2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律2-3元素周期表和元素周期律的应用课后作业含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8元素周期表和元素周期律的应用一、选择题(每小题4分，共48分，每小题只有一个正确选项)1．下列关于化学观或化学探讨方法的叙述中，错误的是(D)A．在化工生产中应遵循“绿色化学”的思想B．在过渡元素中找寻优良的催化剂C．在元素周期表的金属和非金属分界线旁边找寻半导体材料D．依据元素周期律，由HClO4可以类推出氟元素也存在最高价氧化物的水化物HFO4解析：氟元素没有正价，D选项错误。2．原子结构确定元素的性质，下列说法正确的是(B)A．Na、Al、Cl的原子半径依次减小，Na＋、Al3＋、Cl－的离子半径也依次减小B．在第ⅥA族元素的氢化物(H2R)中，热稳定性最强的是H2OC．其次周期元素的最高化合价都等于其原子的最外层电子数D．非金属元素的非金属性越强，其氧化物对应水化物的酸性也肯定越强解析：Na＋、Al3＋的电子层结构相同，Al的核电荷数大，离子半径较小，Cl－的电子层数最多，离子半径最大，故离子半径：Cl－>Na＋>Al3＋，A错误；第ⅥA族中O元素的非金属性最强，对应的氢化物最稳定，B正确；O元素、F元素没有最高化合价，C错误；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，不是最高价氧化物对应的水化物，其酸性不肯定符合此规律，如非金属性：Cl>S，但次氯酸是弱酸，硫酸是强酸，D错误。3.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(B)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：四种元素都是短周期元素，且“Y原子的最外层电子是内层电子数的3倍”，故Y是氧元素，X是氮元素、Z是硫元素、W是氯元素。依据元素周期律推断知，只有B选项正确。4．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数改变如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是(D)A．X的非金属性是同周期中最强的B．对应气态氢化物的稳定性：Y>ZC．对应简洁离子半径：X>WD．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应解析：依据条件可知，W的原子序数是8，则W是氧元素，又因为W、X、Y、Z的原子序数递增，原子半径X最大，且X和氖原子的核外电子数相差1，故X是钠，Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y是硅，Z的非金属性在同周期元素中最强，则Z是氯。X的金属性是同周期中最强的，A错误；对应气态氢化物的稳定性：Z>Y，B错误；氧离子和钠离子具有相同的核外电子排布，对应简洁离子半径：W>X，C错误；Y的氧化物是二氧化硅，能与X的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钠反应，D正确。5．下列说法错误的是(D)A．Na与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以钠的金属性比铝强B．Na与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强C．NaOH为强碱，而Al(OH)3具有两性，所以钠的金属性比铝强D．Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋2Fe2＋，所以Zn的金属性比Fe强解析：由反应Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe才可说明Zn的金属性比Fe强。6．对四种元素G、L、M、R进行如下试验：金属试验GLMR和冷水反应不反应渐渐反应未做试验未做试验和2mol·L－1盐酸反应溶解并放出气体溶解并放出气体不反应不反应和Rn＋的水溶液反应溶解并形成沉淀未做试验溶解并形成沉淀未做试验依据表中所给试验结果，推断这四种金属活泼性由强到弱的依次正确的是(C)A．L、G、R、M B．G、L、M、RC．L、G、M、R D．L、R、G、M解析：G和冷水不反应，L与冷水渐渐反应，可知L的活泼性比G强；G、L与盐酸反应并放出气体，M、R不反应，可知G、L的活泼性比M、R强；G、M与Rn＋的水溶液反应，可知G、M的活泼性比R强。由上可知，四种金属活泼性由强到弱的依次为L、G、M、R。7．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简洁氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是全部短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是(C)A．X的简洁氢化物的热稳定性比W的强B．Y的简洁离子与X的具有相同的电子层结构C．Y与Z形成化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期解析：由题知，W为氮，X为氧，Y为钠，Z为硫。同周期元素从左至右，简洁氢化物的热稳定性渐渐增加，H2O的热稳定性比NH3的强，A项正确；氧离子(O2－)和钠离子(Na＋)核外都有10个电子，B项正确；钠和硫形成的化合物为硫化钠，它是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，能使红色石蕊试纸变蓝色，不能使蓝色石蕊试纸变色，C项错误；氧、硫位于同主族，钠与硫位于第三周期，D项正确。8．已知X、Y、Z为原子序数相连的三种元素，最高价氧化物对应水化物的酸性相对强弱关系为：HXO4>H2YO4>H3ZO4。则下列说法中正确的是(A)A．气态氢化物的稳定性：HX>H2Y>ZH3B．非金属活泼性：Y<X<ZC．原子半径：X>Y>ZD．原子最外电子层上的电子数关系：Z＝eq\f(X＋Y,2)解析：可用特例法求解，符合题意的X、Y、Z可以是Cl、S、P，然后利用元素周期表相关规律作答。9．镁、锂在元素周期表中具有特别“对角线”关系，它们的性质相像。例如，它们的单质在过量氧气中燃烧时均只生成正常的氧化物等，下列关于锂的叙述不正确的是(B)A．Li2SO4能溶于水B．LiOH是易溶于水、受热不分解的强碱C．Li遇浓硫酸不产生“钝化”现象D．Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2解析：依据题中信息，将镁的有关性质进行迁移应用，可推想锂的有关性质。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性质推想相应的Li及其化合物的性质。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是难溶、易分解的中强碱，Mg与浓硫酸能发生反应，MgCO3受热易分解生成MgO和CO2，故B项不正确。10．短周期的三种元素X、Y、Z，已知X元素的原子核外只有一个电子，Y元素的原子M层上的电子数是它的内层电子总数的一半，Z元素原子L层上的电子数比Y元素原子L层上的电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的化学式不行能是(A)A．X2YZ4B．XYZ3C．X3YZ4D．X4Y2Z7解析：X元素的原子核外只有一个电子，则X是H元素，X处于第ⅠA族，X在化合物中一般为＋1价；Y元素原子的M层上的电子数是它K层和L层电子总数的一半，则M层有5个电子，故Y为P元素，在化合物中一般为＋3、＋5价等；Z元素原子的L层电子数比Y元素原子的L层电子数少2个，则Z元素原子L层有6个电子，故Z为O元素，在化合物中一般为－2价：X2YZ4中Y元素化合价为＋6价，不符合，A错误；XYZ3中Y元素化合价为＋5价，符合，B正确；X3YZ4中Y元素化合价为＋5价，符合，C正确；X4Y2Z7中Y元素化合价为＋5价，符合，D正确。11．X、Y是周期表中的两种元素，X的原子半径比Y的小，且二者具有相同的电子层数，下列有关叙述正确的是(选项中m、n均为正整数)(D)A．若X、Y的原子序数相差1，Y位于第ⅡA族，则X肯定位于第ⅢA族B．若Y(OH)m易溶于水，则X(OH)n肯定不溶于水C．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水肯定显酸性D．若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质肯定也是气体解析：电子层数相等，说明X、Y位于同一周期，X的原子半径比Y的原子半径小、那么X的核电荷数必定比Y大，所以在周期表中，X的位置在Y同周期的右边。题意未说明X、Y是短周期元素，则X可能为第ⅢB族，A项错误；若Y为K元素，X为Ca元素，KOH易溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，B项错误；若X为N元素，其氢化物为NH3，其水溶液显碱性，C项错误；同一周期从左到右，单质的状态由固态到气态，或由固态到液态再到气态，X的位置在Y同周期的右边，所以若Y元素形成的单质是气体，则X元素形成的单质肯定也是气体，D项正确。12．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(D)WXYZA.氢化物沸点：W<ZB．氧化物对应水化物的酸性：Y>WC．化合物熔点：Y2X3<YZ3D．简洁离子的半径：Y<X解析：依据元素周期表的结构可以推断出W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素。NH3存在分子间氢键，而HCl不存在分子间氢键，所以NH3的沸点比HCl的沸点高，A项错误；Al(OH)3显两性，N的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，B项错误；Al2O3熔点高于AlCl3，C项错误；Al3＋和O2－的电子层结构相同，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Al3＋<O2－，D项正确。二、非选择题(共52分)13．(12分)依据元素周期表回答下列问题。(1)在上面元素周期表中，全部是金属元素的区域为B。A．Ⅰ区B．Ⅱ区C．Ⅲ区D．Ⅳ区(2)化学性质最不活泼的是Ar元素(填元素符号，下同)。(3)只有负化合价而无正化合价的是F。(4)最高价氧化物对应水化物呈两性的是Al(OH)3(填化学式)，写出它分别与a、l的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O、Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(5)a、c的最高价氧化物的水化物碱性NaOH>Mg(OH)2(填化学式)。解析：本题需熟记元素周期表的结构，充分运用各元素的电子层结构和化学性质及递变规律进行解答。14．(12分)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(1)⑧号元素在周期表中的位置是其次周期第ⅢA族；上述元素处于同一主族的有Li和Na，N和P(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：2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑。(3)含锂材料在社会中广泛应用，如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。依据下列要求回答问题：①eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li作核反应堆最佳热载体，eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是AD(填序号)。A.eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li互为同位素B.eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li属于同种核素C.eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD的化学性质不同D.eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD是同种物质②下列说法不正确的是C(填序号)。A．碱性：Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOHB．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ⅡA族、第ⅠA族、第VA族、第ⅦA族、第ⅠA族、第VA族和第ⅢA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－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；依据同周期主族元素从左到右，原子半径渐渐减小，可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。综上所述，①②③④⑤⑥⑦⑧分别为O、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其次周期第ⅢA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2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑。(3)①eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li互为同位素，A正确；eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li属于不同的核素，B错误；eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)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的金属性依次增加，故其最高价氧化物对应水化物的碱性从弱到强的依次为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的金属性依次增加，故其阳离子的氧化性依次减弱，故氧化性从强到弱的依次为Li＋>Na＋>K＋>Rb＋>Cs＋，C错误；同主族元素从上到下金属性依次增加，同周期元素从左到右金属性依次减弱，金属性由强到弱的依次为Cs>Rb>K>Na>Li>Be，D正确。15．(16分)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。族周期ⅠA01①ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2②③④3⑤⑥⑦⑧⑨(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依次是HNO3>H2CO3>H2SiO3(填化学式)。(3)下列可以推断⑤和⑥金属性强弱的是cd(填序号)。a．单质的熔点：⑤<⑥b．化合价：⑤<⑥c．单质与水反应的猛烈程度：⑤>⑥d．最高价氧化物对应水化物的碱性：⑤>⑥(4)为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行试验，请回答：①仪器A的名称是分液漏斗，A中发生反应的离子方程式是2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。②棉花中浸有NaOH溶液的作用是Cl2＋2OH－=H2O＋Cl－＋ClO－(用离子方程式表示)。③验证溴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，可视察到溶液分层，下层液体为紫红色。该试验必需限制⑨单质的加入量，否则得不出溴的非金属性比碘强的结论，理由是氯气能够氧化溴离子和碘离子，氯气必需少量，否则干扰检验结果。④第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而渐渐减弱的缘由：同主族元素从上到下原子半径渐渐增大(填“增大”或“减小”)，得电子实力渐渐减弱。解析：依据①～⑨在元素周期表中的位置可知，①为H，②为C，③为N，④为O，⑤为Na，⑥为Al，⑦为Si，⑧为S，⑨为Cl。(1)第三周期元素中非金属性最强的元素是Cl，其原子结构示意图是。(2)元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的依次是HNO3>H2CO3>H2SiO3。(3)依据单质的熔点不能推断金属性强弱，a错误；化合价凹凸不能作为比较金属性的依据，b错误；Na与水反应比Al猛烈，说明金属性：Na