课时素养评价 二十三
元素性质的周期性变化规律
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2019·莆田高一检测)下列关于元素周期律的叙述正确的是 ( )
A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现
D.元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
【补偿训练】
下列说法正确的是 ( )
A.原子序数越大,原子半径一定越大
B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高
2.(2019·沧州高一检测)已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是 ( )
A.铍的原子半径大于硼的原子半径
B.相同条件下,单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈
C.氢氧化铍碱性比氢氧化钙的强
D.单质铍跟冷水反应产生氢气
3.(2019·临沂高一检测)门捷列夫对化学这一学科发展的最大贡献在于发现了化学元素周期律。下列事实不能用元素周期律解释的只有 ( )
A.碱性:KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
B.稳定性:H2O>H2S>H2Se
C.挥发性:HNO3>H3PO4>H2SO4
D.原子半径:P>S>Cl
4.随原子序数递增,x、y、z、d、e、f、g、h八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族
B.离子半径:g2->h->d2->e+>f3+
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:y>z
D.气态氢化物的热稳定性:g>h
【补偿训练】
已知下列元素的原子半径:
原子
N
S
O
Si
半径r/
×10-10 m
0.75
1.02
0.74
1.17
根据以上数据判断,磷原子的半径可能是( )
A.1.10×10-10 m B.0.80×10-10 m
C.0.70×10-10 m D.1.20×10-10 m
5.(2019·济南高一检测)短周期主族元素X、Y、A、B、C在元素周期表的位置如图所示,A是非金属性最强的元素,则下列说法不正确的是 ( )
X
A
Y
C
B
A.原子半径由小到大的顺序为AB.A、B的氢化物的稳定性强弱顺序为HAC.X、Y最高价氧化物对应的水化物的酸性由弱到强的顺序为H2YO3D.B、C简单离子的还原性由弱到强的顺序为B-6.(2019·北京东城区高一检测)下表中的事实与推论不符的是 ( )
选项
事实
推论
A
与冷水反应,
Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性
强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
H2SO3的酸
性比H2CO3强
非金属性:S>C
D
HCl热稳定性
比H2S强
非金属性:Cl>S
7.(改编题)六六六是一种有机氯杀虫剂。代森锌、代森锰、福美铁、福美锌等都属于有机硫农药。硫和氯为农药的发展做出巨大贡献,但二者的非金属性有较大差异。
为说明氯比硫的非金属性强,下列事实可作依据的是 ( )
A.HCl的溶解性强于H2S
B.氯的最高价为+7价
C.H2S中的S2-能被Cl2氧化
D.HClO的氧化性强于H2SO4
8.(2019·沈阳高一检测)如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系。下列说法正确的是 ( )
A.X和R在同一周期
B.原子半径:W>R>X
C.气态氢化物的稳定性:YD.还原性:Y-9.(2019·郑州高一检测)X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.W的原子序数不可能是Y的原子序数的2倍
B.Z元素的原子半径一定比Y元素的大
C.X的气态氢化物的稳定性一定比Y的强
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物一定是强碱
【补偿训练】
X、Y、R、M均为短周期元素,X、Y同周期,X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物化学式分别为H2XO4和HYO4。R、M同主族,R与冷水即可反应,M与热水反应缓慢。下列关系正确的是 ( )
A.原子半径X>Y
B.氢化物稳定性H2X>HY
C.原子核内质子数RD.溶液碱性R(OH)x10.(2019·衡水高一检测)原子序数为114的元素位于第七周期第ⅣA族,称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质的说法正确的是 ( )
A.类铅元素原子的最外层电子数为6
B.其常见价态为+2、+3、+4
C.它的金属性比铅强
D.它的原子半径比铅小
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(15分)(2019·青岛高一检测)根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律,回答下列问题。
(1)属于金属元素的有________种,金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为____________(填两种化合物的化学式)。?
(2)正化合价最高的元素是________,其最高正化合价为________。?
(3)既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的单质是________,其最高价氧化物对应的水化物具有________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。?
(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)______________。?
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性________大于________(填化学式)。?
12.(15分)哲学有云:万事万物的诞生发展运动变化都是有规律的,是严格按照事物运动发展变化的内部法则进行的,宇宙是一个整体,没有超越这个整体而独立存在的事物,这叫“诸行有常”。“诸行有常”的“诸”含义是“所有事物”,“行”指所有事物的运动变化,“常”指“常态”“规律”“法则”“轨迹”。元素性质存在周期性变化。
(1)短周期元素中最高价氧化物的水化物酸性最强的是哪一种?
(2)Cl和C中哪种元素非金属性强?下列实验能否证明?
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题9分,共18分)
13.(2019·长沙高一检测)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大,其氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价如表所示。下列说法中正确的是( )
元素
甲
乙
丙
丁
化合价
-2
-3
-4
-2
A.含氧酸的酸性:乙<丁
B.元素非金属性:甲<乙
C.氢化物的稳定性:甲>丁
D.丙所形成的单质可能互为同位素
14.(2019·北京高考)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
BIn的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
15.我国的纳米技术基础研究能力已跻身世界前列,例如曾作为我国十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料,化学式为RN。RN与NH3中氮元素的价态相同,则:
(1)RN中氮元素显________价,该化合物中的Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的 ( )?
A.第三周期ⅤA族
B.第四周期ⅢA族
C.第五周期ⅢA族
D.第四周期ⅤA族
(2)请画出R原子的结构示意图。
【补偿训练】
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______________________。?
③M的最高价氧化物的化学式为________________________。?
课时素养评价 二十三
元素性质的周期性变化规律
(40分钟 70分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题4分,共40分)
1.(2019·莆田高一检测)下列关于元素周期律的叙述正确的是 ( )
A.随着元素原子序数的递增,原子最外层电子数总是从1到8重复出现
B.元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化
C.随着元素原子序数的递增,元素的最高化合价从+1到+7,最低化合价从-7到-1重复出现
D.元素性质的周期性变化是指原子核外电子排布的周期性变化、原子半径的周期性变化及元素主要化合价的周期性变化
【解析】选B。A项中,只有一层电子时最外层电子数是从1到2;C项中,O、F没有正价,最低负价也不是从-7开始出现;D项中,不包括核外电子排布的周期性变化。
【补偿训练】
下列说法正确的是 ( )
A.原子序数越大,原子半径一定越大
B.电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大
C.元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复
D.按C、N、O、F的顺序,元素的最高正化合价依次升高
【解析】选C。原子半径随原子序数的递增呈周期性变化,故A项错误。氯原子比锂原子多一个电子层,但原子半径r(Li)>r(Cl),故B项错误。元素性质的周期性变化不是简单的重复变化,变化的程度不同,变化的起点和终点也不同,故C项正确。氟是最活泼的非金属元素,它只有负价,没有正价;氧的非金属性也很强,中学阶段一般只讲负价,故D项错误。
2.(2019·沧州高一检测)已知铍(Be)的原子序数为4。下列对铍及其化合物的叙述中正确的是 ( )
A.铍的原子半径大于硼的原子半径
B.相同条件下,单质铍与酸反应比单质锂与酸反应剧烈
C.氢氧化铍碱性比氢氧化钙的强
D.单质铍跟冷水反应产生氢气
【解析】选A。A项,Be、B同周期,根据“序大径小”可知原子半径:Be>B;B项,金属性:Li>Be,故单质锂与酸反应比单质铍与酸反应剧烈;C项,金属性:Ca>Be,故碱性:Ca(OH)2>Be(OH)2;D项,活泼性:Mg>Be,Mg与冷水反应缓慢,故Be与冷水不反应。
3.(2019·临沂高一检测)门捷列夫对化学这一学科发展的最大贡献在于发现了化学元素周期律。下列事实不能用元素周期律解释的只有 ( )
A.碱性:KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
B.稳定性:H2O>H2S>H2Se
C.挥发性:HNO3>H3PO4>H2SO4
D.原子半径:P>S>Cl
【解析】选C。元素的金属性越强,其原子失电子能力越强,其最高价氧化物对应的水化物碱性越强,金属性K>Ca>Mg,则碱性:KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2,A可以;元素的非金属性越强,其对应的气态氢化物越稳定,同主族元素非金属性O>S>Se,则稳定性:H2O>H2S>H2Se,B可以;挥发性与物质的结构无关,C不可以;同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,D可以。
4.随原子序数递增,x、y、z、d、e、f、g、h八种短周期元素原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.x元素在周期表中的位置是第二周期第ⅠA族
B.离子半径:g2->h->d2->e+>f3+
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:y>z
D.气态氢化物的热稳定性:g>h
【解析】选B。由图中原子半径的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第2周期,e、f、g、h位于第3周期,再根据元素的化合价可推出x为H,y、z、d分别为C、N、O,e、f、g、h分别为Na、Al、S、Cl。X(H)元素位于第一周期第ⅠA族,A错误;g2-、h-电子层结构相同且有3个电子层,d2-、e+、f3+电子层结构相同且有2个电子层,结合原子序数可判断,B正确;C的非金属性比N的非金属性弱,最高价氧化物对应水化物的酸性:y【补偿训练】
已知下列元素的原子半径:
原子
N
S
O
Si
半径r/
×10-10 m
0.75
1.02
0.74
1.17
根据以上数据判断,磷原子的半径可能是( )
A.1.10×10-10 m B.0.80×10-10 m
C.0.70×10-10 m D.1.20×10-10 m
【解析】选A。磷原子半径在硅、硫原子半径之间。
5.(2019·济南高一检测)短周期主族元素X、Y、A、B、C在元素周期表的位置如图所示,A是非金属性最强的元素,则下列说法不正确的是 ( )
X
A
Y
C
B
A.原子半径由小到大的顺序为AB.A、B的氢化物的稳定性强弱顺序为HAC.X、Y最高价氧化物对应的水化物的酸性由弱到强的顺序为H2YO3D.B、C简单离子的还原性由弱到强的顺序为B-【解析】选B。A是非金属性最强的元素即为氟元素,故X、Y、B、C分别为C、Si、Cl、S。B、C、Y在同一周期,随原子序数的递增,原子半径逐渐减小,故BHCl,B项错误;X、Y位于同一主族,随原子序数的增大,非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物的酸性逐渐减弱,故酸性由弱到强的顺序为H2YO36.(2019·北京东城区高一检测)下表中的事实与推论不符的是 ( )
选项
事实
推论
A
与冷水反应,
Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性
强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
H2SO3的酸
性比H2CO3强
非金属性:S>C
D
HCl热稳定性
比H2S强
非金属性:Cl>S
【解析】选C。用与水反应的剧烈程度判断元素金属性的强弱,与冷水反应,Na比Mg剧烈,说明Na的金属性比Mg强,A项正确;用对应碱的碱性判断元素金属性的强弱,Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2,金属性:Ca>Mg,B项正确;亚硫酸不是最高价含氧酸,亚硫酸的酸性比碳酸的酸性强,不能说明S与C的非金属性的强弱,C项错误;用气态氢化物的热稳定性判断非金属性的强弱,热稳定性HCl>H2S,说明非金属性Cl>S,D项正确。
7.(改编题)六六六是一种有机氯杀虫剂。代森锌、代森锰、福美铁、福美锌等都属于有机硫农药。硫和氯为农药的发展做出巨大贡献,但二者的非金属性有较大差异。
为说明氯比硫的非金属性强,下列事实可作依据的是 ( )
A.HCl的溶解性强于H2S
B.氯的最高价为+7价
C.H2S中的S2-能被Cl2氧化
D.HClO的氧化性强于H2SO4
【解析】选C。溶解性的强弱与分子的极性有关,属于物理性质,不能用于比较非金属性强弱,故A错误;化合价的高低与原子最外层电子数有关,不能用于比较非金属性的强弱,故B错误;元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,H2S中的S2-能被Cl2氧化,氯气与H2S能发生置换反应,说明氯气的氧化性大于S,元素的非金属性Cl大于S,故C正确;比较非金属性的强弱不能根据含氧酸的氧化性强弱,如F不存在含氧酸,但F的非金属性最强,故D错误。
8.(2019·沈阳高一检测)如图是部分短周期元素原子(用字母表示)最外层电子数与原子序数的关系。下列说法正确的是 ( )
A.X和R在同一周期
B.原子半径:W>R>X
C.气态氢化物的稳定性:YD.还原性:Y-【解析】选D。由图可知X为O,Y为F,Z为Na,R为S,W为Cl。O和S不在同一周期,A项错误;同一周期元素从左到右原子半径依次减小,一般情况下电子层数多的元素原子半径大,S>Cl>O,B项错误;非金属性越强,对应气态氢化物越稳定,HF>H2O,C项错误;F的非金属性比S强,还原性:F-9.(2019·郑州高一检测)X、Y、Z、W四种短周期主族元素在周期表中的相对位置如图所示,下列说法正确的是 ( )
X
Y
Z
W
A.W的原子序数不可能是Y的原子序数的2倍
B.Z元素的原子半径一定比Y元素的大
C.X的气态氢化物的稳定性一定比Y的强
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物一定是强碱
【解析】选B。若Y、W分别为O、S,W的原子序数是Y的2倍,A错;X的非金属性一定小于Y,则X的气态氢化物的稳定性比Y的弱,C错;无法确定Z元素的位置,所以不能确定其最高价氧化物对应的水化物的酸碱性及其强弱,D错。
【补偿训练】
X、Y、R、M均为短周期元素,X、Y同周期,X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物化学式分别为H2XO4和HYO4。R、M同主族,R与冷水即可反应,M与热水反应缓慢。下列关系正确的是 ( )
A.原子半径X>Y
B.氢化物稳定性H2X>HY
C.原子核内质子数RD.溶液碱性R(OH)x【解析】选A。X、Y同周期,两种元素最高化合价为H2O4和HO4,所以X在Y元素的左边,原子半径:X>Y,非金属性:Y>X,氢化物稳定性:HY>H2X,B错误,A正确;R与冷水即可反应,M与热水反应缓慢,说明R、M的金属性:M10.(2019·衡水高一检测)原子序数为114的元素位于第七周期第ⅣA族,称为类铅元素。下面关于它的原子结构和性质的说法正确的是 ( )
A.类铅元素原子的最外层电子数为6
B.其常见价态为+2、+3、+4
C.它的金属性比铅强
D.它的原子半径比铅小
【解析】选C。114号元素位于第ⅣA族,最外层电子数应该是4,A项错;C、Si、Pb的常见正价有+2、+4价,没有+3价,B项错;同主族元素的金属性由上至下逐渐增强,C项正确;该元素的电子层数比Pb多,原子半径比Pb大,D项错。
二、非选择题(本题包括2小题,共30分)
11.(15分)(2019·青岛高一检测)根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律,回答下列问题。
(1)属于金属元素的有________种,金属性最强的元素与氧化合生成的化合物为____________(填两种化合物的化学式)。?
(2)正化合价最高的元素是________,其最高正化合价为________。?
(3)既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应的单质是________,其最高价氧化物对应的水化物具有________(填“酸性”“碱性”或“两性”)。?
(4)第三周期中,原子半径最大的是(稀有气体元素除外)______________。?
(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性________大于________(填化学式)。?
【解析】前20号元素中:(1)属于金属元素的共有7种,其中金属性最强的元素是钾,钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2等;(2)正化合价最高的元素是Cl,其最高正化合价为+7价;(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝,其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,具有两性;(4)同一周期,原子半径逐渐减小,故第三周期中,原子半径最大的是Na;(5)非金属性:N>P>Si,故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。
答案:(1)7 K2O、K2O2(KO2也可以)
(2)氯(或Cl) +7价 (3)Al 两性 (4)Na
(5)NH3 SiH4
12.(15分)哲学有云:万事万物的诞生发展运动变化都是有规律的,是严格按照事物运动发展变化的内部法则进行的,宇宙是一个整体,没有超越这个整体而独立存在的事物,这叫“诸行有常”。“诸行有常”的“诸”含义是“所有事物”,“行”指所有事物的运动变化,“常”指“常态”“规律”“法则”“轨迹”。元素性质存在周期性变化。
(1)短周期元素中最高价氧化物的水化物酸性最强的是哪一种?
提示:HClO4。
(2)Cl和C中哪种元素非金属性强?下列实验能否证明?
提示:Cl的非金属性强。本实验证明盐酸酸性强于碳酸,但不能证明Cl的非金属性强于C。
(20分钟 30分)
一、选择题(本题包括2小题,每小题9分,共18分)
13.(2019·长沙高一检测)短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半径依次增大,其氢化物中甲、乙、丙、丁的化合价如表所示。下列说法中正确的是( )
元素
甲
乙
丙
丁
化合价
-2
-3
-4
-2
A.含氧酸的酸性:乙<丁
B.元素非金属性:甲<乙
C.氢化物的稳定性:甲>丁
D.丙所形成的单质可能互为同位素
【解析】选C。根据元素周期律中的原子半径规律和化合价规律判断甲是氧元素,乙是氮元素,丙是碳元素,丁是硫元素,N的含氧酸有HNO2、HNO3,S的含氧酸有H2SO3、H2SO4,酸性强弱无法判断,A项错误;O的非金属性大于N的非金属性,B项错误;O的非金属性大于S,氢化物的稳定性:H2O>H2S,C项正确;C的单质可能为同素异形体,同位素是同种元素不同原子的互称,D项错误。
14.(2019·北京高考)2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。铟与铷(37Rb)同周期。下列说法不正确的是 ( )
A.In是第五周期第ⅢA族元素
BIn的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径:In>Al
D.碱性:In(OH)3>RbOH
【解析】选D。In为49号元素,根据元素周期表中元素的排布规律,In是第五周期第ⅢA族元素,故A正确In的中子数为115-49=66,电子数为49,中子数与电子数的差值为66-49=17,故B正确;In是第五周期第ⅢA族元素,Al为第三周期第ⅢA族元素,依据元素周期律,原子半径:In>Al,故C正确;In是第五周期第ⅢA族元素,Rb为第五周期第ⅠA族元素,金属性In二、非选择题(本题包括1小题,共12分)
15.我国的纳米技术基础研究能力已跻身世界前列,例如曾作为我国十大科技成果之一的就是一种合成纳米材料,化学式为RN。RN与NH3中氮元素的价态相同,则:
(1)RN中氮元素显________价,该化合物中的Rn+核外有28个电子。则R元素位于元素周期表的 ( )?
A.第三周期ⅤA族
B.第四周期ⅢA族
C.第五周期ⅢA族
D.第四周期ⅤA族
(2)请画出R原子的结构示意图。
【解析】NH3中N显-3价,R元素在化合物RN中的化合价决定于氮元素,因Rn+中R元素显正价,氮元素在RN中显-3价,故R元素离子应为R3+,则R原子含31个电子,其质子数为31,为第四周期ⅢA族,核外电子排布为。
答案:(1)-3 B (2)
【补偿训练】
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______________________。?
③M的最高价氧化物的化学式为________________________。?
【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。
答案:(1)①b ②c ③a
(2)①氢 O ②HClO4 ③SiO2
课堂检测·素养达标
1.根据元素在周期表中的位置判断,下列正确的是 ( )
A.金属性:Na>K B.非金属性:S>Cl
C.酸性:H3PO4>HNO3 D.碱性:KOH>Mg(OH)2
2.X、Y、Z三种元素的电子层数相同,它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物,则三种元素的原子序数的大小顺序是 ( )
A.X>Y>Z B.Y>Z>X C.X>Z>Y D.Z>X>Y
3.(2019·福州一中月考)X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是 ( )
A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强
B.X的非金属性比Y的强
C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D.X的气态氢化物比Y的稳定
【补偿训练】
如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法中正确的是
( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.气态氢化物的稳定性:RC.W的最高价氧化物对应水化物是酸性最强的含氧酸
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
4.短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如表所示,这四种元素的原子最外层电子数之和为19。则下列说法正确的是 ( )
X
Y
W
Z
A.氢化物的沸点:YB.离子半径大小:YC.非金属性:X>Y
D.形成化合物时元素的化合价:W>Y
【补偿训练】
电子层数相同的X、Y、Z三种元素,原子序数都小于18,已知最高价氧化物对应水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是 ( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3
C.非金属性:X>Y>Z
D.阴离子的还原性:Z3->Y2->X-
5.(新思维·新考向)我们生活在化学世界中,某些元素在人体的细胞、组织和体液中大量富集,如大脑中含有丰富的Na、Mg、K,骨筋和骨组织中含有丰富的Li、Mg、K等。
(1)Li、Na、Mg、K原子半径大小关系是什么?
(2)Li、Na、Mg、K元素的金属性强弱顺序是什么?
课堂检测·素养达标
1.根据元素在周期表中的位置判断,下列正确的是 ( )
A.金属性:Na>K B.非金属性:S>Cl
C.酸性:H3PO4>HNO3 D.碱性:KOH>Mg(OH)2
【解析】选D。同主族自上而下金属性逐渐增强,A错误;同周期从左到右非金属性逐渐增强,同主族自下而上,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,B、C错误;由同主族元素的最高价氧化物的水化物碱性递变规律可得:KOH>NaOH,由同周期元素的最高价氧化物的水化物碱性递变规律可得NaOH>Mg(OH)2,则碱性:KOH>Mg(OH)2,D正确。
2.X、Y、Z三种元素的电子层数相同,它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物和两性氧化物,则三种元素的原子序数的大小顺序是 ( )
A.X>Y>Z B.Y>Z>X C.X>Z>Y D.Z>X>Y
【解析】选C。大多数金属氧化物属于碱性氧化物,大多数非金属氧化物属于酸性氧化物,电子层数相同的元素从左到右按照先金属、后非金属的顺序排列。即最高价氧化物从左向右依次是碱性氧化物、两性氧化物、酸性氧化物,所以X的原子序数最大,Y的原子序数最小。
3.(2019·福州一中月考)X、Y两元素是同周期的非金属主族元素,如果X原子半径比Y的大,下面说法正确的是 ( )
A.最高价氧化物对应水化物的酸性,X的比Y的强
B.X的非金属性比Y的强
C.X的阴离子比Y的阴离子还原性强
D.X的气态氢化物比Y的稳定
【解析】选C。X、Y同周期且X原子半径比Y的大,说明X在Y的左边,原子序数X比Y小,X的非金属性比Y的弱,因此最高价氧化物对应水化物的酸性X比Y的弱,X的阴离子比Y的阴离子还原性强,X的气态氢化物不如Y的稳定。
【补偿训练】
如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法中正确的是
( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.气态氢化物的稳定性:RC.W的最高价氧化物对应水化物是酸性最强的含氧酸
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物能相互反应
【解析】选D。由图可知X为氧元素,Y为钠元素,Z为铝元素,W为硫元素,R为氯元素。A项中应该是Y>Z>X,A项错误;非金属性越强,对应气态氢化物就越稳定,所以HCl比H2S稳定,B项错误;C项中硫酸的酸性小于高氯酸,C项错误;Y和Z的最高价氧化物对应的水化物分别是NaOH和Al(OH)3,因Al(OH)3为两性氢氧化物,既能与酸反应又能与强碱反应,D项正确。
4.短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如表所示,这四种元素的原子最外层电子数之和为19。则下列说法正确的是 ( )
X
Y
W
Z
A.氢化物的沸点:YB.离子半径大小:YC.非金属性:X>Y
D.形成化合物时元素的化合价:W>Y
【解析】选D。W、X、Y、Z均为短周期主族元素,由位置关系可知,X、Y处于第2周期,W、Z处于第3周期,设W原子最外层电子数为a,则X、Y、Z最外层电子数依次为a+2、a+4、a+5,四种元素的原子最外层电子数之和为19,则a+a+2+a+
4+a+5=19,解得a=2,则W为镁元素,故X为碳元素、Y为氧元素、Z为氯元素;A项,H2O分子间有氢键,常温下是液态,而HCl常温下是气态,可知H2O的沸点大于HCl,故A错误;B项,O2-与Mg2+的电子层结构相同,Mg的核电荷数大,Mg2+半径小,故B错误;C项,同周期从左到右,非金属性逐渐增强,故C错误;D项,Mg是金属,形成化合物时化合价是+2,O形成化合物时化合价通常为-1或-2,故D正确。
【补偿训练】
电子层数相同的X、Y、Z三种元素,原子序数都小于18,已知最高价氧化物对应水化物的酸性是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是 ( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3
C.非金属性:X>Y>Z
D.阴离子的还原性:Z3->Y2->X-
【解析】选A。由三种元素最高价氧化物的水化物的分子式知X、Y、Z的最高正价分别为+7、+6、+5,因为F没有+7价,所以X一定是Cl,则Y是S,Z是P。因为非金属性:Cl>S>P,所以气态氢化物的稳定性:HCl>H2S>PH3,阴离子的还原性:P3->
S2->Cl-,故B、C、D选项都正确。因为电子层数相同的原子,随着原子序数的递增,原子半径减小,所以原子半径:P>S>Cl,故A选项错误。
5.(新思维·新考向)我们生活在化学世界中,某些元素在人体的细胞、组织和体液中大量富集,如大脑中含有丰富的Na、Mg、K,骨筋和骨组织中含有丰富的Li、Mg、K等。
(1)Li、Na、Mg、K原子半径大小关系是什么?
提示:原子半径:Li(2)Li、Na、Mg、K元素的金属性强弱顺序是什么?
提示:K>Na>Li>Mg。
课时素养评价 二十四
元素周期表和元素周期律的应用
(40分钟 70分)
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
【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:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
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.H3PO4
C.H2SO4 D.HClO4
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
【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:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>F
B.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+
4.下列说法正确的是 ( )
A.N和As属于第ⅤA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与水反应生成相应的酸,且酸性依次增强
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
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ⅢA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
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.最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱
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
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:W>Y>Z>X
B.气态氢化物的稳定性:XC.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>W
D.Y、Z的氧化物均为两性氧化物
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:④>⑤>②
B.气态氢化物的稳定性:⑤>②
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑥>⑤
D.元素的最高正化合价:③=⑥
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
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑨
4
②
④
(1)①～⑩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)①⑧的简单离子,其半径更大的是________(写离子符号)。?
(3)⑧⑨的气态氢化物,更稳定的是________(填化学式)。?
(4)元素的非金属性:⑥________⑦(填“>”或“<”)。?
(5)①～⑨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⑤的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为__??????????????????????????????????__。?
12.(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):
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径
(nm)
0.074
0.160
0.152
0.110
0.099
0.186
0.075
0.082
最高正
化合价
+2
+1
+5
+7
+1
+5
+3
最低负
化合价
-2
-3
-1
-3
(1)⑧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①和⑥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和LiD是同种物质
②下列说法不正确的是________。?
A.碱性:Be(OH)2B.半径:K>Na>Li>Li+
C.氧化性:Li+D.金属性:Cs>Rb>K>Na>Li>Be
(20分钟 30分)
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:XB.元素的非金属性:Z>W>Y
C.简单离子的半径大小:Y>W>Z
D.氧化物对应水化物的酸性:Y14.(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:Y>Z>R>T
B.气态氢化物的稳定性:WC.最高价氧化物对应的水化物的碱性:X>Z
D.XR2、WR2两种化合物中R的化合价相同
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????????????????????_。?
①它与硅位于同一主族
②它与铝位于对角线位置,且性质相似
③它位于周期表中金属与非金属分界线附近
④它位于边界线附近
⑤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
课时素养评价 二十四
元素周期表和元素周期律的应用
(40分钟 70分)
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ⅤA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>P>As,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:As>Cl>P
B.热稳定性:HCl>AsH3>HBr
C.还原性:As3->S2->Cl-
D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4
【解析】选C。A项,原子半径As>P>Cl;B项,非金属性Cl>Br>As,所以热稳定性HCl>HBr>AsH3;D项,非金属性S>P>As,故酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
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.H3PO4
C.H2SO4 D.HClO4
【解析】选D。某元素原子M层电子数是K层电子数的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,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:HCl>HF,不能推断出元素的非金属性:Cl>F
B.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:Y>X,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ⅤA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ⅤA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ⅠA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3～12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个电子,说明位于第ⅦA族,ⅦA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ⅦA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ⅢA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。
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,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)。
①原子半径:C>A>B;
②金属性:C>A>B;
③非金属性:B>A>C。
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:W>Y>Z>X
B.气态氢化物的稳定性:XC.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y>W
D.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H2O>SiH4,错误;C项,最高价氧化物对应的水化物的碱性:KOH>Al(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:④>⑤>②
B.气态氢化物的稳定性:⑤>②
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:⑥>⑤
D.元素的最高正化合价:③=⑥
【解析】选C。元素①～⑥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:H2O>H2S,酸性:HClO4>H2SO4,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
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2
⑦
⑧
⑩
3
①
③
⑤
⑥
⑨
4
②
④
(1)①～⑩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)①⑧的简单离子,其半径更大的是________(写离子符号)。?
(3)⑧⑨的气态氢化物,更稳定的是________(填化学式)。?
(4)元素的非金属性:⑥________⑦(填“>”或“<”)。?
(5)①～⑨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⑤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ⅠA族,最下方的②为K,最不活泼的元素在元素周期表中的0族,由表知⑩为Ne。(2)由表知①为Na、⑧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+)答案:(1)K Ne (2)F- (3)HF (4)< (5)HClO4 KOH Al(OH)3+OH-Al+2H2O
12.(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):
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半径
(nm)
0.074
0.160
0.152
0.110
0.099
0.186
0.075
0.082
最高正
化合价
+2
+1
+5
+7
+1
+5
+3
最低负
化合价
-2
-3
-1
-3
(1)⑧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①和⑥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和LiD是同种物质
②下列说法不正确的是________。?
A.碱性:Be(OH)2B.半径:K>Na>Li>Li+
C.氧化性:Li+D.金属性:Cs>Rb>K>Na>Li>Be
【解析】由题中及表中数据可知,①②③④⑤⑥⑦⑧分别位于第ⅥA、第ⅡA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅦA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅢA族。Be的原子半径为0.089 nm,Be的最高价为+2,②的最高价也是+2、半径比Be大,则②为Mg;③是最高价为+1、半径比Mg小,则③是Li;⑥是最高价为+1、半径比Mg大,则⑥为Na;④和⑦的最高价都是+5、最低价都是-3,则它们为第ⅤA族元素,因为④的半径较大,故④为P、⑦为N;根据同周期元素的原子半径逐渐减小,可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。综上所述,①②③④⑤⑥⑦⑧分别为O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。
答案:(1)第二周期ⅢA族 Li、Na和N、P
(2)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑
(3)①AD ②C
(20分钟 30分)
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:XB.元素的非金属性:Z>W>Y
C.简单离子的半径大小:Y>W>Z
D.氧化物对应水化物的酸性:Y【解析】选D。由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置可知,W位于第三周期,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,次外层电子数为8,最内层电子数为2,则其最外层电子数为6,W为S,可推知X为O,Y为P,Z为Cl。O的非金属性大于S,故H2S的还原性强,A正确。同周期从左向右非金属性增强,则元素的非金属性:Z>W>Y,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:Y>W>Z,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,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:Y>Z>R>T
B.气态氢化物的稳定性:WC.最高价氧化物对应的水化物的碱性:X>Z
D.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,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:Y>Z>R>T,选项A正确;W为硅元素、R为氧元素、T为氟元素,非金属性F>O>Si,则气态氢化物的稳定性WBe,则最高价氧化物对应的水化物的碱性: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????????????????????_。?
①它与硅位于同一主族
②它与铝位于对角线位置,且性质相似
③它位于周期表中金属与非金属分界线附近
④它位于边界线附近
⑤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ⅣA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 ⅣA (2)②③ (3)D
课堂检测·素养达标
1.(2019·武汉高一检测)下列对非金属元素(除稀有气体外)的相关判断正确的是 ( )
①非金属元素都是主族元素
②单质在反应中都只能作氧化剂
③氢化物常温下都是气态,所以都叫气态氢化物
④氧化物常温下都可以与水反应生成酸
⑤非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb )中的R元素必定呈现正价
A.②⑤ B.①③ C.①⑤ D.②③④
2.(教材改编题)下列叙述中肯定能说明金属A比金属B活泼的是 ( )
A.A原子最外层电子数比B原子最外层电子数少
B.A原子电子层数比B原子电子层数多
C.1 mol A从酸中置换生成的H2比1 mol B从酸中置换生成的H2多
D.常温时,A能从酸中置换出氢气,而B不能
3.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
4.(2019·全国卷Ⅲ)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是 ( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【补偿训练】
1.(2019·延安高一检测)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是 ( )
A.对应的简单离子的半径:XB.对应的简单气态氢化物的稳定性:YC.元素X、Z和W能形成多种化合物
D.Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
2.某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4,下列叙述中不正确的是 ( )
A.R是第ⅣA族元素
B.R的气态氢化物化学式为H2R
C.R能形成两种氧化物RO2和RO3
D.R的气态氢化物的水溶液显酸性
5.(新思维·新考向)奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒是第一个提取出碲的人。1782年牟勒从一种被当地人称为“奇异金”的矿石中提取出碲。
Te与O、S同主族。
(1)碲单质是什么状态的物质?说明理由。
(2)碲的常见化合价有哪些?
(3)碲单质有可能是半导体吗?并说明理由。
课堂检测·素养达标
1.(2019·武汉高一检测)下列对非金属元素(除稀有气体外)的相关判断正确的是 ( )
①非金属元素都是主族元素
②单质在反应中都只能作氧化剂
③氢化物常温下都是气态,所以都叫气态氢化物
④氧化物常温下都可以与水反应生成酸
⑤非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb )中的R元素必定呈现正价
A.②⑤ B.①③ C.①⑤ D.②③④
【解析】选C。①非金属元素(除稀有气体外)都是主族元素,正确;②单质在反应中不一定都只能作氧化剂,也可以作还原剂,错误;③氢化物常温下不一定都是气态,例如水是液态,错误;④氧化物常温下不一定都可以与水反应生成酸,例如二氧化硅,错误;⑤非金属元素R所形成的含氧酸盐(MaROb)中的R元素必定呈现正价,正确。
2.(教材改编题)下列叙述中肯定能说明金属A比金属B活泼的是 ( )
A.A原子最外层电子数比B原子最外层电子数少
B.A原子电子层数比B原子电子层数多
C.1 mol A从酸中置换生成的H2比1 mol B从酸中置换生成的H2多
D.常温时,A能从酸中置换出氢气,而B不能
【解析】选D。比较金属的活泼性时,应根据元素原子失去电子的难易程度,而不应根据最外层电子数的多少;应根据金属与水(或酸)反应的剧烈程度,而不应根据产生H2的量的多少;更不应根据原子电子层数的多少进行比较。
3.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
【解析】选C。同族元素的性质是相似的,同周期元素的性质是递变的,A项错误;紧靠虚线两侧的元素既表现金属性又表现非金属性,但没有两性金属元素这一说法,B项错误;耐高温材料应该在过渡元素中寻找,D项错误。
4.(2019·全国卷Ⅲ)X、Y、Z均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10。X与Z同族,Y最外层电子数等于X次外层电子数,且Y原子半径大于Z。下列叙述正确的是 ( )
A.熔点:X的氧化物比Y的氧化物高
B.热稳定性:X的氢化物大于Z的氢化物
C.X与Z可形成离子化合物ZX
D.Y的单质与Z的单质均能溶于浓硝酸
【解析】选B。X、Y、Z为短周期主族元素,X与Z同族,所以二者最外层电子数相等,Y最外层电子数等于X次外层电子数,由于Y不是稀有气体,最外层电子数不是8,因此Y的最外层电子数为2,三种元素最外层电子数之和为10,可以求出X与Z的最外层电子数为4。结合Y原子半径大于Z,可知X为C,Y为Mg,Z为Si。因为CO、CO2常温下均是气体,MgO是固体,所以C的氧化物的熔点比Mg的氧化物低,A错误。因为C的非金属性比Si强,所以碳的氢化物的热稳定性大于硅的氢化物,B正确。C和Si金属性、非金属性都不强,不易形成阴离子或阳离子,二者形成的化合物是共价化合物,C错误。金属Mg可以与浓硝酸反应而溶解,硅与浓硝酸常温下不反应,D错误。
【补偿训练】
1.(2019·延安高一检测)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的非金属性在同周期元素中最强。下列说法不正确的是 ( )
A.对应的简单离子的半径:XB.对应的简单气态氢化物的稳定性:YC.元素X、Z和W能形成多种化合物
D.Y的最高价氧化物对应的水化物具有强酸性
【解析】选D。根据题目所给信息可推出W为O,X为Na,Y为Si,Z为Cl。核外电子数相同的简单离子,原子序数越大,半径越小,可知对应的简单离子的半径:Na+2.某短周期主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4,下列叙述中不正确的是 ( )
A.R是第ⅣA族元素
B.R的气态氢化物化学式为H2R
C.R能形成两种氧化物RO2和RO3
D.R的气态氢化物的水溶液显酸性
【解析】选A。短周期的主族元素中,最高正价与最低负价代数和为4,最高正价只能是+6,最低负价为-2,则R是第ⅥA族的硫元素,A项错误;S的气态氢化物的化学式为H2S,B项正确;硫可以形成SO2和SO3,C项正确;H2S的水溶液呈弱酸性,D项正确。
5.(新思维·新考向)奥地利首都维也纳一家矿场监督牟勒是第一个提取出碲的人。1782年牟勒从一种被当地人称为“奇异金”的矿石中提取出碲。
Te与O、S同主族。
(1)碲单质是什么状态的物质?说明理由。
提示:固态。同主族非金属单质的熔点逐渐升高,硫单质是固体,故碲单质也是固体。
(2)碲的常见化合价有哪些?
提示:-2、+4、+6。
(3)碲单质有可能是半导体吗?并说明理由。
提示:可能是半导体。碲位于分界线附近,具有一定的金属性。
