2024-2025學年高中化學第一章物質結構元素周期律2-3元素周期表和元素周期律的應用課后作業(yè)含解析新人教版必修2

PAGEPAGE8元素周期表和元素周期律的應用一、選擇題(每小題4分，共48分，每小題只有一個正確選項)1．下列關于化學觀或化學探討方法的敘述中，錯誤的是(D)A．在化工生產(chǎn)中應遵循“綠色化學”的思想B．在過渡元素中找尋優(yōu)良的催化劑C．在元素周期表的金屬和非金屬分界線旁邊找尋半導體材料D．依據(jù)元素周期律，由HClO4可以類推出氟元素也存在最高價氧化物的水化物HFO4解析：氟元素沒有正價，D選項錯誤。2．原子結構確定元素的性質，下列說法正確的是(B)A．Na、Al、Cl的原子半徑依次減小，Na＋、Al3＋、Cl－的離子半徑也依次減小B．在第ⅥA族元素的氫化物(H2R)中，熱穩(wěn)定性最強的是H2OC．其次周期元素的最高化合價都等于其原子的最外層電子數(shù)D．非金屬元素的非金屬性越強，其氧化物對應水化物的酸性也肯定越強解析：Na＋、Al3＋的電子層結構相同，Al的核電荷數(shù)大，離子半徑較小，Cl－的電子層數(shù)最多，離子半徑最大，故離子半徑：Cl－>Na＋>Al3＋，A錯誤；第ⅥA族中O元素的非金屬性最強，對應的氫化物最穩(wěn)定，B正確；O元素、F元素沒有最高化合價，C錯誤；元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，不是最高價氧化物對應的水化物，其酸性不肯定符合此規(guī)律，如非金屬性：Cl>S，但次氯酸是弱酸，硫酸是強酸，D錯誤。3.X、Y、Z、W均為短周期元素，它們在周期表中相對位置如圖所示。若Y原子的最外層電子是內層電子數(shù)的3倍，下列說法正確的是(B)A．X的氣態(tài)氫化物比Y的穩(wěn)定B．W的最高價氧化物對應水化物的酸性比Z的強C．Z的非金屬性比Y的強D．X與Y形成的化合物都易溶于水解析：四種元素都是短周期元素，且“Y原子的最外層電子是內層電子數(shù)的3倍”，故Y是氧元素，X是氮元素、Z是硫元素、W是氯元素。依據(jù)元素周期律推斷知，只有B選項正確。4．W、X、Y、Z是4種常見的短周期元素，其原子半徑隨原子序數(shù)改變如圖所示。已知W的一種核素的質量數(shù)為18，中子數(shù)為10；X和氖原子的核外電子數(shù)相差1；Y的單質是一種常見的半導體材料；Z的非金屬性在同周期元素中最強，下列說法正確的是(D)A．X的非金屬性是同周期中最強的B．對應氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Y>ZC．對應簡潔離子半徑：X>WD．Y的氧化物能與X的最高價氧化物對應的水化物反應解析：依據(jù)條件可知，W的原子序數(shù)是8，則W是氧元素，又因為W、X、Y、Z的原子序數(shù)遞增，原子半徑X最大，且X和氖原子的核外電子數(shù)相差1，故X是鈉，Y的單質是一種常見的半導體材料，則Y是硅，Z的非金屬性在同周期元素中最強，則Z是氯。X的金屬性是同周期中最強的，A錯誤；對應氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：Z>Y，B錯誤；氧離子和鈉離子具有相同的核外電子排布，對應簡潔離子半徑：W>X，C錯誤；Y的氧化物是二氧化硅，能與X的最高價氧化物對應的水化物氫氧化鈉反應，D正確。5．下列說法錯誤的是(D)A．Na與Al為同周期元素，鈉原子最外層有1個電子，鋁原子最外層有3個電子，所以鈉的金屬性比鋁強B．Na與Mg為同周期元素，且Mg的核電荷數(shù)比Na的大，所以鈉的金屬性比鎂強C．NaOH為強堿，而Al(OH)3具有兩性，所以鈉的金屬性比鋁強D．Zn＋2Fe3＋=Zn2＋＋2Fe2＋，所以Zn的金屬性比Fe強解析：由反應Zn＋Fe2＋=Zn2＋＋Fe才可說明Zn的金屬性比Fe強。6．對四種元素G、L、M、R進行如下試驗：金屬試驗GLMR和冷水反應不反應漸漸反應未做試驗未做試驗和2mol·L－1鹽酸反應溶解并放出氣體溶解并放出氣體不反應不反應和Rn＋的水溶液反應溶解并形成沉淀未做試驗溶解并形成沉淀未做試驗依據(jù)表中所給試驗結果，推斷這四種金屬活潑性由強到弱的依次正確的是(C)A．L、G、R、M B．G、L、M、RC．L、G、M、R D．L、R、G、M解析：G和冷水不反應，L與冷水漸漸反應，可知L的活潑性比G強；G、L與鹽酸反應并放出氣體，M、R不反應，可知G、L的活潑性比M、R強；G、M與Rn＋的水溶液反應，可知G、M的活潑性比R強。由上可知，四種金屬活潑性由強到弱的依次為L、G、M、R。7．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，W的簡潔氫化物可用作制冷劑，Y的原子半徑是全部短周期主族元素中最大的。由X、Y和Z三種元素形成的一種鹽溶于水后，加入稀鹽酸，有黃色沉淀析出，同時有刺激性氣體產(chǎn)生。下列說法不正確的是(C)A．X的簡潔氫化物的熱穩(wěn)定性比W的強B．Y的簡潔離子與X的具有相同的電子層結構C．Y與Z形成化合物的水溶液可使藍色石蕊試紙變紅D．Z與X屬于同一主族，與Y屬于同一周期解析：由題知，W為氮，X為氧，Y為鈉，Z為硫。同周期元素從左至右，簡潔氫化物的熱穩(wěn)定性漸漸增加，H2O的熱穩(wěn)定性比NH3的強，A項正確；氧離子(O2－)和鈉離子(Na＋)核外都有10個電子，B項正確；鈉和硫形成的化合物為硫化鈉，它是強堿弱酸鹽，其水溶液呈堿性，能使紅色石蕊試紙變藍色，不能使藍色石蕊試紙變色，C項錯誤；氧、硫位于同主族，鈉與硫位于第三周期，D項正確。8．已知X、Y、Z為原子序數(shù)相連的三種元素，最高價氧化物對應水化物的酸性相對強弱關系為：HXO4>H2YO4>H3ZO4。則下列說法中正確的是(A)A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HX>H2Y>ZH3B．非金屬活潑性：Y<X<ZC．原子半徑：X>Y>ZD．原子最外電子層上的電子數(shù)關系：Z＝eq\f(X＋Y,2)解析：可用特例法求解，符合題意的X、Y、Z可以是Cl、S、P，然后利用元素周期表相關規(guī)律作答。9．鎂、鋰在元素周期表中具有特別“對角線”關系，它們的性質相像。例如，它們的單質在過量氧氣中燃燒時均只生成正常的氧化物等，下列關于鋰的敘述不正確的是(B)A．Li2SO4能溶于水B．LiOH是易溶于水、受熱不分解的強堿C．Li遇濃硫酸不產(chǎn)生“鈍化”現(xiàn)象D．Li2CO3受熱分解，生成Li2O和CO2解析：依據(jù)題中信息，將鎂的有關性質進行遷移應用，可推想鋰的有關性質。由Mg、Mg(OH)2、MgCO3、MgSO4的性質推想相應的Li及其化合物的性質。MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是難溶、易分解的中強堿，Mg與濃硫酸能發(fā)生反應，MgCO3受熱易分解生成MgO和CO2，故B項不正確。10．短周期的三種元素X、Y、Z，已知X元素的原子核外只有一個電子，Y元素的原子M層上的電子數(shù)是它的內層電子總數(shù)的一半，Z元素原子L層上的電子數(shù)比Y元素原子L層上的電子數(shù)少2個，則這三種元素所組成的化合物的化學式不行能是(A)A．X2YZ4B．XYZ3C．X3YZ4D．X4Y2Z7解析：X元素的原子核外只有一個電子，則X是H元素，X處于第ⅠA族，X在化合物中一般為＋1價；Y元素原子的M層上的電子數(shù)是它K層和L層電子總數(shù)的一半，則M層有5個電子，故Y為P元素，在化合物中一般為＋3、＋5價等；Z元素原子的L層電子數(shù)比Y元素原子的L層電子數(shù)少2個，則Z元素原子L層有6個電子，故Z為O元素，在化合物中一般為－2價：X2YZ4中Y元素化合價為＋6價，不符合，A錯誤；XYZ3中Y元素化合價為＋5價，符合，B正確；X3YZ4中Y元素化合價為＋5價，符合，C正確；X4Y2Z7中Y元素化合價為＋5價，符合，D正確。11．X、Y是周期表中的兩種元素，X的原子半徑比Y的小，且二者具有相同的電子層數(shù)，下列有關敘述正確的是(選項中m、n均為正整數(shù))(D)A．若X、Y的原子序數(shù)相差1，Y位于第ⅡA族，則X肯定位于第ⅢA族B．若Y(OH)m易溶于水，則X(OH)n肯定不溶于水C．若HnXOm為強酸，則X的氫化物溶于水肯定顯酸性D．若Y元素形成的單質是氣體，則X元素形成的單質肯定也是氣體解析：電子層數(shù)相等，說明X、Y位于同一周期，X的原子半徑比Y的原子半徑小、那么X的核電荷數(shù)必定比Y大，所以在周期表中，X的位置在Y同周期的右邊。題意未說明X、Y是短周期元素，則X可能為第ⅢB族，A項錯誤；若Y為K元素，X為Ca元素，KOH易溶于水，而Ca(OH)2微溶于水，B項錯誤；若X為N元素，其氫化物為NH3，其水溶液顯堿性，C項錯誤；同一周期從左到右，單質的狀態(tài)由固態(tài)到氣態(tài)，或由固態(tài)到液態(tài)再到氣態(tài)，X的位置在Y同周期的右邊，所以若Y元素形成的單質是氣體，則X元素形成的單質肯定也是氣體，D項正確。12．短周期元素W、X、Y和Z在周期表中的相對位置如表所示，這四種元素原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列關系正確的是(D)WXYZA.氫化物沸點：W<ZB．氧化物對應水化物的酸性：Y>WC．化合物熔點：Y2X3<YZ3D．簡潔離子的半徑：Y<X解析：依據(jù)元素周期表的結構可以推斷出W為N元素、X為O元素、Y為Al元素、Z為Cl元素。NH3存在分子間氫鍵，而HCl不存在分子間氫鍵，所以NH3的沸點比HCl的沸點高，A項錯誤；Al(OH)3顯兩性，N的氧化物對應的水化物HNO3、HNO2均顯酸性，B項錯誤；Al2O3熔點高于AlCl3，C項錯誤；Al3＋和O2－的電子層結構相同，具有相同電子層結構的離子，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，所以離子半徑：Al3＋<O2－，D項正確。二、非選擇題(共52分)13．(12分)依據(jù)元素周期表回答下列問題。(1)在上面元素周期表中，全部是金屬元素的區(qū)域為B。A．Ⅰ區(qū)B．Ⅱ區(qū)C．Ⅲ區(qū)D．Ⅳ區(qū)(2)化學性質最不活潑的是Ar元素(填元素符號，下同)。(3)只有負化合價而無正化合價的是F。(4)最高價氧化物對應水化物呈兩性的是Al(OH)3(填化學式)，寫出它分別與a、l的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式：Al(OH)3＋OH－=AlOeq\o\al(－,2)＋2H2O、Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O。(5)a、c的最高價氧化物的水化物堿性NaOH>Mg(OH)2(填化學式)。解析：本題需熟記元素周期表的結構，充分運用各元素的電子層結構和化學性質及遞變規(guī)律進行解答。14．(12分)現(xiàn)有下列短周期元素的數(shù)據(jù)(已知Be的原子半徑為0.089nm)：①②③④⑤⑥⑦⑧原子半徑/nm0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高化合價＋2＋1＋5＋7＋1＋5＋3最低化合價－2－3－1－3(1)⑧號元素在周期表中的位置是其次周期第ⅢA族；上述元素處于同一主族的有Li和Na，N和P(用元素符號表示)。(2)元素①和⑥能形成兩種化合物，寫出其中較穩(wěn)定的化合物與水反應的離子方程式：2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑。(3)含鋰材料在社會中廣泛應用，如各種儲氫材料(Li2NH等)、便攜式電源材料(LiCoO2等)。依據(jù)下列要求回答問題：①eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li作核反應堆最佳熱載體，eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD用作高溫堆減速劑。下列說法正確的是AD(填序號)。A.eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li互為同位素B.eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li屬于同種核素C.eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD的化學性質不同D.eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD是同種物質②下列說法不正確的是C(填序號)。A．堿性：Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOHB．微粒半徑：K>Na>Li>Li＋C．氧化性：Li＋<Na＋<K＋<Rb＋<Cs＋D．金屬性：Cs>Rb>K>Na>Li>Be解析：由題中及表中數(shù)據(jù)可知，①②③④⑤⑥⑦⑧分別位于第ⅥA族、第ⅡA族、第ⅠA族、第VA族、第ⅦA族、第ⅠA族、第VA族和第ⅢA族。Be的原子半徑為0.089nm，Be的最高化合價為＋2，②的最高化合價也是＋2、半徑比Be大，則②為Mg；③的最高化合價為＋1、半徑比Mg小，則③是Li；⑥的最高化合價為＋1、半徑比Mg大，則⑥為Na；④和⑦的最高化合價都是＋5、最低化合價都是－3，則它們?yōu)榈赩A族元素，因為④的半徑較大，故④為P、⑦為N；依據(jù)同周期主族元素從左到右，原子半徑漸漸減小，可知⑧為B、①為O、⑤為Cl。綜上所述，①②③④⑤⑥⑦⑧分別為O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。(1)⑧號元素為B元素，在周期表中的位置是其次周期第ⅢA族；上述元素處于同一主族的有兩組，分別是Li和Na，N和P。(2)元素①和⑥能形成兩種化合物，分別為氧化鈉和過氧化鈉，其中較穩(wěn)定的是過氧化鈉，過氧化鈉與水反應的離子方程式為2Na2O2＋2H2O=4Na＋＋4OH－＋O2↑。(3)①eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li互為同位素，A正確；eq\o\al(6,3)Li和eq\o\al(7,3)Li屬于不同的核素，B錯誤；eq\o\al(7,3)LiH和eq\o\al(7,3)LiD是同種物質(都是氫化鋰)，化學性質幾乎完全相同，C錯誤，D正確。②Be、Li、Na、K的金屬性依次增加，故其最高價氧化物對應水化物的堿性從弱到強的依次為Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOH，A正確；同一主族元素的原子半徑隨原子序數(shù)的增大而增大，同一元素的原子半徑大于其陽離子半徑；故微粒半徑：K>Na>Li>Li＋，B正確；Li、Na、K、Rb、Cs的金屬性依次增加，故其陽離子的氧化性依次減弱，故氧化性從強到弱的依次為Li＋>Na＋>K＋>Rb＋>Cs＋，C錯誤；同主族元素從上到下金屬性依次增加，同周期元素從左到右金屬性依次減弱，金屬性由強到弱的依次為Cs>Rb>K>Na>Li>Be，D正確。15．(16分)下表為元素周期表的一部分，請參照元素①～⑨在表中的位置，回答下列問題。族周期ⅠA01①ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA2②③④3⑤⑥⑦⑧⑨(1)第三周期元素中非金屬性最強的元素的原子結構示意圖是。(2)②③⑦最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的依次是HNO3>H2CO3>H2SiO3(填化學式)。(3)下列可以推斷⑤和⑥金屬性強弱的是cd(填序號)。a．單質的熔點：⑤<⑥b．化合價：⑤<⑥c．單質與水反應的猛烈程度：⑤>⑥d．最高價氧化物對應水化物的堿性：⑤>⑥(4)為驗證第ⅦA族部分元素非金屬性的遞變規(guī)律，設計如圖裝置進行試驗，請回答：①儀器A的名稱是分液漏斗，A中發(fā)生反應的離子方程式是2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－。②棉花中浸有NaOH溶液的作用是Cl2＋2OH－=H2O＋Cl－＋ClO－(用離子方程式表示)。③驗證溴與碘的非金屬性強弱：通入少量⑨的單質，充分反應后，將A中液體滴入試管內，取下試管，充分振蕩、靜置，可視察到溶液分層，下層液體為紫紅色。該試驗必需限制⑨單質的加入量，否則得不出溴的非金屬性比碘強的結論，理由是氯氣能夠氧化溴離子和碘離子，氯氣必需少量，否則干擾檢驗結果。④第ⅦA族元素非金屬性隨元素核電荷數(shù)的增加而漸漸減弱的緣由：同主族元素從上到下原子半徑漸漸增大(填“增大”或“減小”)，得電子實力漸漸減弱。解析：依據(jù)①～⑨在元素周期表中的位置可知，①為H，②為C，③為N，④為O，⑤為Na，⑥為Al，⑦為Si，⑧為S，⑨為Cl。(1)第三周期元素中非金屬性最強的元素是Cl，其原子結構示意圖是。(2)元素非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，則②③⑦最高價氧化物對應水化物的酸性由強到弱的依次是HNO3>H2CO3>H2SiO3。(3)依據(jù)單質的熔點不能推斷金屬性強弱，a錯誤；化合價凹凸不能作為比較金屬性的依據(jù)，b錯誤；Na與水反應比Al猛烈，說明金屬性：Na