高中化学必修一 专题4.2.2 元素周期表和周期律的应用备作业））解析版）

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第四章  物质结构 元素周期律 第二节 元素周期律第2课时 元素周期表和周期律的应用 一、单选题1．（2020·全国高一课时练习）X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是(    )A．Q位于第三周期ⅠA族B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱C．简单离子半径：M->Q＋>R2＋D．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸【答案】C【分析】由Y的化合价只有-2价推断Y为氧元素，X的半径比氧原子的半径小且只有+1价，则X为氢元素，M的最高正价为+7价，最低负价为-1，则M代表氯元素，Z的半径小于氯元素，且最低负价为-3价，最高价为+5价，则Z代表氮元素，Q只有+1一种化合价，且Q的半径大于氯原子半径，但小于只有+2价的R，故Q代表钠元素，R代表Ca元素，据此分析解答。【详解】A. Q代表钠元素，Na为第三周期IA族，A正确；B. X、Y、Z三种元素分析代表H、O、N，可以形成硝酸、硝酸铵和一水合氨，故B正确；C. Na+有两个电子层，Cl-和Ca2+都有3个电子层，且核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，M-、Q+、R2+的半径大小应该为Cl->Ca2+>Na+，故C错误；D. Z、M的最高价氧化物对应的水化物为HNO3和HClO4，都是强酸，故D正确；答案为C。2．如图所示，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具有金属性和非金属性的金属元素C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)D．可在虚线的右上方，寻找耐高温材料【答案】C【详解】A．虚线左下方的元素均为金属元素，故A错误；B．紧靠虚线两侧的元素不一定都是金属元素，如硅是非金属元素，故B错误；C．元素周期表中分界线附近的元素往往都既具有金属性，又具有非金属性，可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)，故C正确；D．过渡元素均属于金属元素，位于虚线左下方，在过渡元素中可寻找耐高温材料，虚线的右上方，为非金属元素，在非金属元素中寻找制农药的元素，故D错误。综上所述，答案为C。3．关于卤素(用X表示)的下列叙述正确的是(    )A．卤素单质与水反应均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示B．还原性：Cl->Br-C．卤素单质的密度从F2→I2随相对分子质量增大而增大D．F2可以从NaCl溶液中置换出Cl2【答案】C【详解】A．F2与水反应的化学方程式为2F2＋2H2O=4HF＋O2，A错误；B．因为单质的氧化性：Cl2>Br2，故还原性：Cl-<Br-，B错误；C．从F2→I2，单质由气态→液态→固态，单质密度越来越大，C正确；D．F2的活泼性太强，遇盐溶液首先与水反应，故不能从NaCl溶液中置换出Cl2，D错误。答案选C。4．如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图，若用原子序数代表所对应的元素，则下列说法正确的是(    )A．31d和33d属于同种核素B．气态氢化物的稳定性：a>d>eC．b和c的最高价氧化物对应的水化物可以反应D．a和b只能形成一种化合物【答案】C【分析】短周期元素中，a为-2价、e为+6价，处于VI族，可推知a为O、e为S，b有+1价，原子序数大于氧，则b为Na，由原子序数可知c、d处于第三周期，化合价分别为+3、+5，则c为Al、d为P，据此分析解答。【详解】A．31d和33d质子数相同，中子数不同，是不同的核素，故A错误；B．非金属性a（O）＞e（S）＞d（P），故氢化物稳定性：a＞e＞d，故B错误；C．b和c的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和Al(OH)3，故C正确；D．a和b可形成Na2O和Na2O2，故D错误；故选C。5．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是(    )A．若aX2+和bY-的核外电子层结构相同，则原子序数：a=b＋3B．由水溶液的酸性：HCl>HF，可推断出元素的非金属性：Cl>FC．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都能作半导体材料D．S和Se分别位于第ⅥA族的第三、四周期，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se【答案】B【详解】A．aX2+的核外电子数为a－2，bY－的核外电子数为b+1，由核外电子层结构相同可知a－2=b+1，则原子序数：a=b+3，A项正确；B．HCl和HF不是最高价含氧酸，所以不能根据二者酸性强弱来判断元素非金属性的强弱，B项错误；C．锗与硅位于金属与非金属的交界处，都可以作半导体材料，C项正确；D．同一主族元素从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，S的非金属性比Se强，则氢化物的稳定性：H2S>H2Se，D项正确；答案选B。6．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，下列判断不正确的是(    )A．非金属性：丙＞庚 B．原子半径：甲＞乙C．原子最外层电子数：辛＞己 D．最高价氧化物对应水化物酸性：戊＞乙【答案】D【详解】A．同一主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性：丙＞庚，A正确；B．同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，则原子半径：甲＞乙，B正确；C．同一周期元素从左到右原子核外最外层电子数逐渐增多，则原子最外层电子数：辛＞己，C正确；D．元素的非金属性越强，其对应的最高价氧化物对应水化物的酸性就越强。由于元素的非金属性：乙＞戊，所以最高价氧化物对应水化物酸性：乙＞戊，D错误；故合理选项是D。7．（2020·广东高二学业考试）W、X、Y、Z、N、M元素在周期表中的位置如图所示，下列说法不正确的是(    )A．原子半径：W＞X＞YB．单质的还原性：X＞YC．硒与元素N同主族，最高价氧化物的水化物的酸性比N的弱D．元素Z位于金属与非金属的分界线附近，推测Z元素的单质可以做半导体材料【答案】A【分析】由元素在周期表的位置可知，W、X、Y、Z、M、N六种主族元素分别为N、Na、Mg、Si、Ga、S。【详解】A．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，故原子半径：Na＞Mg＞N，即X＞Y＞W，A错误；B．同周期从左向右金属性减弱，还原性减弱，则单质的还原性：Na＞Mg，即X＞Y，B正确；C．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，硒与元素S同主族，非金属性S＞Se，则S的最高价氧化物的水化物的酸性强，C正确；D．根据元素周期表可知，元素Si位于金属与非金属的分界线附近，因此单质硅可以做半导体材料，D正确；答案选A。8．如图是某另类元素周期表的一部分，下列说法正确的是A．简单阴离子的半径大小：X>Z>YB．单质的氧化性：X>Y>ZC．简单氢化物沸点：Y>X>ZD．X的最高价氧化物对应的水化物为三元酸【答案】D【分析】按周期表中元素的排列规律分析可知：Y为N元素，X为P元素，Z为O元素；【详解】A．同主族时电子层数越多，离子半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小，则 简单阴离子的半径大小： ，A错误；B．单质的氧化性： ，B错误；C．氨分子间有氢键、水分子间有氢键，分子间有氢键时，物质的沸点较高，水常温呈液态、氨气常温呈气态，简单氢化物沸点： ，C错误；D．X的最高价氧化物对应的水化物为磷酸，H3PO4为三元酸，D正确；答案选D。9．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。工业上以金红石（主要成分是TiO2）为原料制备金属钛的步骤：①在高温下，向金红石与W的单质组成的混合物中通入黄绿色气体单质Z，得到化合物甲和化学式为WX的气体乙，气体乙会与血红蛋白结合导致人体中毒；②金属Y形成的淡黄色氧化物可用于呼吸面具。在稀有气体环境和加热条件下，用Y的金属单质与甲反应可得钛。下列说法不正确的是（    ）A．W的氢化物的沸点一定小于X的氢化物B．简单离子半径：Z>X>YC．W与Z形成的化合物可用做工业上的重要有机溶剂D．含Z元素的某种盐具有强氧化性，可用于饮用水消毒【答案】A【分析】黄绿色气体单质Z为氯气，则Z为Cl；WX会与血红蛋白结合导致人体中毒，则WX为CO，所以W为C，X为O；金属Y形成的淡黄色氧化物可用于呼吸面具，淡黄色化合物为Na2O2，则Y为Na。则W、X、Y、Z依次为C、O、Na、Cl。在高温下，向金红石与C的混合物中通入Cl2得到化合物TiCl4和CO；在稀有气体环境和加热条件下，用钠与TiCl4反应可得钛。【详解】A．C的氢化物除了甲烷还有很多，烃类都是C的氢化物，有些烃的沸点高于水，故A不正确；B．电子层数越多，半径越大；当电子层数相同时，质子数越多，半径越小，故简单离子半径：Cl-＞O2-＞Na+，故B正确；C．C与Cl形成的化合物CCl4可用做工业上的重要有机溶剂，故C正确；D．Ca(ClO)2含氯元素，是漂白粉的有效成分，具有强氧化性，可用于饮用水的消毒，故D正确；故选A。10．部分短周期元素原子半径与原子序数的关系如图所示，下列说法错误的是A．最高价氧化物对应水化物的碱性：M＜ZB．组成单质的熔点：Z＜M＜NC．Y、R 两种元素气态氢化物的还原性：Y＞RD．简单离子的半径：R＞Y＞M【答案】C【分析】同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故前7种元素处于第二周期，后7种元素处于第三周期，由原子序数可知，X为C元素，Y为F元素，Z为Na元素，M为Mg元素，N为Si，R为Cl元素，结合元素周期律与物质的性质等解答。【详解】A．金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，金属性钠大于镁，故氢氧化钠的碱性大于氢氧化镁，故A不选；B．氯气是分子晶体，在常温下是气体，镁是金属晶体，硅是原子晶体，则单质熔点硅大于镁，镁大于氯气，故B不选；C． 非金属性F>Cl，非金属性越强氢化物还原性越弱，故还原性HF<HCl，故C选；D． F−、Mg2+离子电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：F−>Mg2+，同一主族从上到下原子半径和离子半径都是逐渐增大，则Cl->F-半径，则离子半径Cl->F->Mg2+，故D不选；故选：C。二、填空题11．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X是金属元素，Y、Z是非金属元素。(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，该反应的离子方程式为_____。(2)比较Y、Z气态氢化物的稳定性：_______＞_______(用分子式表示)。(3)W、X、Y、Z四种元素简单离子的离子半径由大到小的顺序是_______。【答案】Al(OH)3+OH-=+2H2O        HCl    H2S    )S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+    【详解】(1)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素，W、X为金属，其最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水，则W是Na，X是Al，形成的两种物质为NaOH和Al(OH)3，二者反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=+2H2O；(2)Z和Y是同一周期元素，原子序数比Y大，则Z为Cl元素。同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性就越强。元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性就越强。由于非金属性：Cl＞S，所以气态氢化物的稳定性：HCl＞H2S；(3)这四种元素形成的离子分别是Na+、Al3+、S2-、Cl-。Na+、Al3+核外电子排布是2、8；S2-、Cl-的核外电子排布是2、8、8。对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径就越小，所以Na＋＞Al3＋，S2－＞Cl－。对于电子层结构不同的离子，离子核外电子层数越多，离子半径就越大，由于S2-、Cl-核外有3层电子，Na+、Al3+核外有2层电子，所以离子半径大小关系为：S2-＞Cl-＞Na+＞Al3+。12．（2020·湖南高一期中）现有X、Y、Z三种属于元素周期表前18种的元素，X的单质可以在Z的单质中燃烧，生成XZ，燃烧时火焰为苍白色；X的单质也可以与Y的单质化合，生成常温下为液体的X2Y；Z的单质溶于X2Y中，生成一种含X、Y、Z三种元素的物质，具有强氧化性，可用于自来水的消毒。根据以上信息，完成下列问题：（1）画出Z的原子结构示意图为____________。（2）将XZ的水溶液滴入NaHCO3溶液中，有气泡产生，反应的离子方程式为____________。（3）实验室可用X、Y两种元素组成的另外一种化合物来制备Y的单质，试写出该反应的化学方程式______；若生成11.2 L（标准状况）的Y的单质，则转移的电子的物质的量为____________。（4）据报道：“84”消毒液（主要成分是NaClO）与“洁厕灵”（主要成分是XZ）混用，释放出一种有毒气体，发生中毒事件。试用离子方程式表示其原因__________。（5）试写出Z的单质溶于X2Y中反应的化学方程式为_____________。（6）由Y与Z组成的化合物ZY2，已成为一种新型自来水消毒剂。从物质的分类角度分析，化合物ZY2属于___________。【答案】    H++HCO=H2O+CO2↑    2H2O22H2O+O2↑    1mol    ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O    Cl2+H2O=HCl+HClO    （非金属）氧化物    【分析】X的单质可以在Z的单质中燃烧，生成XZ，燃烧时火焰为苍白色，则X为H、Z为Cl；X的单质（H2）也可以与Y的单质化合，生成常温下为液体的X2Y，则Y为O；综上所述，X为H，Y为O，Z为Cl，据此解答。【详解】(1)Z为Cl，其原子结构示意图为，故答案为：；(2)XZ即HCl，HCl和NaHCO3反应的离子方程式为H++HCO=H2O+CO2↑，故答案为：H++HCO=H2O+CO2↑；(3)实验室可用X(H)、Y(O)两种元素组成的另外一种化合物(H2O2)来制备Y的单质(O2)，该反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑，H2O2中O有一半升高到0价，一半降低到-2价，每生成标况下22.4LO2转移2mol电子，则若生成11.2 L（标准状况）的Y的单质(O2)，则转移的电子的物质的量为1mol，故答案为：2H2O22H2O+O2↑；1mol；(4)NaClO与HCl发生归中反应产生氯气，反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O，故答案为：ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O；(5)Z的单质（Cl2）溶于X2Y（H2O）中反应的化学方程式为Cl2+H2O=HCl+HClO，故答案为：Cl2+H2O=HCl+HClO；(6)ZY2即ClO2由Cl和O组成的纯净物，属于（非金属）氧化物，故答案为：（非金属）氧化物。