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

4.2 元素周期律 同步练习题
一、选择题
1．前20号元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且处于四个不同的周期和四个不同的主族。A为Y元素组成的单质；甲、乙、丙、丁、戊为上述四种元素中的两种或三种元素组成的化合物；常温下乙为液体。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z>Y
B．反应①为氧化还原反应
C．反应②为工业上制备漂白粉的反应原理
D．Z位于第三周期ⅡA族
2．物质性质随着中心原子的原子序数(Z)增大而递变，其中物质性质(Y)递变趋势符合图像变化规律的是
A．原子半径：Be、Mg、Ca B．熔、沸点：Cl2、Br2、I2
C．碱性：NaOH、Mg(OH)2、Al(OH)3 D．酸性：HF、HCl、HBr
3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，X是地壳中含量最多的元素，Y是一种碱金属，W与X位于同一主族。下列说法中正确的是
A．W元素位于第二周期ⅥA族 B．X与Y只能形成一种化合物
C．常温下，Z单质能与水发生剧烈反应 D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
4．下列关于氟、氯、溴、碘四种元素的性质比较，正确的是
A．单质密度依次增大，颜色逐渐变浅
B．氢化物的稳定性随核电荷数的增加而增强
C．Cl2可以从KI溶液中置换出I2
D．它们位于第VIIA族，最高正价均为+7价
5．W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，四种元素形成的化合物在农业上常用作肥料，结构如图。下列说法正确的是
A．简单离子半径：Z>Y
B．X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点：X>Y
C．X与其它三种元素均只能形成两种化合物
D．X与Z形成的化合物溶于水，可使紫色石蕊试液变红
6．元素X、Y、Z位于相同短周期，它们的最高及最低化合价如表所示，下列判断错误的是
元素 X Y Z
最高化合价 +7 +6 +5
最低化合价 -1 -2 -3
A．原子半径：X＜Y＜Z
B．离子半径：X-＜Y2-＜Z3-
C．稳定性：HX＜H2Y＜ZH3
D．酸性由强到弱：HXO4>H2YO4>H3ZO4
7．短周期主族元素X、Y、Z的原子序数依次增大，X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y是短周期中金属性最强的元素，Z与X位于同一主族。下列叙述正确的是
A．原子半径：
B．X的简单气态氢化物的热稳定性比Z弱
C．X、Y、Z三种元素只能形成一种化合物
D．Y形成的最高价氧化物的水化物是弱碱
8．X、Y、Z、W为四种短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知X的最外层电子数是其电子层数的2倍，Y是地壳中含量最高的元素，Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍，Z原子最外层只有一个电子。下列说法正确的是
A．气态氢化物的稳定性：XC．原子半径：Z二、非选择题
9．在生产生活中，卤族元素(F、Cl、Br、I)的单质及化合物用途广泛。
(1)氯元素在周期表中的位置为 。
(2)下列说法中正确的是_______
A．XeF2 分子中各原子最外层均满足 8e-结构
B．食用碘盐中添加了 KIO3
C．氟元素的非金属性强于氯元素，故氢氟酸的酸性强于盐酸
D．还原性：Br->I-
(3)已知：ICl(氯化碘)是红棕色液体，易水解。ICl 的水解反应方程式是 。
(4)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能的原因是：①含 Fe3+，②含 Br2，③含 Fe3+和 Br2，只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因，该试剂是 _______(填写字母)。
A．KMnO4 溶液 B．KSCN 溶液 C．淀粉 KI 溶液 D．CCl4
10．下表列出了①-⑨九种元素在元素周期表中的位置：
请按要求回答下列问题：
(1)元素⑤的原子结构示意图是 。
(2)⑤、⑥、⑨三种元素原子半径由大到小的顺序是 (填元素符号)；这三种元素最高价氧化物对应水化物中碱性最强的是 (填化学式)。
(3)③、④元素的简单氢化物的稳定性较弱的是 (填化学式)。
(4)写出一种含②元素的10电子化合物 (填化学式)。
(5)写出元素⑨的单质与水反应的化学方程式 。
(6)写出元素⑦的最高价氧化物跟盐酸反应的离子方程式 。
11．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑩号元素，填写下列空白(涉及表中元素一律用对应化学符号表示)：
主族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0族
2 ① ② ③ ④ ⑤
3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)写出与⑩号元素同族的下一周期元素的的原子结构示意图 。
(2)1946年教授利比因用元素②的一种核素的衰变来判断史前文物的绝对年代而获得1960年诺贝尔化学奖。该核素核内有8个中子，请写出该核素符号： 。
(3)②和④最简单氢化物的稳定性由小到大顺序排列为 。
(4)写出元素⑤和⑥形成的化合物的电子式 。
(5)写出⑩号元素形成的最高价氧化物的水化物的化学式 。
(6)③、④、⑧三种元素按原子半径由小到大的顺序排列为 。
(7)⑥号元素所形成的碱溶液与⑦号元素的单质反应的化学方程式是 。
12．回答下列问题：
(1)利用如图装置可验证同主族元素非金属性的变化规律：仪器A的名称为 ，装置D的作用 。
(2)若要证明非金属性：Cl>I，则A中加浓盐酸，B中加KMnO4，C中加淀粉碘化钾混合溶液，观察到C中溶液 的现象，即可证明。从环境保护的观点考虑，此装置缺少尾气处理装置，可用 溶液吸收尾气。
(3)若要证明非金属性：C>Si，则在A中加盐酸、B中加CaCO3、C中加 溶液，观察到C中溶液 的现象，即可证明。
(4)但有的同学认为盐酸具有挥发性，可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有 溶液的洗气瓶。
【参考答案】
一、选择题
1．C
【分析】前20号元素、、、的原子序数依次增大，且处于四个不同的周期和四个不同的主族，则为、为Ca元素，、分别位于第二、第三周期。常温下乙为液体，应为，则为，只能为、、、中的一种，为元素组成的单质，且可以和丙反应生成三种物质，则为，为，甲为，丙为，丁、戊为、中的一种。
解析：A．和的核外电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：，故A错误；
B．反应①为与的反应生成氢氧化钙，不存在化合价变化，不属于氧化还原反应，故B错误；
C．反应②为与的反应，该反应是工业上制备漂白粉的反应原理，故C正确；
D．为Ca元素，位于第四周期ⅡA族，故D错误；
选C。
2．C
解析：A．同主族元素从上到下原子半径增大，则原子半径：BeB．对于分子晶体，相对分子质量越大的克服范德华力所需能量越多，则熔沸点越高，则熔、沸点：Cl2C．同周期元素从左到右金属性减弱，金属性：Na>Mg>Al，则碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3，与图相符，C正确；
D．HF是弱酸，HCl是强酸，与图不符，D错误；
故选：C。
3．D
【分析】X是地壳中含量最多的元素，则X为O，Y是一种碱金属，且X、Y、Z、W的原子序数依次增大，则Y是Na，W与X位于同一主族，则W为S，X、Y、Z、W的最外层电子数之和为15，则Z为Mg。
解析：A．W元素是S，位于第三周期ⅥA族，A项错误；
B．X与Y能形成的化合物有Na2O和Na2O2两种，B项错误；
C．Z是Mg，镁与冷水缓慢反应，与热水快速反应，产物为氢氧化镁和氢气，C项错误；
D．非金属性越强，对应的简单气态氢化物越稳定，非金属性：O>S，则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。
4．C
解析：A．单质密度依次增大，颜色逐渐变深，A错误；
B．氢化物的稳定性与其元素的非金属性有关，非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，则氢化物的稳定性随核电荷数的增加而减弱，B错误；
C．非金属性越强，其单质的氧化性越强，所以氧化性：Cl2＞I2，即Cl2可以从KI溶液中置换出I2，C正确；
D．它们位于第VIIA族，F无正价，所以除F以外，其元素最高正价均为+7价，D错误；
故选C。
5．B
【分析】W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，结合元素形成的化合物中化学键数目可知：W为H元素；X、Y、Z分别位于第二、第三、第四周期，Z化合价为+1价，则Z为K元素；X可形成2个共价键，则X为O元素，Y为第三周期元素，可形成5个共价键，则Y为P元素，化合物M为KH2PO4，据此分析解答。
解析：根据上述分析可知：W、X、Y、Z分别为H、O、P、K元素
A．钾离子与磷离子电子层相同，核电荷数小的其简单离子半径大，所以离子半径：P3-＞K+，A错误；
B．X、Y分别与W形成的简单化合物分别为H2O、PH3，它们都属于分子晶体，分子之间存在分子间作用力，水分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引作用，导致物质的熔沸点升高，故物质的沸点：H2O＞PH3，B正确；
C．钾元素较活泼，与氧元素可形成氧化钾、过氧化钾或超氧化钾等超过两种氧化物，C错误；
D．钾元素与氧元素形成的化合物可以为氧化钾，也可以是过氧化钾，氧化钾溶于水显碱性，使紫色石蕊溶液变蓝，过氧化钾溶于水形成的氢氧化钾也显碱性，但本身具有漂白性，所以可使紫色石蕊溶液先变蓝后褪色，两者均不会使石蕊溶液变红，D错误；
故选B。
6．C
【分析】元素X、Y、Z位于相同短周期，X有-1、+7价，X为Cl，X、Y、Z位于相同短周期，Y的最高价为+6价，Y为S；Z的最高价为+5价，Z为P。
解析：A．同周期从左向右原子半径逐渐减小，因此原子半径：P>S>Cl，即Z>Y>X，故A正确；
B． X-、Y2-、Z3-的电子层数相同，原子序数越大，离子半径越小，则离子半径X-＜Y2-＜Z3-，故B正确；
C．非金属性越强，对应简单氢化物越稳定，非金属性：Cl>S>P，则稳定性：HX>H2Y>ZH3，故C错误；
D．非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl>S>P，则酸性由强到弱：HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，故D正确；
答案选C。
7．A
【分析】X原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则元素X为O；Y是短周期中金属性最强的元素，则元素Y为Na；Z与X位于同一主族，则元素Z为S；
解析：A．根据同周期从左到右主族元素的原子半径逐渐减小，同主族从上到下元素的原子半径逐渐增大，则原子半径，A正确；
B．O、S处于同主族，同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱，简单气态氢化物的稳定性逐渐减弱，则X(O)的简单气态氢化物的热稳定性比Z(S)强，B错误；
C．O、S、Na形成Na2SO4、Na2SO3，C错误；
D．Y(Na)形成的最高价氧化物的水化物是NaOH，NaOH是强碱，D错误；
故选A。
8．A
【分析】Y是地壳中含量最高的元素，应为O元素，X的最外层电子数是其电子层数的2倍，且原子序数比Y小，应为C元素，Y原子的最外层电子数是W原子最外层电子数的2倍，则W的最外层电子数为3，应为Al；Z原子最外层只有一个电子，且原子序数比W小，比Y大，应为Na元素；
解析：A．非金属性O＞C，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定， A正确；
B．金属性Na＞Al，元素的金属性越强，对应的最高价氧化物对于水化物的碱性越强， B错误；
C．一般来说原子核外电子层数越多，原子半径越大，原子半径Na＞C，C错误；
D．Y与Z形成的化合物有Na2O和Na2O2，都为离子化合物，D错误；
答案选A。
二、非选择题
9．(1)第三周期第ⅦA 族
(2)B
(3)ICl+H2O=HCl+HIO
(4)D
解析：（1）氯原子序数为17，氯元素在周期表中的位置为第三周期第ⅦA 族。
（2）A． Xe原子最外层为8电子，XeF2的结构式为F-Xe-F ，则XeF2 分子中只有原子最外层均满足 8e-结构、Xe原子最外层为10电子，A错误；
B． 食用碘盐中添加的是 KIO3，B正确；
C．氢氟酸是弱酸、盐酸是强酸，氢氟酸的酸性弱于盐酸，C错误；
D．非金属性越强，对应阴离子的还原性越弱，则还原性：Br->I-，D错误；
选B。
（3）已知ICl易水解，I呈+1价、Cl呈-1价，则水解时ICl与H2O反应生成HCl与HIO。ICl 的水解反应方程式是ICl+H2O=HCl+HIO。
（4）A．Fe3+和 Br2均不与KMnO4 溶液反应，A不符合；
B． KSCN 溶液与铁离子反应生成血红色，观察溶液是否变红能确定是否含铁离子、但不能确定是否有溴单质，B不符合；
C．Fe3+和 Br2均能和KI反应生成碘单质，均能使淀粉 KI 溶液变蓝，C不符合；
D． CCl4能萃取溴单质、溴的四氯化碳溶液呈橙红色，上层为水层，铁离子的水溶液呈黄色，D符合；
选D。
10．(1)
(2) KOH
(3)NH3
(4)CH4
(5)
(6)
解析：根据元素在周期表中的位置，可知①是H元素；②是C元素；③是N元素；④是O元素；⑤是Na元素；⑥是Mg元素；⑦是Al元素；⑧是Cl元素；⑨是K元素。
（1）⑤是Na元素，Na原子核外有11个电子，原子结构示意图是；
（2）同周期元素从左到右，原子半径逐斩减小，同主族元素从上到下，原子半径逐斩增大，所以⑤、⑥、⑨三种元素原子半径由大到小的顺序是 。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的硐性就越强，同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，所以金属性最强的是K，其最高价氧化物对应水化物的化学式为。
（3）元素的非金属性越弱，简单氢化物的稳定性越弱，的非金属性比弱，所以的稳定性比弱。
（4）②是C元素，C原子核外有6个电子，CH4分子中有10电子，10电子化合物是CH4；
（5）与水反应和与水反应相似，生成和，化学方程式为:。
（6）⑦是Al元素，最高价氧化物Al2O3跟盐酸反应生成氯化铝和水，反应的离子方程式是；
11．(1)
(2)
(3)CH4(4)
(5)HClO4
(6)O(7)2H2O+2NaOH+2Al=2NaAlO2+3H2↑
【分析】由题中表格可知①～⑩元素分别为Li、C、N、O、F、Na、Al、P、S、Cl。
解析：（1）⑩号元素是，同族的下一周期元素是Br，其原子结构示意图为；
（2）元素②是6号元素，则质子数为6，核内有8个中子，故其质量数=质子数+中子数=6+8=14，该核素符号为；
（3）②和④分别是C和O，最简单氢化物分别为CH4和H2O，非金属性越强，对应氢化物越稳定，故稳定性：CH4（4）元素⑤和⑥分别为F、Na，两者形成的化合物为NaF，NaF是离子化合物，其电子式为；
（5）⑩号元素是，其形成的最高价氧化物的水化物的化学式为HClO4；
（6）③、④、⑧分别为N、O、P，根据同一周期的元素，从左到右原子序数逐渐增大，同一主族的元素，从上到下原子核外电子层数逐渐增大可知，原子半径：O（7）⑥号元素是Na，Na所形成的碱溶液为NaOH，⑦号元素是Al，其单质为Al，NaOH与Al反应的化学方程式为2H2O+2NaOH+2Al=2NaAlO2+3H2↑。
12．(1)分液漏斗 防止倒吸
(2) 变蓝 NaOH
(3) Na2SiO3 有白色沉淀生成
(4)饱和NaHCO3
解析： (2)浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气能氧化碘离子生成碘，氯气有毒，不能直接排空，可以用碱液吸收氯气；
(3)元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸；盐酸具有挥发性导致生成的二氧化碳中含有HCl，HCl能和硅酸钠反应生成硅酸，要除去HCl，可以用饱和的碳酸氢钠溶液。
（1）仪器A为分液漏斗，装置D有缓冲作用，能防止倒吸；
（2）浓盐酸和高锰酸钾反应生成氯气，氯气具有强氧化性、碘离子具有还原性，则氯气能氧化碘离子生成碘，离子方程式为Cl2+2I-=2Cl-+I2，碘单质遇淀粉变蓝；氯气有毒，不能直接排空，但是氯气能和NaOH反应生成无毒的钠盐，所以可以用NaOH溶液吸收多余的氯气；
（3）元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，要证明非金属性C＞Si，稀盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，二氧化碳和硅酸钠溶液反应生成难溶性的硅酸，由此知碳酸酸性大于硅酸，所以非金属性C＞Si，所以C中应该盛放Na2SiO3溶液；现象为C中生成硅酸白色沉淀；
（4）盐酸具有挥发性导致生成的二氧化碳中含有HCl，HCl能和硅酸钠反应生成硅酸，所以在将气体通入硅酸钠溶液之前除去HCl，可以用饱和的NaHCO3溶液，则可进入C中干扰实验，应在两装置间添加装有NaHCO3溶液的洗气瓶。