高中化学人教版课时练习第四章第二节第2课时元素周期表和元素周期律的应用

二十八元素周期表和元素周期律的应用【学习理解】共45分一、选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)1．(2021·惠州高一检测)中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利，该发明为硒(Se，与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法，有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是()A．氢化物热稳定性：H2Se>H2OB．该方法制备的硒纳米颗粒是胶体C．酸性：H2SO4<H2SeO4D．与S相比，Se与H2更难反应【解析】选D。O与Se同主族，原子序数Se>O，所以Se元素的非金属性弱于O元素，则氢化物的稳定性H2Se<H2O，A错误；制备的硒纳米颗粒是纯净物，不是胶体，B错误；非金属性Se<S，则最高价氧化物的水化物的酸性：H2SO4>H2SeO4，C错误；非金属性越强越容易与氢化合，故与S相比，Se与H2更难反应，D正确。2．(2021·南京高一检测)某元素X的气态氢化物化学式为H2X，下列叙述不正确的是()A．该元素的原子最外电子层上有6个电子B．该元素最高价氧化物的化学式为XO2C．该元素是非金属元素D．该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4【解析】选B。根据元素X的化学式H2X，元素X显－2价，位于周期表中第ⅥA族，原子最外层有6个电子，故A正确；根据A项，元素X最低负价为－2价，则最高正价为＋6价，最高价氧化物的化学式为XO3，故B错误；一般情况下，存在气态氢化物的元素为非金属元素，故C正确；根据B项分析，最高正价为＋6价，则最高价氧化物对应水化物的化学式为H2XO4，故D正确。【补偿训练】科学家已正式将原子序数为114的元素命名为，下面关于它的原子结构和性质预测不正确的是()A．该元素原子的最外层电子数为4B．其常见价态为＋2、＋4C．它的金属性比铅强D．它的原子半径比第115号元素的原子半径小【解析】选D。根据114号元素的原子序数，可推知该元素在周期表中位于第七周期第ⅣA族，其与碳是同一主族元素，该元素最外层电子数为4，其有＋2价、＋4价，A、B项正确；114号元素与铅为同一主族元素，根据同主族元素从上到下金属性逐渐增强，可知该元素的金属性比铅强，C项正确；114号元素与115号元素位于同一周期，根据同周期元素原子半径逐渐减小可知，114号原子半径大于115号原子半径，D项不正确。3．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是()A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径逐渐减小D．eq\o\al(\s\up1(35),\s\do1(17))Cl与eq\o\al(\s\up1(37),\s\do1(17))Cl得电子能力相同【解析】选D。A项，同主族的非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，其最高价含氧酸的酸性依次减弱；B项，K＋、Ca2＋、S2－、Cl－的核外电子排布相同，但化学性质不同，如S2－、Cl－具有还原性，而K＋、Ca2＋具有氧化性，错误；C项，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大其微粒半径越小，则半径：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，错误；D项，eq\o\al(\s\up1(35),\s\do1(17))Cl与eq\o\al(\s\up1(37),\s\do1(17))Cl属于同种元素，具有相同的核外电子排布，化学性质相同，原子得电子能力相同，正确。4．(2021·赤峰高一检测)某短周期主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，由此可以判断()A．R可能是第二周期元素B．R一定是ⅥA族元素C．R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定D．R气态氢化物化学式为H2R【解析】选C。某短周期主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为6，这说明最高价是＋7价，最低价是－1价，因此是氯元素。氯元素是第三周期元素，A错误；氯元素是ⅦA族元素，B错误；同周期自左向右非金属性逐渐增强，氢化物的稳定性逐渐增强，则氯的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定，C正确；氯的气态氢化物化学式为HCl，D错误。5．(2021·吉林高一检测)镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31，属于第ⅢA族。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－120℃。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是()A．镓是制造高温温度计的上佳材料B．镓能溶于强酸和强碱中C．镓与锌、锡、铟等金属制成的合金，可用在自动救火的水龙头中D．近年来，镓成为电子工业的新宠，其主要用途是制造半导体材料，被誉为“半导体家族的新成员”，这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质【解析】选D。镓的熔点为29.78℃，沸点高达2403℃；镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－【补偿训练】居室装修用的石材放射性的监测常用eq\o\al(\s\up1(226),\s\do1(88))Ra作为标准，居里夫人因对Ra元素的研究两度获得诺贝尔奖。下列叙述中正确的是()A．一个eq\o\al(\s\up1(226),\s\do1(88))Ra原子中含有138个中子B．Ra元素位于元素周期表中第六周期第ⅡA族C.RaCO3不能与盐酸反应D．Ra(OH)2是一种两性氢氧化物【解析】选A。由质量数等于质子数与中子数之和可知1个该原子中含有的中子数是226－88＝138，A正确；由第六周期的0族元素氡的原子序数为86可知，该元素位于第七周期第ⅡA族，B错误；Ra在Ba的下面，其碳酸盐应与CaCO3、BaCO3性质相似，能与盐酸反应，C错误；主族元素从上到下金属性依次增强，故Ra元素金属性较强，其最高价氧化物对应的水化物碱性也较强，不会具有两性，D错误。6．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外层电子数之和为21。下列关系正确的是()WXYZA.氢化物稳定性：W>ZB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Y>WC．阴离子的还原性：W<XD．简单离子的半径：Y<X【解析】选D。综合图示和已知条件可知，W、X、Y、Z分别为N、O、Al、Cl。氢化物的稳定性：HCl>NH3，A错误；最高价氧化物对应水化物的酸性：Al(OH)3<HNO3，B错误；X元素的非金属性比W的强，因此阴离子的还原性W>X，C错误；Al3＋和O2－核外电子排布相同，根据“序大径小”规律可知，离子半径：Al3＋<O2－，D正确。二、非选择题(本题共1小题，共15分)7．(2021·济南高一检测)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表。元素编号元素性质或原子结构TM层上有6个电子X最外层电子数是次外层电子数的2倍Y常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性Z元素最高正价是＋7价(1)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________________。(2)元素Y与氢元素形成一种离子YHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))，0.5mol该粒子中所含电子数为____________。(3)元素Z在周期表中的位置是________________________，元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填序号)。A．常温下Z的单质和T的单质状态不同B．Z的氢化物比T的氢化物稳定C．一定条件下，Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质性质的差异性是学习化学的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是____________，理由是______________________________________________。【解析】由题意知，T为硫、X为碳、Y为氮、Z为氯。(1)碳元素的一种核素eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C可测定文物年代。(2)NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))是10e－粒子，0.5molNHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))含有电子0.5mol×10NA＝5NA。(3)Cl位于第三周期第ⅦA族，元素Cl与S相比，非金属性较强的是Cl，可用氢化物的稳定性、非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱及非金属单质的置换反应等来判断。(4)T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、H2CO3、HNO3、HClO4，其中只有H2CO3是弱酸，其余均为强酸。答案：(1)eq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))C(2)5NA(3)第三周期第ⅦA族ClB(4)H2CO3H2CO3为弱酸【应用实践】共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)8．(2021·廊坊高一检测)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，在所有物质中，A的单质密度最小，B的一种氧化物是温室气体，A、C组成的化合物常温下为液态，在短周期元素中，D的半径最大，则下列说法错误的是()A．原子半径：D>B>CB．元素的非金属性：B>C>AC．A、B、C、D可以形成化合物D．A分别与B、C形成的简单化合物中，A与B形成的简单化合物的熔点低【解析】选B。A的单质密度最小，A为氢元素，B的氧化物是一种温室气体，B为碳元素，A、C组成的化合物常温下为液态，C为氧元素，短周期元素中，D的半径最大，D为钠元素。A项，原子半径Na>C>O，正确；B项，非金属性：O>C>H，错误；C项，四种元素可形成化合物NaHCO3，正确；D项，CH4和H2O相比，CH4为气体，熔点低，正确。9．(2021·鸡西高一检测)已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法正确的是()A.原子半径：Z>Y>XB．X元素位于第二周期C．气态氢化物的热稳定性：X>Y>ZD．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Y>Z>X【解析】选B。由X、Y、Z为短周期元素及三者位置可推测X元素位于第二周期，B正确；原子半径Z>X>Y，A错误；非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，因非金属性Y>X>Z，则气态氢化物热稳定性Y>X>Z，最高价氧化物对应水化物的酸性Y>X>Z(X、Y不是O、F)，若X、Y为O、F，则无最高价氧化物，C、D错误。【补偿训练】元素周期表是学习和研究化学的重要工具。短周期元素甲～戊在元素周期表中的位置如图所示，下列判断正确的是()甲乙丙丁戊A.原子半径：甲>丁B．原子核外电子层数：乙<丁C．原子核外最外层电子数：丙>丁>戊D．元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：丁>戊【解析】选B。短周期的五种元素分别位于第二、第三周期，具体元素无法确定。根据元素周期律可知原子半径：甲<丁，A项错误；原子核外电子层数：乙<丁，B项正确；原子核外最外层电子数；丙>戊>丁，C项错误；元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：丁<戊，D项错误。10．(2021·华南师大附中高一检测)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：H2O＞NH3＞SiH4B．氢元素与其他元素形成的化合物中氢元素可以显＋1价，也可以显－1价C．如图所示实验可证明元素的非金属性：Cl＞C＞SiD．用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族【解析】选C。C、N、O属于同周期元素，从左至右，非金属性依次增强，原子序数C＜N＜O，非金属性O＞N＞C，C、Si属于同主族元素，从上到下，非金属性依次减弱，原子序数C＜Si，非金属性C＞Si，则非金属性O＞N＞Si，非金属性越强，氢化物越稳定，气态氢化物的稳定性H2O＞NH3＞SiH4，故A正确；如H与F、Cl、Na形成的化合物HF、HCl、NaH中氢元素分别为＋1，＋1，－1价，故B正确；利用最高价含氧酸的酸性比较非金属性强弱，HCl不是最高价含氧酸，则不能比较Cl、C的非金属性，故C错误；118号元素的原子序数为118，质子数为118，核外电子数为118，其原子结构示意图为，它的原子结构中有7个电子层，最外层电子数为8，则第118号元素在周期表中位于第七周期0族，故D正确。11．(2021·萍乡高一检测)被誉为“矿石熊猫”的香花石，由我国地质学家首次发现。香花石由前20号元素中的6种组成，分别为X、Y、Z、W、R、T。其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同族，Y、Z、R、T位于同周期，R最外层电子数是次外层的3倍，T无正价，X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是()A．原子半径：Y＞Z＞R＞TB．气态氢化物的稳定性：W<R<TC．最高价氧化物对应的水化物的碱性：X＞ZD．XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同【解析】选D。“矿石熊猫”香花石由前20号元素中的6种组成，其中R原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍，R原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则R为O；Y、Z、R、T位于同周期，即处于第二周期，T无正价，则T为F；Z的最外层电子数与次外层电子数相等，则Z为Be；Y为金属元素，则Y为Li；X、Z位于同主族，则X为Mg或Ca，若X为镁元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，则eq\f(12＋8,2)＝10，推出W为氖元素不符合题意，若X为钙元素，则由X与R原子序数之和是W的2倍，则eq\f(20＋8,2)＝14，推出W为Si，符合题意。Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、T为氟元素，位于同周期，元素的原子半径从左向右逐渐减小，即原子半径：Y＞Z＞R＞T，选项A正确；W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素，非金属性F＞O＞Si，则气态氢化物的稳定性W<R<T，选项B正确；X为钙元素、Z为铍元素，金属性Ca＞Be，则最高价氧化物对应的水化物的碱性：氢氧化钙＞氢氧化铍，选项C正确；XR2、WR2两化合物分别为CaO2、SiO2，CaO2中O为－1价，SiO2中O为－2价，选项D错误。二、非选择题(本题共1小题，共15分)12．(2021·长沙高一检测)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。如图是元素周期表的一部分。回答下列问题：(1)N在元素周期表中的位置为第________周期________族。根据元素周期律，预测酸性强弱：H3AsO4________(填“＞”或“＜”)H3PO4。(2)S的最高化合价和最低化合价的代数和为________，Se与H2的反应比S与H2的反应________(填“难”或“易”)。(3)Br2具有较强的氧化性，SO2具有较强的还原性，将SO2气体通入溴水后，溶液中主要存在的离子是____________(填离子符号)。(4)下列说法错误的是________(填序号)。①C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小②Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强③由元素周期律可直接推断出酸性：H2SO3＜HClO4④HF、HCl、HBr、HI的稳定性逐渐减弱【解析】(1)N位于第二周期ⅤA族；根据同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，可推断出H3AsO4的酸性小于H3PO4的酸性；(2)S位于ⅥA族，最高正价为＋6，最低负价为－2，二者的代数和是4；根据同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱可知，单质与H2化合难度逐渐增大；(3)较强氧化性的Br2与较强还原性的SO2在水中发生氧化还原反应，离子方程式是Br2＋SO2＋2H2O=2Br－＋SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))＋4H＋，则溶液中主要存在的离子是Br－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))、H＋；(4)①同周期元素从左到右，元素的原子半径逐渐减小，①正确；②同周期元素从左到右，元素原子的核电荷数逐渐递增，元素的非金属性逐渐增强，②正确；③S和Cl同周期，同周期元素从左到右，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，但H2SO3不是S最高价含氧酸，它与HClO4之间的酸性强弱不能直接用元素周期律推断，③错误；④同主族元素从上到下，氢化物的稳定性逐渐减弱，④正确。答案：(1)二ⅤA＜(2)4难(3)H＋、Br－、SOeq\o\al(\s\up1(2－),\s\do1(4))(4)③【补偿训练】A、B、C、D、E五种短周期主族元素，前三种元素在周期表中的位置如图所示：A、B、C三种元素中有两种元素的最高价氧化物对应的水化物是强酸，D元素的原子半径在短周期元素中最大，E是最高正价为＋1的非金属元素。(1)C在周期表中的位置是____________。(2)A、B、C三种元素中两种元素所形成的两种强酸的分子式分别为____________________________；上述五种元素形成的简单离子中，电子层结构相同的离子的半径由大到小的顺序为______________________。(3)举例说明C的非金属性比B的非金属性强：______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)D的单质与E所形成的最常见化合物能发生剧烈反应，写出相应的离子方程式：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。A、E之间形成的最简单化合物(过量)与C的单质混合后可得到一种单质和一种盐，对应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________。【解析】由题给信息可知，D是钠元素，E是氢元素，由A、B、C三种元素形成酸的情况可知，A是氮元素，B是硫元素，C是氟元素。N3－、F－、Na＋三种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小。F2与NH3之间发生置换反应时生成的单质是N2，盐是NH4F答案：(1)第二周期ⅦA族(2)HNO3、H2SO4N3－>F－>Na＋(3)HF比H2S稳定(其他合理答案也可)(4)2Na＋2H2O=2Na＋＋H2↑＋2OH－8NH3＋3F2=6NH4F＋N【迁移创新】共20分非选择题(本题共1小题，共2