化学必修 第一册第二节 元素周期律课时训练

元素周期表和元素周期律的应用

1．元素周期表和元素周期律对科学技术有指导作用。下列说法中不正确的是(　　)

A．在元素周期表左下方区域的金属元素中寻找半导体材料

B．利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药

C．在过渡金属中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料

D．在周期表一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法

解析：选A　在元素周期表金属元素与非金属元素的交界线处寻找半导体材料，A错误；利用元素周期表中氟、氯、硫、磷附近的元素研制新型农药，B正确；在过渡金属中寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料，C正确；在周期表一定区域内寻找元素、发现物质的新用途是一种相当有效的方法，D正确。

2．近日，中国国家知识产权局公布了“一种抗肿瘤无机含硒纳米颗粒及其制备方法和应用”的专利，该发明为硒(Se，与O和S位于同一主族)在抗肿瘤方面的应用提供了一种新的制备方法，有望抗肿瘤的同时降低其毒副作用。下列说法正确的是(　　)

A．氢化物热稳定性：H2Se>H2O

B．该方法制备的硒纳米颗粒是胶体

C．酸性：H2SO4<H2SeO4

D．与S相比，Se与H2更难反应

解析：选D　O与Se同主族，原子序数：Se>O，所以Se元素的非金属性弱于O元素，则氢化物的稳定性：H2Se<H2O，A错误；制备的硒纳米颗粒是纯净物，不是胶体，B错误；非金属性：Se<S，则最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4>H2SeO4，C错误；非金属性越强越容易与氢气化合，所以与S相比，Se与H2更难反应，D正确。

3．关于元素周期表和元素周期律的应用有如下叙述：

①元素周期表是学习化学知识的重要工具；

②利用元素周期表可以预测新元素的原子结构和性质；

③利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素；

④利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料。

其中正确的是(　　)

A．①②③④ B．只有②③④

C．只有③④ D．只有②③

解析：选A　根据元素周期表可以知道元素的位置、结构、性质、原子序数等，是学习化学知识的重要工具，①正确；利用元素周期表，根据元素性质变化规律可以预测新元素的原子结构和性质，②正确；利用元素周期表和元素周期律可以预言新元素，③正确；在非金属元素区寻找研制新农药的元素，在过渡元素区寻找研制新型催化剂的元素等，利用元素周期表可以指导寻找某些特殊的材料，④正确。

4．Se、Br两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：Br>Se>P

B．还原性：S2－>Se2－>Br－

C．Se在元素周期表中位于第四周期ⅥA族

D．Se、Br位于同一主族

解析：选C　由图示信息可知Se为34号元素，Br为35号元素，Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左侧，原子半径：Se>Br，故A、D项错误；Se和S位于同一主族，且Se位于S的下一周期，故还原性：Se2－>S2－，B项错误；由图示信息可知Se位于第四周期第ⅥA族，C正确。

5．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)

A．酸性：H2SO4>H3PO4

B．非金属性：Cl>Br

C．碱性：NaOH>Mg(OH)2

D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3

解析：选D　根据元素周期律可知，同周期自左向右、同主族自下而上，元素的非金属性逐渐增强、金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性增强，碱性减弱，则A、B、C三项均可根据元素周期律解释。无法根据元素周期律的知识来解释D项中盐的热稳定性大小。

6．锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，处于周期表中金属与非金属的交界处，下列叙述正确的是(　　)

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)的稳定性很强

D．锗酸(H4GeO4)是不溶于水的强酸

解析：选B　锗处于金属与非金属的交界处，该元素的金属性和非金属性都较弱，其单质常用作半导体材料，A项错误，B项正确；锗化氢(GeH4)的稳定性很弱，C项错误；锗和硅处于同一主族，主族元素的非金属性从上到下逐渐减弱，则硅的非金属性大于锗，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，所以锗酸的酸性比硅酸弱，为弱酸，D项错误。

7．根据元素周期律和元素周期表进行推断，不正确的是(　　)

A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈

B．铷(Rb)的硫酸盐易溶解于水

C．砹(At)易溶于某些有机溶剂

D．砹化氢(HAt)很稳定

解析：选D　A项，锂的金属性比钠弱，则锂与水反应不如钠与水反应剧烈，正确；B项，铷为碱金属元素，由Na2SO4、K2SO4易溶可推测铷的硫酸盐也易溶于水，正确；C项，砹位于周期表中的第ⅦA族，性质与其他卤素具有相似性，卤素单质一般易溶于有机溶剂，正确；D项，砹的非金属性较弱，则其氢化物的稳定性应较差，错误。

8.W、X、Y、Z四种短周期元素，它们在周期表中的位置如图所示，下列说法不正确的是(　　)

A．Z、Y、X的原子半径依次减小，非金属性依次降低

B．Z、Y、W的最高价氧化物对应水化物的酸性依次降低

C．W与足量的X反应，生成WX2

D．W的位置是第二周期，第ⅣA族

解析：选A　根据元素在周期表中的位置可判断W、X、Y、Z分别为C、O、S、Cl。A项，原子半径r(S)>r(Cl)>r(O)，非金属性O>Cl>S，错误；B项，酸性HClO4>H2SO4>H2CO3，正确；C项，C与足量的O2反应，生成CO2，正确；D项，C的位置是第二周期，第ⅣA族，正确。

9．运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是(　　)

A．已知Ra是第七周期第ⅡA族元素，故Ra(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强

B．已知As是第四周期第ⅤA族元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱

C．已知Cs是第六周期第ⅠA族元素，原子半径比Na的原子半径大，Cs与水反应比Na与水反应更剧烈

D．已知Cl的非金属性比S强，故HClO的酸性比H2SO3的强

解析：选D　Ra与Mg同位于第ⅡA族，金属性：Ra>Mg，则碱性：Ra(OH)2>Mg(OH)2，A正确；As与N同位于第ⅤA族，非金属性：N>As，则简单氢化物的稳定性：NH3>AsH3，B正确；Cs与Na同位于第ⅠA族，金属性：Cs>Na，Cs与水反应时更剧烈，C正确；Cl的非金属性比S强，最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4>H2SO4，而HClO、H2SO3都不是最高价氧化物对应的水化物，不能根据Cl与S非金属性的强弱比较HClO与H2SO3的酸性强弱，D错误。

10．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径的大小顺序为：rX>rY>rZ>rW>rQ

B．元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强

C．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8

D．Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同

解析：选C　由元素所在周期表中的位置可知，X为N元素，Y为O元素，Z为Al元素，W为S元素，Q为Cl元素。则原子核外电子层数越多，半径越大，同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，则有：rZ＞rW＞rQ＞rX＞rY，A错误；氯元素非金属性强于硫元素，则高氯酸的酸性强于硫酸，B错误；元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值为5＋3＝8，C正确；O2－和Al3＋的核外电子数和电子层数都相同，D错误。

11．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中常见的元素，其相关信息如下表：

(1)W位于元素周期表的第__________周期第__________族。

(2)X的非金属性比Y的________(填“强”或“弱”)，能证明该结论的化学反应方程式为________________________________________________________________________。

(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子得失的方向和数目：________________________________________________________________________。

(4)写出工业冶炼Z单质的化学反应方程式：___________________________________

________________________________________________________________________。

解析：根据题设条件可推出X为C、Y为O、Z为Na、W为Fe。(1)Fe的原子序数为26，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。(2)根据元素周期律可知，O元素的非金属性大于C元素，根据C在O2中燃烧，O2为氧化剂即可证明。(3)Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2，反应中Na2O2既是氧化剂又是还原剂：。(4)工业上用电解熔融的NaCl冶炼金属Na：2NaCl2Na＋Cl2↑。

答案：(1)四　Ⅷ　(2)弱　C＋O2CO2

(3)

(4)2NaCl2Na＋Cl2↑

12．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。已知锗的原子序数为32。

(1)它位于元素周期表中第______周期第______族。

(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是________(填序号)。

①它与硅位于同一主族

②它位于周期表中金属与非金属分界线附近

③它位于边界线附近

④它是两性物质

(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是________(填字母)。

A．左上角

B．右上角

C．过渡元素

D．金属与非金属分界线附近

解析：根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期第ⅣA族元素。锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素。

答案：(1)四　ⅣA　(2)②　(3)D

13．第ⅡA族从第二周期到第六周期的元素分别是Be(铍)、Mg(镁)、Ca(钙)、Sr(锶)、Ba(钡)。下列关于第ⅡA族元素的预言可能正确的是(　　)

①常温下，单质铍能与水剧烈反应放出H2　②常温下，单质钡能与水剧烈反应放出H2　③Be(OH)2易溶于水　④Ba(OH)2易溶于水　⑤SrCO3易溶于水

A．①②③ B．③⑤

C．②④ D．①②③④⑤

解析：选C　同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，与水反应的剧烈程度逐渐增大，由Mg与冷水缓慢反应、Ca与冷水剧烈反应可知，常温下单质铍与水反应缓慢，钡可与水剧烈反应，①错误、②正确；利用Mg(OH)2、Ca(OH)2的溶解度可知，Be(OH)2难溶于水、Ba(OH)2易溶于水，③错误、④正确；利用MgCO3、CaCO3、BaCO3难溶于水可知SrCO3难溶于水，⑤错误。

14．如图所示为元素周期表的一部分，下列有关短周期元素X、Y、Z、W的说法中，正确的是(　　)

A．元素X的最低化合价的绝对值与其最高化合价之和为8

B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2WO4>HZO4

C．气态氢化物的稳定性：H2Y＜H2W

D．原子半径：W>Z>Y>X

解析：选D　氟元素无正化合价，A项错误；同一周期非金属元素，最高价氧化物对应水化物的酸性从左到右逐渐增强，B项错误；同一主族非金属元素，气态氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱，C项错误；原子半径：W>Z>Y>X，D项正确。

15．元素在周期表中的位置反映了元素的原子结构和元素的性质。下图是元素周期表的一部分。

(1)阴影部分N元素在元素周期表中的位置为第______周期第______族。根据元素周期律，预测酸性强弱：H3AsO4________(填“>”或“<”)H3PO4。

(2)S的最高化合价和最低化合价的代数和为______，在相同条件下，S与H2反应和Se与H2反应________(填“前者”或“后者”)反应更容易进行。

(3)Br2具有较强的氧化性，SO2具有较强的还原性，将SO2气体通入溴水后，溶液中主要存在的离子是_______(填离子符号)。

(4)下列说法错误的是________(填序号)。

①C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小

②Si、P、S、Cl元素的非金属性随着核电荷数的增加而增强

③由元素周期律可直接推断出酸性：H2SO3<HClO4

④HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱

解析：(1)N位于第二周期第ⅤA族；根据同主族元素从上到下，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，可推断出H3AsO4的酸性小于H3PO4的酸性。(2)S位于第ⅥA族，最高化合价为＋6，最低化合价为－2，二者的代数和是4；根据同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，单质与H2化合难度逐渐增大，可推断出在相同条件下S与H2反应比Se与H2反应更容易进行。(3)较强氧化性的Br2与较强还原性的SO2在水溶液中发生氧化还原反应，离子方程式：Br2＋SO2＋2H2O===2Br－＋4H＋＋SO，则溶液中主要存在的离子是H＋、Br－、SO。(4)同周期元素从左到右，元素的原子半径逐渐减小，①正确；同周期元素从左到右，元素原子的核电荷数逐渐增大，元素的非金属性逐渐增强，②正确；S和Cl同周期，同周期元素从左到右，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强，但H2SO3不是S的最高价氧化物对应的水化物，其与HClO4之间的酸性强弱不能直接用元素周期律解释，③错误；同主族元素从上到下，氢化物的稳定性逐渐减弱，④正确。

答案：(1)二　ⅤA　<　(2)4　前者　(3)H＋、Br－、SO　(4)③

16．Ⅰ.下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：

(1)①和②的简单气态氢化物的稳定性较弱的是______(填化学式)。

(2)元素③、④、⑤的离子半径由大到小的顺序为________________(填离子符号)。

(3)写出实验室制取⑤单质的化学方程式________________________。

Ⅱ.现有部分短周期元素的性质与原子(或分子)结构如下表

(4)元素X在周期表中的位置是________________。

(5)工业上，将YTO3与Na2SO3溶液混合后，再加入H2SO4制备自来水的消毒剂TO2，Na2SO3被氧化为Na2SO4，该反应的离子方程式________________________________。

(6)Z单质与Y的最高价氧化物对应水化物的溶液发生反应的化学方程式________________________________________。

(7)下列说法能够证明Y的金属性比Z强的是________(填字母)。

A．Z离子的氧化性比Y离子的氧化性弱

B．Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的最高价氧化物对应水化物的碱性强

C．1 mol Y从足量的稀硫酸中置换出的氢气比1 mol Z置换出的氢气多

D．Y在常温下能与水反应，而Z不能

解析：Ⅰ.(1)非金属性：C<O，所以简单气态氢化物的稳定性较弱的是CH4；

(2)电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，离子半径越大，所以元素③、④、⑤的离子半径由大到小的顺序：S2－>Cl－>Na＋；

(3)实验室利用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气，化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O；

Ⅱ.(4)X为N元素，位于第二周期ⅤA族；

(5)YTO3为NaClO3，根据题意可知NaClO3可以将Na2SO3氧化为Na2SO4，自身被还原为ClO2，根据电子守恒可知ClO和SO的系数比为2∶1，再结合元素守恒可得离子方程式为2ClO＋SO＋2H＋===2ClO2↑＋SO＋H2O；

(6)Y的最高价氧化物对应水化物为NaOH，Al与NaOH反应生成偏铝酸钠和氢气，化学方程式为2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑；

(7)Y为Na元素，Z为Al元素；金属性越强单质的还原性越强，相应阳离子的氧化性越弱，所以Al3＋的氧化性应该比Na＋的强，故A错误；金属性越强，则其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故B正确；1 mol金属从足量的稀硫酸中置换出氢气的多少与金属性强弱无关，与金属阳离子所带电荷数有关，故C错误；Na常温下能与水反应，Al不能，说明Na的还原性更强，金属性更强，故D正确。

答案：Ⅰ.(1)CH4　(2)S2－>Cl－>Na＋

(3)MnO2＋4HCl(浓)MnCl2＋Cl2↑＋2H2O　

Ⅱ.(4)第二周期ⅤA族

(5)2ClO＋SO＋2H＋===2ClO2↑＋SO＋H2O

(6)2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑　(7)BD