高中化学人教版 (2019)必修 第一册第二节 元素周期律精品课时练习

4.2  元素周期律

综合训练

一、单选题

1．下列说法正确的是

A．第四、五、六周期的副族元素均为10种

B．第三周期和第四周期的同主族元素的原子序数一定相差18

C．元素周期表的形成是由原子的结构决定的

D．元素周期表中第四周期第ⅤA族的元素与第三周期第ⅡA族的元素核电荷数相差13

【答案】C

【解析】A．第六周期含镧系元素，故该周期的副族元素超过了10种，A项错误；

B．第三周期和第四周期的同主族元素位于周期表过渡元素左侧时原子序数相差8，如Na、K的原子序数相差8，B项错误；

C．元素周期表的形成是元素原子核外电子排布呈周期性变化的结果，而核外电子排布是由原子的结构决定的，C项正确；

D．第四周期第ⅤA族的元素为As，原子序数为33，第三周期第ⅡA族的元素为Mg，原子序数为12，则二者核电荷数相差21，D项错误；

故选：C。

2．下列各组离子半径，从小到大排列正确的是

A．S2-、Cl-、K+ B．Na+、Mg2+、Al3+ C．Cl-、Br-、I- D．K+、F-、O2-

【答案】C

【解析】A．S2-、Cl-、K+电子层结构相同，所以半径由大到小的顺序为：S2-＞Cl-＞K+，故A不符合题意；

B．Na+、Mg2+、Al3+电子层结构相同，所以半径由大到小的顺序为：Na+＞Mg2+＞Al3+，故B不符合题意；

C．Cl-、Br-、I-电子层数逐渐增多，所以半径由大到小的顺序为：Cl-＜Br-＜I-，故C符合题意；

D．K+有3个电子层，F-、O2-有2个电子层，则半径由大到小的顺序为：K+＞O2-＞F-，故D不符合题意；

故选：C。

3．砹(At)是原子序数最大的卤族元素，推测砹或砹的化合物最可能具有的性质是

A．HAt很稳定 B．AgAt不溶于水 C．砹是白色固体 D．HAt有弱还原性

【答案】B

【解析】A．在卤族元素中，砹的非金属性最弱，氢化物的稳定性较差，易分解，A不符合；

B．卤族元素对应的AgX，除AgF溶于水外，其他AgX都不溶于水，因此AgAt不溶于水，B符合；

C．卤族元素从上到下，单质的颜色逐渐加深，熔沸点逐渐增大，则砹是有色固体，C不符合；

D．卤素离子从上到下还原性增强，因此HAt有强还原性，D不符合；

答案选B。

4．国际无机化学命名委员会在1989年决定，把长式周期表的主、副族及族号取消，由左至右改为18列，碱金属为第1列，稀有气体为18列。按这个规定，下列说法不正确的是

A．第15列元素的最高价氧化物的化学式为R2O5

B．第2列元素中肯定没有非金属元素

C．第17列元素的第一种元素没有最高价氧化物对应水化物

D．第16、17列元素都是非金属元素

【答案】D

【解析】A．第15列元素为第VA族元素，最高价为+5价，最高价氧化物为R2O5，A正确；

B．第2列元素为第IIA族元素，属于碱土金属元素，均为金属元素，B正确；

C．第17列元素为第VIIA族元素，第一种元素为F，F的非金属性最强，没有最高价氧化物对应水化物，C正确；

D．第16、17列元素分别为第VIA、第VIIA族元素，同主族从上到下金属性增强，第VIA 的Po为金属元素，D错误；

故选D。

5．下列对卤素的说法不符合递变规律的是

A．、、、的氧化性逐渐减弱

B．、、、的热稳定性逐渐减弱

C．、、、的还原性逐渐增强

D．卤素单质按、、、的顺序颜色变浅

【答案】D

【解析】A．同主族元素，从上到下非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，则卤素单质的氧化性逐渐减弱，故A符合递变规律；

B．元素的非金属性越强，氢化物的热稳定性越强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则卤化氢的热稳定性逐渐减弱，故B符合递变规律；

C．非金属单质的氧化性越弱，对应阴离子的还原性越强，卤素单质的氧化性逐渐减弱，则卤素离子的还原性逐渐增强，故C符合递变规律；

D．氟气、氯气、溴单质和碘单质的颜色依次为浅黄绿色、黄绿色、红棕色和紫黑色，卤素单质的颜色依次加深，故D不符合递变规律；

故选D。

6．卤素包括F、、、I等元素，是重要的成盐元素。、、、都具有氧化性，其氧化性，与水剧烈反应，能把从溴化物中置换出来，其余以此类推。下列反应不能发生的是

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】A．因氧化性，不能把从氟化物中置换出来，A错误；

B．因氧化性，将氯气通入溶液中，反应生成和，B正确；

C．因氧化性，将氯气通入溶液中，反应生成和，C正确；

D．因氧化性，与溶液反应生成和，D正确。

故选A。

7．具有下列最外层电子数的原子，最难形成离子的是

A．L层6个 B．L层4个 C．M层2个 D．M层7个

【答案】B

【解析】A．L层有6个电子的元素的原子核外电子排布是2、6，该元素是O元素，原子半径比较小，容易获得电子变为阴离子O2-，A不符合题意；

B．L层有4个个电子的元素的原子核外电子排布是2、4，该元素是C元素，既不容易失去电子，也不容易获得电子，通常形成共价键，因此不容易形成离子，B符合题意；

C．M层有2个电子的元素原子核外电子排布是2、8、2，该元素是Mg，原子半径比较大，容易失去电子变为阳离子Mg2+，C不符合题意；

D．M层有7个电子的元素原子核外电子排布是2、8、7，该元素是Cl，原子半径比较小，容易获得电子变为阴离子Cl-，D不符合题意；

故合理选项是B。

8．下列说法不符合递变规律的是

A．F2、Cl2、Br2、I2和H2反应剧烈程度递减 B．HF、HCl、HBr、HI热稳定性递减

C．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性递增 D．F-、Cl-、Br-、I-失去电子能力递增

【答案】C

【解析】A．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2和H2反应剧烈程度递减，A正确；

B．从F到I，非金属性减弱，则HF、HCl、HBr、HI热稳定性递减，B正确；

C．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2的氧化性减弱，C错误；

D．从F到I，非金属性减弱，则F2、Cl2、Br2、I2的得电子能力减弱，F-、Cl-、Br-、I-失去电子能力递增，D正确；

选C。

9．有关卤素的说法正确的是

A．卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变淡

B．卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高

C．卤素是典型的非金属元素，其单质只具有氧化性

D．卤素阴离子的半径比其相应的原子半径小

【答案】B

【解析】A．F2是浅黄绿色气体，Cl2是黄绿色气体，Br2是深红棕色液体，I2是紫黑色固体，可见：卤素单质的颜色随相对分子质量的增大逐渐变深，A错误；

B．卤素单质都是由分子构成的物质，分子间以分子间作用力结合。分子间作用力越大，克服分子间作用力使物质熔化、气化消耗的能量就越多，物质的熔沸点就越高。分子间作用力随物质的相对分子质量的增大而增大，故卤素单质的熔点随相对分子质量的增大而升高，B正确；

C．卤素是典型的非金属元素，其单质中只有F没有正化合价，F2只有氧化性；其余卤素单质中元素化合价0价介于最低-1价和最高+7价之间，因此既具有氧化性，也具有还原剂，C错误；

D．卤素阴离子是原子获得1个电子后形成的，由于核电荷数不变，核外电子数增多，电子受到的吸引力减弱，因此卤素离子的半径比其相应的原子半径大，D错误；

故合理选项是B。

10．三种元素的微粒Xm−、Yn+、Zp+都有相同的电子层结构，已知m = n＞p，则它们核内质子数(依次用X′、Y′、Z′表示)的关系为

A．X′= Y′= Z′ B．Y′＞Z′＞X′ C．X′＞Z′＞Y D．Z′= Y′＞X′

【答案】B

【解析】三种元素的微粒Xm−、Yn+、Zp+都有相同的电子层结构，设它们的离子核外电子数为A，则它们的质子数分别为X′=A-m、Y′=A+n，Z′=A+p，已知m = n＞p，则Y′＞Z′＞X′，故选B。

11．能说明镁比铝的还原性强的事实是

A．镁的价电子比铝少

B．镁带在空气中和CO2中能燃烧，而铝不能

C．镁遇浓硫酸不钝化，而铝钝化

D．铝的硬度、延展性、熔点均比镁大、好、高

【答案】B

【解析】A．还原性的强弱体现在失电子能力的强弱，不能直接用价电子数的多少判断金属还原性强弱，故不选A；

B．镁带在空气中和CO2中能燃烧，而铝不能，说明镁更易失电子，镁比铝的还原性强，故选B；

C．钝化为金属表面生成致密的氧化物薄膜，不能根据能否钝化判断金属的还原性，故不选C；

D．硬度、延展性、熔点为物理性质，不是化学性质，不能根据硬度、延展性、熔点判断金属的还原性，故不选D；

选B。

12．运用元素周期律分析下面的推断，其中错误的是

A．硒化氢(H2Se)是无色、有毒、比硫化氢稳定的气体

B．硼的氧化物的水化物可能具有两性

C．砹(At)为有色固体；HAt不稳定；AgAt感光性很强，且不溶于水也不溶于酸

D．Na、K、Rb的金属性依次增强

【答案】A

【解析】A．硒是第四周期第VI A族元素，硒化氢的性质与H2S相似，但非金属性S强，没有H2S稳定，故A错误；

B．B为第ⅢA族非金属性元素，由‘对角线’规则，可知硼与铝的性质相似，其氧化物的水化物可能具有两性，故B正确；

C．由同主族化合物性质相似可知，HAt不稳定，AgAt感光性强，但不溶于水也不溶于稀酸，但At为第六周期ⅦA族元素，卤族元素随电子层数的增多，单质的颜色不断加深，所以At2为有色固体，故C正确；

D．同主族元素从上到下元素的金属性依次增强，则Na、K、Rb元素的金属性依次增强，故D正确；

故选：A。

13．下列各组顺序的排列不正确的是

A．离子半径：F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+

B．热稳定性：HCl＞H2S＞PH3＞AsH3

C．酸性强弱：HAlO2＜H2SiO3＜H2CO3＜H3PO4

D．熔点：NaCl＞SiO2＞Na＞CO2

【答案】D

【解析】A．核外电子排布相同时离子半径随原子序数的增大而减小，离子半径：F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+，A正确；

B．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性Cl＞S＞P＞As，热稳定性：HCl＞H2S＞PH3＞AsH3，B正确；

C．非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性Al＜Si＜C＜P，则酸性强弱：HAlO2＜H2SiO3＜H2CO3＜H3PO4，C正确；

D．氯化钠是离子晶体，二氧化硅是共价晶体，金属钠是金属晶体，二氧化碳是分子晶体，则熔点：SiO2＞NaCl＞Na＞CO2，D错误；

答案选D。

14．A、B、C为主族元素，A、B两元素的阳离子和C元素的阴离子电子层结构相同，而A的阳离子半径比B的阳离子半径大。这三种元素的原子序数大小顺序是

A．A>B>C B．B>A>C C．C>B>A D．B>C>A

【答案】B

【解析】A元素的阳离子、B元素的阳离子和C元素的阴离子具有相同的电子层结构。A元素、B元素形成阳离子，则A、B两元素处于同一周期。C元素形成阴离子，则C元素位于A、B元素所在周期的相邻上一周期，所以C的原子半径最小，核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小。A的阳离子半径大于B的阳离子半径，则A的原子序数小于B，则原子序数大小关系为B>A>C，故选：B。

15．四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X的简单离子具有相同电子层结构，X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的，W与Y同族，Z-与某稀有气体具有相同的电子层结构。下列说法正确的是

A．简单离子半径：W<X<Z B．W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性

C．气态氢化物的热稳定性：W<Y D．最高价氧化物的水化物的酸性：Y>Z

【答案】B

【解析】A．X与W的离子电子层结构相同，但W的核电荷数越小，所以离子半径W＞X，A错误；

B．W与X形成的化合物Na3N、Na2O、Na2O2溶于水后均生成NaOH，溶液呈碱性，B正确；

C．W与Y同族，且W位于Y的上一周期，则气态氢化物的热稳定性W＞Y，C错误；

D．Y、Z处于第三周期，且Y的原子序数小于Z，则非金属性Z＞Y，所以最高价氧化物的水化物的酸性：Z＞Y，D错误；

综上所述答案为B。

16．X、Y、Z、M、Q、R皆为前20号元素，其原子半径与主要化合价的关系如图所示。下列说法错误是

A．Q位于第三周期IA族

B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可能是盐或碱

C．Z与M的最高价氧化物对应水化物均为强酸

D．简单离子半径：

【答案】D

【解析】根据上述分析可知，X为H，Y为O，Z为N，M为Cl，Q为Na，R为Ca元素。

A．Na的原子序数为11，在周期表中位于第三周期ⅠA族，故A正确；

B．X、Y、Z三种元素组成的化合物可为HNO3、NH3•H2O或NH4NO3，分别为酸、碱、盐，故B正确；

C．Z为N、M为Cl，Z与M的最高价氧化物对应水化物分别为硝酸、高氯酸，均为强酸，故C正确；

D．一般而言，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，原子序数越大，半径越小，则简单离子半径：M-＞R2+＞Q+，故D错误；

故选D。

二、填空题

17．如图为元素周期表的一部分，请根据元素①~⑧在表中的位置，回答下列问题：

(1)在上述元素的最高价氧化物对应的水化物中，属于强酸的是_______(用化学式表示)；碱性最强的是_______(用化学式表示)。

(2)④⑤⑥的简单离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示)。

(3)有两种离子化合物，均由①④⑤⑧四种元素组成，这两种物质可在水溶液中发生反应。写出该反应的离子方程式：_______。

(4)由表中元素形成的常见无机化合物A、B、C、X有以下转化关系：

若A、B、C含同一金属元素，X为强电解质，且反应都在溶液中进行。B的化学式为_______，X的化学式可能为_______。

【答案】H2SO4、HNO3    NaOH                HNO3或H2SO4   

【解析】(1)根据上述分析：最高价氧化物对应的水化物中，属于强酸的是、；碱性最强的是。故答案：H2SO4、HNO3；NaOH。

(2)④⑤⑥的简单离子分别是、、，当核外电子排布相同时，核电荷数越小，半径越大，所以。故答案：。

(3)由H、O、S、四种元素组成的离子化合物是和，离子方程式为：，故答案：。

(4)由于A、B、C都含有同一种金属元素，X为强电解质，根据图中转化关系可知，A为铝盐，X为，或A为偏铝酸盐，X为强酸，则B为，X为或。故答案：；HNO3或H2SO4。

18．某同学为探究元素性质的递变规律，设计了如下系列实验：

(1)将钠、钾、镁、铝各1分别投入足量同浓度的盐酸中，试预测实验结果：___________与盐酸反应最剧烈；___________与盐酸反应的速率最慢；___________与盐酸反应产生的气体最多。

(2)向溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明的非金属性比S强，反应的离子方程式为___________。

【答案】钾    铝    铝       

【解析】(1)短周期元素：原子核外电子层数相同时，随着最外层电子数增大，元素金属性逐渐减弱，即，最外层电子数相同时，随着电子层数增大，元素金属性逐渐增强，即，故金属性，所以相同条件下与盐酸反应最剧烈的是钾，反应速率最慢的是铝；生成1氢气需要得到2电子，1钾、钠都失去1电子，l镁失去2电子，而1铝失去3电子，所以生成氢气最多的是金属铝，故答案为：钾；铝；铝；

(2)的非金属性比S强，故氯气氧化性强于硫单质，所以氯气能够与硫离子反应生成硫，反应的离子方程式为，故答案为：；

19．实验探究是体验知识的产生或形成过程的基本途径。下面是某同学探究实验报告的一部分，请填空：

实验名称：氯、溴、碘的氧化性强弱比较。

实验药品：溶液、溶液、溶液、氯水、溴水、四氯化碳。

(1)完成该实验需用到的仪器是______；

(2)在实验中所起的作用是______；

(3)在实验②中四氯化碳层颜色变化过程为______；

(4)该同学的实验缺陷是______，改进的方法是______。

【答案】试管、量筒    萃取剂，使生成的、溶于其中，便于观察实验现象    由无色逐渐变为橙红色    不能证明溴的氧化性强于碘的    再做一组实验④，步骤：溶液+溴水+1振荡，静置，观察层颜色   

【解析】(1)该实验用量筒量取试剂，可在试管中进行反应，故答案为：试管、量筒；

(2)四氯化碳不参加反应，但卤素单质不易溶于水，易溶于四氯化碳，所以其作用为萃取剂，使生成的Br2和I2溶于其中，便于观察现象，故答案为：萃取剂，使生成的、溶于其中，便于观察实验现象；

(3) 实验②中四氯化碳溶解生成的溴单质，在下层，则观察到四氯化碳层颜色变化过程为由无色逐渐变为橙红色，故答案为：由无色逐渐变为橙红色；

(4)设计的实验中不能证明溴的氧化性强于碘，应再做一组实验④，步骤为：KI溶液+溴水+1mL CCl4，振荡，静置，观察CCl4层颜色，故答案为：不能证明溴的氧化性强于碘的；再做一组实验④，步骤：溶液+溴水+1振荡，静置，观察层颜色；

20．氯气和氢气化合的条件是_______，可以看到的实验现象是_______；氟气与氢气化合的条件是_______。可以说明的结论是_______。可以用来验证钠与铝金属性强弱的实验有_______。

【答案】光照或点燃    光照爆炸，点燃安静燃烧，发出苍白色火焰    阴暗处爆炸    氟元素的非金属性比氯强    取少量钠和铝，分别加入冷水中，钠剧烈反应，铝不反应   

【解析】氯气和氢气化合的条件是光照或点燃，看观察的现象是：光照爆炸，点燃安静燃烧，发出苍白色火焰；氟气与氢气化合的条件是阴暗处爆炸。由反应条件可知，F的比Cl的较容易反应，则氟元素的非金属性比氯强。可证明钠与铝金属性强弱的实验有：取少量钠和铝，分别加入冷水中，钠剧烈反应，铝不反应。