浙江专用2024-2025学年新教材高中化学课时检测22元素周期表和元素周期律的应用含解析新人教版必修第一册

PAGE14-元素周期表和元素周期律的应用(40分钟70分)一、选择题(本题包括7小题,每小题7分,共49分)1.(2024·杭州高一检测)元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具。下列说法正确的是 ()A.元素周期表中所含元素种类最多的族是Ⅷ族B.第三周期非金属元素的氢化物的稳定性从左到右依次减弱C.周期表中元素的原子半径第三周期均大于其次周期D.依据元素周期表,在过渡元素中可以找寻耐高温、耐腐蚀的合金材料【解析】选D。元素周期表中所含元素种类最多的是ⅢB族,A错误;第三周期非金属元素的氢化物的稳定性从左到右依次增加,B错误;Cl在第三周期,原子半径为0.099nm,Li在其次周期,原子半径为0.152nm,C错误;在过渡元素中可以找寻耐高温、耐腐蚀的合金材料,D正确。2.(2024·北京高一检测)元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推想和推断。下列说法不合理的是 ()A.若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>YB.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推断出元素的非金属性:Cl>SC.硅、锗都位于金属与非金属的交界处,都可以作半导体材料D.Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA和ⅡA族,碱性:CsOH>Ba(OH)2【解析】选B。若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则X处于Y的下一周期,原子序数:X>Y,A正确;不能依据氢化物水溶液的酸性强弱来比较非金属性,如酸性HCl>HF,但非金属性F>Cl,B错误;硅、锗都位于金属与非金属的交界处,具有肯定金属性与非金属性,都可以作半导体材料,C正确;同周期元素自左而右金属性减弱,金属性Cs>Ba,金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性CsOH>Ba(OH)2,D正确。3.(2024·深圳高一检测)如图是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是 ()A.元素①位于其次周期第ⅣA族B.气态氢化物的稳定性:④>②C.气态氢化物稳定性:⑤>④D.元素的最高正化合价:③=⑤【解析】选C。比照元素周期表便可确定①、②、③、④、⑤分别是N、O、F、S、Cl。元素①是N,位于其次周期第ⅤA族,A错误;S的非金属性比O弱,因此H2S的热稳定性比H2O弱,B错误;Cl的非金属性比S强,HCl的稳定性大于H2S,C正确;Cl的最高正化合价为+7,F没有正化合价,D错误。【补偿训练】X、Y、Z、W均为短周期元素,若W原子的最外层电子数是其内层电子数的,如图所示。下列说法不正确的是 ()A.X元素的氢化物易溶于水,其水溶液呈碱性B.Y元素的两种同素异形体常温下都是气体C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:W>ZD.阴离子半径从大到小的依次为X>Y>Z>W【解析】选D。依据W原子的最外层电子数是其内层电子数的,推出W为Cl,X、Y、Z分别为N、O、S。NH3易溶于水,其水溶液呈碱性,A正确;O2、O3常温下都是气体,B正确;最高价氧化物对应的水化物的酸性:HClO4>H2SO4,C正确;阴离子半径从大到小的依次是S2->Cl->N3->O2-,D错误。4.(2024·怀化高一检测)短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如下表所示,其中T的单质在肯定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体,则下列相关说法正确的是 ()A.离子半径:X<Y<WB.最简洁气态氢化物的热稳定性:W<ZC.TW2分子中每个原子均满意8电子稳定结构D.最高价氧化物对应水化物的碱性:X<Y【解析】选C。电子层数相同的离子,依据其核电荷数大小推断:核电荷数多的离子半径小,核电荷数少的离子半径大;电子层数不同的离子,依据电子层数推断:电子层数多的离子半径大,电子层数少的离子半径小。X是Mg元素,Y是Al元素,W是S元素,所以离子半径:Y<X<W,故A错误;元素的非金属性越强,其相应的最简洁气态氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性:W>Z,所以元素的最简洁气态氢化物的稳定性:W>Z,故B错误;二硫化碳分子中存在两个碳硫双键,硫原子和碳原子最外层都达到8电子稳定结构,其电子式为,故C正确;元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,元素的金属性:X>Y,它们的最高价氧化物对应水化物的碱性:X>Y,故D错误。【补偿训练】(2024·益阳高一检测)X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素。其中只有Z是金属,W的单质是黄色晶体,X、Y、W在周期表中的相对位置关系如图所示。下列说法不正确的是 ()XYWA.5种元素中,原子半径最大的是QB.Y与Z形成的化合物都可以和盐酸反应C.Z与Q形成的化合物可能是MgCl2D.W的简洁阴离子比Q的简洁阴离子还原性强【解析】选A。X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,由X、Y、W在周期表中的相对位置关系图可得,5种元素涉及2、3两个周期,W的单质是黄色晶体,则W为硫元素,短周期主族元素中原子序数比硫大的只有氯元素,故Q为氯元素,由图可得Y为氧元素、X为碳元素,因为Z是金属元素,故Z为Na、Mg、Al中的一种。5种元素中原子半径最大的是Z,A错误;Y与Z形成的化合物都是金属氧化物,都可以和盐酸反应,B正确;Z与Q形成的化合物可能是NaCl、MgCl2或AlCl3,C正确;还原性:S2->Cl-,D正确。5.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示,其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半,则下列说法中正确的是 ()XYZWQA.钠与W可能形成Na2W2化合物B.由Z与Y组成的物质在熔融时能导电C.W得电子实力比Q强D.X有多种同素异形体,而Y不存在同素异形体【解析】选A。由短周期元素X、Y、Z、W、Q在周期表中的位置可知,X、Y处于其次周期,Z、W、Q处于第三周期,X元素的原内层电子数是最外层电子数的一半,则最外层电子数为4,故X为碳元素,则Z为硅元素,Y为氧元素,W为硫元素,Q为氯元素,A.Na和S可形成类似于Na2O2的Na2S2,正确;B.二氧化硅是原子晶体,熔融状态下,不导电,错误;C.同周期自左而右非金属性增加,得电子实力增加,故S得电子实力比Cl弱,错误;D.碳元素有金刚石、石墨等同素异形体,氧元素存在氧气、臭氧同素异形体,C、O元素都能形成多种同素异形体,错误。【补偿训练】W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成一种盐,由此可知 ()WXYZA.X、Y、Z中最简洁氢化物稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性肯定强于YC.X元素形成的单核阴离子还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性【解析】选A。依据W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成一种盐,推出W应为N,结合元素周期表的结构可知X为O、Y为S、Z为Cl。依据元素O、S、Cl的非金属性可知H2O、H2S、HCl中稳定性最弱的是H2S,A正确;没有指明是最高价氧化物的水化物酸性,无法比较,B错误;依据同主族性质递变规律知元素O的非金属性强于S的非金属性,故O2-的还原性小于S2-的还原性,C错误;Cl2在化学反应中既可以表现氧化性,又可以表现还原性,如Cl2和NaOH的反应,D错误。6.(2024·北京高考)2024年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采纳为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是A.In是第五周期第ⅢA族元素BIn的中子数与电子数的差值为17C.原子半径:In>AlD.碱性:In(OH)3>RbOH【解析】选D。In为49号元素,依据元素周期表中元素的排布规律,In是第五周期第ⅢA族元素,故A正确In的中子数为115-49=66,电子数为49,中子数与电子数的差值为66-49=17,故B正确;In是第五周期第ⅢA族元素,Al为第三周期第ⅢA族元素,依据元素周期律,原子半径:In>Al,故C正确;In是第五周期第ⅢA族元素,Rb为第五周期第ⅠA族元素,金属性In<Rb,依据元素周期律,碱性:In(OH)3<RbOH,故D错误。7.六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,其中A与E同主族、B与F同主族,E与F同周期;D的核电荷数是F最外层电子数的2倍;B的最高正价与最低负价的代数和为0;常温下单质A与E的状态不同。下列推断正确的是 ()A.A、C两种元素只能形成化学式为CA3的化合物B.E与D形成的化合物性质很不活泼,且不与水反应C.原子半径由大到小的依次是E>F>C>DD.元素的非金属性由强到弱的依次是D>C>F>B【解析】选C。第ⅣA族最高正化合价为+4,最低负化合价为-4,B与F同主族,且F的原子序数大于B的,由此推知B为C(碳),故F为Si,Si最外层有4个电子,故D为氧;因元素B、C、D的原子序数依次递增,故C只能是氮;A、E同主族,且常温下单质A与E的状态不同,E、F同周期,故A、E分别为H、Na。N、H还可形成化学式为N2H4的化合物,A错误;钠和氧形成的化合物能与水反应,B错误;原子半径N>O,Na>Si,而N比Si少一个电子层,N的原子半径比Si的小,C正确;同主族元素从上到下非金属性渐渐减弱,故非金属性C(碳)>Si,D错误。【补偿训练】a、b、c、d、e均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且原子核外L电子层的电子数分别为0、1、5、8、8,d的最高正价与最低负价的肯定值相等,e的最高价氧化物对应的水化物的化学式为Hne。下列说法正确的是()A.单质的沸点:e>dB.简洁阴离子的还原性:e>cC.最高价氧化物对应的水化物的酸性:c<dD.a、b能形成一种化合物【解析】选D。a、b、c、d、e均为短周期主族元素,原子序数依次增大,且原子核外L电子层的电子数分别为0、1、5、8、8,故a为H,b为Li,c为N;d的最高正价与最低负价的肯定值相等,处于ⅣA族,故d为Si;e的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HneO2n+2,设e的最高正化合价为x,则x+n=4n+4,则x=3n+4,n只能为1,即e的最高正化合价为+7,故e为Cl。单质的沸点:Si>Cl2,A错误;Cl的非金属性比N的强,则简洁阴离子的还原性:N3->Cl-,B错误;最高价氧化物对应的水化物的酸性:HNO3>H2SiO3,C错误;H、Li可以形成LiH,D正确。二、非选择题(本题包括2小题,共21分)8.(10分)X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如表所示:XYZMRQ原子半径/nm0.1860.0740.0990.143主要化合价-4,+4-2-1,+7+3其他阳离子核外无电子无机非金属材料的主角焰色试验呈黄色(1)R在元素周期表中的位置是;

R在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们之间的关系互为。

(2)Z的单质与水反应的化学方程式是

。

(3)Y与R相比,非金属性较强的是(用元素符号表示),下列事实能证明这一结论的是(填字母序号)。

a.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态b.还原性XR<YX4c.Y与R形成的化合物中Y呈正价(4)依据表中数据推想,Y原子半径的最小范围是。

【解析】X阳离子核外无电子,X是H;Y的主要化合价是-4,+4,无机非金属材料的主角,Y是Si;Z焰色反应呈黄色,Z是Na;M主要化合价是-2,M是O;R主要化合价是-1,+7,R是Cl;Q的化合价是+3,半径大于Cl,所以Q是Al。(1)Cl在元素周期表中的位置是第3周期第ⅦA族;Cl在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们质子数相同,中子数不同,关系互为同位素。(2)Na与水反应生成氢氧化钠和氢气,化学方程式是2Na+2H2O2NaOH+H2↑。(3)同周期元素从左到右,非金属性增加,Si与Cl相比,非金属性较强的是Cl;单质的状态,不能证明非金属性,故a错误;非金属性越强,氢化物还原性越弱,HCl<SiH4,故b正确;非金属性强的元素在形成的化合物中显负价,故c正确;(4)同主族元素从上到下半径增大,同周期元素从左到右半径减小,Y原子半径的最小范围是大于0.099nm小于0.143nm。答案:(1)第3周期第ⅦA族同位素(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑(3)Clbc(4)大于0.099nm小于0.143nm9.(11分)(2024·襄樊高一检测)下表为元素周期表的一部分,表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02⑦⑧⑩3①③⑤⑥⑨4②④(1)①～⑩中,最活泼的金属元素是(写元素符号,下同),最不活泼的元素是。

(2)①⑧的简洁离子,其半径更大的是(写离子符号)。

(3)⑧⑨的气态氢化物,更稳定的是(填化学式)。

(4)元素的非金属性:⑥⑦(填“>”或“<”)。

(5)①～⑨的最高价氧化物的水化物中:酸性最强的是(填化学式);碱性最强的是(填化学式),该碱与⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为

。

【解析】(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族,最下方的②,为K元素,最不活泼的元素为元素周期表中的0族元素,由表知⑩为Ne。(2)由表知①为Na、⑧为F,它们的简洁离子Na+、F-的核外电子排布相同,且钠的原子序数比氟大,所以r(Na+)<r(F-)。(3)由表知⑧为F、⑨为Cl两者的气态氢化物分别为HF、HCl,依据非金属性越强其气态氢化物越稳定,所以HF更稳定。(4)⑥为Si,⑦为N,依据元素周期律,元素的非金属性:Si<P<N,所以Si<N。(5)由表知①～⑨中最强的非金属元素是⑨为Cl(除F外),其最高价氧化物的水化物是HClO4,属于强酸并且酸性最强。由表知①～⑨中最强的金属元素是②为K,其最高价氧化物的水化物是KOH,属于强碱。由表知⑤为铝,最高价氧化物的水化物Al(OH)3与KOH反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。答案:(1)KNe(2)F-(3)HF(4)<(5)HClO4KOHAl(OH)3+OH-Al+2H2O(20分钟30分)1.(6分)如表所示的五种元素中,W、X、Y、Z为短周期元素,这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是 ()XYWZTA.X、Y、Z三种元素最简洁氢化物的沸点依次上升B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物中只能有共价键C.由X、Y两种元素形成的化合物都是酸性氧化物D.T元素的单质具有半导体的特性,T与Z元素可形成化合物TZ4【解析】选D。假设X的原子最外层电子数是a,则W是a-1、Y是a+1、Z是a+2,因此4a+2=22,所以a=5,所以X是N、Y是O、Z是Cl、W是Si、T是Ge。A.X、Y、Z三种元素最简洁氢化物分别是NH3、H2O、HCl,由于在NH3、H2O的分子之间都存在氢键,增加了分子之间的吸引力,导致物质的熔沸点上升,在H2O的分子之间吸引力最强,因此沸点最高,NH3次之,HCl最小,A错误;B.由X、Y和氢三种元素形成的化合物如NH4NO3、NH4NO2中含有共价键、离子键,B错误;C.NO、NO2等均不是酸性氧化物,C错误;D.由于T元素在元素周期表中处于金属与非金属的交界区,所以T元素的单质具有半导体的特性,T最外层有4个电子,Z最外层有7个电子,所以T与Z元素可形成化合物TZ4,D正确。2.(6分)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大,其原子的最外层电子数之和为13,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倍也是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是 ()A.X的氢化物溶于水生成弱酸B.Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质C.Y与X可生成Y3X2型化合物D.Z的单质在氧气中燃烧可以生成两种酸性氧化物【解析】选C。Z的最外层电子数为2×3=6,Y的最外层电子数为2,再由原子的最外层电子数之和为13知,X的最外层电子数为13-2-6=5,又因X与Y、Z位于相邻周期可知X为氮元素,Y为镁元素,Z为硫元素,X的氢化物为氨气,氨气与水反应生成NH3·H2O,溶液显碱性,A错误;Z的氢化物为硫化氢,其水溶液在空气中存放易被氧化,B错误;N和Mg可以形成化合物Mg3N2,C正确;硫在O2中燃烧只生成SO2,D错误。【补偿训练】三种短周期主族元素A、B、C的原子序数依次增大,A3-与B2-、C+的电子层结构相同。下列说法中不正确的是 ()A.三种元素可组成CAB2和CAB3型化合物B.离子半径:A3->B2->C+C.氢化物稳定性:AH3>H2BD.B的某种单质可用于杀菌消毒【解析】选C。三种短周期元素A、B、C的原子序数依次增大,A3-与B2-、C+的电子层结构相同,这说明A、B是同一周期的非金属,C是金属,且C位于A和B的下一周期,则A是N,B是O,C是Na。三种元素可组成NaNO2和NaNO3型化合物,A正确;核外电子排布相同的微粒,其微粒半径随原子序数的增大而减小,则离子半径:A3->B2->C+,B正确;氧元素的非金属性大于氮元素,则氢化物稳定性:AH3<H2B,C错误;B的单质臭氧可用于杀菌消毒,D正确。3.(9分)J、L、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相对位置如表;J元素最低负化合价的肯定值与其原子最外层电子数相等;M是地壳中含量最多的金属元素。JR(1)M的离子结构示意图为;元素T在周期表中位于第族。

(2)用化学方程式表示J单质在工业上的应用。

(3)L的最简洁气态氢化物甲的水溶液显碱性。在微电子工业中,甲的水溶液可作刻蚀剂H2O2的清除剂,所发生反应的产物不污染环境,其化学方程式为。

【解析】(1)J元素最低负化合价的肯定值与其原子最外层电子数相等,可以推断J元素为碳元素;M是地壳中含量最多的金属元素,即为铝元素,依据J、R在周期表中的相对位置可以推断R为硫元素,则T为氯元素,处于第三周期第ⅦA族。(2)J单质为碳,工业上可用碳来冶炼金属,制水煤气,工业制硅等。(3)最简洁氢化物水溶液显碱性即为NH3,氨水与双氧水发生氧化还原反应2NH3+3H2O2N2+6H2O生成无污染的N2。答案:(1)ⅦA(2)C+H2O(g)CO+H2或2C+SiO2Si+2CO↑(合理即可)(3)2NH3+3H2O2N2+6H2O或2NH3·H2O+3H2O2N2↑+8H2O【补偿训练】(2024·信阳高一检测)四种短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,请结合表中信息回答下列问题。WXYZ性质空气中含量最多的元素与水反应最猛烈的金属在同周期主族元素形成的简洁离子中,离子半径最小单质能作半导体材料的元素(1)Z在元素周期表中位于族。

(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物中,有一种物质在肯定条件下均能与其他三种物质发生化学反应,该元素是(填元素符号)。

(3)①下列可作为比较X和Y金属性强弱的依据的是(填选项字母)。

a.自然界中的含量b.单质与酸反应时失去的电子数c.单质与水反应的难易程度②从原子结构的角度说明X的金属性强于Y的缘由:

。

(4)W的一种氢化物HW3可用于有机合成,其酸性与醋酸相像。体积和浓度均相等的HW3与X的最高价氧化物对应的水化物的溶液混合,反应的化学方程式是

。

【解析】空气中含量最多的元素为N,短周期内,与水反应最猛烈的金属元素是钠,Y为Al,Z为Si。(1)Si位于ⅣA族。(2)NaOH能与HNO3、Al(OH)3、H2SiO3反应。(3)①自然界中的含量与元素金属性的强弱无关,a错误;单质与酸反应时失电子数的多少与单质还原性强弱无关,b错误;单质越活泼,越易与水反应,元素的金属性越强,c正确;②同周期元素,电子层数相同,原子序数越大,原子半径越小,原子核对最外层电子的吸引力越大,失电子实力越弱。(4)HW3为HN3,酸性与醋酸相像答案:(1)ⅣA(2)Na(3)①c②电子层数相同,原子序数越大,原子半径越小,原子核对最外层电子的吸引力越大,失电子实力减弱。(4)HN3+NaOHNaN3+H2O4.(9分)下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:(1)表中用字母标出的14种元素中,化学性质最不活泼的是(用元素符号表示,下同),金属性最强的是,非金属性最强的是,常温下单质为液态的非金属元素是,属于过渡元素的是(该空用字母表示)。

(2)B、F、C气态氢化物的化学式分别为,其中以最不稳定。

(3)其次周期中原子半径最小的是。

【解析】元素周期表中0族元素化学性质不活泼。同周期从左到右金属性减弱,非金属性增加,原子半径减小;同主族从上到下金属性增加,非金属性减弱,原子半径增大;故金属性最强的是L(即K),非金属性最强的是A(即F),其次