浙江专用2024-2025学年新教材高中化学课时检测21元素性质的周期性变化规律含解析新人教版必修第一册

PAGE13-元素性质的周期性改变规律(40分钟70分)一、选择题(本题包括8小题,每小题6分,共48分)1.(2024·佛山高一检测)下列各组比较中,错误的是 ()A.半径:F->Na+>Mg2+>Al3+B.热稳定性:PH3>H2S>HClC.酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4D.还原性:Br->Cl->F-【解析】选B。电子层相同,核电荷数越多半径越小,所以半径:F->Na+>Mg2+>Al3+,A正确;非金属性越强氢化物越稳定,所以热稳定性:PH3<H2S<HCl,B错误;非金属性越强最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4,C正确;卤素从上往下对应单质的氧化性渐渐减弱,对应离子的还原性渐渐增加,所以还原性:Br->Cl->F-,D正确。【补偿训练】依据元素周期表和元素周期律分析下面的推断,其中错误的是()A.铍(Be)原子的失电子实力比镁弱B.砹(At)的氢化物不稳定C.硒(Se)化氢比硫化氢稳定D.氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强【解析】选C。同主族元素自上而下金属性渐渐增加,则铍(Be)原子的失电子实力比镁弱,A正确;同主族自上而下非金属性渐渐减弱,则砹(At)的氢化物不稳定,B正确;同主族自上而下非金属性渐渐减弱,氢化物的稳定性渐渐减弱,因此硫化氢比硒(Se)化氢稳定,C错误;同主族自上而下金属性渐渐增加,最高价氧化物对应水化物的碱性渐渐增加,则氢氧化锶[Sr(OH)2]比氢氧化钙的碱性强,D正确。2.(2024·宁德高一检测)下列比较中不正确的是 ()A.金属性:Na>Mg>AlB.原子半径:S>O>FC.碱性:Mg(OH)2>KOH>NaOHD.氧化性:F2>Cl2>Br2【解析】选C。金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性K>Na>Mg,故碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)2。【补偿训练】探讨表明26Al可以衰变为26Mg,可以比较这两种元素金属性强弱的方法是()A.比较这两种元素的单质的密度和熔点B.在氯化铝和氯化镁的溶液中分别滴加过量的氨水C.将空气中久置的镁带和铝片分别置于热水中,并滴入酚酞溶液D.比较26Al、26Mg与相同浓度的盐酸反应的速率大小【解析】选D。单质的密度和熔点为物理性质,不能作为推断金属性强弱的依据,A错误;氯化铝和氯化镁与过量氨水反应均产生白色沉淀,不能作为推断依据,B错误;镁带和铝片表面均能形成致密的氧化膜,阻挡镁、铝与水的反应,C错误;可以比较26Al、26Mg与相同浓度的盐酸反应的速率大小,D正确。3.科学家预料原子序数为114的元素,具有相当稳定的同位素,它的位置在第七周期ⅣA族,称为类铅。关于它的性质,预料错误的是 ()A.它的最外层电子数为4B.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】选B。由题意知,该元素位于ⅣA族铅元素下面,金属性比铅强,D正确,B错误;因处于ⅣA族,其原子最外层有4个电子,A正确;由ⅣA族元素常见化合物(如CO、CO2、PbO2、PbSO4)推知,该元素有+2、+4价,C正确。【补偿训练】下列有关比较正确的是 ()A.碱性:NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3B.氢化物稳定性:HF>HCl>PH3C.原子半径:S>F>OD.酸性:HClO>HNO3>H2CO3【解析】选B。因金属性:Na>Mg>Al,碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,A错误;非金属性:F>Cl>P,氢化物稳定性:HF>HCl>PH3,B正确;同周期主族元素随原子序数递增,原子半径渐渐减小,因此原子半径:O>F,C错误;酸性HNO3>H2CO3>HClO,D错误。4.从原子序数11依次增加到17,下列所述递变关系错误的是()A.原子电子层数不变B.从钠到铝金属性增加C.最高正价数值渐渐增大D.从硅到氯负价从-4→-1【解析】选B。同周期元素从左到右金属性渐渐减弱,B错误。【补偿训练】门捷列夫在描述元素周期表时,很多元素尚未发觉,但他为第四周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预料,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发觉,并证明门捷列夫当时的预料相当精确。依据元素周期律,下列有关X性质的描述中错误的是 ()A.X单质不易与水反应B.XO2可被碳或氢还原为XC.XCl4的沸点比SiCl4的高D.XH4的稳定性比SiH4的高【解析】选D。依据元素周期律,同主族元素随着原子序数的递增,非金属性减弱,气态氢化物的稳定性减弱,D错误。5.下列排列错误的是 ()A.粒子半径:Al3+>Mg2+>Na+>F-B.稳定性:HF>NH3>SiH4C.酸性:H4SiO4<H3PO4<H2SO4<HClO4D.碱性:Al(OH)3<Mg(OH)2<Ca(OH)2<KOH【解析】选A。电子层结构相同的离子,其半径随原子序数的增大而减小,则半径:Al3+<Mg2+<Na+<F-,A错误;非金属性:F>N>Si,氢化物的稳定性HF>NH3>SiH4,B正确;非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,C正确;金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,D正确。6.(2024·北京高一检测)X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在周期表中相对位置如图所示。若Y原子的最外层电子是内层电子数的3倍,下列说法正确的是 ()A.X的气态氢化物比Y的稳定B.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强C.Z的非金属性比Y的强D.X与Y形成的化合物都易溶于水【解析】选B。同周期从左到右元素的非金属性增加,则非金属性Y>X,所以Y的气态氢化物比X的稳定,A错误;同周期从左到右元素的非金属性增加,则非金属性W>Z,所以W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强,B正确;同主族元素从上到下非金属性减弱,则非金属性Y>Z,C错误;X与Y形成的化合物NO不溶于水,故D错误。7.(2024·上海高一检测)短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示,金属元素Y位于金属元素与非金属元素交界处,下列说法错误的是()A.Y的原子半径肯定最大B.X的气态氢化物最稳定C.Y的氧化物可溶于强碱溶液D.Z的最高价氧化物对应水化物酸性肯定最强【解析】选D。由短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置,可知W、X处于其次周期,而Y与Z处于第三周期,且金属元素Y位于金属元素与非金属元素交界处,可知Y为Al,则W为B、X为N、Z为P。同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故Y的原子半径最大,故A正确;N元素的非金属性最强,气体氢化物中NH3最稳定,故B正确;氧化铝能与强碱溶液反应,故C正确;上述元素中N元素的非金属性最强,最高价氧化物对应水化物中硝酸的酸性最强,故D错误。【补偿训练】电子层数相同的三种元素X、Y、Z,它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的依次为HXO4>H2YO4>H3ZO4,下列推断不正确的是 ()A.原子半径X>Y>ZB.气态氢化物稳定性X>Y>ZC.元素原子得电子实力由强到弱X>Y>ZD.单质与氢气反应由易到难X>Y>Z【解析】选A。三种元素电子层数相同,则其位于同一周期,由酸HXO4>H2YO4>H3ZO4,知非金属性X>Y>Z,同周期从左到右非金属性渐渐增加,则原子序数为X>Y>Z。原子半径为X<Y<Z,A错误;非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,气态氢化物稳定性为X>Y>Z,B正确;非金属性越强,得电子实力越强,则元素原子得电子实力为X>Y>Z,C正确;非金属性越强,与氢气化合越简洁,单质与氢气反应由易到难依次为X>Y>Z,D正确。8.(2024·北京高一检测)卤族元素随着原子序数的增大,下列递变规律正确的是 ()A.原子半径渐渐增大B.单质的氧化性渐渐增加C.单质熔、沸点渐渐降低D.气态氢化物稳定性渐渐增加【解析】选A。同主族自上而下,元素的非金属性渐渐减弱,单质的氧化性渐渐减弱;卤族元素随着原子序数的增大,单质熔、沸点渐渐上升;同主族自上而下,元素的非金属性渐渐减弱,气态氢化物稳定性渐渐减弱。【补偿训练】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.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8B.原子半径的大小依次为r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)>r(Q)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酸性比Q的强【解析】选A。X在ⅤA族,Z在ⅢA族,5+3=8,A正确;原子半径r(Z)>r(W)>r(Q)>r(X)>r(Y),B错误;由Y、Z在周期表中的位置可知Y2-与Z3+具有相同的电子层结构,C错误;非金属性Q>W,故Q的最高价氧化物对应水化物酸性比W的强,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共22分)9.(10分)下表是元素周期表的一部分。依据表中元素的位置,回答下列问题:(1)元素②最外层有个电子,最低化合价为。

(2)元素⑤位于元素周期表中第周期族。

(3)元素③、④、⑦的简洁离子中,半径最小的是(填离子符号,下同),半径最大的是。

(4)元素①、②形成的一种化合物可用于漂白,是利用其。

【解析】由元素在元素周期表中的位置,可推断出,①为H,②为O,③为F,④为Na,⑤为Al,⑥为S,⑦为Cl。(1)②为氧元素,最外层有6个电子,最低化合价为-2。(2)Al位于元素周期表中第三周期ⅢA族。(3)具有相同电子层结构的离子,核电荷数大的离子半径小,所以Na+的半径最小;离子的电子层数越多,其半径越大,Cl-的半径最大。(4)H2O2可用于漂白,是利用其强氧化性。答案:(1)6-2(2)三ⅢA(3)Na+Cl-(4)强氧化性【补偿训练】下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。(1)把与下面元素有关性质相符的曲线标号填入相应的空格中:①第ⅡA族元素的价电子数。

②第三周期元素的最高化合价。

③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径。

(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4;M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3;N-、Z+、X+的半径渐渐减小;化合物XN常温下为气体。据此回答:①X为(名称),Y为(元素符号),Z原子结构示意图为。

②N的最高价氧化物的水化物的化学式为。

③M的最高价氧化物的化学式为。

【解析】(1)①第ⅡA族元素的价电子数都是2,b符合。②第三周期元素的最高化合价从+1价渐渐增大到+7价,c符合。③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径为F->Na+>Mg2+>Al3+,a符合。(2)已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,则Y为O。M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3,则M为Si。由X、Y、Z、M、N的原子序数关系和N、Z、X的简洁离子形式可知,N为Cl,Z为Na,X为H。答案:(1)①b②c③a(2)①氢O②HClO4③SiO210.(12分)下表为元素周期表中的一部分。用化学式或元素符号回答下列问题:(1)①③⑤中,最高价氧化物对应的水化物,碱性最强的是。

(2)②③④中形成的简洁离子半径由大到小的依次是。

(3)①和⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式为和。①和⑨两元素形成化合物的化学式为,该化合物的溶液与元素⑧的单质反应的离子方程式为

。

(4)⑧⑨三种元素形成的气态氢化物中最稳定的是,三者非金属性的强弱依次为。

【解析】(1)①、③、⑤最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3,故碱性最强的是NaOH。(2)②、③、④形成的简洁阳离子分别为K+、Mg2+、Ca2+,其离子半径大小依次为K+>Ca2+>Mg2+。(3)①、⑨的最高价氧化物对应水化物分别为NaOH、HBrO4;①和⑨两元素形成化合物的化学式为NaBr,Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。(4)⑧、⑨、分别为Cl、Br、F,三者非金属性强弱依次为F>Cl>Br,三种元素形成的气态氢化物中最稳定的是HF。答案:(1)NaOH(2)K+>Ca2+>Mg2+(3)NaOHHBrO4NaBrCl2+2Br-Br2+2Cl-(4)HFF>Cl>Br(20分钟30分)1.(6分)2019年11月20日是我国神舟一号飞船放射胜利20周年纪念日。飞船的太阳能电池板有“飞船血液”之称A.砷元素符号为As,位于元素周期表中第四周期ⅤA族B.酸性:砷酸>磷酸C.镓元素符号为Ga,单质不能与水反应D.碱性:Ga(OH)3<Al(OH)3【解析】选A。砷元素符号为As,与N、P同主族,处于元素周期表中第四周期ⅤA族,故A正确;同主族元素从上到下元素非金属性减弱,非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,故酸性:磷酸>砷酸,故B错误;镓元素符号为Ga,处于第ⅢA族,金属性比Al强,应能与水反应,故C错误;同主族元素从上到下金属性渐渐增加,金属性Al<Ga,故碱性Ga(OH)3>Al(OH)3,故D错误。2.(6分)香花石化学式为X3Y2(ZWR4)3T2,它由前20号元素中的6种组成,其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层相等,X、Z位于同主族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价且在同周期中原子半径最小,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、WR2两化合物中R的化合价相同【解析】选D。依据T无正价且在同周期中原子半径最小,推出T为氟元素;Z的最外层电子数与次外层相等,Z为铍元素;Y、Z、R、T位于同周期即同在其次周期,R最外层电子数为次外层的3倍,则R为氧元素;Y、Z为金属元素,Y只能为锂元素;X、Z位于同主族,则X为镁元素或钙元素;若X为镁元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,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,推出W为硅元素,即X、Y、Z、R、W、T分别为钙、锂、铍、氧、硅、氟;同周期,元素的原子半径从左向右渐渐减小,即Y>Z>R>T,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,B正确;X为钙元素、Z为铍元素,钙的金属性强,则最高价氧化物对应的水化物碱性X>Z,C正确;XR2、WR2两化合物为CaO2、SiO2,因钙元素为+2价、硅元素为+4价,则R的化合价分别为-1、-2价,即XR2、WR2两化合物中R的化合价不相同,D错误。【补偿训练】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是次外层2倍,Y是非金属性最强的元素,Z原子半径在同周期元素中最大,W可与Z形成离子化合物Z2W。下列说法正确的是 ()A.四种元素在自然界均不能以游离态存在B.X、Z、W均可形成两种常见氧化物C.元素X、Y、W的最高化合价均与其族序数相等D.离子半径:W>Z>Y【解析】选B。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X最外层电子数是次外层2倍,则X是碳元素。Y是非金属性最强的元素,Y是氟元素。Z原子半径在同周期元素中最大,所以Z是Na。W可与Z形成离子化合物Z2W,则W是S。碳和硫在自然界能以游离态存在,A错误;X、Z、W均可形成两种常见氧化物,即CO、CO2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3,B正确;F没有正价,C错误;离子的电子层数越多,离子半径越大,在核外电子排布相同的条件下,离子半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:W>Y>Z,D错误。3.(9分)(2024·厦门高一检测)现有下列短周期元素性质的数据:(1)请写出以下元素的元素符号②,⑦,⑧。

(2)②③⑧三种元素的最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是(填化学式)。请设计试验证明:(可不填满)

试验操作试验现象(a)

(b)

(c)

(3)④⑤两种元素的非金属性强弱关系为(填元素符号)。请用一个化学反应方程式证明:

。

【解析】同周期元素的原子半径从左向右渐渐减小,同主族元素的原子半径从上到下渐渐增大,短周期元素中,①④都有最低价-2,①④处于ⅥA族,①只有最低价-2,则①为O,④为S,③⑥都只有最高正价+1,处于ⅠA族,③的原子半径较大,⑥原子半径不是全部元素中最小的,故⑥为Li,③为Na;⑤有+7、-1价,则⑤为Cl;⑦有最高价+5、最低价-3,处于ⅤA族,⑦为N;⑧有最高价+3,处于ⅢA族,原子半径大于Cl,则⑧为Al,②有+2价,原子半径大于Al,②是Mg。(1)依据以上分析可知②、⑦、⑧分别是Mg、N、Al;(2)②③⑧三种元素中金属性是Na>Mg>Al,则最高价氧化物对应水化物的碱性最强的是NaOH。依据氢氧化铝是两性氢氧化物能溶于强碱,氢氧化镁是中强碱可设计试验证明(见答案);(3)同周期自左向右非金属性渐渐增加,则④⑤两种元素的非金属性强弱关系为Cl>S或S<Cl,可以依据相互之间的置换反应推断,即Cl2+Na2S2NaCl+S↓或Cl2+H2S2HCl+S↓。答案:(1)MgNAl(2)NaOH试验操作试验现象(a)向MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量产生白色沉淀,NaOH过量后不消逝(b)向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量产生白色沉淀,NaOH过量后沉淀消逝(3)Cl>S(或S<Cl)Cl2+Na2S2NaCl+S↓(或Cl2+H2S2HCl+S↓)4.(9分)四种常见的短周期非金属元素在周期表中的相对位置如下所示,其中乙元素原子核外最外层电子数是其电子层数的三倍。请回答:甲乙丙丁(1)丙在元素周期表中的位置。

(2)乙的两种常见单质分别是,。

(3)四种元素的气态氢化物水溶液显酸性的是、(写化学式)。

(4)氢元素和乙组成的化合物中,原子数比是1∶1的是(写