新人教版化学必修第一册同步练第4章 第2节 第2课时

第四章第二节第2课时
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．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2 403 ℃。

镓有过冷现象(即冷至熔点下不凝固)，它可过冷到－120 ℃。

由此判断下列有关镓的性质及其用途的叙述不正确的是( D )
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：镓的熔点只有29.78 ℃，沸点高达2 403 ℃，能制作高温温度计，故A项正确；镓的性质与铝相似，为“类铝”元素，镓能溶于强酸或强碱溶液中，B项正确；镓的熔点为29.78 ℃，镓与锌、锡制成的合金的熔点更低，自动救火的水龙头遇热即可开启，达到放水救火的目的，C项正确；第ⅢA族元素金属性较强，不能用于制半导体材料，D项不正确，选D。

2．锗是一种重要的半导体材料，用于制造晶体管及各种电子装置。

门捷列夫把它命名为类硅，处于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( B )
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(GeH
4
)稳定性很强D．锗酸是难溶于水的强酸解析：锗处于金属区与非金属区的交界线附近，常用于做半导体材料，锗的金属性与非金属性都较弱，锗化氢的稳定性较弱，锗酸酸性比硅酸还弱，所以选B。

3．X、Y、Z、W为周期表中前20号元素中的四种，原子序数依次增大，W、Y为金属元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，Y、Z位于同周期，Z单质是一种良好的半导体。

W能与冷水剧烈反应，Y、Z原子的最外层电子数之和与X、W原子的最外层电子数之和相等。

下列说法正确的是( A ) A．原子半径：W＞Y＞Z＞X
B．气态氢化物的稳定性：X<Z
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Y＞W
D．Y、Z的氧化物均为两性氧化物
解析：由已知条件得知X是氧(O)元素，Y是铝(Al)元素，Z是硅(Si)元素，
W是钾(K)元素，原子半径：K＞Al＞Si＞O，A项正确；氢化物稳定性H
2O＞SiH
4
，
B项错误；碱性：Al(OH)
3<KOH，C项错误；SiO
2
是酸性氧化物，D项错误。

4．如图所示是元素周期表的一部分，下列说法中正确的是( C )
A．元素的简单离子半径大小：④＞⑤＞②
B．气态氢化物的稳定性：⑤＞②
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：⑥＞⑤
D．元素的最高正化合价：③＝⑥
解析：由图知：元素①～⑥分别为氮(N)、氧(O)、氟(F)、铝(Al)、硫(S)，
氯(Cl)；离子半径：S2－＞O2－＞Al3＋，A项错误；氢化物稳定性：H
2O＞H
2
S，B项
错误；最高价含氧酸酸性：HClO
4＞H
2
SO
4
，C项正确；氟(F)无正价，D项错误。

二、非选择题
5．下表为元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。

请回答下列问题。

(1)①～⑩中，最活泼的金属元素是__K__(写元素符号，下同)，最不活泼的元素是__Ne__。

(2)①⑧的简单离子，其半径更大的是__F－__(写离子符号)。

(3)⑧⑨的气态氢化物，更稳定的是__HF__(填化学式)。

(4)元素的非金属性：⑥__<__⑦(填“＞”或“<”)。

(5)①～⑨的最高价氧化物的水化物中：酸性最强的是__HClO
4
__(填化学式)；碱性最强的是__KOH__(填化学式)，该碱与⑤的最高价氧化物的水化物反应
的离子方程式为__Al(OH)
3＋OH－===AlO－
2
＋2H
2
O__。

解析：(1)由表知最活泼的金属元素是在元素周期表中第ⅠA族，最下方的②为K，最不活泼的元素在元素周期表中的0族，由表知⑩为Ne。

(2)由表知①为Na、⑧为F，它们的简单离子Na＋、F－的核外电子排布相同，且钠的原子序数比氟大，所以r(Na＋)<r(F－)。

(3)由表知⑧为F、⑨为Cl，两者的气态氢化物分别为HF、HCl，根据非金属性越强其气态氢化物越稳定，所以HF更稳定。

(4)⑥为Si，⑦为N，根据元素周期律，元素的非金属性：Si<P<N，所以Si<N。

(5)由表知①～⑨中最高价氧化物的水化物酸性最强的是HClO
4。

由表知①～⑨中最强的金属元素是②是K，其最高价氧化物的水化物是KOH，属于强碱。

由表知⑤为
铝，最高价氧化物的水化物Al(OH)
3与KOH反应的离子方程式为Al(OH)
3
＋OH－
===AlO－
2＋2H
2
O。

6．现有下列短周期元素的数据(已知Be的原子半径为0.089 nm)：
(1)⑧号元素在周期表中的位置是__第二周期ⅢA族__；上述元素处于同一主族的有__Li、Na和N、P__。

(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：__2Na
2O
2
＋2H
2
O===4Na＋＋4OH－＋O
2
↑__。

(3)含锂材料在社会中广泛应用，如各种储氢材料(Li
2
NH等)、便携式电源材
料(LiCoO
2
等)。

根据下列要求回答问题：
①6
3Li和7
3
Li作核反应堆最佳热载体：7
3
LiH和7
3
LiD用作高温堆减速剂。

下列说
法正确的是__AD__。

A．6
3Li和7
3
Li互为同位素B．6
3
Li和7
3
Li属于同种核素
C．7
3LiH和7
3
LiD的化学性质不同D．7
3
LiH和7
3
LiD是同种物质
②下列说法不正确的是( C )
A．碱性：Be(OH)
2
<LiOH<NaOH<KOH
B．半径：K＞Na＞Li＞Li＋
C．氧化性：Li＋<Na＋<K＋<Rb＋<Cs＋
D．金属性：Cs＞Rb＞K＞Na＞Li＞Be
解析：由题中及表中数据可知，①②③④⑤⑥⑦⑧分别位于第ⅥA、第ⅡA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅦA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅢA族。

Be的原子半径为0.089 nm，Be的最高价为＋2，②的最高价也是＋2、半径比Be大，则②为Mg；③是最高价为＋1、半径比Mg小，则③是Li；⑥是最高价为＋1、半径比Mg大，则⑥为Na；
④和⑦的最高价都是＋5、最低价都是－3，则它们为第ⅤA族元素，因为④的半径较大，故④为P、⑦为N；根据同周期元素的原子半径逐渐减小，可知⑧为B、①为O、⑤为Cl。

综上所述，①②③④⑤⑥⑦⑧分别为O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。

能力提升
一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
1．短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置如图，其中W原子的次外层电子数是最内层电子数与最外层电子数之和。

下列说法不正确的是( BD )
A．最简单的氢化物的还原性：X<W
B．元素的非金属性：Z<W<Y
C．简单离子的半径大小：Y＞W＞Z
D．氧化物对应水化物的酸性：Y<W<Z
解析：由短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置可知，W位于第三周期，W 原子的次外层电子数是最内层电子数与最外层电子数之和，次外层电子数为8，最内层电子数为2，则其最外层电子数为6，W为S，可推知X为O，Y为P，Z 为Cl。

O的非金属性大于S，故H
2
S的还原性强，A正确。

同周期从左向右非金属性增强，则元素的非金属性：Y<W<Z，B错误；具有相同电子排布的离子中，原子序数大的离子半径小，则简单离子的半径大小：Y＞W＞Z，C正确；非金属性越强，对应最高价含氧酸的酸性越强，不是最高价含氧酸无此规律，如硫酸为强酸，HClO为弱酸，D错误。

2．被誉为“矿石熊猫”的香花石(如图)，由我国地质学家首次发现。

香花石由前20号元素中的6种组成，分别为X、Y、Z、W、R、T。

其中X、Y、Z为金属元素，Z的最外层电子数与次外层电子数相等，X、Z位于同族，Y、Z、R、T 位于同周期，R最外层电子数是次外层的3倍，T无正价，X与R原子序数之和是W的2倍。

下列说法错误的是( D )
A．原子半径：Y＞Z＞R＞T
B．气态氢化物的稳定性：W<R<T
C．最高价氧化物对应的水化物的碱性：X＞Z
D．XR
2、WR
2
两种化合物中R的化合价相同
解析：“矿石熊猫”香花石由前20号元素中的6种组成，其中R原子最外层电子数为其次外层电子数的3倍，R原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，则R为O；Y、Z、R、T位于同周期，即处于第二周期，T无正价，则T为F；Z的最外层电子数与次外层电子数相等，则Z为Be；Y为金属元素，则Y为Li；X、Z位于同主族，则X为Mg或Ca，若X为镁元素，则由X与R原子序数之和是
W 的2倍，则12＋8
2＝10，推出W 为氖元素不符合题意，若X 为钙元素，则由X
与R 原子序数之和是W 的2倍，则
20＋8
2
＝14，推出W 为Si ，符合题意。

Y 为锂元素、Z 为铍元素、R 为氧元素、T 为氟元素，位于同周期，元素的原子半径从左向右逐渐减小，即原子半径：Y ＞Z ＞R ＞T ，选项A 正确；W 为硅元素、R 为氧元素、T 为氟元素，非金属性F ＞O ＞Si ，则气态氢化物的稳定性W<R<T ，选项B 正确；X 为钙元素、Z 为铍元素，金属性Ca ＞Be ，则最高价氧化物对应的水化物的碱性：氢氧化钙＞氢氧化铍，选项C 正确；XR 2、WR 2两化合物分别为CaO 2、SiO 2，CaO 2中O 为－1价，SiO 2中O 为－2价，选项D 错误。

3．Se 、Br 两种元素的部分信息如图所示，下列说法正确的是( CD )
A ．原子半径：Br ＞Se ＞P
B ．还原性：S 2－＞Se 2－＞Br －
C ．Se 在元素周期表中位于第四周期第ⅥA 族
D ．Se 、Br 位于同一周期
解析：由图示信息可知Se 为34号元素，Br 为35号元素，Se 和Br 位于同一周期且Se 位于Br 的左侧，原子半径：Se ＞Br ，故A 项错误，D 项正确；Se 和S 位于同一主族，且Se 位于S 的下一周期，故还原性：Se 2－＞S 2－，B 项错误；由图示信息可知Se 位于第四周期第ⅥA 族，C 项正确。

4．X 、Y 、Z 、W 均为短周期元素，它们在周期表中相对位置如右图所示。

若Y 原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，下列说法中正确的是( BD )
A ．原子半径：W ＞Z ＞Y ＞X
B ．最高价氧化物的水化物的酸性W 比Z 强
C ．Y 的气态氢化物的稳定性较Z 的弱
D ．四种元素的单质中，Z 的熔、沸点最高
解析：Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，则Y为O，故X为N，Z
为S，W为Cl，A项错误；HClO
4酸性比H
2
SO
4
酸性强，B项正确；H
2
O比H
2
S稳定，
故C项错误；S为固体，其他为气体，故D项正确。

二、非选择题
5．我国著名化学家张青莲精确地测定了锗(Ge)、锌等九种元素的相对原子质量，得到的新值被作为国际新标准。

已知锗的原子序数为32。

(1)锗位于元素周期表中第__四__周期__ⅣA__族。

(2)锗类似于铝，能溶于氢氧化钠溶液，其主要原因是__②③__。

①它与硅位于同一主族
②它与铝位于对角线位置，且性质相似
③它位于周期表中金属与非金属分界线附近
④它位于边界线附近
⑤它是两性物质
(3)材料科学是目前全世界研究的热点，为了寻找半导体材料，科学家应在元素周期表中某区域寻找元素组成材料，该区域是__D__。

A．左上角B．右上角
C．过渡元素D．金属与非金属分界线附近
解析：根据元素周期表的结构可知，锗属于第四周期第ⅣA族元素。

锗位于元素周期表中金属与非金属分界线附近，它具有某些金属元素的性质，又具有某些非金属元素的性质，它是金属元素，但不能说锗是两性物质，因两性物质是指既能溶于强酸又能溶于强碱且都生成盐和水的物质，如氧化铝、氢氧化铝。

6．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、NH
3、CH
3
Cl等作制
冷剂，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：
SiH
4＞PH
3
＞H
2
S＞HCl，则__CH
4
__＞__NH
3
__＞H
2
O＞HF(填物质的化学式)。

(2)化合物的毒性：
PH
3＞NH
3
，CCl
4
＞CF
4
，则H
2
S__＞__H
2
O，CS
2
__＞__CO
2
(填“＞”“＝”或
“<”)。

(3)已知CCl
4的沸点为76.8 ℃，CF
4
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CF
2Cl
2
(氟利昂)，
其他类似的制冷剂可以是__CFCl
3或CF
3
Cl__。

(4)然而这种制冷剂造成的当今某一环境问题是__使大气臭氧层出现空洞__。

但求助于周期表中元素及其化合物的__A__(填写下列选项的编号)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SiH
4＞PH
3
＞H
2
S＞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：CH
4＞NH
3
＞H
2
O＞HF。

(2)根据已知化合物的毒性PH
3＞NH
3
，CCl
4
＞CF
4
，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：H
2S＞H
2
O，
CS
2＞CO
2。

(3)根据题中信息CCl
4
的沸点为76.8 ℃、CF
4
的沸点为－128 ℃，说明只含
碳与氯元素的化合物沸点高，而只含碳与氟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CFCl
3或CF
3
Cl。