高中化学第一章物质结构元素周期律12元素周期律元素周期表和元素周期律的应用课时训练新人教版必修2.docx
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高中化学第一章物质结构元素周期律12元素周期律元素周期表和元素周期律的应用课时训练新人教版必修2
课时训练6 元素周期表和元素周期律的应用
一、元素周期律的考查
1.下列各组元素中,按元素最高正价递增顺序排列的是( )
A.O、S、Se、Te
B.K、Mg、C、S
C.C、N、O、F
D.Li、Na、K、Rb
解析:
最高正价=主族序数(O、F除外)。
A项全是第ⅥA族元素,不符合。
B项最高正价分别是+1、+2、+4、+6,符合。
C项中O、F通常无正价,不符合。
D项是第ⅠA族元素,最高正价均为+1价,不符合。
答案:
B
2.下列递变规律正确的是( )
A.还原性:
Na>Al>Mg
B.氧化性:
I2>Br2>Cl2
C.原子半径:
Na>N>O
D.最高正价:
Cl
解析:
A中还原性:
Na>Mg>Al;B中氧化性:
Cl2>Br2>I2;C中,借助第三周期中P元素,可比较原子半径大小顺序为Na>P>N>O;D中最高正价:
Cl>S>P。
答案:
C
3.下列结论正确的是( )
①粒子半径:
S2->Cl>S ②氢化物稳定性:
HF>HCl>H2S ③离子还原性:
S2->Cl->Br->I- ④单质氧化性:
Cl2>S ⑤酸性:
H2SO4>HClO4
⑥分散系中分散质粒子的直径:
Fe(OH)3悬浊液>Fe(OH)3胶体>FeCl3溶液
A.①⑤B.③⑥
C.②④⑥D.①③④
解析:
同周期,自左至右,原子半径逐渐减小,①错;气态氢化物稳定性逐渐增强,②对;单质氧化性增强,④对;最高价氧化物对应水化物酸性增强,⑤错;同主族,自上至下,原子半径逐渐增大,离子还原性增强,③错;分散系中分散质粒子直径大小为浊液>胶体>溶液,⑥对。
答案:
C
二、元素周期表、周期律的应用
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.单质铍与冷水反应迅速产生氢气
解析:
铍在硼的左边,因此原子半径比硼大,A错;根据同主族元素性质递变规律,BeCl2易溶于水,B错;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对;单质铍的金属性比镁弱,镁与冷水反应缓慢,铍一定不能与冷水迅速反应,D错。
答案:
C
5.铊(Tl)是超导体的组成部分之一。
铊位于第六周期,是Al的同族元素。
下列对铊的性质判断不正确的是( )
①易导电的银白色金属 ②Tl(OH)3是两性氢氧化物 ③Tl3+的氧化性比Al3+强 ④单质Tl能与稀硝酸反应生成硝酸盐
A.①③B.②③
C.①D.④
解析:
铊元素位于第六周期第ⅢA族,与铝同族,因此与铝的性质相似,故①正确;根据同主族元素性质递变规律,同主族元素从上到下,金属性增强,则金属阳离子的氧化性逐渐减弱,③错误,④正确;最高价氧化物对应水化物的碱性依次增强,故Tl(OH)3是碱,不是两性氢氧化物,②错误。
答案:
B
6.已知X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如表。
下列有关这四种元素的性质的描述不正确的是( )
A.与水反应,X比Y剧烈
B.与H2化合,W单质比Z单质容易
C.X形成的碱比Y形成的碱的碱性强
D.W的最高价含氧酸比Z的最高价含氧酸酸性强
解析:
由表中相对位置可知,X、Y为金属,且X比Y活泼,所以A、C项正确。
Z、W为非金属,且非金属性:
Z W是F,没有含氧酸,所以D项错。 答案: D 7.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 X Y Z M N P 原子半径/nm 0.186 0.143 0.075 0.074 0.152 0.099 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>N B.Y、M元素形成的化合物是工业冶炼Y的原料 C.X单质在M单质中燃烧生成的化合物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: 根据元素的主要化合价进行归类,X、N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为-2价,那么应处于第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无正价。 再根据原子半径大小关系,同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族从上到下逐渐增大,可以判断,N是Li元素,不可能是H元素(H原子半径最小),X是Na元素。 同周期原子半径从左到右逐渐减小,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。 所以综上可以得出各元素分别为: 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逐渐增强,所以金属性应有Na>Li,故A项正确。 工业上冶炼Al是采用电解Al2O3(加入冰晶石降低熔点),故B项正确。 Na在O2中燃烧生成Na2O2,1molNa2O2含有1mol,39gNa2O2为0.5mol,故C项正确。 未知溶液体积,不可求算P-的数目,D项错误。 答案: D 8.制冷剂是一种易被压缩、液化的气体,液化后在管内循环,蒸发时吸收热量,使环境温度降低,达到制冷目的。 人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷剂,但它们不是有毒,就是易燃。 于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。 据现有知识,某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下: (1)氢化物的易燃性: (2)化合物的毒性: PH3>NH3;H2S (填“>”“<”或“=”,下同)H2O;CS2 CO2;CCl4>CF4。 于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。 (3)已知CCl4的沸点为76.8℃,CF4的沸点为-128℃,新制冷剂的沸点范围应介于其间。 经过较长时间反复试验,一种新的制冷剂——氟利昂CF2Cl2终于诞生了,其他类似的还可以是 。 (4)然而,这种制冷剂造成了当今的某一环境问题是 。 求助于周期表中元素及其化合物的 变化趋势来开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。 ①毒性 ②沸点 ③易燃性 ④水溶性 ⑤颜色 a.①②③ b.②④⑤ c.②③④ 答案: (1)CH4 NH3 H2S HCl (2)> > (3)CFCl3(或CF3Cl) (4)使大气臭氧层出现空洞 a 9.下图分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(X为核电荷数,Y为元素的有关性质)。 据图回答下列问题: (1)表示第ⅥA族元素的最外层电子数变化规律的是 (填字母序号,下同)。 (2)表示第三周期主族元素的最高正化合价变化规律的是 。 (3)表示O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径变化规律的是 。 (4)表示碱金属单质密度的变化规律的是 。 (5)表示卤族元素单质熔点的变化规律的是 。 解析: (1)第ⅥA族元素的最外层电子数相等,都是6,故为B。 (2)第三周期元素的最高正化合价从+1价逐渐升高到+7价,故为C。 (3)O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+是具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,离子半径越小。 (4)碱金属单质的密度随核电荷数的增大而有增大趋势,但K反常。 (5)卤族元素单质的熔点随核电荷数的增大而升高。 答案: (1)B (2)C (3)A (4)D (5)C 三、元素推断——“位、构、性”综合考查 10.下图为周期表中短周期的一部分,若a原子最外层电子数比次外层电子数少3个,下列说法中不正确的是( ) d a b c A.原子半径大小顺序是c>b>d>a B.d的氢化物比a的氢化物稳定 C.a和d的原子结合可以形成带3个负电荷的阴离子 D.a、b、c最高价氧化物对应水化物的酸性强弱关系是c>b>a 解析: 先推测a为P,则根据相关规律可以进行判断,按原子半径的递变规律,a应该最大,A项错误,所以A项符合题意。 答案: A 11.四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.原子半径Z B.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的弱 C.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的小 D.Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族 解析: 依题意,M为Al元素,则X为Si元素,Y为N元素,Z为O元素。 根据元素周期律,Al的原子半径比O的大,A项正确;Y的最高价氧化物对应水化物是硝酸,X的最高价氧化物对应水化物是硅酸,前者是强酸,后者是弱酸,B项错误;H2O的热稳定性比SiH4的强,C项正确;O元素位于元素周期表中第二周期第ⅥA族,D项正确。 答案: B 12.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。 下列说法正确的是( ) A.元素Y和元素Z的最高正化合价相同 B.单核阴离子半径的大小顺序为r(W)>r(Y)>r(Z) C.氢化物的热稳定性顺序为X D.四种元素中,元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性最强 解析: 由Y原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,则Y为氧元素,X、Z、W分别为氮、硫、氯元素。 氧元素没有+6价,A项错误;单核阴离子半径的大小顺序应为r(Z)>r(W)>r(Y),B项错误;热稳定性最强的氢化物应为H2O,C项错误;D项正确。 答案: D 13.下表是元素周期表示意图的一部分,回答下列问题: 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 二 ① ② 三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 四 ⑩ (1)写出元素符号: ① ,⑥ , ⑦ 。 (2)在这些元素中,最活泼的金属元素是 (填元素符号,下同),最活泼的非金属元素是 ,最不活泼的元素是 。 (3)元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是 ,碱性最强的是 ,呈两性的是 ,写出三者之间相互反应的化学方程式: ; ; 。 (4)在上表的主族元素中,原子半径最小的是 ,原子半径最大的是 。 (5)③与④中,化学性质较活泼的是 ,用化学实验证明 。 (6)⑧与 中,化学性质较活泼的是 ,用化学实验证明 。 解析: 根据元素在元素周期表中的位置,可知①~ 对应的具体元素,再结合元素周期律可知,最活泼的金属元素是K,最活泼的非金属元素是F,最不活泼的元素是稀有气体元素Ar。 它们的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,呈两性的是Al(OH)3。 在比较Na与Mg、Cl2与Br2的活动性时,可根据元素的金属性、非金属性的强弱来设计实验。 答案: (1)N Si S Ca (2)K F Ar (3)HClO4 KOH Al(OH)3 3HClO4+Al(OH)3 Al(ClO4)3+3H2O HClO4+KOH KClO4+H2O KOH+Al(OH)3 KAlO2+2H2O (4)F K (5)Na 可用它们与水反应的实验证明: 钠与水剧烈反应,放出氢气,并生成强碱NaOH;Mg与热水缓慢反应,放出氢气,并生成中强碱Mg(OH)2 (6)Cl 可用氯气通入溴化钠溶液的实验证明: 溶液呈橙红色,发生的反应为Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2 (建议用时: 30分钟) 1.下面是元素周期表的一部分。 下列与表中元素有关的叙述正确的是( ) A.铝是第二周期元素 B.氯原子的半径比硫原子的半径小 C.氢氧化钠的碱性比氢氧化镁的碱性弱 D.硅原子的最外层电子数比磷原子的最外层电子数多 解析: 由表中相对位置知: Al是第三周期元素,A项错。 同周期元素从左到右原子半径减小,B项正确。 同理根据同周期元素性质递变规律也可判断出C项错、D项错。 答案: B 2.镭是元素周期表中第ⅡA族元素,下列关于镭的叙述不正确的是( ) A.镭比钙的金属性更强 B.在化合物中呈+2价 C.镭是一种放射性元素 D.氢氧化镭呈两性 解析: 同主族元素由上到下,金属性依次增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强,所以氢氧化镭呈强碱性。 答案: D 3.氢化钠(NaH)是一种白色的化合物,其中钠元素为+1价,NaH与水反应生成氢气,下列叙述正确的是( ) A.NaH中氢离子核外电子排布与氢原子相同 B.NaH在水中显酸性 C.NaH中氢离子半径比锂离子大 D.NaH中氢离子可以被还原成氢气 解析: 在NaH中,H显-1价,Na为+1价,NaH与H2O反应的化学方程式为NaH+H2O NaOH+H2↑。 答案: C 4.(2015福建理综,10)短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中W原子的质子数是其最外层电子数的三倍。 下列说法不正确的是( ) A.原子半径: W>Z>Y>X B.最高价氧化物对应水化物的酸性: X>W>Z C.最简单气态氢化物的热稳定性: Y>X>W>Z D.元素X、Z、W的最高化合价分别与其主族序数相等 解析: 从元素周期表的局部图可知这四种元素为第二、三周期元素,W为第三周期元素,其原子的质子数是其最外层电子数的三倍,故W是磷元素,据此推出X、Y、Z分别是氮、氧、硅元素。 根据四种元素在周期表中的位置关系,原子半径: Z>W>X>Y,A选项错误;非金属性: O>N>P>Si(Y>X>W>Z),最高价氧化物的水化物酸性: HNO3>H3PO4>H2SiO3,氢化物的稳定性: H2O>NH3>PH3>SiH4,B、C选项正确;主族元素除O、F外,最高化合价数等于主族序数,D选项正确。 答案: A 5.运用元素周期律分析下面的推断,其中推断错误的是( ) A.氢氧化铍[Be(OH)2]的碱性比氢氧化镁的弱 B.砹(At)为有色固体,HAt不稳定 C.硫酸锶(SrSO4)是难溶于水的白色固体 D.硒化氢(H2Se)是无色、有毒,比H2S稳定的气体 解析: A项,Be和Mg同主族,Be的金属性不如镁的强,故Be(OH)2的碱性比Mg(OH)2弱;B项,卤族元素的单质从上到下,颜色加深,氢化物越来越不稳定;C项,Sr和Ba同主族,故SrSO4也难溶于水;D项,Se的非金属性不如S的强,故H2Se不如H2S稳定。 答案: D 6.元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2,则在气态氢化物中R元素的化合价为( )价 A.12-3nB.3n-12 C.3n-10D.6-3n 解析: 由元素R的最高价含氧酸的化学式为HnRO2n-2,可计算出R的最高正价为2(2n-2)-n=3n-4,R在氢化物中显负价,再根据同种元素: 最高正价+|最低负价|=8,则|最低负价|=8-(3n-4)=12-3n,故最低负价=3n-12。 答案: B 7.某元素X的原子序数为52,下列叙述正确的是( ) A.X的主要化合价是-2价、+4价、+6价 B.X可以形成稳定的气态氢化物 C.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4的酸性强 D.X的简单阴离子的还原性比溴离子弱 解析: 根据54号元素氙的位置可知52号元素位于第五周期第ⅥA族,位于非金属和金属交界处上方,为非金属元素,非金属性较弱,其化合价与我们熟悉的S相似,A项对;气态氢化物的稳定性较差,B项错;X元素在Br的左下方,非金属性比Br弱,最高价氧化物对应水化物的酸性比HBrO4弱;X的氧化性比溴弱,其阴离子的还原性比Br-强,D项错。 答案: A 8.同周期的三种元素X、Y、Z,已知它们的最高价氧化物对应的水化物的碱性由强到弱的顺序为XOH>Y(OH)2>Z(OH)3,则下列叙述正确的是( ) A.原子的失电子能力: X>Y>Z B.X、Y、Z的单质与水反应越来越容易 C.原子半径: Z>Y>X D.原子序数: X>Y>Z 解析: 由最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,可推知三元素在周期表中的位置为,故原子序数: X X>Y>Z,从左到右与水反应越来越难,失电子能力越来越弱。 答案: A 9.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。 下列判断错误的是( ) A.W、Y可形成两种不同的化合物 B.Z的阴离子的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: W为碳元素,Y为氧元素,X为磷元素,Z为氯元素,H2O的沸点高于CH4的。 答案: C 10.如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>X B.气态氢化物的稳定性: R C.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的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。 原子半径大小顺序为Na>Al>O,A错误。 Cl的非金属性强于S的,所以HCl的稳定性强于H2S,B错误。 SO3和水反应生成的硫酸是难挥发性酸,C错误。 NaOH与Al(OH)3在溶液中能发生反应生成NaAlO2和H2O,D正确。 答案: D 11.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题: Ⅰ. (1)请画出元素⑧的阴离子结构示意图: 。 (2)④⑤⑦的原子半径由小到大的顺序为 (填元素符号)。 (3)⑤和⑥的最高价氧化物对应水化物的碱性强弱为 > (填化学式)。 (4)④⑤两种元素的原子按1∶1组成的常见化合物的化学式为 。 Ⅱ.由表中①~⑧中的一种或几种元素形成的常见物质A、B、C可发生以下反应(副产物已略去),试回答: (1)若X是一种常见过渡金属单质,向C的水溶液中滴加AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,检验此C溶液中金属离子的方法是 ;又知在酸性溶液中该金属离子能被双氧水氧化,写出该反应的离子方程式: 。 (2)若A、B、C为含有同一金属元素的无机化合物,X为强电解质,A溶液与C溶液反应生成B,则B的化学式为 。 解析: Ⅰ. (1)通过图表信息可知,元素⑧为氯元素,其离子结构示意图为+17。 (2)④⑤⑦的元素分别为O、Na、S三种元素,根据元素周期律,可得知三种元素原子半径的大小关系为Na>S>O。 (3)⑤是Na,⑥是Al,金属性Na>Al,金属性越强,则该金属的最高价氧化物对应水化物的碱性越强,因此,NaOH>Al(OH)3。 Ⅱ. (1)由X是一种常见过渡金属单质,再根据向C的水溶液中滴加AgNO3溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,可推知X为Fe,A、B、C三种物质中含有氯元素,由此,不难推断本题考查Fe2+和Fe3+之间的转化,综合分析后可得出A为Cl2、B为FeCl3、C为FeCl2,检验Fe2+的方法是先加入KSCN溶液不显红色,再加入氯水显红色(或加入氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,然后变成灰绿色,最后变成红褐色)。 在酸性溶液中Fe2+被双氧水氧化的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O。 (2)本题在作答时,先根据题意快速联想有关的金属元素及其化合物,选择符合转化关系图的,由题可知,A是一种含有Al3+的盐,B是Al(OH)3,C是NaAlO2。 答案: Ⅰ. (1)+17 (2)O (3)NaOH Al(OH)3 (4)Na2O2 Ⅱ. (1)先加入KSCN溶液不显红色,再加入氯水显红色(或加入氢氧化钠溶液,产生白色沉淀,然后变成灰绿色,最后变成红褐色) H2O2+2Fe2++2H+ 2Fe3++2H2O (2)Al(OH)3 12.X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示: X Y Z M R Q 0.186 0.074 0.099 0.143 主要 化合价 -4, +4 -2 -1, +7 +3 其他 阳离子核 外无电子 无机非 金属材 料的 主角 焰色反应 呈黄色 (1)R在自然界中有质量数为35和37的两种核素,它们之间的关系是互为 ;R在元素周期表中的位置是 。 (2)Z的单质与水反应的化学方程式是 。 (3)Y与R相比,非金属性较强的是 (填元素符号),下列事实能证明这一结论的是 (填字母序号)。 a.常温下Y的单质呈固态,R的单质呈气态 b.稳定性XR>YX4 c.Y与R形成的化合物中Y呈正价 (4)根据表中数据推测,Y的原子半径最小范围是 ;写出工业制取Y单质的化学方程式: 。 解析: X的阳离子核外无电子,X为氢;Y是无机非金属材料的主角,Y是硅;Z的焰色反应呈黄色,Z是钠;M的化合价只有-2价,M为氧;R有-1价和+7价,R为氯;Q的化合价为+3价,且原子半径比R大,Q为铝。 (1)35Cl和37Cl互为同位素,Cl在元素周期表中位于第三周期第ⅦA族。 (2)钠与水反应的化学方程式为2Na+2H2O 2NaOH+H2↑。 (3)Cl的非金属性比Si强,稳定性HCl>SiH4,SiCl4中Si显+4价都可以证明这一结论。 元素的非金属性与元素对应单质的状态无必然联系。 (4)根据同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大的规律,结合表中数据推测,Si的原子半径应该大于0.099nm小于0.143nm。 工业上制取硅单质的化学方程式为2C+SiO2 Si+2CO↑。 答案: (1)同位素 第三周期第ⅦA族 (2)2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ (3)Cl b、c (4)大于0.099nm小于0.143nm 2C+SiO2 Si+2CO↑
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