2019-2020学年化学人教版必修2训练1.2.2元素周期表和元素周期律的应用

课后提升训练五
元素周期表和元素周期律的应用
(45分钟100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题4分,共56分)
1.科学家预测原子序数为114的元素,具有相当稳定的同位素,它的位置在第7周期ⅣA族,称为类铅。

关于它的性质,预测错误的是( )
A.它的最外层电子数为4
B.它的金属性比铅强
C.它具有+2、+4价
D.它的最高价氧化物对应的水化物是强酸
【解析】选D。

它的位置在第ⅣA族,所以最外层电子数为4,A正确;与铅同主族且在铅的下面,所以金属性比铅强,B正确;与碳相似,有+2、+4价,C正确;铅是金属,它也应是金属,最高价氧化物对应的水化物应属于碱类,D项错误。

2.下列叙述正确的是( )
A.同周期元素的原子半径ⅦA族的最大
B.在元素周期表中0族元素的单质从上至下依次是气体、液体或固体
C.第ⅡA族元素的原子,其半径越大越容易失去电子
D.所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等
【解析】选C。

同周期元素的原子半径ⅦA族的最小,A项错误;在元
素周期表中0族元素的单质从上至下都是气体;D项不正确,如氟离子。

3.A、B、C、D、E是同一周期的五种主族元素,A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性,且碱性B>A,C和D的气态氢化物的稳定性C>D;E是这五种元素中原子半径最小的元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是( )
A.A、B、C、D、E
B.E、C、D、B、A
C.B、A、D、C、E
D.C、D、A、B、E
【解析】选C。

A和B的最高价氧化物对应的水化物均呈碱性,说明它们都是金属;碱性B>A,说明B在前A在后;C和D的气态氢化物的稳定性C>D,说明它们都是非金属,且D在前C在后;E是这五种元素中原子半径最小的元素,说明它是这五种元素中的最后一种,所以原子序数由小到大的顺序是B、A、D、C、E。

4.下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是( )
A.Li、Na、K元素的原子核外电子层数随着核电荷数的增加而增多
B.第2周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强
C.因为Na比K容易失去电子,所以Na比K的还原性强
D.O与S为同主族元素,且O比S的非金属性强
【解析】选C。

同一主族:随核电荷数的增加,电子层数逐渐增加,金属元素失电子能力增强,金属性增强,单质还原性增强;非金属元素得电子能力减弱,非金属性减弱,单质氧化性减弱;同一周期:随核电荷数的增加,最外层电子数增多,金属性减弱,非金属性逐渐增强,对照
各选项知本题答案为C。

5.(2017·平顶山高一检测)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,有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是( )
A.该元素在第3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2位
【解析】选C。

核电荷数大于10的某短周期元素只能是第3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。

硅元素位于元素周期表中第3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2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。

6.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的位置如图所示,其中Y 所处的周期序数与主族序数之和为8。

下列说法错误的是( )
A.Z元素的氧化物对应水化物的酸性一定弱于W
B.4种元素中Z的原子半径最大
C.X、Z、W中最简单气态氢化物稳定性最弱的是Z
D.X、Y、Z的原子均能与氢原子形成四原子分子
【解析】选A。

根据题图,短周期元素X、Y位于第2周期,Z、W位于第3周期,Y所处的周期序数与主族序数之和为8,则Y为O;所以X为
N、Z为P、W为Cl。

A项,Z元素的氧化物对应水化物可能为H3PO4和H3PO3,W元素的氧化物对应水化物可能为HClO4、HClO3、HClO等多种含氧酸,其中H3PO4的酸性大于HClO,错误;B项,根据原子半径变化规律,P的原子半径最大,正确;C项,N、P、Cl中非金属性最弱的是P,所以P的最简单氢化物稳定性最弱,正确;D项,X、Y、Z的原子可分别与氢原子形成NH3、H2O2、PH3,均为四原子分子,正确。

7.(2017·三亚高一检测)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表所示:
下列叙述正确的是( )
A.X、Y元素的金属性:X<Y
B.一定条件下,Z单质与W的常见单质直接生成ZW2
C.Y的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,W单质可以将Z单质从其氢化物中置换出来
【解析】选D。

根据题给数据,X、Y的化合价不同,但原子半径相差较小,可知两者位于同一周期相邻主族,故金属性:X>Y,A错误;根据Z、W 的原子半径相差不大,化合价不同,且W只有负价,则其可能是O,Z是N,两者的单质直接反应生成NO,B错误;据以上分析判断X是Mg,Y是Al;Y的最高价氧化物对应的水化物是氢氧化铝,其不溶于稀氨水,C 错误;一定条件下,氧气可以和氨气反应生成水和氮气,D正确。

8.(2017·全国卷Ⅱ)a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同;c所在周期数与族数相同;d与a同族,下列叙述正确的是( )
A.原子半径:d>c>b>a
B.4种元素中b的金属性最强
C.c的氧化物的水化物是强碱
D.d单质的氧化性比a单质的氧化性强
【解析】选B。

由于a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a原子核外电子总数与b原子次外层的电子数相同,则a的原子序数应为2或8;c所在周期数与族数相同,则c只能为Al,又由于d 与a同族且d的原子序数最大,因此d与a只能为ⅢA族以后的元素,故a的原子序数为8,为O,d为S;则b为Na或Mg。

由于b、c、d为第3周期,则原子半径为b>c>d,d与a同主族,则原子半径d>a,故A 项错误;4种元素中b为Na或Mg,易知其金属性是4种元素中最强的,故B项正确;c为Al,其氧化物的水化物为氢氧化铝,为两性氢氧化物,不是强碱,故C项错误;d与a属于第ⅥA族分别为S和O,同一主族的元素非金属性从上到下逐渐减弱,因此a单质的氧化性比d单质的氧化性强,故D项错误。

【方法规律】解答位—构—性关系的综合应用性题目,既需要熟练掌握原子结构、元素周期表的有关知识,又要熟练掌握元素周期律的有关知识,要熟练掌握这种类型题目的解答方法:
1.根据题给信息,主要是元素的原子核外电子排布、化合价、元素性
质的相对关系、元素周期表结构特点以及元素及其化合物的特殊性质,推断出元素的具体名称。

2.确定各元素在周期表中的相对位置。

3.根据元素周期律判断性质关系。

9.X、Y、Z、W是4种常见的短周期主族元素,其原子半径随原
子序数的变化如图所示。

已知Y、Z两种元素的单质是空气的主
要成分,W原子的最外层电子数与氖原子的最外层电子数相差
1。

下列说法正确的是( )
A.Y、Z、W处于同一周期
B.Y、W的最简单氢化物的水溶液能相互反应
C.非金属性:Z < Y
D.X、Z、W形成的化合物均为强酸
【解析】选B。

X、Y、Z、W是4种常见的短周期主族元素,Y、Z两种元素的单质是空气的主要成分,Z的原子序数大于Y,可推知Z为O、Y 为N,W原子的最外层电子数与氖原子的最外层电子数相差1,则W最外层电子数为7,原子半径大于O的原子半径,故W为Cl;X的原子序数小于N,且原子半径小于N,故X为H。

Y(N)、Z(O)为第2周期元素,W(Cl)为第3周期元素,不处于同一周期,A错误;Y、W的最简单氢化物分别为NH3、HCl,二者的水溶液能相互反应,B正确;非金属性:Y(N)<Z(O),C错误;X、Z、W形成的化合物HClO不是强酸,D错误。

10.X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一主族,Y、Z处于同一周期。

X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。

Z原子的核外
电子数比Y原子少1。

下列说法正确的是( )
A.元素非金属性由弱到强的顺序为Z<Y<X
B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4
C.3种元素的气态氢化物中,Z的气态氢化物最稳定
D.原子半径由大到小的顺序为X>Y>Z
【解析】选A。

X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍,说明X是氧元素,则Y必然为硫元素,Z原子的核外电子数比Y原子少1,Z为磷
元素。

它们在元素周期表中的位置如图。

元素非金属性由弱到强的顺序为P<S<O,A项正确;硫元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SO4,B项错误;非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,因此,X 的气态氢化物最稳定,C项错误;根据元素周期律,原子半径由大到小的顺序为P>S>O,D项错误。

【易错提醒】比较微粒半径大小时需注意的两个误区
(1)误认为原子的电子层数越多,原子半径越大。

同主族元素,原子的电子层数越多,原子半径越大,不同主族时不一定,如原子半径Li>Cl。

(2)误认为核电荷数越多,半径越小。

微粒半径与核电荷数和电子层结构有关,若忽略电子层数和电子层结构,只依据核电荷数分析,得不出正确结论。

11.(2017·新乡高一检测)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。

【补偿训练】
已知1～18号元素的离子a W3+、b X+、c Y2-、d Z-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是()
A.离子的还原性:Y2->Z-
B.质子数:c>b
C.氢化物的稳定性:H2Y>HZ
D.原子半径:X<W
【解析】选A。

根据1～18号元素的离子a W3+、b X+、c Y2-、d Z-都具有相
同的电子层结构可知它们在元素周期表的相对位置为,根据元素周期律可知Z的非金属性大于Y,则离子的还原性:Y2->Z-,A 正确;质子数:b>c,B错误;氢化物的稳定性从左到右越来越强,则HZ>H2Y,C错误;同周期元素原子半径从左到右依次减小,则W<X,D错误。

12.E～N等元素在元素周期表中的相对位置如表。

E与K
的原子序数相差4,K的一种单质是空气中含量最多的物
质,H与N属同周期元素,下列判断不正确的是( )
A.K的氢化物水溶液显碱性
B.F的单质与氧气反应不只生成一种氧化物
C.H与N的原子核外电子数相差14
D.最高价氧化物对应的水化物酸性:K>L>M
【解析】选C。

E与K的原子序数相差4,K的一种单质是空气中含量最多的物质,则K是氮元素,所以E的原子序数是7-4=3,则E是Li,因此F是Na,G是Mg,H是Ca,M是Si,N是Ge,L是P。

氨气溶于水显碱性,A正确;钠与氧气反应可以生成氧化钠或过氧化钠,B正确;H与N 的原子核外电子数相差12,C不正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,非金属性:N>P>Si,所以最高价氧化物对应的水化物酸性:K>L>M,D正确。

13.(2017·宿迁高一检测)短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。

下列说法正确的是( )
A.元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B.原子半径的大小顺序为r(X)>r(Y)>r(Z)>r(W)>r(Q)
C.Y2-和Z3+的核外电子数和电子层数都不相同
D.元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
【解析】选A。

由元素周期表的结构和5种元素在元素周期表中的位置可推断X、Y、Z、W、Q分别是N、O、Al、S和Cl。

N和Al的最高正化合价分别为+5和+3,故A项正确;由于原子半径Al>S>Cl>N>O,故B项不正确;O2-和Al3+具有相同的电子层结构,故C项不正确;非金属性Cl>S,故最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4,故D项不正确。

14.(2016·全国卷Ⅱ)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与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+1
B.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和a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【解析】选A。

a的原子中只有1个电子,则a为氢元素,a、b、c、d 为短周期元素,b2-和c+的电子层结构相同,则b为氧元素,c为钠元素,d与b同族,则d为硫元素,据此解答。

氢与氧、硫元素分别形成的化合物为H2O和H2S,氢元素的化合价均为+1,而NaH中氢元素的化
合价为-1价,A项错误;氧元素与其他元素能形成的化合物有H2O、H2O2、SO2、SO3、Na2O、Na2O2,B项正确;同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,一般电子层数越多,原子半径越大,故原子半径:Na>S>O>H,C项正确;d和a形成的化合物为H2S,硫化氢的溶液呈弱酸性,D项正确。

二、非选择题(本题包括3小题,共44分)
15.(12分)(2017·长春高一检测)(1)X元素的原子核外有2个电子层,其中L层有5个电子,该元素在周期表中的位置为________,最高价氧化物的化学式为________,该元素的氢化物和最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为_____________________________。

(2)Y为短周期元素,若其最高价氧化物对应水化物的化学式为HYO3,则此时Y元素的化合价为________,Y原子的最外层电子数为________,其气态氢化物的化学式为________。

【解析】(1)由X元素的原子结构可知,X为氮元素,其最高价氧化物的化学式为N2O5,其气态氢化物的化学式为NH3,该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为HNO3。

(2)Y元素的最高正价为+5价,则Y原子的最外层电子数为5,其气态氢化物的化学式为YH3。

答案:(1)第2周期第ⅤA族N2O5NH3+HNO3NH4NO3(2)+5价 5 YH3
【补偿训练】
通常情况下,微粒A和B为分子,C和E为阳离子,D为阴离子,它们都
含有10个电子;B溶于A后所得的物质可电离出C和D;A、B、E三种微粒反应后可得C和1种白色沉淀。

请回答:
(1)用化学符号表示下列4种微粒:
A________,B________,C________,D________。

(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式: ___________________________。

【解析】常见的10电子分子有H2O、NH3、CH4、HF等,常见的10电子阳离子有Na+、Mg2+、Al3+、N、H3O+,常见的10电子阴离子有F-、OH-,根据“B溶于A后所得的物质可电离出C和D”,可推出A为H2O、B为NH3、C为N、D为OH-,再根据A、B、E反应后可得C和1种白色沉淀,可推出E为Mg2+或Al3+。

(1)由上述分析可知,A为H2O;B为NH3;C为N;D为OH-。

(2)A为H2O、B为NH3,E为Mg2+或Al3+,A、B、E3种微粒反应的离子方程式为Al3++3NH3+3H2O Al(OH)3↓+3N或Mg2++2NH3+2H2O Mg(OH)2↓+2N。

答案:(1)H2O NH3N OH-
(2)Al3++3NH3+3H2O Al(OH)3↓+3N或Mg2++2NH3+2H2O Mg(OH)2↓+2N
16.(16分)元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含着许多信息和规律。

如表所列是5种短周期元素的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089 nm)。

(1)用元素代号标出它们在元素周期表中对应的位置(以下为元素周期表的一部分)。

(2)B 元素处于元素周期表中第______周期第______族。

(3)C 、D 的简单离子的半径由大到小的顺序为______(填离子符号)。

(4)上述前4种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是______(填化学式)。

(5)C 、E 形成的化合物为______(填化学式)。

【解析】(1)由主要化合价和原子半径知A 为Mg,B 为Al,C 为S,D 为Cl,E 为O 。

(2)B 处于元素周期表中第3周期第ⅢA 族。

(3)C 、D 的简单离子分别为S 2-、Cl -,半径大小为S 2->Cl -。

(4)A 、B 、C 、D 最高价氧化物对应的水化物分别为Mg(OH)2、Al(OH)3、H 2SO 4、HClO 4,其中HClO 4酸性最强。

(5)S 与O 形成的化合物有SO 2和SO 3。

答案:(1)
(2)3 ⅢA (3)S2->Cl-
(4)HClO4(5)SO2、SO3
17.(16分)(能力挑战题)现有部分短周期元素的性质或原子结构如表:
(1)元素X的1种同位素可用于测定文物年代,这种同位素的符号是________。

(2)元素Y与氢元素形成的1种离子Y,写出某溶液中含该微粒的检验方法:
__________________________________________________________。

(3)元素Z与元素T相比,得电子能力较强的是________(用元素符号表示),通过下列表述中比较能证明这一事实的是________。

①常温下Z的单质和T的单质状态不同
②比较Z的氢化物与T的氢化物稳定性强弱
③一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
【解析】(1)由题意知T为硫,X为碳,Y为氮,Z为氯。

碳元素的一种核素C可用于测定文物年代。

(2)常利用N与碱共热产生碱性气体NH3的方法检验N的存在。

(3)元素Cl与S相比,非金属性较强的应为Cl,可用氢化物的稳定性进行比较。

答案:(1 C
(2)在溶液中加入NaOH溶液然后加热,用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体,如果试纸变蓝,证明溶液中含N
(3)Cl ②。