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课时2 元素周期律和元素周期表
一、选择题
1．根据原子结构及元素周期律的知识，下列推断正确的是 ( )
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C．Cl－、S2－、Ca2＋、K＋半径逐渐减小
D. Cl与Cl得电子能力相同
解析 A项，同主族的非金属元素，从上到下非金属性逐渐减弱，其最高价含氧酸的酸性依次减弱；B项，K＋、Ca2＋、S2－、Cl－的核外电子排布相同，但化学性质不同，如S2－、Cl－具有还原性，而K＋、Ca2＋具有氧化性，错误；C项，具有相同电子层结构的离子，核电荷数越大其微粒半径越小，则半径：S2－>Cl－>K＋>Ca2＋，错误；D项，Cl与Cl属于同种元素，具有相同的核外电子排布，化学性质相同，原子得电子能力相同，正确。
答案 D
2．元素周期表和元素周期律可以指导人们进行规律性的推测和判断。下列说法不合理的是( )
A．由水溶液的酸性：HCl＞HF，不能推断出元素的非金属性：Cl＞F
B．人们可以在周期表的过渡元素中寻找催化剂和耐腐蚀、耐高温的合金材料
C．短周期元素正化合价数值和其族序数相同
D．短周期元素形成的微粒X2－和Y2＋核外电子排布相同，离子半径：X2－＞Y2＋
解析
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A项，非金属性的强弱，应根据对应最高价氧化物对应水化物的酸性比较，不能根据氢化物的酸性进行比较，HF的酸性比HCl弱，但非金属性F大于Cl，正确；B项，优良的催化剂及耐高温和耐腐蚀的合金材料(如镍、铂等)，大多属于过渡元素，正确；C项，短周期元素正化合价数值和其族序数不一定相同，如C有＋2、＋4价，错误；D项，微粒X2－与Y2＋核外电子排布相同，核电荷数：Y＞X，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径：X2－＞Y2＋，正确。
答案 C
3．(2016·长沙检测)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是( )
A．原子半径：As>Cl>P
B．热稳定性：HCl>AsH3>HBr
C．还原性：As3－>S2－>Cl－
D．酸性：H3AsO4>H2SO4>H3PO4
解析 A项，原子半径As>P>Cl；B项，非金属性Cl>Br>As，所以热稳定性HCl>HBr>AsH3；D项，非金属性S>P>As，故酸性H2SO4>H3PO4>H3AsO4。
答案 C
4．下列说法正确的是( )
A．N和As属于第ⅤA族元素，氮原子得电子能力比砷原子强
B．族序数等于其周期序数的元素一定是金属元素
C．元素周期表中，位于金属和非金属交界线附近的元素属于过渡元素
D．Si、S、Cl的最高价氧化物都能与水反应生成相应的酸，且酸性依次增强
解析 N和As属于第ⅤA族元素，同主族元素自上而下非金属性逐渐减弱，所以氮原子得电子能力比砷原子强，A正确；族序数等于其周期序数的元素不一定是金属元素，如第一周期第ⅠA族的氢元素是非金属元素，B不正确；元素周期表中，位于金属和非金属交界线附近的元素一般既具有金属性，还具有非金属性。过渡元素是指周期表中第3～12列的元素，C不正确；二氧化硅与水不反应，D不正确。
答案 A
5．不能作为判断硫、氯两种元素非金属性强弱的依据是( )
A．单质氧化性的强弱
B．单质沸点的高低
C．单质与氢气化合的难易
D．最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱
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解析 元素的非金属性越强，其单质获得电子的能力就越强，因此单质氧化性就越强。故可以通过比较单质氧化性的强弱，判断元素的非金属性的强弱，A正确。S单质，Cl2都是分子晶体，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，这与元素的非金属性强弱无关，B错误。元素的非金属性越强，其单质与氢气化合形成氢化物就越容易，形成的氢化物的稳定性就越强，因此，可以比较元素的非金属性的强弱，C正确。元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强，因此可以通过比较硫、氯两种元素最高价氧化物对应的水化物酸性的强弱比较元素的非金属性的强弱，D正确。
答案 B
6．(2017·长春期末)下列实验不能达到实验目的的是( )
序号
实验操作
实验目的
A
Cl2、Br2分别与H2反应
比较氯、溴的非金属性强弱
B
向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3
比较镁、铝的金属性强弱
C
测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH
比较碳、硫的非金属性强弱
D
Fe、Cu分别与稀盐酸反应
比较铁、铜的金属性强弱
解析 A项，Cl2、Br2分别与H2反应，根据反应条件的难易，即可判断出氯、溴的非金属性强弱，正确；B项，向MgCl2、AlCl3溶液中分别通入NH3，MgCl2与NH3·H2O反应生成Mg(OH)2，AlCl3与NH3·H2O反应生成Al(OH)3，但无法比较二者的金属性强弱，错误；C项，测定相同物质的量浓度的Na2CO3、Na2SO4溶液的pH，根据pH可判断出Na2CO3与Na2SO4水解程度的大小，即判断出酸性H2CO3M
解析 碳酸的酸性比HClO的强，A正确；卤族元素中F没有正化合价，B错误；HF、HCl、HBr、HI水溶液酸性逐渐增强，用非金属性判断溶液酸性强弱的依据是最高价氧化物对应水化物的酸性，而不是氢化物的酸性，C错误；M＋和R2－的核外电子层结构相同，则M位于R的下一周期，故原子序数M>R，D错误。
答案 A
8．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为16。Y的原子半径比X的大，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A．原子半径的大小顺序：r(W)＞r(Z)＞r(Y)
B．元素X、Y只能形成一种化合物
C．元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D．Y、W最高价氧化物所对应的水化物均能溶解Z的氢氧化物
解析 由Z是地壳中含量最高的金属元素可知，Z为铝元素，由X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素且Y的原子半径比X大，结合X与W同主族可知Y为第三周期元素且在Z(Al)之前，再结合X、Y、W的最外层电子数之和为13，可知，X、Y、Z、W的元素分别为O、Na、Al、S，所以原子半径：r(Y)>r(Z)>r(W)，A错，氧和钠可形成Na2O2和Na2O两种化合物，故B错；氧的非金属性强于硫，故热稳定性H2O>H2S，C错误；Al(OH)3是两性氢氧化物可溶于强酸H2SO4和强碱NaOH，故D正确。
答案 D
9．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。下列叙述正确的是( )
A．原子最外层电子数由多到少的顺序：Y、X、W、Z
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B．原子半径由大到小的顺序：W、Z、Y、X
C．元素非金属性由强到弱的顺序：Z、W、X
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：X、Y、W
解析 由于Y是非金属性最强的元素，则Y为氟元素；X原子最外层有6个电子，属于第ⅥA族元素，且原子序数小于9，则X为氧元素；由于Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，且其原子序数大于9，则Z为铝元素；由于W的单质广泛用作半导体材料，则W为硅元素。A项，Y、X、W、Z的原子最外层电子数分别为7、6、4、3，正确；B项，原子半径由大到小的顺序为Al、Si、O、F，错误；C项，非金属性由强到弱的顺序为：F、O、Si、Al，错误；D项，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：F、O、Si，错误。
答案 A
10．X、Y、Z三种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，下列说法正确的是( )
A．在三种元素形成的气态氢化物中，Y的气态氢化物最稳定
B．Z元素的氧化物对应的水化物一定是一种强酸
C．三种元素原子半径的大小顺序为：X>Y>Z
D．Z的单质与Fe反应生成的化合物中，铁元素显＋3价
解析 Y是氧，X是氮，Z是硫。SO2对应的水化物H2SO3是弱酸，B项错误；三种元素原子半径的大小顺序为：Z>X>Y，C项错误；S与Fe反应生成的是FeS，FeS中铁元素显＋2价，D项错误。
答案 A
11．元素周期表中短周期的一部分如下图，关于X、Y、Z、W、Q说法正确的是( )
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A．元素Y与元素Z的最高正化合价之和的数值等于9
B．原子半径的大小顺序为W>Z>Y
C．离子半径的大小顺序为W2－>Y2－>Z3＋
D．W的气态氢化物的热稳定性和还原性均比Q强
解析 根据元素在周期表中的位置，可以推断Q为Cl，W为S，Y为O，X为N，Z为Al。A项，氧无最高正价；B项，原子半径应为Z>W>Y；D项，H2S的稳定性小于HCl，还原性强于HCl。
答案 C
12．短周期元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图(甲不一定在丁、庚的连线上)，戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素。下列判断正确的是( )
A．甲一定是金属元素
B．气态氢化物的稳定性：庚>己>戊
C．乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物可以相互反应
D．庚的最高价氧化物的水化物酸性最强
解析 根据信息可以推断戊为N，己为O，所以庚为F，丁为C，丙为Al，乙为Mg，甲为Li或H。
答案 B
二、填空题
13．下表中的实线表示元素周期表的部分边界。①～⑤分别表示元素周期表中对应位置的元素。
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(1)元素③④⑤的氢化物的稳定性由强到弱的顺序是____________________ (用氢化物的化学式表示)。
(2)元素③一般在化合物中显________价，但在与______形成化合物时，所显示的价态正好相反。
(3)M、N两种化合物均由①②③④四种元素组成，写出此两种化合物在水溶液中发生反应的离子方程式：____________________________________。
(4)X、Y、Z代表原子序数依次增大的三种短周期元素。在周期表中，Y与X相邻，Y与Z也相邻；X、Y和Z三种元素原子的最外层电子数之和为17；X、Y、Z三种元素有的是上表中编号①～⑤的元素，有的不是，请在上表中用元素符号标出不是①～⑤元素的相应位置。
(5)某同学受镧系、锕系元素排列方式的启发，将元素周期表设计成下列更简明的形式，把118种元素全部排列在内，表中除A、B、C、D外每个位置只表示一种元素。则该表中的A位置包含________(填数字)种元素。C位置中的元素是否全部是金属元素________(填“是”或“否”)。
解析 由①～⑤元素在周期表中的位置很容易推出，它们分别为H、Na、O、S、F；若把元素周期表设计成简明的形式，第四周期共有18种元素，而表中共有8个纵行，故A位置包含11种元素，C位置所含元素均为金属元素。
答案 (1)HF＞H2O＞H2S
(2)负(或－2) F(或氟或⑤)
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(3)H＋＋HSO===SO2↑＋H2O
(4)在表中相应的位置写出“N”
(5)11 是
14．五种短周期元素的部分性质数据如下：
元素
T
X
Y
Z
W
原子半径(nm)
0.037
0.075
0.099
0.102
0.143
最高或最低化合价
＋1
＋5，－3
＋7，－1
＋6，－2
＋3
请回答下列问题：
(1)Z离子的结构示意图为________________。
(2)关于Y、Z两种元素，下列叙述正确的是________(填序号)
a．简单离子的半径Y＞Z
b．气态氢化物的稳定性Y比Z强
c．最高价氧化物对应水化物的酸性Z比Y强
(3)甲是由T、X两种元素形成的10e－分子，乙是由Y、W两种元素形成的化合物。
某同学设计了如图所示装置(夹持仪器省略)进行实验，将甲的浓溶液逐滴加入到NaOH固体中，烧瓶中立即有甲放出，原因是______________________。
一段时间后，观察到试管中的现象是______________________________，发生反应的离子方程式是__________________________________________。
(4)XO2是导致光化学烟雾的“罪魁祸首”之一。它被NaOH溶液吸收的化学方程式是：2XO2＋2NaOH===M＋NaXO3＋H2O(已配平)，产物M中元素X的化合价为____________________。
解析
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(1)先根据化合价的数值判断出各元素的主族序数，再结合原子半径的变化规律得出：T为H，X为N，Y为Cl，Z为S，W为Al。(2)因为Cl比S元素的非金属性强，故HCl比H2S稳定性强。(3)AlCl3与NH3·H2O反应只能生成Al(OH)3沉淀。(4)由原子守恒可得2NO2＋2NaOH===NaNO2＋NaNO3＋H2O，故NaNO2中N元素化合价为＋3。
答案 (1) (2)b
(3)把浓氨水滴到NaOH固体上，NaOH固体可吸收水，并且溶液中OH－浓度增大，可使平衡NH3＋H2ONH3·H2ONH＋OH－向左移动，且过程中放热，故有利于NH3放出 生成白色沉淀 Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH (4)＋3
15．现有A、B、C、D四种短周期元素，A分别与B、C、D结合生成甲、乙、丙三种化合物，且甲、乙、丙三分子中含相同数目的质子数，C、D结合生成化合物丁。有关元素的单质和甲、乙、丙、丁四种化合物的转化关系如下图所示：
请回答下列问题：
(1)写出B＋乙―→甲＋C的化学反应方程式___________________________。
(2)根据以上条件可以确定A、B、C、D四种元素中的三种，不能被确定的第四种元素是________。(填写序号)
①A ②B ③C ④D
(3)依据下列条件可以进一步确定上述第四种元素：
①甲与丙以及乙与丙均能够发生反应，②甲、丙都是无色、有刺激性气味的物质。
据此，请回答下列问题：
写出上述第四种元素在周期表中的位置________。
写出C＋丙―→乙＋丁的化学反应方程式_____________________________。
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解析 甲、乙、丙三分子中的质子数相同，通常以10e－、18e－微粒入手，分析知A为H、B为F、C为O、D为N或C，其中甲为HF、乙为H2O、丙为NH3或CH4。利用CH4不与H2O、HF反应且不为刺激性气体可完成回答。
答案 (1)2F2＋2H2O===4HF＋O2 (2)④
(3)第二周期第ⅤA族
4NH3＋5O24NO＋6H2O
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