2020学年高中化学第1章第2节元素周期律第3课时元素周期表和元素周期律的应用课时跟踪训练含解析人教版必修2

第3课时元素周期表和元素周期律的应用1．(2019·沈阳高一检测)元素周期表里金属元素和非金属元素分界线附近的元素可能用于( )
A．制新农药B．制半导体材料
C．制新医用药物D．制高温合金
解析：选B 在金属元素与非金属元素的分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，可做半导体材料。

2．(2019·广西钦州检测)某同学设计如下元素周期表，以下说法正确的是( )
A．X、Y、Z元素分别为N、P、O
B．白格中都是主族元素，灰格中都是副族元素
C．原子半径：Z＞X＞Y
D．X、Y、Z的气态氢化物中最稳定的是Y的氢化物
解析：选A 从元素周期表中找出规律，左侧第二周期原子序数应是3、5、6、7，右侧第二周期原子序数应为4、8、9、10，左侧第三周期原子序数应为11、13、14、15，右侧第三周期原子序数应为12、16、17、18，故X、Y、Z三种元素分别是N、P、O，A正确；白格中的He、Ne、Ar都是稀有气体，不属于主族元素，B错误；原子半径大小：P＞N＞O，C错误；非金属性越强，其氢化物越稳定，非金属性：O＞N＞P，最稳定的是O的氢化物，D错误。

3．元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。

下列说法中正确的是( ) 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分界线附近的元素属于过渡元素
解析：选C 一般情况下，除O、F外，主族元素的最外层电子数等于元素的最高化合价，A项错误；多电子原子中核外电子按照能量由低到高分层排布，离核较近的电子，能量较低，B项错误；P、S、Cl位于同一周期，得电子能力依次增强，非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，C项正确；元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素，既表现出一定的金属性，又表现出一定的非金属性，而过渡元素为副族元素和Ⅷ族元素，位于元素周期表的中部，D项错误。

4．(2019·云南曲靖检测)短周期中三种元素a、b、c在周期表中的位置如图，下列有关这三种元素的叙述正确的是( )
A．a是一种活泼的非金属元素
B．c的最高价氧化物的水化物是一种弱酸
C．b的氢化物很稳定
D．b元素的最高化合价为＋7价
解析：选C 根据元素周期表可判断出a、b、c分别为He、F、S，对照选项，C正确。

5．下列说法正确的是( )
A．在元素周期表中金属与非金属分界线左边的元素均为金属元素
B．Na、Mg、Al的还原性依次减弱
C．F、Cl、Br的非金属性依次增强
D．NaOH、KOH、Mg(OH)2的碱性依次减弱
解析：选B 在元素周期表中金属在分界线左边，但分界线左边的并不都是金属元素，如氢元素，A错；Na、Mg、Al位于同一周期，根据元素周期律，其还原性依次减弱，B正确；
F、Cl、Br位于同一主族，根据元素周期律，其非金属性依次减弱，C错；K的金属性强于Na，KOH碱性强于NaOH，D错。

6．锗(Ge)是第四周期第ⅣA族元素，处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，下列叙述正确的是( )
A．锗是一种金属性很强的元素
B．锗的单质具有半导体的性能
C．锗化氢(GeH4)稳定性很强
D．锗酸(H4GeO4)是难溶于水的强酸
解析：选B 依据同主族元素性质递变规律可知：气态氢化物稳定性：CH4>SiH4>GeH4，而已知硅烷(SiH4)不稳定，故GeH4稳定性很弱；最高价氧化物的水化物的酸性：H2CO3>H4SiO4>H4GeO4，H4SiO4难溶于水，故H4GeO4为难溶于水的弱酸。

因为锗处于元素周期表中金属区与非金属区的交界线上，所以锗单质应具有半导体的性能。

7．(2019·芦溪高一检测)铬可用于制造不锈钢、汽车零件、工具、磁带和录像带等。

铬的金属性位于锌和铁之间，根据元素周期律的知识，下列有关铬的性质说法不正确的是( )
A．铬与冷水能发生剧烈反应
B．Cr(OH)3的碱性比NaOH的弱
C．高温条件下，Al能与Cr2O3反应置换出Cr
D．铬能与稀盐酸发生反应
解析：选A 由元素周期律知，金属性Na＞Al＞Zn＞Cr＞Fe，故铬与冷水不能发生剧烈反应。

8．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。

下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．短周期元素形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构
D．同一主族元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同
解析：选B 第三周期的Al元素，既有金属性，又有非金属性，A错误；H＋最外层无电子，Li＋最外层有2个电子，因此并非所有的短周期元素原子形成离子后，最外层都达到8电子稳定结构，C错误；同主族元素的原子，化学性质有相似性，但并不完全相同，D错误。

9．(2019·北京卷)2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。

中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In)等9种元素相对原子质量新值，被采用为国际新标准。

铟与铷(37Rb)同周期。

下列说法不正确的是( ) A．In是第五周期第ⅢA族元素
B.11549In的中子数与电子数的差值为17
C．原子半径：In>Al
D．碱性：In(OH)3>RbOH
解析：选D 根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，因此In位于元素周期表第五周期第ⅢA族，故A不符合题意；质量数＝质子数＋中子数，元素符号左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数＝电子数＝49，中子数为115－49＝66，所以中子数与电子数之差为66－49＝17，故B不符合题意；Al位于元素周期表第三周期第ⅢA族，In位于元素周期表第五周期第ⅢA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，故C不符合题意；In位于元素周期表第五周期，铷(Rb)位于元素周期表第五周期第ⅠA族，同周期元素，核电荷数越大，金属性越越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，因此碱性：In(OH)3＜RbOH，故D符合题意。

10．核电荷数大于10的某短周期元素，其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，有关该元素描述不正确的是( )
A．该元素在第三周期第ⅣA族
B．该元素的单质在常温下性质稳定，不易与水反应
C．该元素的氧化物不与酸反应，可与强碱的水溶液反应
D．该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位
解析：选C 核电荷数大于10的某短周期元素只能是第三周期元素，又因为原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，故该元素是硅。

硅元素位于周期表中第三周期第ⅣA族，在常温下性质稳定，不易与水反应，该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位，其氧化物二氧化硅能与氟化氢反应，能与强碱氢氧化钠溶液反应，A、B、D正确，C不正确。

11．(2019·甘肃白银检测)近年来，我国在超导体材料研究方面居于世界领先地位，铊(Tl)是超导体的组成成分之一，铊位于第六周期第ⅢA族。

下列对铊的可能性质的推导正确的是( )
①是易导电的银白色金属
②Tl(OH)3是两性氢氧化物
③Tl3＋氧化能力比Al3＋强
④单质能与稀硝酸反应生成硝酸盐
A．①④ B．②③
C．只有① D．只有④
解析：选A 根据元素在周期表中的位置和元素性质递变规律解题，Tl位于第六周期第ⅢA族，以Al为参照对象，同主族元素，随原子序数增大，元素原子失电子能力逐渐增强，金属离子的氧化性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，可判断出①④正确。

12．X、Y、Z均为短周期元素，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>Z
B．单质沸点：X>Y>Z
C．离子半径：X2－>Y＋>Z－
D．原子序数：X>Y>Z
解析：选D 短周期元素X、Z形成的最低价离子为X2－、Z－，Y＋和Z－具有相同的电子层结构，则X、Y、Z三种元素分别处于第ⅥA、ⅠA、ⅦA族。

又知X和Y处于同一周期，Y＋和Z－具有相同的电子层结构，从而推知X、Y、Z分别为S、Na和F。

原子最外层电子数：F>S>Na，A错误；Na单质为金属，S、F2为非金属单质，S为固体，F2为气体，显然沸点：Na>S>F2，B 错误；具有相同电子层结构的离子，元素的原子序数越大，原子半径越小，Na＋、F－具有相同的电子层结构，则离子半径：F－>Na＋，S2－多一个电子层，所以S2－半径最大，C错误；三种元素的原子序数关系为S>Na>F，D正确。

13．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表某一化学元素。

(1)下列______(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。

①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。

核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：
a．原子核对核外电子的吸引力
b．形成稳定结构的倾向
下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol－1)：
锂X Y 失去第一个电子519 502 580
失去第二个电子7 296 4 570 1 820
失去第三个电子11 799 6 920 2 750
失去第四个电子9 550 11 600
远远大于失去第一个电子所需的能量？________________________
______________________________________________________________。

②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素。

用元素符号表示X和j 形成化合物的化学式________________。

③Y是周期表中的______族元素。

④以上13种元素中，______(填写字母)元素原子失去核外第一个电子所需要的能量最多。

解析：(2)题中的①是解决后续问题的台阶，由此不难推断X是第ⅠA族元素，Y是第ⅢA 族元素，又由于X的气态原子失去核外第一个电子所需的能量比锂少，故X只能为表中已经列出的a(Na)。

答案：(1)①④(2)①Li原子失去1个电子后形成稳定结构，再失去1个电子很困难②a Na2O或Na2O2③第ⅢA④m
14．依据门捷列夫的元素周期律，人们总结如图所示的元素化学性质变化规律。

(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．第ⅠA族元素的金属性肯定比同周期的第ⅡA族元素的金属性强
D．量变到一定程度时必然引起质变
(2)按照表中元素的位置，认真观察从第ⅢA族的硼到第ⅦA族的砹之间连接的一条分界线，我们能从分界线附近找到( )
A．耐高温材料B．新型农药材料
C．半导体材料D．新型催化剂材料
(3)据报道，美国科学家制得一种新原子283116X，它属于一种新元素，116号元素(元素符号暂用X代替)，关于它的推测正确的是( )
A．这种原子的中子数为167
B．它位于元素周期表中第六周期
C．这种元素一定是金属元素
D．这种元素的原子易与氢化合
解析：(1)根据元素周期律可知：同周期元素性质递变，同主族元素性质相似，A项错误；稀有气体元素的原子最外层电子数已达到稳定结构，既难得到电子又难失去电子，故非金属性最强的不是氦而是氟，B项错误；C项符合元素周期律，正确；量变引起质变是自然界中的普遍规律，D项正确。

(2)在金属与非金属元素的分界线附近可找到半导体材料。

(3)116号元素比118号少2，可知它位于第七周期第ⅥA族，与氧位于同一主族，根据该族元素的分布可知其为金属元素，难与H2化合。

答案：(1)CD (2)C (3)AC
15．(2019·重庆江津区检测)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：元素编号元素性质或原子结构
T M层上电子数是K层上电子数的3倍
X 最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y 常温下单质为双原子分子，其氢化物水溶液呈碱性
Z 元素最高正价是＋7价
(1)
代，这种核素的符号是________。

(2)元素Y的原子结构示意图为________，与氢元素形成一种离子YH＋4，写出某溶液中含有该微粒的检验方法____________。

(3)元素Z与元素T相比，非金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是______(填字母)。

a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．Z的氢化物比T的氢化物稳定
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。

T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是________，理由是____________。

答案：(1)二ⅣA 14 6C
(2)取适量溶液放入试管，然后加入浓NaOH溶液，加热，若产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，可以证明该溶液中含有NH＋4(答案合理即可)
(3)Cl b (4)H2CO3H2CO3是弱酸(或非氧化性酸)
16．制冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到制冷的目的。

人们曾采用乙醚、NH3、CH3Cl等作制冷制，但它们不是有毒就是易燃，于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的制冷剂。

根据已有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：
(1)氢化物的易燃性：
SiH4＞PH3＞H2S＞HCl，则________＞________＞H2O＞HF(填物质的化学式)。

(2)化合物的毒性：
PH3＞NH3，CCl4＞CF4；则H2S________(填“＞”“＝”或“＜”，下同)H2O，CS2________CO2。

于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。

(3)已知CCl4的沸点为76.8 ℃，CF4的沸点为－128 ℃，新的制冷剂的沸点范围应介于二者之间，经过较长时间的反复实验，发现了制冷剂CF2Cl2(氟利昂)，其他类似的制冷剂可以是________。

(4)然而这种制冷剂造成的当今某一环境问题是____________。

但求助于周期表中元素及其化合物的__________(填字母)变化趋势开发制冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。

①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色
A．①②③B．②④⑤
C．②③④D．①②④⑤
解析：(1)根据元素周期律，氢化物越稳定的元素，非金属性越强，从题中所给出的信息可知，氢化物的易燃性顺序为SiH4＞PH3＞H2S＞HCl，因此得出氢化物越不稳定的越易燃烧，很容易得出氢化物的易燃性顺序：CH4＞NH3＞H2O＞HF。

(2)根据已知化合物的毒性PH3＞NH3、CCl4＞CF4，总结规律得出结论：同类型的化合物，非金属性越弱的元素形成的化合物毒性越强，因此毒性：H2S＞H2O，CS2＞CO2。

(3)根据题中信息CCl4的沸点76.8 ℃、CF4的沸点－128 ℃，说明只含C与Cl元素的化合物沸点高，而只含C与F元素的化合物沸点低，因此组成中含C、Cl、F元素的化合物的沸点将会介于76.8 ℃和－128 ℃之间，故其他类似的制冷剂可以是CFCl3或CF3Cl。

(4)结合题中信息，开发新制冷剂应考虑它的毒性、沸点、易燃性等因素。

答案：(1)CH4NH3(2)＞＞(3)CFCl3或CF3Cl
(4)使大气臭氧层出现空洞 A。