2024-2025学年新教材高中化学第四章物质结构元素周期律第1节第3课时原子结构与元素的性质练习含解析新人教版必修第一册

PAGE6-第3课时原子结构与元素的性质基础达标一、选择题(每小题只有1个或2个选项符合题意)1．三种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示，下列说法正确的是(B)A．无法确定X、Y、Z各为何种元素B．均为非金属元素C．Y为氯元素D．X元素形成的单质有很强的氧化性解析：由于第一周期只有两种元素，故X为He，Y为F，Z为S，均为非金属元素。2．单片铯钾防火玻璃，是通过特别化学处理在高温状态下进行二十多小时离子交换，替换了玻璃表面的金属钠，形成的低膨胀硅酸盐玻璃，具备高效的抗热性能，同时通过物理处理后，玻璃表面形成高强的压力，大大提高了抗冲击强度，当玻璃破裂时呈现微小颗粒状态，削减对人体的损害。单片铯钾防火玻璃的强度是一般玻璃的6～12倍，是钢化玻璃的1.5～3倍！下列关于铯的叙述中，正确的是(A)A．CsOH是一种可溶于水的强碱B．Cs在空气中燃烧，生成一种氧化物Cs2OC．Cs与水反应，能发生爆炸，并放出O2D．加热Cs2CO3，可生成氧化铯和二氧化碳解析：同主族元素性质相像，NaOH、KOH、CsOH均易溶于水，A正确；碱金属由Li到Cs活泼性增加，Na与O2加热生成Na2O2，钾在O2中燃烧生成超氧化钾，Cs在空气中燃烧肯定不生成Cs2O，B错；Cs与H2O反应生成H2，C错；Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3性质稳定，受热不分解，D错。3．下列预料某些碱金属元素及其化合物性质的结论错误的是(D)选项已知某些碱金属元素及其单质的性质预料某些碱金属元素及其单质的性质A锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在铷元素和铯元素在自然界中都以化合态存在B钾单质与空气中的氧气反应比钠单质更猛烈，甚至能燃烧铷单质和铯单质比钾单质更简单与氧气反应，遇到空气就会马上燃烧C钾单质与水反应比钠单质更猛烈，甚至爆炸铷和铯比钾更简单与水反应，遇水马上燃烧，甚至爆炸D锂元素和钠元素在化合物中的化合价都是＋1价，钠单质与氧气反应生成的氧化物有Na2O和Na2O2锂单质与氧气反应生成的氧化物有Li2O和Li2O2解析：锂、钠、钾单质都很活泼，自然界中都以化合态存在，铷和铯单质更活泼，在自然界中都以化合态存在，A正确；钾比钠活泼，钾与氧气反应更猛烈，铷、铯单质比钾单质还活泼，B正确；从钠到铯与H2O反应依次加快，C正确；锂单质与氧气反应只生成Li2O，D错。4．已知钡的金属活动性处于钾和钠之间。则下列改变中可能实现的是(B)A．钡可从氯化钠溶液中置换出金属钠B．钡可从冷水中置换出氢气C．钡可从硫酸铜溶液中置换出铜D．在溶液中Ba2＋可氧化金属锌，生成Zn2＋解析：由于钡可以与水反应，所以钡和钠一样并不能置换出水溶液中的金属离子。5．下列关于主族元素的说法错误的是(B)A．同主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性增加B．同主族元素随着原子序数的递增，元素单质的熔、沸点渐渐上升C．同主族元素原子最外层电子数都相同D．同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性渐渐减弱，碱性渐渐增加解析：同主族元素随着原子序数的递增，电子层数渐渐增多，失电子实力渐渐增加，得电子实力渐渐减弱，即元素的金属性渐渐增加，非金属性渐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性渐渐增加，酸性渐渐减弱，A、D项都正确；对于同主族的金属元素，单质的熔、沸点从上到下渐渐降低，对于同主族的非金属元素，单质的熔、沸点从上到下渐渐上升，B项错误；同主族元素原子最外层电子数都相同，C项正确。二、非选择题6．某同学为验证同主族元素性质的递变规律，打算了如下药品：①氯化钠溶液②氢氧化钠溶液③硝酸④水⑤钠⑥镁条⑦铝条⑧钾(1)打算选用的药品是__④⑤⑧__。(2)所做的试验是__2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑、2K＋2H2O=2KOH＋H2↑__(用化学方程式表示)，推断依据__钾与水反应比钠与水反应猛烈，推断钾比钠活泼__。解析：钠、钾与水反应的共同点：①都浮在水面上，②四处游动，③熔化为一个闪亮的小球，④有“嘶嘶”的响声；不同点：钾与水反应比钠与水反应更猛烈，反应可产生火焰，并发出稍微的爆炸声。7．已知元素aA、bB、cC、dD、eE的原子的结构示意图分别为请回答下列问题：(1)属于同周期的元素是__Na、Cl__(填元素符号，下同)。(2)金属性最强的元素是__Rb__，非金属性最强的元素是__F__。(3)上述元素中单质氧化性最强的是__F2__(填化学式)。解析：由原子结构示意图可知A为Rb、B为Cl、C为Na、D为F。(1)弄清原子结构示意图与元素在周期表中的位置关系，即电子层数与周期数相等，所以B、C同周期。(2)Rb的金属性最强，F的非金属性最强。(3)非金属性越强，单质的氧化性越强。8．据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的探讨带来重大突破。已知铷是37号元素。依据相关学问回答下列问题：(1)请推想铷(Rb)在元素周期表中的位置。__第五周期第ⅠA族__(2)现有铷和另一种碱金属形成的合金50g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4L，这种碱金属可能是__a、b__(填字母)。a．Li b．Nac．K d．Cs解析：(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)设该合金的平均相对原子质量为M，则依据得失电子守恒得eq\f(50g,Mg·mol－1)×1＝eq\f(22.4L,22.4L·mol－1)×2，M＝25，因Mr(Rb)>25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na。能力提升一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1．人体液的渗透压平衡主要通过钠离子和氯离子进行调整，钠离子的另一个重要作用是调整神经元轴突膜内外的电荷，钠离子与钾离子的浓度差改变是神经冲动传递的物质基础，世界卫生组织建议每人每日摄入1～2克钠盐，钾离子也参加调整渗透压与轴突膜内外的电荷，人体中心脏、肝脏、脾脏等器官中钾比较富集。下列与碱金属元素有关的比较中不正确的是(AB)A．锂与水反应比钠与水反应猛烈B．还原性：K>Na，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠C．熔、沸点：Li>Na>KD．碱性：LiOH<NaOH<KOH解析：钠比锂活泼，钠与水反应更猛烈，A不正确；K性质特别活泼，K先与溶液里的H2O反应，不能在溶液中置换出钠，B不正确；熔沸点：Li>Na>K，C正确；从Li到Cs，金属性增加，对应碱的碱性增加，D正确。2．1940年，意大利化学家西格雷发觉了第85号元素，它被命名为“砹(At)”。在希腊文里，砹的意思是“不稳定”。他和美国科学家科里森、麦肯齐用“原子大炮”——回旋加速器加速氦原子核，轰击金属铋－209，由此制得了85号元素——“亚碘”，即是砹。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推想砹和砹的化合物正确的是(CD)A．与H2化合的实力：At2>I2 B．砹在常温下是白色固体C．砹原子的最外层上有7个电子 D．砹难溶于水，易溶于四氯化碳解析：从F到At元素的非金属性减弱，与H2的化合实力减弱，A项错；从F2到At2单质颜色渐渐加深，B项错；卤族元素的原子最外层都有7个电子，C正确；卤素单质都易溶于四氯化碳等有机物，D项正确。3．2024年是门捷列夫提出元素周期表150周年。依据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(BC)A．第35号元素的单质在常温常压下是液体B．位于第四周期第ⅤA族的元素为金属元素C．第84号元素的最高化合价是＋7D．第七周期0族元素的原子序数为118解析：A项，第35号元素位于第四周期ⅦA族，为溴元素，溴单质在常温常压下为液态，所以正确，不符合题意；B项，位于第四周期ⅤA族元素为As，属于非金属元素，所以正确，符合题意；C项，第84号元素为第六周期ⅥA族，最高正价为＋6价，所以错误，符合题意；D项，第一到第七周期的元素种类分别为2、8、8、18、18、32、32，因此第七周期0族元素的原子序数为118，所以正确，不符合题意。4．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙中，颜色无明显改变。则甲、乙、丙依次含有(B)A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－解析：熟知有关卤素的学问：①单质氧化性为Cl2>Br2>I2，而对应阴离子的还原性为I－>Br－>Cl－；②碘单质可使淀粉变蓝色，溴水颜色为橙色。由此可推出甲中加淀粉溶液和新制的氯水后变为橙色，说明甲中含有Br－，再加入丙溶液中无明显改变，则说明丙中无I－。二、非选择题5．已知H元素有多种同位素。(1)有H、D(eq\o\al(2,1)H)、T(eq\o\al(3,1)H)三种原子，各自可形成双原子分子H2、D2、T2。①标准状况下，它们的密度之比为__1∶2∶3__。②相同物质的量的三种单质中，质子数之比为__1∶1∶1__。③同温同压下，1L各单质气体中所含电子数之比为__1∶1∶1__。(2)36gH2O与80gD2O的物质的量之比是__1∶2__，它们分别与足量Na反应时，所放出气体体积之比(同条件)是__1∶2__，质量之比是__1∶4__。解析：(1)①ρ＝m/V＝nM/nVm＝M/Vm，相同条件下，Vm相同，所以其密度之比等于其摩尔质量之比，为1∶2∶3。②每个H2、D2、T2分子中含有的电子数都是2，物质的量相同的三种单质含有的分子数相同，含有的质子数相同，所以为1∶1∶1。③每个H2、D2、T2分子中含有的电子数都是2，同温同压下，1L的三种单质中含有的电子数相等，所以比为1∶1∶1。(2)36gH2O与80gD2O的物质的量之比为eq\f(36g,18g·mol－1)∶eq\f(80g,20g·mol－1)＝1∶2，它们分别与Na反应时，所放出气体体积之比(同条件)是1∶2，质量之比是(1mol×2g·mol－1)∶(2mol×4g·mol－1)＝1∶4。6．某同学做同主族元素性质相像性、递变性试验时，自己设计了一套试验方案，并记录了有关试验现象(见下表中的“试验方案”与“试验现象”，前后不肯定是对应关系)。试验方案试验现象①将氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡后加入适量CCl4振荡，静置A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消逝②将一小块金属钠放入冷水中B．分层，上层无色，下层紫红色③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后加入适量CCl4，振荡，静置C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有稍微的爆炸声，很快消逝④将一小块金属钾放入冷水中D．分层，上层无色，下层橙红色请你帮助该同学整理并完成试验报告。(1)试验目的：__探究同主族元素性质的相像性和递变性__。(2)试验用品：①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液、CCl4等。②仪器：