高中化学第一单元 元素周期律和元素周期表第3课时课堂检测

第3课时　元素周期表的应用

一、概念判断(判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”，共5小题，每题1分，共5分)。

1．稀有气体元素在周期表的最右列，同周期中非金属性最强。(　　)

提示：×。稀有气体性质稳定，同周期中ⅦA元素非金属性最强。

2．高氯酸(HClO4)是酸性最强的含氧酸，所以氯元素是非金属性最强的元素。(　　)

提示：×。氟元素非金属性最强。

3．在周期表中的氯、磷、硫元素附近探索研制农药的材料，所以这几种元素的化合物都有毒。(　　)

提示：×。氯、磷、硫的化合物不一定有毒，如NaCl。

4．锗也可以作半导体材料。(　　)

提示：√。

5．氮元素的最高正价与最低负价绝对值之差为2，硫元素的最高正价与最低负价绝对值之差为4。(　　)

提示：√。

二、选择题(本题包括5小题，每题3分，共15分)。

·题组1　利用元素周期表推测元素的结构和性质

1.如图为元素周期表中前四周期的一部分，若B元素的核电荷数为x，则这五种元素的核电荷数之和为(　　)

A．5x＋10　　　B．5x

C．5x＋14　    D．5x＋16

【解析】选A。前四周期五种元素在周期表中的相对位置为

故五种元素的核电荷数之和为5x＋10。

【拓展延伸】同主族、邻周期元素的原子序数差的关系

①第ⅠA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差2、8、8、18、18、32。

②第ⅡA族和0族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、8、18、18、32。

③第ⅢA～ⅦA族元素，随电子层数的增加，原子序数依次相差8、18、18、32、32。

2．部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线)，下列说法不正确的是(　　)

A.B只能得电子，不能失电子

B．原子半径Ge＞Si

C．As可作半导体材料

D．Po处于第六周期第ⅥA族

【解析】选A。B元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，既能得电子，又能失电子，故A错误；同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径Ge＞Si，故B正确；As元素位于金属元素与非金属元素的分界线附近，可作半导体材料，故C正确；Po为主族元素，原子有6个电子层，最外层电子数为6，处于第六周期第ⅥA族，故D正确。

·题组2　元素周期表和元素周期律的综合应用

3．下列事实不能用元素周期律解释的是(　　)

A．与水反应，Cs比Na剧烈

B．与H2反应，F2比Cl2容易

C．碱性：NaOH＞Al(OH)3

D. 酸性：HCl＞H2CO3

【解析】选D。元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，因此可证明酸性HClO4>H2CO3，不能用元素周期律证明酸性：HCl＞H2CO3。

4．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是(　　)

A．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X>Y

B．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推断出元素的非金属性：Cl＞S

C．硅、锗都位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料

D．Cs和Ba分别位于第六周期ⅠA和ⅡA族，碱性：CsOH>Ba(OH)2

【解析】选B。若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则X处于Y的下一周期，原子序数：X＞Y，A正确；不能根据氢化物水溶液的酸性强弱来比较非金属性，如酸性HCl>HF，但非金属性F>Cl，B错误；硅、锗都位于金属与非金属的交界处，具有一定金属性与非金属性，都可以作半导体材料，C正确；同周期元素自左而右金属性减弱，金属性Cs＞Ba，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性CsOH＞Ba(OH)2，D正确。

5．同主族中常见的三种元素X、Y、Z，它们最高价氧化物对应水化物的酸性强弱的顺序为HXO4<HYO4<HZO4。下列判断不正确的是(　　)

A．Y单质可以从海水中提取

B．离子半径：X－>Y－

C．气态氢化物的稳定性：HX<HZ

D．单质的氧化性：Y>Z

【解析】选D。从元素最高价氧化物对应水化物的化学式可知，三种元素的最高化合价均为＋7价，故为第ⅦA族元素，由元素最高价氧化物对应水化物的酸性强弱可知，非金属性：X<Y<Z，由于氟元素无正价，则X、Y、Z分别为碘元素、溴元素、氯元素。从海水中可提取单质Br2，A项正确；离子半径：I－>

Br－，B项正确；气态氢化物的稳定性：HI<HCl，C项正确；氧化性：Cl2>Br2，D项错误。

三、非选择题(本题包括1小题，共10分)。

6．如图为周期表中短周期元素的一部分，其中E为地壳中含量最高的元素。

请完成下列问题：

(1)D元素在元素周期表中的位置：__________________________________。

(2)A、E简单离子的半径由大到小顺序为____________(用具体的微粒符号表示)。

(3)写出A和F两种元素的最高价氧化物的水化物相互反应的离子方程式_________________________________________________。

(4)证明元素F和G的非金属性强弱(用化学方程式表示)____________________。

【解析】(1)E为地壳中含量最高的元素，则 E为氧元素，所以D为氮元素，其在周期表中的位置为第二周期第ⅤA族。

(2)E为O，则F为硫元素，所以A为Na，O2－和Na＋电子层结构相同，根据“序大径小”的方法可知O2－半径大于Na＋半径。

(3)Na和S两种元素的最高价氧化物的水化物分别为NaOH和H2SO4，两者反应的离子方程式为OH－＋H＋===H2O。

(4)F为硫元素，G为氯元素，将氯气通入H2S溶液中，溶液变浑浊，说明有S单质生成，即可证明氯气的氧化性大于硫单质的氧化性，即氯的非金属性大于硫的非金属性，对应的化学方程式为H2S＋Cl2===S↓＋2HCl。

答案：(1)第二周期第ⅤA族　(2)O2－＞Na＋

(3)OH－＋H＋===H2O

(4)H2S＋Cl2===S↓＋2HCl(其他答案合理也可)

一、选择题(共14题，每小题3分，共42分)。

1．(2021·苏州高一检测)用Zn高能原子轰击Pb的靶子，使锌核与铅核熔合，生成一个112号元素的原子的同时向外释放出一个中子。下列说法错误的是(　　)

A．112号元素的相对原子质量为277

B．此变化不属于化学变化

C．科学家合成的112号元素是金属元素

D．112号元素位于第七周期第ⅡB族

【解析】选A。此112 号元素原子的质量数＝70＋208－1＝277，该原子的相对原子质量约为277，但不能由此确定该元素的相对原子质量，A错误；此反应原子核发生了改变，属于核反应不属于化学变化，B正确；112 号元素位于元素周期表第七周期第ⅡB族，属于过渡元素，是金属元素，C正确；根据其原子结构示意图知，该元素位于第七周期第ⅡB族，D正确。

2．X、Y、Z、M、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A.R最少有两种氧化物

B．M的氢化物常温常压下为气体

C．最高价含氧酸的酸性：Z<Y

D．Y形成的化合物种类最多

【解析】选C。根据题图可推知，X为H，Y为C，Z为N，M为S，R为Na。Na的氧化物为Na2O、Na2O2，A正确；S的氢化物为H2S，常温常压下为气体，B正确；非金属性：N>C，故最高价含氧酸的酸性：HNO3>H2CO3，C错误；含碳化合物种类最多，D正确。

3．(2021·沧州高一检测)X、Y、Z、W均为短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法中正确的是(　　)

A.原子半径：W>Z>Y>X

B．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>W>X

C．四种元素的单质中，Z单质的熔、沸点最低

D．W单质能与水反应，生成一种具有漂白性的物质

【解析】选D。Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Y为O，依据四种元素在周期表中的位置推知，X为N，Z为S，W为Cl。原子半径：S>Cl>N>O，A错误；最高价氧化物对应水化物的酸性是HClO4>H2SO4，即W>Z>X，B错误；四种元素的单质中，Z单质常温下呈固态，其他单质均为气态，C错误；Cl2与水反应生成具有漂白性的HClO，D正确。

4．W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大，W和X形成的气态化合物的水溶液显碱性，Y的M层电子数与K层电子数之和为L层电子数的一半，Z的低价氧化物和其气态氢化物可以反应得到Z的淡黄色单质。下列说法不正确的是(　　)

A．Y与Z的单质混合加热能反应

B．X、Y、Z的简单离子半径：Z>X>Y

C．Z的含氧酸酸性强于X的含氧酸

D．Y在加热条件下能与水反应

【解析】选C。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，W和X形成的气态化合物的水溶液显碱性，则该气态化合物为NH3，故W为H，X为N；Y的M层电子数与K层电子数之和为L层电子数的一半，则Y为Mg；Z的低价氧化物和其气态氢化物可以反应得到Z的淡黄色单质，该反应为二氧化硫和硫化氢反应生成硫和水，则Z为S。Mg与S的单质混合加热能反应，A正确；X、Y、Z的简单离子半径：Z>X>Y，B正确；没有说明是最高价含氧酸，C错误；Mg在加热条件下能与水反应，D正确。

5．(2021·杭州高一检测)元素周期律和元素周期表是学习化学的重要工具。下列说法正确的是(　　)

A．元素周期表中所含元素种类最多的族是Ⅷ族

B．第三周期非金属元素的氢化物的稳定性从左到右依次减弱

C．周期表中元素的原子半径第三周期均大于第二周期

D．根据元素周期表，在过渡元素中可以寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料

【解析】选D。元素周期表中所含元素种类最多的是ⅢB族，A错误；第三周期非金属元素的氢化物的稳定性从左到右依次增强，B错误；Cl在第三周期，原子半径为0.099 nm，Li在第二周期，原子半径为0.152 nm，C错误；在过渡元素中可以寻找耐高温、耐腐蚀的合金材料，D正确。

6．元素的原子结构决定其性质和周期表中的位置。下列说法正确的是(　　)

A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价

B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高

C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强

D．元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素

【解析】选C。A项，对于主族元素而言，元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价(氧、氟除外)，对于过渡元素而言，如铁，最外层只有2个电子，而最高价态却为＋3价，A错误；B项，根据能量最低原理，在多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较低，B错误；P、S、Cl的非金属性增强，得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强，C正确；D项，元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素具有一定的金属性和非金属性，过渡元素是元素周期表中所有的副族元素和第Ⅷ族元素，D错误。

7．锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，处于周期表中金属区与非金属区的交界线上，下列叙述中正确的是(　　)

A．锗是一种金属性很强的元素

B．锗的单质具有半导体的性能

C．锗化氢(GeH4)稳定性很强

D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸

【解析】选B。依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物稳定性：CH4>SiH4>GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4稳定性很弱；最高价氧化物的水化物酸性：H2CO3>H2SiO3>H4GeO4，故H4GeO4为难溶于水的弱酸。因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，所以锗单质应具有半导体的性能。

【误区警示】(1)金属元素在金属与非金属分界线的左侧，但分界线的左边并不都是金属元素，如氢元素。

(2)金属和非金属分界线附近的元素并非都能作半导体材料，如铝元素。

(3)一般来说，非金属元素的最高正价与最低负价绝对值的和等于8，但氟元素无正价，氧元素无最高正价。

(4)最外层电子数相同的元素的性质不一定相似，如Mg和He。Ｋ

8．(2021·南京高一检测)A、B、C、D、E是五种原子序数依次增大的短周期元素，A和D、C和E分别位于同主族，E的原子序数是C的2倍，B的最外层电子数是A的4倍，下列叙述正确的是(　　)

A．A与C形成的化合物在常温下均为液态

B．B、C元素形成的化合物一定是BC2

C．一定条件下，D的单质可能具有氧化性

D．E的原子半径小于D的原子半径

【解析】选D。根据题意可知A为H或Li，B为C，C为O，D为Na，E为S。H2O在常温下是液体，Li2O是固体，A错误；C和O元素既可以组成CO2，也可以组成CO，B错误；钠单质不能得电子，无氧化性，C错误；两元素原子电子层数相同，核电核数越大，半径越小，D正确。

9．已知短周期主族元素X、Y、Z在元素周期表中的位置如图所示，下列说法错误的是(　　)

A.原子半径Z>X>Y

B．X元素位于第2周期

C．气态氢化物的稳定性：Y>X>Z

D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z>X

【解析】选D。由X、Y、Z为短周期元素及三者位置可推测X元素位于第2周期，B正确；原子半径Z>X>Y，A正确；非金属性越强，对应的气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，因非金属性Y>X>Z，则气态氢化物稳定性Y>X>Z，最高价氧化物对应水化物的酸性Y>X>Z，C正确、D错误。

10．(2021·深圳高一检测)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位于第二周期第ⅣA族

B．气态氢化物的稳定性：④>②

C．气态氢化物稳定性：⑤>④

D．元素的最高正化合价：③＝⑤

【解析】选C。对照元素周期表便可确定①、②、③、④、⑤分别是N、O、F、S、Cl。元素①是N，位于第二周期第ⅤA族，A错误；S的非金属性比O弱，因此H2S的热稳定性比H2O弱，B错误；Cl的非金属性比S强，HCl的稳定性大于H2S，C正确；Cl的最高正化合价为＋7，F没有正化合价，D错误。

【误区警示】元素的最高正化合价等于主族序数，但O、F除外，因为氧元素没有最高正价(＋6)，氟元素没有正化合价。

11．短周期元素T、X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如表所示，其中T的单质在一定条件下能与W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应并生成两种酸性气体，则下列相关说法正确的是(　　)

A.离子半径：X<Y<W

B．最简单气态氢化物的热稳定性：W<Z

C．Y形成的氧化物能与氢氧化钠溶液反应

D．最高价氧化物对应水化物的碱性：X<Y

【解析】选C。电子层数相同的离子，根据其核电荷数大小判断：核电荷数多的离子半径小，核电荷数少的离子半径大；电子层数不同的离子，根据电子层数判断：电子层数多的离子半径大，电子层数少的离子半径小。X是Mg元素，Y是Al元素，W是S元素，所以离子半径：Y < X <W，故A错误；元素的非金属性越强，其相应的最简单气态氢化物的稳定性就越强，元素的非金属性： W>Z，所以元素的最简单气态氢化物的稳定性： W>Z，故B错误；Y形成的氧化物是两性氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，故C正确；元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，元素的金属性： X>Y，它们的最高价氧化物对应水化物的碱性：X>Y，故D错误。

12．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16。Y的单质是空气中含量最多的气体，Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，W是短周期中金属性最强的元素。下列说法正确的是(　　)

A．X位于元素周期表中第二周期第ⅤA族

B．原子半径：r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)

C．X、Y、Z的非金属性依次减弱

D．由Z和W组成的化合物不止一种

【解析】选D。Y的单质是空气中含量最多的气体，则Y是氮(N)元素，Z原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，则Z是氧(O)元素，W是短周期中金属性最强的元素即钠(Na)元素，原子序数依次增大，它们原子的最外层电子数之和为16，则X只能是碳(C)元素。碳位于元素周期表中第二周期第ⅣA族，A错误；同周期从左到右原子半径依次减小，则r(Li)>r(C)>r(N)>r(O)，同主族从上到下原子半径依次增大，则r(Na)>r(Li)，故r(Na)>r(C)>r(N)>r(O)，B错误；同周期C、N、O的非金属性依次增强，C错误；由O和Na 可以组成Na2O和Na2O2，D正确。

13．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子核外电子总数与Y原子次外层的电子数相同，Y是短周期中金属性最强的元素，Z所在周期数与族序数相同，W与X属于同一主族。下列说法正确的是(　　)

A．由X、Y组成的化合物中一定不含共价键

B．X单质的氧化性比W单质的氧化性强

C．Z的氧化物的水化物是强碱

D．原子半径：r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)

【解析】选B。Y是短周期中金属性最强的元素，则Y为Na元素；X原子核外电子总数与Y原子次外层的电子数相同，则X为O元素；Z所在周期数与族序数相同，Z为Al元素；W与X属于同一主族，且为短周期元素，所以W为S元素。O元素和Na元素可以形成Na2O2，其中含有非极性共价键，故A错误；同主族元素自上而下非金属性减弱，所以非金属性O>S，则单质的氧化性O2>S，故B正确；Al的氧化物的水化物为Al(OH)3，属于弱碱，故C错误；电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：Y＞Z＞W＞X，故D错误。

14．(2021·江苏适应性测试改编)13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是(　　)

A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族

B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4

C．原子半径Al< P< S

D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4

【解析】选D。Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A错误； P位于第ⅤA族，最低负价为－3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；电子层数相同的元素，原子序数越小，原子半径越大，即Al＞P> S，故C错误；非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P<S<Cl，所以酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4，故D正确。

二、非选择题(本题包括2小题，共28分)。

15．(13分)元素周期表是学习化学的重要工具，它隐含着许多信息和规律。

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0.089 nm)。

(1)用元素代号标出它们在周期表中对应位置(以下为周期表的一部分)。

(2)B元素处于周期表中第__________周期第__________族。

(3)C、D的简单离子的半径由大到小顺序为________(填离子符号)。

(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是__________(填化学式)。

(5)C、E形成的化合物为__________(填化学式)。

【解析】(1)由主要化合价和原子半径知A为Mg，B为Al，C为S，D为Cl，E为O。

(2)B处于周期表中第三周期第ⅢA族。

(3)C、D的简单离子分别为S2－、Cl－，半径大小S2－>Cl－。

(4)最高价氧化物对应水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H2SO4、HClO4，其中HClO4酸性最强。

(5)S与O形成的化合物有SO2和SO3。

答案：(1)

(2)三　ⅢA　(3)S2－>Cl－

(4)HClO4　(5)SO2、SO3

16．(15分)我们生活在化学世界中，某些元素在人体的细胞、组织和体液中大量富集，如大脑中含有丰富的Na、Mg、K，骨筋和骨组织中含有丰富的Li、Mg、K等。甲～辛均为人体必需的短周期非金属元素，在周期表中的相对位置如图。请思考回答：

(1)甲、丙、辛的元素符号分别为________、________、________。

(2)庚的氢化物与最高价氧化物的分子式分别为__________、__________。

(3)乙、丙、丁的氢化物的还原性强弱顺序为(写分子式)：______________。

(4)戊、己、庚、辛的最高价氧化物的水化物酸性强弱顺序(写分子式)：__________________________。

【解析】根据题意可知甲为C、乙为N、丙为O、丁为F、戊为Si、己为P、庚为S、辛为Cl。

答案：(1)C　O　Cl　(2)H2S　SO3

(3)NH3>H2O>HF

(4)HClO4>H2SO4>H3PO4>H2SiO3

【日积月累】

(九层之台，起于累土——难点知识从基础练起)

　书写下列反应的离子方程式

(1)氧化镁溶于稀盐酸：MgO＋2H＋===Mg2＋＋H2O；

(2)用碳酸钙与稀盐酸反应制备二氧化碳：CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋CO2↑＋H2O；

(3)铁与稀硫酸反应生成氢气：Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑；

(4)二氧化碳与澄清石灰水反应生成沉淀：Ca2＋＋2OH－＋CO2===CaCO3↓＋H2O；

(5)氢氧化铜溶于稀硫酸：Cu(OH)2＋2H＋===Cu2＋＋2H2O。