高考化学复习重点知识专题讲解与练习15---元素的金属性、非金属性强弱的比较

高考化学复习重点知识专题讲解与练习

专题十五、元素的金属性、非金属性强弱的比较

连线高考

元素的金属性、非金属性强弱的比较的知识年年必考,体现在六个方面:

一是同周期的元素及化合物之间的转化关系;二是同主族的元素及化合物之

间的转化关系；三是元素的氢化物的稳定性的比较，四是元素最高价氧化物

对应的水化物的酸性（或碱性）的强弱比较。五是单质与化合物之间的置换

反应。六是元素的金属性或非金属性的强弱比较。主要题型为选择、计算、

实验探究等。以现代科技有关的问题，与社会生产生活紧密相连的问题为背

景，考查Fe、Fe的氧化性、还原性。饮用水的净化、FeCl溶液腐蚀电

32

＋＋

3

路板等，也是热点之一。

重点、难点探源

元素的金属性和非金属性的强弱的实质元素周期表中主族元素的递变

规律

1 / 22

内容同周期(从左到右)同主族(从上到下)

原子半径逐渐减小逐渐增大

电子层结构

电子层数相同，最外层电子电子层数递增，最外层电子

数渐多数相同

得电子能力逐渐减弱逐渐增强

失电子能力逐渐增强逐渐减弱

金属性逐渐增强逐渐减弱

非金属性逐渐减弱逐渐增强

主要化合价

最低负价：主族序数-8F除外）

最高价氧化物对

酸性逐渐增强酸性逐渐减弱

应水化物的酸碱

碱性逐渐减弱碱性逐渐增强

性

非金属元素气态气态氢化物的形成越来越气态氢化物的形成越来越

氢化物的形成及难，易，

稳定性稳定性逐渐减弱稳定性逐渐增强

最高正价等于主族序数（O、最高正价：+1→+7

追踪高考

1．【2018江苏卷】短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，

X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层只有一个电子，Z 位于元素

2 / 22

周期表ⅢA族，W 与X属于同一主族。下列说法正确的是

A．原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y)

B．由X、Y 组成的化合物中均不含共价键

C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱

D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比W的强

【答案】D

【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳

中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na

元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，

W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主

族元素的原子半径依次减小，原子半径：r（Y）r（Z）r（W），A项错

误；B项，由X、Y组成的化合物有NaO、NaO，NaO中只有离子键，

2222

NaO中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na（Y）Al

22

（Z），Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金

属性：O（X）S（W），X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项

正确；答案选D。

3 / 22

2

．【2015福建理综化学】短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的

相对位置如右下图所示，其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，

下列说法不正确的是（ ）

A．原子半径：W>Z>Y>X

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z

C．最简单气态氢化物的热稳定性：Y>X>W>Z

XY

ZW

D．元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等

【答案】A

【解析】在短周期元素中，W原子的质子数是其最外层电子数的三倍，

则W是15号的P元素，根据元素在周期表中的相对位置关系可确定：X是

N元素，Y是O元素；Z是Si元素。A．同一周期的元素，原子序数越大，

原子半径越小；不同周期的元素，原子核外电子层数越多，原子半径就越大。

因此这四种元素的原子半径大小关系是：Z>W>X > Y，错误。B．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越强。由于元素的非金属

性：X>W>Z，所以它们的最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W>Z，正确。

C．元素的非金属性越强，其相应的最简单的氢化物的稳定性就越强。由于

4 / 22

元素的非金属性：Y>X>W>Z，所以元素的氢化物的稳定性：Y>X>W>Z，

正确。D．除非金属性很强的F、O元素外，一般情况下，元素原子的最外

层电子数等于该元素原子的最外层电子数。X、Z、W的最高化合价分别与

其主族序数相等，正确。

指点迷津

元素金属性、非金属性与其对应单质或离子的还原性、氧化性有着密不

可分的关系，它们具有统一性，其实质就是对应原子得失电子的能力，那么，

如何判断元素金属性、非金属性强弱呢？这主要应从参加反应的某元素的原

子得失电子的难易上进行分析，切忌根据每个原子得失电子数目的多少进行

5 / 22

判断。下面就针对元素金属性、非金属性强弱的判断方法做一简要分析和总

结。

一、元素的金属性：

1、在一定条件下金属单质与水反应的难易程度和剧烈程度。一般情况

下，与水反应越容易、越剧烈，其金属性越强。

常温下与同浓度酸反应的难易程度和剧烈程度。一般情况下，与

2、

酸反应越容易、越剧烈，其金属性越强。

依据最高价氧化物的水化物碱性的强弱。碱性越强，其元素的金

3、

属性越强。

依据金属单质与盐溶液之间的置换反应。一般是活泼金属置换不

4、

活泼金属。但是ⅠA族和ⅡA族的金属在与盐溶液反应时，通常是先与水反

应生成对应的强碱和氢气，然后强碱再可能与盐发生复分解反应。

5、依据金属活动性顺序表——金属的位置越靠前，其金属性越强（极

少数例外）。

（从钾至金）：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Cr、Fe、Ni、Sn、Pb、

（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au

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需说明的是这其中也有特殊情况，如Sn和Pb，金属活动性Sn﹥Pb，元

素的金属性是Pb> Sn。

依据元素周期表。同周期中，从左向右，随着核电荷数的增加，

6、

金属性逐渐减弱；同主族中，由上而下， 随着核电荷数的增加，金属性逐

渐增强。

依据原电池中的电极名称。做负极材料的金属性强于做正极材料

7、

的金属性。

依据电解池中阳离子的放电（得电子，氧化性）顺序。优先放电

8、

的阳离子，其元素的金属性弱。

9、气态金属原子在失去电子变成稳定结构时所消耗的能量越少，其金

属性越强。

二、比较元素非金属性强弱的依据

1、非金属单质与H反应的难易程度、剧烈程度和生成气态氢化物的稳

2

定性。与氢气反应越容易、越剧烈，气态氢化物越稳定，其非金属性越强。

依据最高价氧化物的水化物酸性的强弱。酸性越强，其元素的非

2、

金属性越强。（F除外，因F无正价）

7 / 22

3、

据元素周期表。同周期中，从左向右，随着核电荷数的增加，非

金属性逐渐增强；同主族中，由上而下，随着核电荷数的增加，非金属性逐

渐减弱。

非金属单质与盐溶液中简单阴离子之间的置换反应。非金属性强

4、

的置换非金属性弱的。元素的非金属性 F>Cl,但把F通入到NaCl溶液

2

中发生反应：2F+2HO=4HF+O。并未把Cl元素的单质置换出来。

222

非金属单质与具有可变价金属的反应。能生成高价金属化合物的，

5、

其非金属性强。

气态非金属原子在得到电子变成稳定结构时所释放的能量越多，

6、

其非金属性越强。

依据两种非金属元素在同种化合物中相互形成化学键时化合价的

7、

正负来判断。如在KClO中Cl显+5价， O显-2价，则说明非金属性

3

是O > Cl；在OF中，O显+2价，F显-1价，则说明非金属性是F > O

2

从非金属阴离子还原性强弱判断。非金属阴离子还原性越强，对

8、

应原子得电子能力越弱，其非金属性越弱，即“易失难得”，指阴离子越易失

电子，则对应原子越难得电子。

8 / 22

三、原电池中正负极的判断:

易错地带

1、

元素的非金属性与金属性强弱的实质是元素的原子得失电子的难

易，而不是得失电子的多少。如Mg比Na失电子数多，但Na比Mg失电子

更容易，故Na的金属性比Mg强。

金属性Pb>Sn，但金属的活动性是Sn >Pb。这与金属晶体的结构

2、

有关。

金属性K>Na，但金属K的制备方法是Na（熔融）

3、

通电

+KClNaCl+K，这是由于沸点K，当Ｋ离子得到电子变为Ｋ蒸汽从

体系中分离出来后，就得到了NaCl了。这与金属性的强弱无关。

9 / 22

4、

根据原电池原理比较金属的金属性强弱时，一般是活泼的金属作

负极，不活泼的金属作正极电解质溶液应是非氧化性酸或盐溶液，否则所得

结论可能不正确，如（1）Mg、Al作电极，NaOH溶液作电解质溶液，由于

在强碱性溶液中Al比Mg更容易失去电子，故负极是Al。（2）在

Fe(Al)---Cu----HNO的原电池中，由于Fe、Al在浓HNO中钝化，比Cu等

33

金属更难失电子，故Cu等金属作负极，Fe、Al作正极。

强化突破

1．(2017·重庆调研)元素X、Y、Z的原子序数依次增大，且序数之和

为36。Y、Z在同一周期，X、Z在同一主族，X原子最外层电子数是Y原

子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是( )

A．Y的单质不与水反应

B．Z的最高价氧化物对应的水化物不稳定

C．简单离子的半径由大到小为Y>Z>X

D．由X、Y、Z三种元素形成的化合物里含有离子键

2．(2017·唐山一模)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X

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1

在元素周期表中原子半径最小， Y的次外层电子数是最外层的，ZX是一

3

种生氢剂，W与Y同主族。下列叙述正确的是( )

A．原子半径：r＞r＞r

WZY

B．化合物ZX中各原子均满足8电子稳定结构

C．由X、Y、Z、W组成的化合物的水溶液可能显酸性

D．简单气态氢化物稳定性：W>Y

3．(2017·潍坊二模)X、Y、M、N是四种短周期主族元素，原子序数依

次增大。X与M同主族，M原子的最外层电子数是内层电子数的一半，四

种元素原子最外层电子数之和为19，N的单质是一种有色气体，可用于自

来水的消毒。下列说法正确的是( )

A．原子半径：r(N)>r(M)>r(Y)>r(X)

B．X与Y形成的化合物溶于水，溶液显碱性

C．简单气态氢化物的热稳定性：M>N>X

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D．单质的熔点：Y>N>M>X

4．(2017·济宁一模)常温下，A是由X和Y两种短周期元素组成的气

体，X的原子序数小于Y，甲、乙、丙分别是X、Y、Z元素对应的单质，Z

是地壳中含量最高的元素，它们有如图所示的转化关系。下列说法不正确

的是( )

A．X、Y、Z三种元素能组成离子化合物

B．反应②为化合反应，反应③为置换反应

C．常温常压下，Z的氢化物熔点为同族最高

D．原子半径：Y>Z>X

5．(2017·保定一模)短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，B

和D同主族；X、Y、N分别是由以上四种元素中的两种组成的化合物，Z

是由以上三种元素组成的化合物；若X与Y摩尔质量相同，Y为淡黄色固

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体，上述物质之间的转化关系如图所示(部分生成物省略)，则下列说法中一

定正确的是( )

A．相对分子质量M>N，沸点N>M

B．简单离子半径：D>B>C>A

C．Z为NaCO

23

D．图中有两个氧化还原反应

6．(2018·辽宁百校联盟联考)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周

期主族元素，其中X的简单氢化物的分子式为XH，Y为短周期中最活泼的

3

金属元素，Z的原子最外层电子数是其内层电子数的0.4倍，W的单质常温

下为气体。下列说法正确的是( )

A．Y的离子半径大于W的离子半径

B．若WO中各原子均满足8e稳定结构，则WO中既存在极性键，

22

－

13 / 22

又存在非极性键

C．X的简单氢化物的沸点小于与其同主族的短周期元素简单氢化物的

沸点

D．Z的氧化物在高温下与碳反应可制得一种半导体材料

7．(2017·武汉5月调研)下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、

W为短周期元素，W元素原子的核电荷数为Y元素的2倍。下列说法正确

的是 ( )

XY

WZ

T

A.元素X、W、Z在自然界中均可以游离态存在

B．元素X、Y、W的原子半径依次递增

C．实验室储存T的单质时，应在其表面覆盖少量的水

D．元素Z的氧化物是制作计算机芯片的材料

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8．A、B、C、D、E均为短周期主族元素，其原子序数依次增大。其

中A元素原子核内只有一个质子；A与C、B与D分别同主族；B、D两元

素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍。

请回答下列问题：

（1）由上述元素组成的下列物质中属于非电解质的是________(填字

母)。

A．AB B．DB

22

C．E D．CDB

223

（2）D元素在元素周期表中的位置为________；化合物CB中两种离

2

子的半径大小关系为________＞________(填离子符号)。

（3）实验室中欲选用下列装置制取并收集纯净干燥的E气体。

2

①实验中应选用的装置为________(按由左到右的连接顺序填写)；

②装置A中发生反应的离子方程式为___________________。

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【参考答案】

1．【解析】元素X、Y、Z原子序数之和为36，Y、Z在同一周期，Y、

Z不可能处于第四周期(第四周期两元素原子序数之和最小为39)；X、Z在

同一主族，若Y、Z处于第二周期，当为O、F、Cl时原子序数最大，三者

之和为8＋9＋17＝34，小于36，故Y、Z处于第三周期，X原子最外层电

子数是Y原子最外层电子数的3倍，则X、Z的最外层电子是3或6，当X、

Z的最外层电子是3时，Y最外层电子数为1，则Y的原子序数为11，Z的

原子序数为13，X的原子序数为36－11－13＝12，X不处于第ⅢA族，不

合题意；当X、Z的最外层电子是6时，Y最外层电子数为2，则Y的原子

序数为12，Z的原子序数为16，X的原子序数为36－12－16＝8，X处于第

16 / 22

ⅥA族，故X为O，Y为Mg，Z为S。Y为Mg，在加热条件下能与水反应

生成氢气和氢氧化镁，A项错误；Z的最高价氧化物对应的水化物化学式为

HSO，硫酸稳定，B项错误；离子的电子层数越多，离子半径越大，核外

24

电子排布相同时，离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子的半径

由大到小为Z>X>Y，C项错误；由X、Y、Z三种元素形成的化合物可以是

硫酸镁，含有离子键，D项正确。

【答案】D

2．【解析】周期表中原子半径最小的是H元素，则X为H，次外层是

最外层的1/3，原子核外电子排布只可能是，则Y为O，W与Y同主

族，短周期中只有S元素，W为S，X是H元素，则Z为＋1价，且原子序

数介于8与16 之间，因此Z是Na。Na与S处于同一周期，核电荷数较小

的Na元素原子半径更大，即r＞r＞rA项错误；ZX为NaH，H元素核

NaSO,

外稳定结构为K层2个电子，B项错误；四种元素组成的化合物有

NaHSO、NaHSO，二者的溶液均呈酸性，C项正确；O元素的非金属性比

34

S强，所以简单气态氢化物HO比HS稳定，D项错误。

22

17 / 22

【答案】C

3．【解析】M原子的最外层电子数是内层电子数的一半，则M为P(Li

不符合原子序数依次增大)，X与M同主族，且原子序数小于M，所以X为

N元素，M为P元素，N的单质是一种有色气体，可用于自来水的消毒，则

N是Cl元素，四种元素原子最外层电子数之和为19，则Y的最外层电子数

为19－5－5－7＝2，则Y为Mg。原子半径：r(Mg)>r(P)>r(Cl)>r(N)，即

r(Y)>r(M)>r(N)>r(X), A项错误；X与Y形成的化合物MgN溶于水生成氨

32

水和氢氧化镁，溶液显碱性，选项B正确；简单气态氢化物的热稳定性：

HCl>NH>PH，即N>X>M, C项错误；单质的熔点：Mg>P>Cl>N，即

3322

Y>M>N>X, D项错误。

【答案】B

4．【解析】地壳中含量最高的元素Z是氧元素，则丙为氧气，根据图

中信息可知A为烃，则X为氢，Y为碳，甲为氢气，乙为碳单质，B为二

氧化碳，C为水。X、Y、Z三种元素是氢、碳、氧，不能组成离子化合

物，A项错误；反应②为高温下碳与二氧化碳化合生成一氧化碳，属于化

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合反应，反应③为高温条件下水蒸汽与碳反应生成氢气和一氧化碳，属于

置换反应，B项正确；常温常压下，Z的氢化物为水，由于存在氢键，故其

熔点为同族最高，C项正确；氢原子半径最小，而同周期元素的原子半径从

左到右逐渐减小，故原子半径：Y>Z>X，D项正确。

【答案】A

5．【解析】A、B、C、D为短周期内原子序数依次增大的元素，X、

Y、N分别由这四种元素中的两种组成的常见化合物，Z是由以上三种元素

组成的化合物；Y为淡黄色固体，则Y为NaO，X与Y的摩尔质量相等，

22

均为78 g/mol，且X与酸反应生成M，Y能与N反应生成Z，硫与氧气摩尔

质量均为32 g/mol，所以X为NaS，M为HS，N为HO，Z为NaOH，故

222

A为H，B为O，C为Na，D为S；M可能是HS，也可能是NaHS，M的

2

相对分子质量大于N，但沸点可能M>N(M为NaHS)，也可能N>M(M为

HS)，A项错误；离子的核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布

2

相同时离子半径随原子序数的增大而减小，则简单离子半径：D>B>C>A，

B项正确；Z是NaOH，C项错误；反应中只有过氧化钠与水的反应是氧化

19 / 22

还原反应，D项错误。

【答案】B

6．【解析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其

中X的简单氢化物的分子式为XH，X为N元素，Y为短周期中最活泼的

3

金属元素，Y为Na元素，Z的原子最外层电子数是其内层电子数的0.4倍，

Z为Si元素，W的单质常温下为气体，W为Cl元素。Y的离子为Na，W

＋

的离子为Cl，后者多一个电子层，Y的离子半径小于W的离子半径，A项

－

错误；若WO中各原子均满足8e稳定结构，氧与两个氯原子各形成一个

2

－

共价键，两个氯原子间不形成化学键，则WO中只存在极性键，不存在非

2

极性键，B项错误；N的简单氢化物由于存在分子间氢键，其沸点高于与其

同主族的短周期元素简单氢化物的沸点，C项错误；工业制硅，用二氧化硅

与碳在高温下生成硅和一氧化碳，硅是一种半导体材料，D项正确。

【答案】D

7．【解析】根据元素在周期表中的位置可知，W元素原子的核电荷数

为Y元素的2倍，则W为S元素，Y为O元素，则X为N元素，Z为Si

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元素，T为Br元素。硅属于亲氧元素，在自然界中没有游离态存在，A项

错误；同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小，原子半径X＞Y，B项错

误；实验室储存溴的单质时，应在其表面覆盖少量的水，进行水封，减少

溴的挥发，C项正确；制作计算机芯片的材料是硅，不是二氧化硅，D项错

误。

【答案】C

8．【解析】根据题意可知：A是H元素，C是Na元素，B是O元素，

D是S元素，根据原子序数递增知E是Cl元素。

（1）水是弱电解质，NaSO是强电解质，Cl既不是电解质也不是非电

232

解质，二氧化硫是非电解质，选B。（2）S元素在元素周期表中的位置是第

三周期ⅥA族，相同电子层结构的微粒，核电荷数大的半径小，即O＞Na

2

－

＋

。（3）用浓盐酸与二氧化锰反应制取氯气，离子方程式中二氧化锰是难溶

物，写化学式。用饱和食盐水除去氯化氢，用浓硫酸干燥，用向上排空气

法收集氯气，用氢氧化钠溶液吸收尾气，因此装置顺序是AFEB。

【答案】（1）B （2）第三周期ⅥA族 O Na

2

－＋

21 / 22

（3）AFEB MnO＋4H＋2ClMn＋ClO

222

＋－＋

2

↑＋2H

22 / 22