必修第一册 4.2 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 同步练习题(含解析)

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4.2 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用 同步练习题
一、选择题（每小题只有一个正确选项，每小题4分，共60分）
1． 下列关于元素周期表和元素周期律的应用说法正确的是 (　　)
A．为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索
B．在周期表中金属与非金属的分界处，寻找可作催化剂的合金材料
C．在ⅠA、ⅡA族元素中，寻找制造农药的主要元素
D．在过渡元素中，可以找到半导体材料
2． 元素周期表中的金属和非金属元素的分界线处用虚线表示。下列说法正确的是( )
A．元素的性质总在不断发生明显的变化
B．紧靠虚线两侧的元素都是两性金属元素
C．可在虚线附近寻找半导体材料(如Ge、Si等)
D．可在虚线的右上方寻找耐高温材料
3． 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。锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，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，铜矿、铁矿、硫化矿以至岩石、泥土和泉水中都含有微量的锗。
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(H4GeO4)是难溶于水的强酸
4． 下列不能说明氯元素的非金属性比硫元素强的事实是( )
①HCl比H2S稳定 ②HClO氧化性比H2SO4强 ③HClO4酸性比H2SO4强
④Cl2能与H2S反应生成S ⑤氯原子最外层有7个电子，硫原子最外层有6个电子
A．②⑤ B．①② C．①②④ D．①③⑤
5． 如图是元素周期表中短周期的一部分。已知A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多。下列关于表中六种元素的说法正确的是( )
X A M
Y Z N
A．X的单质在空气中可以燃烧
B．X、Y、Z三种元素中Y元素形成的单核阴离子半径最大
C．其最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是A元素
D．A单质通入NaZ溶液中，根据反应现象可证明A、Z非金属性的相对强弱
6． 下表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法正确的是( )
X Y
W Z
T
A. W、X、Y三种元素氢化物的稳定性依次降低
B．Z、W的最高价氧化物对应的水化物酸性较强的是W
C．五种元素均为非金属元素
D．T元素的单质具有半导体的特征，T与Z元素可形成化合物TZ4
7． 元素周期表是学习和研究化学的重要工具。短周期元素甲～戊在元素周期表中的位置如图所示，下列判断正确的是( )
甲 乙 丙
丁 戊
A.原子半径：甲>丁
B．原子核外电子层数：乙<丁
C．原子核外最外层电子数：丙>丁>戊
D．元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：丁>戊
8． 四种短周期元素在周期表中的位置如图，其中只有M为金属元素。下列说法不正确的是( )
A．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强
B．原子半径：ZC．X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D．Z位于元素周期表中第二周期第ⅥA族
9． X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的五种短周期主族元素，其中只有Z是金属，W的单质是黄色固体， X、Y、W在周期表中的相对位置关系如图。下列说法正确的是( )
A．五种元素中，原子半径最大的是W
B．Y的氢化物的沸点比W的氢化物的沸点低
C．Y与Z 形成的化合物都可以和盐酸反应
D．Z的最高价氧化物的水化物是强碱
10．短周期元素W、X、Y、Z在周期表中的位置如图，其中Y所处的周期数与族序数相等。W最外层电子数是其内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
A．X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B．气态氢化物的稳定性：W>Z
C．W与X形成的化合物中只含有离子键
D．W与Y形成的化合物与NaOH溶液和盐酸都能反应
11．短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大，X 是地壳中含量最多的元素，Y 原子的最外层只有一个电子，Z 位于元素周期表ⅢA族，W 与X属于同一主族。下列说法正确的是( )
A．原子半径：r(W) > r(Z) > r(Y)
B．由X、Y 组成的化合物中均不含共价键
C．Y 的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X 的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
12．主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W、X、Z最外层电子数之和为10；W与Y同族；W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃。下列说法正确的是( )
A．常温常压下X的单质为气态
B．Z的氢化物为离子化合物
C．Y和Z形成的化合物的水溶液呈碱性
D．W与Y具有相同的最高化合价
13．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的简单氢化物可用作制冷剂，Y的原子半径是所有短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三种元素形成的一种盐溶于水后，加入稀盐酸，有黄色沉淀析出，同时有刺激性气体产生。下列说法不正确的是( )
A．X的简单氢化物的热稳定性比W的强
B．Y的简单离子与X的具有相同的电子层结构
C．Y与Z形成的化合物的水溶液可使蓝色石蕊试纸变红
D．Z与X属于同一主族，与Y属于同一周期
14．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如表所示，这四种元素原子的最外电子数之和为21。下列关系正确的是( )
W X
Y Z
A．氢化物沸点：WB．氧化物对应水化物的酸性：Y>W
C．化合物熔点：Y2X3D．简单离子的半径：Y15．四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：WB．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C．气态氢化物的热稳定性：WD．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z
二、填空题（本题包括3个小题，共40分）
16．(14分)如表是元素周期表的一部分，参照元素在表中的位置，请用化学用语回答下列问题：
(1)在上述元素最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是_______________，碱性最强的是_____________，显两性的是_____________。(化学式)
(2)这些元素中，化学性质最不活泼原子的原子结构示意图为__________；气态氢化物中，最稳定的是_________(化学式)，②③④⑤形成的气态氢化物中沸点最高的是_______(化学式)。
(3)④、⑥、⑦、⑨的简单离子半径由大到小的顺序为___________________(用离子符号和“>”表示)。
(4)⑥和⑦的最高价氧化物对应水化物之间发生反应的化学方程式_________________。
(5)为了证明⑥和⑦两种元素的金属性强弱，下列说法或实验能提供证据的是_______。
A．比较两种元素的单质的熔点、沸点高低
B．将两种元素的单质分别与冷水反应，观察反应的剧烈程度
C．比较两种元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱
17．(12分)下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。
(1)把与下面元素有关性质相符的曲线标号填入相应的空格中：
①第ⅡA族元素的价电子数________。②第三周期元素的最高化合价________。
③F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径________。
(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3； N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：
①X为________(名称)，Y为________(元素符号)，Z原子结构示意图为________。
②N的最高价氧化物的水化物的化学式为______________。
③工业上制取单质M的化学方程式为______________________。
18．(14分)下表是元素周期表的一部分。
已知A、B、C、D、E、X、Y是由表中给出元素组成的常见单质或化合物，并存在如图所示的转化关系(部分生成物和反应条件已略去)：
(1)⑧的元素符号是______。
(2)⑤与As两种元素中，非金属性较强的是______(填元素符号)。
(3)用化学符号表示②⑤⑥⑦四种元素的简单离子半径由大到小是______________________。
(4)元素③与②的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式是________。
(5)若A为红棕色气体，则A、X、D的化学式分别为________、________、________。
1．答案：A
解析：元素周期表和元素周期律为元素性质的系统研究提供指导，为新元素的发现提供线索，A项正确；在周期表中金属与非金属的分界处寻找半导体材料，B项错误；在非金属元素中寻找制造农药的主要元素，C项错误；在过渡元素中寻找可作催化剂的合金材料，D项错误。
2．答案：C
解析：同主族元素性质相似，A项错误；紧靠虚线两侧可能是金属元素，也可能是非金属元素，B项错误；在虚线附近的元素具有金属性和非金属性，可寻找半导体材料，C项正确；耐高温合金材料通常属于过渡金属，位于虚线下方，D项错误。
3．答案：B
解析：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，所以锗酸酸性比硅酸弱，为弱酸。碳酸溶于水，硅酸不溶于水，推知锗酸(H4GeO4)应难溶于水，故D错误。
4．答案：A
解析：判断元素的非金属性强弱可根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱(即最高价含氧酸)，而不是根据氧化物的水化物的氧化性强弱，故②错，③对；最外层电子数多的非金属性不一定强，如最外层电子数I>O，但非金属性I5．答案：B
解析：由题意可知，A为第二周期元素，又因A元素原子的最外层电子数比其电子层数的3倍还多，得A的最外层电子数为7，所以A为氟元素。X为氧元素，O2不能燃烧，只能助燃，A项错误；X、Y、Z三种元素分别为O、S、Cl，它们形成的单核阴离子中S2－的半径最大，B项正确；其最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Z(Cl)元素，C项错误；F2与NaCl溶液反应时，F2与H2O反应生成O2，不能与NaCl反应生成Cl2，D项错误。
6．答案：D
解析：设W的最外层电子数为a，故X的最外层电子数为a＋1，Y的最外层电子数为a＋2，Z的为a＋3，故有a＋a＋1＋a＋2＋a＋3＝22，故a＝4。A项，由周期表可知非金属性Y>X>W，故氢化物稳定性Y>X>W，错误；B项，最高价氧化物对应的水化物的酸性Z>W，错误；C项，若X、Y在第二周期，则T为锗，为金属元素，错误；D项，由计算可知Z为第ⅦA族，T为第ⅣA族，故二者可形成TZ4，正确。
7．答案：B
解析：短周期的五种元素分别位于第二、第三周期，具体元素无法确定。根据元素周期律可知原子半径：甲<丁，A项错误；原子核外电子层数：乙<丁，B项正确；原子核外最外层电子数；丙>戊>丁，C项错误；元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：丁<戊，D项错误。
8．答案：C
解析：根据四种短周期元素的位置关系，可推断出Y、Z位于第二周期，M、X位于第三周期；又因只有M是金属元素，由此可判断X、Y、Z、M分别是Si、N、O和Al。硝酸是强酸，硅酸是弱酸，A项正确；原子半径：OSiH4，C项错误；O位于元素周期表第二周期第ⅥA族，D项正确。
9．答案：C
解析：根据题给信息可知：W为硫，Y为氧、X为碳、Z为钠或镁或铝，Q为氯；A．五种元素中，原子半径最大的是Z，A错误；B．Y的氢化物(H2O)的沸点比W的氢化物(H2S)的沸点高，B错误；C．氧与钠、镁、铝形成的化合物分别为氧化钠、氧化镁、氧化铝，三者都可以和盐酸反应，C正确；D．当Z是Mg或Al时，Mg(OH)2或Al (OH)3都不是强碱，D错误。
10．答案：C
解析：短周期元素中，W最外层电子数是其内层电子数的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，W为O元素；W、Z同主族，则Z为S元素；Y所处的周期序数与族序数相等，则Y为第三周期第ⅢA族元素，即Y为Al，由表中元素的位置可知X为Na。A．同周期主族元素自左而右原子半径减小、同主族元素自上而下原子半径增大，原子半径X>Y>Z>W，A项正确；B．非金属性O>S，氢化物稳定性H2O>H2S，B项正确；C．W与X形成的化合物有氧化钠、过氧化钠，过氧化钠中含有离子键、共价键，C项错误；D．W与Y形成的化合物为氧化铝，与NaOH溶液和盐酸都能反应，D项正确；答案选C。
11．答案：D
解析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。根据元素周期律作答。短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大；X是地壳中含量最多的元素，X为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，Y为Na元素；Z位于元素周期表中IIIA族，Z为Al元素；W与X属于同一主族，W为S元素。A项，Na、Al、S都是第三周期元素，根据同周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，原子半径：r(Y)r(Z)r(W)，A项错误；B项，由X、Y组成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O中只有离子键，Na2O2中既含离子键又含共价键，B项错误；C项，金属性：Na(Y)Al(Z)，Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的强，C项错误；D项，非金属性：O(X)S(W)，X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，D项正确；答案选D。
12．答案：B
解析：主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且均不大于20。W与Z形成的化合物可与浓硫酸反应，其生成物可腐蚀玻璃，生成物是HF，因此W是F，Z是Ca，W与Y同族，则Y是Cl。W、X、Z的最外层电子数之和为10，则X的最外层电子数为10－7－2＝1，所以X是Na，据此解答。根据以上分析可知W、X、Y、Z分别是F、Na、Cl、Ca或F、Mg、Cl、K，则A、金属钠或钾常温常压下是固态，A错误；B、CaH2中含有离子键，属于离子化合物，B正确；C、Y与Z形成的化合物是氯化钙，其水溶液显中性，C错误；D、F是最活泼的非金属，没有正价，Cl元素的最高价是+7价，D错误。答案选B。
13．答案：C
解析：氨可作制冷剂，所以W是氮；钠是短周期元素中原子半径最大的，所以Y是钠；硫代硫酸钠与稀盐酸反应生成黄色沉淀硫单质和刺激性气味的气体二氧化硫，所以X、Z分别是氧、硫。A．非金属性X强于W，所以X的简单氢化物的热稳定性强于W的，A正确；B．Y、X的简单离子都具有与氖原子相同的电子层结构，均是10电子微粒，B正确；C．硫化钠水解使溶液呈碱性，该溶液使石蕊试纸变蓝，C错误；D．S、O属于ⅥA族，S、Na属于第三周期，D正确。答案选C。
14．答案：D
解析：由图表可知，W为N元素、X为O元素、Y为Al元素、Z为Cl元素；A.NH3分子间有氢键，其沸点比HCl高，故A错误；B.Al(OH)3显两性，N元素的氧化物对应的水化物HNO3、HNO2均显酸性，故B错误；C.Al2O3是离子晶体，高熔点，而AlCl3是分子晶体，熔点低，故C错误；D.Al3+和O2-离子结构相同，核电荷数大，离子半径小，故D正确；答案为D。
15．答案：B
解析：X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，为钠元素，Z与X形成的化合物为中性，说明为氯化钠，则Z为氯元素，W、X的简单离子具有相同电子层结构，W与Y同族，则Y可能为硫(或磷)元素，W可能为氧(或氮)元素。A、钠离子和氧(或氮)离子电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故钠离子半径小于氧(或氮)离子半径，故错误；B、氧(或氮)和钠形成的化合物为氧化钠或过氧化钠(或氮化钠)，其水溶液都显碱性，故正确；C、W与Y处于同主族，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，气态氢化物的热稳定性逐渐减弱，因此气态氢化物热稳定性：W>Y，故错误；D、Y和Z处于同周期，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，因此最高价氧化物的水化物酸性：Z>Y，故错误。
16．答案：(1)HClO4 NaOH Al(OH)3 (2) HF H2O
(3)Cl > O2 > Na+ > Al3+
(4)NaOH + Al(OH)3 ===NaAlO2 + H2O
(5)BC
解析： (4)④、⑥、⑦、⑨的简单离子半径，氯离子三个电子层，半径最大，O2 、Na+、Al3+三种离子电子层结构相同，核电荷大的半径小，由大到小的顺序为Cl >O2 >Na+>Al3+。(5)⑥和⑦的最高价氧化物对应水化物是 NaOH 、Al(OH)3，两者反应生成 NaAlO2、H2O，两者之间发生反应的化学方程式为NaOH + Al(OH)3===NaAlO2+ H2O。(6)为了证明⑥和⑦两种元素的金属性强弱，A.比较两种元素的单质的熔点、沸点高低，不能确定金属性强弱，故A错误；B.将两种元素的单质分别与冷水反应，观察反应的剧烈程度，反应剧烈的金属性强，故B正确；C.比较两种元素的最高价氧化物对应的水化物的碱性强弱，碱性越强，金属性越强，故C正确；故选BC。
17．答案：(1)①b　②c　③a (2)①氢　O　　②HClO4 ③SiO2＋2CSi＋2CO↑
解析：(1)①第ⅡA族元素的价电子数都是2，b符合。
②第三周期元素的最高化合价从＋1价逐渐增大到＋7价，c符合。
③F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径为F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋，a符合。
(2)已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，则Y为O。M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4∶3，则M为Si。由X、Y、Z、M、N的原子序数关系和N、Z、X的简单离子形式可知，N为Cl，Z为Na，X为H。
18．答案： (1)Ca (2)N (3) Cl ＞N3 ＞O2 ＞Na+
(4)2Al+2OH +2H2O2+3H2↑
(5)NO2 Fe Fe(NO3)2
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