2024-2025学年新教材高中化学第四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巩固提升训练含解析新人教版必修第一册

PAGEPAGE13第2课时元素周期表和元素周期律的应用夯实基础轻松达标1.元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是()A.虚线左下方的元素均为非金属元素B.紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素C.可在虚线旁边找寻半导体材料(如Ge、Si等)D.可在虚线的右上方找寻耐高温材料答案C解析虚线左下方的元素均为金属元素,A项错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,但没有两性金属元素这一说法,B项错误;耐高温材料应当在过渡元素中找寻,D项错误。2.关于元素周期律和元素周期表的下列说法,正确的是()A.目前发觉的全部元素占据了周期表里的全部位置,不行能再有新的元素被发觉B.元素的性质随着原子序数的增加而呈周期性改变C.俄国化学家道尔顿为元素周期表的建立作出了巨大贡献D.同一主族的元素从上到下,金属性呈周期性改变答案B解析元素周期律是元素性质随原子序数的递增而发生周期性改变的规律,B项正确;俄国化学家门捷列夫为元素周期表的建立作出了巨大贡献;有些元素还有待于发觉,有些新元素已经被发觉,因此不能说不行能再有新元素被发觉;在元素周期表中,同一主族的元素从上到下,由于原子半径渐渐增大,金属性渐渐增加,非金属性渐渐减弱,属于递变性改变而不是周期性改变。3.(2024北京师大附中高一期中)X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在元素周期表中的位置如下图所示。若Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,下列说法中正确的是()XYZWA.原子半径:X>Y>Z>WB.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>Z>WC.4种元素的单质中,Z单质的熔、沸点最低D.W单质能与水反应,生成具有漂白性的物质答案D解析Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,其电子层数应为3,则最外层电子数为6,Z应为S元素,依据四种元素在周期表中的位置可知,X为N元素,Y为O元素,W为Cl元素。同周期元素从左到右,原子半径渐渐减小,则X>Y,Z>W,同主族元素从上到下,原子半径渐渐增大,且原子核外电子层数越多,原子半径一般越大,则W>X,所以原子半径大小依次为Z>W>X>Y,故A错误;同周期元素从左到右,元素的非金属性渐渐增加,依据元素的非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物的酸性越强可知,最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z,故B错误;4种元素的单质中,N2、O2和Cl2在常温下均为气体,而S为固体,即Z单质的熔、沸点最高,故C错误;氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,故D正确。4.已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中,正确的是()A.铍的原子半径小于硼的原子半径B.氯化铍难溶于水C.氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱D.单质铍与冷水反应快速产生氢气答案C解析铍在硼的左边,因此原子半径比硼大,A项错误;依据同主族元素性质递变规律,BeCl2易溶于水,B项错误;铍在钙的上方,金属性弱,氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的弱,C项正确;单质铍的金属性比镁弱,镁与冷水反应缓慢,铍肯定不能与冷水快速反应,D项错误。5.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答案D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。6.(2024甘肃甘谷第一中学选拔考试)下列结论正确的是()①离子半径:K+>Al3+>S2->Cl-②氢化物的稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4③离子的还原性:S2->Cl->Br->I-④氧化性:Cl2>S>Se>Te⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO⑥非金属性:O>N>P>Si⑦金属性:Be<Mg<Ca<KA.只有②⑤⑦ B.只有②⑥⑦C.只有②④⑤⑥⑦ D.只有②④⑥答案C解析①电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小;电子层越多,离子半径越大,故离子半径:S2->Cl->K+>Al3+,故①错误;②非金属性:F>Cl>S>P>Si,氢化物稳定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4,故②正确;③非金属性:Cl>Br>I>S,阴离子还原性:S2->I->Br->Cl-,故③错误;④非金属性:Cl>S>Se>Te,单质氧化性:Cl2>S>Se>Te,故④正确;⑤非金属性:S>P>C,最高价含氧酸的酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3,碳酸酸性比HClO酸性强,故酸性H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO,故⑤正确;⑥同周期元素随原子序数增大,非金属性渐渐增加,同主族元素自上而下,非金属性渐渐减弱,故非金属性:O>N>P>Si,故⑥正确;⑦同主族元素自上而下,金属性渐渐增加,同周期元素自左而右,金属性渐渐减弱,故金属性:Be<Mg<Ca<K,故正确。7.依据元素周期律,由下列事实进行归纳推想,推想不合理的是()选项事实推想ACaCO3和BaCO3都难溶于水SrCO3也难溶于水BSi是半导体材料,同族的Ge也是半导体材料第ⅣA族的元素的单质都可作半导体材料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在高温时能反应答案B解析同一主族元素的性质相像,CaCO3和BaCO3都难溶于水,因此SrCO3也难溶于水,A项正确;在元素周期表中,位于金属和非金属分界线处的元素的单质能作半导体,Pb不位于金属元素和非金属元素分界线处,所以Pb不能作半导体材料,B项错误;元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性:Cl>Br>I,所以氢化物的稳定性:HCl>HBr>HI,则HBr的分解温度介于二者之间,C项正确;元素的非金属性越强,其单质与氢气化合越简洁,非金属性:S>P>Si,所以P与H2在高温时能反应,D项正确。8.门捷列夫在探讨周期表时预言了包括“类铝”“类硅”在内的11种元素。(1)门捷列夫预言的“类硅”,多年后被德国化学家文克勒发觉,命名为锗(Ge)。①已知主族元素锗的最高正化合价为+4价,其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si(用“>”或“<”表示)Ge。

②若锗位于硅的下一周期,写出“锗”在周期表中的位置。依据锗在周期表中处于金属和非金属分界线旁边,预料锗单质的一种用途是。

③硅、锗单质分别与H2反应时,反应较难进行的是(填“硅”或“锗”)。

(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后,被布瓦博德朗在一种矿石中发觉,命名为镓(Ga)。①由镓的性质推知,镓与铝同主族,且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度说明镓与铝性质相像的缘由。

②为推断其是否为两性氢氧化物,设计试验时,须要选用的试剂有GaCl3溶液、和。

答案(1)①>②第四周期第ⅣA族用作半导体材料③锗(2)①它们的原子最外层电子数都为3②氢氧化钠溶液稀硫酸或盐酸解析(1)①由于元素锗最高正化合价为+4价,故其位于元素周期表中第ⅣA族,与硅同一主族,且硅的最高价氧化物对应的水化物显酸性,锗的最高价氧化物对应水化物为两性氢氧化物,故硅的非金属性强于锗。②硅位于第三周期第ⅣA族,锗与硅同一主族,而锗位于第四周期,所以锗在元素周期表的位置为第四周期第ⅣA族。锗与硅均可作半导体材料。③元素非金属性越强,其单质越简洁与氢气化合,同主族元素随原子序数增大,非金属性渐弱,故硅的非金属性强于锗的非金属性,硅与氢气更简洁化合。(2)①二者位于同一主族,原子最外层电子数相同,均为3。②推断物质是否具有两性可视察该物质是否与酸、碱都发生反应。提升实力跨越等级1.Se、Br两种元素的部分信息如图所示,下列说法正确的是()A.原子半径:Br>Se>PB.还原性:S2->Se2->Br-C.Se在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族D.Se、Br位于同一主族答案C解析由图示信息可知Se为34号元素,Br为35号元素,Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧,原子半径:Se>Br,故A、D项错误;Se和S位于同一主族,且Se位于S的下一周期,故还原性:Se2->S2-,B项错误;由图示信息可知Se位于第四周期第ⅥA族,C项正确。2.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两者最高价氧化物的水化物在溶液中能相互反应答案D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。3.(双选)(2024河北邯郸一中高一测试)运用元素周期律分析下面的推断,其中推断错误的是()A.Li在氧气中燃烧生成Li2OB.氢氧化铊具有两性C.硫酸锶(SrSO4)是易溶于水的白色固体D.砹(At2)是有色固体,HAt不稳定答案BC解析锂(Li)在氧气中燃烧的产物是Li2O,故A正确;同主族元素从上到下金属性依次增加,最高价氧化物的水化物的碱性依次增加,氢氧化铝有两性,而氢氧化铊没有两性,具有碱性,故B错误;锶与钡是同主族元素,BaSO4是难溶于水的白色固体,所以SrSO4也是难溶于水的白色固体,故C错误;砹(At)属于卤素单质,同主族元素从上到下,氢化物稳定性渐渐减弱,单质由气体过渡为固体,颜色渐渐加深,所以At为有色固体,HAt不稳定,故D正确。4.甲~辛等元素在周期表中的相对位置如表。甲与戊的原子序数相差3,戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,丁与辛属同周期元素。下列推断不正确的是()甲乙丙丁

戊己辛庚

A.金属性:甲>乙>丁B.原子半径:辛>己>戊C.丙与庚的原子核外电子数相差13D.单质己可做半导体材料答案A解析由戊的一种单质是自然界硬度最大的物质,知戊为C,甲与戊的原子序数相差3,故甲为Li。甲、乙、丙同主族,则乙为Na,丙为K,丁为Ca,金属性:乙>甲,A项错误;依据电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,得原子半径:辛>己>戊,B项正确;丙、庚同属第四周期,第四周期有10种过渡元素,甲与戊的原子序数相差3,故丙与庚的原子核外电子数相差13,C项正确;己为硅元素,单质硅可做半导体材料,D项正确。5.有A、B、C三种元素,已知A、B原子的电子层数相同,B、C原子的最外层电子数相同。又知这三种元素原子的最外层电子数之和为17,核外电子数之和为31。下列说法正确的是()A.A、B、C肯定是非金属元素B.A、B、C肯定是主族元素C.A可能是周期表中原子半径最小的元素D.A可能是周期表中非金属性最强的元素答案D解析核外电子数减去最外层电子数等于内层电子数,则三种元素原子的内层电子数之和为14,说明A、B、C三个原子中有两个原子的内层电子数为2,另一个原子的内层电子数为10,因此A、B肯定在其次周期,C肯定在第三周期。设A的质子数为a,B的质子数为b,则C的质子数必为b+8,据题意有:a+b+(b+8)=31。探讨:①当a=3时,b=10,三种元素依次是Li、Ne、Ar;②当a=5时,b=9,三种元素依次是B、F、Cl;③当a=7时,b=8,三种元素依次是N、O、S;④当a=9时,b=7,三种元素依次是F、N、P。据上述分析知A、B两项明显错误。周期表中原子半径最小的元素是H,故C项错误。当三种元素符合状况④时,A为F,是周期表中非金属性最强的元素,故D项正确。6.(双选)(2024广东中山第一中学高一段考)现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T,R原子的最外层电子数是电子层数的2倍;Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物,Y与T同主族。五种元素原子半径与原子序数之间的关系如图所示。下列推断正确的是()A.离子半径:Z<YB.氢化物的稳定性:Y<TC.最高价氧化物对应水化物的酸性:T<RD.由X、Y、Z、R四种元素组成的常见化合物属于电解质答案AD解析Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物,Z是Na元素、Y是O元素;Y与T同主族,Y的原子序数小于T,所以T是S元素。R的原子序数小于O,R原子的最外层电子数是电子层数的2倍,R是碳元素;X原子半径、原子序数都小于碳原子,所以X是H元素。离子半径:Na+<O2-,故A正确;氢化物的稳定性:H2S<H2O,故B错误;S的非金属性强于C,最高价氧化物对应水化物的酸性:H2CO3<H2SO4,故C错误;由H、O、Na、C四种元素组成的常见化合物NaHCO3属于电解质,D正确。7.(2024广东厦门外国语学校高一阶段性测试)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。回答下列问题:WXYZ(1)X在元素周期表中的位置为;画出X的简洁离子结构示意图。

已知X元素的一种原子,其中子数为10,写出这种原子的原子符号。

(2)四种元素简洁离子的半径由大到小为(用离子符号表达)。

(3)W、X的最简洁氢化物稳定性:>(填化学式)。

(4)Z最高价氧化物的水化物与Y最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为。

(5)ZX2气体是一种广谱杀菌消毒剂。工业上可利用NaZX3和NaZ在酸性条件下制得ZX2同时得到Z元素的单质,该反应的离子方程式为。

答案(1)其次周期ⅥA族(2)Cl->N3->O2->Al3+(3)H2ONH3(4)Al(OH)3+3HClO4Al(ClO4)3+3H2O(5)2ClO3-+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2解析依据题意知,Y为Al元素,W为N元素,X为O元素,Z为Cl元素。(1)X为O元素,原子序数为8,位于元素周期表中其次周期ⅥA族,O2-的结构示意图为;质子数为8、中子数为10的氧原子的质量数=8+10=18,原子符号为

8(2)离子的电子层越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,则四种元素简洁离子的半径由大到小为:Cl->N3->O2->Al3+。(3)W为N元素,X为O元素,元素非金属性越强,简洁氢化物越稳定,非金属性:O>N,则氢化物稳定性:H2O>NH3。(4)Z为Cl元素,Y为Al元素。Z最高价氧化物的水化物为高氯酸,Y最高价氧化物对应水化物为氢氧化铝,二者反应的化学方程式为Al(OH)3+3HClO4Al(ClO4)3+3H2O。(5)ClO2气体是一种广谱杀菌消毒剂,工业上可利用NaClO3和NaCl在酸性条件下制得ClO2同时得到Cl2,该反应的离子方程式为2ClO3-+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H28.(2024山东潍坊中学高一化学阶段检测)元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含着很多信息和规律。下表所列是五种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)。元素代号ABCDE原子半径/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合价+2+3+6、-2-1-2(1)用元素符号标出它们在周期表中所对应的位置(以下为周期表的一部分)。(2)画出A的原子结构示意图。

(3)B元素处于周期表中第周期,族。

(4)E元素处于周期表中第周期,族。

(5)C、D的简洁离子的半径由大到小依次为(用离子符号表示)。

(6)C、E形成的化合物为(填化学式)。

答案(1)(2)(3)三ⅢA(4)二ⅥA(5)S2->Cl-(6)SO2、SO3解析原子的电子层数越多,其原子半径一般越大,同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,铍的原子半径为0.089nm,E的原子半径小于铍原子且其最低负价是-2,故E原子最外层电子数为6,所以E位于第ⅥA族,为氧元素;剩余元素原子半径大小依次是A>B>C>D且都大于铍原子,均为第三周期元素,结合其主要化合价知,A是Mg元素、B是Al元素、C是S元素、D是Cl元素。(1)氧元素位于其次周期第ⅥA族、Mg元素位于第三周期第ⅡA族、Al元素位于第三周期第ⅢA族、S元素位于第三周期第ⅥA族、Cl元素位于第三周期第ⅦA族,所以其在周期表中的位置为(2)A为Mg元素,其核电荷数为12,原子的结构示意图为。(3)铝元素位于第三周期ⅢA族。(4)E为O元素,位于元素周期表的其次周期ⅥA族。(5)S2-和Cl-核外电子数均为18,因电子层数相同的微粒,核电荷数越大,半径越小,则简洁离子半径:S2->Cl-。(6)C为硫元素,E为氧元素,二者可以形成二氧化硫、三氧化硫,化学式为SO2、SO3。贴近生活拓展创新★(2024天津静海一中高一期末)有关元素X、Y、D、E的信息如下:元素有关信息X地壳中含量最高的元素Y第三周期中原子半径最小的主族元素D最高价氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱溶液E单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏用化学用语回答下列问题:(1)D在元素周期表中的位置为。

(2)X、Y