PAGEPAGE11元素周期表和元素周期律的應用(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題4分,共40分)1.(2024·北京西城區高一檢測)英國探討人員認為,全球將有1.4億人因為用水受到砷中毒之害,導致更多的人患癌癥。下列對砷(As)的有關推斷正確的是 ()A.砷原子序數為33,它與鋁同主族B.砷的原子半徑小于磷的原子半徑C.砷化氫的穩定性比溴化氫的強D.砷酸的酸性比硫酸的弱【解析】選D。砷原子序數為33,位于第ⅤA族,A錯;砷、磷同主族,砷的原子半徑大于磷的原子半徑,B錯;砷、溴同周期,砷的非金屬性比溴弱,因此砷化氫的穩定性比溴化氫的弱,C錯;由于非金屬性S>P>As,因此砷酸的酸性比硫酸的弱,D對。【補償訓練】已知33As、35Br位于同一周期。下列關系正確的是 ()A.原子半徑:As>Cl>PB.熱穩定性:HCl>AsH3>HBrC.還原性:As3->S2->Cl-D.酸性:H3AsO4>H2SO4>H3PO4【解析】選C。A項,原子半徑As>P>Cl;B項,非金屬性Cl>Br>As,所以熱穩定性HCl>HBr>AsH3;D項,非金屬性S>P>As,故酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4。2.某元素原子M層電子數是K層電子數的3.5倍,則該元素最高價氧化物對應水化物的化學式為 ()A.HNO3 B.H3PO4C.H2SO4 D.HClO4【解析】選D。某元素原子M層電子數是K層電子數的3.5倍,則該原子M層電子數為7,故M為氯元素;最高正化合價為+7,該元素最高價氧化物對應水化物的化學式為HClO4,D正確。3.(2024·青島高一檢測)依據原子結構及元素周期律的學問,下列推斷正確的是 ()A.同主族元素含氧酸的酸性隨核電荷數的增加而減弱B.核外電子排布相同的微粒化學性質也相同C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半徑漸漸減小D.1735Cl與

【解析】選D。A項,同主族的非金屬元素,從上到下非金屬性漸漸減弱,其最高價含氧酸的酸性依次減弱;B項,K+、Ca2+、S2-、Cl-的核外電子排布相同,但化學性質不同,如S2-、Cl-具有還原性,而K+、Ca2+具有氧化性,錯誤;C項,具有相同電子層結構的離子,核電荷數越大其微粒半徑越小,則半徑:S2->Cl->K+>Ca2+,錯誤;D項,

1735Cl與1737Cl屬于同種元素,具有相同的核外電子排布【補償訓練】元素周期表和元素周期律可以指導人們進行規律性的推想和推斷。下列說法不合理的是 ()A.由水溶液的酸性:HCl>HF,不能推斷出元素的非金屬性:Cl>FB.人們可以在周期表的過渡元素中找尋催化劑和耐腐蝕、耐高溫的合金材料C.短周期元素正化合價數值和其族序數相同D.短周期元素形成的微粒X2-和Y2+核外電子排布相同,離子半徑:X2->Y2+【解析】選C。A項,非金屬性的強弱,應依據對應最高價氧化物對應水化物的酸性比較,不能依據氫化物的酸性進行比較,HF的酸性比HCl弱,但非金屬性F大于Cl,正確;B項,優良的催化劑及耐高溫柔耐腐蝕的合金材料(如鎳、鉑等),大多屬于過渡元素,正確;C項,短周期元素正化合價數值和其族序數不肯定相同,如C有+2、+4價,錯誤;D項,微粒X2-與Y2+核外電子排布相同,核電荷數:Y>X,核電荷數越大,離子半徑越小,故離子半徑:X2->Y2+,正確。4.下列說法正確的是 ()A.N和As屬于第ⅤA族元素,氮原子得電子實力比砷原子強B.族序數等于其周期序數的元素肯定是金屬元素C.元素周期表中,位于金屬和非金屬交界線旁邊的元素屬于過渡元素D.Si、S、Cl的最高價氧化物都能與水反應生成相應的酸,且酸性依次增加【解析】選A。N和As屬于第ⅤA族元素,同主族元素自上而下非金屬性漸漸減弱,所以氮原子得電子實力比砷原子強,A正確;族序數等于其周期序數的元素不肯定是金屬元素,如第一周期第ⅠA族的氫元素是非金屬元素,B不正確;元素周期表中,位于金屬和非金屬交界線旁邊的元素一般既具有金屬性,還具有非金屬性。過渡元素是指周期表中第3～12列的元素,C不正確;二氧化硅與水不反應,D不正確。5.(2024·濟南高一檢測)已知某原子最外層有7個電子,推想下列選項不正確的是 ()A.單質有氧化性B.最高正價肯定為+7價C.是非金屬元素D.同周期元素中原子半徑最小【解析】選B。某原子的最外層有7個電子,說明位于第ⅦA族,ⅦA族元素得到一個電子達到穩定結構,其單質具有強氧化性,故A說法正確;F沒有正價,故B說法錯誤;第ⅦA族為非金屬元素,故C說法正確;同周期從左向右原子半徑漸漸減小(稀有氣體除外),因此鹵族元素的原子半徑是同周期中最小的,故D說法正確。6.鎵是1871年俄國化學家門捷列夫在編制元素周期表時曾預言的“類鋁”元素。鎵的原子序數為31,屬ⅢA族。鎵的熔點為29.78℃,沸點高達2403℃。鎵有過冷現象(即冷至熔點下不凝固由此推斷下列有關鎵的性質及其用途的敘述不正確的是()A.鎵是制造高溫溫度計的上佳材料B.鎵能溶于強酸和強堿中C.鎵與鋅、錫、銦等金屬制成的合金,可用在自動救火的水龍頭中D.近年來,鎵成為電子工業的新寵,其主要用途是制造半導體材料,被譽為“半導體家族的新成員”,這是利用了鎵的導電性介于導體和絕緣體之間的性質【解析】選D。鎵的熔點為29.78℃,沸點高達2403℃;鎵有過冷現象(即冷至熔點下不凝固),它可過冷到-120℃,因此A、C兩項正確。鋁能溶于強酸和強堿中,鋁是電的良導體而不是半導體,鎵是“類鋁”元素,所以鎵能溶于強酸和強堿中,鎵是電的良導體而不是半導體7.(2024·貴陽高一檢測)不能作為推斷硫、氯兩種元素非金屬性強弱的依據是 ()A.單質氧化性的強弱B.單質沸點的凹凸C.單質與氫氣化合的難易D.最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱【解析】選B。元素的非金屬性越強,其單質獲得電子的實力就越強,因此單質氧化性就越強,故可以通過比較單質氧化性的強弱,推斷元素的非金屬性的強弱,A正確。S單質,Cl2都是分子晶體,分子之間通過分子間作用力結合,分子間作用力越大,物質的熔沸點就越高,這與元素的非金屬性強弱無關,B錯誤。元素的非金屬性越強,其單質與氫氣化合形成氫化物就越簡潔,形成的氫化物的穩定性就越強,因此,可以比較元素的非金屬性的強弱,C正確。元素的非金屬性越強,其最高價氧化物對應的水化物的酸性就越強,因此可以通過比較硫、氯兩種元素最高價氧化物對應的水化物酸性的強弱比較元素的非金屬性的強弱,D正確。8.鍺是一種重要的半導體材料,用于制造晶體管及各種電子裝置。門捷列夫把它命名為類硅,處于周期表中金屬區與非金屬區的交界線上。下列敘述正確的是 ()A.鍺是一種金屬性很強的元素B.鍺的單質具有半導體的性能C.鍺化氫(GeH4)穩定性很強D.鍺酸是難溶于水的強酸【解析】選B。鍺處于金屬區與非金屬區的交界線上,元素金屬性和非金屬性都較弱,反應中既不易得電子,也不易失去電子,常用作半導體材料;鍺化氫(GeH4)穩定性很弱;鍺和硅處于同一主族,主族元素的非金屬性從上到下漸漸減弱,則硅的非金屬性大于鍺,非金屬性越強,對應的最高價氧化物的水化物的酸性越強,所以酸性比硅酸弱,為弱酸,碳酸溶于水,硅酸不溶于水,推知鍺酸應難溶于水,故D錯誤。【方法規律】推斷生疏元素性質的“3”(1)與同周期前、后元素相比較,依據同周期元素性質的遞變規律推想元素的性質。(2)與同主族上、下元素相比較,依據同主族元素性質的遞變規律推想元素的性質。(3)比較不同周期、不同主族元素的性質時,可借助“三角”規律推斷若A、B、C三種元素位于元素周期表中如圖所示位置,有關元素的各種性質均可排出依次(但D不能參加排序)。①原子半徑:C>A>B;②金屬性:C>A>B;③非金屬性:B>A>C。9.(2024·大連高一檢測)X、Y、Z、W為周期表中前20號元素中的四種,原子序數依次增大,W、Y為金屬元素,X原子的最外層電子數是次外層電子數的3倍,Y、Z位于同周期,Z單質是一種良好的半導體。W能與冷水猛烈反應,Y、Z原子的最外層電子數之和與X、W原子的最外層電子數之和相等。下列說法正確的是 ()A.原子半徑:W>Y>Z>XB.氣態氫化物的穩定性:X<ZC.最高價氧化物對應水化物的堿性:Y>WD.Y、Z的氧化物均為兩性氧化物【解析】選A。由題意可推出X為O,Y為Al,Z為Si,W為K。B項,氣態氫化物的穩定性是H2O>SiH4,錯誤;C項,最高價氧化物對應的水化物的堿性:KOH>Al(OH)3,錯誤;D項,Y的氧化物Al2O3有兩性,而Z的氧化物SiO2不具有兩性,它是酸性氧化物,錯誤。10.(2024·洛陽高一檢測)如圖所示是元素周期表的一部分,下列說法中正確的是 ()A.元素的簡潔離子半徑大小:④>⑤>②B.氣態氫化物的穩定性:⑤>②C.最高價氧化物對應水化物的酸性:⑥>⑤D.元素的最高正化合價:③=⑥【解析】選C。元素①～⑥分別為N、O、F、Al、S、Cl。離子半徑:S2->O2->Al3+,A項錯誤;非金屬性越強則對應氣態氫化物越穩定,最高價氧化物對應水化物的酸性也越強,故穩定性:H2O>H2S,酸性:HClO4>H2SO4,B項錯誤,C項正確;F無正價,D項錯誤。二、非選擇題(本題包括2小題,共30分)11.(15分)(2024·襄樊高一檢測)下表為元素周期表的一部分,表中序號分別代表某一元素。請回答下列問題。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02⑦⑧⑩3①③⑤⑥⑨4②④(1)①～⑩中,最活潑的金屬元素是________(寫元素符號,下同),最不活潑的元素是________。

(2)①⑧的簡潔離子,其半徑更大的是________(寫離子符號)。

(3)⑧⑨的氣態氫化物,更穩定的是________(填化學式)。

(4)元素的非金屬性:⑥________⑦(填“>”或“<”)。

(5)①～⑨的最高價氧化物的水化物中:酸性最強的是________(填化學式);堿性最強的是________(填化學式),該堿與⑤的最高價氧化物的水化物反應的離子方程式為__

__。

【解析】(1)由表知最活潑的金屬元素是在元素周期表中第ⅠA族,最下方的②為K,最不活潑的元素在元素周期表中的0族,由表知⑩為Ne。(2)由表知①為Na、⑧為F,它們的簡潔離子Na+、F-的核外電子排布相同,且鈉的原子序數比氟大,所以r(Na+)<r(F-)。(3)由表知⑧為F、⑨為Cl,兩者的氣態氫化物分別為HF、HCl,依據非金屬性越強其氣態氫化物更穩定,所以HF更穩定。(4)⑥為Si,⑦為N,依據元素周期律,元素的非金屬性:Si<P<N,所以Si<N。(5)由表知①～⑨中最強的非金屬元素是⑨為Cl,其最高價氧化物的水化物是HClO4,屬于強酸并且酸性最強。由表知①～⑨中最強的金屬元素是②為K,其最高價氧化物的水化物是KOH,屬于強堿。由表知⑤為鋁,最高價氧化物的水化物Al(OH)3與KOH反應的離子方程式為Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O答案:(1)KNe(2)F-(3)HF(4)<(5)HClO4KOHAl(OH)3+OH-AlO2-+2H212.(15分)(2024·蘭州高一檢測)現有下列短周期元素的數據(已知Be的原子半徑為0.089nm): ①②③④⑤⑥⑦⑧原子半徑(nm)0.0740.1600.1520.1100.0990.1860.0750.082最高正化合價+2+1+5+7+1+5+3最低負化合價-2-3-1-3(1)⑧號元素在周期表中的位置是_______________________;

上述元素處于同一主族的有____________。(用元素符號表示)

(2)元素①和⑥能形成兩種化合物,寫出其中較穩定的化合物與水反應的離子方程式:

__________________________。

(3)含鋰材料在社會中廣泛應用,如各種儲氫材料(Li2NH等)、便攜式電源材料(LiCoO2等)。依據下列要求回答問題:①36Li和

37Li作核反應堆最佳熱載體,37LiH和A.36Li和

B.36Li和

C.37LiH和

D.37LiH和

②下列說法不正確的是________。

A.堿性:Be(OH)2<LiOH<NaOH<KOHB.半徑:K>Na>Li>Li+C.氧化性:Li+<Na+<K+<Rb+<Cs+D.金屬性:Cs>Rb>K>Na>Li>Be【解析】由題中及表中數據可知,①②③④⑤⑥⑦⑧分別位于第ⅥA、第ⅡA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅦA、第ⅠA、第ⅤA、第ⅢA族。Be的原子半徑為0.089nm,Be的最高價為+2,②的最高價也是+2、半徑比Be大,則②為Mg;③是最高價為+1、半徑比Mg小,則③是Li;⑥是最高價為+1、半徑比Mg大,則⑥為Na;④和⑦的最高價都是+5、最低價都是-3,則它們為第ⅤA族元素,因為④的半徑較大,故④為P、⑦為N;依據同周期元素的原子半徑漸漸減小,可知⑧為B、①為O、⑤為Cl。綜上所述,①②③④⑤⑥⑦⑧分別為O、Mg、Li、P、Cl、Na、N、B。答案:(1)其次周期ⅢA族Li、Na和N、P(2)2Na2O2+2H2O4Na++4OH-+O2↑(3)①AD②C(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題9分,共18分)13.(2024·黃岡高一檢測)短周期元素X、Y、Z、W在周期表中位置如圖,其中W原子的次外層電子數是最內層電子數與最外層電子數之和。下列說法不正確的是 ()A.最簡潔的氫化物的還原性:X<WB.元素的非金屬性:Z>W>YC.簡潔離子的半徑大小:Y>W>ZD.氧化物對應水化物的酸性:Y<W<Z【解析】選D。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原子的次外層電子數是最內層電子數與最外層電子數之和,次外層電子數為8,最內層電子數為2,則其最外層電子數為6,W為S,可推知X為O,Y為P,Z為Cl。O的非金屬性大于S,故H2S的還原性強,A正確。同周期從左向右非金屬性增加,則元素的非金屬性:Z>W>Y,B正確;具有相同電子排布的離子中,原子序數大的離子半徑小,則簡潔離子的半徑大小:Y>W>Z,C正確;非金屬性越強,對應最高價含氧酸的酸性越強,不是最高價含氧酸無此規律,如硫酸為強酸,HClO為弱酸,D錯誤。14.(2024·邯鄲高一檢測)被譽為“礦石熊貓”的香花石(如圖),由我國地質學家首次發覺。香花石由前20號元素中的6種組成,分別為X、Y、Z、W、R、T。其中X、Y、Z為金屬元素,Z的最外層電子數與次外層電子數相等,X、Z位于同族,Y、Z、R、T位于同周期,R最外層電子數是次外層的3倍,T無正價,X與R原子序數之和是W的2倍。下列說法錯誤的是 ()A.原子半徑:Y>Z>R>TB.氣態氫化物的穩定性:W<R<TC.最高價氧化物對應的水化物的堿性:X>ZD.XR2、WR2兩種化合物中R的化合價相同【解析】選D。“礦石熊貓”香花石由前20號元素中的6種組成,其中R原子最外層電子數為其次外層電子數的3倍,R原子只能有2個電子層,最外層電子數為6,則R為O;Y、Z、R、T位于同周期,即處于其次周期,T無正價,則T為F;Z的最外層電子數與次外層電子數相等,則Z為Be;Y為金屬元素,則Y為Li;X、Z位于同主族,則X為Mg或Ca,若X為鎂元素,則由X與R原子序數之和是W的2倍,則12+82=10,推出W為氖元素不符合題意,若X為鈣元素,則由X與R原子序數之和是W的2倍,則20+82=14,推