2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律第二节元素周期律第2课时元素周期表和元素周期律的应用练习含解析新人教版必修2

PAGEPAGE11第2课时元素周期表和元素周期律的应用基础巩固1.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,都可以做半导体材料D.Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA和ⅡA族,则碱性:CsOH>Ba(OH)2解析若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则在元素周期表中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,B错误;硅、锗都位于金属与非金属的交界处,均具有肯定的金属性与非金属性,都可以做半导体材料,C正确;同周期元素自左而右金属性减弱,则金属性Cs>Ba,元素金属性越强,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。答案B2.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。下列说法正确的是()A.同一元素不行能既表现金属性,又表现非金属性B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数C.短周期元素形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构D.同一主族元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同解析第三周期的Al元素,既有金属性,又有非金属性,A错误;H+最外层无电子,Li+最外层有2个电子,因此并非全部的短周期元素原子形成离子后,最外层都达到8电子稳定结构,C错误;同主族元素的原子,化学性质有相像性,但并不完全相同,D错误。答案B3.具有下列特征的原子,肯定是非金属元素的是()A.对应氢氧化物是两性氢氧化物B.具有负化合价C.最高价氧化物对应水化物是酸D.具有可改变合价解析Al(OH)3具有两性,而Al为金属元素,A错误;金属元素无负化合价,B正确;Mn元素的最高氧化物的水化物HMnO4为酸,C错误;Fe存在Fe2+、Fe3+,具有可改变合价,D错误。答案B4.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℃。由此推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℃,因此A、C两项正确。铝能溶于强酸和强碱中,铝是电的良导体而不是半导体,镓是“类铝”元素,所以镓能溶于强酸和强碱中,镓是电的良导体而不是半导体,即B正确,D不正确。答案D5.核电荷数大于10的某短周期元素,其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半,有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是()A.该元素在第三周期第ⅣA族B.该元素的单质在常温下性质稳定,不易与水反应C.该元素的氧化物不与酸反应,可与强碱的水溶液反应D.该元素在地壳中的含量大,居全部元素中的其次位解析核电荷数大于10的某短周期元素只能是第三周期元素,又因为原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半,故该元素是硅。硅元素位于元素周期表中第三周期第ⅣA族,在常温下性质稳定,不易与水反应,硅元素在地壳中的含量大,居全部元素中的其次位,其氧化物二氧化硅能与氢氟酸反应,能与强碱氢氧化钠溶液反应,A、B、D正确,C错误。答案C6.X、Y、Z是三种短周期元素,其中X、Y位于同一主族,Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是()A.元素非金属性由弱到强的依次为Z<Y<XB.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C.三种元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定D.原子半径由大到小的依次为X>Y>Z解析X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,说明X是氧元素,则Y为硫元素,Z原子的核外电子数比Y原子少1,则Z为磷元素。它们在周期表中的相对位置如图:。元素非金属性由弱到强的依次为P<S<O,A项正确;S元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4,B项错误;元素非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,因此,X的气态氢化物H2O最稳定,C项错误;依据元素周期律,原子半径由大到小的依次为P>S>O,D项错误。答案A7.X、Y、Z均为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是()A.原子最外层电子数:X>Y>ZB.原子半径:X>Y>ZC.离子半径:X2->Y+>Z-D.原子序数:X>Y>Z解析X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,则X为第ⅥA族元素,Z为第ⅦA族元素;Y+和Z-具有相同的电子层结构,则Y在Z的下一周期,则Y为Na元素,Z为F元素,X、Y同周期,则X为S元素。X、Y、Z分别为S、Na、F,原子最外层电子数分别为6、1、7,A错误;同周期元素自左向右原子半径渐渐减小,同主族元素从上到下原子半径渐渐增大,则原子半径大小依次为Na>S>F,B错误;Na+、F-具有相同的核外电子排布,离子的核电荷数越大,半径越小,故离子半径F->Na+,C错误;X、Y、Z原子序数分别为16、11、9,原子序数:X>Y>Z,D正确。答案D8.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:rX>rY>rZ>rW>rQC.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水化物的酸性比Q的强解析首先依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,正确。B项,比较原子半径主要看电子层数,其次看核电荷数,所以原子半径大小依次为rAl>rS>rCl>rN>rO,错误。C项,O2-与Al3+核外电子数和电子层数均相同,错误。D项,酸性HClO4>H2SO4,错误。答案A9.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层上电子数是K层上电子数的3倍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位于元素周期表的第周期第族,它的一种核素可测定文物年头,这种核素的符号是。

(2)元素Y的原子结构示意图为,与氢元素形成一种离子YH4+。

(3)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(填字母)。

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.肯定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。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。

答案(1)二ⅣA(2)○+7◝2◞◝5◞(3)Clb(4)H2CO3H2CO3是弱酸实力提升1.我国是世界上唯一能够制造好用化的深紫外全固态激光器的国家,其核心材料为KBe2BO3F2(K位于ⅠA族)。下列有关说法错误的是()A.金属性:K>BeB.非金属性:B<O<FC.原子半径:K>Be>B>O>FD.KBe2BO3F2的五种组成元素均位于短周期解析同一主族中,元素的金属性随着原子序数的增大而增加,所以金属性Be<Ca,同一周期元素中,元素的金属性随着原子序数的增大而减弱,所以金属性K>Ca,则金属性强弱依次是Be<Ca<K,A正确;同周期从左向右元素非金属性增加,则元素的非金属性:B<O<F,B正确;同周期元素从左向右原子半径依次减小,故原子半径K>Ca,Be>B>O>F,同主族从上到下原子半径依次增大,故原子半径Ca>Be,综合可得原子半径K>Be>B>O>F,C正确;Be、B、O、F位于短周期,K位于长周期,D错误。答案D2.下图是部分短周期元素主要化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是()A.原子半径:Z>Y>XB.气态氢化物的稳定性:R<WC.WX3和水反应生成的化合物具有挥发性D.Y和Z两者最高价氧化物对应水化物在溶液中能相互反应解析由图可知:X为O,Y为Na,Z为Al,W为S,R为Cl。原子半径大小依次为Na>Al>O,A项错误。Cl的非金属性强于S,所以HCl的稳定性强于H2S,B项错误。SO3和水反应生成的硫酸是难挥发性酸,C项错误。NaOH与Al(OH)3在溶液中能发生反应生成NaAlO2和H2O,D项正确。答案D3.某同学设计如下元素周期表,以下说法正确的是()A.X、Y、Z元素分别为N、P、OB.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素C.原子半径:Z>X>YD.X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是Y的氢化物解析从题给元素周期表中找出规律,左侧其次周期原子序数应是3、5、6、7,右侧其次周期原子序数应为4、8、9、10,左侧第三周期原子序数应为11、13、14、15,右侧第三周期原子序数应为12、16、17、18,故X、Y、Z三种元素分别是N、P、O,A正确;白格中的He、Ne、Ar都是稀有气体,0族元素不属于主族元素,B错误;原子半径大小:P>N>O,C错误;非金属性越强,其氢化物越稳定,非金属性:O>N>P,最稳定的是O的氢化物,D错误。答案A4.两种短周期元素X和Y,可以组成化合物XY3,当Y的原子序数为m时,X的原子序数可能为()①m-4②m+4③m+8④m-2⑤m+7A.①②④⑤ B.①②③⑤C.①②③④ D.①②③④⑤解析化合物XY3中,若X为+3价时,Y为-1价,则X位于ⅢA时,Y位于ⅦA,当X、Y位于同一周期时,X原子序数为m-4,当X位于Y上一周期时,X原子序数为m-4-8=m-12,当X位于Y下一周期时,X原子序数为m-4+8=m+4。若X为+6价时,Y为-2价,则X、Y均位于ⅥA族,该化合物为SO3,X原子序数为m+8。若X的正价不是最高正价,还有一种状况可能是PCl3,X原子序数为m-2。综上所述可知X的原子序数可能为①②③④,C项正确。答案C5.W、X、Y、Z4种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示,其中Z位于第ⅦA族。下列推断错误的是()A.W、Y可形成两种不同的化合物B.Z的阴离子电子层结构与氩原子的相同C.W的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点高D.Y元素的非金属性比X元素的非金属性强解析结合题中所给信息可推出W、Y位于其次周期,X、Z位于第三周期,Z为Cl,Y为O,X为P,W为C。A项,C元素与O元素可形成CO和CO2两种化合物,正确;B项,Cl-的核外电子数为18,与Ar相同,正确;C项,在常温下W的氢化物CH4为气态,而Y的氢化物H2O为液态,沸点:H2O>CH4,错误;D项,依据题意可知,非金属性:Y>X,正确。答案C6.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表。元素代号XYZMNP原子半径/nm0.1860.1430.0750.0740.1520.099元素的主要化合价/价+1+3+5、-3-2+1+7、-1下列叙述错误的是(其中NA表示阿伏加德罗常数的值)()A.X、N元素的金属性:X>NB.Y、M元素形成的化合物是工业冶炼Y单质的原料C.X单质在M单质中加热生成的化合物39g中共含有0.5NA个阴离子D.标准状况下1mol·L-1的YP3溶液中含有3NA个P-解析依据元素的主要化合价进行归类,X、N的主要化合价为+1价,可以推断出X、N均处于第ⅠA族,Y处于第ⅢA族,Z处于第ⅤA族,M主要化合价为-2价,应处于第ⅥA族,只能是O元素,因S还有+4、+6价。P应处于第ⅦA族,只能是Cl元素,因F元素无正价。再依据原子半径大小关系,同周期从左到右原子半径渐渐减小(稀有气体元素原子除外),同主族从上到下原子半径渐渐增大,可以推断,N是Li元素,不行能是H元素(H原子半径最小),X是Na元素。同周期元素原子半径从左到右渐渐减小,同时结合主要化合价进行考虑可以得出:Y是Al元素(只有正价),Z是N元素,不行能是P元素,因为磷元素的原子半径会远远大于氧元素的原子半径。所以综上可以得出:X是Na元素,Y是Al元素,Z是N元素,M是O元素,N是Li元素,P是Cl元素。同主族元素金属性从上到下渐渐增加,所以金属性:Na>Li,故A项正确。工业上冶炼Al是采纳电解熔融Al2O3,故B项正确。Na在O2中加热生成Na2O2,1molNa2O2含有1molO22-,39gNa2O2为0.5mol,故C项正确。溶液体积未知,不行求算P-答案D7.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下表;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,则该反应的化学方程式为。

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在元素周期表中的相对位置可以推断R为硫元素,则T为氯元素,T处于第三周期第ⅦA族。(2)J单质是碳,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,则L的最简洁气态氢化物为NH3,氨气的水溶液氨水与双氧水发生氧化还原反应生成无污染的N2和H2O。答案(1)○+13◝2(2)C+H2O(g)CO+H2或2C+SiO2Si+2CO↑(答案合理即可)(3)2NH3+3H2O2N2+6H2O或2NH3·H2O+3H2O2N2↑+8H2O8.某探讨性学习小组设计了一组试验来探究元素周期律。甲同学依据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图1所示的装置来一次性完成同主族元素碳与硅的非金属性强弱比较的试验。乙同学设计了如图2所示的装置来验证卤族元素性质的递变规律,A、B、C三处分别是蘸有NaBr溶液的棉花、潮湿的淀粉KI试纸、潮湿的红色试纸。已知常温下浓盐酸与高锰酸钾反应能够反应生成氯气。甲同学试验中可供选择的试剂有:大理石、碳酸钠粉末、浓盐酸、稀硝酸、硅酸钠溶液。依据图1回答:(1)甲同学设计试验的依据是。从所给试剂中选出最合适的物质:A,B,C。(写化学式)

(2)烧瓶中发生反应的离子方程式为;烧杯中发生反应的离子方程式为。

依据图2回答:(3)乙同学的试验原理是。

(4)B处的试验现象是。

(5)B处主要发生反应的离子方程式为