4.2 元素周期律（含解析） 同步练习题 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.2 元素周期律 同步练习题
一、选择题
1．X、Y、Z都是短周期元素，其中X、Y两元素原子的最外层电子数分别是次外层电子数的2倍和3倍，Z元素原子K层和M层电子数之和与L层的电子数相同。下列判断正确的是
A．元素Y可分别与X、Z各形成两种常见二元化合物
B．元素Z在自然界中只有化合态，没有游离态
C．非金属性：
D．Z元素最高价氧化物对应水化物的化学式为
2．一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24。下列有关叙述错误的是
A．该化合物中，W、X、Y之间均为极性共价键
B．Z的单质既能与水反应，也可与甲醇反应
C．Y的最高价氧化物的水化物与Y的氢化物可发生反应
D．X的氟化物XF3中X原子不是8电子稳定结构
3．下列说法正确的是
A．1H2和2H2互为同素异形体 B．H、D、T是同种元素的三种核素
C．C60和C70互为同位素 D．X和X是同种元素的不同原子
4．下列有关物质性质的比较，错误的是
A．金属性：Mg>Al B．稳定性：HF>HCl
C．氧化性：O2>S D．酸性：H2SO4>HClO4
5．某元素原子的M层电子数是K层电子数的3倍，则该元素在元素周期表中的位置为
A．第二周期VIA族 B．第二周期VA族
C．第三周期VIA族 D．第三周期VIIA族
6．下列比较正确的是
A．原子半径： Cl > S B．碱性：Mg(OH)2>Ca(OH)2
C．稳定性：AsH3 > PH3 D．非金属性：O>P
7．下列说法正确的是
A．有单质生成的化学反应一定是氧化还原反应
B．溶于水，在通电条件下电离成Na+和Cl-
C．和由相同种类的元素组成，互为同素异形体
D．随着原子序数递增，碱金属单质的熔点、沸点依次降低
8．下列粒子半径大小的比较正确的是
A．r(Na+)＜r(Mg2+)＜r(Al3+)＜r(O2-) B．r(S2-)＞r(Cl-)＞r(Na+)＞r(Al3+)
C．r(Na)＜r(Mg)＜r(Al)＜r(S) D．r(Cs)＜r(Rb)＜r(K)＜r(Na)
二、非选择题
9．指出下列反应的氧化剂和还原剂
(1)2H2+O2=2H2O：氧化剂 ；还原剂 。
(2)4P+5O2=2P2O5：氧化剂 ；还原剂 。
(3)Fe+H2SO4=FeSO4+H2：氧化剂 ；还原剂 。
(4)WO3+3H2=W+3H2O：氧化剂 ；还原剂 。
(5)已知与属于两性氢氧化物，写出分别溶于溶液、盐酸的化学方程式： 、 。
10．元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表列出了①～⑨九种元素在周期表中的位置。
族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
2 ⑤ ⑥
3 ① ③ ④ ⑦ ⑨
4 ② ⑧
请回答：
(1)这九种元素分别是① (填元素符号，下同)、② 、③ 、④ 、⑤ 、⑥ 其中化学性质最不活泼的是 。
(2)在①、②、③三种元素的氧化物对应的水化物中，碱性最强的是 (填化学式)。
(3)①、②、③三种元素按原子半径由大到小的顺序依次为 (填元素符号)。
(4)⑥元素的氢化物是 (填化学式)，该氢化物在常温下与②发生反应的化学方程式为 ，所得溶液呈 性。
11．W、X、Y、Z是短周期元素，其部分性质如表：
W 单质是淡黄色固体
X 在地壳中的含量居第二位
Y 原子最外层电子数是电子总数的
Z 第三周期简单离子半径最小
(1)X的简单氢化物的结构式 ，Y和W形成的化合物YW2的电子式 。
(2)元素Z在周期表中的位置 。
(3)比较X、Y最高价氧化物对应的水化物的酸性： > (填化学式)。
12．为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)实验过程：
I．打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸；
lI．当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹；
IlI．当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a；
IV．……
请回答问题：
(1)A中产生黄绿色气体，其电子式是 ；实验室在加热条件下制取该气体的离子方程式为 ；
(2)验证氯气的氧化性强于碘单质的实验现象是 ；
(3)过程III实验的目的：某同学经分析认为，B中溶液由黄色变为棕红色，以此说明C中 ，从而得出D中氧化I-的氧化剂必为Br2，因此B装置是必不可少的；
(4)过程IV为：打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，关闭活塞b，取下试管D震荡，静置，观察到的现象是 ，发生反应的离子方程式为 ；
(5)浸有NaOH溶液的棉花的作用是 ；
(6)用原子结构理论解释氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因是：同主族元素从下到上 ，得电子能力逐渐减弱。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】X、Y属于短周期元素，两元素原子的最外层电子数分别是次外层电子数的2倍和3倍，推出X为碳，Y为氧，Z元素原子K层和M层电子数之和与L层的电子数相同，推出Z为硫元素。
解析：A．氧元素与碳元素可形成、，氧元素与硫元素可形成、，故A正确；
B．自然界中的硫元素既有游离态，又有化合态，故B错误；
C．同周期元素从左到右非金属性增强，同主族元素从上到下非金属性减弱，非金属性：，故C错误；
D．硫元素的最高价含氧酸的化学式为，故D错误；
选A。
2．A
【分析】根据结构可得，Z可能为Li或Na，W为H或F或Cl，Y为N或P，W、X、Y、Z的原子序数依次增大，故W为H，Y为N，Z为Na，结合题给信息“W、X、Y、Z的原子序数依次增大、且总和为24”可推知，X为B，综上，W为H，X为B，Y为N，Z为Na，以此分析；
解析：A．Y与Y之间形成的化学键均为非极性共价键，A错误；
B．Na既可以与水反应，也可以和甲醇反应，B正确；
C．N的最高价氧化物对应的水化物为硝酸，氢化物是NH3，C正确；
D．三氟化硼中硼原子最外层有3个电子，与氟原子之间形成3个共价键，即最外层共6个电子，不满足8电子稳定结构，D正确；
故答案为：A。
3．B
解析：A．同种元素构成的不同单质是同素异形体，1H2和2H2都是氢气，是同种物质，A项错误；
B．H、D、T分别是氕、氘、氚，是氢的三种核素，B项正确；
C．含有相同质子数的原子互为同位素，C60和C70是两种不同的分子，是同素异形体，C项错误；
D．X和X的质子数不同，是不同元素，D项错误。
答案为B。
4．D
解析：A．同周期元素，从左到右元素的金属性依次减弱，则镁元素的金属性强于铝元素，故A正确；
B．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则氟化氢的稳定性强于氯化氢，故B正确；
C．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，单质的氧化性依次减弱，则氧气的氧化性强于硫单质，故C正确；
D．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，则硫酸的酸性弱于高氯酸，故D错误；
故选D。
5．C
解析：某元素原子的M层电子数是K层电子数的3倍，其核外电子排布应为K层为2个电子，L层为8个电子，M层为6个电子，应为硫元素，在周期表中位置第三周期VIA族。
故选C。
6．D
解析：A．同一周期从左到右，元素原子半径逐渐减小，则半径：ClB．金属性：Ca>Mg，元素的金属性越强，对应最高价氧化物的水化物的碱性越强，则碱性：Ca(OH)2> Mg(OH)2，B错误；
C．非金属性：P>As，元素的非金属性越强，对应的氢化物稳定性越强，则稳定性：PH3> AsH3，C错误；
D．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；非金属性：O>P，故D正确；
故选D。
7．D
解析：A．有单质生成的化学反应不一定是氧化还原反应，如同素异形体之间的转化有单质生成，不是氧化还原反应，故A错误；
B．溶于水，在水分子作用下电离出Na+和Cl-，不需要通电，故B错误；
C．同素异形体是同种元素组成的不同单质之间的关系，和不是单质，故C错误；
D．碱金属单质随着原子序数递增，半径增大，金属键减弱，熔沸点依次降低，故D正确；
答案D。
8．B
解析：A．电子层数相同，原子序数越大，半径越小，所以r(Al3+)＜r(Mg2+)＜r(Na+)＜r(O2-)，A错误；
B．电子层数相同，原子序数越大，半径越小，所以：r(S2-)＞r(Cl-)，r(Na+)＞r(Al3+)，电子层数不相同，电子层数越多，半径越大，所以微粒半径大小关系为：r(S2-)＞r(Cl-)＞r(Na+)＞r(Al3+)，B正确；
C．同周期随着原子序数的增大半径减小，所以：r(S)＜r(Al)＜r(Mg)＜r(Na)，C错误；
D．同主族随着原子序数的增大半径增大：r(Cs)＞r(Rb)＞r(K)＞r(Na)，D错误；
答案为B。
二、非选择题
9．(1) O2 H2
(2) O2 P
(3) H2SO4 Fe
(4) WO3 H2
(5)
解析：（1）2H2+O2=2H2O中，O元素化合价降低，O2作氧化剂；H元素化合价升高，H2作还原剂。
（2）4P+5O2=2P2O5中，O元素化合价降低，O2作氧化剂；P元素化合价升高，P作还原剂。
（3）Fe+H2SO4=FeSO4+H2中，H元素化合价降低，H2SO4作氧化剂；Fe元素化合价升高，Fe作还原剂。
（4）WO3+3H2=W+3H2O中，W元素化合价降低，WO3作氧化剂；H元素化合价升高，H2作还原剂。
（5）与属于两性氢氧化物，则和溶液反应生成和水，反应的化学方程式为；和盐酸发生酸碱中和反应，反应的化学方程式为。
10．(1) Na K Mg Al C O Ar
(2)KOH
(3)K>Na>Mg
(4) H2O 2K＋2H2O=2KOH＋H2↑ 碱性
【分析】根据元素在周期表中的位置，①是Na元素；②是K元素；③是Mg元素；④是Al元素；⑤是C元素；⑥是O元素；⑦是Cl元素；⑧是Br元素；⑨是Ar元素；
解析：（1）根据以上分析，这九种元素中①是Na元素；②是K元素；③是Mg元素；④是Al元素；⑤是C元素；⑥是O元素；其中Ar原子最外层有8个电子，结构稳定，化学性质最不活泼的是Ar。
（2）同主族元素从上到下金属性增强，同周期元素从左到右金属性减弱，Na、K、Mg三种元素中K的金属性最强，所以氧化物对应的水化物中，碱性最强的是KOH。
（3）同主族元素从上到下半径依次增大，同周期元素从左到右半径依次减小，Na、K、Mg三种元素按原子半径由大到小的顺序依次为K>Na>Mg。
（4）⑥是O元素，其氢化物是H2O，H2O在常温下与K发生反应生成氢氧化钾和氢气，化学方程式为2K＋2H2O=2KOH＋H2↑，所得溶液呈碱性。
11．(1)
(2)第三周期ⅢA族
(3) H2CO3 H2SiO3(或H4SiO4)
【分析】根据题给信息知，W单质是淡黄色固体，则W为S元素；X在地壳中的含量居第二位，则X为Si元素；Y原子最外层电子数是电子总数的2/3，则Y为C元素；Z是第三周期原子半径最小的金属，则Z为Al元素。
解析：（1）X为Si，简单氢化物的结构式，Y和W形成的化合物YW2为CS2，电子式；
（2）元素Z为Al，在周期表中的位置为第三周期ⅢA族；
（3）X、Y最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SiO3，酸性H2CO3>H2SiO3。
12．(1) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)湿润的淀粉KI试纸变蓝
(3)Br-过量，溶液中没有Cl2
(4) CC14层溶液变为紫(或紫红)色 Br2+2I-=I2+2Br-
(5)吸收Cl2，防止污染空气
(6)电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱
【分析】A中滴加浓盐酸后，发生反应:2KMnO4+16HC1(浓)=2KC1+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成黄绿色气体Cl2，在B、C、D中分别发生反应：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO、Br2+2NaOH=NaCl+NaBrO，NaBrO+2KI+H2O=NaVr+I2+2KOH、NaClO+2KI+H2O=NaCl+I2+2KOH，由于B、C中生成了Br2而使溶液变为黄色，打开活塞b，C中生成的Br2，在D中发生反应：Br2+2KI=2KBr+I2，过程II实验，当B中黄色溶液继续通入过量C12时，溶液变为红棕色，以此为对照，说明C中黄色溶液无Cl2，从而排除Cl2对溴置换碘实验的干扰，据此答题。
解析：（1）A中产生黄绿色气体为氯气，氯原子间形成1对共用电子对，电子式为： ；实验室用二氧化锰和浓盐酸在加热条件下制取氯气的离子方程式为：MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O。
（2）因C12的氧化性大于I2的氧化性，可发生反应：C12+2I-=I2+2C1-，I2能使淀粉变蓝，故答案为：湿润的淀粉KI试纸变蓝。
（3）B中溶液由黄色变为棕红色，说明生成了Br2，发生反应的化学方程式为Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，以此说明C中Br-过量，溶液中没有Cl2，从而得出D中氧化I-的氧化剂必为Br2。
（4）打开活塞b，将少量C中溶液滴入D中，发生反应：Br2+2I-=I2+2Br-，关闭活塞b，取下D震荡，静至后CC14层溶液变为紫(或紫红)色。
（5）Cl2有毒，浸有NaOH溶液的棉花的作用是：吸收Cl2，防止污染空气。
（6）因同一主族元素，从上到下，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大，元素的非金属性逐渐减弱，得电子能力逐渐减弱