2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律2.2元素周期表和元素周期律的应用课时评价含解析新人教版必修2

PAGE11-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10小题,每小题4分,共40分)1.在最古老炼丹著作《周易参同契》中已经有制备硫化汞的记载,2024年前200名零售药品中,含硫药物就达到33个。硫在药物中,对药溶可调性、代谢可控性、分子识别多样性等都发挥着重要的作用。下列说法错误的是 ()A.硫元素位于第三周期ⅥA族B.其氧化物对应的水化物是强酸C.氢化物的稳定性:H2S>H2SeD.氧元素形成的单核阴离子还原性小于硫【解析】选B。硫元素位于第三周期ⅥA族,A正确;SO2对应的H2SO3不是强酸,B错误;非金属性硫大于硒,氢化物的稳定性:H2S>H2Se,C正确;依据同主族性质递变规律知氧元素的非金属性强于硫元素的非金属性,故O2-的还原性小于S2-的还原性,D正确。2.某主族元素R原子的质量数为79,已知R离子含有45个中子和36个电子,下列关于R元素的叙述错误的是 ()A.R元素属于第ⅡA族B.R元素在周期表里处于第四周期C.R元素最高价氧化物对应的水化物分子式为H2RO4D.R元素气态氢化物的分子式为H2R【解析】选A。由题给信息知R的原子序数为79-45=34,为Se元素,位于周期表第四周期ⅥA族,A错误,B正确;Se位于ⅥA族,最高正价为+6,最低负价为-2,C、D正确。3.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2403℃。镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固由此推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2403℃;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4.1875年科学家布瓦博德朗发觉了一种新元素,命名为“镓”,它是门捷列夫预言的元素类铝。Ga(镓)和As(砷)在周期表的位置如图,下列说法不正确的是 ()AlPGaAsA.Ga的原子序数为31B.碱性:Al(OH)3<Ga(OH)3C.简洁离子半径r(Ga3+)>r(As3-)>r(P3-)D.GaAs可制作半导体材料,用于电子工业和通讯领域【解析】选C。铝是13号元素,所以下一周期的Ga原子序数为13+18=31,A正确;元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,金属性:Ga>Al,所以,碱性:Al(OH)3<Ga(OH)3,B正确;电子层数越多半径越大,电子层数相同时核电荷数越大半径越小,所以简洁离子半径r(As3-)>r(Ga3+),C错误;工业上利用Ga与AsH3合成固体半导体材料砷化镓(GaAs),用于电子工业和通讯领域,D正确。【加固训练】X、Y、Z、W均为短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示。若Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,下列说法中正确的是 ()A.原子半径:W>Z>Y>XB.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>XC.四种元素的单质中,Z单质的熔、沸点最低D.W单质能与水反应,生成一种具有漂白性的物质【解析】选D。Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则Y为O,依据四种元素在周期表中的位置推知,X为N,Z为S,W为Cl。原子半径:S>Cl>N>O,A错误;最高价氧化物对应水化物的酸性是HClO4>H2SO4,B错误;四种元素的单质中,Z单质常温下呈固态,其他单质均为气态,C错误;Cl2与水反应生成具有漂白性的HClO,D正确。5.(2024·宝鸡高一检测)X、Y、Z、M、R为五种短周期元素,其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法不正确的是 ()A.R最少有两种氧化物B.M的氢化物常温常压下为气体C.最高价含氧酸的酸性:Z<YD.Y形成的化合物种类最多【解析】选C。依据题图可推知,X为H,Y为C,Z为N,M为S,R为Na。Na的氧化物为Na2O、Na2O2,A正确;S的氢化物为H2S,常温常压下为气体,B正确;非金属性:N>C,故最高价含氧酸的酸性:HNO3>H2CO3,C错误;含碳化合物种类最多,D正确。【加固训练】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 ()XYWA.5种元素中,原子半径最大的是QB.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MgCl2D.W的简洁阴离子比Q的简洁阴离子还原性强【解析】选A。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。5种元素中原子半径最大的是Z,A错误;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;Z与Q形成的化合物可能是NaCl、MgCl2或AlCl3,C正确;还原性:S2->Cl-,D正确。6.X、Y、Z为短周期元素,X、Y处于同一周期,X、Z的最低价离子分别为X2-和Z-,Y+和Z-具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 ()A.原子最外层电子数:X>Y>ZB.X、Z最高价含氧酸的酸性,Z大于XC.离子半径:X2->Y+>Z-D.原子序数:X>Y>Z【解析】选D。依据题中信息可确定X、Y、Z分别为S、Na和F。原子最外层电子数F>S>Na,A错误;F没有正价,B错误;离子半径S2->F->Na+,C错误;原子序数S>Na>F,D正确。7.近年来,我国在超导探讨方面居世界领先地位,铊(Tl)是超导体的组成成分之一,铊位于第6周期ⅢA族。下列对铊的性质推导可能正确的是 ()①铊是易导电的银白色金属②Tl(OH)3是弱碱③Tl3+的氧化实力比Al3+的强④单质能跟稀硝酸反应生成硝酸盐A.①④B.②③C.只有①D.只有④【解析】选A。铊位于第6周期ⅢA族,与Al同族,同主族元素随着原子序数增大,元素原子失电子实力渐渐增加,金属离子的氧化性渐渐减弱,最高价氧化物对应水化物的碱性渐渐增加。故①④正确。8.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是地壳中含量最多的元素,Y原子的最外层有2个电子,Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料,W与X位于同一主族。下列说法正确的是 ()A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)B.由X、W形成的二元化合物不止一种C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W的强D.W的简洁气态氢化物的热稳定性比X的强【解析】选B。“X是地壳中含量最多的元素”,则X为O,“Y原子的最外层有2个电子”,Y的原子序数大于X,则Y为Mg,“Z的单质晶体是应用最广泛的半导体材料”,则Z为Si,“W与X位于同一主族”,则W为S。原子半径:Mg>Si>S>O,A错误;X、W形成的二元化合物有SO2、SO3,B正确;非金属性Si弱于S,则酸性H2SiO3弱于H2SO4,C错误;非金属性S弱于O,则气态氢化物的热稳定性H2S弱于H2O,D错误。9.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、Z最高价氧化物对应的水化物都是强酸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,Y最外层电子数等于X次外层电子数,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为碳元素,Y为镁元素,Z为硅元素。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;因为碳元素的非金属性比硅元素强,所以碳的氢化物的热稳定性大于硅的氢化物,B正确;碳酸、硅酸都是弱酸,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。【加固训练】有四种短周期主族元素分别为X、Y、Z、W。X是地壳中含量最多的元素;Y元素的单质是空气的主要成分之一;Z原子的最外层电子数是其最内层电子数的;W元素的最高正价和最低负价的代数和为0。下列说法正确的是 ()A.原子半径:X<Y<WB.Z的氧化物肯定只有一种C.最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y<WD.X和W两种元素形成的化合物,既能与强酸反应又能与强碱反应【解析】选A。由题给信息可知,X为O,Y为N,Z为Li或Na,W为C或Si。电子层数越多,原子半径越大,同周期元素从左到右原子半径减小,则原子半径X<Y<W,A正确;Z为Na时,氧化物有氧化钠、过氧化钠,B错误;非金属性Y>W,最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>W,C错误;X和W两元素形成的化合物为CO2或SiO2,不能与强酸反应,D错误。10.(2024·淄博高一检测)W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液。下列说法正确的是 ()A.原子半径大小为W<X<Y<ZB.X的氢化物水溶液酸性强于Z的C.Y、W形成的化合物都能与水反应生成W的单质D.标准状况下W的单质状态与X的相同【解析】选D。依据“盐YZW与浓盐酸反应有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含YZW的溶液”可推知YZW为NaClO,由此可推知W为O,Y为Na,Z为Cl,再结合信息元素X和Z同族,可知X为F。原子半径应为F<O<Cl<Na,A错误;氢氟酸为弱酸,而盐酸为强酸,B错误;Na2O与水反应,不能生成氧气,C错误;在标准状况下O2和F2均为气态,D正确。【加固训练】短周期主族元素X、Y、W、Z、R的原子序数依次增大。其中X、Z同主族,Z的单质是制造太阳能电池的常用材料,W3+与Y2-具有相同的核外电子数,R是同周期中原子半径最小的元素。下列说法正确的是 ()A.Y2-的离子半径大于W3+的离子半径B.Y、Z形成的二元化合物为ZY3C.Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性比X的强D.Z的气态简洁氢化物的稳定性比R的强【解析】选A。Z的单质是制造太阳能电池的常用材料,是硅元素,则X、Y、W、R分别是C、O、Al、Cl。W3+与Y2-具有相同的核外电子数,核电荷数越大,离子半径越小,A正确;Y、Z形成的二元化合物为SiO2,B错误;酸性:H2CO3>H2SiO3,C错误;HCl>SiH4,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共30分)11.(16分)六种短周期元素A、B、C、D、E、F,它们的原子序数由A到F依次增大。在周期表中,A的原子半径最小。B元素原子的最外层电子数是内层电子数的两倍,C为地壳中含量最多的元素,D是原子半径最大的短周期主族元素,D单质燃烧时呈现黄色火焰,D的单质在加热条件下与C的单质充分反应,可以得到与E单质颜色相同的淡黄色固态化合物。D与F形成的化合物DF是常用的调味品。试依据以上叙述回答:(1)元素名称:A、B、C、D。

(2)E在元素周期表中的位置:。

(3)F离子的结构示意图:。

(4)A、B组成的最简洁化合物的名称是。

(5)能说明E的非金属性比F的非金属性(填“强”或“弱”)的事实是(举一例)。

【解析】依据“A的原子半径最小”知A为氢,依据“C为地壳中含量最多的元素”知C为氧,B为其次周期元素为碳,依据“D是原子半径最大的短周期主族元素”知D为钠,Na在O2中燃烧生成的Na2O2为淡黄色,所以E为硫,依据“D与F形成的化合物DF是常用的调味品”知DF为NaCl,则F为氯。答案:(1)氢碳氧钠(2)第三周期ⅥA族(3)(4)甲烷(5)弱相同浓度的高氯酸的酸性大于硫酸(合理答案均可)12.(14分)A、B、C、D、E、F、G均为短周期元素,原子序数依次递增。A元素原子核内无中子,B元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,D的氢化物在通常状况下呈液态,E是短周期中金属性最强的元素,F与G位置相邻,G是同周期元素中原子半径最小的主族元素。请回答下列问题:(1)C在元素周期表中的位置为,G的原子结构示意图是。

(2)D与E按原子个数比1∶1形成化合物甲,其化学式为,向甲中滴加足量水时发生反应的化学方程式是

。

(3)E、F、G形成的简洁离子,半径由大到小依次是。(用离子符号表示)

【解析】(1)由题给信息知A为H,B为C,D为O,E为Na,F为S,G为Cl,由B、D可知C为N。(2)Na与O可形成Na2O、Na2O2,Na2O2与H2O反应的化学方程式为2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑。(3)离子半径S2->Cl->Na+。答案:(1)其次周期ⅤA族(2)Na2O22Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑(3)S2->Cl->Na+(20分钟30分)一、选择题(本题3小题,每小题5分,共15分)13.2024年是“国际化学元素周期表年”。1869年门捷列夫把当时已知的元素依据物理、化学性质进行排列,精确预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预料了二者的相对原子质量,部分原始记录如下。下列说法不正确的是 ()A.元素乙的原子序数为32B.推想乙可以用作半导体材料C.元素甲的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Al(OH)3D.元素甲位于元素周期表第四周期第ⅢA族【解析】选C。乙处于第四周期,与Si同主族相邻,ⅣA族处于过渡元素之后,故二者原子序数之差为第四周期容纳元素种数,故乙的原子序数为14+18=32,A正确;Ge处于金属与非金属交界处,可用作半导体材料,B正确;金属性Al<Ga,故元素甲的最高价氧化物对应水化物的碱性强于Al(OH)3,C错误;元素甲位于元素周期表第四周期第ⅢA族,D正确。14.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和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+1B.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。由题中所给的信息可知,a为H,b为O,c为Na,d为S。H与Na可以形成化合物NaH,H的化合价为-1,A错误;O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物,B正确;四种元素原子半径大小依次为Na>S>O>H,C正确;H与S形成化合物H2S,其水溶液呈弱酸性,D正确。【加固训练】W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示,W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成一种盐,由此可知 ()WXYZA.X、Y、Z中最简洁氢化物的稳定性最弱的是YB.Z元素氧化物对应水化物的酸性肯定强于YC.X元素形成的单核阴离子的还原性大于YD.Z元素单质在化学反应中只表现氧化性【解析】选A。依据W的气态氢化物可与其最高价含氧酸反应生成一种盐,则W应为N,结合元素周期表的结构可知X为O、Y为S、Z为Cl。依据元素O、S、Cl的非金属性可知H2O、H2S、HCl中稳定性最弱的是H2S,A正确;没有指明是最高价氧化物的水化物的酸性,无法比较,B错误;依据同主族元素性质递变规律知O的非金属性强于S的非金属性,故O2-的还原性小于S2-的还原性,C错误;Cl2在化学反应中既可以表现氧化性,又可以表现还原性,如Cl2和NaOH的反应,D错误。15.W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期元素。W与X可生成一种红棕色有刺激性气味的气体;Y的周期数是族序数的3倍;Z原子最外层的电子数与W的电子总数相同。下列叙述正确的是 ()A.X与其他三种元素均可形成两种或两种以上的二元化合物B.单质Z具有强氧化性、漂白性C.四种元素的简洁离子具有相同的电子层结构D.W的氧化物对应的水化物均为强酸【解析】选A。W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X生成一种红棕色气体,则W为氮元素,X为氧元素;Y的周期数是族序数的3倍,则Y为钠元素;故Z为第3周期元素,Z的最外层电子数与W(N)的电子总数相同,因此Z为氯元素。氧元素可以与其余元素N、Na、Cl形成多种二元化合物,A正确;氯气不具有漂白作用,B错误;N、O、Na形成的简洁离子的电子层结构相同,均为10电子微粒,而氯元素形成的简洁离子为18电子结构,C错误;N的氧化物对应的水化物有HNO2和HNO3,其中HNO2为弱酸,D错误。二、非选择题(本题包括1小题,共15分)16.原子序数由小到大排列的四种短周期元素X、Y、Z、W的原子序数之和为32,在周期表中X是原子半径最小的元素,Y、Z左右相邻,Z、W位于同主族。M元素与X同主族,与W同周期