4.2 元素周期律 同步练习题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修第一册

4.2 元素周期律 同步练习题 一、选择题 1．下列除杂试剂选用不合理的是 选项 物质 杂质 除杂试剂 A Cl2 HCl 饱和NaCl溶液 B FeSO4溶液 Fe2(SO4)3 足量铁粉 C Mg(OH)2 Al(OH)3 足量NaOH溶液 D CO2 SO2 饱和Na2CO3溶液 A．A B．B C．C D．D 2．“长征五号”遥五运载火箭和嫦娥五号探测器在中国文昌航天发射场发射成功。运载火箭“长征五号”主发动机中用到液氧()，嫦娥五号探测器继续进行月球探测。月壤富含3He(氦-3)、20Ne(氖-20)、21Ne(氖-21)、22Ne(氖-22)等核素的稀有气体及硅、铝、钾、钡、锂、铷、锆、铪稀土元素等。铷与钾、钠都处于第ⅠA族元素，关于物元素性质推测正确的是 A．投入水中不会发生剧烈反应 B．铷是一种强氧化剂，铷离子很稳定 C．铷的金属性比钾弱 D．铷在空气中能燃烧，生成复杂的氧化物 3．四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W原子最外层电子数为内层电子数的3倍，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z-与某稀有气体具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 A．简单离子半径：W<X<Z B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性 C．气态氢化物的热稳定性：W<Y D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z 4．Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。 Q与X、Y、Z位于不同周期，X、Y相邻，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍。下列说法正确的是 A．非金属性： X>Q B．原子半径： X<Y C．简单氢化物的沸点： Z>Q D．最高价含氧酸的酸性： Z>Y 5．下列物质组合中,既能与强酸反应又能与强碱反应的化合物共有 ①(NH4)2CO3 ②Al2O3 ③Al2(SO4)3 ④Al ⑤NaHSO3 ⑥Al(OH)3 A．3种 B．4种 C．5种 D．6种 6．砷(As)为第四周期、第VA族元素，根据它在元素周期表中的位置推测，下列说法错误的是 A．砷原子核外有4个电子层 B．砷的最高价含氧酸应该是强酸 C．最高正价+5，最低负价-3 D．砷原子得电子能力比磷原子弱 7．下列排列顺序不正确的是 A．还原性：F->Cl->Br- B．酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3 C．热稳定性：HF>HCl>PH3 D．碱性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2 二、填空题 8．根据要求回答下列问题： (1)我国自主研发的用氟代硼铍酸钾()晶体制造的深紫外固体激光器技术领先世界，基态Be、B、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。 (2)嫦娥五号实现了我国首次地外天体采样返回，带回的月壤中包含了H、O、N、、、、等多种元素，的第一电离能大于的，请说明理由： 。 (3)已知电离能：，，，其原因为 。 (4)稀土元素最常见的化合价为，但也有少数元素还有价。请根据下表中各元素的电离能(单位：)判断其中最有可能有价的元素是 。 元素 (钪) 633 1235 2389 4257 7019 Y(钇) 616 1181 1980 3777 5963 (镧) 538 1067 1850 3455 4819 (铈) 527 1047 1949 3523 3547 9．第一电离能I1是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量。如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。请回答以下问题： (1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na—Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图象 。 (2)从图分析可知，同一主族元素原子第一电离能I1变化规律 。 (3)图中5号元素在周期表中的位置是 、电子排布 。 (4)图中N元素比O元素第一电离能高的原因是 。 (5)C、H元素形成的化合物分子中共有14个电子，该分子中 个σ键， 个π键，中心原子杂化模式 ，分子空间构型 。 10．有下列四种微粒：①、②、③、④ （1）按原子半径由大到小顺序排列的是 （用序号回答，下同） （2）微粒中质子数小于中子数的是 （3）在化合物中呈现的化合价的数值最多的是 （4）能形成X2Y2型化合物的是 。 11．把一定质量的镁、铝混合物投入到1 mol·L-1的盐酸中，待金属完全溶解后，向溶液中加入1 mol·L-1的氢氧化钠溶液，生成沉淀的质量与加入氢氧化钠溶液的体积关系如图所示。则： (1)加NaOH过程中有关反应的离子方程式为H++OH-=H2O、 、 、 。 (2)金属铝的质量为 。 (3)a的取值范围是 。 (4)n(Mg)/n(Al)的最大值是 。 12．下表是元素周期表的一部分，表中所列的每个序号分别代表某一元素。 (1)元素②在周期表的位置是 。元素③④组成原子个数比为1∶1的化合物的电子式 。 (2)⑦⑧⑨分别形成的简单离子，它们的离子半径由小到大的顺序是 。 (3)请写出元素⑤最高价氧化物对应水化物与⑦最高价氧化物对应水化物反应的离子反应方程式 。 (4)写出工业制取元素⑥的单质的化学方程式 。 (5)第四周期中分别与①、②同主族的Ga、As形成的GaAs的熔点为1238℃，其熔融状态下不导电。GaAs属于 (填“离子化合物”或“共价化合物”)；元素⑤与Ga性质相似，下列关于Ga说法错误的是 (填写序号)。 A．一定条件下，Ga可溶于强酸与强碱 B．常温下，Ga可与冷水剧烈反应 C．受热能分解 D．一定条件下，可与NaOH溶液反应 13．某研究性学习小组的甲、乙同学分别设计了以下实验来验证元素周期律。 (Ⅰ)甲同学在a、b、c三只烧杯里分别加入50mL水，再分别滴加几滴酚酞溶液，依次加入大小相近的锂、钠、钾块，观察现象。 ①反应最剧烈的烧杯是 (填字母)。 ②写出c烧杯里发生反应的离子方程式 。 (Ⅱ)乙同学设计了如图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱，根据要求完成下列各小题。 (1)实验装置：仪器A名称 。 (2)实验步骤：连接仪器、 、加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。 (3)问题探究：(已知酸性强弱：亚硫酸>碳酸) ①装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是 。 ②能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是 。 ③试管D中发生反应的离子方程式是 。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：A．Cl2在饱和食盐水中的溶解度小，用饱和NaCl溶液除氯气中的氯化氢，故A正确； B．Fe2(SO4)3和铁反应生成FeSO4，用铁粉除溶Fe2(SO4)3液中的FeSO4，故B正确； C．Al(OH)3和足量NaOH溶液反应生成偏铝酸钠溶液，用氢氧化钠溶液除Mg(OH)2中的Al(OH)3，故C正确； D．SO2、CO2都能与Na2CO3溶液反应，不能用饱和Na2CO3溶液除CO2中的SO2，用饱和NaHCO3溶液除CO2中的SO2，故D错误； 选D。 2．D 解析：A．金属性Rb> Na，则Rb与水反应比Na更剧烈，会发生爆炸式反应，故A错误； B．金属元素单质的还原性越强，其简单阳离子氧化性越弱，Rb的还原性大于Na，铷是一种强还原剂，则简单铷离子氧化性很弱，所以其简单离子很稳定，不易被还原，故B错误； C．同主族，从上到下，金属性增强，金属性Rb>K，故C错误； D．铷的金属性大于钠，钠与氧气反应可生成氧化钠或过氧化钠，所以Rb与O2反应更加剧烈，可生成过氧化物或超氧化物等复杂的氧化物，故D正确； 故选D。 3．B 【分析】X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，则X为Na元素；则W位于第二周期，Y、Z位于第三周期，Z-与某稀有气体具有相同的电子层结构，则Z为Cl元素；W原子最外层电子数为内层电子数的3倍，则W为O；W与Y同族，则Y为S。 解析：A．X与W的离子电子层结构相同，但W的核电荷数小，所以离子半径：W>X，A项错误； B．W与X形成的化合物Na2O 、Na2O2溶于水后均生成NaOH，溶液呈碱性，B项正确； C．气态氢化物的热稳定性和非金属性一致。W与Y同族，且W位于Y的上一周期，W的非金属性比Y强，则气态氢化物的热稳定性：W>Y，C项错误； D．元素的非金属性越强，对应元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。Y、Z处于第三周期，且Y的原子序数小于Z，则非金属性：Z>Y，所以最高价氧化物的水化物的酸性：Z>Y，D项错误； 故选B。 4．D 【分析】Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和为19。Q与X、Y、Z位于不同周期，Y原子最外层电子数是Q原子内层电子数的2倍，Q为第二周期元素，则Y为Si，X、Y相邻，则X为Al，其最外层电子数之和为19，则Q为N，则Z为Cl，也可能Q为O，Z为S。 解析：A．根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性：X<Q，A错误； B．同周期从左到右元素原子半径递减，故原子半径：X>Y，B错误； C．N和O非金属性较强，其简单氢化物分子间存在氢键，使其沸点增大，所以简单氢化物的沸点：Z<Q，C错误； D．同周期从左到右非金属性逐渐增强，元素非金属性越强其最高价氧化物水化物的酸性也越强，又非金属性Z>Y，所以最高价含氧酸的酸性：Z>Y ，D正确； 故选D。 5．B 解析：既能和酸反应又能和碱反应的化合物有两性氧化物、两性氢氧化物、弱酸的铵盐、弱酸酸式盐、氨基酸等，NaHSO3为弱酸的酸式盐既能和强酸反应又能和碱反应；Al2O3、Al(OH)3、Al三个为典型的两性物质也既能和酸反应又能和碱反应，但是Al为单质；(NH4)2CO3为弱酸弱碱盐也既能和酸反应又能和碱反应，Al2(SO4)3只能和碱反应；故选B。 6．B 解析：A．第四周期元素，核外四个电子层，描述正确，不符题意； B．同族元素原子序数递增，非金属性递减，N元素对应最高价含氧酸HNO3是强酸，P元素对应最高价含氧酸为磷酸，是中强酸(弱电解质)，所以As元素对应最高价含氧酸不可能是强酸，描述错误，符合题意； C．As是VA族元素，最外层五个电子，根据元素周期律相关知识，最高正价+5，最低负价-3，描述正确，不符题意； D．同族元素原子序数递增，非金属性递减，单质氧化性递减，描述正确，不符题意； 综上，本题选B。 7．A 解析：A．非金属性越强，阴离子还原性越弱，故还原性：F-<Cl-<Br-，A错误； B．非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3，B正确； C．非金属性越强，氢化物的稳定性越强，故热稳定性：HF>HCl>PH3，C错误； D．金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，故碱性：KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2，D正确； 故选A。 二、填空题 8．(1) (2)与相比，的核外电子排布为全充满的稳定状态，较难失去电子 (3)失去的是全充满的电子，所需能量较高，失去的是电子，相对较易失去 (4) 解析：（1）同周期元素从左至右，第一电离能呈逐渐增大的趋势，但存在特例，第ⅡA族元素的第一电离能大于同周期第ⅢA族元素的，故Be、B、O的第一电离能由大到小的顺序为；故答案为。 （2）的核外电子排布式为，4s轨道达到全充满的稳定状态，故难以失去电子，而的核外电子排布式为，其4s轨道上有1个电子，容易失去，故第一电离能：；故答案为与相比，的核外电子排布为全充满的稳定状态，较难失去电子。 （3）K的核外电子排布式为，K的第二电离能是在的基础上失去1个电子所需要的能量，失去的是全充满的电子，所需能量较高；钛的核外电子排布式为，其第二电离能是在的基础上失去1个电子所需要的能量，失去的是电子，相对较易失去，故；故答案为失去的是全充满的电子，所需能量较高，失去的是电子，相对较易失去。 （4）元素的第四电离能数值与第一电离能、第二电离能、第三电离能的数值相差越小，第四个电子越容易失去，化合价为的可能性就越大，题表中的的数值和的最接近，故最可能有价；故答案为。 9．(1) (2)随原子序数递增而减小 (3) 第三周期第VA族 1s22s22p63s23p3 (4)N元素p轨道出现半满 (5) 3 2 sp 直线型 【分析】(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素； (2)同一主族元素原子的第一电离能I1，从上到下依次减小； (3) 5元素为15号元素氮，在周期表中氮的位置为第三周期，第ⅤA族； (4)N元素的第一电离能比C、O元素的第一电离能大的原因是N原子2P轨道半充满，相对稳定； (5)C、H元素形成的化合物分子中共有14个电子，每个碳原子含有6个电子，所以该化合物中最多含有两个碳原子，则还含有2个H原子，所以该化合物为乙炔。 解析：（1）根据图片知，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素，所以Na～Ar之间的元素用短线连接起来的图象为 ； 故答案为 ； （2）同一主族元素原子的第一电离能I1，如上图以第ⅠA族为例，变化规律随原子序数递增而减小； 故答案为随原子序数递增而减小； （3）5号元素为15号元素氮，在周期表中的位置为第三周期，第ⅤA族； 故答案为第三周期ⅤA族； （4）N元素的第一电离能比C、O元素的第一电离能大的原因是N原子2P轨道半充满，相对稳定； 故答案为N元素p轨道出现半满； （5）C、H元素形成的化合物分子中共有14个电子，每个碳原子含有6个电子，所以该化合物中最多含有两个碳原子，则还含有2个H原子，所以该化合物为乙炔，所以有3个σ键，2个π键，中心原子杂化模式sp，分子空间构型为直线型； 故答案为3，2，sp，直线型。 10． ②③④① ② ④ ①② 解析：(1)微粒半径大小的比较方法：先看电子层，层多半较大，和有3个电子层，和有2个电子层，和的半径比和半径大。层同看序数，序小半径大，则的半径比的半径大，的半径比的半径大，综上所述，的半径大于的半径大于的半径大于的半径，故答案为：②③④①； (2)4种微粒的质子数分别为：8、11、12、7，中子数分别为：16-8、23-11、24-12、14-7，即8、12、12、7，所以，质子数小于中子数的是，故答案为：②； (3)在化合物中呈现的化合价O有-2、-1，Na有+1，Mg有+2，N多于2种，如-3、+2、+4、+5等，即在化合物中呈现的化合价数值最多，故答案为：④； (4)四种元素中O和Na可形成X2Y2型化合物，即Na2O2，故答案为：①②。 11． Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓ Al3++3OH-=Al(OH)3↓ Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O 0.27g 0≤a<50mL 2.5 【分析】0～a段没有生成沉淀，说明盐酸过量，加入的氢氧化钠与氯化氢反应；a～80段开始生成沉淀，加入80mL氢氧化钠溶液后沉淀达到最大量，沉淀为Mg(OH)2和Al(OH)3，此时溶液中的溶质为NaCl；80～90段氢氧化铝开始溶解，得到偏铝酸钠，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，当加入90mLNaOH溶液后氢氧化铝完全溶解，此时沉淀只有氢氧化镁。 解析：(1)0～a段氢氧化钠与氯化氢反应，离子方程式为H++OH-=H2O，a～80段生成Mg(OH)2和Al(OH)3沉淀，离子方程式分别为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Al3++3OH-=Al(OH)3↓； (2)80～90段氢氧化铝开始溶解，发生反应Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O，溶解氢氧化铝消耗了10mLNaOH，所以n(Al)=1mol·L－1×0.01L=0.01mol，质量为0.01mol×27g/mol=0.27g； (3)假设盐酸溶解金属后不剩，这种情况下，酸恰好与合金反应完全，此时a=0；当合金中0.01mol铝时，a值最大，沉淀Al3+需要NaOH溶液的体积为30mL，所以a最大为80mL-30mL=50mL，但合金中不可能只有铝，所以的取值范围为0≤a<50mL； (4)当a=0时，n(Mg)最大，此时沉淀Mg2+消耗50mLNaOH溶液，所以n(Mg)= 1mol·L－1×0.05L÷2=0.025mol，所以的最大值为=2.5。 12．(1) 第二周期ⅤA族或第2周期ⅤA族 (2)或 (3) (4) (5) 共价化合物 B 【分析】根据元素在周期表中的位置，①是B元素；②是N元素；③是O元素；④是Na元素；⑤是Al元素；⑥是Si元素；⑦是S元素；⑧是Cl元素；⑨是Ca元素；⑩是Fe元素。 解析：（1）②是N元素，在周期表的位置是第二周期VA族。O、Na组成原子个数比为1：1的化合物是Na2O2，Na2O2是离子化合物，电子式为 。 （2）S2-、Cl-、Ca2+的电子层数相同，质子数越多半径越小，它们的离子半径由小到大的顺序是Ca2+ <Cl-<S2-或。 （3）⑤是Al元素，其最高价氧化物水化物氢氧化铝；⑦是S元素，其最高价氧化物的水化物为硫酸，氢氧化铝溶于硫酸生成硫酸铝和水，反应离子方程式为：； （4）工业上用二氧化硅和焦炭在高温条件下反应制取单质硅，反应的化学方程式为； （5）Ga、As形成的GaAs的熔点为1238℃，其熔融状态下不导电，说明不含离子键，GaAs属于共价化合物； A．Al与Ga性质相似，所以Ga可溶于强酸与强碱，故A正确； B．常温下，铝与水不反应，则Ga与水不反应，故B错误； C．Al(OH)3受热能分解为氧化铝和水，可知Ga(OH)3受热能分解，故C正确； D．Al2O3可与NaOH溶液反应，则Ga2O3可与NaOH溶液反应，故D正确； 故答案为：B。 13． c 2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑ 分液漏斗 检查装置的气密性 除去SO2气体 盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀 SO2+2HCO=SO+H2O+2CO2↑或SO2+HCO=HSO+CO2↑ 【分析】(Ⅰ)根据金属活动性顺序表可以判断锂、钠、钾的活泼性，活泼性越强，与水反应越剧烈；（Ⅱ）乙同学设计了如图装置来探究碳、硅元素的非金属性强弱，浓硫酸与铜在加热条件下反应生成二氧化硫，二氧化硫可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，E装置用于除去并检验二氧化硫是否除尽，在F中，二氧化碳与硅酸钠反应生成硅酸沉淀，溶液变浑浊，可确定碳的非金属性比硅强。 解析：(Ⅰ)①同一主族，从上到下元素的金属性逐渐增强，钾的金属性最强，与水反应最剧烈，反应最剧烈的烧杯是c(填字母)。故答案为：c； ②c烧杯里发生钾与与水反应生成氢氧化钾和氢气，反应的离子方程式2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑。故答案为：2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑； (Ⅱ)(1)实验装置：仪器A名称分液漏斗。故答案为：分液漏斗； (2)反应生成气体，在加入药品之前需要检验装置的气密性，防止气密性不好导致气体泄漏，实验步骤：连接仪器、检查装置的气密性、加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。故答案为：检查装置的气密性； (3)①二氧化硫可与碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，E装置用于除去并检验二氧化硫是否除尽，装置E中足量酸性KMnO4溶液的作用是除去SO2气体。故答案为：除去SO2气体； ②二氧化碳与Na2SiO3溶液反应生成硅酸，证明了碳酸酸性比硅酸强，说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强，能说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验现象是盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀。故答案为：盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀； ③已知酸性强弱：亚硫酸>碳酸，试管D中发生反应的离子方程式是SO2+2HCO=SO+H2O+2CO2↑或SO2+HCO=HSO+CO2↑。故答案为：SO2+2HCO=SO+H2O+2CO2↑或SO2+HCO=HSO+CO2↑。 学科网（北京）股份有限公司 $$