2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第四章物質(zhì)結(jié)構(gòu)元素周期律第二節(jié)元素周期律第2課時元素周期表和元素周期律的應(yīng)用鞏固提升訓(xùn)練含解析新人教版必修第一冊

PAGEPAGE13第2課時元素周期表和元素周期律的應(yīng)用夯實基礎(chǔ)輕松達標(biāo)1.元素周期表中的金屬和非金屬元素的分界線處用虛線表示。下列說法正確的是()A.虛線左下方的元素均為非金屬元素B.緊靠虛線兩側(cè)的元素都是兩性金屬元素C.可在虛線旁邊找尋半導(dǎo)體材料(如Ge、Si等)D.可在虛線的右上方找尋耐高溫材料答案C解析虛線左下方的元素均為金屬元素,A項錯誤;緊靠虛線兩側(cè)的元素既表現(xiàn)金屬性又表現(xiàn)非金屬性,但沒有兩性金屬元素這一說法,B項錯誤;耐高溫材料應(yīng)當(dāng)在過渡元素中找尋,D項錯誤。2.關(guān)于元素周期律和元素周期表的下列說法,正確的是()A.目前發(fā)覺的全部元素占據(jù)了周期表里的全部位置,不行能再有新的元素被發(fā)覺B.元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的增加而呈周期性改變C.俄國化學(xué)家道爾頓為元素周期表的建立作出了巨大貢獻D.同一主族的元素從上到下,金屬性呈周期性改變答案B解析元素周期律是元素性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增而發(fā)生周期性改變的規(guī)律,B項正確;俄國化學(xué)家門捷列夫為元素周期表的建立作出了巨大貢獻;有些元素還有待于發(fā)覺,有些新元素已經(jīng)被發(fā)覺,因此不能說不行能再有新元素被發(fā)覺;在元素周期表中,同一主族的元素從上到下,由于原子半徑漸漸增大,金屬性漸漸增加,非金屬性漸漸減弱,屬于遞變性改變而不是周期性改變。3.(2024北京師大附中高一期中)X、Y、Z、W均為短周期主族元素,它們在元素周期表中的位置如下圖所示。若Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,下列說法中正確的是()XYZWA.原子半徑:X>Y>Z>WB.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:X>Z>WC.4種元素的單質(zhì)中,Z單質(zhì)的熔、沸點最低D.W單質(zhì)能與水反應(yīng),生成具有漂白性的物質(zhì)答案D解析Z原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,其電子層數(shù)應(yīng)為3,則最外層電子數(shù)為6,Z應(yīng)為S元素,依據(jù)四種元素在周期表中的位置可知,X為N元素,Y為O元素,W為Cl元素。同周期元素從左到右,原子半徑漸漸減小,則X>Y,Z>W,同主族元素從上到下,原子半徑漸漸增大,且原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑一般越大,則W>X,所以原子半徑大小依次為Z>W>X>Y,故A錯誤;同周期元素從左到右,元素的非金屬性漸漸增加,依據(jù)元素的非金屬性越強,對應(yīng)最高價氧化物的水化物的酸性越強可知,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:W>Z,故B錯誤;4種元素的單質(zhì)中,N2、O2和Cl2在常溫下均為氣體,而S為固體,即Z單質(zhì)的熔、沸點最高,故C錯誤;氯氣和水反應(yīng)生成鹽酸和次氯酸,次氯酸具有漂白性,故D正確。4.已知鈹(Be)的原子序數(shù)為4。下列對鈹及其化合物的敘述中,正確的是()A.鈹?shù)脑影霃叫∮谂鸬脑影霃紹.氯化鈹難溶于水C.氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱D.單質(zhì)鈹與冷水反應(yīng)快速產(chǎn)生氫氣答案C解析鈹在硼的左邊,因此原子半徑比硼大,A項錯誤;依據(jù)同主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律,BeCl2易溶于水,B項錯誤;鈹在鈣的上方,金屬性弱,氫氧化鈹?shù)膲A性比氫氧化鈣的弱,C項正確;單質(zhì)鈹?shù)慕饘傩员孺V弱,鎂與冷水反應(yīng)緩慢,鈹肯定不能與冷水快速反應(yīng),D項錯誤。5.鎵是1871年俄國化學(xué)家門捷列夫在編制元素周期表時曾預(yù)言的“類鋁”元素。鎵的原子序數(shù)為31,屬ⅢA族。鎵的熔點為29.78℃,沸點高達2403℃。鎵有過冷現(xiàn)象(即冷至熔點下不凝固),它可過冷到-120℃。由此推斷下列有關(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的上佳材料B.鎵能溶于強酸和強堿中C.鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金,可用在自動救火的水龍頭中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)答案D解析鎵的熔點為29.78℃,沸點高達2403℃;鎵有過冷現(xiàn)象(即冷至熔點下不凝固),它可過冷到-120℃,因此A、C兩項正確。鋁能溶于強酸和強堿中,鋁是電的良導(dǎo)體而不是半導(dǎo)體,鎵是“類鋁”元素,所以鎵能溶于強酸和強堿中,鎵是電的良導(dǎo)體而不是半導(dǎo)體,即B正確,D不正確。6.(2024甘肅甘谷第一中學(xué)選拔考試)下列結(jié)論正確的是()①離子半徑:K+>Al3+>S2->Cl-②氫化物的穩(wěn)定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4③離子的還原性:S2->Cl->Br->I-④氧化性:Cl2>S>Se>Te⑤酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO⑥非金屬性:O>N>P>Si⑦金屬性:Be<Mg<Ca<KA.只有②⑤⑦ B.只有②⑥⑦C.只有②④⑤⑥⑦ D.只有②④⑥答案C解析①電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小;電子層越多,離子半徑越大,故離子半徑:S2->Cl->K+>Al3+,故①錯誤;②非金屬性:F>Cl>S>P>Si,氫化物穩(wěn)定性:HF>HCl>H2S>PH3>SiH4,故②正確;③非金屬性:Cl>Br>I>S,陰離子還原性:S2->I->Br->Cl-,故③錯誤;④非金屬性:Cl>S>Se>Te,單質(zhì)氧化性:Cl2>S>Se>Te,故④正確;⑤非金屬性:S>P>C,最高價含氧酸的酸性:H2SO4>H3PO4>H2CO3,碳酸酸性比HClO酸性強,故酸性H2SO4>H3PO4>H2CO3>HClO,故⑤正確;⑥同周期元素隨原子序數(shù)增大,非金屬性漸漸增加,同主族元素自上而下,非金屬性漸漸減弱,故非金屬性:O>N>P>Si,故⑥正確;⑦同主族元素自上而下,金屬性漸漸增加,同周期元素自左而右,金屬性漸漸減弱,故金屬性:Be<Mg<Ca<K,故正確。7.依據(jù)元素周期律,由下列事實進行歸納推想,推想不合理的是()選項事實推想ACaCO3和BaCO3都難溶于水SrCO3也難溶于水BSi是半導(dǎo)體材料,同族的Ge也是半導(dǎo)體材料第ⅣA族的元素的單質(zhì)都可作半導(dǎo)體材料CHCl在1500℃時分解,HI在230℃時分解HBr的分解溫度介于二者之間DSi與H2高溫時反應(yīng),S與H2加熱能反應(yīng)P與H2在高溫時能反應(yīng)答案B解析同一主族元素的性質(zhì)相像,CaCO3和BaCO3都難溶于水,因此SrCO3也難溶于水,A項正確;在元素周期表中,位于金屬和非金屬分界線處的元素的單質(zhì)能作半導(dǎo)體,Pb不位于金屬元素和非金屬元素分界線處,所以Pb不能作半導(dǎo)體材料,B項錯誤;元素的非金屬性越強,其氫化物的穩(wěn)定性越強,非金屬性:Cl>Br>I,所以氫化物的穩(wěn)定性:HCl>HBr>HI,則HBr的分解溫度介于二者之間,C項正確;元素的非金屬性越強,其單質(zhì)與氫氣化合越簡潔,非金屬性:S>P>Si,所以P與H2在高溫時能反應(yīng),D項正確。8.門捷列夫在探討周期表時預(yù)言了包括“類鋁”“類硅”在內(nèi)的11種元素。(1)門捷列夫預(yù)言的“類硅”,多年后被德國化學(xué)家文克勒發(fā)覺,命名為鍺(Ge)。①已知主族元素鍺的最高正化合價為+4價,其最高價氧化物的水化物為兩性氫氧化物。試比較元素的非金屬性Si(用“>”或“<”表示)Ge。

②若鍺位于硅的下一周期,寫出“鍺”在周期表中的位置。依據(jù)鍺在周期表中處于金屬和非金屬分界線旁邊,預(yù)料鍺單質(zhì)的一種用途是。

③硅、鍺單質(zhì)分別與H2反應(yīng)時,反應(yīng)較難進行的是(填“硅”或“鍺”)。

(2)“類鋁”在門捷列夫預(yù)言4年后,被布瓦博德朗在一種礦石中發(fā)覺,命名為鎵(Ga)。①由鎵的性質(zhì)推知,鎵與鋁同主族,且位于鋁的下一周期。試從原子結(jié)構(gòu)的角度說明鎵與鋁性質(zhì)相像的緣由。

②為推斷其是否為兩性氫氧化物,設(shè)計試驗時,須要選用的試劑有GaCl3溶液、和。

答案(1)①>②第四周期第ⅣA族用作半導(dǎo)體材料③鍺(2)①它們的原子最外層電子數(shù)都為3②氫氧化鈉溶液稀硫酸或鹽酸解析(1)①由于元素鍺最高正化合價為+4價,故其位于元素周期表中第ⅣA族,與硅同一主族,且硅的最高價氧化物對應(yīng)的水化物顯酸性,鍺的最高價氧化物對應(yīng)水化物為兩性氫氧化物,故硅的非金屬性強于鍺。②硅位于第三周期第ⅣA族,鍺與硅同一主族,而鍺位于第四周期,所以鍺在元素周期表的位置為第四周期第ⅣA族。鍺與硅均可作半導(dǎo)體材料。③元素非金屬性越強,其單質(zhì)越簡潔與氫氣化合,同主族元素隨原子序數(shù)增大,非金屬性漸弱,故硅的非金屬性強于鍺的非金屬性,硅與氫氣更簡潔化合。(2)①二者位于同一主族,原子最外層電子數(shù)相同,均為3。②推斷物質(zhì)是否具有兩性可視察該物質(zhì)是否與酸、堿都發(fā)生反應(yīng)。提升實力跨越等級1.Se、Br兩種元素的部分信息如圖所示,下列說法正確的是()A.原子半徑:Br>Se>PB.還原性:S2->Se2->Br-C.Se在元素周期表中位于第四周期第ⅥA族D.Se、Br位于同一主族答案C解析由圖示信息可知Se為34號元素,Br為35號元素,Se和Br位于同一周期且Se位于Br的左側(cè),原子半徑:Se>Br,故A、D項錯誤;Se和S位于同一主族,且Se位于S的下一周期,故還原性:Se2->S2-,B項錯誤;由圖示信息可知Se位于第四周期第ⅥA族,C項正確。2.下圖是部分短周期元素主要化合價與原子序數(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兩者最高價氧化物的水化物在溶液中能相互反應(yīng)答案D解析由圖可知:X為O,Y為Na,Z為Al,W為S,R為Cl。原子半徑大小依次為Na>Al>O,A項錯誤。Cl的非金屬性強于S,所以HCl的穩(wěn)定性強于H2S,B項錯誤。SO3和水反應(yīng)生成的硫酸是難揮發(fā)性酸,C項錯誤。NaOH與Al(OH)3在溶液中能發(fā)生反應(yīng)生成NaAlO2和H2O,D項正確。3.(雙選)(2024河北邯鄲一中高一測試)運用元素周期律分析下面的推斷,其中推斷錯誤的是()A.Li在氧氣中燃燒生成Li2OB.氫氧化鉈具有兩性C.硫酸鍶(SrSO4)是易溶于水的白色固體D.砹(At2)是有色固體,HAt不穩(wěn)定答案BC解析鋰(Li)在氧氣中燃燒的產(chǎn)物是Li2O,故A正確;同主族元素從上到下金屬性依次增加,最高價氧化物的水化物的堿性依次增加,氫氧化鋁有兩性,而氫氧化鉈沒有兩性,具有堿性,故B錯誤;鍶與鋇是同主族元素,BaSO4是難溶于水的白色固體,所以SrSO4也是難溶于水的白色固體,故C錯誤;砹(At)屬于鹵素單質(zhì),同主族元素從上到下,氫化物穩(wěn)定性漸漸減弱,單質(zhì)由氣體過渡為固體,顏色漸漸加深,所以At為有色固體,HAt不穩(wěn)定,故D正確。4.甲~辛等元素在周期表中的相對位置如表。甲與戊的原子序數(shù)相差3,戊的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì),丁與辛屬同周期元素。下列推斷不正確的是()甲乙丙丁

戊己辛庚

A.金屬性:甲>乙>丁B.原子半徑:辛>己>戊C.丙與庚的原子核外電子數(shù)相差13D.單質(zhì)己可做半導(dǎo)體材料答案A解析由戊的一種單質(zhì)是自然界硬度最大的物質(zhì),知戊為C,甲與戊的原子序數(shù)相差3,故甲為Li。甲、乙、丙同主族,則乙為Na,丙為K,丁為Ca,金屬性:乙>甲,A項錯誤;依據(jù)電子層數(shù)越多,原子半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,原子半徑越小,得原子半徑:辛>己>戊,B項正確;丙、庚同屬第四周期,第四周期有10種過渡元素,甲與戊的原子序數(shù)相差3,故丙與庚的原子核外電子數(shù)相差13,C項正確;己為硅元素,單質(zhì)硅可做半導(dǎo)體材料,D項正確。5.有A、B、C三種元素,已知A、B原子的電子層數(shù)相同,B、C原子的最外層電子數(shù)相同。又知這三種元素原子的最外層電子數(shù)之和為17,核外電子數(shù)之和為31。下列說法正確的是()A.A、B、C肯定是非金屬元素B.A、B、C肯定是主族元素C.A可能是周期表中原子半徑最小的元素D.A可能是周期表中非金屬性最強的元素答案D解析核外電子數(shù)減去最外層電子數(shù)等于內(nèi)層電子數(shù),則三種元素原子的內(nèi)層電子數(shù)之和為14,說明A、B、C三個原子中有兩個原子的內(nèi)層電子數(shù)為2,另一個原子的內(nèi)層電子數(shù)為10,因此A、B肯定在其次周期,C肯定在第三周期。設(shè)A的質(zhì)子數(shù)為a,B的質(zhì)子數(shù)為b,則C的質(zhì)子數(shù)必為b+8,據(jù)題意有:a+b+(b+8)=31。探討:①當(dāng)a=3時,b=10,三種元素依次是Li、Ne、Ar;②當(dāng)a=5時,b=9,三種元素依次是B、F、Cl;③當(dāng)a=7時,b=8,三種元素依次是N、O、S;④當(dāng)a=9時,b=7,三種元素依次是F、N、P。據(jù)上述分析知A、B兩項明顯錯誤。周期表中原子半徑最小的元素是H,故C項錯誤。當(dāng)三種元素符合狀況④時,A為F,是周期表中非金屬性最強的元素,故D項正確。6.(雙選)(2024廣東中山第一中學(xué)高一段考)現(xiàn)有短周期主族元素X、Y、Z、R、T,R原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍;Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物,Y與T同主族。五種元素原子半徑與原子序數(shù)之間的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A.離子半徑:Z<YB.氫化物的穩(wěn)定性:Y<TC.最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:T<RD.由X、Y、Z、R四種元素組成的常見化合物屬于電解質(zhì)答案AD解析Y與Z能形成Z2Y、Z2Y2型離子化合物,Z是Na元素、Y是O元素;Y與T同主族,Y的原子序數(shù)小于T,所以T是S元素。R的原子序數(shù)小于O,R原子的最外層電子數(shù)是電子層數(shù)的2倍,R是碳元素;X原子半徑、原子序數(shù)都小于碳原子,所以X是H元素。離子半徑:Na+<O2-,故A正確;氫化物的穩(wěn)定性:H2S<H2O,故B錯誤;S的非金屬性強于C,最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性:H2CO3<H2SO4,故C錯誤;由H、O、Na、C四種元素組成的常見化合物NaHCO3屬于電解質(zhì),D正確。7.(2024廣東廈門外國語學(xué)校高一階段性測試)短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示,這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21?；卮鹣铝袉栴}:WXYZ(1)X在元素周期表中的位置為;畫出X的簡潔離子結(jié)構(gòu)示意圖。

已知X元素的一種原子,其中子數(shù)為10,寫出這種原子的原子符號。

(2)四種元素簡潔離子的半徑由大到小為(用離子符號表達)。

(3)W、X的最簡潔氫化物穩(wěn)定性:>(填化學(xué)式)。

(4)Z最高價氧化物的水化物與Y最高價氧化物對應(yīng)水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(5)ZX2氣體是一種廣譜殺菌消毒劑。工業(yè)上可利用NaZX3和NaZ在酸性條件下制得ZX2同時得到Z元素的單質(zhì),該反應(yīng)的離子方程式為。

答案(1)其次周期ⅥA族(2)Cl->N3->O2->Al3+(3)H2ONH3(4)Al(OH)3+3HClO4Al(ClO4)3+3H2O(5)2ClO3-+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H2解析依據(jù)題意知,Y為Al元素,W為N元素,X為O元素,Z為Cl元素。(1)X為O元素,原子序數(shù)為8,位于元素周期表中其次周期ⅥA族,O2-的結(jié)構(gòu)示意圖為;質(zhì)子數(shù)為8、中子數(shù)為10的氧原子的質(zhì)量數(shù)=8+10=18,原子符號為

8(2)離子的電子層越多,離子半徑越大,電子層數(shù)相同時,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,則四種元素簡潔離子的半徑由大到小為:Cl->N3->O2->Al3+。(3)W為N元素,X為O元素,元素非金屬性越強,簡潔氫化物越穩(wěn)定,非金屬性:O>N,則氫化物穩(wěn)定性:H2O>NH3。(4)Z為Cl元素,Y為Al元素。Z最高價氧化物的水化物為高氯酸,Y最高價氧化物對應(yīng)水化物為氫氧化鋁,二者反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al(OH)3+3HClO4Al(ClO4)3+3H2O。(5)ClO2氣體是一種廣譜殺菌消毒劑,工業(yè)上可利用NaClO3和NaCl在酸性條件下制得ClO2同時得到Cl2,該反應(yīng)的離子方程式為2ClO3-+2Cl-+4H+2ClO2↑+Cl2↑+2H28.(2024山東濰坊中學(xué)高一化學(xué)階段檢測)元素周期表是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具,它隱含著很多信息和規(guī)律。下表所列是五種短周期元素的原子半徑及主要化合價(已知鈹?shù)脑影霃綖?.089nm)。元素代號ABCDE原子半徑/nm0.160.1430.1020.0990.074主要化合價+2+3+6、-2-1-2(1)用元素符號標(biāo)出它們在周期表中所對應(yīng)的位置(以下為周期表的一部分)。(2)畫出A的原子結(jié)構(gòu)示意圖。

(3)B元素處于周期表中第周期,族。

(4)E元素處于周期表中第周期,族。

(5)C、D的簡潔離子的半徑由大到小依次為(用離子符號表示)。

(6)C、E形成的化合物為(填化學(xué)式)。

答案(1)(2)(3)三ⅢA(4)二ⅥA(5)S2->Cl-(6)SO2、SO3解析原子的電子層數(shù)越多,其原子半徑一般越大,同一周期元素中,原子半徑隨著原子序數(shù)的增大而減小,鈹?shù)脑影霃綖?.089nm,E的原子半徑小于鈹原子且其最低負(fù)價是-2,故E原子最外層電子數(shù)為6,所以E位于第ⅥA族,為氧元素;剩余元素原子半徑大小依次是A>B>C>D且都大于鈹原子,均為第三周期元素,結(jié)合其主要化合價知,A是Mg元素、B是Al元素、C是S元素、D是Cl元素。(1)氧元素位于其次周期第ⅥA族、Mg元素位于第三周期第ⅡA族、Al元素位于第三周期第ⅢA族、S元素位于第三周期第ⅥA族、Cl元素位于第三周期第ⅦA族,所以其在周期表中的位置為(2)A為Mg元素,其核電荷數(shù)為12,原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)鋁元素位于第三周期ⅢA族。(4)E為O元素,位于元素周期表的其次周期ⅥA族。(5)S2-和Cl-核外電子數(shù)均為18,因電子層數(shù)相同的微粒,核電荷數(shù)越大,半徑越小,則簡潔離子半徑:S2->Cl-。(6)C為硫元素,E為氧元素,二者可以形成二氧化硫、三氧化硫,化學(xué)式為SO2、SO3。貼近生活拓展創(chuàng)新★(2024天津靜海一中高一期末)有關(guān)元素X、Y、D、E的信息如下:元素有關(guān)信息X地殼中含量最高的元素Y第三周期中原子半徑最小的主族元素D最高價氧化物既能溶于強酸又能溶于強堿溶液E單質(zhì)是生活中常見金屬,其制品在潮濕空氣中易被腐蝕或損壞用化學(xué)用語回答下列問題:(1)D在元素周期表中的位置為。

(2)X、Y