4.2 元素周期律 同步练习 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．有关硫和氯及其化合物性质的比较，错误的是 A．半径：S＞Cl B．非金属性：S＜Cl C．酸性：H2SO4＞HClO4 D．稳定性：H2S＜HCl 2．W、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的短周期非金属元素。W为元素周期表中原子半径最小的元素，X、Y原子核外L能层上的电子数之比为3∶4，X与Z同主族，且X、Y、Z的最外层电子数之和为16。下列说法中正确的是 A．单质熔点： B．X与Y形成的常见化合物能传导光信号 C．W分别与X、Y、Z均只能形成一种化合物 D．最简单氢化物的热稳定性； 3．下列元素的原子半径最小的是 A．Na B．Al C．P D．S 4．据报道，我国科学家找到了水稻突变体“耐砷()富硒()”开关，这对提高水稻营养价值降低砷的毒性意义重大。下列说法正确的是 A．砷与硫属于同族元素 B．砷的简单氢化物为 C．简单氢化物的稳定性：As<Se D．氧化物水化物的酸性：As<Se 5．某短周期元素原子最外层只有2个电子，则该元素 A．一定是金属元素 B．一定是第ⅡA族元素 C．一定在化合物中呈+2价 D．可能是金属元素 6．下列卤素性质叙述中错误的是 A．的单质颜色逐渐变深 B．氯气易液化，碘单质易升华 C．的熔沸点依次增大 D．的还原性逐渐减弱 7．如图为元素周期表中前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z5种元素的叙述中正确的是（ ） A．常温常压下5种元素的单质中，Z单质的熔点最高 B．X的原子半径比W的原子半径小 C．W的简单氢化物比X的简单氢化物稳定 D．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同 8．下列性质和用途一致的是 A．钠单质熔点较低，可用于冶炼金属钛 B．K2FeO4(高铁酸钾)具有强氧化性，可用作杀菌消毒 C．FeCl3溶液具有酸性，可以腐蚀铜箔制造印刷电路板 D．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸 二、填空题 9．I)下表为元素周期表的一部分，回答以下问题： C N F (1)与的原子半径大小关系是： (填“＞”或“＜”)。 (2)F与的非金属性强弱顺序是：F (填“＞”或“＜”)，其简单氢化物的稳定性较强的是 (填化学式)。 (3)P、S两种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性较弱的是 (填化学式)。 (4)C位于元素周期表中的位置 。 II)完成下列问题 (5)写出表示含有8个质子、10 个中子的原子的化学符号： 。 (6)根据下列微粒回答问题：、、、14C、 l4N、 16O、 35Cl2、 37Cl2。 ①以上8种微粒共包含了 种核素，共 种元素。 ②互为同位素的是 。 ③质量数相等的是 和 ，中子数相等的是 和 。 (7)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为 ，电子数之比为c 。 (8)物质的量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标准状况下的体积之比为 。 10．以第3周期元素为例，核外电子排布、原子半径如何变化？ 第三周期元素 11Na 12Mg 13Al 14Si 15P 16S 17Cl 18Ar 原子结构示意图 核外电子排布 原子半径 — 11．是高效、广谱、绿色的消毒剂，回答下列问题。 (1)氯在元素周期表中的位置是 ，的中子数为 。 (2)下列能判断Cl和O两种元素非金属性强弱的是 (填序号)。 a．原子得电子能力 b．与金属钠反应得电子的数目 c．最简单气态氢化物的稳定性 d．单质的沸点 (3)生产生活中含氯物质的排放会加快臭氧层的破坏。该过程的机理如图，总反应化学方程式为 。 (4)化工、冶金行业的废水中存在，可用气体将其转化为两种无毒气体 ①的电子式为 。 ②该反应的离子方程式为 。 (5)X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图，Y和Z的核外电子数之和为22。将少量X的最高价氧化物通入到硅酸钠溶液中实现现象是 ，反应的离子方程式为 。 X Y Z W 12．在MgCl2和AlCl3的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液直至过量。经测定,加入的NaOH的物质的量(mol)和所得沉淀的物质的量(mol)的关系如下图所示。 （1）写出下列线段内发生反应的离子方程式: OD段 , CD段 。 （2）原溶液中Mg2+、Al3+的物质的量浓度之比为 。 （3）图中C点横坐标为 。 （4）图中线段OA∶AB= 。 13．五种短周期主族元素a、b、c、d、e随原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示： 回答下列问题： (1)元素d在周期表中的位置是 ，c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。 (2)下列可作为比较d和e金属性强弱依据的是_______(填序号)。 A．测两种元素单质的硬度和熔、沸点 B．比较单质作为还原剂时失去电子数目的多少 C．比较两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 D．比较单质与同浓度盐酸反应置换出氢气的难易程度 (3)已知硒(Se)与c同主族，关于硒及其化合物的说法正确的是_______(填序号)。 A．既有氧化性又有还原性 B．气态氢化物的稳定性强于氯化氢 C．硒单质具有强氧化性 D．最高价氧化物对应水化物的化学式为 (4)化合物可作环保型阻燃材料，受热时按如下方程式分解： 。 ①该化合物作阻燃剂的两条依据是 、 。 ②在25℃、101kPa下，已知12g的单质d在中完全燃烧后恢复至原状态，放热302.4kJ，该反应的热化学方程式是 。 (5)工业上常用单质e和金属氧化物反应制备金属单质： ;利用上述方法可制取Ba的主要原因是_______(填序号)。 A．高温时e的活泼性大于Ba B．高温有利于BaO分解 C．高温时比稳定 D．Ba的沸点比e的低 14．某化学兴趣小组进行实验探究：探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱。根据要求回答下列问题： （1）实验装置： 填写所示仪器名称A 。 （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铜与浓硫酸反应的化学方程式是 。 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依据试管D中的实验现象，能否证明硫元素的非金属性强于碳元素的非金属性 。（填“能”或“否”），原因是 。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．根据同电子层结构核多径小得到半径：S＞Cl，故A正确； B．同周期从左到右非金属性逐渐 ，则非金属性：S＜Cl，故B正确； C．根据非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强，则酸性：HClO4＞H2SO4，故C错误； D．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，因此稳定性：H2S＜HCl，故D正确。 综上所述，答案为C。 2．B 【分析】W、X、Y、Z是四种原子序数依次增大的短周期非金属元素。W为元素周期表中原子半径最小的元素，W为H，X、Y原子核外L能层上的电子数之比为3∶4，X与Z同主族，X的L层上有6个电子，X为O，Z为S，且X、Y、Z的最外层电子数之和为16，Y的最外层电子数16-6-6=4，Z为Si。根据题意可推出W、X、Y、Z分别为。 解析：A．单质熔点：，A项错误； B．X与Y形成的常见化合物SiO2能传导光信号，B项正确； C．H与O可形成，C项错误； D．最简单氢化物的热稳定性：，D项错误； 故选B。 3．D 解析：同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则四种元素中原子半径最小的是硫原子，故选D。 4．C 解析：A．由题干信息可知，砷是33号元素，其核外最外层上有5个电子，即其位于第VA族，而S位于第ⅥA族，故砷与硫不属于同族元素，A错误； B．由题干信息可知，砷是33号元素，其核外最外层上有5个电子，则砷的最高正价为+5价，则其最低负价为-3价，即砷的简单氢化物为AsH3，B错误； C．已知As与Se位于同一周期且位于Se的左侧，故非金属性As＜Se，故简单氢化物的稳定性：As<Se，C正确； D．已知As与Se位于同一周期且位于Se的左侧，故非金属性As＜Se，故其元素最高价氧化物水化物的酸性：As<Se，若不是最高价氧化物对应水化物则无此规律，D错误； 故答案为：C。 5．D 解析：某短周期元素原子最外层上只有两个电子，可能为稀有气体He，也可能为第ⅡA族元素Be和Mg； A．若为He，为非金属元素，故A错误； B．若为He，为0族元素，故B错误； C．若为He，不易形成化合物，故C错误； D．可能是金属元素(Mg、Be)，也可能为非金属元素(He)，故D正确； 答案为D。 6．D 解析：A．卤素单质Cl2、Br2、I2的颜色分别为黄绿色、红棕色、紫色，逐渐加深，A正确； B．氯气常温下为气体，易液化，碘单质为固体，熔点与沸点相接近，易升华，B正确； C．单质Cl2、Br2、I2均是分子晶体，相对分子质量越大熔沸点越高，所以的熔沸点依次增大，C正确； D．同主族元素从上到下元素的非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，对应阴离子的还原性逐渐增强，所以的还原性逐渐增强，D错误； 答案选D。 7．B 【分析】根据5种元素在元素周期表中的位置可知，为元素，为元素，为S元素，Z为元素，为元素。 解析：A．常温常压下为固体，为液体，所以常压下单质的熔点比溴单质的熔点高，A错误； B．同主族元素自上而下原子半径逐渐增大，所以原子半径大于原子半径，B正确； C．同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，所以非金属性：，非金属性越强，其对应的简单气态氢化物越稳定，所以稳定性：，C错误； D．的阴离子核外有18个电子，与原子的电子层结构相同，的阴离子核外有36个电子，与原子的电子层结构不相同，D错误； 故选B。 8．B 解析：A．钠单质的还原性比较强，可用于冶炼金属钛，A错误； B．K2FeO4(高铁酸钾)中正六价的铁具有强氧化性，可用作杀菌消毒，B正确； C．FeCl3溶液中三价铁离子具有强氧化性酸，可以与铜发生氧化还原，制造印刷电路板，C错误； D．氢氧化铝可以和氢离子反应，可用于中和过多的胃酸，D错误； 故选B。 二、填空题 9．(1)> (2) > HF (3)H3PO4 (4)第二周期第IVA 族 (5) (6) 6 5 、、 14C l4N 14C 16O (7) 23∶34 11∶16 (8)1∶1 解析：（1）周期表同一周期中，从左至右，原子半径逐渐减小，故与的原子半径大小关系是>Al； （2）周期表同一族中，从上至下，元素的非金属性逐渐减弱，故F与的非金属性强弱顺序是F>Cl；非金属性越强，氢化物越稳定，则其简单氢化物的稳定性较强的是HF； （3）P、S两种元素的最高价氧化物对应水化物分别为H3PO4和H2SO4 ，H3PO4是三元中强酸，H2SO4是强酸，故酸性较弱的是H3PO4； （4）C位于元素周期表中的位置是第二周期第IVA 族； （5）含有8个质子、10 个中子的原子，其质量数=质子数+中子数=8+10=18，其化学符号为； （6）①核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，35Cl2和37Cl2是分子而不是原子，故以上8种微粒共包含了、、、14C、 l4N、16O这6种核素；质子数相同的原子是同一种元素，故含有的元素有H、C、N、O、这5种； ②具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素，故互为同位素的是、、； ③元素左上角的数字是质量数，故质量数相等的是14C和l4N；元素左下角的数字是质子数，中子数=质量数-质子数，中子数相等的是14C和16O； （7）物质的量相同时，由可知质量之比等于分子的相对分子质量之比，故相同物质的量的14CO2与S18O2的质量分别为之比为(14+16×2)：(32+18×2)=23：34；1个14CO2中含有22个电子，1个S18O2中含有32个电子，相同物质的量的14CO2与S18O2的电子数之比为22：32=11：16； （8）物质的量相同的H2O和D2O与足量钠反应后产生等物质的量的H2和D2，在标准状况下，根据可知体积之比=物质的量之比，故放出的气体在标准状况下的体积之比为1：1。 10． 电子层数相同，最外层电子数从1~8变化 最外层电子数依次增大，原子半径逐渐变小 解析：略 11．(1)第三周期第ⅦA族 或 (2)ac (3)或 (4) (5) 有白色沉淀生成 解析：（1）氯是17号元素，氯原子核外电子排布为2、8、7，氯在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA族，原子中子数为20，则的中子数为或；故答案为：第三周期第ⅦA族；或。 （2）a．原子得电子能力越强，非金属性越强，则a符合题意；b．得电子数目的多少与非金属性强弱无关，故b不符合题意；c．最简单气态氢化物越稳定，其非金属性越强，故c符合题意；d．单质的沸点与非金属性无关，故d不符合题意；综上所述，答案为：ac。 （3）由图可知，臭氧转化为氧气，其总反应化学方程式为或；故答案为：或。 （4）①中碳氮三键，其电子式为；故答案为：。 ②可用气体将其转化为两种无毒气体即氮气和二氧化碳，则该反应的离子方程式为；故答案为：。 （5）X、Y、Z、W四种短周期元素在周期表中的位置关系如图，Y和Z的核外电子数之和为22，Z的质子数比Y的质子数多8，则Y的质子数为N，Z为P，W为S，X为C。将少量X的最高价氧化物通入到硅酸钠溶液中，反应生成硅酸沉淀和碳酸钠，反应现象是有白色沉淀生成，反应的离子方程式为；故答案为：白色沉淀生成；。 12． Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓ Al(OH)3＋ OH－ === AlO2－ ＋2H2O 2∶1 0.8 7∶1 【分析】由图像可知，AB段产生沉淀质量增大，发生的反应是Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Al3++3OH-═Al(OH)3↓，DC段沉淀质量减少，发生的反应是Al(OH)3+NaOH═NaAlO2+2H2O。 解析：（1）OD段镁离子和铝离子全部转化为沉淀，其离子方程式为Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓；DC段NaOH过量时氢氧化铝溶解，其离子方程式为Al(OH)3＋ OH－=== AlO2－＋2H2O； （2）由图像可知，0～A发生Al3＋＋3OH－ === Al(OH)3↓ 、 Mg2＋＋ 2OH－ === Mg(OH)2↓；，A～B发生Al(OH)3＋ OH－=== AlO2－＋2H2O， C点对应的沉淀为Mg（OH）2，D点对应的沉淀为Mg（OH）2和Al（OH）3，则Mg（OH）2的物质的量为0.2mol，Al（OH）3的物质的量为0.3mol-0.2mol=0.1mol，由元素守恒可知，原溶液中Mg2+、Al3+物质的量浓度之比为0.2mol：0.1mol=2：1； （3）由Mg2++ 2OH-═Mg（OH）2↓ 0.2mol 0.4mol Al3+ + 3OH-═Al（OH）3↓ 0.1mol 0.3mol Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O 0.1mol 0.1mol 则C点NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol+0.1mol=0.8mol； （4）0～A发生Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓、Al3++3OH-═Al（OH）3↓， A～B发生Al（OH）3+OH-═AlO2-+2H2O，则线段OA对应的NaOH的物质的量为0.4mol+0.3mol=0.7mol，线段AB对应的NaOH的物质的量为0.1mol，所以线段OA：AB=0.7mol：0.1mol=7：1。 13．(1) 第3周期IIA族 (2)CD (3)AD (4) 分解过程中吸收热量 分解生成的MgO、熔点高，能阻燃 (5)D 【分析】元素a的化合价为+1价，且原子序数最小，原子半径最小，故a为H，b的化合价为+4价，则b为C，c的化合价为-2价，半径比C小，则c为O，d的化合价为+2价，且半径较大，则d为Mg，e为+3价，且半径比Mg小，则e为Al，则a为H，b为C，c为O，d为Mg，e为Al，以此解题。 解析：（1）由分析可知，d为Mg，则元素d在周期表中的位置是第3周期IIA族；由分析可知，c为O，d为Mg，e为Al，电子层越多，半径越大，核外电子排布相同的时候，原子序数越小，半径越大，则c、d、e的简单离子半径由大到小的顺序为； （2）由分析可知，d为Mg，e为Al， A．元素金属性的强弱和其单质的硬度和熔、沸点无关，A不选； B．元素金属性的强弱和其单质作为还原剂时失去电子数目的多少无关，B不选； C．金属性越强，则其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，C选； D．金属性越强，则其单质越容易与同浓度盐酸反应置换出氢气，D选； 故选CD； （3）A．中的Se为+4价，Se还有+6价和0价，故其既有氧化性又有还原性，A正确； B．氧的非金属性大于硒，则硒的氢化物的稳定性弱于水，B错误； C．硒的非金属性弱 ，则硒没有强氧化性，C错误； D．硒的最高正价为+6价，则其最高价氧化物对应水化物的化学式为，D正确； 故 选AD； （4）①由分析可知，a为H，c为O，d为Mg，e为Al，则该反应可以表示为：，根据方程式可知，反应生成了氧化镁和氧化铝，两者熔点较高，且该反应为吸热反应，则该化合物作阻燃剂的两条依据是：分解过程中吸收热量；分解生成的MgO、熔点高，能阻燃； ②由分析可知，c为O，d为Mg，则d在中燃烧为Mg在氧气中燃烧，12g镁的物质的量为0.5mol，则2mol镁完全燃烧放热为1209.6kJ，该反应的热化学方程式是 ； （5）由分析可知，e为Al，则该反应可以表示为：，铝的金属性比钡弱，钡比铝活泼，铝之所以可以置换出钡是因为钡的沸点较低，在反应条件下钡呈气态，不断离开反应体系，从而使反应不断向右进行； 故选D。 14． 分液漏斗 检查装置的气密性 Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O 除去SO2气体 装置F中出现白色沉淀 否 亚硫酸不是硫元素的最高价氧化物的水化物（或SO2不是S的最高价氧化物） 解析：（1）根据装置图可知A仪器名称是分液漏斗； （2）由于该实验中有气体物质参加反应，实验实验步骤首先是连接仪器，待检查装置气密性后再加药品后，打开a、然后滴入浓硫酸，加热。 （3）①铜与浓硫酸混合加热，发生反应产生硫酸铜、二氧化硫和水，反应的化学方程式是Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；由于亚硫酸是酸性比碳酸强，实验反应产生的SO2气体与装置D的饱和碳酸钠溶于发生反应产生CO2气体，SO2具有还原性，E中盛足量酸性KMnO4溶液的作用是除去CO2气体中未反应的SO2，防止干扰CO2的性质； ②该实验证明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强的实验依据是利用酸性：碳酸比硅酸强，将二氧化碳通入硅酸钠溶液中，发生反应：CO2+SiO32－+H2O=H2SiO3↓+CO32－证明； ③由于S元素最高化合价是+6价，而亚硫酸中S元素是+4价，所以不能依据试管D中发生的反应，证明硫元素的非金属性强于碳元素的非金属性。 学科网（北京）股份有限公司 $$