2019-2020学年高中化学课时作业5元素周期表及元素周期律的应用含解析 人教版必修
课时作业5
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基础巩固
1．元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A．元素原子的最外层电子数等于元素的最高化合价
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强
D．元素周期表中位于金属和非金属的分界线附近的元素属于过渡元素
解析：O无最高正价，F和稀有气体元素没有正价，A错误；多电子原子中，能量低的电子在离核较近的区域内运动，B错误；P、S、Cl的非金属性依次增强，得电子能力与最高价含氧酸(H3PO4、H2SO4、HClO4)的酸性均依次增强，C正确；过渡元素是第3纵行到第12纵行的元素，包括了七个副族与第Ⅷ族，D错误。
答案：C
2．某主族元素R的最高正价与最低负价的代数和为4，由此可以判断( )
A．R一定是第四周期元素
B．R一定是ⅣA族元素
C．R的气态氢化物比同周期其他元素气态氢化物稳定
D．R的气态氢化物化学式为H2R
解析：若主族元素R的最高正价为＋x，最低负价为x－8，则x＋x－8＝4，x＝6，因此R元素位于元素周期表中的第ⅥA族，其气态氢化物的化学式为H2R。
答案：D
3．已知镓(31Ga)和溴(35Br)是第4周期的主族元素。下列分析正确的是( )
A．原子半径：Br>Ga>Cl>Al
B．碱性：Ga(OH)3>Al(OH)3 酸性：HClO4>HBrO4
C.Br与Br得电子能力不同
D．与镓同周期且相邻的主族元素，其原子序数为30或32
解析：同周期从左到右，原子半径逐渐减小，同主族从上到下，原子半径逐渐增大，因此半径大小顺序是Ga>Br>Al>Cl，A错误。同主族从上到下金属性增强，非金属性减弱，金属性(或非金属性)越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性(或酸性)越强，即碱性：Ga(OH)3>Al(OH)3，酸性：HClO4>HBrO4，B正确。Br与Br都是溴元素，核外电子排布相同，因此得电子能力相同，C错误。30号元素是锌元素，属于第ⅡB族，不是主族元素，D错误。
答案：B
4．根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是( )
元素代号
A
B
C
D
E
原子半径/nm
0.186
0.143
0.089
0.104
0.074
主要化合价
＋1
＋3
＋2
＋6、－2
－2
A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等
B．离子半径大小A＋
E
解析：由表中数据可知，A为钠，B为铝，C为铍，D为硫，E为氧。E2－与B3＋
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的核外电子数都为10，相等，A错误；离子半径大小Na＋H2S，D错误。
答案：B
5．(2019年保定市安新中学月考)A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素，A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性，且碱性B>A，C和D的气态氢化物的稳定性C>D；E是这五种元素中原子半径最小的元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A．A、B、C、D、E B．E、C、D、B、A
C．B、A、D、C、E D．C、D、A、B、E
解析：由A、B的最高价氧化物对应的水化物呈碱性，且碱性B>A，则原子序数A>B；C、D气态氢化物稳定性C>D，则原子序数C>D，E在五种元素中原子半径最小，则E的原子序数最大，故五种元素原子序数由小到大的顺序为BHF，不能推断出元素的非金属性：Cl>F
B．人们可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与其族序数相同
D．短周期元素形成的微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，则离子半径：X2－>Y2＋
解析：A项，非金属性的强弱应根据最高价氧化物对应的水化物的酸性比较，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强于Cl，合理；B项，优良的催化剂及耐高温、耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)大多属于过渡元素，合理；C项，短周期元素正化合价数值与其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4价，不合理；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，离子半径：X2－>Y2＋，合理。
答案：C
7．(2019年益阳高一检测)X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素。其中只有Z是金属，W的单质是黄色晶体，X、Y、W 在周期表中的相对位置关系如图所示。下列说法不正确的是( )
X
Y
W
A.5种元素中，原子半径最大的是Q
B．Y与Z形成的化合物都可以和盐酸反应
C．Z与Q形成的化合物可能是MgCl2
D．W的简单阴离子比Q的简单阴离子还原性强
解析：X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的5种短周期主族元素，由X、Y、W在周期表中的相对位置关系图可得，5种元素涉及2、3两个周期，W的单质是黄色晶体，则W为硫元素，短周期主族元素中原子序数比硫大的只有氯元素，故Q为氯元素，由图可得Y为氧元素、X为碳元素，因为Z是金属元素，故Z为Na、Mg、Al中的一种。A项，同周期元素由左向右原子半径减小，同主族元素由上到下原子半径增大，所以5种元素中原子半径最大的是Z，A错误；B项，Y与Z形成的化合物都是金属氧化物，都可以和盐酸反应，B正确；C项，Z与Q形成的化合物可能是NaCl、MgCl2或AlCl3，C正确；D项，同周期元素原子序数越大非金属性越强，非金属单质氧化性越强，其阴离子还原性越弱，故还原性：S2－>Cl－，D正确。
答案：A
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8．元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增加，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：
(1)X为__________(名称)，Y为__________(元素符号)，Z原子结构示意图为________。
(2)N的最高价氧化物的水化物的化学式为________。
(3)工业上制取单质M的化学方程式为_____________________。
解析：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＋与N－形成的化合物常温下为气体，且X、Y、Z、M、N原子序数增大，N－、Z＋、X＋的半径减小可知：N为Cl、Z为Na、X为H。
答案：(1)氢 O (2)HClO4
(3)SiO2＋2CSi＋2CO↑
能力提升
9．(2019年福州高一检测)铝和铍的性质十分相似，下列关于铍性质的推断正确的是( )
A．铍能与强酸强碱溶液起反应
B．氢氧化铍可溶于氨水
C．氧化铍易溶于水
D．氧化铍的化学式为Be2O3
解析：铝和铍的性质十分相似，Al能与强酸或强碱溶液发生反应，则铍也能与强酸或强碱溶液发生反应，A正确；铝和铍的性质十分相似，氢氧化铝不溶于氨水，则氢氧化铍也不溶于氨水，B错误；氧化铍与氧化铝性质相似，氧化铍难溶于水，C错误；Be的化合价为＋2，氧化物化学式为BeO，D错误。
答案：A
10．R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，下列说法一定正确的是(m、n均为正整数)( )
A．若R(OH)n为强碱，则W(OH)(n＋1)也为强碱
B．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6
C．若HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素
D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素
解析：R、W、X、Y、Z为原子序数依次递增的同一短周期元素，随着原子序数递增，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，若R(OH)n为强碱，W(OH)(n＋1)不一定是强碱，如NaOH为强碱，Mg(OH)2为中强碱，A项错；若Y的最低化合价为－2，Z的最低化合价为－1，则Z的最高正化合价为＋7，B项错；若HnXOm为强酸，Y的非金属性强于X，则Y为活泼非金属元素，C项正确；若X的最高正化合价为＋5，Y、Z为非金属元素，R、W不一定是非金属元素，D项错。
答案：C
11．(2019年辽宁省鞍山一中一模)下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
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A．常压下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．W的氢化物的稳定性比X的氢化物的稳定性高
D．Y元素的非金属性比W元素的非金属性强
解析：由元素在周期表中的位置，可知X为氮，W为磷，Y为硫，Z为Br，R为Ar。A.常温下氮气、氩为气体，磷、硫为固体，而溴为液体，故溴的沸点不是最高的，故A错误；B.Y的阴离子核外有18个电子，与R原子相同，Z的阴离子核外有36个电子，与R的电子层结构不相同，故B错误；C.同主族元素自上而下非金属性减弱，非金属性X＞W，非金属性越强，氢化物越稳定，故氢化物稳定性X＞W，故C错误；D.同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，故非金属性Y＞W，故D正确。
答案：D
12．(2019年海淀模拟)短周期元素X和元素Y，元素X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为(a－b)，L层电子数为(a＋b)，则X、Y两元素形成的化合物可能具有的性质是( )
A．和水反应 B．和硫酸反应
C．和氢氧化钠反应 D．和氯气反应
解析：根据Y原子的L层电子数为a＋b，M层电子数为(a－b)知a＋b＝8，再根据X原子次外层电子数为b，可知b＝2，则a＝6，进而确定X为氧(O)，Y为硅(Si)。两元素形成SiO2，SiO2为酸性氧化物，可与NaOH反应。
答案：C
13．如图是一块独特的手表，用H～Mg 12种元素分别表示1：00～12：00，关于此表的下列说法中不正确的是( )
A．2：00时的时针和12：00时的分针所指元素极难形成化合物
B．7：00时，时针和分针所指元素可能形成相对分子质量为100的化合物
C．8：00时，时针和分针所指元素形成的氧化物属于碱性氧化物
D．3：00时，时针所指元素的金属性比11：00时时针所指元素的金属性强
解析：2：00时时针指向He，12：00时分针指向Mg，He、Mg不能形成化合物，A项正确；7：00时时针和分针所指元素为N、Mg，可形成Mg3N2，其相对分子质量为100，B项正确；8：00时时针和分针所指元素为O、Mg，可形成MgO为碱性氧化物，C项正确；3：00时时针所指元素为Li，11：00时时针所指元素为Na，元素金属性Na>Li，D项不正确。
答案：D
14．依据门捷列夫的元素周期表，人们总结出下面的元素化学性质的变化规律。
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(1)该表中元素化学性质的变化表明________。
A．同周期元素的性质是相似的
B．元素周期表中最右上角的氦元素是非金属性最强的元素
C．ⅠA族元素(H除外)的金属性肯定比同周期的ⅡA族元素的金属性强
(2)据报道，美国科学家制得一种核素X，它属于一种新元素，是116号元素(元素符号暂用X代替)，关于它的推测正确的是________。
A．这种核素的中子数为167
B．它位于元素周期表的第6周期
C．这种元素一定是金属元素
D．这种元素的原子易与氢气化合
解析：(1)
A
×
根据同周期元素性质递变，而同主族元素性质相似判断
B
×
氦是稀有气体，性质比较稳定，氟元素是非金属性最强的元素
C
√
符合同周期元素性质的递变规律
(2)根据原子序数推断元素的位置可知，116号元素比118号元素少两个质子，其中子数＝283－116＝167，该元素应该属于第7周期ⅥA族，根据同主族元素性质的递变规律，该元素一定是金属元素，但不易与氢气化合。
答案：(1)C (2)A、C
探究拓展
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15．门捷列夫在研究周期表时预言了包括“类铝”、“类硅”在内的11种元素。
(1)门捷列夫预言的“类硅”，多年后被德国化学家文克勒发现，命名为锗(Ge)。
①已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物。试比较元素的非金属性Si________Ge(用“＞”或“＜”表示)。
②若锗位于硅的下一周期，写出“锗”在周期表中的位置________。根据锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，预测锗单质的一种用途是________。
③硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是________(填“硅”或“锗”)。
(2)“类铝”在门捷列夫预言4年后，被布瓦博德朗在一种矿石中发现，命名为镓(Ga)。
①由镓的性质推知，镓与铝同主族，且位于铝的下一周期。试从原子结构的角度解释镓与铝性质相似的原因________________。冶炼金属镓通常采用的方法是__________________。
②为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、________和________。
解析：(1)①同主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，已知主族元素锗的最高化合价为＋4价，其最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物，则元素的非金属性Si＞Ge。②锗位于硅的下一周期，则锗在周期表中的位置是第四周期ⅣA族，锗在周期表中处于金属和非金属分界线附近，因此锗可用于作半导体材料。③硅的非金属性强于锗，因此硅和锗单质分别与H2反应时，反应较难进行的是锗。
(2)①由于镓与铝同主族，原子最外层电子数都是3，因此镓与铝性质相似；同主族自上而下元素的金属性逐渐增强，因此镓的金属性强于铝，所以冶炼金属镓通常采用的方法是电解法。②既能与酸反应生成盐和水，又能与碱反应生成盐和水的氢氧化物是两性氢氧化物，为判断Ga(OH)3是否为两性氢氧化物，设计实验时，需要选用的试剂有GaCl3溶液、NaOH溶液和硫酸或盐酸。
答案：(1)①＞ ②第四周期ⅣA族 半导体材料
③锗
(2)①它们原子最外层电子数都是3 电解法
②NaOH溶液 硫酸或盐酸
16．根据周期律对角线规则，金属Be与铝单质及其化合物的性质相似。又如AlCl3熔、沸点较低，易升华，试回答：
(1)比较Be2＋、Li＋、H＋粒子半径的大小：
____________<________<________。
(2)写出BeO与NaOH溶液反应的离子方程式(生成Na2BeO2)：_______________________________________________________。
(3)Be(OH)2、Mg(OH)2可用试剂________鉴别，其离子方程式为______________________________________________________。
解析：解题关键在于分析题目信息，Be与铝的单质及化合物性质相似，说明铝及铝的化合物所具有的性质，Be也同样具有。
答案：(1)H＋ Be2＋ Li＋
(2)BeO＋2OH－===BeO＋H2O
(3)NaOH溶液
Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O
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