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課時(shí)達(dá)標(biāo)作業(yè)16 元素周期表和元素周期律
基礎(chǔ)題
1.門捷列夫?qū)瘜W(xué)這一學(xué)科發(fā)展的最大貢獻(xiàn)在于發(fā)現(xiàn)了化學(xué)元素周期律。下列事實(shí)不能用元素周期律解釋的只有( )
A.堿性:KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2
B.穩(wěn)定性:H2O>H2S>H2Se
C.揮發(fā)性:HNO3>H3PO4>H2SO4
D.原子半徑:P>S>Cl
解析:元素的金屬性越強(qiáng),其原子失電子能力越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)最高價(jià)氧化物的水化物堿性越強(qiáng),金屬性K>Ca>Mg,則堿性:KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2,A可以;元素的非金屬性越強(qiáng),其對(duì)應(yīng)的氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,同主族元素非金屬性O(shè)>S>Se,則穩(wěn)定性:H2O>H2S>H2Se,B可以;揮發(fā)性與物質(zhì)的結(jié)構(gòu)無關(guān),C不可以;同周期元素從左到右原子半徑逐漸減小,D可以。
答案:C
2.據(jù)騰訊科技報(bào)道:日本科學(xué)家合成了第113號(hào)元素,并獲得國際機(jī)構(gòu)確認(rèn)。關(guān)于該元素的有關(guān)說法錯(cuò)誤的是( )
A.該元素的單質(zhì)可用作半導(dǎo)體材料
B.該元素一種同位素的質(zhì)量數(shù)為A,則中子數(shù)為A-113
C.該元素的最高正化合價(jià)為+3
D.該元素位于元素周期表中第七周期第ⅢA族
解析:元素周期表排滿時(shí)有118種元素,第118號(hào)元素位于第七周期0族,故該元素位于第七周期第ⅢA族,D項(xiàng)正確;根據(jù)元素遞變規(guī)律推斷該元素為金屬元素,其單質(zhì)為導(dǎo)體,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù),可知該同位素的中子數(shù)為A-113,B項(xiàng)正確;該元素位于第ⅢA族,最高正化合價(jià)為+3,C項(xiàng)正確。
答案:A
3.元素周期表中第三周期的主族元素,按由左到右的順序,以下說法正確的是( )
A.原子半徑和離子半徑均減小
B.金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng)
C.氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強(qiáng)
D.單質(zhì)的熔點(diǎn)降低
解析:第三周期元素,原子半徑減小,但離子半徑不是減小(陽離子只有2個(gè)電子層,陰離子3個(gè)電子層),A項(xiàng)錯(cuò)誤;第三周期元素,從左到右,金屬性減弱,非金屬性增強(qiáng),B項(xiàng)正確;應(yīng)該是最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物堿性減弱,酸性增強(qiáng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;單質(zhì)熔點(diǎn)沒有規(guī)律,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:B
4.如圖是部分短周期元素原子(用字母表示)最外層電子數(shù)與原子序數(shù)的關(guān)系。下列說法正確的是( )
A.X和R在同一周期
B.原子半徑:W>R>X
C.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Y
Cl>O,B項(xiàng)錯(cuò)誤;非金屬性越強(qiáng),對(duì)應(yīng)氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定,HF>H2O,C項(xiàng)錯(cuò)誤;F-和S2-都能促進(jìn)水的電離平衡。
答案:D
5.短周期元素甲、乙、丙、丁的原子半徑依次增大,其氫化物中甲、乙、丙、丁的化合價(jià)如表所示。下列說法中正確的是( )
元素
甲
乙
丙
丁
化合價(jià)
-2
-3
-4
-2
A.含氧酸的酸性:乙<丁
B.元素非金屬性:甲<乙
C.氫化物的沸點(diǎn):甲>丁
D.丙所形成的單質(zhì)可能互為同位素
解析:根據(jù)元素周期律中的原子半徑規(guī)律和化合價(jià)規(guī)律判斷甲是氧元素,乙是氮元素,丙是碳元素,丁是硫元素,N的含氧酸有HNO2、HNO3,S的含氧酸有H2SO3、H2SO4,酸性強(qiáng)弱無法判斷,A項(xiàng)錯(cuò)誤;O的非金屬性大于N的非金屬性,B項(xiàng)錯(cuò)誤;H2O的沸點(diǎn)大于H2S的沸點(diǎn),C項(xiàng)正確;C的單質(zhì)可能為同素異形體,同位素是同種元素不同原子的互稱,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
6.下表為幾種短周期元素的性質(zhì):
元素編號(hào)
①
②
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
原子半徑(10-1nm)
0.74
1.60
1.52
1.10
0.99
1.86
0.75
0.82
最高或最低化合價(jià)
-2
+2
+1
+5
-3
+7
-1
+1
+5
-3
+3
對(duì)上述元素有關(guān)說法正確的是( )
A.元素④的原子序數(shù)小于元素⑦的原子序數(shù)
B.②、③處于同一周期
C.上述八種元素中,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物酸性最強(qiáng)的元素是⑤
D.⑧號(hào)元素原子結(jié)構(gòu)示意圖為:
解析:①~⑧都為短周期元素,①有最低價(jià)-2價(jià),處于ⅥA族,沒有最高價(jià),則①為O;④、⑦都有最低價(jià)-3價(jià),最高價(jià)+5價(jià),處于ⅤA族,且④的原子半徑較大,則④為P、⑦為N;⑤有+7、-1價(jià),處于ⅦA族,且原子半徑比①大,則⑤為Cl;③、⑥都有+1價(jià),處于ⅠA族,⑥的原子半徑較大,且③不是所有元素中原子半徑最小的元素,則③為Li、⑥為Na;②有+2價(jià),處于ⅡA族,原子半徑大于Li,則②為Mg。⑧有+3價(jià)且原子半徑比O大,比P小,則⑧為B。④為P、⑦為N,P的原子序數(shù)大于N,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;②為Mg,③為Li,二者為不同周期的元素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;⑤為Cl,八種元素中,元素的非金屬性最強(qiáng),其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性最強(qiáng),C項(xiàng)正確;⑧為B,其原子序數(shù)為5,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
7.現(xiàn)有部分短周期主族元素的性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)如下表:
元素編號(hào)
元素性質(zhì)與原子(或分子)結(jié)構(gòu)
T
最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍
X
常溫下單質(zhì)為雙原子分子,分子中含有3對(duì)共用電子對(duì)
Y
M層電子數(shù)與K層電子數(shù)相同
Z
第三周期元素的簡單離子中半徑最小
下列說法正確的是( )
A.Z的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以溶于氨水
B.T與氫形成的化合物中不可能含非極性鍵
C.Y與Z的單質(zhì)分別與相同濃度的鹽酸反應(yīng),Y的反應(yīng)要?jiǎng)×倚?
D.X和Y兩元素之間有可能形成共價(jià)鍵
解析:T的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,次外層電子數(shù)為2,最外層電子數(shù)為6,所以T為O;常溫下X的單質(zhì)為雙原子分子,分子中含有3對(duì)共用電子對(duì),則X為N;Y的M層電子數(shù)與K層電子數(shù)相同,所以質(zhì)子數(shù)為12,即Y為Mg;第三周期元素的簡單離子中半徑最小的為Al3+,所以Z為Al。Z的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物為Al(OH)3,不能溶于氨水,A項(xiàng)錯(cuò)誤;T與氫形成的化合物H2O2中含有非極性鍵,B項(xiàng)錯(cuò)誤;金屬性Mg>Al,其單質(zhì)分別與相同濃度的鹽酸反應(yīng),Mg的反應(yīng)要?jiǎng)×倚?,C項(xiàng)正確;X(N)和Y(Mg)形成的化合物是離子化合物,不存在共價(jià)鍵,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:C
8.X、Y、Z、W四種短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,其中X的簡單氣態(tài)氫化物可與其最高價(jià)含氧酸反應(yīng)生成離子化合物,Y與Z同主族,W的最高價(jià)含氧酸是同周期元素中最強(qiáng)的無機(jī)酸。下列說法正確的是( )
A.鈉元素與Y元素可形成化合物Na2Y2
B.最簡單氫化物的沸點(diǎn):YCl->O2-,C項(xiàng)錯(cuò)誤;Cl2與NaOH的反應(yīng)中,Cl2既表現(xiàn)氧化性又表現(xiàn)還原性,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
答案:A
9.四種短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大,W、X的簡單離子具有相同電子層結(jié)構(gòu),X的原子半徑是短周期主族元素原子中最大的,W與Y同族,Z與X形成的離子化合物的水溶液呈中性。下列說法正確的是( )
A.簡單離子半徑:WZ
解析:由題意可知X為Na,則Z為Cl,W、Y分別為O、S。A項(xiàng),離子半徑:Cl->O2->Na+,即X<W<Z,錯(cuò)誤;B項(xiàng),W與X形成的化合物為Na2O或Na2O2,二者溶于水后都生成NaOH,所得溶液均呈堿性,正確;C項(xiàng),非金屬性O(shè)>S,故氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性:H2O>H2S,即W>Y,錯(cuò)誤;D項(xiàng),元素的非金屬性Y(S)<Z(Cl),則最高價(jià)氧化物的水化物的酸性:Y<Z,錯(cuò)誤。
答案:B
10.已知W、X、Y、Z為短周期元素,原子序數(shù)依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X為金屬元素。下列說法一定正確的是( )
A.原子半徑:X>Y>Z>W
B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性強(qiáng)
C.W的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性小于Y的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性
D.若W與X原子序數(shù)差為5,則形成化合物的化學(xué)式為X3W2
解析:由于原子序數(shù)按W、X、Y、Z依次增大,W與Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且只有X是金屬元素,則這四種元素在周期表中的相對(duì)位置為:,則原子半徑X>Y>Z>W,A項(xiàng)正確;若W為N元素,酸性;HNO2Y,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性W>Y,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若W與X原子序數(shù)差5,當(dāng)W為N元素,則X為Mg元素,可形成Mg3N2,當(dāng)W為O元素,則X為Al元素,可形成Al2O3,D項(xiàng)錯(cuò)。
答案:A
11.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X原子核外最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,X、Y的核電荷數(shù)之比為34。W-的最外層為8電子結(jié)構(gòu)。金屬單質(zhì)Z在空氣中燃燒生成的化合物可與水發(fā)生氧化還原反應(yīng)。下列說法正確的是( )
A.X與Y能形成多種化合物,一般條件下都能與Z的最高價(jià)氧化物的水化物發(fā)生反應(yīng)
B.原子半徑大?。篨W
C.化合物Z2Y和ZWY3都只存在離子鍵
D.Y、W的某些單質(zhì)或兩元素之間形成的某些化合物可作水的消毒劑
解析:據(jù)題意得,X原子核外最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,可知X為碳元素;X、Y的核電荷數(shù)之比為3:4,則Y為8號(hào)元素,應(yīng)為氧元素;金屬單質(zhì)Z在空氣中燃燒生成的化合物可與水發(fā)生氧化還原反應(yīng),則Z為鈉元素;又W-的最外層為8電子結(jié)構(gòu),結(jié)合四種元素原子序數(shù)依次增大,故W為氯元素。A項(xiàng),碳和氧形成的化合物主要為CO、CO2,其中CO不能與氫氧化鈉反應(yīng),錯(cuò)誤;B項(xiàng),原子半徑:C>O,Na>Cl,錯(cuò)誤;C項(xiàng),化合物Na2O中只存在離子鍵,而NaClO3存在離子鍵和共價(jià)鍵,錯(cuò)誤;D項(xiàng),O3、Cl2、ClO2等可用作水的消毒劑,正確。
答案:D
12.如圖X、Y、A、B、C均為短周期主族元素,其中只有一種是金屬元素,則下列說法錯(cuò)誤的是( )
X
A
Y
C
B
A.原子半徑大?。篩>C>X>A
B.Y和B形成的化合物中Y和B的原子個(gè)數(shù)比為2:3
C.X、C、A中最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸性最強(qiáng)的是A
D.A、B均為非金屬元素,所以兩者的氫化物相遇不發(fā)生反應(yīng)
解析:由題圖可知,A為N,B為S,C為Si,X為C,Y為Al。同周期元素從左至右原子半徑依次減小,同主族元素從上至下原子半徑依次增大,所以原子半徑:Al>Si>C>N,A正確;Al和S形成的化合物為Al2S3,分子中Al和S的原子個(gè)數(shù)比為2:3,B正確;C、Si、N中,非金屬性最強(qiáng)的是N,所以最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物酸性最強(qiáng)的是N,C正確;A、B均為非金屬元素,N的氫化物為氨氣,S的氫化物為硫化氫,二者相遇可以發(fā)生反應(yīng),D錯(cuò)誤。
答案:D
13.X、Y、Z、W四種短周期主族元素在周期表中的相對(duì)位置如圖所示,下列說法正確的是( )
X
Y
Z
W
A.W的原子序數(shù)不可能是Y的原子序數(shù)的2倍
B.Z元素的原子半徑一定比Y元素的大
C.X的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性一定比Y的強(qiáng)
D.Z元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物一定是強(qiáng)堿
解析:若Y、W分別為O、S,W的原子序數(shù)是Y的2倍,A錯(cuò);X的非金屬性一定小于Y,則X的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性比Y的弱,C錯(cuò);無法確定Z元素的位置,所以不能確定其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的酸堿性及其強(qiáng)弱,D錯(cuò)。
答案:B
14.隨著原子序數(shù)的遞增,八種短周期元素(x~h)原子半徑的相對(duì)大小、最高正價(jià)或最低負(fù)價(jià)的變化如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.y在元素周期表的位置是第二周期ⅣA族
B.d元素常見離子的半徑大于f元素常見離子的半徑
C.x、z元素能組成一種四原子共價(jià)化合物,其電子式可以表示為
D.e、f的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物可以相互反應(yīng)
解析:由變化圖中原子半徑的大小可知x位于第一周期,y、z、d位于第2周期,e、f、g、h位于第3周期,再根據(jù)元素的化合價(jià)可推出x為H,y、z、d分別為C、N、O,e、f、g、h分別為Na、Al、S、Cl。y(C)在元素周期表的位置是第二周期ⅣA族,A項(xiàng)正確;O2-、Al3+具有相同的電子層結(jié)構(gòu),而核電荷數(shù)OAl3+,B項(xiàng)正確;x、z元素能組成一種四原子共價(jià)化合物為NH3,其電子式為,C項(xiàng)錯(cuò)誤;e、f的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物分別為NaOH、Al(OH)3,二者可以相互反應(yīng),D項(xiàng)正確。
答案:C
能力題
15.下面是元素周期表的一部分,參照元素①~⑧在表中的位置,請(qǐng)用化學(xué)用語回答下列問題:
(1)④、⑤、⑦的原子半徑由大到小的順序?yàn)?元素符號(hào))________________。
(2)②、⑦、⑧的最高價(jià)含氧酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是(填化學(xué)式)________________。
(3)在①、④、⑤、⑧中的某些元素之間可形成既含離子鍵又含非極性共價(jià)鍵的離子化合物,寫出其中一種化合物的電子式:________________。
(4)由②和④組成的化合物與⑤的同周期相鄰主族元素的單質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為:________________。
(5)⑦單質(zhì)與⑤的最高價(jià)氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式為________________。
解析:由元素在周期表中的位置,可知:①是H,②是C,③是N,④是O,⑤是Na,⑥是Al,⑦是Si,⑧是Cl。
(1)同周期元素自左而右原子半徑逐漸減小,同主族元素自上而下原子半徑逐漸增大,故原子半徑:Na>Si>O。
(2)非金屬性越強(qiáng),最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng),由于非金屬性Cl>C>Si,故酸性:HClO4>H2CO3>H2SiO3。
(3)H、O、Na、Cl四種元素形成的既含離子鍵又含非極性共價(jià)鍵的離子化合物為Na2O2,其電子式為。
(4)⑤的同周期相鄰主族元素的單質(zhì)為Mg,②和④組成的能與Mg反應(yīng)的化合物為CO2,Mg在二氧化碳中燃燒生成MgO和碳單質(zhì),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Mg+CO22MgO+C。
(5)⑦的單質(zhì)為Si,⑤的最高價(jià)氧化物的水化物為NaOH,二者反應(yīng)生成硅酸鈉與氫氣,反應(yīng)的離子方程式為:Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑。
答案:(1)Na>Si>O
(2)HClO4>H2CO3>H2SiO3
(3)
(4)2Mg+CO22MgO+C
(5)Si+2OH-+H2O===SiO+2H2↑
16.五種短周期元素的部分性質(zhì)數(shù)據(jù)如下:
元素
T
X
Y
Z
W
原子半徑(nm)
0.037
0.075
0.099
0.102
0.143
最高或最低化合價(jià)
+1
+5,-3
+7,-1
+6,-2
+3
請(qǐng)回答下列問題:
(1)Z離子的結(jié)構(gòu)示意圖為________。
(2)關(guān)于Y、Z兩種元素,下列敘述正確的是______(填序號(hào))。
a.簡單離子的半徑Y(jié)>Z
b.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性Y比Z強(qiáng)
c.最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性Z比Y強(qiáng)
(3)甲是由T、X兩種元素形成的10e-分子,乙是由Y、W兩種元素形成的化合物。某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示裝置(夾持儀器省略)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將甲的濃溶液逐滴加入到NaOH固體中,燒瓶中立即有甲放出,原因是____________________________________。
一段時(shí)間后,觀察到試管中的現(xiàn)象是_______________,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________。
(4)XO2是導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的“罪魁禍?zhǔn)住敝?。它被NaOH溶液吸收的化學(xué)方程式是:2XO2+2NaOH===M+NaXO3+H2O(已配平),產(chǎn)物M中元素X的化合價(jià)為________。
解析:(1)先根據(jù)化合價(jià)的數(shù)值判斷出各元素的主族序數(shù),再結(jié)合原子半徑的變化規(guī)律得出:T為H,X為N,Y為Cl,Z為S,W為Al。
(2)因?yàn)镃l比S元素的非金屬性強(qiáng),故HCl比H2S穩(wěn)定性強(qiáng)。
(3)AlCl3與NH3H2O反應(yīng)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元素化合價(jià)為+3。
答案:(1) (2)b
(3)把濃氨水滴到NaOH固體上,NaOH固體可吸收水,并且溶液中OH-濃度增大,可使平衡NH3+H2ONH3H2ONH+OH-向左移動(dòng),且過程中放熱,故有利于NH3放出 生成白色沉淀 Al3++3NH3H2O===Al(OH)3↓+3NH (4)+3
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