的背后，是众多科学家艰苦奋斗的结果。右图是元素周期表的一部分。
　　以上诸多元素中，砷和硒是我们生活中经常接触到的元素。
　　硒是人体必需的微量元素。2 000多年前就有富硒莲子酒，除口感清爽外，还能提高机体免疫力，对结肠癌、肝癌等多种癌症具有明显的抑制和防护作用。
　　砷是一种微量元素，在身体当中起到比较重要的作用，主要是刺激造血器官，可以抑制皮肤衰老，提高人体的抵抗能力，减少疾病。当然砷微量元素超标以后，会导致细胞发生病理改变，血管的通透性增加，容易产生出血。
【探究1】　从原子结构和化学键的角度认识硒和砷
1.砷有多种同位素原子，其中稳定的核素是73As，它的中子数为　　。
提示：40
2.回答下列关于硒的问题：
（1）硒存在六种天然核素，所含中子数分别为40、42、43、44、46和48。硒的六种天然核素之间是什么关系？互为同位素。中子数为44的核素如何表示？Se。
（2）已知核内有48个中子的硒元素的一种核素，下列表示该核素的符号正确的是C（填字母）。
ASe　　BSe CSe　　DSe
（3）写出H2Se的电子式：H︰︰H，CS2的结构式：SCS。
（4）溴化硒是一种重要的电子元件材料，其分子的空间结构如图所示。原子半径大小关系为Se＞Br，硒的化合价为＋1价。
解析：（4）Se与Br为同周期元素，Se在Br的左方，则原子半径大小关系为Se＞Br；在该化合物中，Se与Se、Br共形成2个共价键，溴的化合价为－1价，则硒的化合价为＋1价。
【探究2】　从周期表和周期律的角度认识砷和硒
3.已知砷（As）的原子结构示意图为，根据同主族元素性质的递变规律，下列关于As的描述错误的是D（填字母）。
A.位于第四周期第ⅤA族
B.原子半径：r＞r
C.酸性：H3AsO4＜H3PO4
D.稳定性：AsH3＞PH3
解析：砷（As）的原子结构核外有四个电子层，最外层电子数为5，故其位于第四周期第ⅤA族，A正确；同一主族，从上至下，原子半径增大，r＞r，B正确；非金属性：As＜P，故酸性：H3AsO4＜H3PO4，C正确；非金属性：As＜P，故稳定性：AsH3＜PH3，D错误。
4.砷（As）与N、P是同主族元素，远古时期人们就开始开发利用砷的性质，现代技术中砷仍然起着非常重要的作用。下列事实中，能说明As元素的非金属性弱于N元素的是BC（填字母）。
A.沸点：AsH3＜NH3
B.酸性：H3AsO4＜HNO3
C.分解温度：AsH3＜NH3
D.相对分子质量：AsH3＞NH3
解析：元素的非金属性与氢化物的沸点大小无关，A错误；元素的非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则H3AsO4的酸性小于HNO3能说明As元素的非金属性弱于N元素，B正确；元素的非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强，则AsH3的分解温度小于NH3能说明As元素的非金属性弱于N元素，C正确；元素的非金属性与氢化物的相对分子质量大小无关，D错误。
5.结合周期表中的信息，回答下列问题。
（1）砷（As）在周期表中的位置是第4周期第ⅤA族。
（2）下列说法正确的是b（填字母）。
a.砷元素的最高化合价为＋4价
b.推测砷有多种氧化物
c.元素N的气态氢化物的还原性大于砷的气态氢化物的还原性
解析：（2）N和As是第ⅤA族元素，As的性质与N有相似处，N的最高正价为＋5价，As的最高正价为＋5价，a错误；N和As是第ⅤA族元素，As的性质与N有相似处，N能形成NO、NO2、N2O3、N2O4等多种氧化物，据此推测，As能形成As2O3、As2O5等多种氧化物，b正确；非金属性N大于As，则氮的气态氢化物的还原性小于砷的气态氢化物的还原性，c错误。
6.富硒食品指富含元素硒的食品，具有延缓衰老、抗癌、增强免疫力等作用。下列说法错误的是CF（填字母）。
A.硒原子结构示意图为
B.硒元素最高正价与最低负价代数和为4
C.依据元素周期律推测硒化氢的熔、沸点及热稳定性均高于硫化氢
D.硒元素位于金属与非金属分界线附近，推测硒可用作半导体材料
E.微粒半径：r＜r
F.Se可以从NaBr溶液中置换出Br2
解析：硒是第ⅥA族元素，最高正价为＋6价，最低负价为－2价，最高正价与最低负价代数和为4，B正确；第ⅥA族元素从上到下非金属性依次减弱，对应简单氢化物的稳定性减弱，熔、沸点依次增高（除O外），则硒化氢的熔、沸点高于硫化氢，但热稳定性低于硫化氢，C错误；硒元素位于第四周期第ⅥA族，处于金属和非金属分界线附近，可用作半导体材料，D正确；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，微粒半径：r＜r，E正确；Se的非金属性弱于溴单质，不可以从NaBr溶液中置换出Br2，F错误。
1 / 4第1课时　原子结构
学习目标
1.了解原子的表示方法，掌握质量数、质子数、中子数、电子数的相关计算。 2.能从微观角度认识原子的构成，掌握原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。
知识点一　原子结构
1.原子的构成
2.质量数
概念 质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将核内所有　质子　和　中子　的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数
关系 质量数（A）＝　质子数　（Z）＋　中子数　（N）
3.原子的表示方法
如作为相对原子质量标准的C表示质子数为　6　，质量数为　12　的碳原子。
【教材挖掘】
教材“核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加”，由此可知，原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？
提示：不是。如S的质量数为32，而硫原子的相对原子质量为32.06，二者计算方式不同，在数值上相近但不相等。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子呈电中性，其质量主要集中在原子核上。（　√　）
（2）相对原子质量就是质量数。（　×　）
（3）微粒中的质子数与核外电子数一定相等。（　×　）
（4）某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。（　√　）
2.（2025·泉州第一中学等四校联考）Am＋与Bn－具有相同的电子层结构，已知A的原子序数是x，则B元素的原子序数为（　　）
A.x－m－n B.x＋m＋n
C.x＋m－n D.x－m＋n
解析：A　设元素B的核电荷数是y，已知A的原子序数是x，即核电荷数为x，所以Am＋的核外电子数等于x－m，同理Bn－的离子中带有（y＋n）个电子。因为Bn－和Am＋具有相同的电子层结构，即核外电子数相同，所以x－m＝y＋n，即y＝x－m－n，选A。
3.（鲁科版改编题）1956年，美籍华人科学家吴健雄用Co放射源进行实验验证了杨振宁和李政道的重要发现（此发现于1957年获得诺贝尔物理学奖）Co的衰变方程为CoNie－＋，其中，是反中微子，它的电荷数为0，静止质量可认为是0。
（1）原子Co，其质子数是　　，电子数是　　，质量数是　　，中子数是　　。
（2）在上述衰变方程中，衰变产物Ni的质量数（A）为　　，核电荷数（Z）为　　。
答案：（1）27　27　60　33　（2）60　28
易错提醒
（1）对于呈电中性的微粒（如原子或分子），核电荷数＝核内质子数＝核外电子数。
（2）对于带电离子（如Rm＋或Rm－），前者质子数＝电子数＋m，后者质子数＝电子数－m。
知识点二　原子核外电子排布
　　
1.电子层
（1）概述
概念 在含有多个电子的原子里，电子分别在　能量不同　的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层
图示
（2）不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由　近　到　远　
能量高低 由低到高
2.电子分层排布
（1）能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。
（2）电子层最多能容纳的电子数
①第n层最多能容纳　2n2　个电子。如K、L、M、N层最多能容纳的电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目不能超过　8　个（K层为最外层时不能超过2个）。
③次外层最多能容纳的电子数为　18　个。
3.原子核外电子排布的表示方法
（1）原子结构示意图
①小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核及核内质子数。
②弧线表示电子层。
③弧线内数字表示该层中的电子数。
（2）离子结构示意图
①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如
MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。如
SS2－
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子的核外电子是分层排布的，每层电子数相同。（　×　）
（2）能量高的电子在离核近的区域内运动。（　×　）
（3）N层为最外层时，最多能容纳32个电子。（　×　）
（4）F原子的核外电子排布为。（　√　）
2.如图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述错误的是（　　）
A.K层电子的能量高于L层
B.核外电子从K层开始填充
C.L层最多能容纳8个电子
D.原子由原子核与核外电子构成
解析：A　原子核外电子排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次升高，故K层电子的能量低于L层，A错误。
3.A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是（　　）
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氦原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
解析：D　A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明A、B为第二、第三周期元素；L层最多排8个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，说明B原子L层有8个电子，A原子的L层有4个电子，故A是碳原子；A原子的M层比B原子的M层少3个电子，故B为铝原子。
4.（鲁科版习题）下列原子结构示意图是否正确？如有错误，指出错误的原因并改正。
（1）F错误，最外层上有7个电子。
（2）Na错误，有3个电子层，从里到外，各层电子数依次为2、8、1。
（3）Mg正确。
（4）Si错误，从里到外，各层电子数依次为2、8、4　。
（5）S错误，从里到外，各层电子数依次为2、8、6。
1.（苏教版改编题）下列关于原子的说法中，正确的是（　　）
A.同种元素的原子内质子数相等
B.原子不显电性，说明原子内的质子数等于中子数
C.含有相同中子数的原子，一定是同一种原子
D.原子是最小的粒子，不可再分
解析：AC和O含有相同的中子数，但两者不是同一种原子，且C的质子数与中子数也不相等。
2.某＋2价阳离子含24个电子，它的质量数为56，则该离子核内中子数是（　　）
A.24 B.30
C.32 D.34
解析：B　质子数（Z）＝24＋2＝26，中子数（N）＝56－26＝30，B正确。
3.原子核外电子是分层排布的，在不同电子层上运动着的电子能量是不同的。下列电子层上运动的电子能量最低的是（　　）
A.L层 B.K层
C.N层 D.M层
解析：B　原子核外电子是分层排布的，距离原子核越近，能量越低，离原子核最近的电子层是K层，选B。
4.某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的，则该元素的原子为（　　）
A.Li B.Al
C.Si D.K
解析：C　三个电子层即K、L、M，K层2个电子，L层8个电子，可知M层4个电子，该元素的核外电子排布为2、8、4，是硅元素，选C。
5.有某些元素的微粒的电子层结构为，试回答下列问题：
（1）若该微粒代表一种原子，则这种微粒的符号是Ar。
（2）向该微粒（带负电荷）的盐溶液中加入AgNO3溶液时会出现白色沉淀，则这种微粒的符号是Cl－。
（3）某原子失去一个电子形成该微粒，则这种微粒的符号是K＋。
（4）某原子得到两个电子形成该微粒，则这种微粒的符号是S2－。
解析：（1）由该原子核外电子总数可知，该原子的质子数为18，故该原子为氩原子（Ar）。（2）盐溶液中的某微粒与AgNO3溶液反应时会出现白色沉淀，则该微粒是Cl－。（3）该元素原子核外有19个电子，即钾原子，失去一个电子形成的微粒的符号是K＋。（4）该元素原子核外有16个电子，即硫原子，硫原子的阴离子为。
题组一　原子结构
1.下列叙述正确的是（　　）
A.原子是实心球体
B.质子、中子、电子均匀分布在原子中
C.质子与电子质量相等
D.整个原子的质量主要集中在原子核上
解析：D　原子不是实心的球体，A错误；原子中央为原子核，核外有电子围绕原子核运动，B错误；一个电子的质量约为一个质子质量的，C错误；整个原子的大部分质量集中在原子核上，电子质量很小，忽略不计，D正确。
2.科学家利用粒子加速器在实验室创造出了超重铝Al），下列有关Al的说法错误的是（　　）
A.质子数为13
B.中子数为29
C.最外层电子数为13
D.核电荷数为13
解析：C　根据Al可知，质子数＝核电荷数＝13，中子数为42－13＝29，根据Al的核外电子排布可知，最外层电子数为3，选C。
3.科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素Lv。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是（　　）
A.质子数为116
B.中子数为177
C.电子数为116
D.原子中质子数比中子数多61
解析：D　原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝116，该元素原子的中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，A、B、C项正确；原子中中子数比质子数多61，D错误。
4.（2025·海南国兴中学月考）下列微粒，含有10个电子的是（　　）
A.NH4HCO3 BBe
CF D.OH－
解析：D　NH4HCO3含有42个电子，A错误Be含有4个电子，B错误F含有9个电子，C错误；OH－含有8＋1＋1＝10个电子，D正确。
题组二　核外电子层排布
5.某原子N层排列的电子数为7，其余电子层均已排满电子，则该原子核外电子总数为（　　）
A.35 B.25
C.17 D.42
解析：A　某原子N层排列的电子数为7，其余电子层均已排满电子，根据每个电子层最多能容纳2n2个电子计算，该原子核外电子总数：2＋8＋18＋7＝35，A正确。
6.下列有关原子核外电子的说法错误的是（　　）
A.在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动
B.电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层
C.每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子
D.离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高
解析：C　含有多个电子的原子，电子从内层排起，当一层充满后再填充下一层，电子分别在能量不同的区域内运动，A、B、D正确；第一个电子层作为最外层时，最多可容纳2个电子，如氦原子，C错误。
7.已知A的核电荷数是x，B2－与A3＋具有相同的电子层结构，则B元素的质子数为（　　）
A.x＋5 B.x－5
C.x＋1 D.x－1
解析：B　设B的质子数为y，则x－3＝y＋2，y＝x－5，B正确。
8.核电荷数为16的元素与核电荷数为4的元素的原子相比较，前者的数据是后者的4倍的是（　　）
A.K层电子数 B.最外层电子数
C.电子层数 D.次外层电子数
解析：D　核电荷数为16的元素次外层电子数为8，核电荷数为4的元素次外层电子数为2，前者是后者的4倍，D符合题意。
9.硼原子受α粒子（He）轰击可得碳原子和氕：HeCH。其中硼原子、碳原子核外L层中运动的电子数目之比为（　　）
A.1∶1 B.2∶5
C.3∶2 D.3∶4
解析：D　硼原子核外L层中运动的电子数目为3，碳原子核外L层中运动的电子数目为4，二者之比为3∶4，D正确。
10.118号元素Og是由美国与俄罗斯科学家合作合成的，其质量数为297。下列关于该元素的说法中正确的是（　　）
A.其原子核内中子数和质子数都是118
B.其原子核内中子数为179
C.其原子核外电子数为179
D.其原子最外层电子数为18
解析：B　中子数＝297－118＝179，质子数为118，两者不相等，A错误，B正确；核外电子数＝质子数＝118，C错误；原子最外层电子数最多是8，D错误。
11.核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有电子的物质的量为（　　）
A.（A－N）mol
B.（A－N＋2）mol
C.（A－N－2） mol
D.（A－N－2）mol
解析：D　1个R2＋中含有的电子数为A－N－2，a g R2＋的物质的量为＝ mol，故a g R2＋中含有电子的物质的量为（A－N－2）mol，选D。
12.下列各组粒子中，具有相同核外电子排布的是（　　）
A.Mg2＋、Al3＋ B.Ca2＋、Al
C.O2－、S2－ D.F－、Ar
解析：A　钙离子的核外电子排布为2、8、8，铝原子的核外电子排布为2、8、3，B错误；氧离子的核外电子排布为2、8，硫离子的核外电子排布为2、8、8，C错误；氟离子的核外电子排布为2、8，氩原子的核外电子排布为2、8、8，D错误。
13.第n电子层，若它作为原子的最外层，则容纳的电子数最多与（n－1）层的相同；当它作为次外层，则其容纳的电子数比（n＋1）层上电子数多10个，第n层为（　　）
A.K层 B.L层
C.M层 D.除第一层外的任意层
解析：C　若为K层，当为最外层时，容纳电子数最多为2，没有（n－1）层电子，A错误。若为L层，当为最外层时，容纳电子数最多为8，K层只容纳2个电子；当为次外层时，最多容纳8个电子，M层最多容纳电子数为8，不可能比M层多10个电子，B错误。若为M层，当为最外层时，容纳电子数最多为8，L层容纳8个电子；当为次外层时，最多容纳18个电子，可以比N层多10个电子，C正确，D错误。
14.（1）写出符合下列条件的原子的元素符号并画出其原子结构示意图。
①核外有2个电子层、10个电子的原子Ne：；
②质量数为23、中子数为12的原子Na：；
③电子总数是最外层电子数3倍的原子Li：、P：　。
（2）用下列原子或离子的结构示意图的编号（A、B、C、D）填空：
A. B.
C. D.
①核外电子排布相同的是B、C；
②属于同一种元素的是A、B；
③属于金属元素的是D；
④属于稀有气体元素的是C。
解析：（2）①由结构示意图可知，B和C的核外电子排布相同；②核内质子数相等的微粒为同一种元素，A和B属于同一种元素；③金属元素原子的最外层电子数一般少于4，D为Na，属于金属元素；④稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8（He为2），C为稀有气体。
15.（2025·福州延安中学高一期中）如图为铷元素在元素周期表中的信息和铷的原子结构示意图（如图1）。回答下列问题：
（1）下列说法错误的是A（填字母）。
A.m＝37，n＝18
B.铷是金属元素
C.铷的相对原子质量是85.47
D.铷原子有5个电子层，最外层有1个电子
（2）Rb原子第一电子层上电子的能量比最外电子层上电子的能量低（填“低”或“高”）。
（3）如图2中A～E所示粒子共表示4种元素；属于阴离子结构示意图的是C（填字母）；写出B与D形成化合物的化学式KCl。
（4）在核电荷数1～10的元素内，列举两个与图2中E电子层结构相同的离子，写出离子的符号O2－、F－。
A.　B.　C.
D.　E.
图2
解析：（1）A项，由铷元素在元素周期表中的信息可知，其原子序数为37，则m＝37，在原子中，质子数＝核外电子数，所以n＝37－2－8－18－1＝8，错误；B项，铷元素属于金属元素，正确；C项，铷的相对原子质量是85.47，正确；D项，由图1可知铷原子有5个电子层，最外层有1个电子，正确。（2）离核越近的电子能量越低，故Rb原子第一电子层上电子的能量比最外电子层上电子的能量低。（3）A～E中，质子数相同的属于同种元素的粒子，A～E中共表示4种元素；C的核外电子数大于质子数，为阴离子；B元素为Cl，D元素为K，形成化合物的化学式：KCl。（4）E为Ne元素，与E电子层结构相同的离子可以是O2－、F－。
1 / 2第2课时　元素周期表　核素
学习目标
1.了解元素周期表的结构（周期、族），认识原子结构与元素周期表中位置间的关系。 2.掌握元素、核素、同位素X的含义，促进“宏观辨识与微观探析”化学学科核心素养的发展。
知识点一　元素周期表
　　
1.元素周期表的发展历程
2.元素周期表的结构
（1）编排原则
（2）元素周期表的结构
①周期的分类
②族的特点和划分
③常见族的别称：第ⅠA族（除氢外）—　碱金属　元素，第ⅦA族—　卤族　元素。
【思考1】　在周期表中第Ⅷ族元素包含8、9、10三个纵列，而其他族只有一个纵列，故第Ⅷ族元素种类最多，这种判断对吗？
提示：这种判断是错误的，元素种类最多的族为第ⅢB族，共32种元素（包括镧系元素和锕系元素）。
【思考2】　同周期的第ⅡA、ⅢA族元素的原子序数差一定为“1”吗？
提示：不一定。第二、三周期差1，第四、五周期差11，原因是中间隔10种副族元素，第六、七周期差25，原因是中间隔10种副族元素，且第ⅢB族镧系和锕系均为15种元素。
（3）元素周期表中方格中的符号的意义
知识链接
周期表的记忆口诀
横行叫周期，现有一至七，四长三个短，第七已排满。纵列称为族，共有十六族，一八依次现①，一零再一遍②。一纵一个族，Ⅷ族搞特殊，三纵算一族，占去8、9、10。镧系与锕系，蜗居不如意，十五挤着住，都属ⅢB族。
说明：①指ⅠA、ⅡA、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ；
②指ⅠB、ⅡB、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA、0。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）元素周期表中每一横行称为一个周期，每一纵列称为一个族。（　×　）
（2）氧元素位于第二周期第Ⅵ族。（　×　）
（3）元素周期表中8、9、10纵列称为第Ⅷ族。（　√　）
（4）第ⅠA族所有元素均为金属元素。（　×　）
2.（2025·宁夏宁朔中学月考）下列关于元素周期表的说法正确的是（　　）
A.元素周期表有7个周期，8个主族
B.最外层电子数相同的元素一定在同一族
C.短周期元素中可能有副族元素
D.元素周期表有18个纵列，共16个族
解析：D　元素周期表有7个周期，7个主族，A错误；最外层电子数相同的元素不一定在同一族，如He、Mg的最外层电子数均为2，He在0族，Mg在第ⅡA族，B错误；短周期元素中没有副族元素，C错误；元素周期表有18个纵列，由于8、9、10三列为一个族，其余每一列为一个族，所以元素周期表共16个族，D正确。
3.（2025·江苏金陵中学月考）我国探月工程取得重大进展。月壤中含有Ca、Fe等元素的磷酸盐，下列组成磷酸盐的元素位于元素周期表第三周期的是（　　）
A.O B.P
C.Ca D.Fe
解析：B　P元素位于元素周期表第三周期第ⅤA族，B符合题意。
4.X、Y、Z均为短周期元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。已知X、Y、Z三种元素的质子数之和为40，则X、Y、Z分别是（　　）
X
Y Z
A.N、S、Cl B.B、Si、P
C.C、P、S D.Be、Al、Si
解析：A　由短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可知X位于第二周期，Y、Z位于第三周期，设X的原子序数为a，则Y、Z的原子序数分别为a＋9、a＋10，由题意得：a＋（a＋9）＋（a＋10）＝40，解得a＝7，故X、Y、Z分别为N、S、Cl。
归纳总结
1.元素周期表中的数量关系
（1）周期表图示
（2）三个定量关系
①周期序数＝电子层数
②主族序数＝最外层电子数
③原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数
（3）原子序数的定量关系
①同周期：第ⅡA族与第ⅢA族元素的原子序数差可能为1、11、25。
②同主族相邻周期元素的原子序数差：
ⅠA～ⅡA：上一周期元素种类数；ⅢA～0族：下一周期元素种类数。如Na与K相差8，Cl与Br相差18。
2.确定主族元素在周期表中位置的方法
（1）原子结构示意图法
画出短周期主族元素的原子结构示意图，其中电子层数为周期序数，最外层电子数为主族的族序数，如P：，位于第三周期第ⅤA族。
（2）0族元素定位法
知识点二　核素　同位素
1.核素
（1）概念：具有一定数目　质子　和一定数目　中子　的一种原子。
（2）实例
原子符号X） 原子名称 氢元素的原子核
质子数（Z） 中子数（N）
H 氕 1 　0　
H或D 氘 1 　1　
H或T 氚 1 　2　
2.同位素
（1）概念：　质子数　相同而　中子数　不同的同一元素的不同原子互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。例如：氢元素有HHH三种核素；碳元素有CCC等核素；氧元素有O、O和O三种核素；铀元素有UUU等核素。
（2）特点
①“同位”是指核素的　质子数　相同，在元素周期表中占有相同的位置。
②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
【教材挖掘】
教材“元素的相对原子质量，就是按照该元素各种核素所占的一定百分比计算出来的平均值”。已知自然界中硅存在三种稳定的核素，质量数分别为28、29和30。质量数为28的硅原子丰度为a％，质量数为29的硅原子丰度为b％。硅元素的近似相对原子质量可以用含a、b的代数式表示为　　（列式即可，无需化简）。
提示：28a％＋29b％＋30（1－a％－b％）
（3）常见同位素的用途
①考古测定文物的年代的是　C　；
②制造氢弹的是　H和H　；
③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）任何核素原子一定具有质子和中子。（　×　）
（2O表示质子数为8，中子数为18的氧原子。（　×　）
（3）1H2与D2互为同位素。（　×　）
（4H和H＋为同一元素的不同微粒。（　√　）
2.（鲁科版改编题）研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称为钍射气；锕能蜕变为Rn，故将Rn称为锕射气。RnRnRn（　　）
①属于同种元素　②互为同位素　③属于同种核素
④属于同种原子
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
解析：ARnRnRn三种微粒，质子数相同，属于同一种元素，质量数不同，属于三种核素、三种原子，互为同位素，①②符合题意。
3.金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是（　　）
ATi和Ti中均含有22个中子
BTi和Ti具有相同的质子数
CTi和Ti的物理性质相同
DTi和Ti为同一种核素
解析：B　中子数＝质量数－质子数，所以Ti的中子数＝48－22＝26Ti的中子数＝50－22＝28，二者中子数不同，A错误Ti和Ti为钛元素的不同种核素，质子数相同，均为22，B正确Ti和Ti化学性质相同，物理性质有差异，C错误Ti和Ti质子数相同，中子数不同，为钛元素的不同种核素，D错误。
4.（2025·浙江宁波中学月考OO的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下OHeOXOHeO＋Y。下列说法正确的是（　　）
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
COO可用于测定一些文物的年代
DO表示氧元素的相对原子质量为15
解析：B　根据质量守恒定律可知，X微粒为He，Y微粒为He。根据质量数等于质子数加中子数可知，X的中子数为4，A错误；二者均是原子且二者具有相同的质子数和不同的中子数，故互为同位素，B正确；由题干信息可知，OO的半衰期很短，故不适宜用于测定文物的年代，C错误；O表示氧元素的质量数为15，D错误。
易错提醒
同位素、同素异形体的理解及判断方法
（1）判断方法：先从物质的分类角度，原子才可能是同位素，单质里面找同素异形体。质子数相同而中子数不同的原子才是同位素。
（2）同位素之间化学性质相似，物理性质不同；核素之间的转化为核反应，不属于化学变化。同素异形体之间的转化为化学变化。
1.（苏教版改编题）下列关于Bi和Bi的说法中，错误的是（　　）
ABi和Bi都含有83个中子
BBi和Bi是Bi的两种核素
CBi和Bi的核外电子数相等
DBi和Bi含有相等的质子数
解析：A　两种核素所含的质子数相同，均为83。
2.（苏教版习题）与主族元素在元素周期表中所处的位置有关的是（　　）
A.相对原子质量
B.核内中子数
C.次外层电子数
D.电子层数和最外层电子数
解析：D　主族元素所在的周期序数与其原子的电子层数相一致，所在的主族序数与其原子的最外层电子数相一致，D符合题意。
3.下列关于元素周期表的叙述正确的是（　　）
A.周期表中共有18个族
B.目前使用的元素周期表中，最长的周期含有32种元素
C.短周期元素是指1～20号元素
D.原子的最外层电子数都等于该元素所在的族序数
解析：B　周期表中共有16个族，A错误；短周期元素是指第一、二、三周期的元素，即1～18号元素，C错误；主族元素的原子，原子的最外层电子数等于该元素所在的族序数，D错误。
4.下列说法错误的是（　　）
A.14N2和15N2互为同位素
B.金刚石和C60互为同素异形体
C.O2和O3的相互转化是化学变化
DSe含有44个中子和34个电子
解析：A　14N2和15N2均为氮的单质，不互为同位素，A错误；金刚石和C60是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，B正确；O2和O3的相互转化有新物质生成，是化学变化，C正确Se含有的质子数＝电子数＝34，中子数＝78－34＝44，D正确。
5.（鲁科版改编题）根据下列8种化学符号H2H2CLiLi、Na、NMg，回答下列问题：
（1）表示核素的符号共6种。
（2）互为同位素的是Li和Li。
（3）质量数相等，但不能互称为同位素的是C和N。
（4）中子数相等，但质子数不相等的是Na和Mg。
解析：（1）核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子H2和H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。（3C和N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。（4Na和Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
题组一　周期表的结构
1.下列元素不属于短周期的是（　　）
A.H B.Na
C.S D.Fe
解析：D　Fe位于第四周期，不属于短周期元素，D正确。
2.（2025·江苏苏州期末）中国“祝融号”火星探测器探测发现火星上存在矿物MgxFe2－xSiO4。该物质所含元素属于第二周期的是（　　）
A.Mg B.Si
C.Fe D.O
解析：D　O是第二周期元素，D正确。
3.1869年俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上重要里程碑之一。下列有关元素周期表的说法错误的是（　　）
A.周期的序数就是该周期元素所具有的电子层数
B.副族完全由长周期元素构成
C.35号元素位于元素周期表中第四周期第ⅦA族
D.主族元素都是短周期元素
答案：D
4.在元素周期表中前四周期的五种元素的位置关系如图所示。若B元素的核电荷数为Z，则五种元素的原子序数之和为（　　）
A.5Z B.5Z＋18
C.5Z＋10 D.5Z＋8
解析：C　题目给出周期表中的部分元素的位置关系，根据该特点，D、B、E不可能是第ⅠA～ⅢA族元素，应分别位于第二、三、四周期；根据相邻元素原子序数的关系，可知原子序数分别为A：Z－1；C：Z＋1；D：Z－8；E：Z＋18，因此这五种元素原子序数之和为5Z＋10。
5.短周期元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，回答下列问题。
（1）元素X单质分子是He（写化学式）。
（2）Y在元素周期表中的第二周期第ⅦA族。
（3）Z的同主族下一周期的元素的原子序数是34。
解析：根据给定的周期表的结构和信息分析可知，X为氦元素、Y为氟元素、Z为硫元素。
（1）元素X单质分子是He。（2）Y元素为氟元素，在周期表中的位置是第二周期第ⅦA族。（3）Z的同主族下一周期的元素的原子序数是16＋18＝34。
题组二　核素
6.（2025·河北沧州十一校联考）近日，有科学家发现了一种以前未知的铀原子—U，这是自1979年以来科学家首次发现富含中子的铀原子。下列关于U的叙述错误的是（　　）
A.241U是一种新核素 B.相对原子质量为241
C.与U互为同位素 D.中子数为149
解析：B　核素指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，241U是一种新核素，A正确；质量数为241，B错误U与U质子数相同，中子数不同，互为同位素，C正确；中子数＝质量数－质子数，故中子数为241－92＝149，D正确。
7.下列关于16O和18O的说法正确的是（　　）
A.16O和18O互称为同位素
B.16O2和18O2是同种核素
C.2NO2＋2O4Na16OH＋18O2↑
D.通过化学变化可以实现16O与18O间的转化
解析：A　16O与18O质子数相同，中子数不同，互为同位素，A正确；16O2与18O2为氧元素的单质，不为同种核素，B错误；过氧化钠和水反应生成NaOH和O2，O2中的O来自过氧化钠，NaOH中的O来自H2O和Na2O2，故化学方程式应为2NO2＋2O2Na18OH＋2Na16OH＋16O2↑，C错误；16O与18O之间的转化，属于核变化，不是化学变化，D错误。
8.（2025·甘肃靖远一中月考）已知核反应SnXHe，下列说法错误的是（　　）
A.该核反应属于化学变化
BS的中子数与质子数之差为2
C.X元素是硅元素
DX中A为31
解析：A　核反应不属于化学变化，A错误S的质子数为16，中子数为34－16＝18，中子数与质子数之差为2，B正确；根据核反应，推知X元素的质子数为16－2＝14，是硅元素，C正确；根据核反应可得34＋1＝A＋4，解得A为31，D正确。
9.2010年，科学家用Ca轰击Bk得到了Ts和Ts两种核素。后117号元素被命名为Tennessee，中文名为“”。下列说法正确的是（　　）
A.117号元素具有放射性
BBk的中子数为249
CCa的核外电子数为28
DTs和Ts的化学性质不同
解析：A　117号元素为放射性元素，具有放射性，A正确Bk的中子数为249－97＝152，B错误Ca的核外电子数等于质子数，为20，C错误Ts和Ts互为同位素，化学性质相同，物理性质不同，D错误。
10.类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是（　　）
A.由“Cl2＋H2OHCl＋HClO”反应可推出“F2＋H2OHF＋HFO”反应也能发生
B.HCl的水溶液酸性很强，推出HF的水溶液酸性也很强
C.由“2Fe＋3Cl22FeCl3”反应可推出“2Fe＋3I22FeI3”反应也能发生
D.Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应
解析：D　 A项，F2与水反应生成HF和O2，错误；B项，氢氟酸为弱酸，错误；C项，I2的氧化性比Cl2弱，不能将铁单质氧化到＋3价，错误；D项，K比Na金属性强，正确。
11.甲、乙两种物质均满足图中所示条件的是（　　）
A.甲—HClO4、乙—NaNO3
B.甲—H3PO4、乙—KBr
C.甲—HF、乙—Na2S
D.甲—CH3COOH、乙—SO2
解析：A　甲—HClO4、乙—NaNO3，其中甲为含氧酸、乙为电解质，且二者所含元素都位于短周期，A符合题意；甲—H3PO4、乙—KBr，其中甲为含氧酸、乙为电解质，但Br为长周期元素，B不符合题意；甲—HF、乙—Na2S，其中甲为无氧酸，C不符合题意；甲—CH3COOH、乙—SO2，其中乙为非电解质，D不符合题意。
12.（2025·湖南衡阳八中月考）1898年，居里夫人发现了元素钋（84Po），是已知最稀有的元素之一，在地壳中含量约为100万亿分之一。210Po的放射性能使空气发生电离，它与铍混合可作为中子源，也用作静电消除剂。下列说法错误的是（　　）
A.210Po含有的中子数为126
B.Po元素位于元素周期表中第六周期第ⅥA族
C.84Po的最外电子层为Q层
D.210Po的衰变核反应方程为PoXPb，则X为He元素
解析：C　210Po的质量数为210，质子数为84，则含有的中子数为210－84＝126，A正确；第六周期最后一个稀有气体元素是86号元素，则84号元素Po位于第六周期第ⅥA族，B正确；84Po位于第六周期，则有6个电子层，最外电子层为P层，C错误；210Po的衰变核反应方程为PoXPb，根据守恒规律可知X为He，D正确。
13.我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子，实现了对41Ca的灵敏检测。41Ca的半衰期（放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间）长达10万年，是14C的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法错误的是（　　）
A.41Ca是40Ca的同位素，41Ca的原子核内有21个中子
B.41Ca的半衰期长，说明41Ca难以失去电子
C.41Ca衰变一半所需的时间大于14C衰变一半所需的时间
D.从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程属于物理变化
解析：B　41Ca和40Ca质子数相同，中子数不同，互为同位素，41Ca的质量数为41，中子数为41－20＝21，A正确；41Ca的半衰期长短与得失电子能力无关，放射性元素原子核发生衰变所需的时间由原子核自身决定，B错误；由题意可知，41Ca衰变一半所需的时间是14C衰变一半所需的时间的17倍，C正确；从Ca原子束流中直接俘获41Ca原子的过程中无新物质生成，属于物理变化，D正确。
14.回答下列问题：
（1）写出表示含有6个质子、8个中子的原子的化学符号：C。
（2）周期表中原子序数为87的元素的位置是第七周期第ⅠA族。
（3）已知A、B为同主族相邻周期的元素，原子序数A＞B，其中元素A位于第六周期，其原子序数为m，若为第ⅡA族元素，则B原子序数为m－18。
（4）由H、D、T和16O、17O、18O共可以组成18种水分子。
解析：（1）表示含有6个质子、8个中子的原子的化学符号为C。（2）周期表中原子序数为87的元素的位置是第七周期第ⅠA族。（3）根据周期表的结构分析可知，若A为第ⅡA族元素，则B原子序数为m－18。（4）由H、D、T和16O、17O、18O共可以组成的水分子有3×3＋3×3＝18种。
15.元素周期表是学习和研究化学的重要工具。请根据下表回答下列问题。
（1）用微粒的观点解释常温下6号元素组成的单质化学性质比较稳定的原因是碳原子最外层电子数是4，不容易得失电子。
（2）若某元素原子结构示意图如图所示，则该元素应位于元素周期表的②（填“①”或“②”）位置。
（3）某物质经过检测，只含有8号元素，则该物质D（填字母）。
A.一定是单质 B.可能是化合物
C.一定是纯净物 D.可能是混合物
（4）纵列中，H、Li、Na三种元素的相同点是原子的最外层电子数相等，三种元素的不同点是电子层数不同；横行中，Li、Be、B三种元素的相同点是电子层数相同，三种元素的不同点是原子的最外层电子数不相等。
（5）请用上述周期表中所给元素组合成的物质写一个化学方程式：2H2O2H2↑＋O2↑（其他合理答案亦可），该反应的基本反应类型是分解反应。
解析：（1）6号元素为碳元素，碳原子最外层电子数是4，不容易得失电子，故碳的单质化学性质比较稳定。（2）该元素为Cl元素，位于元素周期表的第三周期第ⅦA族，即位于元素周期表的②位置。（3）某物质经过检测，只含有8号元素即O元素，该物质可能为O2、O3等单质，也可能为O2和O3组成的混合物，由于组成元素只有1种，不可能为化合物。（4）纵列中，H、Li、Na三种元素的相同点是原子的最外层电子数相等，都为1；三种元素的不同点是电子层数不同，依次为1、2、3；横行中，Li、Be、B三种元素的相同点是电子层数相同，都为2层；三种元素的不同点是原子的最外层电子数不相等，依次为1、2、3。
1 / 2第1课时　离子键
学习目标
1.通过氯化钠的形成过程，认识离子键的概念与形成。了解离子化合物的概念，会判断离子化合物。 2.会用电子式表示常见离子化合物的形成过程。
知识点一　离子键　离子化合物
1.从原子结构角度分析NaCl的形成过程
2.离子键
（1）概念：带相反电荷离子之间的相互作用。
（2）成键粒子：　阳离子、阴离子　。
（3）成键本质：阳、阴离子间相互作用即　静电作用　（包括静电引力和静电斥力）。
（4）成键元素：一般是活泼金属和活泼非金属。
3.离子化合物
（1）概念：由　离子键　构成的化合物。
（2）形成条件：一般情况下，活泼金属与活泼非金属形成离子化合物。
（3）常见离子化合物
（4）离子化合物中的“一定”和“不一定”
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做离子键。（　×　）
（2）短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构。（　×　）
（3）阴、阳离子通过静电引力形成离子键。（　×　）
（4）由金属元素和非金属元素形成的化合物一定是离子化合物。（　×　）
2.下列哪组元素的原子间反应更易形成离子键（　　）
原子 a b c d e f g
M层电子数 1 2 3 4 5 6 7
A.a与f B.a与g
C.b与g D.d与g
解析：B　活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，根据元素原子的M电子层电子数知，a、b、c、d、e、f、g元素分别是Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl元素，所以更易形成离子键的是Na、Cl元素，即a与g。
3.（2024·6月福建合格考）下列物质中，属于离子化合物的是（　　）
A.CO B.HCl
C.SO3 D.KCl
解析：D　KCl是由钾离子和氯离子通过离子键结合成的离子化合物，D正确。
4.（鲁科版习题）下列性质中，可以证明某化合物中存在离子键的是（　　）
A.可溶于水 B.有较高的熔点
C.水溶液能导电 D.熔融状态能导电
解析：D　化合物中存在离子键即是离子化合物，离子化合物的重要性质是在熔融状态能导电。
5.有下列常见物质：①Na　②NaCl　③NaOH
④CaO　⑤Na2CO3　⑥NaHCO3　⑦CO2
⑧H2SO4　⑨Na2SO4　⑩CaCl2
（1）含有离子键的物质有②③④⑤⑥⑨⑩（填序号，下同）。
（2）含有离子键的盐有②⑤⑥⑨⑩。
（3）属于离子化合物的有②③④⑤⑥⑨⑩。
知识点二　电子式
1.概念
在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的　最外层电子　（价电子）。
2.电子式的书写
原子 钠原子：Na×、氢原子：　H·　 氮原子：　··　、氯原子：　·︰　
简单阳离子 Na＋、Mg2＋、Al3＋
简单阴离子 氯离子：[︰︰]－、氧离子：[︰︰]2－
复杂阴、阳离子 氢氧根离子：[︰︰H]－ 铵根离子：　 过氧根离子：[︰︰︰]2－
离子化合物 氧化钙：Ca2＋[︰︰]2－ 硫化钾：K＋[︰︰]2－K＋
物质形成过程
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）Na2O的电子式：N[︰︰]2－。（　×　）
（2）S2－的电子式为[︰︰]－2。（　×　）
（3）NH4Cl属于离子化合物，其电子式为Cl－。（　×　）
（4）×Mg×＋2·︰Mg2＋[︰]－︰]－。（　×　）
2.下列粒子的电子式书写正确的是（　　）
A.钙离子：[︰︰]2＋
B.氯离子：︰︰－
C.氧化镁：[Mg2＋]]2－
D.K＋︰]－
解析：D　钙离子的电子式就是其离子符号，即为Ca2＋，A错误；氯离子的电子式为[︰︰]－，B错误；氧化镁的电子式为Mg2＋]2－，C错误。
3.下列物质的形成过程表示正确的是（　　）
A.Na×＋·︰[︰︰]＋[︰︰]－
B.
C.氟化钙的形成过程：
D.
解析：D　A中没有弧线箭头表示电子转移方向，Na＋电子式书写错误；B中Na＋、Br－都没有标离子所带电荷数；C中CaF2的电子式书写错误，氟化钙的形成过程为。
易错提醒
书写电子式的注意事项
（1）一个“·”或“×”代表一个电子，原子的电子式中“·”（或“×”）的个数即表示原子的最外层电子数。
（2）“[　]”在所有的阴离子、复杂的阳离子中出现。
（3）在化合物中，如果有多个阴、阳离子，阴、阳离子必须是间隔的，即不能将两个阴离子或两个阳离子写在一起，如CaCl2要写成[︰]－Ca2＋︰]－，不能写成Ca2＋︰，也不能写成Ca2＋[︰]－[︰]－。
（4）用电子式表示化合物形成过程时，由于不是化学方程式，不能出现“”。“”前是原子的电子式，“”后是化合物的电子式。
1.下列元素的原子之间不能形成离子键的是（　　）
A.钠和氧 B.镁和氯
C.钾和溴 D.氮和氧
解析：D　氮和氧形成化合物时，不能形成离子键，D符合题意。
2.下列物质属于离子化合物的是（　　）
A.H2O B.KBr
C.CO2 D.O2
解析：B　KBr中含离子键，属于离子化合物，B符合题意。
3.下列离子的电子式正确的是（　　）
A.︰︰2－ B.[Na]＋
C.[︰︰]－2 D.[︰︰]－
解析：D　A、B、C的电子式分别为[︰︰]2－、Na＋、[︰︰]2－。
4.下列叙述正确的是（　　）
A.带相反电荷离子之间的相互吸引称为离子键
B.金属与非金属化合时，一定形成离子键
C.含离子键的化合物一定是离子化合物
D.非金属元素原子间不可能形成离子键
解析：C　离子键一种静电作用力，既包括静电吸引力，也包括静电排斥力，A错误；金属与非金属化合时，不一定形成离子键，如氯化铝不是离子化合物，B错误；含离子键的化合物一定是离子化合物，C正确；非金属元素原子间也可能形成离子键，如NH4Cl等铵盐属于离子化合物，含有离子键，D错误。
5.用电子式表示下列化合物的形成过程。
（1）碘化钙：。
（2）硫化钠：。
（3）氯化钾：。
题组一　离子键和离子化合物
1.小粒子大作用，微观世界也很美妙，下列物质由离子直接构成的是（　　）
A.石墨 B.氦气
C.氮气 D.氯化钡
解析：D　氯化钡由钡离子和氯离子构成，D正确。
2.下图形象地表示了氯化钠的形成过程。下列叙述中错误的是（　　）
A.钠原子易失去1个电子，氯原子易得到1个电子
B.钠离子与钠原子具有相似的化学性质
C.钠原子与氯原子作用生成NaCl后，其结构的稳定性增强
D.氯化钠是离子化合物
解析：B　A项，钠原子的最外层只有1个电子，易失去1个电子达到稳定结构，氯原子的最外层有7个电子，易得到1个电子达到稳定结构，正确；B项，钠原子具有强还原性，而Na＋具有弱氧化性，Na＋与钠原子的化学性质不相似，错误；C项，Na＋与Cl－以较强的离子键结合形成稳定的NaCl，正确；D项，NaCl属于离子化合物，正确。
3.下列各数值表示有关元素的原子序数，其所表示的各原子组中能以离子键相结合形成稳定化合物的是（　　）
A.10与19 B.6与16
C.11与17 D.14与8
解析：C　Ne是稀有气体元素，性质稳定，不能与K以离子键相结合形成稳定化合物，A错误；C与S都是非金属元素，都难失去电子成为阳离子，B错误；Na与Cl通过电子得失能形成Na＋、Cl－，Na＋、Cl－可通过离子键结合成稳定的化合物NaCl，C正确；Si与O都是非金属元素，都不易失去电子而成为阳离子，D错误。
4.下列物质中属于离子化合物的是（　　）
①MgF2　②Na2O2　③KOH　④CO2
⑤NaClO　⑥H2SO4
A.②③⑤ B.②③④⑤
C.①②③⑤ D.①③⑤⑥
解析：C　①MgF2是镁离子与氟离子通过离子键形成的离子化合物，符合题意；②Na2O2是钠离子与过氧根离子通过离子键形成的离子化合物，符合题意；③KOH是钾离子与氢氧根离子通过离子键形成的离子化合物，符合题意；⑤NaClO是钠离子与次氯酸根离子通过离子键形成的离子化合物，符合题意；综上所述，①②③⑤符合题意，C项正确。
题组二　电子式
5.下列原子的电子式正确的是（　　）
A.·· B.·N·
C.︰︰ D.︰︰
解析：A　碳原子最外层有4个电子，电子式为··。
6.下列电子式中书写正确的是（　　）
A.[︰]－Ca2＋︰]－
B.︰
C.[Mg2＋]]2－
D.Na＋︰︰Na＋
解析：A　CaCl2为离子化合物，由Ca2＋和Cl－构成，电子式为Ca2＋，A正确；KF为离子化合物，由K＋和F－构成，电子式为K＋[︰︰]－，B错误；MgO为离子化合物，由Mg2＋和O2－构成，电子式为Mg2＋[︰︰]2－，C错误；Na2O2为离子化合物，由Na＋和构成，电子式为Na＋[︰︰︰]2－Na＋，D错误。
7.下列各式用电子式表示的物质的形成过程，其中正确的是（　　）
解析：D　A中KBr的电子式为K＋︰]－，B中箭头标反了，应为Na＋]2－Na＋，C中CaCl2电子式写错，应为[︰]－Ca2＋︰]－。
8.1个M原子失去2个电子转移到2个Y原子中去，形成离子化合物Z。下列说法正确的是（　　）
A.Z可表示为MY2
B.Z可表示为M2Y
C.Z的电子式可表示为M2＋
D.M形成＋1价阳离子
解析：A　1个M原子失去2个电子，转移到2个Y原子中去，故离子化合物Z可表示为MY2，A正确，B错误；Z的电子式不应把2个Y－合并，C错误；M形成＋2价阳离子，D错误。
9.设X、Y、Z代表三种元素。已知：
①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；
②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；
③Y和Z两种元素可以形成四核42个电子的－1价阴离子。
据此，请填空：
（1）写出X、Y、Z三种元素的名称：X钾，Y氯，Z氧。
（2）X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为H＋＋OH－H2O。
（3）用电子式表示X、Z形成化合物的过程：。
解析：根据X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构，可确定X为第ⅠA族元素，Y为第ⅦA族元素，Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个，Z为Y的前一周期的第ⅥA族元素；不难判断出，Y和Z两种元素，形成的4核42个电子的－1价阴离子为Cl，X＋为K＋。
10.氢化钠（NaH）是一种白色的离子化合物，其中钠元素的化合价是＋1价；氢化钠与水反应生成H2和NaOH。下列叙述中，错误的是（　　）
A.NaH的电子式为Na︰H
B.NaH中氢离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同
C.粒子半径：H－＞Li＋
D.NaH与H2O反应时，水作氧化剂
解析：A　氢化钠（NaH）是一种白色的离子化合物，NaH的电子式为Na＋[︰H]－，A错误；NaH中氢元素的化合价为－1价，其离子的电子层排布与氦原子的电子层排布相同，B正确；锂离子和H－的电子层排布相同，但是锂离子的核电荷数比H－大，所以粒子半径：H－＞Li＋，C正确；NaH和H2O反应生成氢气和NaOH，在这个反应中只有氢元素的化合价发生了变化，NaH中H元素的化合价升高，被氧化，作还原剂，水中H元素的化合价降低，被还原，作氧化剂，D正确。
11.下列表示物质结构的化学用语错误的是（　　）
A.Na2O的电子式：N[︰︰]2－
B.MgCl2的形成过程：
C.MgO的形成过程：
D.NH4Cl的电子式：[H︰︰H]＋[︰︰]－
解析：A　Na2O是离子化合物，由Na＋和O2－构成，2个钠离子不能合并，应在O2－的两侧，其电子式为Na＋[︰︰]2－Na＋，A错误。
12.Y元素最高正价与最低负价的绝对值之差是4；Y元素与M元素形成离子化合物，并在水中电离出电子层结构相同的离子，该化合物是（　　）
A.KCl B.Na2S
C.Na2O D.K2S
解析：D　设Y元素的最高正价为x，最低负价为x－8，绝对值为8－x，由题意知x－（8－x）＝4，x＝6，可确定Y元素位于第ⅥA族，由题给选项分析Y为S，K2S电离出的K＋与S2－具有相同的电子层结构。
13.MgF2在灯光下能发出荧光，不溶于水和乙醇，可用于生产印刷纸币的光变色防伪油墨。下列有关MgF2的说法正确的是（　　）
A.F－和Mg2＋的电子层结构不同
B.电子式为Mg2＋[︰︰︰]2－
C.只含有离子键的离子化合物
D.水溶液具有强导电性
解析：C　Mg易失去电子形成Mg2＋，F易得到电子形成F－，F－和Mg2＋的电子层结构相同，核外都是10个电子；MgF2是由Mg2＋和F－通过离子键相结合而形成的离子化合物，电子式为︰]－Mg2＋︰]－；MgF2不溶于水，其水溶液的导电性很弱。
14.X、Y、Z、W是短周期中的四种常见元素，其相关信息如表：
元素 相关信息
X X最外层电子数是次外层电子数的3倍
Y Y元素的最高正价与最低负价的代数和为4
Z Z和Y同周期，Z的非金属性大于Y
W W的一种核素的质量数为23，中子数为12
（1）Y位于元素周期表第三周期第ⅥA族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是HClO4（填化学式）。
（2）Z的简单离子的电子式为[︰︰]－。
（3）W与X形成的碱性氧化物的电子式：Na＋[︰︰]2－Na＋。
解析：X最外层电子数是次外层电子数的3倍，则共有2个电子层，故X为O；由Y元素的化合价的关系可知，Y为S；Z和Y同周期，Z的非金属性大于Y，则Z为Cl；W的一种核素的质量数为23，中子数为12，则其质子数为11，故W为Na。
15.CaH2属于离子化合物，是一种生氢剂，其与水反应的化学方程式为CaH2＋2H2OCa（OH）2＋2H2↑。回答下列问题。
（1）上述方程式中除CaH2外，属于离子化合物的还有Ca（OH）2（填化学式）。
（2）CaH2中阴、阳离子个数比为2∶1，写出CaH2的电子式：[H︰]－Ca2＋[︰H]－。
（3）上述反应中，氧化剂为H2O（填化学式，下同），还原剂为CaH2。
1 / 2第3课时　原子结构与元素的性质
学习目标
1.以第ⅠA族的碱金属元素、第ⅦA族的卤族元素为例，通过探究认识同主族元素性质（金属性与非金属性）的递变规律。 2.通过比较、归纳、实验等方法预测同主族元素的相似性与递变性，提升“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养。
知识点一　碱金属元素
1.元素的性质——金属性与非金属性
2.碱金属元素的原子结构
元素名称 元素符号 原子结构示意图 原子半径/nm 递变性 相同点
锂 Li 0.152 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐　增多　，原子半径逐渐　增大　 最外层均有　1　个电子，均易　失去　电子，具有较强　还原　性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性
钠 Na 0.186
钾 　K　 0.227
铷 　Rb　 0.248
铯 　Cs　 0.265
3.碱金属的化学性质
钠、钾与氧气反应 钠、钾与水反应
操 作 将一小块钠和钾分别投入热坩埚中，观察现象 在烧杯中加入一些水，分别切取绿豆大小的钠和钾，分别投入水中，滴加酚酞，观察现象
现 象 都能在空气中燃烧，钠产生　黄色　火焰，钾产生　紫色　火焰，钾燃烧更剧烈 钠和钾均浮在水面上；迅速熔成闪亮的小球四处游动；钾比钠反应更剧烈，溶液均变红
【思考】　Na在空气中燃烧生成Na2O2，Li在空气中燃烧是否可以生成Li2O2？
提示：不可以。Li与O2反应只能生成Li2O。
归纳总结
碱金属单质的相似性和递变性
（1）相似性（用R表示碱金属元素）
（2）递变性
随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，金属性逐渐增强。
①
②与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，如Li与O2反应只能生成Li2O，Na与O2反应还可以生成Na2O2，而K与O2反应能够生成KO2等。
③与H2O的反应越来越剧烈，如K与H2O反应可能会发生轻微爆炸，Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
【教材挖掘】
教材“即从锂到铯，金属性逐渐增强”。请你根据这句话，比较LiOH、NaOH、KOH、RbOH、CsOH碱性的强弱。
提示：碱性依次增强，即LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。
4.碱金属单质的物理性质
元素 Li、Na、K、Rb、Cs（原子序数增大）
相同点 除铯外，其余都呈　银白　色，它们都比较软，有延展性；密度较　小　，熔点较　低　，导电、导热性好
递变规律 密度 逐渐　增大　（钠、钾反常）
熔、沸点 逐渐　降低　
个性特点 ①铯略带金色光泽；②锂的密度比煤油的小；③钠的密度比钾大
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）从锂到铯，碱金属元素单质的密度依次增大。（　×　）
（2）碱金属元素原子随核电荷数增加，其单质与水反应越来越剧烈。（　√　）
（3）碱金属元素单质都应该保存在煤油中。（　×　）
（4）K比Na活泼，故K可以从钠盐溶液中置换出Na。（　×　）
2.（2025·北京二十中月考）下列关于碱金属元素的说法中，正确的是（　　）
A.原子半径：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜Fr
B.单质与水反应的剧烈程度：K＜Na
C.最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＞KOH
D.碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物
解析：A　同主族元素从上往下原子半径逐渐增大，所以原子半径：Li＜Na＜K＜Rb＜Cs＜Fr，A正确；金属性越强，金属单质与水反应的剧烈程度越大，所以K＞Na，B错误；金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，所以LiOH＜KOH，C错误；Li在氧气中燃烧只能生成Li2O，D错误。
3.下列关于碱金属元素的说法中，正确的是（　　）
A.第ⅠA族元素都是碱金属元素
B.在常温下Cs与水反应会发生爆炸
C.金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性
D.碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来
解析：B　第ⅠA族元素中的H不属于碱金属元素，A错误；金属钾具有强还原性，但K＋具有弱氧化性，C错误；由于碱金属单质性质太活泼，遇到水溶液时优先和水反应生成碱和氢气，因此不能将铜从其盐溶液中置换出来，D错误。
4.可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法错误的是（　　）
A.“类钫”在化合物中呈＋1价
B.“类钫”属于过渡元素，具有放射性
C.“类钫”与冷水反应可能爆炸
D.“类钫”单质熔点较低
解析：B　119号元素位于第八周期第ⅠA族，属于碱金属元素，化合物中呈＋1价，A正确；“类钫”不属于过渡元素，B错误；“类钫”属于碱金属，金属性最强，所以“类钫”单质熔点较低，与冷水反应可能爆炸，C、D正确。
知识点二　卤族元素
　　卤族元素简称卤素，包括氟（F）、氯（Cl）、溴（Br）、碘（I）、砹（At）和（Ts）。
1.卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 　淡黄绿　色（气体） 黄绿色（气体） 深红棕色（液体） 　紫黑　色（固体）
密度 逐渐　增大　
熔、沸点 逐渐　升高　
2.卤族元素的原子结构
元素名称（符号） 氟（F） 氯（Cl） 溴（Br） 碘（I）
原子结构示意图
相似性 最外层电子数均为　7　
递变性 电子层数逐渐　增多　，原子半径逐渐　增大
3.卤素单质的化学性质
（1）卤素单质与氢气的反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物 稳定性
F2 暗处 H2＋F22HF 很稳定
Cl2 光照或点燃 H2＋Cl22HCl 较稳定
Br2 加热 H2＋Br22HBr 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 H2＋I22HI 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，生成气态氢化物的稳定性依次　减弱　
（2）卤素单质间的置换反应
①实验探究
实验操作 实验现象及化学方程式
静置后，液体呈橙色，化学方程式为　2KBr＋Cl22KCl＋Br2　
实验操作 实验现象及化学方程式
静置后，液体呈红棕色，化学方程式为　Cl2＋2KI2KCl＋I2　
静置后，液体呈褐色，化学方程式为　Br2＋2KI2KBr＋I2　
②结论：从Cl2→I2，氧化性逐渐　减弱　，相应卤素离子的还原性逐渐　增强　。
【思考1】　通过实验可知，从F→I，元素的非金属性（得电子能力）依次减弱，试从原子结构角度分析其性质递变的原因。
提示：从F→I，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。
【思考2】　根据氯气与水反应的化学方程式，请写出溴单质与水反应的化学方程式。
提示：Br2＋H2OHBrO＋HBr。
【思考3】　F2通入水中会剧烈反应，且有氧气生成，请根据氧化还原反应书写该反应的化学方程式。
提示：2F2＋2H2O4HF＋O2。
4.卤族元素的相似性与递变性
（1）相似性
卤素原子都能得一个电子。
（2）递变性
①与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱。
②Cl2、Br2、I2与H2O反应越来越微弱。
③
（3）特殊性
①溴是常温常压下唯一的液态非金属单质。
②卤素单质都有毒，溴有很强的腐蚀性，保存液溴时要加一些水进行“水封”，淀粉溶液遇碘单质变蓝色（检验I2）。
③F无正化合价。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）卤素单质随原子序数的递增，密度逐渐增大。（　√　）
（2）从F→I，其单质与H2化合的难易程度是由难到易。（　×　）
（3）F2、Cl2、Br2与H2O反应的原理相同。（　×　）
（4）F－、Cl－、Br－的还原性依次增强。（　√　）
2.下列关于卤素（用X表示）的叙述正确的是（　　）
A.卤素单质与水反应均可用X2＋H2OHXO＋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.溴单质与氢气反应比氯单质与氢气反应更剧烈，氢化物更稳定
解析：C　2F2＋2H2OO2＋4HF，A错误；HX的热稳定性随核电荷数增加而减弱，B错误；氯的非金属性比溴强，氯单质与氢气化合更容易，生成的氢化物更稳定，D错误。
3.（2025·陕西榆林高一联考）某化学小组验证卤族元素的性质，进行如下实验，分别取4 mL等浓度的KBr溶液和KI溶液于试管中，再分别滴加少量氯水（或溴水）。下列说法正确的是（　　）
A.实验Ⅰ中产生的现象为溶液由无色变为棕黄色
B.实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为Cl2＋I－Cl－＋I2
C.实验Ⅲ中溴水可用反应后实验Ⅰ中溶液代替
D.该实验证明卤素单质的氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2
解析：C　实验Ⅰ中氯置换出溴化钾中的单质溴，现象为溶液由无色变为橙黄色，A错误；实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为Cl2＋2I－2Cl－＋I2，B错误；根据题意可知实验Ⅰ中KBr溶液未反应完全，其中含有单质溴，不含有氯气分子，则可用于实验Ⅲ，C正确；该实验未进行F元素的性质实验，无法验证F2的氧化性强弱，D错误。
1.下列关于碱金属元素的原子结构和性质的叙述错误的是（　　）
A.碱金属元素原子的最外层都只有1个电子，在化学反应中容易失去
B.碱金属单质都是强还原剂
C.碱金属单质都能在氧气中燃烧生成过氧化物
D.碱金属单质都能与水反应生成碱
解析：C　金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，金属Na在氧气中燃烧生成Na2O2，金属K、Rb、Cs在氧气中燃烧生成更复杂的氧化物，C错误。
2.下列有关碱金属元素和卤素的说法中，错误的是（　　）
A.溴单质与H2的反应比碘单质与H2的反应更剧烈
B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的熔、沸点都逐渐降低
解析：D　随核电荷数的增加，碱金属元素形成的单质的熔、沸点呈降低趋势，卤素单质的熔、沸点逐渐增加，选D。
3.下列关于卤素单质的说法中，错误的是（　　）
A.Cl2、Br2、I2的颜色依次加深
B.Cl2、Br2、I2的沸点依次升高
C.Cl2、Br2、I2在水中的溶解度依次增大
D.Cl2、Br2、I2的氧化性依次减弱
解析：C　卤素单质随着原子序数增大与水反应越来越难，所以Cl2、Br2、I2在水中的溶解度逐渐减小，C错误。
4.（苏教版改编题）已知溴原子结构示意图为。
（1）溴元素的原子序数为35。
（2）溴元素的原子在反应中易得（填“得”或“失”） 1个电子，表现出氧化性。
（3）溴元素的最高化合价为＋7，最低化合价为－1。
（4）溴元素的非金属性弱（填“强”或“弱”）于氯元素的非金属性。
（5）写出氯元素、溴元素最高价氧化物的水化物的化学式并比较它们的酸性强弱HClO4＞HBrO4。
5.为了比较卤素单质的氧化性强弱，可在实验室先制取Cl2，并将Cl2依次通入NaBr溶液和淀粉-KI溶液中，有如图所示的仪器（橡胶塞均为双孔）及药品，试回答下列问题：
（1）若所制气体从左向右流向时，上述仪器接口的连接顺序为H接D、C接B、A接F
（2）装置③的作用是吸收未反应完的Cl2，防止污染空气，反应的离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。
（3）装置①中产生的现象是溶液变蓝，反应的化学方程式为Cl2＋2KII2＋2KCl。
解析：根据实验目的可知，先制取氯气，然后将氯气通入NaBr溶液中，再通入淀粉-KI溶液中检验氯气的强氧化性，氯气有毒，不能直接排入空气中，否则会污染空气，所以最后连接尾气处理装置，装置中导气管遵循“长进短出”原则，所以连接顺序是H→D→C→B→A→F。
题组一　碱金属
1.下列关于碱金属单质的说法错误的是（　　）
A.都具有还原性
B.碱金属单质性质相似，均为银白色（铯除外）的软金属
C.都具有金属光泽
D.都能与O2反应生成过氧化物
解析：D　碱金属单质都具有金属光泽，Cs略带金色光泽，其他碱金属单质均为银白色，C正确；Li与O2反应只能生成Li2O，不能生成过氧化物，D错误。
2.下列有关锂及其化合物的叙述中，错误的是（　　）
A.LiHCO3受热能分解
B.Li可以与O2反应生成Li2O2、LiO2等
C.Li2CO3与盐酸反应生成无色气体
D.Li在氧气中燃烧产物Li2O中含有Li＋
解析：B　Li与O2化合生成Li2O，B错误。
3.铯（Cs）是制造真空器件、光电管、原子钟等的重要材料，金属铯的密度为1.879 g·cm－3，熔点为28.4 ℃。下列说法正确的是（　　）
A.铯位于第ⅡA族
B.铯的熔点大于钠
C.铯与水反应时，铯浮在水面上，反应剧烈，发生爆炸
D.碱性：CsOH＞RbOH
解析：D　铯位于第ⅠA族，A错误；铯的熔点小于钠，B错误；铯的密度大于水，与水反应时，铯沉在水底，反应剧烈，发生爆炸，C错误。
题组二　卤族元素
4.随着卤族元素原子半径的增大，下列递变规律正确的是（　　）
A.单质的熔点逐渐降低
B.卤素离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物的稳定性逐渐增强
D.单质的氧化性逐渐增强
解析：B　随着卤族元素原子半径的增大，单质的熔点逐渐升高，状态由气态变为液态，再变为固态，A错误；非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，C、D错误。
5.用下列曲线表示卤族元素的某种性质随核电荷数的变化而变化的趋势，正确的是（　　）
解析：A　对于卤素来说，随着核电荷数的增大，元素的原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性减弱，氢化物稳定性减弱，卤素单质相对分子质量越大，物质的熔、沸点就越高，选A。
6.溴、碘均为卤族元素，下列关于溴、碘的说法错误的是（　　）
A.将F2分别通入NaBr溶液和NaI溶液中，可以得到溴单质和碘单质
B.通常将KIO3固体添加到食盐中来制作加碘盐
C.溴单质的氧化性强于碘单质
D.碘酒可以使淀粉碘化钾试纸变蓝
解析：A　将F2分别通入NaBr溶液和NaI溶液中，F2与水反应生成氟化氢和氧气，得不到溴单质和碘单质，A错误。
7.85号元素砹（At）原子核外最外层有7个电子。下列有关说法错误的是（　　）
A.中子数为127的At的核素符号是At
B.At位于第六周期第ⅦA族
C.酸性强弱：HAtO4＞HClO4
D.At2与H2很难直接化合，HAt不能稳定存在
解析：C　中子数为127的At原子的质量数为85＋127＝212，核素符号为At，A正确；第六周期的稀有气体元素的原子序数为86，故85号At元素位于第六周期第ⅦA族，B正确；非金属性：At＜Cl，则酸性：HAtO4＜HClO4，C错误；同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则At2与H2很难直接化合，HAt易分解，不能稳定存在，D正确。
8.矛盾的普遍性和特殊性在一些化学规律中得以体现。下列说法正确的是（　　）
A.随核电荷数的增加，碱金属元素和卤素的原子半径都逐渐增大
B.碱金属单质的密度从Li到Cs依次增大
C.卤素氢化物的稳定性从HF到HI依次增强
D.卤素单质均能与H2O反应生成氢卤酸和次卤酸
解析：A　碱金属单质的密度从Li到Cs呈增大趋势，但钾的密度比钠小，B错误；卤素氢化物的稳定性从HF到HI依次减弱，C错误；氟单质氧化性极强，和水的反应为2F2＋2H2O4HF＋O2，D错误。
9.（2025·海南国兴中学高一期末）门捷列夫曾预测周期表中铯下方存在元素“类铯”，即87号元素钫（Fr）。下列说法错误的是（　　）
A.Fr是第七周期第ⅠA族元素，最外层只有1个电子
B.Fr的同位素原子都含有87个电子
C.Fr是目前人类发现的金属性最弱的碱金属
D.Fr2CO3易溶于水，且水溶液呈碱性
解析：C　Fr在铯下方，则Fr是第七周期第ⅠA族元素，最外层只有1个电子，A正确；质子数等于电子数，Fr的质子数为87，所以其同位素原子都含有87个电子，B正确；同主族元素从上到下金属性增强，Fr是目前人类发现的金属性最强的碱金属，C错误；碳酸钠、碳酸钾均易溶于水，水溶液呈碱性，可知Fr2CO3易溶于水，且水溶液呈碱性，D正确。
10.（2025·广东鹤山一中月考）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，下列说法错误的是（　　）
A.单质①是最活泼的非金属单质
B.保存少量的单质③时加少量水进行水封
C.单质④的氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
D.单质②能使石蕊试液先变红后褪色
解析：C　卤素单质的熔、沸点与其相对分子质量成正比，根据图像知，①为F2，②为Cl2，③为Br2，④为I2。单质活泼性最强的是F2，A正确；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，可以用水液封，B正确；非金属性：F＞Cl＞Br＞I，则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF，C错误；氯气和水反应生成HCl和HClO，HCl使溶液显酸性，HClO具有漂白性，所以单质②能使石蕊试液先变红后褪色，D正确。
11.为比较卤素单质的氧化性进行了如下实验：①将氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变橙色；②将氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色。下列有关分析不合理的是（　　）
A.实验①中反应：Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2
B.实验①和②均发生了置换反应
C.根据实验①②得出结论，氧化性：Cl2＞Br2＞I2
D.将实验②中的氯水换成溴水即可达到实验目的
解析：C　实验①将氯水滴入溴化钠溶液中，溶液变橙色，说明有单质溴生成，则反应为Cl2＋2Br－2Cl－＋Br2，A正确；实验②将氯水滴入碘化钾溶液中，溶液变褐色，说明有单质碘生成，发生了置换反应，结合A项分析可知，B正确；根据实验①可以得出氧化性：Cl2＞Br2，根据实验②可以得出氧化性：Cl2＞I2，但通过实验①②无法得出氧化性：Br2＞I2，C错误；要想达到比较卤素单质氧化性的目的，只需要将实验②中氯水换成溴水即可，D正确。
12.根据要求填写：
（1）F、Cl、Br、I四种卤素氢化物中最不稳定的是HI（写化学式）。
（2）下列两种元素，单质熔、沸点随单质原子序数递增而升高的是B（填字母）。
A.碱金属 B.卤素
（3）下列反应中更剧烈的是B（填字母）。
A.钠与水反应 B.钾与水反应
（4）卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是HF；写出向碘化钾溶液中通入氯气的离子方程式：2I－＋Cl22Cl－＋I2。
解析：（1）同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性降低，稳定性最弱的是HI。（2）同主族元素，从上到下，碱金属单质的熔、沸点降低，卤素单质的熔、沸点升高，选B。（3）同主族元素，从上到下，金属单质的金属性增强，金属性：K＞Na，所以钾与水反应更剧烈。（4）同主族元素，从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物稳定性降低，卤族元素中，氢化物热稳定性最强的是HF；向碘化钾溶液中通入氯气，发生氧化还原反应，离子方程式：2I－＋Cl22Cl－＋I2。
13.（2025·河北邢台一中期末）在一定温度和压强下，由最稳定的单质生成1 mol纯物质的热效应称为生成焓。回答下列问题：
已知：Ⅰ.单质的生成焓为0；
Ⅱ.已知物质具有的能量越低越稳定，某物质的生成焓越小，则其能量越低；
Ⅲ.几种碱金属氯化物的生成焓如表所示。
MCl（s） LiCl（s） NaCl（s） KCl（s） CsCl（s）
生成焓/（kJ·mol－1） －409 －411 －437 －443
（1）根据上表数据分析可知，随着碱金属元素原子序数递增，MCl（s）的生成焓依次减小，原因可能是随着原子序数增大，金属性增强，失电子耗能减少，放热增多（或其他合理答案）。
（2）预测：RbCl（s）生成焓的范围为－437 kJ·mol－1～－443 kJ·mol－1。
（3）X和几种含氯阴离子（包括Cl－、ClO－、Cl、Cl、Cl等）在水溶液中的生成焓与氯元素化合价的关系如图所示。
①在含氯阴离子中，最稳定的是Cl－（填离子符号，下同），最不稳定的是Cl。
②向酚酞溶液中先滴入NaOH溶液，再滴入Hb溶液，现象是溶液先变红色，后红色变浅直至褪色。
解析：（2）已知Rb的金属性介于K和Cs之间，故可预测：RbCl（s）生成焓介于KCl和CsCl之间，其范围为－437 kJ·mol－1～－443 kJ·mol－1。（3）由题干图示可知，a为Cl－、X为Cl2、b为ClO－、c为Cl、d为Cl、e为Cl；①已知物质具有的能量越低越稳定，越高越不稳定，结合题干图像信息可知，a的生成焓最小，即Cl－具有的能量最低，故在含氯阴离子中，最稳定的是Cl－，Cl的生成焓最大，即Cl具有的能量最高，故最不稳定的是Cl；②b为ClO－，则向酚酞溶液中先滴入NaOH溶液，再滴入Hb即HClO溶液，HClO具有酸性和强氧化性，则现象是溶液先变红色，后红色变浅直至褪色。
1 / 2第2课时　元素周期表和元素周期律的应用
学习目标
1.了解元素周期表中元素的简单分区，理解元素的化合价与元素在周期表的位置关系，能结合有关资料说明元素周期律（表）对合成新物质、寻找新材料的指导作用。 2.理解元素原子结构、在周期表中的位置和元素性质三者之间的关系，建立“位—构—性”关系应用的思维模型。
知识点一　元素周期表的分区及元素化合价规律
1.元素周期表与元素周期律的关系
（1）元素周期表是　元素周期律　的具体表现形式，反映了元素之间的内在联系。
（2）元素周期表中元素的金属性和非金属性变化的规律：同周期元素从左到右金属性逐渐　减弱　，非金属性逐渐　增强　；同主族元素从上到下金属性逐渐　增强　，非金属性逐渐　减弱　。
2.元素周期表的金属区和非金属区
（1）分区图
（2）虚线左下方是　金属　元素，虚线右上方是　非金属　元素，最右一个纵列是　稀有气体　元素。
（3）分界线附近的元素既能表现出一定的　金属性　，又能表现出一定的　非金属性　，故元素的金属性与非金属性之间并没有严格的界线。
3.元素化合价与元素在周期表中位置的关系
（1）主族元素：最高正价（O、F除外）＝最外层电子数（价电子数）＝　主族序数　。
（2）非金属主族元素化合价一般规律：
最低负价＝　主族序数－8　（H除外）；最高正价＋｜最低负价｜＝8。
知识拓展
价电子
（1）含义：元素的化合价与原子的最外层电子数有密切的关系，所以，元素原子的最外电子层中的电子也叫价电子。
（2）内容：主族元素的价电子数＝最外层电子数（O、F除外），过渡元素的价电子包括最外层电子及次外层或倒数第三层的部分电子。
【教材挖掘】
根据教材关于“价电子”的描述，请指出Si和Ca的价电子数。
提示：Si的价电子数是4，Ca的价电子数是2。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）金属元素只表现金属性，非金属元素只表现非金属性。（　×　）
（2）氢元素的最高正价为＋1价，最低负价为－1价。（　√　）
（3）原子最外层电子数大于3且小于8的元素一定是非金属元素。（　×　）
（4）最外层电子数是2的元素，最高正价一定是＋2价。（　×　）
2.某主族元素原子最外层有5个电子，其气态氢化物的化学式应是（用R表示该元素）（　　）
A.H2R B.HR
C.RH3 D.RH4
解析：C　主族元素，最外层电子数等于所在族序数，最外层有5个电子，说明位于第ⅤA族，最低负价为－3价，即氢化物是RH3，C正确。
3.某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，由此可以判断（　　）
A.R的简单气态氢化物的化学式为H2R
B.R一定是第ⅣA族元素
C.R的简单气态氢化物比同周期其他元素的简单气态氢化物稳定
D.R一定是第四周期元素
解析：A　某主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4，说明该元素的最高正化合价为＋6价，该元素可为第ⅥA族元素中除了氧元素外的其他元素。该元素最低负化合价为－2价，其简单气态氢化物的化学式为H2R，A正确；同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，简单气态氢化物的稳定性逐渐增强，C错误；根据题干信息不能确定元素R所在的周期，D错误。
知识点二　元素周期表和元素周期律的应用
1.根据元素在周期表中的位置推测其原子结构和性质，并研究元素性质的变化规律。
如已知砹（At）与溴、碘同主族，根据卤族元素的性质递变规律，可推知元素砹（At）应为有色固体，与氢气难化合，HAt不稳定，AgAt　不　溶于水。
2.根据元素的原子结构推测其在周期表中的位置和性质。
如钫（Fr）是碱金属元素中原子序数最大的元素，根据同主族性质递变规律，可知其最高价氧化物对应的水化物是碱性很强的碱。
3.为新元素的发现，以及预测它们的原子结构和性质提供线索。
如锗和铝位于周期表中金属和非金属元素分界处附近，根据铝的性质，可以推测锗既有金属性又有非金属性。
4.启发人们在一定区域内寻找新物质
（1）金属与非金属分界线　半导体　材料，如Si、Ge、Ga等。
（2）周期表右上角（氟、氯、硫、磷、砷等元素）制造　农药　的元素。
（3）过渡元素　催化剂　和耐高温、耐腐蚀的合金材料，如Fe、Ni、Pt等。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）通过元素周期律可推断氢氧化铍[Be（OH）2]的碱性比氢氧化镁强。（　×　）
（2）已知硒元素的氢化物的分子式为H2Se，可推知硒元素位于第ⅣA族。（　×　）
（3）可在元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处寻找过渡元素材料作催化剂。（　×　）
（4）运用元素周期表的有关理论分析，铊（Tl）的氧化物的水化物可能具有两性。（　×　）
2.（2025·福建三明一中月考）元素周期表已成为化学家的得力工具。以下关于周期表的应用错误的是（　　）
A.可以在金属元素与非金属元素交界处寻找半导体材料
B.可以在非金属区域寻找优良的催化剂材料
C.可以利用周期表寻找合适的超导材料、磁性材料等
D.可以根据元素原子的结构预测元素可能具有的性质
解析：B　在过渡元素区域寻找优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，可以在非金属区域寻找制农药的元素，B错误。
3.（2025·天津河西区高一期末）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测错误的是（　　）
选项 事实 推测
A K比Na与水反应剧烈 Cs与水反应更剧烈
B MgSO4能溶于水，CaSO4微溶于水 SrSO4、BaSO4难溶于水
C HCl在1 500 ℃时分解，HI在230 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
D Si、Ge是半导体材料 Sn和Pb也是半导体材料
解析：D　半导体材料的元素在金属与非金属交界处，Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料，二者都处在该交界处，第ⅣA族的Sn和Pb没在该交界处，不是半导体材料，D错误。
4.现有短周期元素X、Y、Z和M，它们在周期表中的相对位置如图所示。其中Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半。下列说法正确的是（　　）
X Z
Y M
A.Y元素位于第三周期第ⅤA族
B.X的原子半径比Z的小
C.气态氢化物的稳定性：M＞Z
D.M的最高价氧化物对应的水化物的化学式是H2MO4
解析：D　Y元素原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，则Y为Si元素；由四种元素在周期表中的相对位置可知，M是S元素、X是O元素、Z是F元素。硅元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族，A错误；氧原子的原子半径大于氟原子，B错误；氟元素的非金属性最强，氢化物最稳定，C错误；硫元素的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，D正确。
1.某元素X的最高价氧化物为X2O7，则它的气态氢化物是（　　）
A.HX B.H2X
C.XH3 D.XH4
解析：A　某元素X的最高价氧化物为X2O7，则它的最高正价为＋7价，最低负价为－1价，其气态氢化物的化学式是HX，选A。
2.下列有关原子结构、元素周期律及元素周期表的叙述正确的是（　　）
A.多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量低
B.所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价
C.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
D.元素周期律体现了元素性质随着原子相对原子质量的递增而呈现周期性变化
解析：A　不是所有主族元素原子的最外层电子数都等于元素的最高正化合价，例如氟没有正价，B错误；过渡元素位于元素周期表的左下方，不是位于元素周期表中金属和非金属分界线附近，C错误；元素周期律体现了元素性质随着原子序数的递增而呈现周期性变化，D错误。
3.砷为第四周期第ⅤA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，砷不可能具有的性质是（　　）
A.砷在通常状况下是固体
B.砷可以有－3、＋3、＋5价等多种化合价
C.五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱
D.砷的还原性比磷弱
解析：D　砷为第四周期第ⅤA族元素，在磷的下一周期，根据同主族元素性质的变化规律可知：它为固体，有－3、＋3、＋5价等多种化合价，五氧化二砷对应的水化物的酸性比磷酸弱，A、B、C正确；砷的还原性比磷强，D错误。
4.（鲁科版改编题）已知X、Y、Z为三种原子序数相邻的元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱是HXO4＞H2YO4＞H3ZO4。下列说法中，错误的是（　　）
①气态氢化物的稳定性：X＞Y＞Z
②原子的得电子能力：Y＜X＜Z
③单质的氧化性：X＞Y＞Z
④三种元素原子的最外层电子数相等
A.①② B.②③
C.①③ D.②④
解析：D　HXO4、H2YO4、H3ZO4中X、Y、Z元素的化合价分别为＋7、＋6、＋5价，又原子序数相邻，则位于同一周期，相对位置为Z、Y、X，则气态氢化物的稳定性：X＞Y＞Z，①正确；得电子能力：X＞Y＞Z，②错误；单质的氧化性：X＞Y＞Z，③正确；三种元素原子的最外层电子数分别为7、6、5，④错误。
5.（教材改编题）门捷列夫在研究元素周期表时，科学地预言了11种当时尚未发现的元素，为它们在周期表中留下空位。
根据元素周期表预言新元素的存在
类铝（Ea） 镓（Ga）
1871年门捷列夫预言 1875年布瓦发现镓后测定
原子量约为69 原子量约为69.72
比重约为5.9～6.0 比重约为5.94
熔点应该很低 熔点为30.1 ℃
不受空气的侵蚀 灼热时略起氧化
灼热时能分解水气 灼热时的确能分解水气
能生成类似明矾的矾类 能生成结晶很好的镓矾
可用分光镜发现其存在 镓是用分光镜发现的
最高价氧化物Ea2O3 最高价氧化物Ga2O3
门捷列夫的预言和以后的实验结果取得了惊人的一致
（1）31Ga位于元素周期表什么位置？
（2）门捷列夫作出这一伟大预言的科学依据是什么？
（3）请借助Al的性质预测Ga的性质。
答案：（1）第四周期第ⅢA族。
（2）同主族元素在组成和性质上的相似性和递变性。
（3）Ga是金属，常温条件下是固体；金属性强于Al，可与酸反应生成氢气；碱性：Ga（OH）3＞Al（OH）3；还原性：Al＜Ga；氧化性：Al3＋＞Ga3＋。
题组一　元素周期表的分区及元素化合价规律
1.X元素能形成H2X和XO2两种化合物，则该元素的原子序数可能是（　　）
A.13　　B.14 C.15　　D.16
解析：D　H2X中X呈－2价，则最高正价为＋6价，位于第ⅥA族。
2.下列关于元素的化合价的说法正确的是（　　）
A.所有非金属元素都有最高正价＋｜最低负价｜＝8
B.氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2
C.在所有的氧化物中，氧元素均为－2价
D.第ⅦA族的所有元素的最高正价均为＋7价
解析：B　氢元素最高正价＋｜最低负价｜＝2，A错误；氮元素的最高正价为＋5价，最低负价为－3价，B正确；过氧化物（如H2O2、Na2O2）中，氧元素为－1价，C错误；氟元素没有正价，D错误。
3.下图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
（1）元素Ga在元素周期表中的位置：第四周期第ⅢA族。
（2）Sn的最高正价为＋4，Bi的最高价氧化物为Bi2O5。
（3）Sb属于金属（填“金属”或“非金属”）元素。
（4）根据元素周期律，推断：
①阴影部分元素氢化物热稳定性最强的是F元素（填元素符号）；
②H3AsO4、H2SeO4的酸性强弱：H3AsO4＜（填“＞”“＜”或“＝”）H2SeO4；
③氢化物的还原性：H2O＜（填“＞”“＜”或“＝”）H2S。
解析：（1）B元素位于第二周期第ⅢA族，和它同主族的相差两个电子层的是Ga元素，位于第四周期第ⅢA族。（2）碳、锡同为第ⅣA族元素，其最外层均有4个电子，所以Sn的最高价为＋4价；Bi的最外层有5个电子，其最高价氧化物为Bi2O5。（3）Sb是锑，属于金属元素。（4）①阴影部分为卤族元素，F的非金属性最强，其对应的氢化物热稳定性最强；②As、Se位于同周期，则非金属性：As＜Se，所以H3AsO4的酸性小于H2SeO4；③氧元素的非金属性强于硫元素，所以H2O的还原性弱于H2S。
题组二　元素周期表和元素周期律的应用
4.如图所示，某同学用部分短周期元素制作了一个非常有趣的“钟表”，下列有关该“钟表”的说法正确的是（　　）
A.12：00“时针”所指元素的金属性最强
B.从中午12：00到下午6：00，“时针”所指元素的金属性依次减弱
C.8：55“时针”和“分针”所指的两种元素（“针”所指以最近为准）的简单离子半径：时针＞分针
D.2：00“时针”和“分针”所指的元素的原子最外层均只有两个电子，性质相似
解析：C　12：00为镁，11：00为钠，钠的金属性最强，A错误；H的金属性弱于Li、Be，B错误；8：55“时针”和“分针”所指的两种元素分别是F和Na，氟离子半径大于钠离子，C正确；2：00“时针”和“分针”所指的元素分别为He和Mg，前者性质稳定，后者性质活泼，D错误。
5.运用元素周期律分析下面的推断，其中正确的是（　　）
A.硒化氢是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体
B.砹化银不溶于水但易溶于稀硝酸
C.硫酸镭是易溶于水的白色固体
D.锗单质是一种优良的半导体材料
解析：D　Se元素在S元素的下一周期，属于同主族元素，则S的非金属性比Se强，所以硫化氢的稳定性大于硒化氢，A错误；镭是第ⅡA族元素，从上到下，硫酸盐的溶解度逐渐减小，硫酸钡是难溶于水的白色固体，则硫酸镭也是难溶于水的白色固体，C错误；因为Si是半导体材料，与Si相邻的元素锗也位于金属与非金属的交界处，所以锗单质也是优良的半导体材料，D正确。
6.下列关于元素周期律和周期表的应用描述，正确的是（　　）
A.在元素周期表的右上方可以寻找制取半导体的元素
B.在过渡元素中寻找优良的催化剂
C.目前发现的所有元素占据了周期表里全部位置，不可能再有新的元素被发现
D.根据元素周期律，由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价含氧酸HFO4
解析：B　在元素周期表的分界线附近可以寻找制取半导体的元素，A错误；随着科学技术的发展，人们可以不断合成一些元素，元素周期表中元素的种类在不断地增加，C错误；F是最活泼的非金属，没有正化合价，不存在含氧酸，D错误。
7.（2025·浙江宁波中学高一月考）元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是（　　）
A.由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B.人们可以在元素周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料
C.原子半径随着周期序数的增加而增加
D.短周期元素形成的微粒X－和Y3＋的核外电子排布相同，离子半径：X－＞Y3＋
解析：C　A项，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，所以由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F；B项，过渡金属元素种类繁多，结构复杂，因此可在过渡元素中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料；C项，同一主族元素的原子半径随着周期序数的增加而增加；D项，微粒X－和Y3＋的核外电子排布相同，根据“阴上阳下”的原则，Y的原子序数大于X的原子序数，则离子半径：X－＞Y3＋。
8.（2025·山师大附中期末）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表。
元素代号 X Y Z W
原子半径/nm 0.160 0.143 0.070 0.066
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋5、＋3、－3 －2
下列有关这几种元素的叙述中，正确的是（　　）
A.元素的金属性：X＜Y
B.元素Z的最外层电子数为7
C.元素的简单离子半径：r（X2＋）＞r（W2－）
D.元素Y的最高价氧化物能溶于氢氧化钠溶液
解析：D　W化合价为－2价，没有最高正化合价＋6价，故W为O元素；Z元素化合价为＋5、＋3、－3价，Z处于第ⅤA族，原子半径与氧元素相差不大，则Z与氧元素处于同一周期，则Z为N元素；X化合价为＋2价，应为周期表第ⅡA族元素，Y的化合价为＋3价，应为周期表第ⅢA族元素，二者原子半径相差较小，可知两者位于同一周期相邻主族，由于X、Y的原子半径与W、Z原子半径相差很大，则X、Y应在第三周期，所以X为Mg元素，Y为Al元素。Mg、Al元素的金属性：Mg＞Al，A错误；Z为N元素，处于第ⅤA族，最外层电子数为5，B错误；离子电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：r（Mg2＋）＜r（O2－），C错误；Al的最高价氧化物Al2O3是两性氧化物，能溶于氢氧化钠溶液，D正确。
9.（2025·黑龙江新时代高中教育联合体联考）运用元素周期律分析下面的推断，其中正确的是（　　）
A.锂（Li）在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O2
B.铋（Bi）为第ⅤA族元素，其最高价氧化物对应的水化物为强酸
C.铊（Tl）与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应
D.砹单质（At2）为有色固体，HAt不稳定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
解析：D　锂（Li）在氧气中剧烈燃烧，产物是Li2O，A错误；铋（Bi）为第ⅤA族元素，其最高价氧化物对应的水化物为弱酸，B错误；铊（Tl）与铝同主族，铊的金属性强于铝，其单质只能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，C错误；卤素单质的颜色逐渐加深，氢化物的稳定性逐渐减弱，卤化银除AgF外均难溶于水和硝酸，砹单质（At2）为有色固体，HAt不稳定，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，D正确。
10.在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素（如图所示）的有些性质是相似的（如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成氧化物，而不是过氧化物），这种相似性被称为对角线规则。下列说法错误的是（　　）
A.镁在空气中燃烧生成的氧化镁中含有少量的Mg3N2，则换成锂燃烧，也可能含有Li3N
B.铍的最高价氧化物为BeO，属于两性氧化物
C.Be（OH）2溶于氢氧化钠溶液时的反应为Be（OH）2＋2OH－[Be（OH）4]2－
D.这种规则是不符合元素周期律的一种特例
解析：D　由对角线规则得锂、镁性质有相似性，则Li在空气中燃烧生成的Li2O中可能含有少量的Li3N，A正确；铍的最高价氧化物为BeO，结合Al2O3为两性氧化物得，BeO也应属于两性氧化物，B正确；氢氧化铝溶于强碱的反应为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－，则Be（OH）2溶于氢氧化钠对应的反应为Be（OH）2＋2OH－[Be（OH）4]2－，C正确；这种规则其实也是周期律的一种体现，如原子半径：Al＞B、Al＞Si，B、Si原子半径的接近性导致二者的非金属性相似，D错误。
11.短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数相差8，A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，B单质的焰色为黄色。下列说法错误的是（　　）
A.阴离子的还原性：An－＞Cn－
B.元素A与B可形成两种化合物
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性：C＜D
D.原子半径的大小顺序：r（B）＞r（C）＞r（D）＞r（A）
解析：A　A原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，则A为O；短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、C的原子序数相差8，则C为S，D为Cl；B单质的焰色为黄色，则B为Na。A、C分别为O、S，非金属性：O＞S，则阴离子的还原性：O2－＜S2－，A错误；A、B分别为O、Na，元素A与B可形成Na2O、Na2O2两种化合物，B正确；C、D分别为S、Cl，非金属性：S＜Cl，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4＜HClO4，C正确；A、B、C、D分别为O、Na、S、Cl，Na、S、Cl的电子层数都为3，核电荷数分别为11、16、17，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径的大小顺序：r（Na）＞r（S）＞r（Cl）＞r（O），D正确。
12.元素X、Y、Z、Q、R的原子序数依次增大且小于20，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。
（1）Z离子的结构示意图是。
（2）Q元素在周期表中位于第三周期ⅦA族；关于Q所在主族的单质及化合物的叙述错误的是BC（填字母）。
A.从上到下，单质颜色越来越深，熔、沸点越来越高
B.单质均可与水发生反应生成两种酸
C.单质均具有强氧化性，能将Fe氧化至Fe3＋
D.氢化物均易溶于水，且都是一元酸
（3）X、Z、Q三种元素的最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序是HClO4＞H2SO4＞H2CO3（填化学式）。
（4）Y与R金属性较强的是K（填元素符号），请从原子结构的角度解释原因两者最外层电子数相同，但钾原子比钠原子半径大，更容易失电子，故金属性钾大于钠。
解析：根据原子半径和最外层电子数之间的关系信息可知，R为K，Y为Na，X为C，Z为S，Q为Cl。（2）Q为Cl，关于Q所在主族的单质及化合物的叙述，A项，从上到下，单质颜色越来越深，熔、沸点越来越高，正确；B项，氟气与水反应生成氢氟酸和氧气，错误；C项，单质碘将Fe氧化至Fe2＋，错误；D项，氢化物都是一元酸，均易溶于水，正确。（3）非金属性：Cl＞S＞C，因此酸性由强到弱的顺序是HClO4＞H2SO4＞H2CO3。（4）根据同主族从上到下金属性逐渐增强，因此Y与R金属性较强的是K，原因是两者最外层电子数相同，但钾原子比钠原子半径大，更容易失电子，故金属性钾大于钠。
13.有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素。X与Y处于同一周期，Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应。Z的单质常温下为气态，相同条件下对于氢气的相对密度为35.5。其余元素的信息如图所示。
（1）上述七种元素中，处于第二周期的有C、N（填元素符号），E在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。
（2）X的最高价氧化物对应水化物与Y的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－　。
（3）下列可以判断X和Y元素原子失电子能力强弱的是cd（填字母）。
a.单质的熔点X比Y低
b.单质与酸反应时，失电子数X比Y少
c.单质与水反应X比Y剧烈
d.最高价氧化物对应水化物的碱性X比Y强
解析：图中信息显示，A原子的最外层电子数为1，原子半径最小，则A为H元素；B原子的最外层电子数为4，原子半径较小，则其为C元素；D原子的最外层电子数为5，原子半径稍小于C，则其为N元素；E原子的最外层电子数为6，原子半径大于N，则其为S元素；X原子的最外层电子数为1，原子半径比S大，则其为Na元素。X与Y处于同一周期，Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应，则Y为Al元素；Z的单质常温下为气态，同条件下对于氢气的相对密度为35.5，则其相对分子质量为71，Z为Cl元素。（3）单质的熔点Na比Al低，不能说明失电子强弱关系，a不符合题意；单质与酸反应时，失电子数Na比Al少，只能说明Na原子的最外层电子数比Al少，不能表明失电子能力的强弱，b不符合题意；单质与水反应Na比Al剧烈，表明Na比Al容易失去电子，即失电子能力Na大于Al，c符合题意；最高价氧化物对应水化物的碱性Na比Al强，则表明金属性Na大于Al，即失电子能力Na大于Al，d符合题意。
1 / 2阶段重点练（七）
一、选择题
1.14C是一种放射性核素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子n）轰击14N，可使14N转变成14C，n14CH。下列说法正确的是（　　）
A.14N转换成14C是化学变化
B.14CH4和14NH3的核电荷数相同
C.14CO2的相对分子质量为46 g·mol－1
D.14C和C60互为同素异形体
解析：B　14N转换成14C是原子种类的变化，不是生成新物质的变化，不是化学变化，A错误；核电荷数＝原子序数，14CH4和14NH3的核电荷数分别为6＋1×4＝10、7＋1×3＝10，两者相同，B正确；14CO2的相对分子质量为46，单位为1，C错误；同素异形体的研究对象为单质，14C为核素，所以14C和C60不互为同素异形体，D错误。
2.共价键、离子键和范德华力是粒子之间的三种作用力。下列物质中，只含有以上一种作用力的是（　　）
①氦　②Na2S　③HI　④CaO　⑤Na2O2　⑥KOH
A.①②③ B.③⑤⑥
C.②③⑤ D.①②④
解析：D　①氦中不存在化学键，氦中只存在范德华力；②Na2S、 ④CaO中只含有离子键；③HI分子中含H—I共价键，HI分子间存在范德华力；⑤Na2O2中含有离子键和非极性共价键；⑥KOH中含有离子键和极性共价键；则只含有一种作用力的是①②④，选D。
3.下列表示离子化合物形成过程的式子正确的是（　　）
A.2Na×＋O2－Na＋[︰︰]2－Na＋
B.2Na＋＋F22Na＋[︰︰]－
CMg＋2·︰Mg2＋[︰︰
D.
解析：D　箭头前表示原子的电子式，形成过程应为，A错误；箭头前表示原子的电子式，离子化合物中相同离子不能合并，形成过程应为，B错误；离子化合物氟化镁中相同离子不能合并，形成过程应为，C错误。
4.下列有关物质性质的比较正确的是（　　）
A.碱性：KOH＞Mg（OH）2＞NaOH
B.酸性：HF＞HCl＞HBr
C.还原性：SiH4＞PH3＞HCl
D.稳定性：CH4＞NH3＞HF
解析：C　金属性：K＞Na＞Mg，所以最高价氧化物对应的水化物碱性：KOH＞NaOH＞Mg（OH）2，A错误；非金属性：F＞Cl＞Br，最高价氧化物对应的水化物酸性：HClO4＞HBrO4，非含氧酸酸性：HF＜HCl＜HBr，B错误；非金属性：Si＜P＜Cl，则还原性：SiH4＞PH3＞HCl，C正确；非金属性：C＜N＜F，所以气态氢化物的热稳定性：CH4＜NH3＜HF，D错误。
5.（2025·辽宁七校协作体高一月考）下列关于元素周期律的说法错误的是（　　）
A.离子半径大小：O2－＞Na＋＞S2－
B.氢氧化铍的碱性比氢氧化镁弱
C.砹与氯同主族，单质砹（At2）为有色固体，HAt不稳定
D.酸性强弱：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4
解析：A　S2－的核外有3个电子层，O2－、Na＋的核外有2个电子层，因此S2－的离子半径最大；O2－、Na＋的核外电子层数相同，核电荷数越大，离子半径越小，因此离子半径：O2－＞Na＋；故离子半径大小：S2－＞O2－＞Na＋，A错误。Be和Mg同主族，金属性Be不如镁的强，则氢氧化铍的碱性比氢氧化镁弱，B正确。卤族元素单质从上到下，颜色逐渐加深，则单质砹（At2）为有色固体，卤族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，氢化物的稳定性减弱，则HAt不稳定，C正确。非金属性：S＞P＞Si，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SiO3＜H3PO4＜H2SO4，D正确。
6.根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是（　　）
A.第35号元素的单质在常温常压下是液体
B.位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素
C.第84号元素的最高化合价是＋7价
D.第七周期0族元素的原子序数为118
解析：C　35号元素是溴元素，单质Br2在常温常压下是红棕色的液体，A项合理；位于第四周期第ⅤA族的元素是砷元素（As），为非金属元素，B项合理；第84号元素位于第六周期第ⅥA族，为钋元素（Po），由于最高正价等于主族序数，所以该元素最高化合价是＋6价，C项不合理；第七周期0族元素是第七周期最后一个元素，原子序数为118，D项合理。
7.A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A离子的核外电子排布与He相同，B原子的最外层电子数等于其次外层电子数的3倍，C元素是地壳中含量最多的金属元素，D的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnDO2n＋2，E有两种常见简单离子，低价离子为绿色。下列说法错误的是（　　）
A.E为过渡元素
B.A与B形成的某化合物可能含非极性键
C.C与D形成的化合物为离子化合物
D.C与D的最高价氧化物的水化物之间可以反应
解析：C　A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A离子的核外电子排布与He相同，则A为H元素或者Li元素或者Be元素；B原子的最外层电子数等于其次外层电子数的3倍，B为O元素；C元素是地壳中含量最多的金属元素，C为Al元素；E有两种常见简单离子，低价离子为绿色，E为Fe元素；D的最高价氧化物对应水化物的化学式为HnDO2n＋2，n＝1时，D的最高价氧化物对应水化物的化学式为HDO4，D的最高价为＋7价，且D的原子序数小于Fe元素，则D为Cl元素。E为Fe元素，是过渡元素，A正确；若A为H元素，则H和O元素形成的化合物H2O2中，两个O原子之间为非极性键，B正确；C为Al元素、D为Cl元素，两者形成的氯化铝为共价化合物，C错误；Al的最高价氧化物对应的水化物是Al（OH）3，D的最高价氧化物对应的水化物是HClO4，两者之间可以发生反应生成盐和水，D正确。
8.W、X、Y、Z均为短周期主族元素，且原子核外L电子层的电子数分别为0、6、8、7，它们原子的最外层电子数之和为20。下列说法错误的是（　　）
A.元素X、Y位于元素周期表的同一主族
B.原子半径：Y＞X＞Z
C.最高正化合价：Z＞Y＞W
D.简单氢化物的稳定性：Z＞X＞Y
解析：C　W、X、Y、Z均为短周期主族元素，且原子核外L电子层的电子数分别为0、6、8、7，它们原子的最外层电子数之和为20，可知W、X、Y、Z分别为H、O、S、F。元素X、Y分别是O、S，位于第ⅥA族，A正确；X、Y、Z分别为O、S、F，原子半径：S＞O＞F，简单氢化物的稳定性：HF＞H2O＞H2S，B、D正确；F无正价，O无最高正价，C错误。
9.如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是（　　）
A.31d和33d属于同种核素
B.气态氢化物的稳定性：a＞d＞e
C.a与b可以形成b2a、b2a2两种化合物
D.五种元素原子形成的简单离子中，c离子的半径最大
解析：C　原子序数依次增大的短周期元素中，－2价的a和＋6价的e均位于元素周期表第ⅥA族，则a为O元素、e为S元素；b、c、d的化合价分别为＋1、＋3、＋5价，则b为Na元素、c为Al元素、d为P元素。31d和33d的质子数相同、中子数不同，是不同的核素，A错误；非金属性：O＞S＞P，则稳定性：H2O＞H2S＞PH3，B错误；钠元素和氧元素可以形成氧化钠、过氧化钠两种化合物，C正确；同主族元素，从上到下简单离子的离子半径依次增大，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则五种元素原子形成的简单离子中，铝离子的离子半径最小，D错误。
10.现有四种前20号元素X、Y、Z、R，它们的核电荷数依次增大。这四种元素可组成一种化合物Q，Q具有下列性质：
红色溶液Q溶液观察火焰呈紫色
下列说法错误的是（　　）
A.化合物Q为离子化合物
B.元素最高化合价：X＜Y
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：X＜Z
D.Z的简单离子与R的简单离子的电子层结构不相同
解析：D　根据Q与FeCl3溶液作用产生红色溶液可知，Q中含有SCN－；Q溶液灼烧时，透过蓝色钴玻璃，观察到火焰呈紫色，则Q为KSCN。结合元素核电荷数大小可知：X为C，Y为N，Z为S，R为K。Q为KSCN，属于离子化合物，A正确；C元素的最高化合价为＋4价，N元素的最高化合价为＋5价，则元素最高化合价：C＜N，B正确；非金属性：S＞C，故酸性：＞H2CO3，C正确；Z为S，R是K，S2－和K＋的核外电子排布均为2、8、8，两者具有相同的电子层结构，D项错误。
二、非选择题
11.（2025·北京顺义一中月考）A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如图所示，A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，C与E位于同一主族，A与B的原子序数之和等于D的原子序数。
A
E
（1）A在元素周期表中的位置是第二周期第ⅣA族。
（2）C的常见单质与D的单质发生反应的化学方程式为4Al＋3O22Al2O3。
（3）D的最高价氧化物与E的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式为Al2O3＋6H＋2Al3＋＋3H2O。
（4）检验某溶液中含有F的简单离子的方法是取少量待测液于试管中，先滴加稀硝酸酸化，再滴加AgNO3溶液，若有白色沉淀产生，则待测液中含有Cl－。
解析：A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期主族元素，A、E在元素周期表中的相对位置如题图所示，A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，A为碳元素，则E为S元素，F为Cl元素；C与E位于同一主族，C为O元素，则B为N元素；A与B的原子序数之和等于D的原子序数，D为Al元素。
12.（2025·山东邹城市第二中学高一月考）几种主族元素在周期表中的位置如图。
根据上表回答下列问题：
（1）①和⑧两种元素形成的化合物的电子式是Na＋︰]－。
（2）①③⑦三种元素离子半径由大到小的顺序是Cl－＞Na＋＞Al3＋（用离子符号表示）。
（3）表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为，该元素在周期表中的位置是第三周期第ⅠA族。
（4）②的最高价氧化物对应水化物与③的单质反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2＋3H2↑。
（5）⑦的非金属性强于⑧，下列表述中能证明这一事实的是ac（填字母）。
a.⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定
b.⑦的氧化物对应水化物的酸性强于⑧的氧化物对应水化物的酸性
c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来
d.⑦的氢化物酸性比⑧的氢化物酸性弱
解析：根据周期表得到元素①～⑧分别为Na、K、Al、H、C、N、Cl、Br。（5）⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定，因此⑦的非金属性强于⑧，a符合题意；⑦的最高价氧化物对应水化物的酸性强于⑧的最高价氧化物对应水化物的酸性，能说明⑦的非金属性强于⑧，但是没有说明为最高价氧化物对应水化物的酸性，不能判断两者的非金属性强弱，b不符合题意；⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来，说明氯气能置换出溴单质，因此⑦的非金属性强于⑧，c符合题意；氢化物酸性与非金属性没有必然联系，d不符合题意。
13.已知六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A的原子核内没有中子，A、D同主族，C、F同主族，A和B可形成的阳离子，C与D形成离子化合物D2C，其中阴、阳离子的电子数相同，E是地壳中含量最多的金属元素。
（1）E在元素周期表中的位置是第三周期第ⅢA族。
（2）写出B的电子式：。
（3）元素A、B、C形成的原子个数比为4∶2∶3的盐，属于离子（填“离子”或“共价”）化合物，该物质中含化学键的类型是离子键和共价键。
（4）元素C、D、E、F形成的简单离子半径最大的是S2－（填离子符号）。
（5）在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素有些性质是相似的，这种相似性称为“对角线规则”。根据“对角线规则”，铍（Be）的性质与上述六种元素中的Al（填元素符号）相似，能溶于氢氧化钠溶液，生成Na2与H2。写出氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Be＋2NaOHNa2。
（6）A、C、D可形成多种二元化合物，下列说法正确的是①②（填序号）。
①A2C2和D2C2中都含共价键
②A、D可形成离子化合物
③D2C和D2C2均能溶于A2C，并发生化合反应
解析：短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A的原子核内没有中子，则A为H；A和B可形成B的阳离子，则B为N；A、D同主族，则D为Na；C与D形成离子化合物D2C且D2C中阴、阳离子的电子数相同，则C为O；C、F同主族，则F为S；E是地壳中含量最多的金属元素，则E为Al。（3）A、B、C形成的原子个数比为4∶2∶3的盐，为NH4NO3，铵盐属于离子化合物，铵根离子与硝酸根离子之间存在离子键，铵根离子、硝酸根离子内部存在共价键。（5）根据“对角线规则”，铍（Be）与Al处于对角线位置，两者性质相似；氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：Be＋2NaOHNa2。（6）A、C、D分别是指H、O、Na，则A2C2即H2O2是共价化合物，D2C2即Na2O2是离子化合物，但过氧根离子内含有共价键，则两种化合物中都含有共价键，①正确；A、D形成的化合物氢化钠是离子化合物，②正确；D2C和D2C2分别是指Na2O和Na2O2，A2C是指H2O，Na2O2与H2O反应生成氢氧化钠和氧气，该反应不属于化合反应，③错误。
1 / 2章末质量检测（四）　物质结构　元素周期律
（分值：100分）
一、选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意）
1.O2F2是目前已知的最强氧化剂之一，几乎能和所有物质发生剧烈反应。O2F2遇H2S发生反应：4O2F2＋H2S2HF＋4O2＋SF6。关于该反应中涉及的物质，下列说法正确的是（　　）
A.O2F2的结构式为F—O—O—F
B.H2S的电子式为H︰S︰H
C.F－的结构示意图为
D.中子数为18的O原子可表示为O
解析：A　H2S是共价化合物，电子式为H︰︰H，B错误；F的原子序数为9，F－的结构示意图为，C错误；中子数为18的O原子可表示为O，D错误。
2.运动场馆大量使用碲化镉（CdTe）发电玻璃。下列说法正确的是（　　）
A.114Cd和112Cd的质子数一定相等
BTe的中子数比质子数多14
C.128Te的相对原子质量为128
D.114In与114Cd互为同位素
解析：A　114Cd和112Cd为同种元素的不同原子，质子数一定相等，A正确Te的中子数比质子数多24，B错误；128Te的相对原子质量与质量数近似相等，C错误；114In与114Cd的质子数不同，不是互为同位素的关系，D错误。
3.某元素X的最高价含氧酸的相对分子质量为98，且X的氢化物的分子式不是H2X，则下列说法正确的是（　　）
A.X的最高价含氧酸的分子式可表示为H3XO4
B.X是第二周期第ⅤA族元素
C.X是第二周期第ⅥA族元素
D.X的最高正化合价为＋4价
解析：A　某元素X的最高价含氧酸的相对分子质量为98，则酸为硫酸或磷酸，即X为P或S，由X的氢化物的化学式不是H2X，则X应为P。
4.下列说法错误的是（　　）
A.某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的2倍，该元素可能是C
B.某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，该元素可能是C
C.某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的，该元素可能是S
D.某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的，该元素可能是Si
解析：C　某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的2倍，有2个电子层符合电子排布规律，最外层电子数为2×2＝4，为C元素，A正确；某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的2倍，有2个电子层符合电子排布规律，最外层电子数为2×2＝4，为C元素，B正确；某元素原子核外最外层电子数是内层电子总数的，可能为2个电子层或3个电子层，最外层电子数为1或5，为Li或P，C错误；某元素原子核外最外层电子数是次外层电子数的，可能为2个电子层或3个电子层，最外层电子数为1或4，为Li或Si，D正确。
5.下列关于离子键、共价键的叙述中正确的是（　　）
A.多原子分子中不可能存在非极性键
B.化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成
C.在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
D.在共价化合物里，可能存在离子键
解析：B　多原子分子中可能存在非极性键，例如O2，A错误；化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成，B正确；氯化铵属于离子化合物，但其中不仅有离子键，也含有共价键，C错误；共价化合物中不可能存在离子键，D错误。
6.下列说法中，错误的是（　　）
A.原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期序数
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
C.除He外的所有稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D.第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着10个纵列
解析：A　钾离子的核外电子层数为3，该元素所在的周期数为4，钠离子的核外电子层数为2，该元素所在的周期数为3，均不相等，A错误；元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是过渡元素，过渡元素全部为金属元素，B正确；稀有气体元素的原子中，只有氦原子的最外层电子数为2，其余的均为8，C正确；第四周期中，第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着7个副族和1个第Ⅷ族（3个纵列）共10个纵列，D正确。
7.下列说法正确的是（　　）
A.H2O2分子中只有极性共价键
B.某物质在熔融状态下能导电，则该物质中一定含有离子键
C.N2和CO2两种分子中，每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.氢氧化钠、H2SO4溶于水均克服分子间作用力
解析：C　H2O2分子中存在O—O非极性共价键，A错误；物质在熔融状态下能导电，可能为金属单质等，不一定是离子化合物，B错误；氢氧化钠、H2SO4溶于水分别断裂离子键、共价键，不是克服分子间作用力，D错误。
8.下列有关原子结构和元素周期律的表述正确的是（　　）
A.H2和D2属于同位素
B.对于主族元素，F的非金属性最强，其最高价氧化物对应水化物的酸性最强
C.元素的性质呈周期性变化的根本原因是原子核外电子排布的周期性变化
D.同周期相邻主族元素的原子序数之差一定为1
解析：C　H和D互为同位素，H2和D2都属于氢分子、不互为同位素，A错误；F的非金属性最强，F没有正价，不存在最高价氧化物对应的水化物，B错误；同周期相邻主族元素的原子序数之差不一定为1，例如第四周期第ⅡA的钙元素和第ⅢA的镓元素的原子序数之差为11，D错误。
9.X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素，简单离子Xa＋、Yb－、Z（b＋1）－的电子层结构相同，下列说法正确的是（　　）
A.已知mXa＋与nYb－，得m＋a＝n－b
B.离子半径：Yb－＞Z（b＋1）－＞Xa＋
C.Z（b＋1）－的还原性一定大于Yb－
D.气态氢化物的稳定性Hb＋1Z一定大于HbY
解析：C　mXa＋与nYb－的电子层结构相同，则两种离子核外电子数相等，从而得出m－a＝n＋b，A错误；Xa＋、Yb－、Z（b＋1）－的电子层结构相同，则原子序数：Z＜Y＜X，核电荷数越小，离子半径越大，则离子半径：Z（b＋1）－＞Yb－＞Xa＋，B错误；Yb－、Z（b＋1）－的电子层结构相同，则Y、Z属于同一周期元素，且Z在Y的左边，非金属性：Z＜Y，所以Z（b＋1）－的还原性一定大于Yb－，气态氢化物的稳定性Hb＋1Z小于HbY，C正确，D错误。
10.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，X与Z同族，Y与Z同周期，W是短周期主族元素中原子半径最大的，X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是（　　）
A.Y的最高价氧化物对应的水化物是二元强酸
B.原子半径：X＜Z＜Y
C.氢化物酸性：H2X＜H2Z
D.气态氢化物的热稳定性：Y＜Z
解析：C　W是短周期主族元素中原子半径最大的，故W为Na，X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍，故X为O，X与Z同族，故Z为S，Y的最高正价与最低负价的代数和为6，且Y与Z同周期，故Y为Cl。Y的最高价氧化物对应的水化物为HClO4，为一元强酸，A错误；氢化物分别为H2O和H2S，酸性：H2O＜H2S，C正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，气态氢化物的热稳定性：Z＜Y，D错误。
11.根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是（　　）
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半径逐渐增大
DCl与Cl得电子能力相同
解析：D　同主族元素最高价含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱，A错误；核外电子排布相同的微粒化学性质不一定相同，如Cl－、S2－的还原性不同，B错误；核外电子排布相同的离子，原子序数小的半径大，则S2－、Cl－、K＋、Ca2＋半径逐渐减小，C错误Cl与Cl核外电子排布相同，所以得电子能力相同，D正确。
12.（2025·福建侨光中学月考）根据元素周期律，由下列事实进行归纳推测，推测不合理的是（　　）
事实 推测
A Mg与水反应缓慢，Ca与水反应较快 Ba与水反应更快
B HCl在1 500 ℃时分解，HI在230 ℃时分解 HBr的分解温度介于二者之间
C P与H2高温时反应，S与H2加热时反应 Cl2与H2在光照或点燃时反应
D Si是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料 第ⅣA族的元素都是半导体材料
解析：D　硅和锗位于金属与非金属的分界线附近，这样的元素既有一定的非金属性又有一定的金属性，可在这附近找到半导体材料；Si是半导体材料，同族的Ge是半导体材料，该主族中C为非金属元素，Pb为金属元素，不是半导体材料，D错误。
13.由四种短周期元素X、Y、Z、R构成的分子结构如图所示，其中所有原子均达到8电子稳定结构。四种元素位于不同主族，R的内层电子数比其最外层电子数多3；X、Y、Z同周期，Z的原子半径为三者中最小，Y的非金属性为三者中最弱。下列有关叙述正确的是（　　）
A.四种元素的氢化物均可能含非极性键
B.最高价氧化物对应水化物的酸性：X＞Y
C.简单氢化物的稳定性：X＞Z＞R
D.离子半径：Z＜R＜X
解析：B　R的内层电子数比其最外层电子数多3，根据核外电子排布规律，R应为第三周期元素，即R为Cl，四种元素均满足8电子稳定结构，根据结构中成键特点，Y有4个共价键，因此Y应为C，X、Y、Z同周期，Z形成两个共价键，即Z为O，X形成三个共价键，即X为N。HCl没有非极性键，N可以形成N2H4，C与H可形成C2H4等，O与H可形成H2O2，都含有非极性共价键，A错误；非金属性：N＞C，故酸性：HNO3＞H2CO3，B正确；O的非金属性强于N，因此O的简单氢化物的稳定性强于N的简单氢化物，C错误；Cl－核外有三个电子层，O2－、N3－核外有两个电子层，因此Cl－的半径最大，D错误。
14.科学家合成出了一种新化合物（如图所示），其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半。下列说法正确的是（　　）
W＋
A.氧化物对应的水化物的酸性：Z＞Y＞X
B.元素X的最高化合价与最低化合价代数和为零
C.该化合物中Y不满足8电子稳定结构
D.W元素的常见氧化物都含有共价键
解析：B　W、X、Y、Z为同一短周期元素，根据图知，X能形成4个共价键、Z能形成1个共价键，则X位于第ⅣA族、Z位于第ⅦA族，且Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，Z最外层有7个电子，则X原子核外有14个电子，X为Si元素，Z为Cl元素，该阴离子中Cl元素为－1价、X元素为＋4价，根据化合价的代数和为－1价可知，Y为－3价，所以Y为P元素，根据阳离子所带电荷知，W为Na元素。Z为Cl、Y为P、X为Si，非金属性：Cl＞P＞Si，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SiO3，A错误；X为Si，最高化合价＋4价与最低化合价－4价代数和为零，B正确；Y为P，其最外层有5个电子，P原子形成2个共价键且得到一个电子，所以P原子达到8电子稳定结构，C错误；W为Na，氧化物如Na2O只有离子键无共价键，D错误。
15.随原子序数的递增，8种短周期元素（用字母x、y、z等字母表示）原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。
下列说法正确的是（　　）
A.y元素在周期表的位置是第三周期第ⅣA族
B.元素简单离子半径：d＜f
C.x、z元素能组成一种四原子共价化合物，其电子式可以表示为x︰︰x
D.e、f、g元素的最高价氧化物对应的水化物两两之间可以相互反应
解析：D　由短周期元素的原子半径、化合价可知，x只有＋1价，原子序数最小，x为H；由原子序数可知y、z、d位于第二周期，由化合价可知y为C、z为N、d为O；e、f、g、h位于第三周期，由化合价可知e为Na、f为Al、g为S、h为Cl。y为C，在元素周期表的位置是第二周期第ⅣA族，A错误；d为O、f为Al，具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小，则d、f常见离子的半径大小：r（O2－）＞r（Al3＋），即d＞f，B错误；从形式上看，z原子周围没满足8电子的稳定结构，漏写未参与成键的电子，C错误；e、f、g元素的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH、Al（OH）3、H2SO4，两两之间可以相互反应，D正确。
二、非选择题（本大题共5小题，共55分）
16.（12分）元素周期表体现了元素“位—构—性”的关系，揭示了元素间的内在联系。如图是元素周期表的一部分，回答下列问题：
（1）Sn的最高正价为＋4，I的最高价氧化物对应水化物的化学式为HIO4。
（2）根据元素周期律等有关知识，推断：
①阴影部分元素的氢化物稳定性最高的是HF（填化学式）。
②O2－、Al3＋、S2－、Cl－四种离子半径大小顺序：S2－＞Cl－＞O2－＞Al3＋（用离子符号排序）。
（3）已知某主族元素a的离子结构示意图为，其中x－y＝12，此元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡA族。
（4）卤素互化物（如IBr）与卤素单质性质相似。已知IBr能与水发生非氧化还原反应，写出IBr与水反应的化学方程式：IBr＋H2OHBr＋HIO；IBr中含有的化学键是极性键（填“离子键”“极性键”或“非极性键”）。
解析：（1）Sn为第ⅣA族元素，其最外层有4个电子，则其最高正价为＋4价；I与Cl同主族，则I的最高价氧化物对应水化物的化学式为HIO4。（2）①阴影部分元素都为同主族的卤族元素，则氢化物稳定性最高的是HF。②S2－、Cl－核外都有三个电子层，且S2－的核电荷数小于Cl－，则离子半径：S2－＞Cl－，O2－、Al3＋核外都有两个电子层，且O2－的核电荷数小于Al3＋，则离子半径：O2－＞Al3＋，所以O2－、Al3＋、S2－、Cl－四种离子半径大小顺序：S2－＞Cl－＞O2－＞Al3＋。（3）已知某主族元素a的离子结构示意图为，其中x－y＝12，则此元素的原子最外层电子数为12－2－8＝2，所以该元素的原子结构示意图为，在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡA族。（4）卤素互化物（如IBr）与卤素单质性质相似。已知IBr能与水发生非氧化还原反应，则IBr与水反应生成HBr和HIO，化学方程式：IBr＋H2OHBr＋HIO；I、Br为两种不同的非金属元素，则IBr中含有的化学键是极性键。
17.（8分）下表是元素周期表的一部分，数字①～⑦代表前四周期七种主族元素。请按题目要求回答下列问题：
（1）①～⑦对应元素中，非金属性最强的元素名称是氟；⑤在周期表中的位置为第三周期第ⅥA族。
（2）②与③形成化合物的电子式为Na＋︰]－；①的最高价氧化物的结构式为OCO。
（3）③、④、⑥三种元素最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序是KOH＞NaOH＞Al（OH）3（用化学式来回答）。
（4）①～⑦对应元素中，位于金属与非金属的分界线附近的是④、⑦（填对应的序号）。
解析：依据周期表可知①②③④⑤⑥⑦分别对应元素：C、F、Na、Al、S、K、Ge。
18.（10分）有六种短周期元素，已知A的单质是最清洁的能源物质，其他元素的原子半径及主要化合价如下表：
元素代号 B C D E F
原子半径/nm 0.186 0.143 0.102 0.099 0.074
主要化合价 ＋1 ＋3 ＋6、－2 ＋7、－1 －2
根据上述信息回答以下问题：
（1）D在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族；E的离子结构示意图为。
（2）关于A元素在周期表中的位置，一直存在纷争，有人主张把它放在第ⅦA族，试分析其理由氢元素的负化合价是－1价（或H的最外层得到一个电子达到稳定结构）。
（3）用电子式表示B的单质与D的单质形成化合物的过程：。
（4）下列各项比较，正确的是①（填序号）。
①简单氢化物的沸点：D＜F
②A～F元素的简单离子半径：C的最大
③气态氢化物稳定性：D比E稳定
④最高价氧化物对应的水化物的碱性：B＜C
解析：已知A的单质是最清洁的能源物质，A是H；根据元素的原子半径及主要化合价可知D是S，E是Cl，F是O，则B是Na，C是Al。（3）B的单质与D的单质形成的化合物是离子化合物硫化钠，其形成过程可表示为。（4）①常温下水是液态，H2S是气态，则简单氢化物的沸点：D＜F，正确；②离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则A～F元素的简单离子半径：S的最大，错误；③氯元素非金属性强于硫，气态氢化物稳定性：E比D稳定，错误；④Na的金属性强于铝，最高价氧化物对应的水化物的碱性：B＞C，错误。
19.（12分）下表是元素周期表的一部分，表中所列的每个序号代表一种元素。
（1）②的一种核素常用于文物考古，该核素的符号为C（以X形式表示）。
（2）元素①、③、④的原子半径由小到大的顺序是H＜O＜Na（填元素符号）。
（3）元素②、⑥、⑦的最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4（填化学式）。
（4）⑤的单质与④的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋6H2O2＋3H2↑。
（5）手机、电脑、电视屏幕使用的都是含铟（In）的导电玻璃。已知In元素与元素⑤同主族，下列关于In的说法中正确的是BD（填字母，下同）。
A.最外层有5个电子
B.最高价氧化物对应水化物的碱性比⑤强
C.失电子能力比⑤弱
D.可与稀硫酸反应产生氢气
（6）能比较元素⑥和⑦非金属性强弱的实验事实是bc。
a.⑦的氢化物在水中的溶解度比⑥的氢化物在水中的溶解度大
b.⑦的单质R2与H2化合比⑥的单质Q与H2化合容易，且HR的稳定性比H2Q强
c.在⑥的氢化物H2Q的水溶液中通少量⑦的单质R2气体可置换出单质Q
解析：根据图中各元素分布位置的特点，可知是元素周期表的短周期部分，则①是H元素，②是C元素，③是O元素，④是Na元素，⑤是Al元素，⑥S元素，⑦是Cl元素。（5）In元素与元素⑤同主族，即与Al元素都是第ⅢA族元素，最外层有3个电子，A错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性也逐渐增强，B正确；同主族元素从上到下原子失电子能力逐渐增强，C错误；In元素比Al元素金属性强，所以可与稀硫酸反应产生氢气，D正确。（6）氢化物在水中的溶解度与非金属性强弱没有关系，a错误；非金属性越强，气态氢化物越稳定，因此⑦的单质R2与H2化合比⑥的单质Q与H2化合容易，且HR的稳定性比H2Q强可以说明二者的非金属性强弱，b正确；一般情况下，非金属性强的单质可以置换出非金属性弱的，在⑥的氢化物H2Q的水溶液中通少量⑦的单质R2气体可置换出单质Q可以说明二者的非金属性强弱，c正确。
20.（13分）已知A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期元素，已知A和D为同一主族元素，C和F为同一主族元素，A元素的原子半径是所有主族元素中原子半径最小的，B原子的最外层电子数比次外层多3，G元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，E是同周期中金属离子半径最小的元素。请回答下列问题：
（1）写出B元素的名称：氮。
（2）写出C元素在周期表中的位置：第二周期第ⅥA族。
（3）E元素的原子结构示意图为。
（4）B、D、E三种元素的原子半径由大到小的顺序为Na＞Al＞N（填元素符号）。
（5）由C、D形成的一种化合物可与水反应，生成标准状况下33.6 L气体时转移的电子的物质的量为3 mol。
（6）G元素的单质有毒，可用D的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为Cl2＋2OH－Cl－＋ClO－＋H2O。
（7）镓（Ga）与E同主族，工业制备镓的流程如图所示：
氢氧化镓与NaOH反应的化学方程式为Ga（OH）3＋NaOHNaGaO2＋2H2O；酸性：Al（OH）3＜Ga（OH）3（填“＞”或“＜”）。
解析：A、B、C、D、E、F、G是原子序数依次增大的短周期元素，A元素的原子半径是所有主族元素中原子半径最小的，A和D为同一主族元素，则A为氢元素、D为钠元素；B原子的最外层电子数比次外层多3，则B的核外电子排布为2、5，B为氮元素；G元素的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，则G原子的最外层电子数为7，其为氯元素；E是同周期中金属离子半径最小的元素，则E为铝元素；C和F为同一主族元素，则C为氧元素、F为硫元素。（5）由C、D形成的一种化合物Na2O2与水发生反应：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑，可建立关系式：O2～2e－，则生成标准状况下33.6 L气体时转移的电子的物质的量为×2＝3 mol。（7）从流程中可以看出，Ga2O3与Al2O3的性质相似，也具有两性，则氢氧化镓也具有两性，氢氧化镓与NaOH反应的化学方程式为Ga（OH）3＋NaOHNaGaO2＋2H2O；Na[Al（OH）4]溶液中通入二氧化碳，可生成Al（OH）3沉淀，而NaGaO2溶液中通入二氧化碳，不能生成Ga（OH）3沉淀，则表明酸性：Al（OH）3＜H2CO3＜Ga（OH）3，从而得出酸性：Al（OH）3＜Ga（OH）3。
1 / 2第1课时　元素性质的周期性变化规律
学习目标
1.认识同周期元素的核外电子排布、主要化合价、原子半径等性质的周期性变化规律。 2.以第三周期元素为例，掌握同周期主族元素金属性和非金属性的递变规律。
知识点一　核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化
1.核外电子排布的变化规律
原子序数 电子层数 最外层电子数 达到稳定结构时的最外层电子数
1～2 1 1→　2　 　2　
3～10 2 1→　8　 　8　
11～18 3 1→　8　 8
结论：随着原子序数的递增，元素原子的核外电子排布呈现　周期性　变化
2.原子半径的变化规律
3～10号元素 Li Be B C N O F Ne
原子半径/nm 0.152 0.089 0.082 0.077 0.075 0.074 0.071 —
11～18号元素 Na Mg Al Si P S Cl Ar
原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.117 0.110 0.102 0.099 —
变化趋势 同周期内自左至右逐渐　减小　
结论：随着原子序数的递增，元素原子的半径呈现　周期性　变化
3.元素主要化合价的变化规律
原子序数 主要化合价的变化
1～2 ＋1→0
3～10 ＋1→　＋5　　　－4　→－1→0
11～18 ＋1→　＋7　　　－4　→－1→0
结论：随着原子序数的递增，元素的主要化合价呈现　周期性　变化
注意：F没有正价，O没有最高正价，O通常表现为－2、－1价，F通常为－1价。
4.结论：随着　原子序数　的递增，元素原子的核外电子排布、原子半径和化合价都呈现周期性的变化。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）第二周期元素从左至右，最高正价从＋1价递增到＋7价。（　×　）
（2）第三周期的主族元素中，原子半径最大的是Cl。（　×　）
（3）氢元素除了有＋1价外，也可以有－1价，如NaH。（　√　）
（4）主族元素的最低负价等于其族序数－8。（　×　）
2.对于随原子序数依次增大的11～17号元素，下列说法中错误的是（　　）
A.电子层数逐渐增多
B.原子半径逐渐减小
C.最高正化合价逐渐增大
D.最外层电子数越来越多
解析：A　在元素周期表中同一周期的元素电子层数相同，A错误；同一周期的元素从左到右原子半径依次减小，B正确；同周期元素自左向右原子最外层电子数逐渐增大，则最高正化合价逐渐增大，C正确；最外层电子数从1→7，越来越多，D正确。
3.判断下列粒子半径大小（填“＞”或“＜”表示）。
（1）Cl＜Br，S＜Si＜Al。
（2）O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋。
（3）Cl－＞Cl，Mg＞Mg2＋。
（4）K＞Mg，S＞F。
归纳总结
粒子半径大小比较的方法
注意：以上半径大小比较的规律，绝大多数情况下适合，有些情况下并不适用。如锂原子半径就大于氯原子，不适用于“原子的电子层数越多，原子半径就越大”这样的规律。
知识点二　同周期元素性质的递变
1.实验探究
（1）Na、Mg元素金属性强弱比较
实验 操作 取一段镁条，除去表面的氧化膜，放到试管中。随后具体操作如图所示
现象 没有明显现象（镁表面仅有少量气泡） 加热至沸腾后，有较多的无色气泡冒出，溶液变为浅红色
化学反应 — Mg＋2H2OMg（OH）2＋H2↑
结论 结合Na与水的反应现象，Na与水反应置换H2比Mg容易，则金属性：Na　＞　Mg
（2）Mg、Al元素金属性强弱比较
实验操作
现象 A中沉淀溶解 B中沉淀溶解 C中沉淀溶解　 D中沉淀不溶解
离子方程式 A中：　Al（OH）3＋3H＋Al3＋＋3H2O　 B中：　Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－　 C中：　Mg（OH）2＋2H＋Mg2＋＋2H2O　 D中：不反应
结论 Al（OH）3是两性氢氧化物，其碱性弱于Mg（OH）2（中强碱），更弱于NaOH（强碱），则金属性：Na＞Mg＞Al
2.信息获取：非金属性的递变规律
元素 Si P S Cl
判断依据 与氢气化合的难易 高温 磷蒸气与氢气反应 加热 光照或点燃
由易到难的顺序是　Cl、S、P、Si　
元素 Si P S Cl
判断依据 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱 H2SiO3弱酸 H3PO4中强酸 H2SO4强酸 HClO4强酸（酸性比H2SO4强）
酸性：　HClO4＞H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3　
结论 随着原子序数的递增，同周期的Si、P、S、Cl得电子的能力　逐渐增强　，非金属性逐渐增强
3.结论：在同一周期中，各元素的原子核外电子层数虽然相同，但从左到右，核电荷数依次增多，原子半径逐渐　减小　，失电子能力逐渐　减弱　，得电子能力逐渐　增强　。因此，金属性逐渐　减弱　，非金属性逐渐　增强　。元素的金属性和非金属性随着原子序数的递增而呈周期性的变化。
4.元素周期律
（1）内容：元素的性质随着　原子序数　的递增而呈周期性的变化。
（2）实质：元素性质的周期性变化是元素原子的　核外电子排布　周期性变化的必然结果。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）短周期元素中金属性最强的元素是Na。（　√　）
（2）Al（OH）3是两性氢氧化物，与氨水、盐酸均可反应。（　×　）
（3）由氯元素的非金属性比硫强，可推得酸性：HCl＞H2S。（　×　）
（4）由元素性质递变规律可知，氟元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性最强。（　×　）
2.下列关于元素周期律的叙述中错误的是（　　）
A.Na、Mg、Al最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性依次减弱
B.P、S、Cl最高正化合价依次升高，对应简单气态氢化物的稳定性依次增强
C.原子序数大小关系为Na＜Al＜Si＜Cl
D.Na、Mg、Al的氢氧化物的碱性依次减弱
解析：A　Na、Mg、Al在同周期，从左向右金属性减弱，则单核离子的氧化性依次增强，A错误；P、S、Cl在同周期，最高正价分别为5、6、7，从左向右非金属性增强，则气态氢化物的稳定性增强，B正确；同周期从左向右原子序数逐渐增大，原子序数大小关系为Na＜Al＜Si＜Cl，C正确；金属性：Na＞Mg＞Al，则最高价氧化物对应的氢氧化物的碱性依次减弱，D正确。
3.（2025·山西大同高一期末）下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是（　　）
A.酸性：H2SO4＞H3PO4
B.碱性：NaOH＞Mg（OH）2
C.简单离子的还原性：S2－＞O2－
D.热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3
解析：D　碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠，热稳定性：Na2CO3＞NaHCO3，不能用元素周期律解释，D符合题意。
归纳总结
原子结构与元素性质的周期性变化
项目 同周期（从左至右） 同主族（从上到下）
金属单质与水或非氧化性酸置换出H2的难易程度 易→难 难→易
最高价氧化物的水化物 酸性 逐渐增强 逐渐减弱
碱性 逐渐减弱 逐渐增强
非金属气态氢化物 形成的难易程度 难→易 易→难
稳定性 逐渐增强 逐渐减弱
气态氢化物或阴离子的还原性 逐渐减弱 逐渐增强
元素金属性 逐渐减弱 逐渐增强
元素非金属性 逐渐增强 逐渐减弱
4.下列说法正确的是（　　）
A.铊（Tl）与铝同主族，其单质既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应
B.铝溶解在NaOH溶液中：2Al＋4OH－2[Al（OH）4]－＋H2↑
C.金属铝表面有致密的氧化膜，铝制餐具可用于蒸煮酸性或碱性食物
D.氢氧化铝溶于氢氧化钠溶液的反应：OH－＋Al（OH）3[Al（OH）4]－
解析：D　铊（Tl）与铝同主族，铊的金属性强于铝，其单质只能与盐酸反应，不能与NaOH溶液反应，A错误；铝溶解在NaOH溶液中发生的反应为2Al＋6H2O＋2OH－2[Al（OH）4]－＋3H2↑，B错误；金属铝表面有致密的氧化膜，但氧化铝是两性氧化物，故铝制餐具不能用于蒸煮酸性或碱性食物，C错误。
1.下列元素原子的原子半径最小的是（　　）
A.P　　　　　　　　B.S
C.Al D.Mg
解析：B　四种元素位于同一周期，同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，则原子半径为Mg＞Al＞P＞S，选B项。
2.下列元素相比，金属性最强的是（　　）
A.K B.Na
C.Li D.Al
解析：A　Na、Al均在第三周期，金属性Na强于Al，Li、Na、K同主族，金属性：K＞Na＞Li，则四种元素中金属性最强的是K。
3.（鲁科版习题）下列关于元素性质或原子结构递变情况的叙述中，错误的是（　　）
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素的最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子的半径依次增大
D.Na、K、Rb原子核外的电子层数依次增多
解析：C　A项，Li、Be、B位于同一周期，从左到右其原子的最外层电子依次增多，正确；B项，P、S、Cl位于同一周期，从左到右其元素的最高正化合价依次升高，正确；C项，N、O、F位于同一周期，其原子半径依次减小，错误；D项，Na、K、Rb位于同一主族，从上到下其原子核外的电子层数依次增多，正确。
4.（2025·江苏江阴长泾中学期末）下列各组物质的性质比较，正确的是（　　）
A.氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2
B.原子半径：r（S）＞r（P）＞r（Na）
C.碱性：NaOH＞Mg（OH）2＞Ca（OH）2
D.酸性：HClO4＞H3PO4＞H2SO4
解析：A　同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，则原子半径：r（Na）＞r（P）＞r（S），B错误；金属性：Ca＞Na＞Mg，最高价氧化物对应水化物的碱性：Ca（OH）2＞NaOH＞Mg（OH）2，C错误；非金属性：Cl＞S＞P，则酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，D错误。
5.（苏教版改编题）依据原子结构与元素周期表的知识，回答下列问题。
（1）比较原子半径大小：硫原子与氧原子S＞O、硫原子与磷原子S＜P。
（2）比较下列物质的酸性强弱：硝酸（HNO3）与磷酸（H3PO4）HNO3＞H3PO4、硫酸（H2SO4）与高氯酸（HClO4）H2SO4＜HClO4。
（3）比较硫与氢气、氯气与氢气反应的剧烈程度Cl2＞S。
解析：（1）同主族元素，从上到下，核外电子层数增多，原子半径增大；同周期元素，从左至右，原子序数增大，原子半径减小，原子半径：S＞O，S＜P。（2）非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，同主族元素，从上到下，非金属性减弱；同周期元素，从左至右，非金属性增强，非金属性：N＞P，S＜Cl，故酸性：HNO3＞H3PO4，H2SO4＜HClO4。（3）非金属性越强，其单质与氢气越容易化合，反应越剧烈，故硫与氢气、氯气与氢气反应的剧烈程度：Cl2＞S。
题组一　核外电子排布、原子半径和主要化合价的变化
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
解析：C　主族元素的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，变化的程度不同，变化的起点和终点也不同，C正确；F是最活泼的非金属元素，它只有负化合价，没有正化合价，D错误。
2.（鲁科版改编题）下列各选项中，微粒按原子或离子半径由大到小的顺序排列的是（　　）
①O、Cl、S、P　②K＋、Al3＋、Ca2＋、Ba2＋
③Rb、K、Na、Li　④K＋、Mg2＋、Al3＋、H＋
A.①② B.②③
C.③④ D.①④
解析：C　①半径：O＜Cl＜S＜P；②半径：Al3＋＜Ca2＋＜K＋＜Ba2＋；③Rb、K、Na、Li位于同一主族，原子半径：Rb＞K＞Na＞Li；④半径：K＋＞Mg2＋＞Al3＋＞H＋，③④符合题意。
3.下列微粒半径大小关系正确的是（　　）
A.F＞Cl＞Br＞I
B.Na＜Mg＜Al＜Si＜P＜S＜Cl
C.Na＜Na＋、Cl＜Cl－
D.O2－＞F－＞Na＋＞Mg2＋＞Al3＋
解析：D　同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径由大到小的顺序为I、Br、Cl、F，A错误；同周期元素，从左至右，原子半径依次减小，原子半径由大到小顺序为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl，B错误；同种元素的微粒，核外电子数越多，半径越大，钠原子半径大于钠离子，C错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子，D正确。
4.若某非金属元素X的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HnXOm，则X元素的族序数为2m－n（用含m、n的代数式表示）；若X为S原子，则m＝4，其氢化物的化学式为H2S。
解析：HnXOm中H为＋1价，O为－2价，则X为＋（2m－n）价，元素的主族序数等于最外层电子数，则X元素的族序数为2m－n；若X为S原子，则为＋6价。根据化合价代数和为0的原则，计算可知n＝2，m＝4；S的最低价为－2价，则氢化物化学式为H2S。
题组二　同周期元素性质的递变
5.同周期元素性质存在着一定的递变规律，对Na、Mg、Al的有关性质的叙述正确的是（　　）
A.碱性：NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3
B.原子半径：Na＜Mg＜Al
C.离子的氧化性：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋
D.单质的还原性：Na＜Mg＜Al
解析：A　金属性：Na＞Mg＞Al，则碱性：NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3，A正确；同周期原子半径从左到右逐渐减小，则原子半径：Na＞Mg＞Al，B错误；金属的还原性越强，对应离子的氧化性越弱，则离子的氧化性：Na＋＜Mg2＋＜Al3＋，C错误；金属性：Na＞Mg＞Al，则单质的还原性：Na＞Mg＞Al，D错误。
6.溴与砷同周期，以下大小关系正确的是（　　）
A.非金属性：N＜As
B.稳定性：NH3＞AsH3
C.酸性：H3AsO4＞HBrO4
D.还原性：Br－＞As3－
解析：B　同主族元素从上而下非金属性逐渐减弱，则非金属性：N＞As，A错误；非金属性：N＞As，则气态氢化物的稳定性：NH3＞AsH3，B正确；非金属性：Br＞As，则最高价氧化物对应水化物的酸性：HBrO4＞H3AsO4，C错误；非金属性：Br＞As，即单质的氧化性：Br2＞As，则还原性：As3－＞Br－，D错误。
7.下列关于物质性质的比较，正确的是（　　）
A.酸性：HClO＞H2SO4＞H3PO4
B.离子半径：Al3＋＞Na＋＞O2－
C.碱性：KOH＞NaOH＞LiOH
D.非金属性：N＞O＞F
解析：C　非金属性：Cl＞S＞P，酸性：HClO4＞H2SO4＞H3PO4，HClO不是最高价含氧酸，A错误；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：Al3＋＜Na＋＜O2－，B错误；金属性：K＞Na＞Li，碱性：KOH＞NaOH＞LiOH，C正确；同周期从左到右非金属性逐渐增强，非金属性：F＞O＞N，D错误。
8.（2025·云南玉溪高一期末）“金字塔”式元素周期表（部分）如图所示，图中标有几种元素的位置。下列有关说法错误的是（　　）
A.d位于元素周期表的第三周期第ⅥA族
B.灰色部分完全由金属元素构成
C.最高价氧化物的水化物碱性：e＞c
D.原子半径：r（b）＞r（a）
解析：D　金字塔式元素周期表，第一行为第一周期元素，第二行为第二周期元素，依此类推，同行自左而右顺序与原周期表相同，则a为C，b为O，c为Mg，d为S，e为K。同周期从左到右，原子半径逐渐减小，故r（O）＜r（C），D错误。
9.下列性质的比较，不能用元素周期律解释的是（　　）
A.碱性：NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3
B.酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3
C.热稳定性：H2O＞H2S＞PH3
D.还原性：I－＞Br－＞Cl－＞F－
解析：B　非金属性：Cl＞S＞Si，由于S元素最高价含氧酸是H2SO4，不是H2SO3，不能根据元素周期律判断酸性：HClO4＞H2SO3＞H2SiO3，B错误。
10.短周期元素的离子aW2＋、bX＋、cY2－、dZ－具有相同的电子层结构，下列推断正确的是（　　）
A.原子半径：W＞X＞Z＞Y
B.热稳定性：H2Y＞HZ
C.离子半径：W2＋＞Y2－
D.碱性：XOH＞W（OH）2
解析：D　核外电子排布相同，根据所带电荷数可确定短周期元素W、X、Y、Z分别为Mg、Na、O、F。A错，原子半径的大小顺序为Na＞Mg＞O＞F，即X＞W＞Y＞Z。B错，非金属性：F＞O，稳定性：HF＞H2O，即HZ＞H2Y。C错，电子层结构相同的离子，核电荷数越大半径越小，故离子半径：Mg2＋＜O2－，即W2＋＜Y2－。
11.已知X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示。下列有关这四种元素的性质的描述中错误的是（　　）
A.与水反应，X比Y剧烈
B.与H2化合，W单质比Z单质容易
C.X形成的碱比Y形成的碱的碱性强
D.W的最高价含氧酸比Z的最高价含氧酸的酸性强
解析：D　由表中相对位置可知，X、Y为金属，且X比Y活泼，A、C正确；Z、W为非金属，且非金属性：Z＜W，B正确；W是F，没有含氧酸，D错误。
12.根据元素周期律的变化规律，下列比较和结论均正确的是（　　）
A.同周期原子最外层电子数：Al＞Mg＞Na，则碱性：Al（OH）3＞Mg（OH）2＞NaOH
B.同主族非金属性：O＞S，则简单氢化物的酸性：H2O＞H2S
C.同周期非金属性：F＞O，则氟气通入水中能发生反应：2F2＋2H2O4HF＋O2
D.同周期非金属性：Cl＞S，则能发生反应：Na2SO3＋2HCl2NaCl＋SO2↑＋H2O
解析：C　金属性：Na＞Mg＞Al，因此碱性：NaOH＞Mg（OH）2＞Al（OH）3，A错误；气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S，非金属性与简单氢化物的酸性无关，B错误；同周期非金属性：F＞O，即单质的氧化性：F2＞O2，因此F2可以从水中置换出O2，C正确；反应中生成的H2SO3不是硫元素的最高价含氧酸，HCl也不是氯元素的最高价含氧酸，所以Na2SO3＋2HCl2NaCl＋SO2↑＋H2O不能用非金属性：Cl＞S解释，D错误。
13.（2025·贵州遵义高一期末）某种食品添加剂含有短周期元素A、B、C、D、E，其最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示。
以下说法错误的是（　　）
A.简单氢化物的稳定性E小于B
B.C是短周期中原子半径最大的原子
C.D的最高价氧化物的水化物为强碱
D.D与A形成的化合物能与NaOH溶液反应
解析：C　短周期元素A、B、C、D、E中，E的最高价为＋6价，A的最低价为－2价，则E为S元素、A为O元素；C的最高价为＋1价，其原子序数大于O，则C为Na元素；B的最低价为－1价，其原子序数大于S，则B为Cl元素；D的最高价为＋3价，其原子序数大于Na，则D为Al元素。元素的非金属性：S＜Cl，所以简单氢化物的稳定性：H2S＜HCl，A正确；Na原子是短周期中原子半径最大的原子，B正确；D是Al，其最高价氧化物对应的水化物Al（OH）3是两性氢氧化物，不属于强碱，C错误；Al2O3是两性氧化物，能够与强酸、强碱发生反应，D正确。
14.已知随原子序数的递增，8种短周期元素（用字母表示）原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如下图所示。回答下列问题：
（1）z元素位于周期表中的第二周期第ⅤA族。
（2）d、g的简单离子的半径大小（用化学式表示，下同）：S2－＞O2－；g、h的最高价氧化物的水化物的酸性强弱顺序：HClO4＞H2SO4。
（3）写出e2d2与x2d反应的化学方程式：2Na2O2＋2H2O4NaOH＋O2↑。
（4）e与f相比，金属性较强的是Na（用元素符号表示），下列事实能证明这一结论的是BC（填字母）。
A.e单质的熔点比f单质的低，e单质的硬度也比f单质的小
B.e单质与冷水反应迅速，而f单质与冷水几乎不反应
C.e的最高价氧化物的水化物是强碱，而f的最高价氧化物的水化物具有两性
解析：d和g的最低负价均为－2价，则二者均为第ⅥA族元素，g的原子序数较大，则g为S元素，d为O元素；x和e的最高正价均为＋1价，则二者均为第ⅠA族元素，x的原子半径小于O，则x为H元素，e的原子半径大于S，则e为Na元素；y最高正价为＋4价，原子序数小于O，则y为C元素；z的最高正价为＋5价，原子序数小于O，则z为N元素；f的最高正价为＋3价，原子序数大于Na，则f为Al元素；h的最低负价为－1价，原子序数大于S，则h为Cl元素。（4）单质的熔、沸点及硬度不能作为判断金属性强弱的依据，A错误；Na可以和冷水反应，Al与冷水几乎不反应，说明Na的活泼性更强，则Na的金属性更强，B正确；元素的金属性越强，则其最高价氧化物的水化物的碱性越强，即碱性：NaOH＞Al（OH）3，可以说明金属性：Na＞Al，C正确。
15.元素周期表有很多种表达形式，教材使用的是长式周期表，元素周期表的一部分如图所示。
B C N O
Al Si P S
Ga Ge As Se
请回答下列问题：
（1）N、O、Al的简单离子半径由大到小的顺序是N3－＞O2－＞Al3＋（用离子符号表示）。
（2）证明失电子能力：Na＞Mg＞Al的实验方法是：取质量相等、形状相同的三种金属，分别加入等体积、等浓度的盐酸中，钠比镁反应剧烈，镁比铝反应剧烈或加入等体积的水中，钠与冷水剧烈反应，镁与热水反应，铝基本不反应（写出实验内容和现象）；
Ga与Al的化学性质相似，也能与氢氧化钠溶液反应，其离子方程式为2Ga＋2OH－＋6H2O2[Ga（OH）4]－＋3H2↑。
（3）Si、P、S、Cl的简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HCl＞H2S＞PH3＞SiH4（用化学式表示），从原子结构的角度解释其原因为从Si到Cl，各元素原子的核外电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，简单氢化物的稳定性逐渐增强。
（4）（CN）2被称为拟卤素，性质与卤素单质相似，写出（CN）2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：（CN）2＋2OH－CN－＋CNO－＋H2O。
解析：（1）N3－、O2－、Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，离子半径：N3－＞O2－＞Al3＋。（2）通过单质与水或酸反应的剧烈程度、最高价氧化物对应水化物的碱性强弱来设计实验比较金属元素原子的失电子能力，实验方法是：取质量相等、形状相同的三种金属，分别加入等体积、等浓度的盐酸中，钠比镁反应剧烈，镁比铝反应剧烈或加入等体积的水中，钠与冷水剧烈反应，镁与热水反应，铝基本不反应。类比铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式可得出镓与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：2Ga＋2OH－＋6H2O2[Ga（OH）4]－＋3H2↑。（3）同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，非金属性：Cl＞S＞P＞Si，简单氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HCl＞H2S＞PH3＞SiH4，从原子结构的角度解释其原因为从Si到Cl，各元素原子的核外电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，元素原子的得电子能力逐渐增强，简单氢化物的稳定性逐渐增强。（4）拟卤素和卤素单质一样，与氢氧化钠溶液反应生成卤化钠、次卤酸钠和水，（CN）2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：（CN）2＋2OH－CN－＋CNO－＋H2O。
1 / 2第2课时　共价键
学习目标
1.了解共价键、极性键、非极性键的概念，会用电子式表示共价键的形成过程。 2.会识别判断共价化合物，熟知分子结构的不同表示方法。 3.了解化学键的概念及化学反应的实质。
知识点一　共价键　共价化合物
1.从原子结构角度分析HCl的形成过程
2.共价键
（1）概念：原子间通过　共用电子对　所形成的相互作用。
（2）成键三要素
①成键粒子：　原子　。
②成键本质：　共用电子对　。
③成键元素：一般是同种或不同种非金属元素。
（3）分类
3.共价化合物
（1）概念与分类
（2）共价化合物的结构与表示
①电子式表示
Cl2：︰︰︰，N2：　︰N N︰　，
NH3：　H︰︰H　，HClO：H︰︰Cl︰。
②结构式表示
表示方法：形成共价键的每一对共用电子对用一根短线表示，并且略去未成键电子的式子。
如O2：　OO　，NH3：　　。
4.常见的以共价键形成的分子及其结构
分子 电子式 结构式 分子结构模型
H2 HH H—H
HCl ︰ H—Cl
CO2 ︰︰C︰︰ OCO
H2O H·×·×H
CH4 H·×·×H
【思考1】　含共价键的物质一定是共价化合物吗？
提示：不一定。如非金属单质（O2、Cl2、N2等）中含共价键，但不属于化合物；某些离子化合物（如NaOH、Na2SO4、NH4Cl等）中既含离子键，又含共价键，属于离子化合物。
【思考2】　H2O2、Na2O2都属于常见的过氧化物，写出它们的电子式，指出它们含有化学键的类型。
提示：H2O2：H︰︰︰H，含极性共价键和非极性共价键。Na2O2：Na＋Na＋，含离子键和非极性共价键。
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）原子间通过共用电子对所形成的相互作用叫做共价键。（　√　）
（2）非金属元素的原子之间一定形成共价键。（　×　）
（3）某些金属与非金属原子间能形成共价键。（　√　）
（4）含有共价键的化合物一定是共价化合物。（　×　）
2.下列物质中，只含有共价键的是（　　）
A.MgO B.NaCl
C.KOH D.H2S
解析：D　H2S为共价化合物，只含共价键，D正确。
3.（鲁科版习题）下列物质中，既含有离子键又含有共价键的是（　　）
A.Ca（OH）2 B.H2O2
C.Na2O D.MgCl2
解析：A　A项，Ca（OH）2中Ca2＋与OH－之间形成离子键，OH－中O与H原子间形成共价键；B项，H2O2中，H与O、O与O原子间形成共价键；C项，Na2O中，Na＋与O2－间形成离子键；D项，MgCl2中，Mg2＋与Cl－间形成离子键。
4.（苏教版习题）下列化学用语中，正确的是（　　）
A.氯分子的电子式：Cl︰Cl
B.氮分子的结构式：N—N
C.溴化钠的电子式：Na︰︰
D.水分子的电子式：H︰︰H
解析：D　A项，氯分子的电子式：︰︰︰，错误；B项，氮分子的电子式：︰N N︰，结构式：N≡N，错误；C项，溴化钠的电子式：Na＋[︰︰]－，错误；D项，水分子的电子式：H︰︰H，正确。
5.（鲁科版改编题）利用元素周期表确定NaF、NO2、CH4、Na2S中化学键的类型，并说明理由，完成如表。
化合物 化学键 理由
NaF 　　键 钠元素是金属性强的金属元素，氟元素是非金属性强的非金属元素
NO2 　　键 氮元素、氧元素都是非金属元素
CH4 　　键
Na2S 　　键
答案：
化合物 化学键 理由
NaF 离子键
NO2 共价键
CH4 共价键 碳元素、氢元素都是非金属元素
Na2S 离子键 钠元素是金属性强的金属元素，硫元素是非金属性强的非金属元素
归纳总结
以共价键形成分子的电子式书写的常见错误
（1）漏写不参与成键的电子，如NH3的电子式误写成，应为。
（2）共用电子对数目写错，如CO2的电子式误写成︰︰C︰︰，应为︰︰︰C︰︰︰。
（3）原子结合的顺序写错，如HClO的电子式误写成H︰︰︰，应为H︰︰︰。
（4）错误使用“[　]”，如HCl的电子式误写成H＋[︰︰]－，应为H︰︰。
知识点二　化学键与分子间作用力
1.化学键
概念 相邻的原子之间强烈的相互作用
分类 主要分为　离子　键和　共价　键
形成 与原子结构有关，主要通过原子的价电子的转移来实现
化学反应的本质　 ①表象：反应物中的原子重新组合为产物分子的一种过程。化学反应过程中，包含着反应物分子内　化学键　的断裂和产物分子中　化学键　的形成 ②解释H2与Cl2反应的过程： 第一步：H2和Cl2中的化学键断裂形成H和Cl 第二步：H和Cl形成化学键H—Cl ③本质：旧化学键断裂和新化学键形成的过程
2.分子间作用力
（1）定义：分子之间还存在一种把分子聚集在一起的作用力，叫做分子间作用力，最初叫范德华力。
（2）分类：分子间作用力分为　范德华力　和　氢键　。其中范德华力比化学键弱的多；氢键不是化学键，比化学键弱，比范德华力强。
（3）氢键的影响
①会使物质的　熔点　和　沸点　升高，也会对物质的溶解度有影响。
②影响物质的密度：如冰浮在水面上的原因是冰中水分子间以　氢键　结合成排列规整的晶体。结构中有空隙，造成体积膨胀，密度减小至低于液态水的密度。
【思考】　在不断升温时，水将会发生如下变化：
冰液态水水蒸气H2＋O2
每个过程中破坏的主要作用力是什么？
提示：Ⅰ.氢键和范德华力；Ⅱ.氢键和范德华力；Ⅲ.共价键（H—O）。
归纳总结
1.化学键与物质类型的关系
2.物质性质影响因素分析
1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。
（1）氯化钠溶于水，离子键被破坏，属于化学变化。（　×　）
（2）化学键既可存在于分子内的原子间，又可存在于分子之间。（　√　）
（3）稀有气体中不存在化学键。（　×　）
（4）两原子之间的相互作用叫做化学键。（　×　）
2.下列物质中含有共价键、范德华力和氢键的是（　　）
A.碘 B.氢氧化钠
C.液态氦 D.冰水
解析：D　A项，碘含有共价键和范德华力；B项，氢氧化钠含有离子键和共价键；C项，液态氦只含有范德华力；D项，冰水含有共价键、范德华力和氢键。
3.下列说法正确的是（　　）
A.氢键是一种较弱的化学键
B.常温常压下，Cl2、Br2、I2的状态由气态、液态到固态变化的主要原因是分子间作用力逐渐增大
C.NaF、H2SO4中所含化学键类型相同
D.碘单质受热变成气体，冷却后又成晶体，此过程中化学键发生变化
解析：B　氢键是一种特殊的分子间作用力，而不是化学键，A错误；对于组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大，则常温常压下，Cl2、Br2、I2由气态、液态到固态变化的主要原因是分子间作用力逐渐增大，B正确；NaF中含有离子键，H2SO4中含有共价键，C错误；碘单质的升华和凝华过程中变化的是分子间作用力，化学键没有发生变化，D错误。
1.（2025·浙江宁波北仑中学期末）下列物质含有非极性键的是（　　）
A.CaCl2 B.Na2O2
C.CS2 D.H2SO4
解析：B　过氧化钠中含有过氧根离子与钠离子之间的离子键，同时也含有过氧根离子内部氧原子与氧原子之间的非极性共价键，B正确。
2.下列物质属于共价化合物的是（　　）
A.NaCl B.H2O
C.CaO D.KBr
解析：B　H2O是共价化合物，其他都是离子化合物。
3.下列物质对应的表示正确的是（　　）
A.Na2O2的电子式：Na＋[︰︰︰︰]2－Na＋
B.CaCl2的电子式：︰︰－[Ca2＋]︰︰－
C.N2的电子式：N N
D.CO2的结构式：OCO
解析：D　A项，Na2O2的电子式应为Na＋[︰︰︰]2－Na＋，错误；B项，CaCl2的电子式应为[︰︰]－Ca2＋[︰︰]－，错误；C项，N2的电子式应为︰N N︰，错误。
4.下列变化：①干冰的气化　②烧碱熔化　③氯化钠溶于水　④氯化氢溶于水　⑤氯气溶于水　⑥氯化铵受热分解
（1）未发生化学键破坏的是①（填序号，下同）；仅发生离子键破坏的是②③。
（2）若上述物质都为纯净物时，属于共价化合物的是①④；属于离子化合物的是②③⑥。
解析：（1）①干冰气化为物理变化，只破坏分子间作用力，化学键未被破坏；②烧碱熔化，NaOH发生电离，产生Na＋和OH－，仅离子键被破坏；③氯化钠溶于水，NaCl发生电离，产生Na＋和Cl－，仅离子键被破坏；④氯化氢溶于水，HCl发生电离，产生H＋和Cl－，仅共价键被破坏；⑤氯气溶于水，部分Cl2分子和水反应生成HCl和HClO，共价键被破坏；⑥NH4Cl受热分解产生NH3和HCl气体，既破坏了N中的共价键，也破坏了N与Cl－间的离子键；故未发生化学键破坏的是①；仅发生离子键破坏的是②③。（2）只含有共价键的化合物属于共价化合物，所以属于共价化合物的是①④；含有离子键的化合物属于离子化合物，所以属于离子化合物的是②③⑥。
5.（教材改编题）水在液态时，除了单个水分子，还有几个水分子通过氢键结合而形成的缔合水分子（H2O）n存在。冰中水分子间以氢键结合成排列规整的晶体，水分子间有空隙。
（1）测量液态水密度时，常测得相对分子质量大于18，请解释原因。
（2）冰能浮在水面上的原因是什么？
答案：（1）液态水中有缔合水分子存在，测量的是缔合水分子平均相对分子质量，使得测定结果偏大。
（2）冰的结构中有空隙，造成体积膨胀，密度减小至低于液态水的密度，所以会浮在水面上。
题组一　共价键及共价化合物
1.下列含有共价键的盐是（　　）
A.NaOH B.Na2O2
C.MgCl2 D.KClO3
解析：D　KClO3是盐，其中钾离子和Cl之间存在离子键，Cl中氯原子和氧原子之间存在共价键，D选。
2.（2025·江苏徐州市第三中学高一月考）下列物质中属于共价化合物的是（　　）
A.Ar B.NH4Cl
C.NaOD D.D2O
解析：D　D项中只存在O原子和D原子之间的极性共价键，属于共价化合物。
3.（2024·安徽合格考）一种融雪剂的主要成分是醋酸钾（CH3COOK），醋酸钾属于（　　）
A.酸 B.氧化物
C.共价化合物 D.离子化合物
解析：D　醋酸钾（CH3COOK）中CH3COO－和K＋间存在离子键，属于离子化合物，不属于共价化合物。
题组二　共价分子的电子式和结构式
4.下列分子的电子式书写正确的是（　　）
A.氨气H︰︰H
B.四氯化碳Cl︰︰Cl
C.氮气︰N N︰
D.二氧化碳︰︰C︰︰
解析：C　N最外层有5个电子，与3个H形成3对共用电子，形成8电子稳定结构，题给电子式未能全部表示出最外层电子，A错误；Cl最外层有7个电子，4个Cl与1个C共形成4对共用电子，使各自最外层达到8电子稳定结构，Cl最外层电子未能全部标出，B错误；在N2中，2个N之间形成3对共用电子，使各自最外层达到8电子稳定结构，C正确；在CO2中，C必须与每个O之间形成2对共用电子，才能满足8电子稳定结构，D错误。
5.下列结构式错误的是（　　）
A.H—S—H B.H—O—Cl
C.H—O—O—H D.
解析：D　N2H4的结构式应为，D项错误。
6.写出下列物质的电子式：
（1）H2O H︰︰H；（2）CH4 H︰︰H。
题组三　化学键及分子间作用力
7.下列关于化学键的说法中，错误的是（　　）
A.氢键是分子间作用力，不属于化学键
B.化学键可以使离子相结合，也可以使原子相结合
C.化学反应过程中，反应物分子内的化学键断裂，产物分子中的化学键形成
D.非极性键不是化学键
解析：D　非极性键是同种原子之间形成的共价键，是化学键，D错误。
8.尿素是最常见的有机氮肥，其中存在N—H，N—H属于（　　）
A.离子键 B.极性共价键
C.非极性共价键 D.分子间作用力
解析：B　N—H是N和H之间通过共用电子对形成的化学键，属于极性共价键。
9.在下列变化过程中，属于“破坏极性键和非极性键→形成极性键和非极性键”过程的是（　　）
A.冰→水→水蒸气→H2和O2
B.2Na＋Cl22NaCl
C.2H2＋O22H2O
D.2H2O22H2O＋O2↑
解析：D　A项未破坏非极性键，且只形成非极性键；B项未破坏极性键，且只形成离子键；C项只破坏非极性键，且只形成了极性键。
10.分析下列各种情况下微粒间作用力的变化情况（填“离子键”“极性键”“非极性键”或“分子间作用力”）。
（1）HCl溶于水时破坏极性键。
（2）SO2溶于水生成亚硫酸（H2SO3）破坏极性键。
（3）酒精溶于水时破坏分子间作用力。
（4）NaOH和HCl反应时形成离子键和极性键。
（5）反应2H2＋O22H2O中，被破坏的是非极性键，形成的是极性键。
（6）CaCl2和Na2CO3反应时，被破坏的化学键是离子键，形成的化学键是离子键。
解析：HCl、SO2中都只含有极性键，溶于水时被破坏相应的化学键；酒精溶于水时破坏分子间作用力。
11.下列说法正确的是（　　）
A.物质中一定存在化学键
B.发生化学键断裂的过程不一定是化学变化
C.离子化合物中不存在共价键
D.CCl4和NH3中各原子均满足最外层8电子的稳定结构
解析：B　物质中不一定存在化学键，如稀有气体是不含有共价键的单原子分子，A错误；如氯化氢在溶液中电离出氢离子和氯离子时，只有共价键被破坏，没有共价键的形成，属于物理变化，B正确；离子化合物中可能存在共价键，如氢氧化钠是含有离子键和共价键的离子化合物，C错误；氨分子中氢原子满足最外层2个电子的稳定结构，不满足最外层8电子的稳定结构，D错误。
12.利用反应2NH3＋NaClON2H4＋NaCl＋H2O可制备N2H4。下列叙述正确的是（　　）
A.Cl－结构示意图为
B.1 mol NH3中含有17NA个电子
C.N2H4的电子式为H︰︰︰H
D.NaClO和NaCl所含的化学键类型相同
解析：C　Cl－最外层有8个电子，结构示意图为，A错误；1 mol NH3中含有10NA个电子，B错误；N2H4是共价化合物，每个N原子形成3条共价键，每个H原子形成1条共价键，结构式为，则N2H4的电子式为H︰︰︰H，C正确；NaClO中钠离子和次氯酸根离子之间是离子键，次氯酸根离子内是共价键，NaCl中钠离子和氯离子之间是离子键，则二者所含的化学键类型不完全相同，D错误。
13.（2025·云南昆明期末）已知Na2O2可直接把SO2氧化为Na2SO4：Na2O2＋SO2Na2SO4，下列说法正确的是（　　）
A.Na2O2的阴、阳离子个数比为1∶1
B.SO2气体在－10 ℃时液化是因为破坏了共价键
C.Na2SO4中Na＋和S之间通过静电引力结合在一起
D.该反应同时有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂
解析：D　Na2O2中阴离子为，阴、阳离子个数比为1∶2，A错误；SO2气体在－10 ℃时液化，分子无变化，分子间的间隔变小，共价键未被破坏，B错误；Na2SO4中Na＋和S之间通过静电作用（包括静电引力和静电斥力）结合在一起，C错误；该反应同时有离子键（Na＋和之间）、极性共价键（SO2的S与O之间）、非极性共价键（的两个O之间）的断裂，D正确。
14.（2025·四川绵阳中学高一期末）下列说法正确的是（　　）
A.碘晶体受热转变成碘蒸气，吸收的热量用于克服碘原子间的化学键
B.NaHSO4固体溶于水，既破坏了离子键，也破坏了共价键
C.将某种化合物溶于水，若能导电说明这种化合物是离子化合物
D.只含有共价键的物质是共价化合物
解析：B　碘晶体受热转变成碘蒸气，吸收的热量用于克服碘分子间的分子间作用力，不克服碘原子间的化学键，A错误；硫酸氢钠在溶液中电离：NaHSO4Na＋＋H＋＋S，则硫酸氢钠固体溶于水时，既破坏了离子键，也破坏了共价键，B正确；氯化氢溶于水能电离出氢离子和氯离子，水溶液能导电，则将某种化合物溶于水，若能导电，则不能说明这种化合物是离子化合物，C错误；非金属单质氯气分子中含有共价键，则只含有共价键的物质不一定是共价化合物，D错误。
15.某金属有机多孔材料（MOFA）在常温常压下具有超高的CO2吸附能力，并能高效催化（—R代表某种基团）和CO2的反应，其工作原理如图所示。下列说法正确的是（　　）
A.该过程中N2参与了化学反应
B.其工作原理只涉及化学变化
C.和CO2反应的过程中有非极性共价键的形成
D.和CO2都属于共价化合物
解析：D　根据图中信息，氮气分子在过程中未参与化学反应，A错误；某金属有机多孔材料（MOFA）在常温常压下具有超高的CO2吸附能力，说明在工作中还涉及物理变化，B错误；和CO2反应的过程中有极性共价键即碳氧单键的形成，C错误；是用结构式表示的，只含有共价键，属于共价化合物，CO2也属于共价化合物，D正确。
16.短周期元素A、B、D、E、G、J在周期表中的位置如下：
A
B D
E G J
根据上表回答问题：
（1）D在周期表中的位置是第二周期第ⅥA族。
（2）A、B、E、G的原子半径由大到小的顺序是Na＞Al＞C＞H（填元素符号）。
（3）B的最高价氧化物含有的共价键的类型是极性共价键。
（4）用电子式表示A与J形成化合物的过程：H·＋︰·H︰︰。
（5）上述六种元素中的两种元素组成的物质中，含有极性键和非极性键的共价化合物是H—O—O—H（写结构式），含有非极性键的离子化合物是Na＋[︰︰︰]2－Na＋（写电子式）。
（6）E与G的最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式为Al（OH）3＋OH－[Al（OH）4]－。
（7）下图模型表示a、b两种分子：
则a是NH3（写分子式，下同），b是H2O。
解析：由题干所示部分周期表的信息可知，A、B、D、E、G、J分别为H、C、O、Na、Al、Cl六种元素。（5）H、C、O、Na、Al、Cl六种元素中，H与O组成的H2O2中含有H—O极性键、O—O非极性键，其结构式为H—O—O—H；Na与O组成的Na2O2中Na＋与之间是离子键、中O与O之间是非极性键，其电子式为Na＋[︰︰︰]2－Na＋。（7）H周围形成一个共价键，O周围形成两个共价键，N周围形成三个共价键。则a为NH3；b为H2O。
17.NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理：
Ⅰ.NaCN与NaClO反应，生成NaOCN和NaCl；
Ⅱ.NaOCN与NaClO反应，生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2。
已知：HCN是弱酸，易挥发，有剧毒；HCN、HOCN中N元素的化合价相同，均为－3价。
（1）上述反应涉及到的第二周期元素的原子半径从大到小的顺序为C＞N＞O。
（2）第一次氧化时，溶液的pH应调节为碱性（填“酸性”或“碱性”），原因是防止生成HCN，造成人员中毒或者污染空气。
（3）第二段过程中，产物中既含离子键又含共价键的是Na2CO3（填化学式）。
解析：（1）反应涉及到的第二周期元素的原子有C、N、O，原子半径：C＞N＞O。（2）NaCN易与酸反应生成HCN，为防止生成HCN造成中毒或污染空气，因此第一次氧化时，溶液的pH应调为碱性。（3）碳酸钠既含离子键又含共价键，二氧化碳、氮气只有共价键，氯化钠只有离子键。
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