高效作业21 第2课时 元素周期表和元素周期律的应用-【精彩三年】2024-2025学年高中化学必修1课程探究与巩固Word教参（人教版2019）

高效作业21 [第2课时　元素周期表和元素周期律的应用](见学生用书P183) [A级　新教材落实与巩固] 　　　 　　　　　　 　　　　　 　 1．在元素周期表中含氟、氯、硫、磷、砷等元素的区域能找到(　A　) A．制农药的元素 B．制半导体的元素 C．制催化剂的元素 D．制耐高温、耐腐蚀合金材料的元素 【解析】通常农药中含有氟、氯、硫、磷、砷等元素，在周期表中含这些元素的区域可找到制农药的元素。 2．元素周期表中铀元素的相关信息如图所示，下列说法中错误的是(　B　) A．铀原子的质子数是92 B．铀元素的质量数是238.0 C．核素U的中子数是143 D．铀是第七周期第ⅢB族元素 【解析】左上角的“92”代表原子序数，原子序数＝质子数，则铀原子的质子数是92，A正确；238.0是铀元素的相对原子质量，故铀元素的质量数不是238.0，B错误；核素U的中子数＝235－92＝143，C正确；铀是第92号元素，第七周期第1种元素为87Fr，则铀位于第7横行、第3纵列(属于锕系元素)，即是第七周期第ⅢB族元素，D正确。 3．元素周期表中某区域的一些元素多用于制造半导体材料，它们是(　C　) A．左下方区域的金属元素 B．右上方区域的非金属元素 C．金属元素和非金属元素分界线附近的元素 D．稀有气体元素 【解析】在周期表中金属元素和非金属元素分界线附近的元素既有金属性，又有非金属性，可用于制造半导体材料，C项正确。 4．元素周期表揭示了元素间的内在联系和规律性，下列说法正确的是(　C　) A．某短周期元素的原子最外层只有1个电子，则该元素一定是金属元素 B．元素周期表中有8个主族，7个副族和1个0族 C．过渡元素是指位于周期表中第ⅡA族和第ⅢA族之间的元素且均为金属元素 D．卤素单质及碱金属单质的熔、沸点均随着原子序数的递增而升高 【解析】短周期包括第一、二、三周期，短周期中某元素的最外层只有1个电子，说明该元素位于第ⅠA族，可以是H、Li、Na，H属于非金属元素，A错误；根据元素周期表的结构，元素周期表有7个主族、8个副族和1个0族，B错误；位于周期表第ⅡA族与第ⅢA族之间的元素均为金属元素，叫过渡元素，C正确；卤素单质的熔、沸点随着原子序数的递增而升高，而碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的递增而降低，D错误。 5．下列说法错误的是(　B　) A．P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强 B．元素周期表中金属和非金属分界处的元素多用于制造催化剂和耐高温材料 C．短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构 D．主族元素X、Y能形成XY2型化合物，则X与Y的原子序数之差可能为2或5 【解析】同周期元素从左至右非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，其得电子能力越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，故P、S、Cl得电子能力和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增强，A正确；元素周期表中金属和非金属分界处的元素多用于制造半导体材料，B错误；短周期第ⅣA族元素C、Si易形成4个共用电子对，第ⅦA族元素易形成1个共用电子对，短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子CCl4、CF4、SiCl4、SiF4均满足原子最外层8电子结构，C正确；主族元素X、Y能形成XY2型化合物，XY2可能为MgCl2、CO2等，X、Y可能为Mg、Cl或C、O，则X与Y的原子序数之差可能为2或5，D正确。 6．下列叙述中正确的是(　B　) A．周期表中第15纵列元素的最高价氧化物对应水化物的化学式均为H3RO4 B．O与 S2－具有相同的质子数和电子数 C．所有主族元素的最高正价均与其族序数相等 D．若R2－和M＋ 的电子层结构相同，则原子序数：R＞M 【解析】周期表中第15纵列为第ⅤA族，其中氮元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为HNO3，不符合H3RO4，A项错误；O与 S2－的质子数均为16，核外电子数均为18，B项正确；F没有正价，O没有最高正价，C项错误；电子层结构相同的阴离子和阳离子，阳离子的原子序数大于阴离子，所以原子序数：R＜M，D项错误。 7．碲(Te)是52号元素，位于周期表中第ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是(　B　) A．碲的单质具有半导体的性能 B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定 C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2) D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱 【解析】碲处于金属区与非金属区的交界线上，其单质具有半导体的性能，A正确；碲的非金属性比硫弱，则其简单氢化物的稳定性比H2S弱，B错误；硫与碲在同一主族，硫可在空气中燃烧生成二氧化硫，则碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)，C正确；碲的非金属性比硫弱，则其最高价氧化物的水化物H2TeO4的酸性比硫的最高价氧化物的水化物H2SO4的酸性弱，D正确。 8．某些短周期元素的性质或原子结构信息如表所示。 元素 元素性质或原子结构信息 X M层上有6个电子 Y 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Z 常温下的单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性 G 元素的最高正价是＋7价 下列叙述错误的是(　C　) A．元素X、Z、G的最高价氧化物对应的水化物均为强酸 B．Y的最高价氧化物与Na2O2反应生成标准状况下11.2 L O2时，转移1 mol电子 C．元素Z与氢元素只能形成1种常见的10电子粒子 D．非金属性：G>X 【解析】X、Y、Z、G是短周期元素，X的M层上有6个电子，则X为S元素，Y最外层电子数是次外层电子数的2倍，则Y核外电子数为2＋4＝6，Y为C元素，常温下Z的单质为双原子分子，其氢化物的水溶液呈碱性，则Z为N元素，G元素的最高正价是＋7价，则G为Cl元素。元素X、Z、G的最高价氧化物对应的水化物分别为硫酸、硝酸和高氯酸，均为强酸，A正确；Y的最高价氧化物与Na2O2反应，即2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，存在关系式：O2～2e－，则生成标准状况下11.2 L 即0.5 mol O2，转移1 mol电子，B正确；元素Z与氢元素能形成常见的10电子粒子有NH3、NH，C不正确；同周期从左到右元素非金属性递增，则非金属性：G(Cl)＞X(S)，D正确。 9．四种短周期元素在周期表中的相对位置如表所示，其中Z元素原子核外电子总数是其最外层电子数的3倍。 X Y Z W 请回答下列问题。 (1)Z元素位于周期表中第__三__周期第__ⅤA__族。 (2)四种元素的氢化物中，水溶液碱性最强的是__NH3__(填化学式)。 (3)Z和W的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的是__H2SO4__(填化学式)。 (4)X的最高价氧化物的化学式为__N2O5__。 【解析】根据短周期元素在周期表中的位置，确定Z只能是第三周期的元素，假设其最外层电子数为x，则有2＋8＋x＝3x，解得x＝5，即Z为磷元素，据此可以判断出W是硫元素、Y是氧元素、X是氮元素。(1)磷位于元素周期表中第三周期第ⅤA族。(2)四种元素的氢化物中，NH3的水溶液碱性最强。(3)P和S最高价氧化物对应的水化物分别为H3PO4和H2SO4，因非金属性：P<S，则酸性：H3PO4<H2SO4。(4)氮元素的最高正价为＋5价，其最高价氧化物为N2O5。 10．2024·宁波中学高一已知几种短周期元素在周期表中的相对位置如下所示。 W Z M X Y Q R 请回答下列问题。 (1)Y的元素符号：__Al__，元素Q在周期表中的位置为__第三周期第ⅥA族____。 (2)下列说法不正确的是__B__(填字母)。 A．常温时，X单质能与水发生剧烈反应 B．最简单气态氢化物的稳定性：Z>M C．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z<Q<R D．X、Y、Q的最高价氧化物对应水化物可以相互反应 (3)X、Z、M元素的原子半径由小到大的顺序为__N<C<Na__(用元素符号表示)。 (4)W与X会形成一种白色的化合物，该化合物与水反应生成H2和一种强碱，写出相应的化学方程式：__NaH＋H2O===H2↑＋NaOH__。 【解析】根据各元素在周期表中的相对位置可知，W、X、Y、Z、M、Q和R分别为H、Na、Al、C、N、S、Cl； (1)元素Y是13号元素，为Al；元素Q为S，在周期表中的位置为第三周期第ⅥA族； (2)X为Na元素，常温时，单质钠能与水发生剧烈反应生成NaOH和氢气，A正确；Z为C，M为N元素，同周期主族元素从左到右非金属性增强，非金属性：N>C，则最简单气态氢化物的稳定性：NH3>CH4，B错误；Z为C，Q为S，R为Cl元素，最高价氧化物对应的水化物分别为H2CO3、H2SO4、HClO4，碳酸是弱酸，而硫酸和高氯酸均是强酸，由非金属性：Cl>S，则酸性：H2SO4<HClO4，可得酸性：H2CO3<H2SO4<HClO4，C正确；X(Na)、Y(Al)和Q(S)的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3和H2SO4，Al(OH)3为两性氢氧化物，可以和酸、强碱溶液反应，D正确。 (3)电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时原子序数越大半径越小，X(Na)、Z(C)、M(N)元素的原子半径由大到小的顺序为Na>C>N。 (4)W与X会形成一种白色的化合物，为氢化钠，该化合物与水反应生成H2和氢氧化钠，化学方程式为NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。 [B级　素养养成与评价] 11．A、B、C、D、E是五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A、D及B、E分别是同一主族元素，B、E两元素的原子核中质子数之和是A、D两元素原子核中质子数之和的2倍。则下列说法中正确的是(　A　) A．与A形成化合物的稳定性：C＞B＞E B．形成简单离子的半径：E＞D＞B C．单质B和D在常温下化合生成D2B2 D．C的最高价氧化物对应水化物的酸性最强 【解析】因为A与D、B与E分别同主族，A、B、D、E均为短周期元素，所以B、E一定在第二、三周期，A可能在第一周期，也可能在第二周期。若A在第一周期，A为H、D为Na，设B的原子序数为x，则E的原子序数为x＋8，根据题意可知，(1＋11)×2＝x＋x＋8，解得x＝8，所以B为O，E为S；若A、B在第二周期，D、E在第三周期， 设A、B的原子序数分别为x、y，则(x＋x＋8)×2＝y＋y＋8，解得y＝2x＋4，因为x≥3，则y≥10，不符合B在第二周期主族的假设，故A不可能在第二周期，故A、B、D、E分别为H、O、Na、S，则C为F。非金属性：F>O>S，稳定性：HF>H2O>H2S，A正确；离子半径：S2－>O2－>Na＋，B错误；Na与O2常温下反应生成Na2O，C错误；F无含氧酸，D错误。 12．五种短周期元素(其中X、Y、Z、R位于同一周期)的原子半径及主要化合价见下表： 元素 X Y Z R W 原子半径/nm 0.160 0.143 0.102 0.099 0.074 最高正化合价或 最低负化合价 ＋2 ＋3 ＋6、 －2 ＋7、 －1 －2 下列叙述错误的是(　B　) A．离子半径：X2＋<R－ B．Y3＋、W2－的核外电子排布不相同 C．元素Z位于元素周期表中第三周期第ⅥA族 D．阴离子的还原性：Z2－>R－ 【解析】由表格信息推知，X、Y、Z、R、W分别为Mg、Al、S、Cl、O。根据层多径大得到离子半径：X2＋(Mg2＋)<R－(Cl－)，A正确；Y3＋(Al3＋)、W2－(O2－)的核外电子排布相同，B错误；元素Z(S)位于元素周期表中第三周期第ⅥA族，C正确；同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，其对应离子的还原性逐渐减弱，因此阴离子的还原性：Z2－(S2－)>R－(Cl－)，D正确。 13．2024·柯桥中学高一下图为元素周期表的一部分。门捷列夫预言了多种当时未知的元素，T为其中之一。已知J的原子序数是Z的两倍。 L Y Z X J Q T M 请回答下列问题。 (1)L元素在周期表中的位置是__第二周期第ⅣA族__。 (2)下列说法不正确的是__CD__(填字母)。 A．Y与Q元素形成的化合物 YQ3中所有原子最外层都满足8电子结构 B．X、T 的最高价氧化物对应水化物的碱性：X<T C．用 pH 试纸测得 Q单质水溶液的pH＝3 D．简单离子半径：X>Y>Z (3)已知 JZQ2与 H2O 反应时有刺激性气味的气体和白雾产生，试写出其化学反应方程式：__SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑__。 (4)非金属性：Q__>__M(填“>”“<”或“＝”)，判断依据是__Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2(合理即可)__(用化学方程式来表示)。 【解析】已知J的原子序数是Z的两倍，则Z、J分别为氧、硫，根据其他元素和氧、硫在周期表中的相对位置可知X、T、L、Y、Q、M分别为铝、镓、碳、氮、氯、溴。 (1)L为碳，原子结构示意图为，则L元素在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族。 (2)Y与Q元素形成的化合物YQ3为NCl3，N原子最外层有5个电子，与3个Cl形成3个共用电子对，YQ3中所有原子最外层都满足8电子结构，A正确；同主族元素从上至下金属性逐渐增强，则金属性：X<T，元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则X、T的最高价氧化物对应水化物的碱性：X<T，B正确；Q单质Cl2的水溶液氯水中含有次氯酸，次氯酸具有漂白性，不能用pH试纸测得Q单质的水溶液的pH，C错误；X、Y、Z的简单离子分别为Al3＋、N3－、O2－，3种离子的电子层结构相同，原子序数越小离子半径越大，则简单离子半径：Y>Z>X，D错误。 (3)已知JZQ2即SOCl2与H2O反应时有刺激性气味的气体和白雾产生，刺激性气味的气体为SO2，白雾是反应生成的HCl气体遇空气中的水蒸气形成的，则该反应的化学方程式为 SOCl2＋H2O===SO2↑＋2HCl↑。 (4)同主族元素从上至下非金属性逐渐减弱，则非金属性：Q>M；判断依据是Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，该反应中，Cl2是氧化剂、Br2是氧化产物，氧化性： Cl2> Br2，非金属单质的氧化性越强，对应元素的非金属性越强，则可以证明非金属性：Q>M。 14．2024·诸暨中学高一短周期主族元素X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大，X、Q的单质在常温下呈气态，Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，Z在同周期主族元素中原子半径最大，M是地壳中含量最多的金属元素。 (1)Y在周期表中的位置是__第二周期第ⅣA族__；Q的元素名称是__氯__。 (2)Z、M、Q的简单离子半径由小到大的顺序为__Al3＋<__Na＋<__Cl－__(用离子符号表示)。 (3)将含有M的简单离子的盐溶液与足量Z的最高价氢氧化物的溶液混合，反应的离子方程式为__Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－__。 (4)可以比较Z、M两元素金属性强弱的实验是__AC__(填字母，下同)。 A．比较这两种元素最高价氧化物对应水化物的碱性 B．将Z的单质投入M的硫酸盐溶液中 C．将这两种元素的单质分别放入冷水中 D．比较这两种元素的单质与酸反应时失电子的数目 (5)R是第四周期与Q同主族的元素，下列说法正确的是__A__。 A．R的最高正化合价为＋7价 B．简单气态氢化物稳定性：R>Q C．简单离子的还原性：R<Q D．R的单质在常温下可与氢气化合 【解析】短周期主族元素X、Y、Z、M、Q原子序数依次增大，Y的原子最外层电子数是其电子层数的2倍，Y是C元素或S元素；Z在同周期主族元素中原子半径最大，Z是Na元素，则Y是C元素；M是地壳中含量最多的金属元素，M是Al元素；X、Q的单质在常温下呈气态，X是H元素、Q是Cl元素。 (1)Y是C元素，在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族；Q的元素名称是氯。 (2)电子层数越多半径越大，电子层数相同时，质子数越多半径越小，Na＋、Al3＋、Cl－半径由小到大的顺序为Al3＋< Na＋<Cl－。 (3)将含有Al3＋的盐溶液与足量NaOH溶液混合生成四羟基合铝酸钠，反应的离子方程式为Al3＋＋4OH－===[Al(OH)4]－； (4)元素金属性越强，最高价氧化物的水化物碱性越强，A符合题意；将金属钠投入硫酸铝溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠，氢氧化钠再和硫酸铝反应，钠不能置换出硫酸铝溶液中的铝，不能证明钠的金属性强于铝，B不符合题意；金属性越强，其单质越易与水反应，C符合题意；金属性越强越易失电子，金属性与失电子多少无关，D不符合题意。 (5)R是第四周期与Cl同主族的元素，R是Br元素。 Br最外层有7个电子，最高正化合价为＋7价，A正确；同主族元素从上到下，非金属性减弱，简单气态氢化物的稳定性：HCl>HBr，B错误；同主族元素从上到下，非金属性减弱，简单离子的还原性增强，还原性：Cl－<Br－，C错误；同主族元素从上到下，非金属性减弱，非金属性越强越易与氢气反应，Br的非金属性比Cl弱，Br2在常温下不与氢气化合，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$