高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第3节 元素周期表的应用课时作业

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九 元素位－构－性之间的关系(提升课时)
学习理解 共45分
一、选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)
1．X、Y、Z三种元素位于周期表中同一周期，它们的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物，则三种元素原子序数的大小顺序为( )
A．X>Y>ZB．Y>Z>X
C．X>Z>Y D．Z>X>Y
解析:选C。根据X、Y、Z三种元素的最高价氧化物分别为酸性氧化物、碱性氧化物、两性氧化物可知，Y为金属元素，X为非金属元素，Z处于X和Y之间。同周期元素随着原子序数的递增，元素的金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，则三种元素在周期表中的位置关系是，故原子序数关系为X>Z>Y。
2．(2021·上海静安区高一检测)运用元素周期表和元素周期律的知识推断，下列说法不合理的是( )
A．PH3、H2S、HCl的热稳定性和还原性依次增强
B．若X＋和Y2－的核外电子层结构相同，则原子序数：X＞Y
C．硅、锗都位于元素周期表中金属元素与非金属元素的分界处，都可以作半导体材料
D．Cs和Ba分别位于第6周期ⅠA和ⅡA族，则碱性：CsOH＞Ba(OH)2
解析:选A。根据元素周期律，同周期元素从左到右简单氢化物的热稳定性逐渐增强，离子的还原性逐渐减弱，所以PH3、H2S、HCl的热稳定性依次增强，还原性依次减弱，A项不合理；具有相同电子层结构的离子，阳离子在阴离子的下一周期，则原子序数：X＞Y，B项合理；硅、锗均处于金属元素与非金属元素的分界处，因此这两种元素既表现一定的金属性又表现一定的非金属性，都可以作半导体材料，C项合理；Cs、Ba同周期，自左到右元素金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱，故碱性：CsOH＞Ba(OH)2，D项合理。
3．某短周期主族元素R的最高化合价与最低化合价的代数和为4，下列判断正确的是( )
A．R的氧化物对应的水化物的浓溶液具有脱水性
B．R的单质可与过量的O2在点燃条件下充分化合生成RO3
C．R的气态氢化物有臭鸡蛋气味
D．R的气态氢化物易溶于水呈碱性
解析:选C。设主族元素R的最高化合价为x，则最低负价为x－8，故有x＋(x－8)＝4，解得x＝＋6。R为ⅥA族元素，应为S。S的氧化物有二氧化硫和三氧化硫，亚硫酸的浓溶液没有脱水性，故A错误；硫在氧气中燃烧只能生成二氧化硫，故B错误；硫化氢有臭鸡蛋气味，故C正确；硫化氢的水溶液称为氢硫酸，呈酸性，故D错误。
4．四种短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的相对位置如图所示，Y原子序数是X的2倍。下列说法不正确的是( )
A.Z、M、X的简单离子半径依次减小
B．Y和M的最高价含氧酸的酸性Y>M
C．X的简单气态氢化物的稳定性强于Y的
D．M的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
解析:选B。四种短周期元素X、Y、Z和M在周期表中的位置如图所示，Y的原子序数是X的2倍，X为氮元素，Y为硅元素，Z为硫元素，M为氯元素。Z、M简单离子的电子层结构相同，X的简单离子比Z、M的简单离子少一个电子层，半径依次减小，故A正确；Y和M的非金属性YS，Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性比S的强，故D正确。
5．X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一族，Y、Z位于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是( )
①元素非金属性由弱到强的顺序为ZX
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
解析:选D。由“X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍”可知，X为氧元素，又X、Y为同一主族的短周期元素，则Y为硫元素；又由Y、Z同周期及Z原子的核外电子数比Y原子少1可知，Z为磷元素。由元素周期律知，3种元素的非金属性强弱顺序为O>S>P，原子半径的大小顺序为P>S>O，气态氢化物的稳定性顺序为H2O>H2S>PH3，硫的最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SO4。
6．(2021·泰安高一检测)X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y、W同主族，W的最外层电子数为Z的最外层电子数的2倍，m是X与W形成的化合物，n是Y与W形成的化合物，m、n有如图所示的转化关系，p在常温下为常见的液态化合物，q是W的单质。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：Z>W>Y>X
B．简单氢化物的稳定性：Y>W
C．Z与Y形成的化合物具有两性
D．W的最高价氧化物对应的水化物是一种弱酸
解析:选D。由题意分析可以知道X为H、Y为O、Z为Al、W为S。m、n分别是H2S、SO2；p为H2O，q为S；一般来说，原子核外电子层数越多，原子半径越大，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径Al>S>O>H，A项正确；非金属性O>S，元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，稳定性为H2O>H2S，B项正确；Z与Y形成的化合物为氧化铝，氧化铝既能与强酸反应，又能与强碱反应，具有两性，C项正确；S的最高价氧化物对应的水化物为硫酸，硫酸为强酸，D项错误。
7．(2021·汕头高一检测)Y、Z、U、W为四种短周期非金属元素，它们的原子半径与原子序数的关系如图所示，其中W单质呈黄绿色。下列有关这四种元素单质用途的说法不正确的是( )
A．W单质可用于自来水消毒
B．U的单质可用作光导纤维的主要成分
C．Z单质可用作氧化剂
D．Y单质可用作灯泡保护气
解析:选B。W单质呈黄绿色，则W单质为氯气，因此有2a＋3＝17，a＝7，则Y是氮元素；据此Z、U分别为氧、硅元素。氯气可以用于自来水杀菌消毒，A项正确；Si单质可用于太阳能电池，SiO2可用于制作光导纤维，B项错误；氧气或臭氧均可以用作氧化剂，C项正确；氮气性质稳定，可以用作灯泡的保护气，D项正确。
二、非选择题(本题共1小题，共10分)
8．(2021·葫芦岛高一检测)C、N、O、Na、Al、S、Cl是常见的元素。
(1)碳元素在元素周期表中的位置是__________；碳元素的一种同位素可以测定文物年代，这种同位素的符号为__________。
(2)用“>”“S，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强；氧气的氧化性大于硫单质，则O2－的还原性小于S2－；35Cl与37Cl属于同一种元素，同种元素得电子能力相同。
(3)二氧化碳属于非电解质，K2S由K＋和S2－构成，K＋与S2－的核外电子排布相同，S2－的半径大于K＋。
(4)C、N、O同周期，同周期随原子序数增大元素的非金属性增强，故非金属性O>N>C；氧元素没有含氧酸，不能通过含氧酸的酸性比较元素的非金属性，故A错误；沸点属于物理性质，不能比较元素的非金属性强弱，故B错误；气态氢化物越稳定，对应元素的非金属性越强，故C正确。
答案：(1)第2周期ⅣA族 14C (2)> < < ＝
(3)CO2 S2－>K＋ (4)O>N>C C
应用实践 共35分
一、选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分)
9．(双选)短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大，X、Y、Z、W是由这四种元素中的两种元素组成的常见化合物，X为有刺激性气味的气体，Y为淡黄色固体，甲是由C元素形成的气体单质，乙为红棕色气体，上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略)。下列说法正确的是( )
A．原子半径大小顺序：D>C>B>A
B．最简单气态氢化物的稳定性：B>C
C．图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应
D．元素C、D形成的化合物中不一定只有一种
解析:选C、D。根据题意，Y是Na2O2，乙是NO2，X是NH3，Z是NO，W是H2O，甲是O2。由上述分析可知，A为H，B为N，C为O，D为Na。电子层越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径减小，则原子半径：D>B>C>A，故A项错误；B的氢化物为NH3，C的氢化物为H2O，稳定性为：H2O>NH3，故B项错误；X→Z是氨气的催化氧化反应，Y→甲是过氧化钠与水反应，Z＋甲―→乙的反应是一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，涉及的反应均为氧化还原反应，故C项正确；元素C、D形成的化合物为氧化钠或过氧化钠，故D项正确。
10．(双选)A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊是由其中的两种或三种元素组成的化合物，辛是由C元素形成的单质，常温常压下乙为液态。常温下，丁是一元强碱。上述各物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.元素B、C、D的原子半径由大到小的顺序为r(D)＞r(C)＞r(B)
B．戊是一种盐，其固体俗称纯碱
C．1 ml甲与足量的乙完全反应共转移约6.02×1023个电子
D．元素的非金属性B＞C＞A
解析:选B、C。由丁为一元强碱，常温常压下乙为液态，结合框图推断，甲为Na2O2，乙为H2O，辛为O2，丁为NaOH，与Na2O2反应生成O2的还有CO2，则丙为CO2，戊为Na2CO3，综上分析可知，A、B、C、D分别是H、C、O、Na。原子半径由大到小的顺序为r(Na)＞r(C)＞r(O)，A项错误；Na2CO3是一种盐，俗称纯碱，B项正确；Na2O2与H2O反应，Na2O2既作氧化剂又作还原剂，1 ml Na2O2完全反应转移1 ml电子，C项正确；由元素周期律可知，元素的非金属性O＞C＞H，D项错误。
补偿训练:
短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，第3周期中Z元素的简单离子半径最小，下列说法不正确的是( )
A.Y元素气态氢化物的稳定性高于X元素的气态氢化物
B．形成的简单离子半径：W>Q>Z>X
C．最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是Q
D．X的最高价氧化物对应的水化物和X的简单氢化物能反应生成盐
解析:选B。第3周期中Z元素的简单离子半径最小，则Z为Al，由短周期元素在周期表中位置可知，X为N、Y为O、W为S、Q为Cl。非金属性：O>N，故氢化物稳定性：H2O>NH3，A正确；电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层数越多离子半径越大，故离子半径：r(S2－)>r(Cl－)>r(N3－)>r(Al3＋)，B错误；高氯酸是最强的酸，C正确；X的最高价氧化物对应的水化物和X的简单氢化物可反应生成硝酸铵，D正确。
11．(2021·广东选择考)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X的原子核只有1个质子；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期；元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是( )
A．XEZ4是一种强酸
B．非金属性：W＞Z＞Y
C．原子半径：Y＞W＞E
D．ZW2中，Z的化合价为＋2价
解析:选C。题给化合物结构中X、W、E均形成1个共价键、Y形成4个共价键、Z形成2个共价键。X的原子核只有1个质子，则X为氢元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即第二周期元素，则Y为碳元素，Z为氧元素，W为氟元素；元素E的原子比W原子多8个电子，则E为氯元素，综合以上分析可知，X、Y、Z、W、E分别为H、C、O、F、Cl。氯元素非金属性较强，其最高价氧化物的水化物HClO4是一种强酸，故A正确；同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强，所以非金属性：F>O>C，故B正确；同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，电子层越多半径越大，所以原子半径：Cl>C>F，故C错误； OF2中，F为－1价，则O的化合价为＋2价，故D正确。
补偿训练:
(2021·天津高一检测)如图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图。则下列说法正确的是( )
A．Z、N两种元素的离子半径相比，前者较大
B．X、N两种元素的气态氢化物的稳定性相比，前者较弱
C．由X与M两种元素组成的化合物不能与任何酸反应，但能与强碱反应
D．Z的氧化物能分别溶解于Y的氢氧化物和N的氢化物的水溶液
解析:选D。同周期主族元素自左而右原子半径减小，同主族元素自上而下原子半径增大，故图中前7种元素处于第2周期，后7种元素处于第3周期。由原子序数可知，X为氧元素，Y为钠元素，Z为铝元素，M为硅元素，N为氯元素。A项，Z、N两种元素的离子分别为Al3＋、Cl－，最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，故离子半径Al3＋Cl，非金属性越强对应氢化物越稳定，故稳定性H2O>HCl，所以错误；CＫ
项，由X与M两种元素组成的化合物是SiO2，SiO2能与强碱溶液、氢氟酸等反应，所以错误；D项，氧化铝是两性氧化物，能与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠，能与盐酸反应生成氯化铝，所以正确。
二、非选择题(本题共1小题，共17分)
12．(2021·福州高一检测)x、y、z、w、n为五种短周期元素，其中y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，它们在周期表中的相对位置如图所示：
请回答下列问题：
(1)w位于周期表中第________周期________族。
(2)n、z、w三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为__________________________(用化学式表示)。
(3)下列事实能说明y元素的非金属性比z元素的非金属性强的是__________。
A．y单质与z的气态氢化物水溶液反应，溶液变浑浊
B．在氧化还原反应中，1 ml y单质比1 ml z单质得电子多
C．y和z两元素的简单氢化物受热分解，前者的分解温度高
D．y元素最高价氧化物对应水化物的酸性比z元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
(4)y和氢元素形成的10电子微粒中常见＋1价阳离子为__________(填化学式)。
(5)m元素的原子序数为__________，它是一种__________(填“金属”或“非金属”)元素。
解析:由元素周期表的结构可知，y为第2周期元素，且y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍，则y为氧元素，由此可推出n为碳元素，x为氮元素，z为硫元素，w为氯元素。
(1)w为氯元素，其原子序数为17，含有3个电子层，最外层有7个电子，位于周期表中第3周期ⅦA族。
(2)由元素周期律可知，碳、硫及氯三种元素的非金属性Cl>S>C，则这三种元素最高价氧化物对应水化物的酸性由弱到强的顺序为H2CO3