新教材高中化学第四章物质结构元素周期律2_2元素周期表和元素周期律的应用课时作业含解析新人教版必修第一册 9页

元素周期表和元素周期律的应用 时间：45分钟 ‎1．科学家预测原子序数为114的元素，具有相当稳定的同位素，它的位置在第七周期第ⅣA族，称为类铅。关于它的性质，预测错误的是(　B　)‎ A．它的最外层电子数为4‎ B．它的最高价氧化物的水化物是强酸 C．它具有＋2、＋4价 D．它的金属性比铅强 解析：‎ ‎2．如图所示，元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。‎ 下列说法正确的是(　C　)‎ A．虚线左下方的元素均为非金属元素 B．紧靠虚线两侧的元素都是具有金属性和非金属性的金属元素 C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)‎ D．可在虚线的右上方，寻找耐高温材料 解析：A项，虚线左下方的元素均为金属元素，错误；B项，紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，错误；C项，元素周期表中的金属元素和非金属元素分界线附近的元素往往都既具有金属性，也具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，正确；D项，在过渡元素中可寻找耐高温材料，在非金属元素中寻找制农药的元素，错误。‎ ‎3．现在含有元素硒(Se)的保健品开始进入市场，已知硒元素与氧元素同主族，与钾元素同周期，则下列关于硒的叙述中不正确的是(　C　)‎ 9‎ A．原子序数为34‎ B．最高价氧化物的化学式为SeO3‎ C．非金属性比S强 D．气态氢化物的化学式为H2Se 解析：A项，硒元素与氧元素同主族，原子最外层有6个电子，原子核外有4个电子层，则其原子序数是8＋8＋18＝34，正确；B项，Se最外层有6个电子，最高正化合价为＋6价，最高价氧化物的化学式为SeO3，正确；C项，同一主族自上而下，元素的非金属性减弱，所以Se比S的非金属性弱，错误；D项，Se与S同主族，其气态氢化物的化学式为H2Se，正确。‎ ‎4.如图为周期表中短周期的一部分。已知a原子的最外层上的电子数目是次外层电子数目的一半，下列说法中不正确的是(　C　)‎ A．元素a的最高价氧化物的水化物的酸性比b的弱 B．元素a的原子半径比d的大 C．元素a的单质在空气中燃烧会导致“温室效应”‎ D．元素a的单质是一种良好的半导体材料 解析：由图知，d处于第二周期，a、b、c处于第三周期。a原子的最外层上的电子数是次外层电子数的一半，则a是Si，b是P，c为硫，d为氮元素，再由元素周期律可推出答案。‎ ‎5．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为14。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或Y原子最外层电子数的2倍。下列说法不正确的是(　D　)‎ A．X的氢化物的水溶液与其最高价氧化物对应的水化物溶液的酸碱性相反 B．Y的氧化物既可与强酸反应又可与强碱反应，并可用来制作耐火材料 C．X和Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液都是具有强氧化性的酸 D．Z的氢化物比X的氢化物更稳定 解析：‎ 9‎ 短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为14。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或Y原子最外层电子数的2倍，这说明X一定是第二周期元素，则Z的最外层电子数是6，因此Y的最外层电子数是3，则X的最外层电子数是14－6－3＝5，所以X是N，Y是Al，Z是S。X的氢化物的水溶液是氨水，与其最高价氧化物对应的水化物溶液硝酸的酸碱性相反，A正确；Y的氧化物氧化铝是两性氧化物，既可与强酸反应又可与强碱反应，并可用来制作耐火材料，B正确；X和Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液分别是浓硝酸和浓硫酸，都是具有强氧化性的酸，C正确；氮元素的非金属性强于硫，则N的氢化物比S的氢化物更稳定，D错误。‎ ‎6．运用元素周期律分析下面的推断，其中不正确的是(　B　)‎ A．已知Ra是第七周期第ⅡA族的元素，故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强 B．已知As是第四周期第ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强 C．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应比Na与水反应更剧烈 D．已知Cl的核电荷数比Al的核电荷数大，故Cl的原子半径比Al的原子半径小 解析：同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，故碱性Ra(OH)2比Mg(OH)2强；同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，故稳定性NH3大于AsH3；Na、Cs同主族，Cs原子半径大，金属性强，与水反应更剧烈；Al、Cl同周期，随着核电荷数的增大，原子半径逐渐减小。‎ ‎7.已知X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法中正确的是(　B　)‎ A．Z元素的原子序数可能比Y元素的小 B．Z元素的最高正化合价可能比Y元素的高 C．W的气态氢化物的稳定性一定比Y的强 D．Z的最高价氧化物对应水化物的酸性一定比W的强 解析：A项，Z元素在Y的下一周期，其原子序数一定比Y大；B项，当Z为P，Y为F时，P的最高正价为＋5，F的最高价为0；C项，根据同主族元素性质递变规律，Y的氢化物稳定性比W的氢化物稳定性强；根据元素周期律可知D项错误。‎ ‎8．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是(　A　)‎ A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8‎ B．原子半径的大小顺序为：rX>rY>rZ>rW>rQ 9‎ C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同 D．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强 解析：本题考查元素周期表和元素周期律知识，是高考常考点。首先根据短周期元素位置推知X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。A项，N、Al最高正价之和为8，A正确。B项，原子半径主要看电子层数，其次看核电荷数，所以原子半径大小顺序为r(Al)>r(S)>r(Cl)>r(N)>r(O)。C项，O2－与Al3＋核外电子数和电子层数相同。D项，酸性HClO4>H2SO4，故D错。‎ ‎9．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是(　D　)‎ A．X的非金属性是同周期中最强的 B．对应气态氢化物的稳定性：Y>Z C．对应简单离子半径：X>W D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应 解析：根据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素，又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠，Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅，Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：Z>Y，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简单离子半径：W>X，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠反应，D正确。‎ ‎10．甲～庚七种元素在周期表中的相对位置如下图，己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，甲和丁在同一周期，甲原子最外层与最内层具有相同电子数。下列判断正确的是(　D　)‎ 9‎ A．甲与戊的原子序数相差18‎ B．气态氢化物的稳定性：庚<己<戊 C．常温下，甲和乙的单质均能与水剧烈反应 D．丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维 解析：己的最高价氧化物对应水化物有强脱水性，已知己为硫元素；甲和丁在同一周期，即与硫元素在同一周期，又因甲原子最外层与最内层具有相同电子数，可知甲为镁元素，根据题中的各元素的相对位置可推断其他元素，乙为钙元素、丙为硼元素、丁为硅元素、戊为砷元素、庚为氟元素。硼与砷的原子序数相差28，A项错误；元素的非金属性：F>S>As，故气态氢化物的稳定性：HF>H2S>AsH3，B项错误；常温下，镁与水缓慢反应，C项错误；SiO2可以用于制造光导纤维，D项正确。‎ ‎11．如图中a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是(　D　)‎ a b c d e A.元素b位于第ⅥA族，有＋6、－2两种常见化合价 B．五种元素中，元素e的性质最稳定 C．元素c和d的最高价氧化物对应水化物的酸性：c>d D．元素c和e的气态氢化物的稳定性：c>e 解析：图中，a为稀有气体元素氦，是五种元素中最稳定的；b是氧元素，没有＋6价；c的非金属性比d弱，因此c的最高价氧化物对应水化物的酸性比d的弱；c的非金属性比e强，因此c的气态氢化的稳定性比e强。‎ ‎12．某同学设计如图所示元素周期表，已知Z元素的最外层电子数是次外层的3倍。空格中均有对应的元素填充。以下说法正确的是(　C　)‎ 9‎ A．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素 B．X和Z形成的化合物只有两种 C．X、Y元素最高价氧化物对应的水化物酸性：X>Y D．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是X的氢化物 解析：A项错误，白格中的稀有气体He、Ne、Ar为零族元素，不属于主族元素；B项错误，X为N、Z为O，二者形成的化合物有N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5；C项正确，X为N、Y为P，非金属性：N>P，故最高价含氧酸的酸性：硝酸>磷酸；D项错误，X为N、Y为P、Z为O，非金属性：O>N>P，非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，故氢化物最稳定的是H2O。‎ ‎13．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。‎ ‎(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)。‎ ‎①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si>Ge(用“>”或“<”表示)。‎ ‎②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置：第四周期第ⅣA族。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是作半导体材料。‎ ‎③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是锗(填“硅”或“锗”)。‎ ‎(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。‎ ‎①镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因：它们原子最外层电子数都是3。冶炼金属镓通常采用的方法是电解法。‎ ‎②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、NaOH溶液和硫酸(或盐酸)。‎ 解析：(1)①同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物，则元素的非金属性Si>Ge。②锗位于硅的下一周期，则锗在周期表中的位置是第四周期第ⅣA族，锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，因此锗可用于作半导体材料。③硅的非金属性强于锗，因此硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是锗。‎ 9‎ ‎(2)①由于镓与铝同主族，原子最外层电子数都是3，因此镓与铝性质相似；同主族自上而下元素的金属性逐渐增强，因此镓的金属性强于铝，所以冶炼金属镓通常采用的方法是电解法。②既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物是两性氢氧化物，为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、NaOH溶液和硫酸或盐酸。‎ ‎14．①～⑪在元素周期表的对应位置如图所示，用化学式或元素符号回答下列问题。‎ ‎ 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA ‎0‎ ‎2‎ ‎⑥⑦‎ ‎⑪‎ ‎3‎ ‎①‎ ‎③‎ ‎⑤⑧‎ ‎⑩‎ ‎4‎ ‎②‎ ‎④⑨‎ ‎(1)11种元素中，化学性质最不活泼的是Ar。‎ ‎(2)①②⑤中，最高价氧化物的水化物，碱性最强的是KOH。‎ ‎(3)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是K＋>Ca2＋>Mg2＋。‎ ‎(4)元素⑦的氢化物分子式为H2O，该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是2K＋2H2O===2K＋＋2OH－＋H2↑，该氢化物与元素⑧的单质反应的离子方程式是Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。‎ ‎(5)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为NaOH和HBrO4。①和⑨两元素形成化合物的化学式为NaBr，该化合物灼烧时焰色为黄色，该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为Cl2＋2Br－===2Cl－＋Br2。‎ ‎(6)①和⑤最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。‎ ‎(7)⑥和⑧形成的化合物的化学式为CCl4，该化合物溶解⑨的单质所得溶液为Br2的CCl4溶液。‎ ‎(8)⑧⑨⑪三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF。‎ 解析：首先根据元素在周期表中的位置推断出各种元素，然后根据元素周期律解答。‎ ‎15．有X、Y、Z三种元素的原子序数依次增大，且位于同周期，价电子数之和为10。它们的最高价氧化物的水化物之间，任意两种都能反应生成盐和水，M元素与上述三种元素位于相邻的周期，而M原子的L电子层上有4个电子，试写出：‎ ‎(1)X、Y、Z、M的元素符号：XNa YAl ZS MC。‎ ‎(2)Y位于元素周期表中第三周期，第ⅢA族。‎ ‎(3)Z的原子结构示意图为。‎ ‎(4)X单质跟水反应的离子方程式为2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑。‎ ‎(5)Y的最高价氧化物与Z的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为Al2O3‎ 9‎ ‎＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O。‎ ‎(6)X的氧化物的水化物与Y的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式为NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O。‎ 解析：首先推出M元素为6号元素即碳，则X、Y、Z为第三周期元素，因为它们的最高价氧化物的水化物任意两者均能反应，说明一定有Al元素，因为Al(OH)3是两性氢氧化物，即Y是铝，则X是钠，因为NaOH可以跟Al(OH)3作用，由价电子数确定Z是硫(S)。‎ ‎16．短周期元素Q、R、T、W在元素周期表中的位置如图所示，其中，T所处的周期序数与主族序数相等。请回答下列问题：‎ ‎(1)T的原子结构示意图为。‎ ‎(2)元素的非金属性(原子的得电子能力)：Q弱于W(填“强于”或“弱于”)。‎ ‎(3)W的单质与其最高价氧化物的水化物浓溶液共热能发生反应，生成两种物质，其中一种是气体，反应的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。‎ ‎(4)原子序数比R多1的元素的一种氢化物能分解为它的另一种氢化物，此分解反应的化学方程式是2H2O22H2O＋O2↑。‎ ‎(5)R有多种氧化物，其中甲的相对分子质量最小。在一定条件下，2 L的甲气体与0.5 L的氧气相混合，若该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留，所生成R的含氧酸盐只有一种，则该含氧酸盐的化学式是NaNO2。‎ 解析：根据T在元素周期表中的相对位置及T所处的周期序数与主族序数相等，判断T是Al，Q是C，R是N，W是S。(1)铝的原子结构示意图为。(2)Q(碳)的非金属性弱于W(硫)。(3)S与浓H2SO4反应的化学方程式为S＋2H2SO4(浓)3SO2↑＋2H2O。(4)原子序数比R(氮)多1的元素为氧元素，其氢化物有两种：H2O2和H2O，H2O2以分解生成H2O，化学方程式为2H2O22H2O＋O2↑。(5)相对分子质量最小的氮的氧化物是NO,2 L的NO气体与0.5 L的O2混合，反应生成1 L NO2，剩余1 L NO，NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，由反应方程式可知，生成的含氧酸盐为NaNO2。‎ 9‎ 9‎