高中化学必修第一册 第4章 第2节 第1课时

(建议用时：40分钟)考点题号基础过关能力提升1.元素周期表中元素性质的变化及规律1,3,4,812,13,14，15,162.微粒半径大小的比较2,5,73.综合应用6,9,10,111．下列单质能与盐酸反应且反应最慢的是()A．Al B．MgC．K D．I2答案A解析元素的金属性越弱，其单质与酸反应时反应越慢。单质碘与盐酸不反应，铝的金属性比镁、钾都弱，A项正确。2．已知N、O、Si、S四种元素原子的半径数据如表：原子NSOSi半径/pm7010466117根据以上数据，试估计磷原子的半径可能是()A．80pm B．110pmC．120pm D．70pm答案B解析同周期元素随原子序数的增大，原子半径减小，同主族元素自上而下原子半径增大，故原子半径：S<P<Si，则P原子半径可能为110pm。3．下列各组元素中，按最高正价递增的顺序排列的是()A．C、N、O、F B．K、Mg、C、SC．H、He、Li、Be D．P、S、Cl、Ar答案B解析根据元素的最高正价在数值上一般等于其最外层电子数及特殊元素的化合价来分析各选项。A项，C为＋4价，N为＋5价，O、F无最高正价；B项，K为＋1价，Mg为＋2价，C为＋4价，S为＋6价；C项，H为＋1价，He无最高正价，Li为＋1价，Be为＋2价；D项，P为＋5价，S为＋6价，Cl为＋7价，Ar无最高正价。4．元素周期表是学习和研究化学的重要工具。短周期元素甲～戊在元素周期表中的位置如图所示，下列判断正确的是()甲乙丙丁戊A.原子半径：甲>丁B．原子核外电子层数：乙<丁C．原子核外最外层电子数：丙>丁>戊D．元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：丁>戊答案B解析短周期的五种元素分别位于第二、第三周期，具体元素无法确定。根据元素周期律可知原子半径：甲<丁，A项错误；原子核外电子层数：乙<丁，B项正确；原子核外最外层电子数：丙>戊>丁，C项错误；元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性：丁<戊，D项错误。5．下列粒子半径大小比较正确的是()A．Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－B．S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C．Na＜Mg＜Al＜SD．Cs<Rb<K<Na答案B解析4种离子电子层结构相同，随着核电荷数增多，离子半径依次减小，“序小径大”，即Al3＋<Mg2＋<Na＋<O2－，A项错误；Na、Mg、Al、S的原子半径依次减小，C项错误；Na、K、Rb、Cs同属于第ⅠA族，其原子半径从上到下依次增大，D项错误。6．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是()A．同周期元素中X的金属性最强B．原子半径X＞Y，离子半径X＋＞Z2－C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强答案B解析X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构，可推Z在X、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，平均原子序数为12，则X为Na、Z为O，进而可知Y为Cl。由同周期元素从左到右金属性逐渐减弱可知同周期元素中X的金属性最强，A项正确；具有相同的核外电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：Z2－>X＋，B项错误；Z是同族中非金属性最强的元素，所以Z的氢化物稳定性最高，C项正确；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性逐渐增强，D项正确。7．下列粒子半径大小比较正确的是()A．原子半径：F＞ClB．原子半径：钠＞硫＞氯C．离子半径：S2－＜Cl－＜K＋＜Ca2＋D．第三周期元素的离子半径从左到右逐渐减小答案B解析A项，F、Cl同主族，原子半径：F<Cl，错误；B项，Na、S、Cl同周期，原子半径Na>S>Cl，正确；C项，具有相同的核外电子层结构的离子，核电荷数越大，离子半径越小，S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，错误；D项，第三周期元素的阳离子半径从左到右逐渐减小，阴离子半径从左到右逐渐减小，但阴离子半径大于阳离子半径，错误。8．下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是()A．酸性：H2SO4>H3PO4B．非金属性：Cl>BrC．碱性：NaOH>Mg(OH)2D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3答案D解析A项，硫的非金属性强于磷，故最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2SO4>H3PO4;B项，氯和溴位于同一主族，非金属性：Cl>Br；C项，钠和镁位于同一周期，钠的金属性强于镁，故碱性：NaOH>Mg(OH)2；D项，Na2CO3的热稳定性强于NaHCO3，二者的热稳定性与元素周期律无关。9．现有短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是电子层数的2倍，Z是金属元素，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物，Z与T形成化学式为Z2T的化合物，五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列推断正确的是()A．原子半径和离子半径均满足：Y＜ZB．最高价氧化物对应的水化物的酸性：T＜RC．简单氢化物的稳定性：Y>TD．由X、Y、Z、T四种元素组成的化合物的水溶液一定呈中性答案C解析R原子最外层电子数是电子层数的2倍，则R可能为C或S，由图示原子半径与原子序数关系可知R应为C；Z是金属元素，Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型化合物，即为Na2O、Na2O2，则Y为O，Z为Na；Z与T可形成Z2T，则T为S；由图示知X的原子半径最小，原子序数最小，则X为H。Na＋的半径小于O2－，A项错误；H2SO4的酸性强于H2CO3，B项错误；由X、Y、Z、T四种元素组成的化合物可以是NaHSO4或NaHSO3，水溶液均呈酸性，D项错误。10．如图分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(X为核电荷数，Y为元素的有关性质)。据图回答下列问题：(1)表示第ⅣA族元素的最外层电子数变化规律的是(填字母序号，下同)。(2)表示第三周期主族元素的最高正化合价变化规律的是____。(3)表示O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋的离子半径变化规律的是______________。(4)表示碱金属单质密度的变化规律的是____。(5)表示卤族元素单质熔点的变化规律的是____。解析(1)第ⅣA族元素的最外层电子数相等，都是4，故选B项。(2)第三周期主族元素的最高正化合价从＋1逐渐升高到＋7，故选C项。(3)O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是具有相同电子层结构的离子，其核电荷数越大，离子半径越小，故选A项。(4)碱金属单质的密度随核电荷数的增大而有增大趋势，但K反常，故选D项。(5)卤族元素单质的熔点随核电荷数的增大而升高，故选C项。答案(1)B(2)C(3)A(4)D(5)C11．根据元素周期表1～20号元素的性质和递变规律，回答下列问题：(1)属于金属元素的有____种，金属性最强的元素与氧气反应生成的化合物为__________________(填两种化合物的化学式)。(2)正化合价最高的元素是________(填元素符号)，其最高正化合价为____。(3)单质既能与HCl反应，又能与NaOH反应的是__(填元素符号)，其最高价氧化物对应的水化物具有____(填“酸性”“碱性”或“两性”)。(4)第三周期中，原子半径最大的是(稀有气体元素除外)____(填元素符号)。(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性__大于__(填化学式)。解析(1)前20号元素中，属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是K，K与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2。(2)正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为＋7。(3)既能与HCl反应又能与NaOH反应的单质是铝，其最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，具有两性。(4)同一周期，从左到右，原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外)，故第三周期中，原子半径最大的是Na。(5)非金属性：N＞P＞Si，故NH3的稳定性大于SiH4的稳定性。答案(1)7K2O、K2O2(KO2也可以)(2)Cl＋7(3)Al两性(4)Na(5)NH3SiH412．有Wn＋、Xm＋、Ym－、Zn－四种短周期元素的离子(m＞n)，且W、X、Y、Z四种原子的M电子层上的电子数均为奇数。下列说法中正确的是()A．Wn＋、Xm＋、Ym－、Zn－的离子半径依次减小B．Y、Z的气态氢化物的热稳定性：YHm＞HnZC．W、X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物都是强电解质D．W、X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强答案D解析M电子层上的电子数均为奇数的短周期元素的原子有Na、Al、P、Cl，对应离子为Na＋、Al3＋、P3－、Cl－，又知m＞n，所以W为Na，X为Al，Y为P，Z为Cl，离子半径按Ym－、Zn－、Wn＋、Xm＋的顺序减小，A项错误；热稳定性HnZ＞YHm，B项错误；X、Y的最高价氧化物对应的水化物是弱电解质，C项错误；W、X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，D项正确。13．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与化合价的关系如图所示。下列说法错误的是()A．Q位于第三周期第ⅠA族B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱C．简单离子半径：M－＞Q＋＞R2＋D．Z与M的最高价氧化物对应的水化物均为强酸答案C解析依题可知：X为H元素，Y为O元素，Z为N元素，M为Cl元素，Q为Na元素，R为Ca元素。Ca2＋的半径大于Na＋，C项错误。14．如图为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在图中的位置，用化学用语回答下列问题：(1)⑦的元素符号为____________。(2)请画出⑨的原子结构示意图________________________________________________________________________。(3)②③④⑤原子的半径从大到小的顺序是________(用元素符号表示)。(4)⑥与⑦两种元素金属性强弱顺序为⑥______⑦(填“＞”“＜”或“＝”)。(5)请写出⑧元素最高价氧化物的化学式：____。⑥的最高价氧化物对应的水化物与⑦的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式：_________________________________________________________________________。解析根据元素在周期表中的位置知，①②③④⑤⑥⑦⑧⑨所代表的元素分别是H、C、N、O、F、Na、Al、S、Cl。(3)同一周期元素，原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径大小顺序是C＞N＞O＞F。(4)同一周期元素，元素的金属性随着原子序数的增大而减弱，金属性⑥＞⑦。(5)⑧元素最高价氧化物为SO3。⑥的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，⑦的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3，二者反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O。答案(1)Al(2)(3)C＞N＞O＞F(4)＞(5)SO3Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O15．A、B、C、D、E、F、G是七种常见的短周期元素，其原子序数依次增大，请根据所给信息填写表中空白，并回答下列问题：编号基本信息解决的问题①其中两种元素的原子核外电子层数与最外层电子数之比分别为1∶3、3∶1这两种元素是________(填元素符号，下同)、____②其中一种元素的氧化物与强酸、强碱均能反应；另一种元素是短周期主族非金属元素，其最外层电子数是次外层电子数的一半这两种元素分别是、③G能与A、E分别形成原子个数比均为4∶1的分子X、YX的分子式为，E在周期表中的位置是____________(1)仅由表中信息还不能确定的元素是____(填字母序号)，若要确定其是何种元素，还需要的条件是____(填序号)。a．单质能与氧气反应b．最高价氧化物对应的水化物是强酸c．单质在常温下为固体d．简单氢化物的稳定性比E的简单氢化物强(2)基本信息②中，第一种元素的氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为____________________________。(3)上述某两种元素间可形成原子个数比为1∶1及1∶2的两种能与水反应的常见化合物，写出前者与H2O反应的离子方程式：________________________________。解析短周期元素中电子层数与最外层电子数之比为1∶3的元素是氧，为3∶1的元素是钠。短周期元素中氧化物与强酸、强碱均能反应的是Al，最外层电子数是次外层电子数一半的短周期主族非金属元素是Si。由③中化合物的原子个数比及原子序数关系可知，A是碳，E是硅，G是氯。进一步可推知D是铝，C是钠，B是氧，F是磷或硫。硫、磷单质在常温下均为固体，均能与氧气反应且简单氢化物的稳定性均比SiH4强，但硫的最高价氧化物对应的水化物是强酸而磷的不是，b项正确。钠与氧能形成符合条件的两种常见化合物Na2O2、Na2O。答案①ONa②AlSi③CCl4第三周期第ⅣA族(1)Fb(2)Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O(3)2Na2O2＋2H2O=4OH－＋4Na＋＋O2↑16．(双选)下列叙述及推理正确的是()A．金属性：Sn＞Ge，故碱性：Sn(OH)4＞Ge(OH)4B．非金属性：O＞N，故O2比N2更容易与H2化合C．非金属性：S＞As，故后者的气态氢化物稳定性更强D．非金属性：F>Cl，故将F2通入NaCl溶液中发生的反应为F2＋2Cl－=Cl