高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律课后练习题
展开一、选择题(每小题4分,共48分,每小题只有一个正确选项)
1. 下列各组元素性质或原子结构递变情况错误的是( C )
A.Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素最高正化合价依次升高
C.N、O、F原子半径依次增大
D.Na、K、Rb的电子层数依次增多
解析:N、O、F同为第二周期元素,随着原子序数的增加,原子半径依次减小。
2. 下列物质的性质比较,正确的是( D )
A.酸性:H2SO4>HClO4>HBrO4
B.碱性:NaOH>KOH>RbOH
C.非金属性:P>S>Cl
D.气态氢化物稳定性:HF>HCl>H2S
解析:考查元素周期律的应用。高氯酸是已知含氧酸中酸性最强的,A不正确。同主族元素自上而下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,碱性为NaOH
3. 下列关于碱金属的原子结构和性质的叙述不正确的是( C )
A.碱金属元素的原子在化学反应中容易失去电子
B.碱金属单质都可以作还原剂
C.碱金属单质都能在O2中燃烧生成过氧化物
D.碱金属单质都能与水反应生成碱
解析:碱金属元素原子的最外电子层上只有一个电子,同时原子半径又比较大,故在化学反应中易失去电子表现出强还原性,A、B正确;锂与氧气反应生成的是Li2O,C错误;碱金属单质都能与水反应生成碱,D正确。
4. 下列关于卤素(用X表示)的叙述正确的是( C )
A.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
B.卤素单质与水都生成HX和HXO
C.其单质都有颜色,都有毒
D.卤素单质与其他物质化合时,均表现为还原性
解析:同主族自上而下非金属性逐渐减弱,相应氢化物的稳定性逐渐减弱,A项错误。要注意F2及氟的化合物的特殊性:F2与水反应置换H2O中的氧生成O2,不像其他卤素单质,B项错误。卤素单质与其他物质化合时,多表现为氧化性,D项错误。
5. 下列事实不能用于判断元素非金属性强弱的是( B )
A.非金属单质间发生的置换反应
B.1 ml非金属单质在反应中得到电子的多少
C.非金属元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱
D.非金属元素的单质与氢气反应的难易
解析:比较元素非金属性强弱,不能比较非金属单质在反应中得到电子的多少,应比较得电子的难易。
6. 下面有关碱金属的叙述正确的是( B )
A.碱金属单质的金属性强,均易与氯气、氧气、氮气等发生反应
B.碱金属的原子半径越大,越易失电子,其还原性越强
C.随核电荷数增大,碱金属单质的熔点一定逐渐降低,密度一定逐渐增大
D.碱金属的阳离子随核电荷数增加,氧化性逐渐减弱而还原性逐渐增强
解析:碱金属中除锂外,其余均不与氮气直接反应,A错误;钾的密度比钠小,是个例外,C错误;碱金属的阳离子随核电荷数增加,得电能力逐渐减弱,即氧化性逐渐减弱,但它们不能再失去电子作为还原剂,所以没有还原性,D错误。
7. 下列叙述正确的是( C )
A.元素的非金属性越强,其单质的活泼性一定越强
B.Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大
C.C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强
D.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
解析:非金属性是指原子的得电子能力,而单质的活泼性还与单质的结构有关,A错误;Li、Na、K的密度为Na>K>Li,B错误;卤族元素中F无正价,D错误;C、P、S、C1的非金属性逐渐增强,则其最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强。
8. 下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是( B )
A.同主族元素从上到下单质熔点逐渐升高
B.元素周期表是元素周期律的具体表现形式
C.同周期从左到右,元素原子半径逐渐增大
D.非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值
解析:A项,碱金属元素从上到下单质熔点逐渐降低;C项,同周期从左到右,元素的原子半径逐渐减小;D项,第ⅣA族元素的最高正化合价才等于它的负化合价的绝对值。
9. 短周期金属元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如右表所示。下列判断正确的是( C )
A.原子半径:丙<丁<戊
B.金属性:甲>丙
C.氢氧化物碱性:丙>丁>戊
D.最外层电子数:甲>乙
解析:根据同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:丙>丁>戊,A项错误;根据同主族元素从上到下元素的金属性逐渐增强,则金属性:甲<丙,B项错误;根据同周期元素从左到右元素的金属性逐渐减弱,则金属性:丙>丁>戊,由于元素的金属性越强,其氢氧化物碱性越强,故氢氧化物的碱性:丙>丁>戊,C项正确;根据同周期元素从左到右,原子的最外层电子数逐渐增多,则最外层电子数:甲<乙,D项错误。
10. 下列事实不能说明元素的金属性或非金属性相对强弱的是( C )
解析:SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2,说明H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强,但不能说明S和C的非金属性强弱,应比较H2SO4和H2CO3的酸性,所以C项错误。
11. 某短周期主族元素R的最高正化合价与最低负化合价的代数和为4,下列判断不正确的是( C )
A.R一定是第三周期元素
B.R一定是ⅥA族元素
C.R最高价氧化物对应水化物的化学式为H2RO3
D.R气态氢化物的化学式为H2R
解析:设R的最高正价为x,则最低负价为x-8,由题意得x+x-8=4,x=6,即R的最高正价为+6,应为第ⅥA族元素,而短周期第ⅥA族元素中氧元素无最高正价,故R为硫元素,其最高正价氧化物对应水化物的化学式为H2RO4。
12. 根据元素周期表和元素周期律,下列推断中错误的是( D )
A.砹是一种有色固体,它的气态氢化物很不稳定
B.F2与水反应比Cl2与水反应剧烈
C.铷的硫酸盐易溶解于水,其氢氧化物一定是强碱
D.溴化氢比氯化氢稳定,HClO4酸性强于HBrO4
解析:溴元素的非金属性弱于氯元素,溴化氢不如氯化氢稳定。
二、非选择题(共52分)
13. (8分)在第三周期元素中,除稀有气体元素外:
(1)原子半径最小的元素是Cl(填元素符号)。
(2)金属性最强的元素是Na(填元素符号)。
(3)最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4(用化学式回答,下同)。
(4)最不稳定的气态氢化物是SiH4。
(5)最高价氧化物对应水化物碱性最强的是NaOH。
(6)氧化物中具有两性的是Al2O3。
解析:(1)同一周期,自左到右,原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),第三周期原子半径最小的为Cl。
(2)同一周期,自左到右,金属性逐渐减弱,第三周期中金属性最强的为Na。
(3)第三周期中,Cl的非金属性最强,Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性最强。
(4)第三周期中,Si的非金属性最弱,Si的氢化物(SiH4)的稳定性最差。
(5)第三周期中,Na的金属性最强,故其最高价氧化物对应水化物的碱性最强。
(6)Al2O3具有两性。
14. (8分)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,W、X是金属元素,Y、Z是非金属元素。
(1)W、X各自的最高价氧化物对应的水化物可以反应生成盐和水,该反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-===AlOeq \\al(-,2)+2H2O。
(2)W与Y可形成化合物W2Y,该化合物的化学式为Na2S。
(3)比较Y、Z气态氢化物的稳定性:HCl>H2S(用化学式表示)。
(4)W、X、Y、Z四种元素简单离子的半径由大到小的顺序是S2->Cl->Na+>Al3+(用化学式表示)。
解析:据题意可知W、X、Y、Z四种元素在周期表中的相对位置是,因为W、X均为金属元素,但最高价氧化物的水化物之间能反应生成盐和水,则X一定为Al,W只能为Na,结合W2Y的化学式可知Y为-2价,则Y为S,Z为Cl。
15. (18分)某化学兴趣小组为探究元素性质的递变规律,设计了如下一系列实验。
Ⅰ.元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
(1)与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为。
(2)能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据的是bc(填序号)。
a.Cl2、Br2、I2的熔点
b.Cl2、Br2、I2的氧化性
c.HCl、HBr、HI的热稳定性
d.HCl、HBr、HI的酸性
Ⅱ.利用如图装置可以验证非金属性的变化规律。
(3)仪器A的名称为分液漏斗,干燥管D的作用是防止倒吸。
(4)实验室中现有药品Na2S、KMnO4、浓盐酸、MnO2,请选择合适药品设计实验,验证氯的非金属性大于硫:装置A、B、C中所装药品分别为浓盐酸、KMnO4、Na2S,装置C中的实验现象为有淡黄色沉淀生成,离子方程式为S2-+Cl2===S↓+2Cl-。
(5)若要证明非金属性:C>Si,则A中加硫酸、B中加Na2CO3、C中加Na2SiO3溶液,观察到C中溶液的现象为有白色胶状沉淀产生。
解析:Ⅰ.(1)与氯元素同族的短周期元素为氟元素,其原子结构示意图为。
(2)能判断氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的依据有与氢气化合难易程度以及气态氢化物的稳定性;卤素单质间的置换反应(单质的氧化性);最高价氧化物对应水化物的酸性强弱等,所以根据上述分析可以确定能作为判断依据的是bc。
Ⅱ.(3)根据实验装置图可知仪器A为分液漏斗;导气管连接球形干燥管进入液体,作用是防止倒吸。
(4)利用Cl2能与Na2S反应,置换出S,可证明氯元素的非金属性大于硫元素的非金属性,则A与B中试剂反应制取Cl2,则A中所装药品为浓盐酸,因为A与B的反应没有加热,所以B中所装药品为KMnO4,装置C中发生的反应是Cl2与Na2S的置换反应,所以C中药品是Na2S,离子方程式为S2-+Cl2===S↓+2Cl-。
(5)若要证明非金属性:C>Si,则A与B反应制取CO2,CO2与硅酸盐溶液反应生成硅酸,可证明非金属性:C>Si,则A应加入难挥发的硫酸,不能加入易挥发的盐酸、硝酸、醋酸;C中应加入可溶的Na2SiO3溶液,CO2与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,所以反应现象为有白色胶状沉淀产生。
16. (18分)某校化学研究性学习小组分别设计了一组实验来探究元素周期律。
研究性学习第一小组根据元素非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,设计了如图1装置来一次性完成同主族元素非金属性强弱比较的实验研究;
[查阅资料]
1.常温下浓盐酸与高锰酸钾能反应生成氯气。
2.H2SiO3难溶于水。
实验药品:大理石、碳酸钠粉末、稀硝酸、硅酸钠溶液。
[探究过程]
(1)研究性学习第一小组实验比较N、C、Si的非金属性,
用图1装置进行:
①烧杯C中现象为溶液变浑浊,发生反应的离子方程式为CO2+SiOeq \\al(2-,3)+H2O===H2SiO3↓+COeq \\al(2-,3)。
②实验预期结论:非金属性:N>C>Si。
③存在问题:稀硝酸有一定的挥发性,影响C和Si非金属性的判断。
(2)研究性学习第二小组验证卤族单质的氧化性,A、B、C三处分别是蘸有溴化钠溶液的棉花、湿润的淀粉碘化钾试纸、湿润的红色纸条。
以图2装置进行:
①写出A处反应的离子方程式:Cl2+2Br-===Br2+2Cl-。
②B处实验现象是试纸变蓝。
③实验预期结论:氧化性:Cl2>Br2>I2。
④存在问题:无法判断Br2和I2的氧化性。
解析:(1)验证元素的非金属性与对应最高价含氧酸之间的关系,可根据强酸制弱酸的反应原理,用稀硝酸与大理石反应生成二氧化碳,再将二氧化碳通入硅酸钠溶液中,生成硅酸沉淀。由此可说明硝酸、碳酸及硅酸酸性的强弱,但硝酸有挥发性,影响了最后结果的判断。(2)氯气能与溴化钠溶液发生置换反应,生成单质溴和氯化钠;氯气能与碘化钾溶液发生置换反应,生成单质碘,遇淀粉变蓝色,但无法判断溴和碘的氧化性。
选项
事实
推论
A
与冷水反应,Na比Mg剧烈
金属性:Na>Mg
B
Ca(OH)2的碱性强于Mg(OH)2
金属性:Ca>Mg
C
SO2与NaHCO3溶液反应生成CO2
非金属性:S>C
D
H2+Cl2eq \(=====,\s\up7(光照))2HCl H2+I2eq \(,\s\up7(△))2HI
非金属性:Cl>I
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