2024-2025学年新教材高中化学第4章物质结构元素周期律第2节课时2元素周期表和元素周期律的应用课时分层作业含解析新人教版必修第一册

PAGE7-课时2元素周期表和元素周期律的应用(建议用时：40分钟)[合格过关练]1．科学家已正式将原子序数为114的元素命名为钅夫，下面关于它的原子结构和性质预料不正确的是()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D[依据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，依据同主族元素从上到下金属性渐渐增加，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，依据同周期元素原子半径渐渐减小可知，114号原子半径大于115号原子半径，D项不正确。]2．依据元素所在元素周期表的位置，推断下列元素都能作为半导体材料的是()A．Si、K B．C、SiC．Si、Ge D．As、SeC[在元素周期表中，在金属与非金属的分界处可以找到半导体材料，如Si、Ge可用作半导体材料。]3．在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最简洁找到的材料是()A．制催化剂的材料B．耐高温、耐腐蚀的合金材料C．制农药的材料D．半导体材料[答案]D4．依据元素周期律，由下列事实进行推想，其中推想不合理的是()选项事实推想AMg与冷水反应缓慢，Ca与冷水反应较快Ba(该元素位于第六周期第ⅡA族)与冷水反应会更快BSi是半导体材料，同族的Ge也是半导体材料第ⅣA族的元素都是半导体材料CHCl在1500℃时分解，HI在230℃时分解HBr的分解温度介于二者之间DSi与H2高温时反应，S与H2加热能反应P与H2在高温时能反应B[镁、钙和钡同主族，依据同主族元素从上到下金属性渐渐增加，则钡与冷水反应会更快，A选项正确；硅和锗都是常用的半导体材料，但同主族的碳和铅不具备此特点，B选项错误；氯、溴和碘同主族，依据同主族元素从上到下非金属氢化物稳定性渐渐减弱可知，C选项正确；硅、磷和硫同周期，依据同周期元素从左到右非金属单质与氢气反应的条件要求渐渐降低可知，D选项正确。]5．四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是()A．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强B．原子半径：Z<MC．X的简洁气态氢化物的热稳定性比Z的强D．Z位于元素周期表中其次周期第ⅥA族C[依据四种短周期元素的位置关系，可推断出Y、Z位于其次周期，M、X位于第三周期；又只有M是金属元素，由此可推断X、Y、Z、M分别是Si、N、O和Al。硝酸是强酸，硅酸是弱酸，A项正确；原子半径：O<C<Si<Al，B项正确；O的非金属性强于Si，对应简洁气态氢化物热稳定性：H2O>SiH4，C项错误；O位于元素周期表其次周期第ⅥA族，D项正确。]6．元素周期表是学习和探讨化学的重要工具。短周期元素甲～戊在元素周期表中的位置如图所示，下列推断正确的是()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B[短周期的五种元素分别位于其次、第三周期，详细元素无法确定。依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。]7．第ⅡA族元素从其次周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于ⅡA族元素预言可能正确的是()①常温下，单质铍能与水猛烈反应放出H2②常温下，单质钡能与水猛烈反应放出H2③Be(OH)2易溶于水④Ba(OH)2易溶于水⑤SrCO3易溶于水A．①②③B．③⑤C．②④D．①②③④⑤C[同主族从上到下，金属性渐渐增加，与水反应越来越猛烈，即常温下，单质钡能与水猛烈反应放出H2，①错误，②正确；Mg(OH)2难溶于水，Ca(OH)2微溶于水，推出Be(OH)2难溶于水，③错误；Ba(OH)2是易溶于水的强碱，④正确；依据MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水，因此SrCO3难溶于水，⑤错误。]8.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ⅣA族B．气态氢化物的稳定性：④>②C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑤>④D．元素的最高正化合价：③＝⑤C[比照元素周期表可确定①、②、③、④、⑤分别是N、O、F、S、Cl。元素①是N，位于其次周期ⅤA族，A项错误；S的非金属性比O弱，因此H2S的热稳定性比H2O弱，B项错误；Cl的非金属性比S强，HClO4的酸性大于H2SO4，C项正确；Cl的最高正化合价为＋7，F没有正化合价，D项错误。]9．居室装修用的石材放射性的监测常用eq\o\al(226,88)Ra作为标准，居里夫人因对Ra元素的探讨两度获得诺贝尔奖。下列叙述中正确的是()A．一个eq\o\al(226,88)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A[A对，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。B错，由第六周期的零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。C错，Ra在Ba的下面，其碳酸盐应与CaCO3、BaCO3性质相像，能与盐酸反应。D错，主族元素从上到下金属性依次增加，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。]10．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头，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(＋,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．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(14,6)C可测定文物年头。(2)NHeq\o\al(＋,4)是10e－粒子，0.5molNHeq\o\al(＋,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推断。(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(14,6)C(2)5NA(3)第三周期第ⅦA族Clb(4)H2CO3H2CO3为弱酸[素养培优练]11.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．W、X、Y三种元素氢化物的稳定性依次降低B．Z、W的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是WC．五种元素均为非金属元素D．T元素的单质具有半导体的特征，T与Z元素可形成化合物TZ4D[设W的最外层电子数为a，故X的最外层电子数为a＋1，Y的最外层电子数为a＋2，Z为a＋3，故有a＋a＋1＋a＋2＋a＋3＝22，故a＝4。A项由周期表可知非金属性Y>X>W，故氢化物稳定性Y>X>W，错误；B项最高价氧化物对应的水化物的酸性Z>W，错误；C项若X、Y在其次周期，则T为锗，为金属元素，错误；D项由计算可知Z为第ⅦA族，T为第ⅣA族，故二者可形成TZ4，正确。]12．(易错题)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素。m、n、p是由这些元素组成的二元化合物，r是元素Y的常见单质，能使带火星的木条复燃，q为一元强碱，q、s的焰色均呈黄色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A．原子半径：W<X<Y<ZB．Y的简洁氢化物的稳定性比X的弱C．元素非金属性：X<YD．由W、X、Y、Z四种元素只能组成一种化合物C[r是元素Y的常见单质，能使带火星的木条复燃，应为O2，q为一元强碱，且焰色为黄色，可知q为NaOH，s的焰色反应也呈黄色，可知n为Na2O2，m为H2O，p为CO2，s为Na2CO3，由组成元素的原子序数关系可知W为H，X为C，Y为O，Z为Na。C、O位于同一周期，C的原子半径大于O，故A错误；X为C，Y为O，C、O为同周期元素，元素非金属性：C<O，其简洁氢化物的稳定性H2O>CH4，故B错误，C正确；由W、X、Y、Z四种元素可组成NaHCO3、CH3COONa等，故D错误。]13．(素养题)元素周期表有很多好玩的编排方式，有同学将短周期元素依据原子序数递增的依次进行排列得到如图所示的“蜗牛”元素周期表。图中每个“·”代表一种元素(图中字母不表示元素符号)。下列说法正确的是()A．Y的氢化物的热稳定性比Z的差B．K、Z的氢化物的水溶液都显酸性C．L、M、X位于同主族D．K、L、X、Z简洁离子半径大小依次是Z－>L＋>X3＋>K3－A[P为H，依据原子序数由小到大、由里往外延长，由题图可知，K为N，L为Na，M为Mg，X为Al，Y为P，Z为Cl。P的非金属性小于Cl，P的氢化物的热稳定性比Cl的氢化物差，A项正确；N的氢化物的水溶液显碱性，B项错误；Na、Mg、Al位于同周期，C项错误；Cl－的半径最大，但N3－、Na＋、Al3＋具有相同电子层结构，原子序数大的离子半径小，则离子半径大小依次是Z－>K3－>L＋>X3＋，D项错误。]14．下表中的实线表示元素周期表的部分边界。(1)请在上表中用实线补出元素周期表的上边界。(2)某主族元素原子的核外电子排布为，该元素在元素周期表中的位置为____________________。(3)元素Ⅰ的非金属性________(填“强于”或“弱于”)元素H，用原子结构的观点说明缘由：同周期主族元素随着原子序数的递增，__________________________，非金属性增加。设计试验证明元素E的金属性强于元素F：______________________。(4)处于周期表中对角线位置(左上方和右下方)的元素，其性质具有相像性，称为“对角线规则”。元素D与F的单质及其化合物性质相像，如D、DO、D(OH)2与NaOH溶液都能反应生成Na2DO2等物质。回答下列问题。①写出F的单质与氢氧化钠溶液反应的离子方程式：__________________________。②鉴别元素D与E的氢氧化物可用试剂是________。(5)元素G的一种含氧酸化学式为H3GO3，其结构式可表示为，请写出该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：__________________。信息：氢氧原子结合成的一种原子团“—OH”叫羟基，含氧酸中羟基氢方可电离出H＋。[解析](2)某主族元素原子的核外电子排布为，电子层数为4层，且三层均填满，最外层有6个电子，故该元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族。(3)元素Ⅰ为Cl，元素H为S，Cl的非金属性强于S，因为同周期主族元素随着原子序数的递增，原子半径递减，得电子实力增加，非金属性增加。要证明元素Mg的金属性强于元素Al，可以将打磨过的镁条、铝条分别投入盛有相同盐酸的试管中，比较与酸反应的猛烈程度。(4)①F元素是Al，Al与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2Al＋2H2O＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑；②D是Be，与Al是对角线位置，故Be的性质与Al相像，元素