1、高中化学人教版必修第一册同步巧练元素周期表和元素周期律的应用元素周期表和元素周期律的应用一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)1.(2019北京西城区高一检测)英国研究人员认为,全球将有1.4亿人因为用水受到砷中毒之害,导致更多的人患癌症。下列对砷(As)的有关判断正确的是 ()A.砷原子序数为33,它与铝同主族B.砷的原子半径小于磷的原子半径C.砷化氢的稳定性比溴化氢的强D.砷酸的酸性比硫酸的弱【解析】选D。砷原子序数为33,位于第A族,A错;砷、磷同主族,砷的原子半径大于磷的原子半径,B错;砷、溴同周期,砷的非金属性比溴弱,因此砷化氢的稳定性比溴化氢的弱,C错;由于非金属性S
2、PAs,因此砷酸的酸性比硫酸的弱,D对。【补偿训练】已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 ()A.原子半径:AsClPB.热稳定性:HClAsH3HBrC.还原性:As3-S2-Cl-D.酸性:H3AsO4H2SO4H3PO4【解析】选C。A项,原子半径AsPCl;B项,非金属性ClBrAs,所以热稳定性HClHBrAsH3;D项,非金属性SPAs,故酸性H2SO4H3PO4H3AsO4。2.某元素原子M层电子数是K层电子数的3.5倍,则该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为 ()A.HNO3 B.H3PO4C.H2SO4 D.HClO4【解析】选D。某元素原子M层电子数是K层
3、电子数的3.5倍,则该原子M层电子数为7,故M为氯元素;最高正化合价为+7,该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4,D正确。3.(2019青岛高一检测)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的是 ()A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小 DCl与Cl得电子能力相同【解析】选D。A项,同主族的非金属元素,从上到下非金属性逐渐减弱,其最高价含氧酸的酸性依次减弱;B项,K+、Ca2+、S2-、Cl-的核外电子排布相同,但化学性质不同,如S2-、Cl-具有还原性,而K+、Ca2+具有氧化性
4、,错误;C项,具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大其微粒半径越小,则半径:S2-Cl-K+Ca2+,错误;D项,Cl属于同种元素,具有相同的核外电子排布,化学性质相同,原子得电子能力相同,正确。【补偿训练】元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是 ()A.由水溶液的酸性:HClHF,不能推断出元素的非金属性:ClFB.人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料C.短周期元素正化合价数值和其族序数相同D.短周期元素形成的微粒X2-和Y2+核外电子排布相同,离子半径:X2-Y2+【解析】选C。A项,非金属性的强弱,应根据对应最高价氧化物对
5、应水化物的酸性比较,不能根据氢化物的酸性进行比较,HF的酸性比HCl弱,但非金属性F大于Cl,正确;B项,优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等),大多属于过渡元素,正确;C项,短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同,如C有+2、+4价,错误;D项,微粒X2-与Y2+核外电子排布相同,核电荷数:YX,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:X2-Y2+,正确。4.下列说法正确的是 ()A.N和As属于第A族元素,氮原子得电子能力比砷原子强B.族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素C.元素周期表中,位于金属和非金属交界线附近的元素属于过渡元素D.Si、S、Cl的最高价氧化物都能
6、与水反应生成相应的酸,且酸性依次增强【解析】选A。N和As属于第A族元素,同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱,所以氮原子得电子能力比砷原子强,A正确;族序数等于其周期序数的元素不一定是金属元素,如第一周期第A族的氢元素是非金属元素,B不正确;元素周期表中,位于金属和非金属交界线附近的元素一般既具有金属性,还具有非金属性。过渡元素是指周期表中第312列的元素,C不正确;二氧化硅与水不反应,D不正确。5.(2019济南高一检测)已知某原子最外层有7个电子,推测下列选项不正确的是 ()A.单质有氧化性B.最高正价一定为+7价C.是非金属元素D.同周期元素中原子半径最小【解析】选B。某原子的最外层有7
7、个电子,说明位于第A族,A族元素得到一个电子达到稳定结构,其单质具有强氧化性,故A说法正确;F没有正价,故B说法错误;第A族为非金属元素,故C说法正确;同周期从左向右原子半径逐渐减小(稀有气体除外),因此卤族元素的原子半径是同周期中最小的,故D说法正确。6.镓是1871年俄国化学家门捷列夫在编制元素周期表时曾预言的“类铝”元素。镓的原子序数为31,属A族。镓的熔点为29.78 ,沸点高达2 403 。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 。由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是()A.镓是制造高温温度计的上佳材料B.镓能溶于强酸和强碱中C.镓与锌、锡、铟等金属制成的
8、合金,可用在自动救火的水龙头中D.近年来,镓成为电子工业的新宠,其主要用途是制造半导体材料,被誉为“半导体家族的新成员”,这是利用了镓的导电性介于导体和绝缘体之间的性质【解析】选D。镓的熔点为29.78 ,沸点高达2 403 ;镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固),它可过冷到-120 ,因此A、C两项正确。铝能溶于强酸和强碱中,铝是电的良导体而不是半导体,镓是“类铝”元素,所以镓能溶于强酸和强碱中,镓是电的良导体而不是半导体,即B项正确,D项不正确。7.(2019贵阳高一检测)不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是 ()A.单质氧化性的强弱B.单质沸点的高低C.单质与氢气化合的难易D.最
9、高价氧化物对应的水化物酸性的强弱【解析】选B。元素的非金属性越强,其单质获得电子的能力就越强,因此单质氧化性就越强,故可以通过比较单质氧化性的强弱,判断元素的非金属性的强弱,A正确。S单质,Cl2都是分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,分子间作用力越大,物质的熔沸点就越高,这与元素的非金属性强弱无关,B错误。元素的非金属性越强,其单质与氢气化合形成氢化物就越容易,形成的氢化物的稳定性就越强,因此,可以比较元素的非金属性的强弱,C正确。元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强,因此可以通过比较硫、氯两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱,D正确。
10、8.锗是一种重要的半导体材料,用于制造晶体管及各种电子装置。门捷列夫把它命名为类硅,处于周期表中金属区与非金属区的交界线上。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)稳定性很强D.锗酸是难溶于水的强酸【解析】选B。锗处于金属区与非金属区的交界线上,元素金属性和非金属性都较弱,反应中既不易得电子,也不易失去电子,常用作半导体材料;锗化氢(GeH4)稳定性很弱;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,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,所以酸性比硅酸弱,为弱酸,碳酸溶于水,硅酸不溶于水,
11、推知锗酸应难溶于水,故D错误。【方法规律】推断陌生元素性质的“3”个角度(1)与同周期前、后元素相比较,根据同周期元素性质的递变规律推测元素的性质。(2)与同主族上、下元素相比较,依据同主族元素性质的递变规律推测元素的性质。(3)比较不同周期、不同主族元素的性质时,可借助“三角”规律推断若A、B、C三种元素位于元素周期表中如图所示位置,有关元素的各种性质均可排出顺序(但D不能参与排序)。原子半径:CAB;金属性:CAB;非金属性:BAC。9.(2019大连高一检测)X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种,原子序数依次增大,W、Y为金属元素,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Y、Z
12、位于同周期,Z单质是一种良好的半导体。W能与冷水剧烈反应,Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。下列说法正确的是 ()A.原子半径:WYZXB.气态氢化物的稳定性:XWD.Y、Z的氧化物均为两性氧化物【解析】选A。由题意可推出X为O,Y为Al,Z为Si,W为K。B项,气态氢化物的稳定性是H2OSiH4,错误;C项,最高价氧化物对应的水化物的碱性:KOHAl(OH)3,错误;D项,Y的氧化物Al2O3有两性,而Z的氧化物SiO2不具有两性,它是酸性氧化物,错误。10.(2019洛阳高一检测)如图所示是元素周期表的一部分,下列说法中正确的是 ()A.元素的简单离子半径大小
13、:B.气态氢化物的稳定性:C.最高价氧化物对应水化物的酸性:D.元素的最高正化合价:=【解析】选C。元素分别为N、O、F、Al、S、Cl。离子半径:S2-O2-Al3+,A项错误;非金属性越强则对应气态氢化物越稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性也越强,故稳定性:H2OH2S,酸性:HClO4H2SO4,B项错误,C项正确;F无正价,D项错误。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(15分)(2019襄樊高一检测)下表为元素周期表的一部分,表中序号分别代表某一元素。请回答下列问题。族周期AAAAAAA0234(1)中,最活泼的金属元素是_(写元素符号,下同),最不活泼的元素是_。(2)的
14、简单离子,其半径更大的是_(写离子符号)。(3)的气态氢化物,更稳定的是_(填化学式)。(4)元素的非金属性:_(填“”或“”)。(5)的最高价氧化物的水化物中:酸性最强的是_(填化学式);碱性最强的是_(填化学式),该碱与的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为_。【解析】(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第A族,最下方的为K,最不活泼的元素在元素周期表中的0族,由表知为Ne。(2)由表知为Na、为F,它们的简单离子Na+、F-的核外电子排布相同,且钠的原子序数比氟大,所以r(Na+)r(F-)。(3)由表知为F、为Cl,两者的气态氢化物分别为HF、HCl,根据非金属性越强其气态氢
15、化物更稳定,所以HF更稳定。(4)为Si,为N,根据元素周期律,元素的非金属性:SiPN,所以SiN。(5)由表知中最强的非金属元素是为Cl,其最高价氧化物的水化物是HClO4,属于强酸并且酸性最强。由表知中最强的金属元素是为K,其最高价氧化物的水化物是KOH,属于强碱。由表知为铝,最高价氧化物的水化物Al(OH)3与KOH反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-Al+2H2O。答案:(1)KNe(2)F-(3)HF(4)(5)HClO4KOHAl(OH)3+OH-Al+2H2O12.(15分)(2019兰州高一检测)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm): 原子半径
16、(nm)0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高正化合价+2+1+5+7+1+5+3最低负化合价-2-3-1-3(1)号元素在周期表中的位置是_;上述元素处于同一主族的有_。(用元素符号表示)(2)元素和能形成两种化合物,写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式:_。(3)含锂材料在社会中广泛应用,如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题:Li和Li作核反应堆最佳热载体LiH和LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是_。ALi和Li互为同位素BLi和Li属于同种核素CLiH和LiD的化学性质不同DLiH
17、和LiD是同种物质下列说法不正确的是_。A.碱性:Be(OH)2LiOHNaOHNaLiLi+C.氧化性:Li+Na+K+Rb+RbKNaLiBe【解析】由题中及表中数据可知,分别位于第A、第A、第A、第A、第A、第A、第A、第A族。Be的原子半径为0.089 nm,Be的最高价为+2,的最高价也是+2、半径比Be大,则为Mg;是最高价为+1、半径比Mg小,则是Li;是最高价为+1、半径比Mg大,则为Na;和的最高价都是+5、最低价都是-3,则它们为第A族元素,因为的半径较大,故为P、为N;根据同周期元素的原子半径逐渐减小,可知为B、为O、为Cl。综上所述,分别为O、Mg、Li、P、Cl、Na
18、、N、B。答案:(1)第二周期A族Li、Na和N、P(2)2Na2O2+2H2O4Na+4OH-+O2(3)ADC一、选择题(本题包括2小题,每小题9分,共18分)13.(2019黄冈高一检测)短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置如图,其中W原子的次外层电子数是最内层电子数与最外层电子数之和。下列说法不正确的是 ()A.最简单的氢化物的还原性:XWYC.简单离子的半径大小:YWZD.氧化物对应水化物的酸性:YWWY,B正确;具有相同电子排布的离子中,原子序数大的离子半径小,则简单离子的半径大小:YWZ,C正确;非金属性越强,对应最高价含氧酸的酸性越强,不是最高价含氧酸无此规律,如硫酸为强酸,
19、HClO为弱酸,D错误。14.(2019邯郸高一检测)被誉为“矿石熊猫”的香花石(如图),由我国地质学家首次发现。香花石由前20号元素中的6种组成,分别为X、Y、Z、W、R、T。其中X、Y、Z为金属元素,Z的最外层电子数与次外层电子数相等,X、Z位于同族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外层电子数是次外层的3倍,T无正价,X与R原子序数之和是W的2倍。下列说法错误的是 ()A.原子半径:YZRTB.气态氢化物的稳定性:WRZD.XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同【解析】选D。“矿石熊猫”香花石由前20号元素中的6种组成,其中R原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍,R原子只能有2个电子层,
20、最外层电子数为6,则R为O;Y、Z、R、T位于同周期,即处于第二周期,T无正价,则T为F;Z的最外层电子数与次外层电子数相等,则Z为Be;Y为金属元素,则Y为Li;X、Z位于同主族,则X为Mg或Ca,若X为镁元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,则=10,推出W为氖元素不符合题意,若X为钙元素,则由X与R原子序数之和是W的2倍,则=14,推出W为Si,符合题意。Y为锂元素、Z为铍元素、R为氧元素、T为氟元素,位于同周期,元素的原子半径从左向右半径在减小,即原子半径:YZRT,选项A正确;W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性FOSi,则气态氢化物的稳定性WRBe,则最高价氧化物对应的水
21、化物的碱性:氢氧化钙氢氧化铍,选项C正确;XR2、WR2两化合物分别为CaO2、SiO2,CaO2中O为-1价,SiO2中O为-2价,选项D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共12分)15.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)锗位于元素周期表中第_周期_族。(2)锗类似于铝,能溶于氢氧化钠溶液,其主要原因是_。它与硅位于同一主族它与铝位于对角线位置,且性质相似它位于周期表中金属与非金属分界线附近它位于边界线附近它是两性物质(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_。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A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,但不能说锗是两性物质,因两性物质是指既能溶于强酸又能溶于强碱且都生成盐和水的物质,如氧化铝、氢氧化铝。答案:(1)四A(2)(3)D
