高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表第4课时课后练习题

第4课时　原子结构与元素的性质

课后训练巩固提升

双基巩固　学考突破

1.下列说法中错误的是(　　)。

A.碱金属元素的原子最外层均有1个电子

B.单质的还原性:Li>Na>K>Rb>Cs

C.碱性:LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH

D.由Li到Cs,核电荷数依次增加,电子层数依次增多,原子半径依次增大

答案:B

解析:碱金属元素位于周期表第ⅠA族,主族序数等于原子最外层电子数,最外层电子数为1,A项正确;同主族元素原子核外电子层数依次增加,原子失电子能力逐渐增强,单质还原性逐渐增强,单质的还原性:Li<Na<K<Rb<Cs,B项错误;金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH,C项正确;同一主族,从上到下,电子层数依次增多,原子半径依次增大,D项正确。

2.下图表示碱金属的某些性质与核电荷数的关系,则下列各性质中不符合图示关系的是(　　)。

A.单质的还原性

B.单质与水反应的剧烈程度

C.单质的熔点

D.原子半径

答案:C

解析:由图可知,随着核电荷数增大,碱金属单质的性质呈一定的递变趋势,碱金属单质的熔点随核电荷数的增大而降低。

3.随着卤素原子半径增大,下列递变规律正确的是(　　)。

A.单质的熔点、沸点逐渐降低

B.卤素离子的还原性逐渐增强

C.单质的氧化性逐渐增强

D.气态氢化物的稳定性逐渐增强

答案:B

解析:卤族元素从上到下,随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的引力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱,单质的氧化性逐渐减弱,对应离子的还原性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐减弱,单质的熔点、沸点逐渐升高。

4.下列说法中正确的是(　　)。

A.金属性:Na>K

B.氢氧化物的碱性:NaOH<KOH

C.还原性:Na>K

D.与水反应的剧烈程度:Na>K

答案:B

解析:钠和钾属于碱金属,由于原子半径:K>Na,故金属性:K>Na,单质的还原性:K>Na,与水反应的剧烈程度:K>Na。

5.甲、乙两种非金属元素:①甲比乙容易与氢气化合;②甲的单质能从乙的盐溶液中置换出乙;③甲的最高价氧化物的水化物酸性比乙的最高价氧化物对应的水化物酸性强;④与某金属反应时,甲原子得电子数目比乙的多;⑤甲的单质熔点比乙的低。其中能说明甲比乙的非金属性强的是(　　)。

A.④ B.⑤

C.①②③ D.①②③④⑤

答案:C

解析:元素非金属性强弱与原子得电子数多少无关,得电子数目多并不一定非金属性强,如非金属性:Cl>S,④错;熔点是物理性质,不能用作判断元素非金属性强弱的依据,⑤错。

6.下列选项中正确的是(　　)。

A.还原性:HF>HCl>HBr>HI

B.非金属性:F<Cl<Br<I

C.与水反应由易到难:Cl2>Br2>I2>F2

D.密度:F2<Cl2<Br2<I2

答案:D

解析:A项应为HI>HBr>HCl>HF;B项应为F>Cl>Br>I;C项应为F2>Cl2>Br2>I2。

7.下列有关碱金属元素铷(Rb)的叙述中,不正确的是(　　)。

A.Rb2CO3易溶、易电离

B.Rb位于周期表第五周期第ⅠA族

C.在钠、钾、铷三种单质中,铷的熔点最高

D.氢氧化铷与盐酸反应的离子方程式是OH-+H+H2O

答案:C

解析:由Na的化合物的性质可推知Rb的化合物的性质,可知A、D两项正确;根据Rb在元素周期表中位置可知B项正确;在钠、钾、铷三种单质中,钠的熔点最高,C项错误。

8.三种短周期元素在周期表中的位置关系如图所示,下列说法不正确的是(　　)。

A.X、Y、Z均为非金属元素

B.Z的单质的熔点比同族中上一周期中元素的常见单质的熔点高

C.Y的氢化物的稳定性比其同族中下一周期元素的氢化物的稳定性强

D.X元素形成的单质有很强的氧化性

答案:D

解析:根据三种元素在周期表中的位置,可以确定X为He,Y为F,Z为S,均为非金属元素。单质S的熔点比氧气的熔点高。稳定性HF>HCl。He形成的单质为稀有气体单质,无氧化性。

9.下列叙述中说明金属X比金属Y活动性强的是(　　)。

A.X原子最外层电子数比Y原子的最外层电子数少

B.X原子电子层数比Y原子电子层数多

C.1 mol X从酸中置换生成的H2比1 mol Y从酸中置换生成的H2多

D.常温时,X能从酸中置换出氢,而Y不能

答案:D

解析:比较金属的活动性强弱时应根据失去电子的难易程度,而不应根据最外层电子数的多少;应根据与水(或酸)反应的剧烈程度,而不应根据产生H2的量的多少,更不应根据原子核外电子层数的多少。

10.砹(At)位于第六周期第ⅦA族。根据卤素性质的递变规律,对砹及其化合物的叙述,正确的是(　　)。

A.与H2的化合能力:At2>I2

B.砹在常温下为白色固体

C.砹原子的最外电子层上有7个电子

D.HAt非常稳定

答案:C

解析:从F到At,元素的非金属性逐渐减弱,与H2化合的能力逐渐减弱,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,所以HAt很不稳定,A、D两项错误;由F2到At2,单质的颜色逐渐加深,状态由气态到液态再到固态,I2是紫黑色固体,砹为黑色固体,B项错误;卤族元素的原子,最外层上都有7个电子,C项正确。

选考奠基　素养提升

1.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是(　　)。

答案:D

解析:锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在,原因是它们的单质性质都很活泼,易与氧等结合为化合物,铷和铯的单质性质更活泼,故该预测结论正确;钾与空气中的氧气反应比钠更剧烈,原因是钾比钠更活泼,铷和铯比钾更活泼,故该预测结论正确;钾与水反应比钠更剧烈,原因是钾比钠更活泼,铷和铯比钾更活泼,故该预测结论正确;锂与氧气反应生成的氧化物只有Li2O,故该预测结论错误。

2.(双选)借助碱金属元素和卤族元素的递变性分析下面的推断,其中正确的是(　　)。

A.已知Ca是第四周期第ⅡA族的元素,故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强

B.已知As是第四周期第ⅤA族的元素,故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强

C.已知K的原子半径比Na的原子半径大,故K与水反应不如Na与水反应剧烈

D.已知Cl的核电荷数比F的核电荷数多,故Cl的原子半径比F的原子半径大

答案:AD

解析:由碱金属元素和卤族元素的递变性可知,同主族元素从上到下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强,金属活动性逐渐增强,非金属气态氢化物稳定性逐渐减弱,B、C两项错误,A项正确;同主族元素随核电荷数增大,原子半径逐渐增大,D项正确。

3.不能用来证明非金属性Cl>I的事实是(　　)。

A.ICl中I是+1价,Cl是-1价

B.稳定性:HCl>HI

C.酸性:HCl<HI

D.Fe3+可以氧化I-,但不能氧化Cl-

答案:C

解析:A项,ICl中I是+1价,Cl是-1价,说明氯的非金属性比碘的非金属性强;B项,元素的非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强;C项,不能说明氯元素的非金属性比碘元素的非金属性强;D项,Fe3+可以氧化I-,但不能氧化Cl-,说明I-的还原性强于Cl-的还原性,简单离子的还原性越强,对应单质的氧化性越弱,则元素的非金属性越弱。

4.某同学为验证同主族元素性质的递变规律,准备了如下药品:①氯化钠溶液　②氢氧化钠溶液　③硝酸　④水　⑤钠　⑥镁条　⑦铝条　⑧钾

(1)准备选用的药品是　　　　　　　　。 

(2)所做的实验是 　　　　　 (用化学方程式表示),判断依据是 　　　　　　　。

答案:(1)④⑤⑧

(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑,2K+2H2O2KOH+H2↑　钾与水反应比钠与水反应更剧烈,推断钾比钠活泼

解析:钠、钾与水反应的共同点:①都浮在水面上,②四处游动,③熔化为一个闪亮的小球,④有“嘶嘶”的响声;不同点:钾与水反应比钠与水反应更剧烈,反应可产生火焰,并发出轻微的爆炸声。

5.据报道,德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题。

(1)铷(Rb)位于元素周期表的第　　　周期第　　　族。 

(2)关于铷的结构和性质判断正确的是　　　(填序号)。 

①与水反应比钠剧烈

②它的原子半径比钠小

③它的氧化物曝露在空气中易吸收CO2

④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同

⑤它是还原剂

(3)现有铷和另一种碱金属形成的合金50 g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4 L,这种碱金属可能是　　　　(填序号)。 

A.Li B.Na

C.K D.Cs

答案:(1)五　ⅠA

(2)①③⑤

(3)AB

解析:(1)由Rb的原子序数是37可推知Rb位于第五周期第ⅠA族。

(2)由Rb的原子结构示意图可知②④不正确;又因Na和Rb同主族,根据同主族元素性质的递变规律知,Rb的金属性比Na的金属性强,故①③⑤正确。

(3)利用摩尔电子质量(Me)求解。50 g合金与水反应生成1 mol H2,转移2 mol电子,即Me(合金)=25 g·mol-1,而Me(Rb)>25 g·mol-1,故另一金属的Me<25 g·mol-1,可能为Li或Na。

6.据报道,我国科学家通过与多个国家进行科技合作,成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1 s提高到600万年不差1 s,标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族,根据铯在元素周期表中的位置,回答下列问题。

(1)铯的原子核外共有　　个电子层,最外层电子数为　　　,铯的原子序数为　　　。

(2)铯与水剧烈反应,放出　　　色气体,同时使紫色石蕊溶液显　　　　　色,因为　　　　　　　　　　　　　　　　　(写出化学方程式)。 

(3)预测铯的还原性比钠的还原性　　　　(填“弱”或“强”)。 

答案:(1)6　1　55

(2)无　蓝　2Cs+2H2O2CsOH+H2↑

(3)强

解析:根据原子核外电子排布规律,结合铯在元素周期表中的位置知,铯原子核外电子分6层排布,分别是2、8、18、18、8、1,原子序数是55,最外层只有1个电子。铯与钠同主族,具有极强的金属性,与水反应生成氢气和氢氧化铯:2Cs+2H2O2CsOH+H2↑,氢氧化铯是强碱,使紫色石蕊溶液变蓝色。

7.现有元素X、Y、Z的部分信息如下:

(1)X的原子结构示意图为　　　　。 

(2)Z在周期表中的位置为　　　　　　　　。 

(3)判断气态氢化物的稳定性:Y　　　　(填“>”“<”或“=”)Z。 

(4)判断非金属性:Y　　　　(填“>”“<”或“=”)Z,从结构上分析其原因:　 　　　　　。

(5)用一个离子方程式表示Y和Z的单质氧化性的强弱:　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)　(2)第五周期第ⅦA族　 (3)>

(4)>　两者最外层电子数相同,但I的电子层数多,原子半径大,得电子能力弱

(5)Cl2+2I-I2+2Cl-

解析:由表中信息推断出X为S,Y为Cl,Z为I,则根据非金属性强弱判断的依据和同主族元素非金属性的递变规律等就可得到答案。