2020秋化学新教材人教版必修第一册层级练：4原子结构与元素的性质
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第3课时 原子结构与元素的性质
必备知识基础练
知识点一
碱金属元素的原子结构与性质
1.Li和Na都是第ⅠA族元素，关于这两种元素的原子说法正确的是( )
A．原子半径：Li>Na B．最外层电子数都相同
C．核外电子层数相同 D．核外电子数相同
2．下列说法错误的是( )
A．化合物中碱金属元素的化合价都为＋1
B．碱金属元素原子的次外层电子数都是8
C．碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大
D．碱金属元素都位于周期表的第ⅠA族中
3．具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是( )
A．最外层只有一个电子
B．最外层电子数为次外层电子数的一半
C．M层电子数为K层电子数的
D．最外层电子数是电子层数的3倍
4．下列关于碱金属元素的说法正确的是( )
①原子结构的相同点是最外层电子数相同，都为1
②原子结构的不同点是随核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大
③具有相似的化学性质，都是活泼金属
④都具有强还原性，在化合物中显＋1价
⑤化学性质有差别，从Li到Cs，失电子能力逐渐增强
A．①③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．全部
5．关于碱金属单质的性质叙述正确的是( )
A．熔、沸点随原子序数增加而升高
B．还原性随原子电子层数增加而减弱
C．在空气中加热反应的生成物都是过氧化物
D．与水反应都能生成碱和氢气
6．(多选)下列关于碱金属元素的比较不正确的是( )
A．Na＋比Li多一个电子层
B．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
C．还原性K>Na>Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
D．碱性：LiOH
HCl>HBr>HI
B．稳定性：HFBr2>I2>F2
16．(多选)X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素。下列叙述能说明X的非金属性比Y强的是( )
A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多
B．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来
C．X的单质比Y的单质更容易与氢气反应
D．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
关键能力综合练
一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。
1．下列关于主族元素的说法错误的( )
A．同主族元素随着原子序数的递增，元素的金属性增强
B．同主族元素原子最外层电子数都相同
C．同主族元素随着原子序数的递增，元素单质的熔、沸点逐渐升高
D．同主族元素最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强
2．依据下列说法来判断相应元素的金属性、非金属性强弱，不合理的是( )
A．卤素单质Cl2、Br2、I2的氧化性强弱
B．气态氢化物 NH3、H2O、HF的稳定性
C．碱金属单质 Li、Na、K 与水反应的剧烈程度
D．1 mol Na、Mg、Al 分别与足量盐酸反应时失去电子数的多少
3．下列叙述中，能说明金属a的活泼性肯定比金属b的活泼性强的是( )
A．a原子的最外层电子数比b原子的最外层电子数少
B．a原子的电子层数比b原子的电子层数多
C．1 mol a从酸中置换H＋生成的H2比1 mol b从酸中置换H＋生成的H2多
D．常温下，a能从水中置换出氢，而b不能
4．镭是元素周期表中第七周期第ⅡA族元素，关于其叙述不正确的是( )
A．镭的金属性比钙弱 B．单质能与水反应生成H2
C．镭在化合物中呈＋2价 D．碳酸镭难溶于水
5．X、Y分别代表两种非金属元素，下列不能说明非金属性X比Y强的是( )
A．X的氧化物对应水溶液的酸性比Y的氧化物对应水溶液的酸性强
B．Y－的还原性强于X－
C．X的单质X2能将Y的阴离子Y－氧化为Y2
D．X、Y的单质分别与Fe化合，产物中前者Fe为＋3价，后者Fe为＋2价
二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。
6．下列有关碱金属、卤素原子结构和性质的描述，正确的个数为( )
①随着核电荷数的增加，碱金属单质、卤素单质的熔、沸点依次升高；密度依次增大
②F、Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8
③碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时生成的氧化物形式为R2O
④根据同族元素性质的递变规律推测，At2与H2
化合较难，砹化银也难溶于水
⑤根据Cl、Br、I的非金属性依次减弱，可推出HCl、HBr、HI的酸性依次减弱
⑥碱金属都应保存在煤油中
⑦卤素按F、Cl、Br、I的顺序非金属性逐渐减弱的原因是随着核电荷数的增加，电子层数增多，原子半径增大
⑧碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳
A．2 B．3
C．4 D．5
7．借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是( )
A．已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素，故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B．已知Cs的原子半径比Na的原子半径大，故Cs与水反应不如Na与水反应剧烈
C．已知As是第四周期第ⅤA族的元素，故AsH3的稳定性比NH3的稳定性弱
D．已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多，故Cl的原子半径比F的原子半径大
8．已知钡的活动性介于钠和钾之间，下列叙述正确的是( )
A．钡与水反应不如钠与水反应剧烈
B．钡可以从KCl溶液中置换出钾
C．氧化性：K＋>Ba2＋>Na＋
D．碱性：KOH>Ba(OH)2>NaOH
9．(易错题)有A、B、C、D、E五种金属元素。在相同条件下，B元素的最高价氧化物对应水化物的碱性比A的弱；A、B单质均可以从C盐溶液中置换出C；D单质可以与冷水剧烈反应并放出氢气；A、B、C、E四种单质分别投入盐酸中，只有E不放出氢气。则五种金属元素的金属性由强到弱的顺序为( )
A．D>B>A>C>E B．D>A>B>C>E
C．A>B>C>E>D D．D>E>B>A>C
三、非选择题
10．据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。
已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：
(1)请推测铷(Rb)在元素周期表的第________周期第________族。
(2)关于铷的结构和性质判断正确的是________。
①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收CO2 ④它的阳离子最外层电子数和镁相同 ⑤它是还原剂
A．①③④ B．①③⑤
C．②③⑤ D．②④
(3)氢化铷与水反应可放出氢气，则下列叙述正确的是________。
A．氢化铷溶于水显酸性
B．氢化铷中的氢离子被还原为氢气
C．氢化铷与水反应时，水是还原剂
D．氢化铷中氢离子最外层有两个电子
(4)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气22.4 L，这种碱金属可能是________(填字母)。
A．Li B．Na
C．K D．Cs
学科素养升级练
1．(素养题—证据推理与模型认知)1940年，意大利化学家西格雷发现了第85号元素，它被命名为“砹 (At)”。在希腊文里，砹的意思是“不稳定”。他和美国科学家科里森、麦肯齐用“原子大炮”——回旋加速器加速氦原子核，轰击金属铋209，由此制得了第85号元素——“亚碘”，即是砹。砹(At)是卤族元素中位于碘后面的元素，推测砹和砹的化合物正确的是( )
A．与H2化合的能力：At2>I2
B．砹在常温下是白色固体
C．砹原子的最外层上有7个电子
D．砹易溶于水，难溶于四氯化碳
2．下列有关物质性质的比较正确的是( )
①同主族元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，熔点逐渐降低
②元素的非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越弱
③单质与水反应的剧烈程度：F2>Cl2>Br2>I2
④元素非金属性越强，对应气态氢化物水溶液的酸性越强
⑤还原性：S2－>Se2－
⑥碱性：NaOH>Mg(OH)2
A．①③ B．②④
C．③⑥ D．⑤⑥
3．类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用，但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是( )
A．由“Cl2＋H2OHCl＋HClO”反应可推出“F2＋H2OHF＋HFO”反应也能发生
B．HCl的水溶液酸性很强，推出HF的水溶液酸性也很强
C．由“2Fe＋3Cl2===2FeCl3”反应可推出“2Fe＋3I2===2FeI3”反应也能发生
D．Na、K在周期表中属于同一主族，化学性质相似，Na常温下与水剧烈反应，故K常温下也能与水剧烈反应
4．某同学在做同主族元素性质递变规律的实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。现在请你帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的：探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品：
仪器：________；________。(请填写两件主要的玻璃仪器)
药品：氯水、溴水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、四氯化碳。
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)：
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制的氯水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，呈________色
②
向盛有少量碘化钾溶液的试管中滴加少量溴水，振荡，再注入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，下层呈________色
(4)实验结论：________________________________________________________________________。
(5)问题和讨论：
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为
________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
②由于F2过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举事实说明氟的非金属性比氯强________。
第3课时 原子结构与元素的性质
必备知识基础练
1．解析：Na的原子半径大于Li的，A错误；Li和Na都是第Ⅰ
A族元素，原子核外最外层电子数都为1，B正确；Li原子核外有2个电子层，Na原子核外有3个电子层，因此电子层数不同，C错误；Li原子核外有3个电子，Na原子核外有11个电子，核外电子数不同，D错误。
答案：B
2．解析：碱金属元素的原子最外层只有1个电子，因此在化合物中的化合价均为＋1价，A正确；Li原子的次外层电子数为2，B错误；核电荷数越大电子层数越多，原子半径越大，C正确；碱金属元素原子最外层均只有一个电子，因此都位于周期表的第ⅠA族中，D正确。
答案：B
3．解析：原子的最外层只有一个电子的元素，除碱金属元素以外，还可能是H元素，也可能是Cr、Cu等少数过渡元素，A错误；原子的最外层电子数为次外层电子数的一半，可以是Li、Si元素，B错误；原子的M层电子数为K层电子数的，只能是Na元素，C正确；原子的最外层电子数是电子层数的3倍，只能是O元素，D错误。
答案：C
4．解析：碱金属元素原子的最外层只有一个电子，都易失去一个电子，单质具有强还原性，在化合物中显＋1价，①③④正确；碱金属元素从Li到Cs，原子半径逐渐增大，原子核对核外电子的束缚力逐渐减弱，失电子能力逐渐增强，②⑤正确。
答案：D
5．解析：随核电荷数的增大，碱金属单质的熔、沸点逐渐降低，还原性逐渐增强，A、B错误；碱金属单质在空气中加热反应的生成物是有区别的：Li生成Li2O；Na生成Na2O2，C错误；碱金属单质都能与水反应生成碱和氢气，D正确。
答案：D
6．解析：Li、Na＋的原子结构示意图分别为、，A错误；锂的活泼性比钠弱，与水反应不如钠剧烈，B正确；还原性K>Na>Li，但K不能从NaCl溶液中置换出Na，而是先与H2O反应，C错误；从Li到Cs，碱金属元素的金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性依次增强，即碱性LiOHHBr>HCl>HF；B项应为HF>HCl>HBr>HI；D项应为F2>Cl2>Br2>I2。
答案：C
16．解析：因X、Y是元素周期表ⅦA族中的元素，若X的电子层数少，则说明X比Y的非金属性强，A错误；Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来，说明Y比X更活泼，B错误；X的单质比Y的单质更容易与氢气反应，说明X2与H2化合更容易，则非金属性：X>Y，C正确；卤族元素氢化物越稳定，其非金属性越强，D正确。
答案：CD
关键能力综合练
1．解析：同主族元素随着原子序数的递增，电子层数逐渐增多，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱，即元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，酸性逐渐减弱，A、D正确；同主族元素原子最外层电子数都相同，B正确；对于同主族的金属元素，单质的熔、沸点从上到下逐渐降低，对于同主族的非金属元素，单质的熔、沸点从上到下逐渐升高，C错误。
答案：C
2．解析：卤族元素中，单质氧化性越弱，对应元素的非金属性越弱，可根据 Cl2、Br2、I2的氧化性强弱判断卤素的非金属性强弱，A正确；气态氢化物NH3、H2O、HF的稳定性越强，非金属性越强，可根据气态氢化物稳定性判断元素非金属性，B正确；金属单质与水反应越剧烈，对应元素金属性越强，可根据碱金属单质 Li、Na、K 与水反应的剧烈程度判断元素金属性强弱，C正确；金属性强弱与失去电子的能力有关，与失去电子数目无关，不能根据1 mol Na、Mg、Al 分别与足量盐酸反应时失电子数的多少判断金属性强弱，D错误。
答案：D
3．解析：常温下，a能从水中置换出氢，而b不能，说明a更容易失去电子，则a的活泼性肯定比b的活泼性强。
答案：D
4．解析：镭是元素周期表中第七周期ⅡA族元素，与Mg、Ca等金属位于同一主族，性质相似，则同主族元素从上到下金属性逐渐增强，因此镭的金属性比钙强，A错误；钙能和水反应生成氢气，镭的金属性强于钙，因此也能与水发生反应生成氢气，B正确；第ⅡA族元素最外层有2个电子，化合价为＋2价，C正确；同主族元素对应的单质或化合物的性质具有相似性，根据碳酸镁、碳酸钙难溶于水可知，碳酸镭难溶于水，D正确。
答案：A
5．解析：
元素非金属性强弱可由其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱来判断，没有指明是否是最高价氧化物时，无法判断两者的非金属性强弱，A符合题意；元素非金属性越弱，对应离子的还原性越强，B不符合题意；X的单质X2能与Y的阴离子Y－发生以强制弱的置换反应生成Y2，说明X比Y的非金属性强，C不符合题意；X、Y的单质分别氧化同一种金属，产物中金属元素的价态越高，说明单质的氧化性越强，说明X比Y的非金属性强，D不符合题意。
答案：A
6．解析：碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，碱金属单质的密度随着原子序数的递增呈增大趋势；卤素单质的熔、沸点随着原子序数的递增而升高，密度随着原子序数递增而增大，①错误；F是9号元素，原子次外层电子数为2，最外层电子数为7，Cl、Br、I的最外层电子数都是7，次外层电子数分别是8、18、18，②错误；碱金属单质的金属性很强，均易与氧气发生反应，加热时，锂生成氧化锂，钠生成过氧化钠，③错误；砹的原子序数大于碘，根据同族元素性质的递变规律可以推测，At2与氢气化合较难，砹化银也难溶于水，④正确；元素的非金属性强弱与其对应氢化物溶液的酸性强弱无关，因此由Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱，无法推出HCl、HBr、HI的酸性强弱，⑤错误；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，应该保存在石蜡中，⑥错误；F、Cl、Br、I位于同一主族，原子序数逐渐增大，电子层数增多，原子半径增大，原子核对最外层电子的吸引力减小，得电子的能力逐渐降低，故非金属性逐渐减弱，⑦正确；氧化铯是活泼金属氧化物，易和二氧化碳发生反应，所以碳酸铯不易发生分解反应生成氧化铯和二氧化碳，⑧正确。
答案：B
7．解析：由碱金属元素和卤族元素的递变性可知，同主族元素从上到下金属性递增，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，金属活动性增强， A、B错误；同主族元素随核电荷数增大，非金属性递减，原子半径递增， 非金属气态氢化物稳定性减弱， C、D正确。
答案：CD
8．解析：由于钡的活动性比钠强，故钡与水反应比钠与水反应更剧烈，A错误；钡的活动性比钾弱，且钡会先与水发生反应，故不能置换出钾，B错误；由于金属性：K>Ba>Na，故氧化性Na＋>Ba2＋>K＋，C错误；元素的金属性越强，其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，则碱性KOH>Ba(OH)2>NaOH，D正确。
答案：D
9．解析：
元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性就越强，即金属性：A>B；根据置换反应的特点，可得金属性：A>C、B>C，且可推知A、B均不与水反应；D与冷水发生剧烈反应，说明D的金属性最强；E不能和盐酸反应，另外几种可以，说明E的金属性最弱，因此金属性由强到弱的顺序：D>A>B>C>E。
答案：B
10．解析：(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期ⅠA族。(2)根据同主族元素的性质的相似性和递变性可知①③⑤正确。(3)氢化铷与水反应为2Rb＋2H2O===2RbOH＋H2↑，生成碱RbOH，溶液显碱性，A错误；水中氢元素的化合价由＋1价降低为0价，水作氧化剂，而RbH中的氢元素的化合价由－1价升高为0价，RbH作还原剂，B、C错误；H－核外有两个电子，D正确。(4)设该合金的平均相对原子质量为M，则根据得失电子守恒得×1＝×2，M＝25，因Mr(Rb)>25，则另一种碱金属的相对原子质量应小于25，可能为Li或Na。
答案：(1)五 ⅠA (2)B (3)D (4)AB
学科素养升级练
1．解析：从F到At，元素的非金属性减弱，与H2化合的能力逐渐减弱，A错误；从F到At，单质的颜色逐渐加深。I2是紫黑色固体，故砹在常温下不可能是白色固体，B错误；卤素原子的最外层上有7个电子，C正确；由I2微溶于水、易溶于四氯化碳，可推知砹不可能易溶于水、难溶于四氯化碳，D错误。
答案：C
2．解析：同主族非金属元素从上到下，单质的氧化性逐渐减弱，熔点逐渐升高，①错误；元素的非金属性越强，气态氢化物的热稳定性越强，②错误；元素的非金属性越强，其单质与水反应越剧烈，③正确；元素的非金属性越强，其气态氢化物水溶液的酸性不一定越强，例如非金属性：F>Cl，而酸性：HF
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