人教版 (2019)必修 第一册第四章 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·训练提升

合格考过关检验

1.元素的以下性质,随着原子序数递增不呈现周期性变化的是(　　)。

A.化合价

B.原子半径

C.元素的金属性和非金属性

D.相对原子质量

答案:D

解析:由元素周期律的内容可知,元素的化合价、原子半径及金属性和非金属性都随着原子序数的递增呈周期性变化,而相对原子质量随原子序数的递增呈现增大的变化趋势,而不是出现周期性的变化。

2.除第一周期外,关于同周期主族元素的下列变化规律中不正确的是(　　)。

A.从左到右,原子半径逐渐减小

B.从左到右,单质的氧化性减弱,还原性增强

C.从左到右,元素最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1

D.从左到右,元素最高价氧化物对应水化物的碱性减弱,酸性增强(O、F除外)

答案:B

解析:同周期的主族元素从左到右,原子半径逐渐减小;单质的氧化性增强,还原性减弱;金属性减弱,非金属性增强;最高正化合价从+1→+7(O、F除外),最低负化合价由-4→-1。因此B项错误。

3.下列各化合物中,阳离子与阴离子的半径之比最小的是(　　)。

A.KCl B.NaBr 

C.LiI D.KF

答案:C

解析:Li+、Na+、K+中半径最小的是Li+,F-、Cl-、Br-、I-中半径最大的是I-,当分子最小,分母最大时,比值最小,故LiI中阳离子与阴离子的半径之比最小。

4.下列说法正确的是(　　)。

A.原子序数越大,原子半径一定越大

B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大

C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复

D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高

答案:C

解析:主族元素原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A项错误。氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径r(Li)>r(Cl),故B项错误。元素性质的周期性变化不是简单的重复,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C项正确。氟是最活泼的非金属元素,它只有负化合价,没有正化合价;氧的非金属性也很强,中学阶段一般只讲负化合价,故D项错误。

5.下列不能说明钠的金属性比镁强的事实是(　　)。

A.钠的最高化合价为+1价,镁的最高化合价为+2价

B.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强

C.钠与冷水反应剧烈,镁与冷水反应缓慢

D.在熔融状态下,钠可以从MgCl2中置换出镁

答案:A

解析:金属性是指元素原子失去电子的能力,与失电子数的多少无关,A项错误。金属性强弱的证明方法常有:最高价氧化物对应水化物的碱性强弱(B项)、单质与水(或非氧化性酸)反应的剧烈程度(C项)、单质之间的置换反应(D项)等,所以B、C、D三项均正确。

6.下列事实,不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的是(　　)。

A.氯气与H2S能发生置换反应

B.HClO4酸性比H2SO4强

C.盐酸是强酸,氢硫酸是弱酸

D.受热时,氯化氢比硫化氢稳定

答案:C

解析:不能用氢化物水溶液的酸性强弱来比较元素的非金属性强弱。

7.X元素的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,X、Y的离子具有相同的电子层排布,X、Y形成的化合物可能是(　　)。

A.MgF2 B.MgCl2 

C.CaBr2 D.CaCl2

答案:D

解析:元素X的最高正化合价和最低负化合价的绝对值之差为6,且元素Y原子次外层与元素X原子次外层均有8个电子,则X是Cl元素;元素X、Y的离子具有相同的电子层排布,则Y可能是K元素或Ca元素等,因此X、Y形成的化合物可能是CaCl2,D项正确。

8.下列正确的组合是(　　)。

①砷(As)位于元素周期表第ⅤA族,其最高价氧化物对应水化物的酸性比硝酸弱　②铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应　③气态氢化物的热稳定性H2S弱于HCl　④非金属元素的气态氢化物溶于水后,均形成无氧酸

A.①③④ B.①②④

C.①③ D.②③

答案:C

解析:①非金属性As<N,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,正确;②铊(Tl)与铝同主族,随原子序数的增大,金属性增强,则金属性Tl>Al,则Tl能与酸反应,但不与氢氧化钠溶液反应,错误;③非金属性S<Cl,元素的非金属性越强,气态氢化物的热稳定性越强,正确;④非金属元素N,其氢化物为氨气,氨气溶于水,水溶液为碱性,错误。

9.随原子序数递增,x、y、z、d、e、f、g、h八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。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,y、z、d分别为C、N、O,e、f、g、h分别为Na、Al、S、Cl。x(H)元素位于第一周期第ⅠA族,A项错误。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项正确。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项错误。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项错误。

10.根据下表回答下列有关问题。

(1)写出下列元素符号:①　　　　,⑥　　　,⑦　　　,　　　　。 

(2)这些元素中最活泼的金属元素是　　　　(填元素符号,下同),最活泼的非金属元素是　　　　,最不活泼的元素是　　　　。 

(3)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是　　　　(填化学式,下同),碱性最强的是　　　　,呈两性的氢氧化物是　　　　,写出三者之间两两反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　,

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)这些元素(除0族元素外)中原子半径最小的是　　　　(填元素符号,下同),原子半径最大的是　　　。 

(5)在⑧与中,单质的化学性质较活泼的是　　　　(填元素符号),怎样用化学实验证明?　  　　　　　　　。 

答案:(1)N　Si　S　Ca

(2)K　F　Ar

(3)HClO4　KOH　Al(OH)3

3HClO4+Al(OH)3Al(ClO4)3+3H2O

HClO4+KOHKClO4+H2O

KOH+Al(OH)3KAlO2+2H2O

(4)F　K

(5)Cl　将氯气通入溴化钠溶液中,溶液变为橙黄色,发生的反应为Cl2+2NaBr2NaCl+Br2

解析:根据元素在元素周期表中的位置,可知①~对应的具体元素,再结合元素周期律可知,最活泼的金属元素是K,最活泼的非金属元素是F,最不活泼的元素是稀有气体元素Ar。它们的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HClO4,碱性最强的是KOH,呈两性的氢氧化物是Al(OH)3。在比较Cl2与Br2的活泼性差异时,可根据元素非金属性强弱比较的依据设计实验。

等级考素养提升

1.短周期元素R、T、Q、W在元素周期表中的相对位置如图所示,其中T所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是(　　)。

A.最简单气态氢化物的热稳定性:R>Q

B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Q<W

C.原子半径:T>Q>R

D.非金属性:R<Q

答案:D

解析:短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H、Be和Al,根据T在周期表中的相对位置,它只能是第三周期的Al,据此可以判断出其他元素,Q为Si,R为N,W为S。非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性和气态氢化物的热稳定性就越强。氮元素的非金属性比硅的强,所以NH3比SiH4稳定,A项正确,D项错误。硫元素的非金属性比硅的强,所以H2SO4的酸性比H2SiO3的酸性强,B项正确。同一周期主族元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Al>Si>P;同一主族随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:P>N,即Al>Si>P>N,C项正确。

2.下图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图。下列说法不正确的是(　　)。

A.气态氢化物的热稳定性:R>W

B.X与Y可以形成原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物

C.由X、Y、Z、W、R五种元素形成的简单离子中半径最小的是X2-

D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应

答案:C

解析:在短周期元素中,既有+7价又有-1价的,只有Cl元素,R为Cl元素;X的化合价为-2价,没有正化合价,故X为O元素,Y的化合价为+1价,处于第三周期,所以Y为Na元素;Z位于第三周期且化合价为+3价,Z为Al元素,W的化合价有+6价和-2价,W应为S元素。

3.下列事实不能作为实验判断依据的是(　　)。

①钠和镁分别与冷水反应,判断金属活动性强弱

②铁投入CuSO4溶液中,能置换出铜,钠投入CuSO4溶液中不能置换出铜,判断钠与铁的金属活动性强弱

③酸性H2CO3<H2SO3,判断硫与碳的非金属活动性强弱

④Br2、I2分别与足量的H2反应,判断溴与碘的非金属活动性强弱

A.①③④

B.①④

C.②③

D.②③④

答案:C

解析:①符合金属与水反应判断金属活动性强弱的依据;因Na的金属活动性太强,与溶液反应时会先与H2O反应,②不能作为判断依据;③H2SO3不是硫元素最高价氧化物对应的水化物,不能根据H2SO3的酸性强弱判断硫的非金属性比碳强;④所述符合根据非金属单质与H2反应难易判断非金属活动性强弱的依据。

4.图中曲线表示短周期元素的原子序数(按递增顺序连续排列)与常见最高化合价之间的关系,下列叙述不正确的是(　　)。

A.①②形成化合物的摩尔质量可能是44 g·mol-1

B.①③可以按原子个数比1∶1形成化合物

C.②③形成的化合物是两性物质

D.简单离子半径大小为②<③

答案:D

解析:①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三种元素均为短周期元素,则结合原子序数大小关系判断①为N元素,②为O元素,③为Al元素。①②形成的化合物N2O的摩尔质量是44g·mol-1,A项正确。①③可以形成化合物AlN,原子个数比为1∶1,B项正确。②③形成的化合物Al2O3与强酸、强碱溶液均能反应,是两性物质,C项正确。电子排布相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,则简单离子半径大小为O2->Al3+,D项错误。

5.A、B、C三种元素的原子具有相同的电子层数,且B的核电荷数比A大2,C原子的电子总数比B原子的电子总数多4。1 mol A的单质与足量盐酸反应可置换出11.2 L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子。试回答下列问题。

(1)A是　　　　元素,B是　　　　元素,C是　　　　元素。 

(2)写出A、B的最高价氧化物分别与C的气态氢化物的水溶液反应的离子方程式: 　　　　　　　　　　　　　,　　　　　　　　　　　　　。 

(3)A离子的氧化性比B离子的氧化性　　　(填“强”或“弱”)。 

(4)元素D的离子也与A、B的离子具有相同的电子层结构,其单质在反应中只能作还原剂,请你用实验室提供的下列试剂,设计两个原理不同的简单实验(只要写出实验方案即可),证明D元素的金属性比B元素的强。

试剂:镁条、铝条、AlCl3溶液、MgCl2溶液、稀盐酸、NaOH溶液。

方案一:   　　　　　　　　　　　　　。 

方案二:   　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)钠　铝　氯

(2)Na2O+2H+2Na++H2O或2Na2O2+4H+4Na++2H2O+O2↑　

Al2O3+6H+2Al3++3H2O

(3)弱

(4)方案一:用镁条和铝条分别与盐酸反应,观察其反应的快慢,反应快的金属性强　方案二:将镁条和铝条分别插入NaOH溶液中,观察是否发生反应,能与强碱溶液反应的金属,其金属性相对较弱

解析:根据“1molA的单质与足量盐酸反应可置换出11.2L(标准状况下)氢气,这时A转变成与氖原子具有相同电子层结构的离子”知A为钠元素,则B为铝元素、C为氯元素。A、B最高价氧化物分别为Na2O(或Na2O2)和Al2O3,C的气态氢化物的水溶液为盐酸。因为Na+与Al3+具有相同的电子层结构,而Na+的半径大于Al3+,Na+得电子能力弱于Al3+,即Na+的氧化性弱于Al3+。元素D为镁,要比较Mg和Al的金属性的强弱,可根据比较金属性强弱的理论依据进行方案设计。