化学必修 第一册同周期、同主族元素性质的递变导学案

这是一份化学必修 第一册同周期、同主族元素性质的递变导学案，文件包含实验活动3同周期同主族元素性质的递变同步讲义原卷版docx、实验活动3同周期同主族元素性质的递变同步讲义解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共20页， 欢迎下载使用。

◆实验仪器
试管、试管夹、试管架、量筒、胶头滴管、酒精灯、白色点滴板、镊子、砂纸、火柴。
◆实验药品
镁条、新制的氯水、溴水、NaBr溶液、NaI溶液、MgCl2溶液、AlCl3溶液、1 ml·L－1 NaOH溶液、酚酞溶液。
◆实验步骤
1．同主族元素性质的递变
(1)在点滴板的3个孔穴中分别滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，观察到的现象是滴入浅黄绿色的氯水后，NaBr溶液变橙黄色，NaI溶液变棕褐色。
化学方程式：2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2，2NaI＋Cl2===2NaCl＋I2。
(2)在点滴板的两个孔穴中分别滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，观察到的现象是NaI溶液变褐色。
化学方程式：2NaI＋Br2===2NaBr＋I2。
结论：卤素单质的氧化性：Cl2>Br2>I2。卤族元素的非金属性：Cl>Br>I。
2．同周期元素性质的递变
(1)钠、镁与水的反应
①向盛有冷水的烧杯中加入一块绿豆粒大小的钠块，向盛有冷水的试管中加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，并分别向烧杯和试管中滴入3滴酚酞溶液，观察到烧杯中钠浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出响声，溶液变红色，试管内镁条表面产生少量气泡，镁条周围溶液变为浅红色。
化学方程式：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑、Mg＋2H2O===Mg(OH)2＋H2↑。
②向一支试管中加入少量冷水，并加入一小块已用砂纸打磨好的镁条，用酒精灯加热至沸腾，滴入3滴酚酞溶液，观察到的现象是有较多的无色气泡冒出，溶液变为浅红色。
结论：与水反应的剧烈程度：Na>Mg，金属性：Na>Mg。镁与热水反应比与冷水反应快。
(2)Mg(OH)2、Al(OH)3的碱性强弱比较
①向一支试管中加入少量MgCl2溶液，然后逐滴滴加1 ml·L－1 NaOH溶液直至过量，观察到的现象是产生白色沉淀。
化学方程式：MgCl2＋2NaOH===Mg(OH)2↓＋2NaCl。
②向另一支试管中加入少量AlCl3溶液，然后逐滴滴加1 ml·L－1 NaOH溶液直至过量，观察到的现象是先产生白色沉淀，后白色沉淀溶解。
化学方程式：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，Al(OH)3＋NaOH===Na[Al(OH)4]。
结论：Mg(OH)2不溶于NaOH溶液；Al(OH)3溶于NaOH溶液，显两性。
碱性：Mg(OH)2>Al(OH)3；金属性：Mg>Al。
综合以上实验可得出：同一主族元素，从上到下，随着原子序数的增加，非金属性逐渐减弱，金属性逐渐增强。同一周期元素，从左至右，随着原子序数的增加，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。
◆问题和讨论
1．实验中所用氯水为什么要用新制的？
【解析】氯水中存在反应：Cl2＋H2OHCl＋HClO，氯水久置，HClO会发生分解，会使更多的Cl2与水反应，最终久置的氯水会变为稀盐酸，没有氯气分子。
2．通过本实验活动，你对原子结构与元素性质的关系及元素周期律(表)有什么新的认识？
【解析】结构决定性质，同周期或同主族元素的原子半径呈现周期性变化，故元素的性质也呈现周期性变化。
3．为了比较氯元素与碳元素的非金属性强弱，可否用盐酸与碳酸钠反应生成二氧化碳，得出非金属性氯大于碳？原因是什么？
【解析】否，比较非金属性强弱应该比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，而盐酸是HCl的水溶液，不是氯元素的最高价氧化物对应水化物的水溶液。
4．把一小块钠投入到氯化镁溶液中，钠并不能置换出镁，能否说明钠元素的金属性不如镁？
【解析】钠投入到氯化镁溶液中，首先和水反应生成NaOH和H2，生成的NaOH和MgCl2反应生成Mg(OH)2沉淀，不能说明Na的金属性不如Mg。
同周期、同主族元素性质的递变规律
基础达标
1．（2025高一·全国·专题练习）下列关于元素周期律的叙述正确的是
A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B．元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C．随着元素原子序数的递增，元素的最高化合价从＋1到＋7，最低化合价从-7到-1重复出现
D．元素性质的周期性变化是指原子相对原子质量的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
【答案】B
【解析】A．随着元素原子序数的递增，原子最外层电子数从1到8的规律仅适用于第二周期及以后，而第一周期（H到He）最外层电子数从1到2，A错误；
B．元素周期律的核心是元素性质随原子序数递增呈现周期性变化，B正确；
C．最低化合价并非从-7开始，例如第二周期主族元素最低负价为-4（如C）到-1（如F），且部分元素（如O、F）无最高正价，C错误；
D．元素性质的周期性变化源于电子排布的周期性变化，而非相对原子质量的周期性变化，D错误；
故选B。
2．（23-24高一下·北京丰台·期中）下列元素的原子半径最小的是
A．ClB．NaC．SD．Al
【答案】A
【解析】Na原子序数是11，Al原子序数是13，S原子序数是16，Cl原子序数是17，Na、Al、S、Cl都是第三周期元素，原子序数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，原子半径越小，所以原子半径最小的是Cl；
故选A。
3．（23-24高一下·上海·阶段练习）下列递变情况．错误的是
A．Na、Mg、Al最外层电子数依次增多B．P、S、Cl最高正价依次增高
C．Li、Na、K金属性依次增强D．N、O、F最高正价依次增高
【答案】D
【解析】A．Na、Mg、Al最外电子层电子数分别为1、2、3，依次增多，A正确；
B．P、S、Cl元素最外层电子数分别为5、6、7，最高正价分别为+5、+6、+7，最高正价依次升高，B正确；
C．Li、Na、K在同一主族，从上到下元素的金属性逐渐增强，C正确；
D．N最外电子层电子数为5，最高正价为+5，O、F一般不呈现正价，D错误；
故选D。
4．（23-24高一下·宁夏吴忠·开学考试）下列有关性质比较不能用元素周期律解释的是
A．酸性：B．热稳定性
C．碱性：D．非金属性：
【答案】B
【解析】A．在元素周期表中，N、C属于同周期元素，从左到右，非金属性依次增强，原子序数N＞C，非金属性N＞C，非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，即酸性HNO3＞H2CO3，能用元素周期律解释，故A不合题意；
B．考查碳酸的正盐与酸式盐热稳定性的问题，不涉及元素周期律的相关知识，不能用元素周期律解释，故B符合题意；
C．在元素周期表中，Na与Mg属于同周期元素，从左到右，金属性依次减弱，原子序数Na＜Mg，金属性Na＞Mg，金属性越强，最高价氧化物的水化物的碱性越强，即碱性NaOH＞Mg(OH)2，能用元素周期律解释，故C不合题意；
D．在元素周期表中Cl与Br属于同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，原子序数Cl＜Br，非金属性Cl＞Br，能用元素周期律解释，故D不合题意；
答案为B。
5．在元素周期表中，同一周期的主族元素从左到右非金属性逐渐增强。下列元素中非金属性最强的是
A．SiB．PC．SD．Cl
【答案】D
【解析】同一周期元素原子从左至右非金属性逐渐增强，选项中4种元素均为第三周期元素，原子序数从左至右依次增大，故非金属性最强的为Cl元素，故答案选D。
6．（24-25高一上·北京顺义·期末）下列元素中，金属性最强的是
A．CsB．RbC．KD．Na
【答案】A
【解析】碱金属（IA族）的金属性随原子序数增大而增强，Cs的电子层数最多，原子半径最大，最外层电子受核吸引力最弱，故最易失电子，金属性最强，金属性强弱为：，故答案选A。
7．（24-25高一上·天津南开·期末）运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是
A．锂()与水反应比铍()与水反应剧烈
B．砹()为有色固体，难溶于水
C．铷()的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D．的酸性比的酸性强
【答案】D
【解析】A．同主族越靠右金属性越弱，则Li的金属性比Be强，其与水反应比铍()与水反应剧烈，A正确；
B．砹(At)为第七周期、V II A族元素，该族元素单质的颜色逐渐加深，对于AgX的溶解度逐渐减小，B正确；
C．对比锂和钠的燃烧产物可知，金属性越强，则其燃烧产物越复杂，铷的金属性大于钠，则在氧气中铷(Rb) 的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂，C正确；
D．H-I键比H-F键长，键能较小，因此在水分子的作用下更容易断裂，从而更容易电离出H+离子，酸性更强，D错误；
故选D。
8．（22-23高一下·福建厦门·阶段练习）下列原子中，与氟原子的化学性质相似的是
A．B．C．D．
【答案】D
【解析】与氟原子化学性质相似的原子最外层电子数应为7。根据原子核外电子排布示意图，可知只有D中氯原子与氟原子化学性质相似；
故选D。
9．（24-25高一下·安徽芜湖·期中）下列坐标轴中的x表示元素的核电荷数，其中y能表示、、、、、的离子半径的是
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】、、、、、，核电荷数逐渐增大，半径：＞＞＞＞＞，C符合题意；
答案选C。
10．（24-25高一下·浙江·期中）下图是元素周期表第三周期的一部分，其中B元素的价电子数为5，下列说法不正确的是
A．Z为15，B的简单氢化物稳定性比氨弱
B．若A为35，则该D原子的质子数为17，中子数为18
C．C的氧化物对应的水化物比B的氧化物对应的水化物酸性强
D．B、C、D三种元素都可以与氧元素形成氧化物
【答案】C
【分析】三种元素属于第三周期主族元素，B元素价电子数为5，所以B元素是磷元素，则C元素是硫元素，D元素是氯元素，回答下列问题；
【解析】A．因为B元素是磷元素，所以B元素的质子数为15，磷元素的非金属性弱于氮元素，所以磷的简单氢化物稳定性比氨弱，A不符合题意；
B．已知D元素是氯元素，若该氯原子的质量数A为35，则该D原子的质子数为17，中子数为18，B不符合题意；
C．C的最高价氧化物对应的水化物比B的最高价氧化物对应的水化物酸性强，可以得到C元素的非金属性比B元素非金属性强，而氧化物对应水化物酸性强弱的比较，无法得到非金属性关系，C符合题意；
D．B、C、D三种元素都可以和氧元素形成多种氧化物，D不符合题意；
故答案选C。
综合应用
11．（24-25高一下·福建龙岩·期末）下列有关说法正确的是
A．第2周期非金属元素的氢化物溶于水后，水溶液均为酸性
B．砹(At)单质为有色固体，AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸
C．在周期表金属元素和非金属元素的交界处寻找优良的催化剂
D．硒化氢()是无色、有毒、比稳定的气体
【答案】B
【解析】A．第二周期非金属元素的氢化物如NH3溶于水显碱性，因此水溶液不一定为酸性，A错误；
B．根据卤族元素递变规律，F2、Cl2、Br2、I2均为有色物质且熔沸点逐渐升高，碘为紫黑色固体，可推断砹为有色固体，砹（At）为卤族元素，同族AgCl、AgBr、AgI均不溶于水和稀硝酸， 由此可知AgAt不溶于水也不溶于稀硝酸，B正确；
C．优良催化剂多为过渡金属（如Fe、Ni），非金属与金属交界处常用于寻找半导体材料，C错误；
D．同主族元素形成的简单氢化物稳定性从上到下减弱，H2Se的稳定性弱于H2S，D错误；
故选B。
12．（24-25高一下·山东枣庄·期中）下列关于F、、I性质的比较，错误的是
A．单质的颜色随核电荷数的增加而加深
B．卤化氢的稳定性按的顺序依次减弱
C．卤化银的颜色按的顺序依次加深
D．卤化氢的还原性按的顺序依次减弱
【答案】D
【解析】A．卤素单质颜色随核电荷数增加而加深（F2淡黄绿色、Cl2黄绿色、Br2深红棕色、I2紫黑色），A正确；
B．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，同主族自上而下，非金属性逐渐减弱，所以F的非金属性最强，即卤化氢的稳定性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次减弱，B正确；
C．卤化银颜色AgCl（白色）→AgBr（淡黄色）→AgI（黄色），依次加深，C正确；
D．卤素的氢化物的稳定性越强，其还原性越弱，则还原性按HF、HCl、HBr、HI的顺序依次增强，D错误；
故选D。
13．（23-24高一下·黑龙江·开学考试）若将浓盐酸滴入烧瓶中进行如图，、、均为浸有相应试液的棉花)的探究实验，正确的是
A．装置中的可用代替
B．处的现象是紫色石蕊变红
C．处溶液与过量反应的离子方程式为：
D．处溶液变蓝，说明氧化性
【答案】C
【分析】高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气，氯气和挥发的氯化氢通入B中，氯气和水反应生成盐酸和次氯酸，紫色石蕊先变红后褪色，红色鲜花瓣褪色，氯气和FeBr2反应生成溴单质，氯气与淀粉碘化钾反应后溶液变蓝，多余氯气和氯化氢被NaOH溶液吸收，据此回答。
【解析】A．高锰酸钾和浓盐酸反应不需加热，而MnO2和浓盐酸反应需要加热，所以装置A中的KMnO4不能用MnO2代替，A错误；
B．氯气没有漂白性，氯气和水反应生成的次氯酸有酸性和漂白性，所以紫色石蕊先变红后褪色，B错误；
C．过量的氯气能将Fe2+、Br-氧化为Fe3+和Br2，且Fe2+和Br-的物质的量之比等于化学式中的比例，即1：2，氯气被还原为Cl-，C正确；
D．氯气和碘化钾反应生成碘单质，碘单质遇到淀粉变蓝色，说明Cl2 >，D错误；
故选C。
14．（24-25高一下·湖南湘西·期中）下列递变规律错误的是
A．氢化物的稳定性
B．碱性：
C．原子半径：
D．酸性：
【答案】A
【解析】A．非金属性，氢化物的稳定性应为，A错误；
B．金属性，对应碱性，B正确；
C．Na在第三周期，S在第三周期，O在第二周期，原子半径，C正确；
D．非金属性，酸性，D正确；
故选A。
15．下列实验不能作为判断依据的是
A．向Na2S溶液中滴加氯水，判断氯和硫的非金属性强弱
B．向MgCl2和AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，判断镁和铝的金属性强弱
C．向硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，判断碳与硅的非金属性强弱
D．根据HF和HCl的水溶液的酸性强弱，判断氟与氯的非金属性的强弱
【答案】D
【解析】A．向Na2S溶液中滴加氯水，溶液变浑浊，利用置换反应来段氯比硫的非金属性强，故A不符合题意；
B．向MgCl2和AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量，氢氧化镁不溶解，氢氧化铝溶解，则能判断镁比铝的金属性强，故B不符合题意；
C．向硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀，利用最高价氧化物对应水化物的强酸制备弱酸原理来判断碳比硅的非金属性强，故C不符合题意；
D．不能根据HF和HCl的水溶液的酸性强弱来判断氟比氯的非金属性的强，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
16．根据元素周期表和元素周期律，判断下列叙述不正确的是
A．气态氢化物的稳定性：SiH4>H2O>NH3
B．氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C．如图所示实验可证明元素的非金属性：C>Si
D．用中文“”(à)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
【答案】A
【分析】根据实验，得出酸性，非金属性。
【解析】A．非金属性，所以氢化物的稳定性，A错误；
B．氢元素可与非金属元素形成共价化合物，与活泼金属形成离子化合物，B正确；
C．根据实验，得出酸性，非金属性，C正确；
D．根据原子核外电子排布规律，第118号元素在周期表中位于第七周期0族，D正确；
故选A。
拓展培优
17．下列叙述能说明氯元素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的稳定性比H2S强
④还原性：Cl- Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱
C．Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，可说明金属性： Al> Mg
D．用钠置换MgCl2溶液中的Mg2+，来验证钠的金属性强于Mg
【答案】B
【解析】A．金属的金属性强弱与失电子难易程度有关，与失电子多少无关，A错误；
B．元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，则钠、镁、铝金属性依次减弱，B正确；
C．比较金属金属性可以与稀非氧化性酸反应置换出氢气来比较，而不能用与碱反应来比较，C错误；
D．钠投入氯化镁溶液中，Na先和水发生置换反应生成NaOH和氢气，生成的NaOH再和氯化镁发生复分解反应，所以钠不能从氯化镁溶液中置换出Mg，D错误；
故答案选B。
19．（24-25高一下·浙江杭州·期中）下图为元素周期表中短周期的一部分，下列说法正确的是
A．X、Z、W的氢化物的水溶液均显酸性
B．X、Y、Z、W元素的原子半径由小到大的顺序为：
C．Y的最高价氧化物属于碱性氧化物
D．W的最低价氢化物比Z的最低价氢化物稳定
【答案】D
【分析】图为元素周期表的一部分，根据X、Y、W、Z的位置可知，X为N元素，Y为Al元素，Z为S元素，W为Cl元素。
【解析】A．X、Z、W的氢化物分别为NH3、H2S、HCl，其中NH3的水溶液呈碱性，A错误；
B．同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，通常，电子层数多的原子半径大，所以X、Y、Z、W元素形成的原子半径由小到大的顺序为X