鲁科版高中化学必修第二册基础练习5认识同周期元素性质的递变规律含解析

认识同周期元素性质的递变规律

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．下列元素的单质中，最易跟氢气反应生成氢化物的是(　　)

A．硼　　　　 B．氮

C．氟　　　　 D．碳

C　[非金属性：F>N>C>B，则最易与H2反应的为氟。]

2．同一短周期的元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，下列叙述正确的是(　　)

A．单质的化学活泼性：W<X<Y<Z

B．原子最外层电子数：W<X<Y<Z

C．单质的氧化能力：W<X<Y<Z

D．元素的最高化合价：W<X<Y<Z

B　[本题中元素为同一周期，从左至右最外层电子数依次增加，而单质的活泼性分为金属性与非金属性，若Z为稀有气体则不具有氧化性。最高化合价随原子序数的递增不一定增大(如O无最高正价、F无正价)。 ]

3．下列不能作为判断元素非金属性强弱依据的是(　　)

A．元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱

B．元素的单质跟氢气反应生成气态氢化物的难易程度

C．非金属元素对应的气态氢化物的稳定性

D．非金属元素单质的熔点和沸点的高低

D　[判断元素非金属性强弱的一般依据有：最高价氧化物对应水化物的酸性强弱、单质跟氢气化合的难易程度以及气态氢化物的稳定性。单质的熔点和沸点不能作为判断元素的非金属性强弱的依据。]

4．下列说法错误的是 (　　)

A．Na与Al为同周期元素，钠原子最外层有1个电子，铝原子最外层有3个电子，所以钠的金属性比铝强

B．Na与Mg为同周期元素，且Mg的核电荷数比Na的大，所以钠的金属性比镁强

C．NaOH为强碱，而Al(OH)3具有两性，所以钠的金属性比铝强

D．Zn＋2Fe3＋===Zn2＋＋2Fe2＋，所以Zn的金属性比Fe强

D　[Zn＋Fe2＋===Zn2＋＋Fe才能说明金属性：Zn>Fe。]

5．下列叙述不正确的是(　　)

A．Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多，其单核离子的氧化性逐渐增强

B．P、S、Cl元素的最高正价依次升高，对应的气态氢化物的稳定性逐渐增强

C．同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大

D．Na、Mg、Al元素最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱

C　[A项金属性Na>Mg>Al，则单核离子氧化性为Na＋<Mg2＋<Al3＋，A项正确；B项非金属性P<S<Cl，则其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3，B项正确；同周期元素原子半径以ⅠA族的为最大，C项错误；D项因金属性Na>Mg>Al，则碱性NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3。]

6．同周期的X、Y、Z三种元素，已知其最高价氧化物对应水化物的酸性：H3XO4<H2YO4<HZO4。下列判断正确的是(　　)

A．非金属性：X>Y>Z

B．气态氢化物的稳定性：X>Y>Z

C．原子半径：X<Y<Z

D．对应阴离子的还原性：X>Y>Z

D　[根据元素周期律及题给信息“最高价氧化物对应水化物的酸性：H3XO4<H2YO4<HZO4”，可以将各元素具体化，设X、Y、Z分别对应P、S、Cl，再将各选项内容与P、S、Cl的有关知识对应起来分析，可知非金属性：X<Y<Z，气态氢化物的稳定性：Z>Y>X，原子半径：X>Y>Z。]

7．下列比较金属性相对强弱的方法或依据正确的是(　　)

A．根据金属失电子的多少来确定，失电子较多的金属性较强

B．用Na来置换MgCl2溶液中的Mg，来验证Na的金属性强于Mg

C．根据Mg不与NaOH溶液反应而Al能与NaOH溶液反应，说明金属性：Al>Mg

D．根据碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，可说明钠、镁、铝金属性依次减弱

D　[A项应该根据金属失电子的难易来决定，易失电子的金属性较强，不正确；B项中钠首先要跟MgCl2溶液中的水反应，不能置换出Mg，不正确；C项判断依据错误；D正确。]

8．A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性，且碱性B>A，C和D的气态氢化物的稳定性C>D；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则原子序数由小到大的顺序为(　　)

A．A、B、C、D、E  B．E、C、D、B、A

C．B、A、D、C、E  D．C、D、A、B、E

C　[由题意知，最高价氧化物对应水化物的碱性B>A，A、B为金属元素，则原子序数B<A；气态氢化物的稳定性C>D，C、D为非金属元素，则原子序数D<C；同周期原子半径从左向右逐渐减小，则E的原子序数最大，故原子序数由小到大的顺序为B、A、D、C、E。]

9．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是(　　)

A．质子数：c>d

B．离子的还原性：Y2－>Z－

C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ

D．原子半径：X<W

B　[四种离子具有相同的电子层结构，则原子序数W>X且同周期，Z>Y且同周期，非金属性Z>Y，故A错误，B正确，C错误；由质子数a>b，则原子半径X>W，D项错误。]

10．X、Y为同周期元素，如果X的原子半径大于Y的原子半径，则下列判断不正确的是(　　)

A．若X、Y均为金属元素，则X失电子的能力强于Y

B．若X、Y均为金属元素，则X的阳离子氧化性比Y的阳离子氧化性强

C．若X、Y均为非金属元素，则Y的气态氢化物比X的气态氢化物稳定

D．若X、Y均为非金属元素，则最高价含氧酸的酸性Y的强于X的

B　[X、Y为同周期元素，且rX>rY，则原子序数X<Y，都为金属时则X元素原子失电子能力强于Y，阳离子的氧化性X<Y，则A正确，B不正确；若为非金属，其得电子能力Y>X，氢化物的稳定性及最高价含氧酸的酸性应为Y>X；故C、D项正确。]

11．下表为元素周期表示意图的一部分，参照元素①～⑦的位置回答下列问题。

(1)⑥的最低负化合价为________；⑦的最高价含氧酸的化学式为________。

(2)③、④、⑦的简单离子的半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。

(3)②、④两种元素的原子按1∶1组成的常见化合物与水反应的化学方程式为________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(4)②、⑥的单质中更易与①的单质发生反应的是________(填化学式)，原因是________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(5)④、⑤的最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式为________________________________________________________________。

[解析]　(1)⑥是S，最外层有6个电子，最低负化合价为－2，⑦为Cl，其最高价含氧酸为高氯酸。(2)离子具有相同的电子层结构，核电荷数大的半径小，元素⑦的简单离子的电子层多，半径最大。(3)该反应是过氧化钠与水的反应。(4)氧比硫活泼，所以更易与氢发生反应，可从原子结构分析：r(O)<r(S)。(5)Al(OH)3是两性氢氧化物，可溶于强碱。

[答案]　(1)－2　HClO4　(2)Cl－>F－>Na＋　

(3)2Na2O2＋2H2O===4NaOH＋O2↑

(4)O2　硫的原子半径大于氧的原子半径，其得电子能力没有氧原子得电子的能力强，硫的非金属性没有氧的强　(5)Al(OH)3＋OH－===[Al(OH)4]－

12．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素。已知A、B、E三原子最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物对应水化物之间两两皆能反应生成盐和水；C元素的最外层电子数比次外层电子数少4，D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3，回答：

(1)写出下列元素符号：

A________、C________、D________。

(2)A、E两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为________________________________________________________________。

(3)比较C、D最高价氧化物对应的水化物的酸性____________________________。

[解析]　A、B、E三元素最高价氧化物对应的水化物为酸或碱，两两皆能反应，必有一种是两性物质Al(OH)3，另两种为强酸、强碱，碱是NaOH，又A、B、E三原子最外层电子数之和为11，且原子序数依次增大，可推出E原子最外层有7个电子，短周期元素中只有Cl符合要求，两两反应的三种物质是NaOH、Al(OH)3、HClO4，C、D原子序数小于17，大于13，推出分别为Si和P，非金属性Si<P，因此酸性H2SiO3<H3PO4

[答案]　(1)Na　Si　P

(2)NaOH＋HClO4===NaClO4＋H2O

(3)H3PO4>H2SiO3

13．已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末，难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强，某化学实验小组设计了如下实验。

A　　　B　　　C　　D

(1)装置A制取的物质是________，反应的化学方程式是________________________________________________________________。

(2)装置B的作用是______________________________________；

装置C中的现象是______________________________________，

反应的离子方程式是______________________________，由此说明非金属性强弱是________。

(3)D中盛装溶液是________，作用是________________________________

________________________________________________________________，

反应的离子方程式是____________________________________。

[解析]　为证明Cl和S的非金属性强弱，且C中盛有Na2S溶液，则可知A装置制备Cl2。B装置可除去Cl2中的HCl气体。Cl2与Na2S反应生成淡黄色固体S，离子方程式为Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，说明非金属性Cl>S。Cl2有毒，需要进行尾气吸收，D装置中NaOH溶液可以吸收多余的Cl2。

[答案]　(1)Cl2　MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

(2)除去Cl2中的HCl　有淡黄色沉淀生成

Cl2＋S2－===2Cl－＋S↓　Cl>S

(3)NaOH溶液　吸收多余Cl2，防止空气污染

Cl2＋2OH－===Cl－＋ClO－＋H2O

[拓展培优练]

14．(双选)四种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示。T的最高价氧化物对应的水化物是酸性最强的无机含氧酸。下列推断正确的是(　　)

A．原子半径：X<Y<Z<T

B．气态氢化物的还原性：T<Z

C．X的氢氧化物既能与强酸反应，又能与强碱反应

D．Y和T可以组成多种化合物

BC　[由题意可知T为Cl，再根据其他元素在元素周期表中的位置可以推出Z为S、Y为Si、X为Al。四种元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，则原子半径大小关系为T<Z<Y<X，A项错误；Z、T分别为S、Cl，它们的非金属性强弱顺序为Cl>S，非金属性越强，气态氢化物的还原性越弱，所以气态氢化物的还原性强弱关系为Z>T，B项正确；X为Al，Al(OH)3具有两性，既能与强酸反应，又能与强碱反应，C项正确；Y和T只能组成四氯化硅，D项错误。]

15．(素养题)对四种元素G、L、M、R进行如下实验：

根据表中所给实验结果，判断这四种金属活泼性由强到弱的顺序正确的是(　　)

A．L、G、R、M  B．G、L、M、R

C．L、G、M、R  D．L、R、G、M

C　[G和冷水不反应，L与冷水慢慢反应，可知L的活泼性比G强；G、L与盐酸反应并放出气体，M、R不反应，可知G、L的活泼性比M、R强；G、M与Rn＋的水溶液反应，可知G、M的活泼性比R强。由上可知，四种金属活泼性由强到弱的顺序为L、G、M、R。]

16．X、Y均为元素周期表中前20号元素，其简单离子的电子层结构相同，下列说法正确的是(　　)

A．由mXa＋与nYb－得，m＋a＝n－b

B．X2－的还原性一定大于Y－的还原性

C．X、Y一定不是同周期元素

D．若X的原子半径大于Y的原子半径，则气态氢化物的稳定性：HmX>HnY

B　[由mXa＋与nYb－电子层结构相同知，m－a＝n＋b，A错误；X2－与Y－的电子层结构相同，X2－的核电荷数小，所以X2－的还原性一定大于Y－的还原性，B正确；不知X、Y的离子是阴离子还是阳离子，故元素X、Y可能是同周期元素，也可能是相邻周期的元素，C错误；若X的原子半径大于Y的原子半径，则气态氢化物的稳定性：HmX<HnY，D错误。]

17．(易错题)R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)(　　)

A．若R(OH)n为强碱，则W(OH)n＋1也为强碱

B．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素

C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6

D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素

B　[W的金属性比R弱，R(OH)n为强碱，W(OH)n＋1不一定为强碱，故A项错误；HnXOm为强酸，说明X非金属性强，且由题意知Y一定不是稀有气体元素，故Y的非金属性比X更强，B项正确；若Y为氧元素，Z只有负价，故C项错误；若五种元素同为第3周期，当X最高化合价为＋5价时，R为金属元素Al，故D项错误。]

18．A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半。请回答下列问题：

(1)4种元素的符号依次是A________，B ________，C________，D________。它们的原子半径由大到小的顺序是___________________。

(2)试写出4种元素的简单离子的结构示意图。

A____________，B____________，C____________，D____________。它们简单离子的半径由大到小的顺序是_______________________________________

________________________________________________________________。

(3)它们的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别是

________________________________________________________________。

分别比较酸性和碱性的强弱：______________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________。

(4)能够形成气态氢化物的化学式为________，其稳定性顺序是________________________，理由是____________________________________

________________________________________________________________。

[解析]　A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2＋8＋6＝16，故A为S。D原子的K、L层电子数之和等于其电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为Ca。根据核电荷数依次增大，它们的简单离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl，C为K。S、Cl分别位于第3周期ⅥA族、ⅧA族，K、Ca位于第4周期ⅠA族、ⅡA族，故r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)，其简单离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”的原则可知r(S2－)>r(Cl－)>r(K＋)>r(Ca2＋)。根据元素周期律可比较其最高价氧化物对应的水化物的酸性和碱性的强弱及气态氢化物的稳定性。

[答案]　(1)S　Cl　K　Ca　r(K)>r(Ca)>r(S)>r(Cl)

(3)H2SO4、HClO4、KOH、Ca(OH)2

酸性：HClO4>H2SO4，碱性：KOH>Ca(OH)2

(4)HCl、H2S　HCl>H2S　非金属性：S<Cl