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1、1第第 2 2 课时课时 预测同主族元素的性质预测同主族元素的性质一、卤族元素原子结构与性质的相似性和递变性1卤族元素原子结构和性质的相似性元素(名称与符号)氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子结构示意图最外层电子数都为 7最高正价无7 价最低负价都为1 价自然界中存在形态全部以化合态形式存在最高价含氧酸无HClO4HBrO4HIO4气态氢化物HFHClHBrHI2.卤族元素性质的递变性(1)卤族元素单质的物理性质及递变性单质物理性质 F2Cl2Br2I2颜色浅黄绿色黄绿色深红棕色紫黑色状态气体气体液体固体密度逐渐增大2熔、沸点逐渐升高(2)结构及化学性质的递变性结构及化学性质规律原子半径
2、F Cl Br I原子半径逐渐增大单质的氧化性F2 Cl2 Br2 I2氧化性逐渐减弱阴离子的还原性F Cl Br I还原性逐渐增强与 H2化合的难易程度F2 Cl2 Br2 I2与H2化合越来越难氢化物的稳定性HF HCl HBr HI稳定性逐渐减弱最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4 HBrO4 HIO4酸性逐渐减弱(1)卤素性质的相似性卤素原子都能得一个电子；单质都能与氢气发生化合反应；除 F 外，最高价氧化物对应的水化物的化学式为 HXO4(X 代表卤素原子)，且为强酸。(2)卤素性质的递变性从 F 到 I，随核电荷数的增加，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
3、力逐渐减弱，得电子能力逐渐减弱，元素非金属性逐渐减弱。例 1 (2017枣庄高一检测)关于卤素 X(依次为 Cl、Br、I)的下列叙述不正确的是( )A卤素单质与水反应均可用 X2H2O=HXOHX 表示BHX 都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强C卤素单质的颜色按相对分子质量增大而加深D相对分子质量小的卤素单质可将相对分子质量大的卤素从它的卤化物溶液里置换出来考点 卤素的性质题点 卤素性质的变化规律答案 B解析 HX 的热稳定性随核电荷数的增加而减弱。3特别提示卤素的特性(1)氟元素无正价，无含氧酸，而氯、溴、碘元素有最高正价和含氧酸。(2)X2H2O=HXHXO(X 代表 Cl
4、、Br、I)，而 2F22H2O=4HFO2。(3)溴单质在常温下是唯一的一种液态非金属单质。(4)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇 I2变蓝色。(5)氢氟酸为弱酸，而盐酸、氢溴酸、氢碘酸为强酸。例 2 (2018寿光现代中学 4 月月考)下列说法中，不符合A 族元素性质特征的是( )A从上到下元素的非金属性增强B易形成1 价离子C从上到下最高价氧化物对应的水化物酸性减弱(F 除外)D从上到下氢化物的还原性依次增强考点 卤素性质与原子结构的关系题点 非金属性强弱判断的应用答案 A解析 同主族元素，从上到下元素的非金属性减弱，选项 A 错误；A 族元素最外层 7 个电子，易得 1 个电子形成1 价
5、离子，选项 B 正确；从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以最高价氧化物对应的水化物酸性逐渐减弱(F 除外)，选项 C 正确；同主族元素，从上到下元素的非金属性逐渐减弱，所以氢化物的还原性依次增强，选项 D 正确。易错警示非金属元素具有多种化合价，也往往具有多种含氧酸，判断非金属性强弱时，只能用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱比较，与其他低价氧化物水溶液的酸性无关。二、碱金属元素原子结构与性质的相似性与递变性1结构、性质的相似性42钠、钾失电子能力比较(1)实验现象：相同点：金属浮在水面上；熔成闪亮的小球；小球四处游动；发出“嘶嘶”的响声；反应后的溶液呈红色。不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着
6、火燃烧。(2)化学方程式：2Na2H2O=2NaOHH2；2K2H2O=2KOHH2。(3)实验结论：与水反应剧烈程度：KNa；金属的活泼性：KNa。3单质及化合物性质的递变性结构及性质规律原子半径Li Na K Rb Cs原子半径增大单质的还原性Li Na K Rb Cs单质还原性增强与水、氧气反应的剧烈程度Li Na K Rb Cs与H2O、O2反应越来越剧烈最高价氧化物对应水化物的碱性LiOH NaOH KOH RbOH CsOH碱性逐渐增强碱金属元素的性质与原子结构的关系从 Li 到 Cs，随核电荷数的增加，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，元素金属
7、性逐渐增强。例 3 下列有关碱金属元素的性质判断正确的是( )AK 与 H2O 反应最剧烈BRb 比 Na 活泼，故 Rb 可以从 NaCl 溶液中置换出 NaC碱金属的阳离子没有还原性，所以有强氧化性5D从 Li 到 Cs 都易失去最外层 1 个电子，且失电子能力逐渐增强考点 碱金属单质的性质题点 碱金属单质的综合答案 D解析 A 项，在碱金属元素中，K 不是最活泼的元素；B 项，Rb 先与水反应，不会置换出Na；C 项，碱金属的阳离子很稳定，不具有强氧化性。易错警示(1)因 Na、K 都是很活泼的金属易与 H2O 反应，故不能从溶液中置换出相对不活泼的金属，只有在熔融状态下才能置换出不活泼
8、的金属。(2)Na、K 通常保存在煤油中，Li 通常用液体石蜡密封。(3)Li 在 O2中燃烧生成 Li2O，Na 在 O2中燃烧生成 Na2O2。例 4 近年来，我国在超导研究方面居世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第 6 周期A 族，下列对铊的性质推导可能正确的是( )铊是易导电的银白色金属 Tl(OH)3是两性氢氧化物 Tl3的氧化能力比 Al3的强 单质能跟稀 HNO3反应生成硝酸盐A B C只有 D只有答案 A解析 根据元素在周期表中的位置和元素性质递变规律解题。Tl 位于第 6 周期A 族，与Al 同主族。同主族元素，随着原子序数的增大，失电子能力逐渐增强，金属
9、离子的氧化性逐渐减弱，氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，可知、正确。1X、Y 是元素周期表A 族中的两种元素，X 的非金属性比 Y 强。下列叙述中正确的是( )AX 原子的电子层数比 Y 原子的电子层数多6BY 的单质能将 X 从 NaX 的溶液中置换出来CX 的单质比 Y 的单质更容易与氢气反应DX 的氢化物水溶液的酸性一定比 Y 的氢化物的水溶液的酸性强答案 C解析 同一主族，自上而下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。不要混淆最高价含氧酸的酸性与氢化物水溶液的酸性，如酸性：HF_(填化学式)。答案 (1)7 K2O、K2O2(KO2也可以) (2)氯(或 Cl)7 价 (3)Al 两性 (
10、4)Na (5)NH3 SiH4解析 前 20 号元素中，(1)属于金属元素的共有 7 种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有 K2O、K2O2、KO2。(2)最高正化合价最高的元素是 Cl，其最高正化合价为7 价。(3)既能与 HCl 反应又能与 NaOH 反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化8物是 Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，故第 3 周期中，原子半径最大的是 Na。(5)非金属性：NPSi，故 NH3的稳定性大于 SiH4的稳定性。对点训练题组一 碱金属结构与性质的变化规律1下列各组比较不正确的是( )A
11、铯与水的反应现象比钠剧烈B还原性：KNaLiC熔点：LiNaKD碱性：LiOHNaOHKOH答案 D解析 铯的活动性比钠强，与水反应比钠更剧烈，甚至会爆炸，A 项正确；随着电子层数增多，碱金属的金属性逐渐增强，单质的还原性依次增强，即还原性：KNaLi，B 项正确；碱金属元素从 Li 到 Cs，熔、沸点逐渐降低，即 LiNaKRbCs，C 项正确；从 Li 到 Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物碱性依次增强，即碱性：LiOH磷，D 选项错误。7有一种保健食品含有人体所必需的硒元素，有一定的保健作用。已知硒元素与氧元素同族，与钙元素同周期。下列关于硒的描述不正确的是( )
12、A原子序数为 24B最高价氧化物是 SeO3，是酸性氧化物C原子半径比钙小D气态氢化物的化学式是 H2Se，稳定性比 HCl 差答案 A解析 根据题意可知该元素在第 4 周期A 族，原子序数为 161834，A 项错误；最高价氧化物化学式为 SeO3，是酸性氧化物，B 项正确；同周期从左到右，原子半径依次减小，C项正确；氢化物稳定性：HClH2SH2Se，D 项正确。题组四 同周期同主族元素性质递变规律的综合应用8下列各组性质比较，完全正确的是( )酸性：HClO4HBrO4HIO4 碱性：Ba(OH)2Ca(OH)2Mg(OH)2 稳定性：HClH2SPH3 还原性：FClBrA B C D
13、全部答案 A解析 Cl、Br、I 为A 族元素，同主族从上到下，其最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，故正确；Mg、Ca、Ba 是A 族元素，同主族元素，从上到下其最高价氢氧化物的碱性逐渐增强，11故正确；P、S、Cl 为第 3 周期元素，随原子序数增大，气态氢化物稳定性增强，故正确；Br、Cl、F为A 族的简单离子，其还原性随着核电荷数的增大而增强，故还原性大小为 BrClF，错误。9W、X、Y、Z 四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，W 的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成盐(离子化合物)，由此可知( )WXYZA.X、Y、Z 中最简单氢化物稳定性最弱的是 YBZ 元素氧化物对应水化
14、物的酸性一定强于 YCX 元素形成的单核阴离子还原性大于 YDZ 元素单质在化学反应中只表现氧化性答案 A解析 由题意可知，W 是 N、X 是 O、Y 是 S、Z 是 Cl。H2S 的稳定性小于 H2O 的稳定性，也小于 HCl 的稳定性，A 项正确；HClO 的酸性弱于 H2SO4的酸性，B 项错误；S2的还原性大于O2的，C 项错误；Cl2和 H2O 反应时，Cl2既是氧化剂，又是还原剂，D 项错误。10X、Y、Z 均为短周期元素，X、Y 处于同一周期，X、Z 的最低价离子分别为 X2和Z，Y和 Z具有相同的电子层结构。下列说法正确的是( )A原子最外层电子数：XYZB单质沸点：XYZC离
15、子半径：X2YZD原子序数：XYZ答案 D解析 短周期元素 X、Z 形成的最低价离子为 X2、Z，Y和 Z具有相同的电子层结构，则X、Y、Z 三种元素分别处于第A、A、A 族。X 和 Y 处于同一周期，Y和 Z具有相同的电子层结构，推知 X、Y、Z 分别为 S、Na 和 F。A 项，原子最外层电子数：FSNa；B 项，单质沸点：NaSF2；C 项，具有相同电子层结构的离子，元素的原子序数越大，原子半径越小，Na、F具有相同的电子层结构，则离子半径：FNa，同理离子半径：S2Cl，而离子半径：ClF，所以离子半径：S2FNa；D 项，三种元素的原子序数关系为12SNaF。11四种短周期元素在周期
16、表中的位置如图所示，其中只有 M 为金属元素。下列说法不正确的是( )A原子半径 ZSiNO，A 项正确；因为 O 的非金属性比 Si 强，所以气态氢化物的热稳定性：H2OSiH4，C 项正确；O 元素位于周期表的第 2 周期A 族，D 项正确。12短周期元素 R、T、Q、W 在元素周期表中的相对位置如下图所示，其中 T 所处的周期序数与族序数相等。下列说法不正确的是( )A最简单气态氢化物的热稳定性：RQB最高价氧化物对应水化物的酸性：QQRD含 T 的盐溶液一定显酸性答案 D解析 依题意可知：T 是铝、Q 是硅、R 是氮、W 是硫。A 项，N 的非金属性强于 P，P 的非金属性强于 Si，
17、正确；B 项，S 的非金属性强于 Si，正确；C 项，同一周期，从左到右，原子半径依次减小，N 的原子半径小于 P，正确；D 项，例如四羟基合铝酸钠的水溶液显碱性，错误。13综合强化13如下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：AAAAAAA0234(1)和的元素符号是_和_。(2)表中最活泼的金属是_(填元素符号，下同)，非金属性最强的元素是_。(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是_，分别写出该元素的氢氧化物与、最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式：_、_。(4)请设计一个实验方案，比较、单质氧化性的强弱：_。答案 (1)Si Ar (2)K F(3)Al 2Al(OH)33H2SO4
18、=Al2(SO4)36H2O Al(OH)3KOH=KAl(OH)4(4)在试管中加 5 mL KBr 稀溶液再滴加少量新制氯水，振荡，再加入 5 mL CCl4，振荡、静置、观察到 CCl4层呈橙红色(其他合理答案也可)解析 由元素周期表各元素具体位置直接推出元素分别为N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br，然后分析回答问题。表中最活泼金属位于左下角为K，非金属性最强的在右上角为 F。两性氢氧化物为 Al(OH)3，与强酸、强碱均发生反应。若比较 Cl2和 Br2的氧化性强弱，最好组合在同一反应中，即置换反应最适宜，即2KBrCl2=2KClBr2等。14(2018吉林辽源 4
19、月月考)元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下图是元素周期表的一部分：14(1)根据元素周期律，请你预测，H3AsO4、H3PO4的酸性强弱：H3AsO4_H3PO4(填“”“”或“”)。(2)根据 NaH 的存在，有人提议可把氢元素放在第A 族，那么根据其最高正价与最低负价的绝对值相等，又可把氢元素放在周期表中的第_族。(3)元素甲是第 3 周期金属元素中原子半径最小的元素，该元素的离子与过量氨水反应的离子方程式：_。(4)周期表中有 10 多种人体所需的微量元素，其中有一种被誉为“生命元素”的主族元素R，对延长人类寿命起着重要作用。已知 R 元素的原子有 4 个电子层，
20、其最高价氧化物的分子式为 RO3，则 R 元素的名称为_。考点 元素周期表和周期律的应用题点 元素周期表和周期律的综合应用答案 (1) (2)A (3)Al33NH3H2O=Al(OH)33NH (4)硒 4解析 (1)同主族从上到下非金属性逐渐减弱，则最高价含氧酸的酸性逐渐减弱，则酸性：H3AsO4H3PO4。(2)根据最高正价与最低负价的绝对值相等，把氢元素放在周期表中的A族。(3)第 3 周期金属元素中原子半径最小的元素为 Al；铝离子与过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀与铵根离子，反应的离子方程式为 Al33NH3H2O=Al(OH)33NH。(4)R 元素 4的原子有 4 个电子层，其最高
21、价氧化物的分子式为 RO3，最外层电子数为 6，处于第 4 周期A 族，为 Se 元素。15现有下列短周期元素性质的数据：元素符号元素性质 原子半径/1010 m0.741.601.521.100.91.860.750.82159最高或最低化合价21571532313试回答下列问题：(1)上述元素中处于同一主族的有_(填序号)，元素在周期表中的位置为_。(2)元素能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：_。(3)某元素的氢化物与其最高价氧化物对应水化物能生成盐，你认为是_(填序号)，其反应的化学方程式为_。(4)7.3 g 含元素的氢化物，溶于 200 mL 水后，其物质
22、的量浓度约为_(忽略体积的变化)。答案 (1)与、与 第 3 周期A 族(2)2Na2O22H2O=4Na4OHO2(3) NH3HNO3=NH4NO3(4)1 molL1解析 的最低价态为3 价，最高价态为5 价，应为A 族元素，根据原子半径的大 小，可知应为 P 元素，应为 N 元素；的最高正价为1，为A 族元素，可能为 H、Li 和 Na 中的两种元素，但 H 元素原子半径为所有元素中最小的，根据原子半径数据可 知，应为 Li 元素，应为 Na 元素；的最低负价为1 价，且最高正价为7 价，短周 期元素中只有 Cl 符合条件，因此为 Cl 元素；的最高正价为2 价，可能为 Be 或 Mg， 如果为 Be 元素，其原子半径应小于 Li，即比小，但给出的原子半径数据比大，因此 应为 Mg；的最高正价为3 价，应为A 族元素，可能为 B 或 Al，如果为 Al 元素，其 原子半径应小于 Mg 且大于 P，但给出的原子半径数据比 P 的小，因此应为 B；的最低 负价为2 价，应在A 族，可能为 O、S，再根据原子半径数据，其原子半径比 Cl 的小， 推知应为 O 元素。