2021届高考化学一轮复习元素周期表元素周期律作业
课时分层提升练 十六
元素周期表 元素周期律
一、选择题
1.根据元素周期律知识分析,下列说法中错误的是 ( )
A.铍(Be)是一种轻金属,它的氧化物的水化物可能具有两性
B.砹(At)可能是一种有色固体且HAt很不稳定,AgAt可能是有色难溶于水且感光性很强的固体
C.硫酸锶(SrSO4)(锶与镁、钙的最外层电子数相同)可能是难溶于水的固体
D.硒化氢(H2Se)是比H2S更稳定的气体
【解析】选D。Be位于第ⅡA族,与Al位于对角线位置,性质相似,其氧化物的水化物可能具有两性,A正确;At是卤族元素中最下方的元素,颜色比I2更深。HAt不如HI稳定,AgAt感光性更强,B正确;Sr与Mg、Ca、Ba同族,BaSO4不溶于水,所以SrSO4也不溶于水,C正确;Se与S同族位于S的下方,气态氢化物稳定性减弱,H2Se不如H2S稳定,D错误。
2.如图所示是部分短周期元素化合价与原子序数的关系图,下列说法正确的是 ( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.气态氢化物的稳定性:R>W
C.WX3和水反应形成的溶液显碱性
D.Y和Z两者最高价氧化物对应的水化物不能相互反应
【解析】选B。结合化合价与原子序数的关系可知,X、Y、Z、W、R分别是O、Na、Al、S、Cl。Na、Al的电子层数相同,核电荷数多的半径小,因此原子半径Y>Z>X,A项错误;S、Cl中非金属性强的是Cl,气态氢化物的稳定性R>W,B项正确;WX3和水反应形成硫酸,C项错误;Y和Z二者最高价氧化物对应的水化物分别是氢氧化钠、氢氧化铝,二者能发生反应,D项错误。
【易错提醒】微粒半径大小比较的常用规律
(1)同周期元素的微粒:同周期元素的原子或最高价阳离子或最低价阴离子半径随核电荷数增大而逐渐减小(稀有气体元素除外),如原子半径:Na>Mg>Al>Si,离子半径:Na+>Mg2+>Al3+,S2->Cl-。
(2)同主族元素的微粒:同主族元素的原子或离子半径随核电荷数增大而逐渐增大,如原子半径:Li
F->Na+>Mg2+>Al3+。
(4)同种元素形成的微粒:同种元素原子形成的微粒电子数越多,半径越大。如离子半径Fe3+Y(Al),故B 错误;C.氨气在纯氧中燃烧可生成氮气和水,故C正确;D.Y的最高价氧化物的水化物是氢氧化铝,属于两性氢氧化物,与强酸、强碱反应,但不能溶解于稀氨水,故D错误。
4.下列物质性质的递变关系正确的是 ( )
A.酸性强弱:HClO3>H2SO3>H3PO4
B.碱性:NaOH>KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
C.稳定性HCl>H2S>PH3
D.氧化性Na+>Mg2+>Al3+
【解析】选C。A项,因非金属性Cl>S>P,则最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4>H3PO4,但是HClO3和H2SO3不是最高价氧化物的水化物,故A错误;B
项,因金属性K>Ca>Na>Mg,则最高价氧化物对应的水化物的碱性KOH>NaOH>Ca(OH)2> Mg(OH)2,故B错误;C项,元素非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性Cl>S>P,故稳定性HCl>H2S>PH3,C正确;D项,还原性:Na>Mg>Al,所以对应的离子的氧化性应该是Na+r(M)>r(Y)>r(X)
B.X与Y形成的化合物溶于水,溶液显碱性
C.简单气态氢化物的热稳定性:M>N>X
D.单质的熔点:Y>N>M>X
【解析】选B。M原子的最外层电子数是内层电子数的一半,则M为P(Li不符合原子序数依次增大),X与M同主族,且原子序数小于M,所以X为N元素,M为P元素,N的单质是一种有色气体,可用于自来水的消毒,则N是Cl元素,四种元素原子最外层电子数之和为19,则Y的最外层电子数为19-5-5-7=2,则Y为Mg。原子半径:r(Mg)>r(P)>r(Cl)>r(N),即r(Y)>r(M)>r(N)>r(X), A项错误;X与Y形成的化合物Mg3N2溶于水生成氨水和氢氧化镁,溶液显碱性,B项正确;简单气态氢化物的热稳定性:HCl>NH3>PH3,即N>X>M, C项错误;单质的熔点:Mg>P>Cl2>N2,即Y>M>N>X, D项错误。
7.下列排列顺序正确的是 ( )
①热稳定性:H2O>HF>H2S
②原子半径:Na>Mg>O
③酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4
④结合质子能力:OH->CH3COO->Cl-
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【解析】选B。①中O和F属于同周期元素,氢化物的稳定性:HF>H2O;②中Na和Mg为第三周期元素,原子半径:Na>Mg,而Mg比O多一个电子层,所以半径Mg>O; ③P、S、Cl属于同周期元素,酸性:HClO4>H2SO4>H3PO4;④根据电离的难易程度判断:HCl>CH3COOH>H2O,所以结合质子能力OH->CH3COO->Cl-。
二、非选择题
8.下表是元素周期表的一部分,针对表中的①～⑩种元素,填写下列空白:
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
1
①
2
②
③
④
3
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
(1)上述元素中,形成化合物种类最多的是__________(填元素符号)。
(2)元素①、④和⑤形成的化合物的电子式是______________,该化合物中存在的化学键类型是__________。
(3)②、③、⑧三种元素原子半径由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。
(4)⑤、⑥、⑦三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序是__________。(用对应物质的化学式表示)
(5)元素⑦和⑨最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为____________________________。
(6)能比较元素⑨和⑩非金属性强弱的实验事实是__________(填字母序号)。
a.⑨的氢化物的酸性比⑩的氢化物的酸性弱
b.⑩的单质R2与H2化合比⑨的单质Q与H2化合容易,且HR的稳定性比H2Q强
c.在⑨的氢化物H2Q的水溶液中通少量⑩的单质R2气体可置换出单质Q
【解析】根据元素在周期表中的位置可知,①为H,②为C,③为N,④为O,⑤为Na,⑥为Mg,⑦为Al,⑧为Si,⑨为S,⑩为Cl。
(1)有机物中都含有碳元素,形成化合物种类最多的是C;
(2)元素①、④和⑤形成的化合物为氢氧化钠,电子式为,氢氧化钠属于离子化合物,并且含有氢氧原子团,存在的化学键有离子键、极性键;
(3)同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。②、③、⑧三种元素原子半径由大到小的顺序为Si>C>N;
(4)元素的金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,同周期元素从左到右,金属性逐渐减弱,⑤、⑥、⑦三种元素最高价氧化物对应水化物的碱性由强到弱的顺序为NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3;
(5)氢氧化铝能够与硫酸反应生成溶于水的盐,元素⑦和⑨最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+Al3++3H2O;
(6)a项,氢化物的酸性强弱与元素的非金属性无关,错误;b项,元素的非金属性越强,越容易与氢气化合,氢化物越稳定,⑩的单质R2与H2化合比⑨的单质Q与H2化合容易,且HR的稳定性比H2Q强,能够说明氯的非金属性比硫强,正确;c项,元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,在⑨的氢化物H2Q的水溶液中通少量⑩的单质R2气体可置换出单质Q,说明氯气的氧化性强于硫,正确。
答案:(1)C (2) 离子键、极性键
(3)Si>C>N (4)NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
(5)Al(OH)3+3H+Al3++3H2O (6)bc
一、选择题
1.(2019·贵阳模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示,Y元素原子次外层电子数等于其最外层电子数的2倍。下列判断错误的是 ( )
A.r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.最简单气态氢化物的沸点:X>W
C.Y元素的最高价氧化物能与强碱反应
D.W的最高价氧化物对应的水化物属于一元强酸
【解析】选A。短周期Y元素原子次外层电子数等于其最外层电子数的2倍,则Y为Si元素,则X为氧元素、Z为磷元素、W为氯元素;A项,同周期主族元素的原子半径随核电荷数增大而减小,故Si的原子半径大于磷、氯原子,氧原子核外少一个电子层,原子半径最小,故A错误;B项,H2O的分子间存在氢键,水常温下为液态,而HCl常温下为气体,即H2O的沸点大于HCl,故B正确;C项,SiO2是酸性氧化物,能与强碱溶液反应生成盐和水,故C正确;D项,HClO4是最强含氧酸且为一元酸,故D正确。
2.(新题预测)W、X、Y、Z是四种短周期元素,其原子序数依次增大。已知甲是由其中三种元素组成的化合物,25 ℃时0.1 mol·L-1甲溶液的pH为13。X元素的气态氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐。下列说法中,正确的是 ( )
A.原子半径大小的比较:r(X)>r(Y)>r(Z)
B.元素Y、Z的简单离子的电子层结构不同
C.元素X的简单气态氢化物的热稳定性比元素Y的强
D.只含W、X、Y三种元素的化合物中,有离子化合物,也有共价化合物
【解析】选D。0.1 mol·L-1甲溶液的pH为13,说明甲是强碱,由短周期元素组成,则甲是NaOH,Z是Na,W是H,X、Y、其中一个是O,X
的气态氢化物可与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐,则X是N,Y是O。原子半径大小为r(Na)>r(N) >r(O),A错;元素Y、Z的简单离子都是10电子,电子层结构相同,B错;O的非金属性比N强,氢化物稳定性较强,C错;只含W、X、Y三种元素的化合物可以是NH4NO3为离子化合物,HNO3是共价化合物,D对。
3.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子最外层有6个电子,Y是至今发现的非金属性最强的元素,Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置,W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是 ( )
A.原子最外层电子数由多到少的顺序:Y、X、W、Z
B.原子半径由大到小的顺序:W、Z、Y、X
C.元素非金属性由强到弱的顺序:Y、W、X
D.简单气态氢化物稳定性由强到弱的顺序:X、Y、W
【解析】选A。由“Y是至今发现的非金属性最强的元素”可知,Y为F;由X原子序数小于Y且“X原子最外层有6个电子”可知,X为O;由“Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置”可知,Z为Al;由“W的单质广泛用作半导体材料”可知,W是Si。A选项,原子最外层电子数由多到少的顺序是F、O、Si、Al,所以正确;B选项,原子半径由大到小的顺序:Z、W、X、Y,所以错误;C选项,元素非金属性由强到弱的顺序:Y、X、W,所以错误;D选项,简单气态氢化物的稳定性Y的最强,所以错误。
4.a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相同,d与b同族。下列叙述错误的是 ( )
A.a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c的原子半径是这些元素中最大的
D.d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【解析】选A。根据a原子中只有1个电子可确定a为H,由b2-和c+电子层结构相同,可知b和c分别位于第二、三周期,则b、c分别为O和Na,d与b同族,则d为S。二元化合物H2O、H2S中H均为+1价,而NaH中H为-1价,A项错误;O与其他三种元素可分别形成H2O和H2O2、Na2O和Na2O2、SO2和SO3,B项正确;根据四种元素在周期表中的位置可确定原子半径:Na>S>O>H,C项正确;H2S在溶液中部分电离而使溶液呈弱酸性,D项正确。
5.A、B、C、D、E 5种元素原子序数逐渐增大,且均不超过18。其中A与C、B与E分别为同主族元素。原子半径AH2S,B项错误;Al3+有2个电子层,而S2-有3个电子层,故Al3+半径小于S2-半径,C项错误;NaOH的碱性强于Al(OH)3的碱性,D项错误。
6.(2019·衡水模拟)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
X
Y
Z
M
R
Q
原子半径
(×10-10 m)
1.86
0.99
1.43
1.60
0.75
0.74
主要
化合价
最高
正价
+1
+7
+3
+2
+5
-
最低
负价
-
-1
-
-
-3
-2
下列说法正确的是 ( )
A.X、Z、R的最高价氧化物的水化物之间可两两相互反应
B.元素X和Q形成的化合物中不可能含有共价键
C.X、Z、M的单质分别与水反应,Z最剧烈
D.Y的氢化物的水溶液可用于蚀刻玻璃
【解析】选A。依据所给数据,结合元素周期律判断出:X为Na,Y为Cl,Z为Al,M为Mg,R为N,Q为O。A项,NaOH、Al(OH)3、HNO3两两之间可相互反应;B项,Na与O可以形成氧化钠和过氧化钠,过氧化钠中存在非极性共价键;C项,Na、Al、Mg分别与水反应,Na最剧烈;D项,氢氟酸常用于蚀刻玻璃,盐酸不能用于蚀刻玻璃。
二、非选择题
7.四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示,其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。
X
Y
Z
W
请回答下列问题:
(1)元素Z位于周期表中第________周期第________族。
(2)这些元素的氢化物中,水溶液碱性最强的是_________________________ _____________(写化学式)。
(3)X和W最高价氧化物对应水化物的酸性较强的是_______________________
___________(写化学式)。
(4)Y的最高价氧化物的化学式为__________________。
【解析】根据周期表结构知,Z只能是第三周期元素,设其最外层电子数为x,则有2+8+x=3x,x=5,即Z为磷元素,可以判断X是碳元素,Y是氮元素,W是硫元素。
(1)P位于第三周期第ⅤA族。
(2)元素的气态氢化物分别是CH4、NH3、PH3和H2S,水溶液碱性最强的是NH3。
(3)C和S最高价氧化物对应水化物分别为H2CO3和H2SO4,H2SO4酸性较强。
(4)氮元素最高正价为+5价,最高价氧化物的化学式为N2O5。
答案:(1)3 ⅤA (2)NH3 (3)H2SO4 (4)N2O5
8.X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大,Z元素在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数之比为3∶8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答:
(1)Z元素在周期表中的位置为__________________________________。
(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为________(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z________Q(填“>”或“<”),下列各项中,不能说明这一结论的事实有________(填字母)。
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的简单氢化物与Z的某种氢化物反应的化学方程式为__________。
(5)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸碱性恰好相反,写出A的电子式:________;B的水溶液不呈中性的原因:__ ________(用离子方程式表示)。
(6)液态A类似X2Z,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态A的电离方程式为__________________________________________________。
【解析】Z元素在地壳中含量最高,是O,J元素的焰色反应呈黄色,是Na,Q的最外层电子数与其电子总数之比为3∶8,最外层电子数是6,是S,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X-的半径,则X是H,不是F(Na+的半径小于F-的半径),Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一,结合原子序数递增知是N。(1)O在周期表的第二周期第ⅥA族 。(2)根据同周期原子半径由左向右逐渐减小,同主族由上到下原子半径逐渐增大知原子半径:Na>S>N>O>H。(3)Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊,即氧气置换出S,非金属性O>S,A正确;根据O与S之间形成的化合物中S元素的化合价为正价知非金属性O>S,B正确;不能根据氧气和硫单质的状态判断非金属性强弱,C错误;同主族由上到下非金属性逐渐减弱,即非金属性O>S,D正确。(4)硫化氢与过氧化氢可发生氧化还原反应:H2O2+H2SS↓+2H2O。(5)根据题意知,A是氨气,B是N,N水解使溶液呈酸性。(6)液氨的电离类似水,电离生成N、N。
答案:(1)第二周期第ⅥA族
(2)Na>S>N>O>H (3)> C
(4)H2O2+H2SS↓+2H2O
(5) N+H2ONH3·H2O+H+
(6)2NH3(l)N+N
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