2019-2020学年新教材高中化学课后作业21元素周期律新人教版必修第一册

课后作业（二十一）

［基础巩固］

一、元素原子结构的周期性变化

1.下列化合物中，阴离子和阳离子的半径之比最大的是（）

A.CsIB.NaF

C.KC1D.Lil

［解析］阳离子都为碱金属元素的阳离子，元素的核电荷核数越大，离子半径越大，阴

离子都为卤素阴离子，元素的核电核数越大，离子半径越大，则金属离子半径最小的是Li+,

阴离子半径最大的是r,所以阴离子半径和阳离子半径之比最大的是Lil。

［答案］D

2.下列各组元素中按微粒半径递增顺序排列的是（）

A.KNaLiB.N0F

C.Ca2+K+Cl-D.Ba2+Ca2+Mg2+

［解析］同主族自上而下原子半径逐渐增大，则原子半径大小为Li<Na<K,A错误；同

周期自左而右原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序为N>O>F,B错误；离子电子层结构

相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为Ca2+<K+〈C『，C正确；离子电子层

越多，离子半径越大，则离子半径大小为Ba?+〉Ca2+>Mg2+,D错误。

［答案］C

二、元素性质的周期性变化

3.对于随原子序数依次增大的11〜17号元素，下列说法中不正确的是（）

A.原子半径逐渐减小B.电子层数逐渐增多

C.最高正化合价逐渐增大D.元素的非金属性逐渐增强

［解析］在元素周期表中同一周期的元素从左到右原子半径依次减小，故A不符合题

意；在元素周期表中同一周期的元素电子层数相同，故B符合题意；在元素周期表第三周期,

元素的最高正价等于其最外层电子数，最外层电子数依次增多，故最高正化合价逐渐增大,

故C不符合题意。在元素周期表中，同一周期的元素从左到右，元素的非金属性逐渐增强,

故D不符合题意。

［答案］B

4.A、B两元素原子电子层数相同，如果A原子半径比B的大,则下列判断正确的是（）

A.两元素形成的最高价氧化物对应的水化物的酸性应是A强于B

B.A的气态氢化物比B的气态氢化物稳定

C.A的金属性比B的金属性强

D.A的阴离子比B的阴离子还原性弱

［解析］A、B两元素位于同周期，A的原子半径比B的大，则A位于B的左边，A元素

的金属性比B的强。

［答案］C

5.下列递变规律不正确的是（）

A.HC104,比SO,、H3P的酸性依次增强

B.钠、镁、铝的还原性依次减弱

C.HCKH2S.PL的稳定性依次减弱

D.P、S、C1三种元素的最高正化合价依次升高

［解析］非金属性：C1>S>P,元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性

越强，则HC10,、HzSO,、H3P04的酸性依次减弱，故A项错误;金属性：Na>Mg>Al,元素的金

属性越强，对应的单质的还原性越强，则钠、镁、铝的还原性依次减弱，故B项正确；非金

属性：C1>S>P,元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，故C项正确；P、S、C1三种

元素原子的最外层电子数分别为5、6、7,最高正化合价分别为+5、+6、+7,故D项正

确。

［答案］A

6.下列关于物质性质变化的比较，不正确的是（）

A.离子半径大小：S2->O2->Na+

B.气态氢化物稳定性：HBr<HCKHF

C.碱性强弱：KOH>NaOH>LiOH

D.还原性强弱：F->CJ>Br->I~

［解析］核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以0，->Na+,电

子层数多的离子，半径越大，因此离子半径大小为S?->02->Na+,A正确；非金属性：F>Cl>Br,

气态氢化物的稳定性为HBr〈HCl〈HF,B正确；金属性：K>Na>Li,对应最高价氧化物的水化

物的碱性为KOH〉NaOH>LiOH,C正确：非金属性：F>Cl>Br>L对应离子的还原性为FYC「

<Br-<I-,D错误。

［答案］D

7.X、Y、Z、MQ、R皆为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。下列

说法错误的是（）

A.Q的原子结构示意图为/

B.X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱

C.简单离子半径：M->Q+>R2-

D.Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸

［解析］由图推断Y为氧元素：X的原子半径小且只有+1价，X为氢元素；M的最高正

价是+7价，最低负价是一1价，为氯元素；Z的原子半径比氯元素小，最低负价是一3价，

最高正价是+5价，则为氮元素；Q只有+1价，原子半径大于氯原子，但小于只有+2价的

R,故Q代表钠元素、R代表钙元素。X、Y、Z三种元素分别代表H、0、N,可以形成硝酸、

硝酸锭及NHJHQ,B项正确;离子半径:Cr>Ca2+>Na+,C项错误；HCW、HfQ都是强酸,

D项正确。

［答案］C

8.目前，人类已经发现的非金属元素除稀有气体元素外共有16种，下列对这16种非

金属元素的判断不正确的是（）

①都是主族元素，原子的最外层电子数都大于3

②单质在反应中都只能作氧化剂

③对应的含氧酸都是强酸

④氢化物常温下都是气态，所以又叫气态氢化物

⑤氧化物与水反应都不会再生成气体

A.全部B.只有①

C.只有①②③D.只有①②④⑤

［解析］①H元素原子最外层电子数为1,错误；②出、L、S等都可作还原剂，②错误;

③HC10为弱酸，错误；④1L0常温下为液态，错误；⑤3N02+HQ=2HN03+N0,错误，故选

A项。

［答案］A

［能力提升］

9.短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的原子半径比Y的小，且X与丫的

最外层电子数之和等于Z的最外层电子数。X与W同主族，Z是地壳中含量最高的元素。下

列说法不正确的是()

A.原子半径的大小顺序：r(W)>r(Y)>r(Z)>r(X)

B.元素Z、W的简单离子的电子层结构相同

C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强

D.X、Y两种元素可形成分别含有10底和18e-的化合物

［解析］根据题意可以推断，Z为0,所以X为H,Y为N,W为Na。A项，根据电子层

数和核电荷数可知：r(Na)>r(N)>r(0)>r(H),正确；B项，02\Na*的核外电子数相等，均

为10,即电子层结构相同，正确；C项，稳定性：H20>NH：t,错误；D项，NH：,为10e-微粒，

而NM为18e微粒，正确。

［答案］C

10.根据下表信息，判断以下叙述正确的是()

部分短周期元素的原子半径及主要化合价

元素代号LMQRT

原子半径/nm0.1600.1430.0890.1020.074

主要化合价+2+3+2+6、—2-2

A.氢化物的沸点为H2T<H2R

B.单质与稀盐酸反应的速率为L〈Q

C.M与T形成的简单离子的半径：M<T

D.I?+与R?-的核外电子数相等

［解析］由信息表中的原子半径和主要化合价可以判断出T为0,R为S,Q为Be,M

为Al,L为Mg。HQ的沸点高于HSA错误；Mg的金属性强于Be,与HC1反应的速率Mg>Be,

错误；Al3\。2-相同的电子层数，核电荷数越大，半径越小，即r(A13+)〈r(0*,正确；Mg2

+与S?-的核外电子数为10、18不相等，错误.

［答案］C

11.四种短周期元素在周期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()

YZ

MX

A.原子半径Z<M

B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱

C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小

D.Z位于元素周期表中第二周期、第VIA族

［解析］由图可知，原子半径M>X>Y>Z,A项正确；非金属性X<Y<Z,因此B项错误，C

项正确；由于只有M为金属而M为第三周期元素，所以M为A1元素，则X、Y、Z为Si、N、

0元素，D项正确。

［答案］B

12.X、Y、W,Z是四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X的一种核素的质量数为18,中子数为10；Y和Ne原子的核外电子总数相差1；W的单

质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期主族元素中最强。

原

子

半

径

原子序数

请回答下列问题:

(DW位于元素周期表中第周期第族。画出X的阴离子的结构示意图:

(2)7的氢化物和滨化氢相比，较稳定的是(写化学式)。

(3)Y的金属性与Mg的金属性相比，的金属性强(写化学式)，请用实验证明它

们金属性的相对强弱：

(4)写出Y的最高价氧化物对应的水化物与Z的最高价氧化物对应的水化物发生反应的

化学方程式：___________________________

［解析］X、Y、MZ是四种常见的短周期元素，已知X的一种核素的质量数为18,中

子数为10,则X元素原子的质子数为18—10=8,故X为0元素；Y和Ne原子的核外电子

数相差1,Y为Na或F元素，由题图可知，Y原子半径大于氧原子，故Y为Na元素；W的单

质是一种常见的半导体材料•，原子序数大于Na元素，故W为Si元素；Z的非金属性在同周

期主族元素中最强，故Z为C1元素。

(DW为Si元素，原子核外电子数为14,有3个电子层，最外层电子数为4,处于周期

表中第三周期第IVA族。

(2)Z为C1元素,由于元素的非金属性：CDBr,故氢化物稳定性：HCl>HBr,即较稳定

的是HC1。

(3)同周期元素随原子序数增大原子半径减小，原子失去电子的能力逐渐减弱，元素的

金属性逐渐减弱，所以金属性：Na>Mg；元素的金属性越强，其单质与水或酸反应置换出氢

气就越容易，所以可以通过Na与冷水剧烈反应，而Mg与冷水反应较慢证明元素的金属性强

弱。

(4)Y的最高价氧化物对应的水化物NaOH是强碱,Z的最高价氧化物对应的水化物HC1O,

是一元强酸，二者发生酸碱中和反应，生成NaClO」和1U),发生反应的化学方程式是NaOH

+HC10i=NaC10i+Hz0。

(+8)2^

［答案］⑴三IVA'J(2)HC1

(3)NaNa与冷水剧烈反应，而Mg与冷水反应较慢(其他合理答案也可)

(4)NaOH+HClO(=NaC10,+H20

13.现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089nm)：

①②③④⑤⑥⑦⑧

原子半径/nm0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082

最高化合价+2+1+5+7+1+5+3

最低化合价-2-3-1-3

⑴⑧号元素在周期表中的位置是;上述元素处于同一主族的有

(用元素符号表示)。

(2)元素①和⑥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)含锂材料在社会中广泛应用，如各种储氢材料(LizNH等)、便携式电源材料(LiCoO?

等)。根据下列要求回答问题：

①:Li和；Li作核反应堆最佳热载体，lill和；LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是

(填序号)。

A.Q和Q互为同位素

B.；Li和;Li属于同种核素

C.liH和：LiD的化学性质不同

D.；LiH和；LiD是同种物质

②下列说法不正确的是(填序号)。

A.碱性：Be(0H)2<Li0H<Na0H<K0H

B.微粒半径:K>Na>Li>Li+

C.氧化性：Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+

D.金属性：Cs>Rb>K>Na>Li>Be

［解析］由题中及表中数据可知，①②③④⑤⑥⑦⑧分别位于第VIA族、第HA族、第

1A族、第VA族、第VIIA族、第1A族、第VA族和第IHA族。Be的原子半径为0.089nm,

Be的最高化合价为+2,②的最高化合价也是+2、半径比Be大，则②为Mg；③的最高化合

价为+1、半径比Mg小，则③是Li；⑥的最高化合价为+1、半径比Mg大，则⑥为Na；④

和⑦的最高化合价都是+5、最低化合价都是一3,则它们为第VA族元素，因为④的半径较

大，故④为P、⑦为N；根据同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，可知⑧为B、

①为0、⑤为C1。综上所述，①②③④⑤⑥⑦⑧分别为0、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。

(1)⑧号元素为B元素，在周期表中的位置是第二周期第HIA族；上述元素处于同一主

族的有两组，分别是Li和Na,N和P。

(2)元素①和⑥能形成两种化合物，分别为氧化钠和过氧化钠，其中较稳定的是过氧化

钠，过氧化钠与水反应的离子方程式为2岫202+240=4由++40爪+021。

(3)①;Li和(Li互为同位素，A正确；丸i和：；Li属于不同的核素，B错误；：LiH和liD

是同种物质(都是氢化锂)，化学性质几乎完全相同，C错误，D正确。②Be、Li、Na、K的

金属性依次增强，故其最高价氧化物对应水化物的碱性从弱到强的顺序为

Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOH,A正确；同一主族元素的原子半径随原子序数的增大而增大，同一

元素的原子半径大于其阳离子半径，故微粒半径：K>Na>Li>Li+,B正确；Li、Na、K、Rb、

Cs的金属性依次增强，故其阳离子的氧化性依次减弱，故氧化性从强到弱的顺序为Li+>Na

+>K+>Rb+>Cs+,C错误；同主族元素从上到下金属性依次增强，同周期元素从左到右金属性

依次减弱，金属性由强到弱的顺序为Cs>Rb>K>Na>Li>Be,D正确。

［答案］(1)第二周期第HA族Li和Na,N和P

+-

(2)2Na202+2H20=4Na+40H+02t

(3)①AD②C

14.下表为元素周期表的一部分，请参照元素①〜⑨在表中的位置，回答下列问题。

IA0

1①HAmANAVAVIAWA

2②③④

3⑤⑥⑦⑧⑨

(1)第三周期元素中非金属性最强的元素的原子结构示意图是。

(2)②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是(填化学式)。

⑶下列可以判断⑤和⑥金属性强弱的是(填序号)。

a.单质的熔点：⑤(⑥

b.化合价：⑤(⑥

c.单质与水反应的剧烈程度：⑤〉⑥

d.最高价氧化物对应水化物的碱性：⑤》⑥

(4)为验证第VUA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答:

少量⑨一浸有NaOH

的单质+［溶液的棉花

NaBr溶液史)"'

KI溶花三

cci4-c

①仪器A的名称是,A中发生反应的离子方程式是

②棉花中浸有NaOH溶液的作用是—

(用离子

方程式表示)。

③验证澳与碘的非金属性强弱：通入少量⑨的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管

内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到o该实验必须控制⑨单

质的加入量，否则得不出滨的非金属性比碘强的结论。理由是。

④第VIIA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到

下原子半径逐