高中人教版化學(xué)必修2訓(xùn)練第一章第二節(jié)第2課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用

第2課時(shí)元素周期表和元素周期律的應(yīng)用課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.元素周期表和元素周期律可以指導(dǎo)人們進(jìn)行規(guī)律性的推測(cè)和判斷。下列說法不合理的是()A.若X+和Y2的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則原子序數(shù):X>YB.由水溶液的酸性:HCl>H2S,可推斷出元素的非金屬性:Cl>SC.硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處,都可以做半導(dǎo)體材料D.Cs和Ba分別位于第六周期ⅠA和ⅡA族,則堿性:CsOH>Ba(OH)2解析若X+和Y2的核外電子層結(jié)構(gòu)相同,則在元素周期表中X處于Y的下一周期,原子序數(shù):X>Y,A正確;不能根據(jù)氫化物水溶液的酸性強(qiáng)弱來比較非金屬性,B錯(cuò)誤;硅、鍺都位于金屬與非金屬的交界處,均具有一定的金屬性與非金屬性,都可以做半導(dǎo)體材料,C正確;同周期元素自左而右金屬性減弱,則金屬性Cs>Ba,元素金屬性越強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng),故堿性CsOH>Ba(OH)2,D正確。答案B2.元素在周期表中的位置,反映了元素的原子結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)。下列說法正確的是()A.同一元素不可能既表現(xiàn)金屬性,又表現(xiàn)非金屬性B.第三周期元素的最高正化合價(jià)等于它所處的主族序數(shù)C.短周期元素形成離子后,最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.同一主族元素的原子,最外層電子數(shù)相同,化學(xué)性質(zhì)完全相同解析第三周期的Al元素,既有金屬性,又有非金屬性,A錯(cuò)誤;H+最外層無電子,Li+最外層有2個(gè)電子,因此并非所有的短周期元素原子形成離子后,最外層都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;同主族元素的原子,化學(xué)性質(zhì)有相似性,但并不完全相同,D錯(cuò)誤。答案B3.具有下列特征的原子,一定是非金屬元素的是()A.對(duì)應(yīng)氫氧化物是兩性氫氧化物B.具有負(fù)化合價(jià)C.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物是酸D.具有可變化合價(jià)解析Al(OH)3具有兩性,而Al為金屬元素,A錯(cuò)誤;金屬元素?zé)o負(fù)化合價(jià),B正確;Mn元素的最高氧化物的水化物HMnO4為酸,C錯(cuò)誤;Fe存在Fe2+、Fe3+,具有可變化合價(jià),D錯(cuò)誤。答案B4.鎵是1871年俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫在編制元素周期表時(shí)曾預(yù)言的“類鋁”元素。鎵的原子序數(shù)為31,屬第ⅢA族。鎵的熔點(diǎn)為29.78℃,沸點(diǎn)高達(dá)2403℃。鎵有過冷現(xiàn)象(即冷至熔點(diǎn)下不凝固),它可過冷到120℃。由此判斷下列有關(guān)鎵的性質(zhì)及其用途的敘述不正確的是()A.鎵是制造高溫溫度計(jì)的上佳材料B.鎵能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中C.鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金,可用在自動(dòng)救火的水龍頭中D.近年來鎵成為電子工業(yè)的新寵,其主要用途是制造半導(dǎo)體材料,被譽(yù)為“半導(dǎo)體家族的新成員”,這是利用了鎵的導(dǎo)電性介于導(dǎo)體和絕緣體之間的性質(zhì)解析鎵的熔點(diǎn)為29.78℃,沸點(diǎn)高達(dá)2403℃;鎵有過冷現(xiàn)象(即冷至熔點(diǎn)下不凝固),它可過冷到120℃,因此A、C兩項(xiàng)正確。鋁能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中,鋁是電的良導(dǎo)體而不是半導(dǎo)體,鎵是“類鋁”元素,所以鎵能溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿中,鎵是電的良導(dǎo)體而不是半導(dǎo)體,即B正確,D不正確。答案D5.核電荷數(shù)大于10的某短周期元素,其原子最外電子層所含有的電子數(shù)是次外層所含有的電子數(shù)的一半,有關(guān)該元素的單質(zhì)或化合物的描述不正確的是()A.該元素在第三周期第ⅣA族B.該元素的單質(zhì)在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定,不易與水反應(yīng)C.該元素的氧化物不與酸反應(yīng),可與強(qiáng)堿的水溶液反應(yīng)D.該元素在地殼中的含量大,居所有元素中的第二位解析核電荷數(shù)大于10的某短周期元素只能是第三周期元素,又因?yàn)樵幼钔怆娮訉铀械碾娮訑?shù)是次外層所含有的電子數(shù)的一半,故該元素是硅。硅元素位于元素周期表中第三周期第ⅣA族,在常溫下性質(zhì)穩(wěn)定,不易與水反應(yīng),硅元素在地殼中的含量大,居所有元素中的第二位,其氧化物二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng),能與強(qiáng)堿氫氧化鈉溶液反應(yīng),A、B、D正確,C錯(cuò)誤。答案C6.X、Y、Z是三種短周期元素,其中X、Y位于同一主族,Y、Z處于同一周期。X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍。Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1。下列說法正確的是()A.元素非金屬性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)閆<Y<XB.Y元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H3YO4C.三種元素的氣態(tài)氫化物中,Z的氣態(tài)氫化物最穩(wěn)定D.原子半徑由大到小的順序?yàn)閄>Y>Z解析X原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的3倍,說明X是氧元素,則Y為硫元素,Z原子的核外電子數(shù)比Y原子少1,則Z為磷元素。它們?cè)谥芷诒碇械南鄬?duì)位置如圖:。元素非金屬性由弱到強(qiáng)的順序?yàn)镻<S<O,A項(xiàng)正確;S元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的化學(xué)式可表示為H2SO4,B項(xiàng)錯(cuò)誤;元素非金屬性越強(qiáng),其氫化物的穩(wěn)定性越強(qiáng),因此,X的氣態(tài)氫化物H2O最穩(wěn)定,C項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)元素周期律,原子半徑由大到小的順序?yàn)镻>S>O,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A7.X、Y、Z均為短周期元素,X、Y處于同一周期,X、Z的最低價(jià)離子分別為X2和Z,Y+和Z具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法正確的是()A.原子最外層電子數(shù):X>Y>ZB.原子半徑:X>Y>ZC.離子半徑:X2>Y+>ZD.原子序數(shù):X>Y>Z解析X、Z的最低價(jià)離子分別為X2和Z,則X為第ⅥA族元素,Z為第ⅦA族元素;Y+和Z具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則Y在Z的下一周期,則Y為Na元素,Z為F元素,X、Y同周期,則X為S元素。X、Y、Z分別為S、Na、F,原子最外層電子數(shù)分別為6、1、7,A錯(cuò)誤;同周期元素自左向右原子半徑逐漸減小,同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大,則原子半徑大小順序?yàn)镹a>S>F,B錯(cuò)誤;Na+、F具有相同的核外電子排布,離子的核電荷數(shù)越大,半徑越小,故離子半徑F>Na+,C錯(cuò)誤;X、Y、Z原子序數(shù)分別為16、11、9,原子序數(shù):X>Y>Z,D正確。答案D8.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相對(duì)位置如圖所示。下列說法正確的是()A.元素X與元素Z的最高正化合價(jià)之和的數(shù)值等于8B.原子半徑的大小順序:rX>rY>rZ>rW>rQC.離子Y2和Z3+的核外電子數(shù)和電子層數(shù)都不相同D.元素W的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性比Q的強(qiáng)解析首先根據(jù)短周期元素位置推知X、Y、Z、W、Q分別為N、O、Al、S、Cl。A項(xiàng),N、Al最高正價(jià)之和為8,正確。B項(xiàng),比較原子半徑主要看電子層數(shù),其次看核電荷數(shù),所以原子半徑大小順序?yàn)閞Al>rS>rCl>rN>rO,錯(cuò)誤。C項(xiàng),O2與Al3+核外電子數(shù)和電子層數(shù)均相同,錯(cuò)誤。D項(xiàng),酸性HClO4>H2SO4,錯(cuò)誤。答案A9.現(xiàn)有部分短周期元素的性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)如下表:元素編號(hào)元素性質(zhì)或原子結(jié)構(gòu)TM層上電子數(shù)是K層上電子數(shù)的3倍X最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2倍Y常溫下單質(zhì)為雙原子分子,其氫化物水溶液呈堿性Z元素最高正價(jià)是+7價(jià)(1)元素X位于元素周期表的第周期第族,它的一種核素可測(cè)定文物年代,這種核素的符號(hào)是。

(2)元素Y的原子結(jié)構(gòu)示意圖為,與氫元素形成一種離子YH4+,。

(3)元素Z與元素T相比,非金屬性較強(qiáng)的是(用元素符號(hào)表示),下列表述中能證明這一事實(shí)的是(填字母)。

a.常溫下Z的單質(zhì)和T的單質(zhì)狀態(tài)不同b.Z的氫化物比T的氫化物穩(wěn)定c.一定條件下Z和T的單質(zhì)都能與氫氧化鈉溶液反應(yīng)(4)探尋物質(zhì)的性質(zhì)差異性是學(xué)習(xí)的重要方法之一。T、X、Y、Z四種元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中化學(xué)性質(zhì)明顯不同于其他三種的是,理由是。

答案(1)二ⅣA(2)○+7?2??5?取適量溶液放入試管,然后加入濃NaOH溶液,加熱,若產(chǎn)生能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,可以證明該溶液中含有(3)Clb(4)H2CO3H2CO3是弱酸能力提升1.我國(guó)是世界上唯一能夠制造實(shí)用化的深紫外全固態(tài)激光器的國(guó)家,其核心材料為KBe2BO3F2(K位于ⅠA族)。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.金屬性:K>BeB.非金屬性:B<O<FC.原子半徑:K>Be>B>O>FD.KBe2BO3F2的五種組成元素均位于短周期解析同一主族中,元素的金屬性隨著原子序數(shù)的增大而增強(qiáng),所以金屬性Be<Ca,同一周期元素中,元素的金屬性隨著原子序數(shù)的增大而減弱,所以金屬性K>Ca,則金屬性強(qiáng)弱順序是Be<Ca<K,A正確;同周期從左向右元素非金屬性增強(qiáng),則元素的非金屬性:B<O<F,B正確;同周期元素從左向右原子半徑依次減小,故原子半徑K>Ca,Be>B>O>F,同主族從上到下原子半徑依次增大,故原子半徑Ca>Be,綜合可得原子半徑K>Be>B>O>F,C正確;Be、B、O、F位于短周期,K位于長(zhǎng)周期,D錯(cuò)誤。答案D2.下圖是部分短周期元素主要化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是()A.原子半徑:Z>Y>XB.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:R<WC.WX3和水反應(yīng)生成的化合物具有揮發(fā)性D.Y和Z兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物在溶液中能相互反應(yīng)解析由圖可知:X為O,Y為Na,Z為Al,W為S,R為Cl。原子半徑大小順序?yàn)镹a>Al>O,A項(xiàng)錯(cuò)誤。Cl的非金屬性強(qiáng)于S,所以HCl的穩(wěn)定性強(qiáng)于H2S,B項(xiàng)錯(cuò)誤。SO3和水反應(yīng)生成的硫酸是難揮發(fā)性酸,C項(xiàng)錯(cuò)誤。NaOH與Al(OH)3在溶液中能發(fā)生反應(yīng)生成NaAlO2和H2O,D項(xiàng)正確。答案D3.某同學(xué)設(shè)計(jì)如下元素周期表,以下說法正確的是()A.X、Y、Z元素分別為N、P、OB.白格中都是主族元素,灰格中都是副族元素C.原子半徑:Z>X>YD.X、Y、Z的氣態(tài)氫化物中最穩(wěn)定的是Y的氫化物解析從題給元素周期表中找出規(guī)律,左側(cè)第二周期原子序數(shù)應(yīng)是3、5、6、7,右側(cè)第二周期原子序數(shù)應(yīng)為4、8、9、10,左側(cè)第三周期原子序數(shù)應(yīng)為11、13、14、15,右側(cè)第三周期原子序數(shù)應(yīng)為12、16、17、18,故X、Y、Z三種元素分別是N、P、O,A正確;白格中的He、Ne、Ar都是稀有氣體,0族元素不屬于主族元素,B錯(cuò)誤;原子半徑大小:P>N>O,C錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),其氫化物越穩(wěn)定,非金屬性:O>N>P,最穩(wěn)定的是O的氫化物,D錯(cuò)誤。答案A4.兩種短周期元素X和Y,可以組成化合物XY3,當(dāng)Y的原子序數(shù)為m時(shí),X的原子序數(shù)可能為()①m4②m+4③m+8④m2⑤m+7A.①②④⑤ B.①②③⑤C.①②③④ D.①②③④⑤解析化合物XY3中,若X為+3價(jià)時(shí),Y為1價(jià),則X位于ⅢA時(shí),Y位于ⅦA,當(dāng)X、Y位于同一周期時(shí),X原子序數(shù)為m4,當(dāng)X位于Y上一周期時(shí),X原子序數(shù)為m48=m12,當(dāng)X位于Y下一周期時(shí),X原子序數(shù)為m4+8=m+4。若X為+6價(jià)時(shí),Y為2價(jià),則X、Y均位于ⅥA族,該化合物為SO3,X原子序數(shù)為m+8。若X的正價(jià)不是最高正價(jià),還有一種情況可能是PCl3,X原子序數(shù)為m2。綜上所述可知X的原子序數(shù)可能為①②③④,C項(xiàng)正確。答案C5.W、X、Y、Z4種短周期元素在元素周期表中的位置如圖所示,其中Z位于第ⅦA族。下列判斷錯(cuò)誤的是()A.W、Y可形成兩種不同的化合物B.Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)與氬原子的相同C.W的氫化物的沸點(diǎn)比Y的氫化物的沸點(diǎn)高D.Y元素的非金屬性比X元素的非金屬性強(qiáng)解析結(jié)合題中所給信息可推出W、Y位于第二周期,X、Z位于第三周期,Z為Cl,Y為O,X為P,W為C。A項(xiàng),C元素與O元素可形成CO和CO2兩種化合物,正確;B項(xiàng),Cl的核外電子數(shù)為18,與Ar相同,正確;C項(xiàng),在常溫下W的氫化物CH4為氣態(tài),而Y的氫化物H2O為液態(tài),沸點(diǎn):H2O>CH4,錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)題意可知,非金屬性:Y>X,正確。答案C6.幾種短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)如下表。元素代號(hào)XYZMNP原子半徑/nm0.1860.1430.0750.0740.1520.099元素的主要化合價(jià)/價(jià)+1+3+5、32+1+7、1下列敘述錯(cuò)誤的是(其中NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)()A.X、N元素的金屬性:X>NB.Y、M元素形成的化合物是工業(yè)冶煉Y單質(zhì)的原料C.X單質(zhì)在M單質(zhì)中加熱生成的化合物39g中共含有0.5NA個(gè)陰離子D.標(biāo)準(zhǔn)狀況下1mol·L1的YP3溶液中含有3NA個(gè)P解析根據(jù)元素的主要化合價(jià)進(jìn)行歸類,X、N的主要化合價(jià)為+1價(jià),可以推斷出X、N均處于第ⅠA族,Y處于第ⅢA族,Z處于第ⅤA族,M主要化合價(jià)為2價(jià),應(yīng)處于第ⅥA族,只能是O元素,因S還有+4、+6價(jià)。P應(yīng)處于第ⅦA族,只能是Cl元素,因F元素?zé)o正價(jià)。再根據(jù)原子半徑大小關(guān)系,同周期從左到右原子半徑逐漸減小(稀有氣體元素原子除外),同主族從上到下原子半徑逐漸增大,可以判斷,N是Li元素,不可能是H元素(H原子半徑最小),X是Na元素。同周期元素原子半徑從左到右逐漸減小,同時(shí)結(jié)合主要化合價(jià)進(jìn)行考慮可以得出:Y是Al元素(只有正價(jià)),Z是N元素,不可能是P元素,因?yàn)榱自氐脑影霃綍?huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氧元素的原子半徑。所以綜上可以得出:X是Na元素,Y是Al元素,Z是N元素,M是O元素,N是Li元素,P是Cl元素。同主族元素金屬性從上到下逐漸增強(qiáng),所以金屬性:Na>Li,故A項(xiàng)正確。工業(yè)上冶煉Al是采用電解熔融Al2O3,故B項(xiàng)正確。Na在O2中加熱生成Na2O2,1molNa2O2含有1molO22-,39gNa2O2為0.5mol,故C項(xiàng)正確。溶液體積未知,不可求算P(即Cl)答案D7.J、L、M、R、T是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,J、R在周期表中的相對(duì)位置如下表;J元素最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值與其原子最外層電子數(shù)相等;M是地殼中含量最多的金屬元素。JR(1)M的離子結(jié)構(gòu)示意圖為;元素T在周期表中位于第族。

(2)用化學(xué)方程式表示J單質(zhì)在工業(yè)上的應(yīng)用。

(3)L的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物甲的水溶液顯堿性。在微電子工業(yè)中,甲的水溶液可作刻蝕劑H2O2的清除劑,所發(fā)生反應(yīng)的產(chǎn)物不污染環(huán)境,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

解析(1)J元素最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值與其原子最外層電子數(shù)相等,可以判斷J元素為碳元素;M是地殼中含量最多的金屬元素,即為鋁元素,根據(jù)J、R在元素周期表中的相對(duì)位置可以判斷R為硫元素,則T為氯元素,T處于第三周期第ⅦA族。(2)J單質(zhì)是碳,工業(yè)上可用碳來冶煉金屬、制水煤氣、工業(yè)制硅等。(3)最簡(jiǎn)單氫化物水溶液顯堿性,則L的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物為NH3,氨氣的水溶液氨水與雙氧水發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成無污染的N2和H2O。答案(1)○+13?2?(2)C+H2O(g)CO+H2或2C+SiO2Si+2CO↑(答案合理即可)(3)2NH3+3H2O2N2+6H2O或2NH3·H2O+3H2O2N2↑+8H2O8.某研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)了一組實(shí)驗(yàn)來探究元素周期律。甲同學(xué)根據(jù)元素非金屬性與對(duì)應(yīng)最高價(jià)含氧酸之間的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如圖1所示的裝置來一次性完成同主族元素碳與硅的非金屬性強(qiáng)弱比較的實(shí)驗(yàn)。乙同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖2所示的裝置來驗(yàn)證鹵族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律,A、B、C三處分別是蘸有NaBr溶液的棉花、濕潤(rùn)的淀粉KI試紙、濕潤(rùn)的紅色試紙。已知常溫下濃鹽酸與高錳酸鉀反應(yīng)能夠反應(yīng)生成氯氣。甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)中可供選擇的試劑有:大理石、碳酸鈉粉末、濃鹽酸、稀硝酸、硅酸鈉溶液。根據(jù)圖1回答:(1)甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的依據(jù)是。從所給試劑中選出最合適的物質(zhì):A,B,C。(寫化學(xué)式)

(2)燒瓶中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為;燒杯中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。

根據(jù)圖2回答:(3)乙同學(xué)的實(shí)驗(yàn)原理是。

(4)B處的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。

(5)B處主要發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為