高中第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律第1课时复习练习题

第1课时　元素性质的周期性变化规律

课后篇素养形成

合格考达标练

1.(2020河北沧州高一检测)已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述正确的是(　　)

A.铍的原子半径大于硼的原子半径

B.相同条件下,单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈

C.氢氧化铍碱性比氢氧化钙的强

D.单质铍跟冷水反应产生氢气

答案A

解析A项,Be、B同周期,根据“序大径小”可知原子半径:Be>B;B项,金属性:Li>Be,故单质锂与酸反应比单质铍与酸反应剧烈;C项,金属性:Ca>Be,故碱性:Ca(OH)2>Be(OH)2;D项,活泼性:Mg>Be,Mg与冷水不反应,故Be与冷水不反应。

2.下列变化不可能通过一步实验直接完成的是(　　)

A.Al(OH)3Al B.Al2O3Al(OH)3

C.AlAl D.Al3+Al(OH)3

答案B

解析Al(OH)3+OH-Al+2H2O;2Al+2NaOH+2H2O2NaAlO2+3H2↑;Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3N,只有B项不能一步实现。

3.下列事实不能用元素周期律解释的只有(　　)

A.热稳定性:Na2CO3>NaHCO3

B.酸性:H2CO3>H2SiO3

C.碱性:NaOH>LiOH

D.热稳定性:HF>HBr

答案A

解析A项,碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强与元素周期律没有关系,A不能用元素周期律解释;B项,同主族自上而下非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱,B能用元素周期律解释;C项,同主族自上而下金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,C能用元素周期律解释;D项,同主族自上而下非金属性逐渐减弱,氢化物的热稳定性逐渐减弱,D能用元素周期律解释。

4.(双选)(2020天津耀华中学高一期末)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

答案AB

解析已知aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,则原子序数:c<d<b<a;质子数=原子序数,则质子数:c<d,A正确;非金属性:Y<Z,元素非金属性越强,其阴离子的还原性越弱,还原性:Y2->Z-,B正确;非金属性:Y<Z,元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,氢化物的稳定性:H2Y<HZ,C错误;原子序数:b<a,且X、W为同一周期,则原子半径:X>W,D错误。

5.下列说法正确的是(　　)

A.第二周期元素从C到F,非金属性逐渐减弱

B.第三周期元素从Na到Cl,原子半径逐渐增大

C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强

D.LiOH、NaOH、KOH的碱性依次增强

答案D

解析同周期元素从左到右,非金属性逐渐增强,原子半径逐渐减小,A、B两项错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,而金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,C项错误,D项正确。

6.(2020江苏扬州高一检测)下列化合物中阳离子与阴离子半径比值最小的是(　　)

A.NaF B.MgI2

C.KI D.KBr

答案B

解析根据粒子半径大小比较的规律,r(K+)>r(Na+)>r(Mg2+),r(I-)>r(Br-)>r(F-),通过比较可得知,MgI2中的阳离子与阴离子半径比值最小。

7.(2020辽宁抚顺六校协作体高一期末)2019年是门捷列夫发现元素周期律150周年。某学习小组同学为探究同周期或同主族元素性质的递变规律,分别设计了如下实验:

Ⅰ.将少量等质量的钾、钠、镁、铝分别投入足量的同浓度的盐酸中,试预测实验结果:

(1)上述金属中与盐酸反应最剧烈的是　　　　　。 

A.钾 B.钠

C.镁 D.铝

(2)上述金属中与盐酸反应生成相同条件下的气体最多的是　　　　　。 

A.钾 B.钠

C.镁 D.铝

Ⅱ.利用下图装置来验证同主族元素非金属性的变化规律:

现要证明非金属性:Cl>I。在A中加浓盐酸,C中加淀粉碘化钾混合溶液,B中加某试剂。

常温下,通过合理操作,观察到C中溶液变蓝的现象,即可证明。

请结合装置回答下列问题:

(3)B中可加入　　　　　。 

A.MnO2固体 B.KMnO4固体

C.浓硫酸 D.大理石

(4)仪器A的名称是　　　　　。 

A.普通漏斗 B.长颈漏斗

C.分液漏斗 D.容量瓶

(5)从环境保护的角度考虑,此装置尚缺少尾气处理装置,可用　　　吸收尾气。 

A.澄清石灰水 B.KBr溶液

C.浓硫酸 D.NaOH溶液

答案(1)A　(2)D　(3)B　(4)C　(5)D

解析(1)金属活动性顺序为:钾>钠>镁>铝,所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾,反应最慢的是铝。

(2)H+生成1mol氢气需要得到2mol电子,1mol钾的质量是39g,可失去1mol电子,1mol钠的质量是23g,可失去1mol电子,1mol镁的质量是24g,可失去2mol电子,而1mol铝的质量是27g,可失去3mol电子,所以等质量的四种金属失去电子的物质的量最多的是Al,则生成相同条件下氢气最多的是金属铝。

(3)根据题意,发生装置为氯气的制备装置,浓盐酸和高锰酸钾在常温下反应可生成氯气,则B中可加入KMnO4固体。

(4)根据仪器的结构可知,仪器A的名称是分液漏斗。

(5)氯气是有毒气体,在排放前要进行尾气处理,根据氯气能够与碱反应的性质可知,多余的氯气用氢氧化钠溶液进行吸收,所以从环境保护的角度考虑,此装置尚缺少尾气处理装置,可用NaOH溶液吸收尾气。

等级考提升练

8.下列排列顺序不正确的是(　　)

A.原子半径:钠>硫>氯

B.最高价氧化物的水化物的酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4

C.最高正化合价:氯>硫>磷

D.热稳定性:碘化氢>溴化氢>氯化氢

答案D

解析钠、磷、硫、氯是具有相同电子层数的元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,最外层电子数逐渐增多,最高正化合价逐渐增大,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强,碱性逐渐减弱。因为非金属性Cl>Br>I,所以气态氢化物的热稳定性HCl>HBr>HI,D项错误。

9.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+7

D.若X的最高正化合价为+5,则五种元素都是非金属元素

答案B

解析短周期元素中,除第ⅠA族外不存在其他可形成强碱的元素,A错;X元素的氧化物对应的水化物HnXOm是强酸,说明X是活泼非金属,而Y和X在同一周期且位于X的右边,Y的非金属性比X的非金属性更强,B正确;当Y为氧时,Z为氟,氟没有正价,当Y为硫时,Z为氯,氯的最高正价为+7,C错;当元素位于第三周期时,X为磷,R为铝,铝是金属元素,D错。

10.Mg、Ca、Sr、Ba是按原子序数由小到大的顺序排列的第ⅡA族元素。已知:①Mg(OH)2难溶于水,而Ca(OH)2微溶于水;②MgSO4溶于水,而CaSO4微溶于水。下列推测中,不正确的是(　　)

A.Sr(OH)2溶解于水

B.SrSO4易溶于水

C.BaSO4不溶于水

D.Ba(OH)2比Ca(OH)2更易溶于水

答案B

解析①说明随原子序数增加对应氢氧化物水溶性逐渐增强,A、D正确;②说明随原子序数增加对应硫酸盐水溶性逐渐减弱,所以B错误,C正确。

11.随原子序数递增,x、y、z……八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族

B.离子半径:g2->h->d2->e+>f3+

C.最高价氧化物对应水化物的酸性:y>z

D.气态氢化物的热稳定性:g>h

答案B

解析由图中原子半径的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第二周期,e、f、g、h位于第三周期,再根据元素的化合价可推出x为H元素,y、z、d分别为C元素、N元素、O元素,e、f、g、h分别为Na元素、Al元素、S元素、Cl元素。x(H)元素位于第一周期第ⅠA族,A错误;g2-、h-电子层结构相同且有3个电子层,d2-、e+、f3+电子层结构相同且有2个电子层,结合原子序数可判断,B正确;C的非金属性比N的非金属性弱,最高价氧化物对应水化物的酸性:y<z,C错误;S的非金属性比Cl的非金属性弱,气态氢化物的热稳定性:g<h,D错误。

12.如图是元素周期表前四周期的一部分,关于元素R、W、X、Y、Z的叙述正确的是(　　)

A.最高价氧化物的水化物的酸性:W>Y

B.Z的单质常温下是液体,所在的周期中含有32种元素

C.Z的原子序数比R大17

D.氢化物的稳定性:X<Z

答案C

解析根据题意可知X、W、Y、R、Z分别为F元素、P元素、S元素、Ar元素、Br元素。最高价氧化物的水化物的酸性同一周期从左到右依次增强,则Y>W,A错误;Br所在周期中只有18种元素,B错误;Z的原子序数为35比R的原子序数18大17,C正确;非金属性X>Z,则氢化物稳定性X>Z,D错误。

13.(1)下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。

把与下面元素有关性质相符的曲线标号填入相应的空格中:

①第ⅡA族元素的最外层电子数　　　　　。 

②第三周期元素的最高化合价　　　　　。 

③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径　　　　　。 

(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4;M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3;N-、Z+、X+的半径逐渐减小;化合物XN常温下为气体。据此回答:

①X为　　　　　(名称),Y为　　　　　(元素符号),Z原子结构示意图为　　　　　。 

②N的最高价氧化物的水化物的化学式为　　　　　。 

③M的最高价氧化物的化学式为　　　　　。 

答案(1)①b　②c　③a

(2)①氢　O　②HClO4　③SiO2

解析(1)①第ⅡA族元素的最外层电子数都是2,b符合。②第三周期元素的最高化合价从+1价逐渐增大到+7价,c符合。③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径为F->Na+>Mg2+>Al3+,a符合。(2)已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4,则Y为O元素。M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3,则M为Si元素。由X、Y、Z、M、N的原子序数关系和N、Z、X的简单离子形式可知,N为Cl元素,Z为Na元素,X为H元素。

14.X、Y、Z、M、R、Q是短周期主族元素,部分信息如下表所示:

(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　　　　　(用元素符号表示),下列事实能证明这一结论的是　　　　(选填字母序号)。 

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的原子半径的最小范围是　　　　　<r(Y)<　　　　　。 

答案(1)同位素　第三周期第ⅦA族

(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑

(3)Cl　C　(4)0.099 nm　0.143 nm

解析根据题给信息可知X为H元素、Y为Si元素、Z为Na元素、M为O元素、R为Cl元素、Q为Al元素。

(1)35Cl和37Cl是同种元素的不同原子,互为同位素,氯元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族。

(2)Na与水反应的化学方程式为2Na+2H2O2NaOH+H2↑。

(3)Si和Cl属于同周期元素,同周期元素随原子序数递增非金属性逐渐增强,故非金属性:Cl>Si;物质的状态不能作为非金属性强弱的判断依据,而氢化物越稳定,则非金属性越强,Si和Cl形成的化合物中Si呈正价,则Cl呈负价,说明Cl的得电子能力强于Si的,其非金属性也强于Si的。

(4)同周期元素自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素原子除外),故Si的原子半径应介于Al和Cl的原子半径之间。

新情境创新练

15.2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年,根据元素周期表和周期律,回答问题。

Ⅰ.下表显示了元素周期表中短周期的一部分,①~⑥代表6种短周期元素。其中②与氢元素形成的简单氢化物分子中含10个电子,能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

(1)①在周期表中所处的位置为　　　　　　。 

(2)与②同族的第四周期元素的原子结构示意图为　　　　　　　　　　。 

(3)④的单质与水反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

Ⅱ.某同学欲利用下图装置验证同周期元素性质递变规律。

(4)干燥管D的作用是　　　　　　　　　　。 

(5)证明非金属性:N>C,在A中加稀硝酸,B中加碳酸钙,C中加澄清石灰水;观察到C中溶液　　　　　　　　　　的现象。该实验设计的原理是利用最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来比较元素非金属性的强弱。 

答案(1)第二周期第ⅣA族　(2)

(3)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑

(4)防止倒吸　(5)变浑浊

解析Ⅰ.由于①~⑥代表6种短周期元素,其中②与氢元素形成的简单氢化物分子中含10个电子,能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则②号元素是N元素,根据元素的相对位置可知,①是C元素,③是O元素,④是Na元素,⑤是Mg元素,⑥是Cl元素。

(1)①是C元素,在周期表中所处的位置为第二周期第ⅣA族。

(2)②是N元素,与②同族的第四周期元素是As,其原子核外有4个电子层,最外层有5个电子,则其原子结构示意图为。

(3)④是Na,金属钠非常活泼,在常温下与水剧烈反应产生氢氧化钠和氢气,反应的离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑。

Ⅱ.(4)在导气管末端安装一个干燥管,既可以使气体被充分溶解、反应,同时也可以防止因气体压强减小而引起的倒吸现象的发生。

(5)在A中加稀硝酸,B中加碳酸钙,将稀硝酸滴入B中,发生反应2HNO3+CaCO3Ca(NO3)2+CO2↑+H2O,将反应产生的CO2气体通入C中,与C中澄清石灰水反应,产生难溶于水的CaCO3,因此观察到C中溶液变浑浊。