化学必修第1册第4章 第2节 第1课时

第四章第二节第1课时A组·基础达标1．下列说法正确的是()A．原子序数越大，原子半径一定越大B．电子层数多的原子半径一定比电子层数少的原子半径大C．元素性质的周期性变化不是元素性质的简单重复D．按C、N、O、F的顺序，元素的最高正化合价依次升高【答案】C【解析】原子半径随原子序数的递增呈周期性变化，A错误；氯原子比锂原子多一个电子层，但原子半径r(Li)>r(Cl)，B错误；元素性质的周期性变化不是简单的重复变化，变化的程度不同，变化的起点和终点也不同，C正确；氟是最活泼的非金属元素，它只有负价，没有正价；氧的非金属性也很强，中学阶段一般只讲负价，D错误。2．依据元素周期表及元素周期律，下列推断正确的是()A．H3BO3的酸性比H2CO3的强B．Mg(OH)2的碱性比Be(OH)2的强C．HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强D．若M＋和R2－的核外电子层结构相同，则原子序数：R>M【答案】B【解析】B元素、C元素同周期，B元素在C元素左边，故硼酸酸性弱于碳酸，A错误；Mg、Be同主族，镁在下方，Mg(OH)2的碱性更强些，B正确；同主族元素从上到下，其氢化物的热稳定性依次减弱，C错误；阴、阳离子电子层结构相同时，阴离子对应的元素在阳离子对应元素的上一周期，原子序数小些，D错误。3．下列变化不可能通过一步实验直接完成的是()A．Al(OH)3→Al2O3 B．Al2O3→Al(OH)3C．Al→AlOeq\o\al(－,2) D．Al3＋→Al(OH)3【答案】B【解析】2Al(OH)3eq\o(=,\s\up7(△))Al2O3＋3H2O，A正确；2Al＋2NaOH＋2H2O=2NaAlO2＋3H2↑，C正确；Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)，D正确。4．已知下列原子的半径：原子NSOSi半径r/(10－10m)0.751.020.741.17根据以上数据，磷原子的半径可能是()A．1.10×10－10m B．0.80×10－10mC．1.20×10－10m D．0.70×10－10m【答案】A【解析】N、S、O、Si、P在元素周期表中的相对位置如图：NOSiPS根据元素周期律可得，原子半径r(Si)>r(P)>r(S)，故磷原子的半径可能是1.10×10－10m。5．元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为()A．Al B．PC．Ar D．K【答案】D【解析】铝离子与钙离子的核外电子排布不同，A错误；磷元素形成的离子半径大于负二价硫离子的半径，B错误；氩原子与钙离子的核外电子排布相同，C错误；钾离子与钙离子的核外电子排布相同，且其半径小于负二价硫离子的半径，D正确。6．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下表所示，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】B7．下列说法正确的是()A．金属性：Na<Mg<AlB．酸性：H3PO4<H2SO4<HClO4C．碱性：NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3D．热稳定：HCl<HBr<HI【答案】B8．下列排列顺序不正确的是()A．原子半径：钠>硫>氯B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：HClO4>HBrO4>HIO4C．最高正化合价：氯>硫>磷D．热稳定性：磷化氢>硫化氢>氯化氢【答案】D9．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化合生成的化合物为________________(填两种化合物的化学式)。(2)正化合价最高的元素是________，其最高正化合价为________。(3)既能与盐酸反应，又能与NaOH溶液反应的单质是________，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)__________。(5)推测Si、N最简单氢化物的稳定性________大于________(填化学式)。【答案】(1)7K2O、K2O2(KO2也可以)(2)氯(或Cl)＋7价(3)Al两性(4)Na(5)NH3SiH4【解析】(1)属于金属元素的共有7种，其中金属性最强的元素是钾，钾与氧气反应生成的化合物有K2O、K2O2、KO2等。(2)正化合价最高的元素是Cl，其最高正化合价为＋7价。(3)既能与盐酸反应又能与NaOH溶液反应的单质是铝，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，原子半径逐渐减小，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。10．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题。周期族ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二⑥⑩三①③⑤⑦⑨四②④⑧(1)①③⑤中，最高价氧化物对应的水化物的碱性最强的是______________(填化学式)。(2)②③④中，形成的简单离子半径由大到小的顺序是________________________。(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物化学式分别为________和________。①和⑧两元素形成化合物的化学式为________，该化合物的溶液与元素⑦的单质反应的离子方程式为________________________________________。(4)⑦⑧⑩三种元素形成的气态氢化物最稳定的是________，三者非金属性强弱顺序为______________________________________________________________(用元素符号表示)。【答案】(1)NaOH(2)r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)(3)NaOHHBrO4NaBrCl2＋2Br－=Br2＋2Cl－(4)HFF＞Cl＞Br【解析】(1)同周期元素从左至右，金属性逐渐减弱，其最高价氧化物对应的水化物的碱性减弱。(2)②③④中，形成的简单阳离子分别为K＋、Mg2＋、Ca2＋，其离子半径大小顺序为r(K＋)＞r(Ca2＋)＞r(Mg2＋)。(3)①和⑧的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH和HBrO4。①和⑧两元素形成化合物的化学式为NaBr，Cl2与NaBr溶液反应的离子方程式为Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－。(4)⑦⑧⑩分别为Cl、Br、F，三者非金属性强弱顺序为F＞Cl＞Br，三种元素形成的气态氢化物最稳定的是HF。B组·能力提升11．某元素R最高价氧化物化学式为RO2，R的气态氢化物中氢的质量分数为25%，此元素是()A．C B．NC．Si D．S【答案】A【解析】R的最高价是＋4价，属于第ⅣA族元素，其氢化物为RH4或H4R，设R的相对原子质量是a，eq\f(4,a＋4)×100%＝25%，解得：a＝12，R为C元素。12．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HnXOm为强酸，则Y是活泼非金属元素C．若Y的最低化合价为－2，则Z的最高正化合价为＋6D．若X的最高正化合价为＋5，则五种元素都是非金属元素【答案】B【解析】短周期元素中，除第ⅠA族外不存在其他可形成强碱的元素，A错误；HnXOm是强酸，说明X是活泼非金属，而Y和X在同一周期且位于X的右边，Y的非金属性比X的更强，B正确；当Y为氧时，Z为氟，氟没有正价，当Y为硫时，Z为氯，氯的最高正价为＋7，C错误；当为第三周期时，X为磷，R为铝，铝是金属元素，D错误。13．已知X是某金属单质，X、A、B、C含同一种元素，可发生如下转化：(1)写出下列物质的化学式：X_______，A_______，B________，C________。(2)写出以下反应的离子方程式：②______________________________________________________________。④______________________________________________________________。【答案】(1)AlAl2O3NaAlO2AlCl3(2)2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(－,2)＋3H2↑Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O【解析】X可和酸、碱反应且其为金属单质，则X为Al。14．六种短周期元素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的单质在高温下与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。试根据以上叙述回答：(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组成的最简单化合物的名称是________________________________________。(5)C、D按原子个数比1∶1组成的一种化合物与水发生反应的化学方程式为______________________________________。(6)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)。【答案】(1)氢碳氧钠(2)第三周期第ⅥA族(3)(4)甲烷(5)2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑(6)弱氯气能从硫化钠溶液中置换出硫(合理答案均可)15．X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是＋7价。回答下列问题：(1)元素X原子结构示意图为________________。(2)元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。(3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子(三原子核)；该阴离子的电子总数是________，与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是______________________________________(填化学符号)。(4)ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，反应的化学方程式为______________________________________。(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是________(用酸的分子式表示)。【答案】(1)(2)eq\o\al(14,)6C(3)10NHeq\o\al(＋,4)、NH3(4)NCl3＋4H2O=3HClO＋NH3·H2O(5)H2CO3【解析】由题意得：X为硫、Y为碳、Z为氮、W为氯。(2)碳的放射性同位素eq\o\al(14,6)C可用于考古。(3)氮元素与氢元素形成－1价阴离子(三原子核)，由于氮元素显－3价，氢显＋1价，因此该阴离子为NHeq\o\al(－,2)，其电子总数是10，与该离子电子总数相等的还有NH3、NHeq\o\al(＋,4)。(4)NCl3与H2O反应生成物中有碱，只能是NH3·H2O，N为－3价，Cl为＋1价，酸应为HClO。(5)H2CO3、HNO3、H2SO4、HClO4中化学性质明显不同于其他三种酸的是H2CO3，H2CO3为弱酸。综合素养测评(时间：90分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)1．[2023·山东滨州高一检测]我国航天器“天问一号”已于2021年2月到达火星，实现中国在深空探测领域的技术跨越。此次探测由核素eq\o\al(\s\up1(247),\s\do1())96Cm提供能量。下列说法错误的是()A．eq\o\al(\s\up1(247),\s\do1())96Cm原子核内中子数与核外电子数之差为55B．eq\o\al(\s\up1(244),\s\do1())96Cm、eq\o\al(\s\up1(247),\s\do1())96Cm、eq\o\al(\s\up1(248),\s\do1())96Cm互为同位素C．已知Cm属于过渡元素，推测其可用作半导体材料D．在元素周期表中，第3纵列至第12纵列均为金属元素2．下列有关化学用语表示正确的是()A．原子核内含有77个质子、115个中子的铱(Ir)原子：eq\o\al(\s\up1(115),\s\do1(77))IrB．CO2的电子式是C．次氯酸的结构式为H—Cl—OD．eq\o\al(\s\up1(18),\s\do1())8O2－离子结构示意图eq\a\vs4\al\co1()3．原子核外任意电子层上所容纳电子的最大数目为2n2。下列叙述不正确的是()A．n只能取1时，对应的元素最多有2种B．n＝3时，该电子层上的电子数一定是18C．n＝3时，该电子层上的电子数可能是6D．n只能取2时，有关原子的核外有2个电子离原子核最近、能量最低4．元素周期表是一座开放的“元素大厦”，“元素大厦”尚未客满。若发现119号元素，请在“元素大厦”中安排好它的“房间”()A．第七周期0族B．第六周期第ⅡA族C．第八周期第ⅠA族D．第七周期第ⅦA族5．下列说法中正确的是()A．非金属元素呈现的最高化合价不超过元素原子的最外层电子数B．非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C．最外层有2个电子的原子都是金属原子D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子6．a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、c同周期，c、d同主族。a的原子结构示意图为eq\a\vs4\al()，b与d形成的化合物的电子式为，则下列叙述中正确的是()A．原子序数：a>b>cB．d单质最活泼C．原子半径：a>c>dD．最高价氧化物对应的水化物的酸性：d>a>c7．右图中，a、b、c、d、e为元素周期表中前四周期的一部分元素，下列有关叙述正确的是()A.元素b位于ⅥA族，有＋6价、－2价两种常见化合价B．五种元素中，元素e的性质最稳定C．元素c和d的最高价氧化物对应水化物的酸性：c>dD．元素c和e的气态氢化物的稳定性：c>e8．如表所示的五种元素中，W、X、Y、Z为短周期元素，这四种元素的原子最外层电子数之和为22。下列说法错误的是()XYWZTA.X、Y、Z三种元素最低价氢化物的沸点依次升高B．物质W3X4中，每个原子最外层均达到8电子稳定结构C．X、Y和氢三种元素形成的化合物中可能既有离子键又有共价键D．T元素的单质具有半导体的特性，T与Z元素可形成化合物TZ49.X、Y、Z、M、Q、R为短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是()A．R不能把Q从其盐溶液中置换出来B．X、R形成的化合物中，X呈－1价C．热稳定性：ZX3<YX4D．氯气可以与X2M反应生成M单质10．恒星都是一个稳定的、炽热的气体球，其内部都存在核反应产生能量。某恒星内部发生的一种核反应为eq\o\al(\s\up1(2z＋1),\s\do1(z))X＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(w),\s\do1(p))Y＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H，X、Y为短周期元素，X的周期数是族序数的3倍。下列说法正确的是()A．eq\o\al(\s\up1(w),\s\do1(p))Y的质量数为26B．X、Y的简单离子的电子层结构不同C．X、Y的氧化物均只含离子键D．X、Y的最高价氧化物对应的水化物之间可发生反应11．北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60，实验测知该物质属于离子化合物，具有良好的超导性。下列有关分析正确的是()A．K3C60中只有离子键B．K3C60只含极性共价键C．该晶体在熔融状态下能导电D．1molK3C60中含有离子数目为63NA12．科学家合成出了一种新化合物(如图所示)，其中M、W、T、L为同一短周期元素，L核外最外层电子数是W核外电子数的一半，下列叙述正确的是()A.化合物ML属于离子化合物，也属于弱电解质B．该新化合物中T满足8电子稳定结构C．W的最高价氧化物可以与水反应生成弱酸D．元素非金属性的顺序为W>T>L13．下列说法正确的是()A．MgF2晶体中既存在离子键又存在共价键B．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H＋和Cl－C．某化合物在熔融状态时能导电，则该物质中不一定含有离子键D．CO2溶于水生成碳酸的过程中没有破坏共价键14.有五种短周期元素X、Y、Z、M、W的原子序数与其常见化合价的关系如图所示，下列关系不正确的是()A．元素X可能为锂B．原子半径：r(M)>r(W)C．X2W中各原子均达8电子稳定结构D．元素气态氢化物的稳定性：YH3>MH315．最简单的氢铝化合物的化学式为Al2H6，它的熔点为150℃且熔融状态不能导电，燃烧时放出大量的热。Al2H6的分子结构模型如图所示。下列说法正确的是()A.Al2H6中Al为－3价，H为＋1价B．Al2H6中含有离子键和极性共价键C．Al2H6为离子化合物D．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水二、非选择题(本题包括4小题，共55分)16．(11分)现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089nm)：①②③④⑤⑥⑦⑧原子半径/nm0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高正化合价＋2＋1＋5＋7＋1＋5＋3最低负化合价－2－3－1－3(1)⑧号元素在元素周期表中的位置是______________；上述元素处于同一主族的有____________(用元素符号表示)。(2)元素①和⑥能形成两种化合物，写出其中较稳定的化合物与水反应的离子方程式：________________________________________________________________________。(3)含锂材料在社会中应用广泛，如各种储氢材料(Li2NH等)、便携式电源材料(LiCoO2等)。根据下列要求回答问题：①eq\o\al(\s\up1(6),\s\do1(3))Li和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li可作核反应堆最佳热载体，eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiH和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiD用作高温堆减速剂。下列说法正确的是________(填字母，下同)。A．eq\o\al(\s\up1(6),\s\do1(3))Li和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li互为同位素B．eq\o\al(\s\up1(6),\s\do1(3))Li和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))Li属于同种核素C．eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiH和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiD的化学性质不同D．eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiH和eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(3))LiD是同种物质②下列说法不正确的是________。A．碱性：Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOHB．半径：K>Na>Li>Li＋C．氧化性：Li＋<Na＋<K＋<Rb＋<Cs＋D．金属性：Cs>Rb>K>Na>Li>Be17．(15分)1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。(1)下表是元素周期表的一部分。周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0二①②③三④⑤⑥⑦⑧⑨四⑩ⅰ.元素④的过氧化物的电子式为________________，其最高价氧化物对应的水化物含有的化学键类型为________，⑩元素最高价氧化物对应的水化物的化学式是________。ⅱ.元素①、②、③的简单氢化物的稳定性最强的是________(用化学式表示，下同)，②、⑧简单氢化物熔点高的是________，④、⑤最高价氧化物对应的水化物碱性更强的是________，④、⑤、⑧、⑨的简单离子半径由大到小的顺序为________。(2)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，该成果可在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷是37号元素，相对原子质量是85。ⅰ.铷在元素周期表中的位置是____________________。ⅱ.下列关于铷的说法不正确的是________(填字母)。a．与水反应比钠更剧烈b．Rb2O在空气中易吸收水和二氧化碳c．Rb2O2与水能剧烈反应并释放出O2d．单质具有很强的氧化性e．RbOH的碱性比同浓度的NaOH弱18．(15分)根据如图短周期主族元素的原子序数和化合价的关系推断元素种类，回答下列问题：(1)写出元素③在周期表中的位置________________________________________________________________________。(2)元素⑤、⑥的最高价氧化物对应的水化物中，碱性较强的是________(填化学式，下同)。(3)⑥、⑦、⑧三种元素常见原子半径最大的是________。(4)元素⑥和⑧的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)元素⑦、⑧形成的简单氢化物中，稳定性较强的是________，原因是________