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人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律练习题
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第二节 元素周期律练习题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
第四章测评
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有1个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是( )
A.1869年,俄国化学家门捷列夫将元素按照核电荷数由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一起,制作出第一张元素周期表
B.稀土元素能大大改善合金的性能,被称为“冶金工业的维生素”
C.同位素在生产、生活和科研中有着广泛应用,如 12H、13H可用于制造氢弹
D.碱金属熔点都比较低,导热性都很好,如液态钠可用作核反应堆的传热介质
答案A
解析1869年,俄国化学家门捷列夫发现元素的性质随相对原子质量的增大而呈周期性的变化的规律,并将化学性质相似的元素放在一起,制作出第一张元素周期表,A错误;在合金中加入适量的稀土金属,就能大大改善合金的性能,所以稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,B正确;同位素在生产、生活和科研中有着广泛应用,如 12H、13H可用于制造氢弹,14C可用于探测文物的年代,C正确;碱金属元素金属性强,原子最外层电子受到原子核的吸引力小,因此物质的熔点都比较低,导热性都很好,如液态钠导热性强,可用作核反应堆的传热介质,D正确。
2.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。2017年,中国公布113号、115号、117号和118号四种元素的中文名称。其中118号元素的原子符号为 118294Og,中文名称为“”。下列说法不正确的是( )
A.质子数为118 B.中子数为176
C.核外电子数为118 D.质量数为412
答案D
解析原子符号左下角为质子数,左上角的数字为质量数,质量数=质子数+中子数,根据 118294Og知,该元素质子数为118、质量数为294、中子数为176(294-118),原子中质子数等于核外电子数为118。
3.下列说法正确的是( )
A.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
B.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.在O2、CO2和金刚石中,都存在共价键,它们均由分子构成
D.KOH和MgCl2都是离子化合物,均存在共价键和离子键
答案B
解析元素的非金属性越强,相应氢化物的热稳定性越强,非金属性:Cl>Br>I,则HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,A项错误;N原子最外层有5个电子,与另一个N原子形成三对共用电子对达到8电子稳定结构,Cl原子最外层有7个电子,与另一个Cl原子形成一对共用电子对达到8电子稳定结构,B项正确;金刚石是由原子直接构成的,C项错误;KOH中存在共价键和离子键,属于离子化合物,MgCl2中只存在离子键,属于离子化合物,D项错误。
4.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,具有良好的超导性。
下列有关分析正确的是( )
A.K3C60中只有离子键
B.K3C60中不含共价键
C.该晶体在熔融状态下能导电
D.C60与12C互为同素异形体
答案C
解析C60中两个碳原子之间含有共价键,A、B项错误;C项,该晶体属于离子化合物,熔融状态下能够导电,正确;D项,同素异形体研究的对象是单质,12C是原子,错误。
5.下列说法错误的是( )
A.元素周期表共有18个纵行
B.元素周期表共有7个横行,即7个周期,其中第一、二、三周期为短周期
C.原子最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族
D. 62144Sm与 62145Sm互为同位素
答案C
解析由元素周期表的结构可知,元素周期表中有18个纵行,故A正确;元素周期表中有7个横行,即7个周期,短周期包括第一、二、三周期,故B正确;He的最外层电子数为2,但不在第ⅡA族,故C错误;质子数相同,中子数不同的原子互为同位素, 62144Sm与 62145Sm的质子数都是62,中子数分别为82、83,二者互为同位素,故D正确。
6.下列各组物质性质比较不正确的是( )
A.酸性强弱:HClO4
答案A
解析HClO4、HBrO4、HIO4均为非金属元素最高价氧化物对应的水化物,因非金属性:Cl>Br>I,故酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,故A符合题意;因金属性:K>Na>Mg,故其最高价氧化物对应水化物的碱性:Mg(OH)2S>P>Si,故其单质与氢气化合由易到难的顺序:Cl2、S、P、Si,故D不符合题意。
7.反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
答案C
解析A项,中子数为9的氮原子应表示为 716N;B项,N2分子的电子式应为∶N︙︙N∶;D项,Cl-的结构示意图应为。
8.运用元素周期律分析下面的推断,其中不正确的是( )
A.锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈
B.砹(At2)为有色固体,AgAt难溶于水
C.在氧气中,铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D.HBrO4的酸性比HIO4的酸性强
答案A
解析锂的金属性比钠弱,锂与水反应没有钠与水反应剧烈,故A错误;砹与碘同主族,碘为紫色固体,AgI难溶于水,所以砹(At2)为有色固体,AgAt也难溶于水,故B正确;铷(Rb)比钠活泼,铷的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂,故C正确;溴的非金属性强于碘,元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,HBrO4的酸性比HIO4的酸性强,故D正确。
9.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案C
解析非金属性:O>N>Si,气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,故不选A;H与F、Cl等形成共价化合物,与Na、K等形成离子化合物,则氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物,故不选B;可利用最高价含氧酸的酸性比较元素的非金属性,但HCl不是最高价含氧酸,则无法比较Cl、C的非金属性,故选C;118号元素的核外有7个电子层,最外层电子数为8,则118号元素在周期表中位于第七周期0族,故不选D。
10.下表为元素周期表的一部分。X、Y、Z、W为短周期元素,其中X元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍。下列说法不正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.Y氢化物的热稳定性比X氢化物的热稳定性高
B.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
C.原子半径(r)大小比较:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
D.根据元素周期律,可以推测存在T3Y4、TZ2和TW4
答案C
解析X、Y、Z、W为短周期元素,其中X元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,故该原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,则X为C元素,X、T同主族,则T为Ge元素;Y与X同周期且相邻,则Y为N元素;由元素在周期表中的位置可知,Z为S元素,W为Cl元素。同周期元素,从左到右,非金属性增强,非金属性:Y(N)>X(C)。元素非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则气态氢化物的稳定性:Y>X,A正确,不符合题意;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:W(Cl)>Z(S),所以W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强,B正确,不符合题意;同一周期从左向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,原子半径大小为:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),C错误,符合题意;Ge与C同主族,则Ge的常见化合价为+2和+4价,可以推测其存在Ge3N4、GeS2和GeCl4,D正确,不符合题意。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有1~2个选项符合题意)
11.1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 ZWX,得到核素 Z+2 30Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A.ZWX的相对原子质量为26
B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的
D.Y仅有一种含氧酸
答案B
解析依据题给的反应过程,可确定W=27。根据X、Y的最外层电子数之和为8,Y原子的质子数比X原子的质子数多2,可以得出X原子最外层电子数为3,Y原子最外层电子数为5,可以判定X为铝元素,Y为磷元素。由上述分析可知A项错误;Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3,B项正确;Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al,故原子半径Al大于P,C项错误;磷元素的常见含氧酸有H3PO4、H3PO2、HPO2等,D项错误。
12.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解,生成甲、乙、丙、丁四种气体,甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝,丙是导致酸雨的主要污染物,丁能参与大气循环。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W
C.W分别与X、Z形成的简单化合物之间能反应生成离子化合物
D.在化合物A的分解反应中丙为氧化产物,丁为还原产物
答案BC
解析短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增,由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解,生成甲、乙、丙、丁四种气体,甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝,则甲为H2O、乙为NH3;丙是导致酸雨的主要污染物,丙为SO2,丁能参与大气循环,丁可能为CO2或O2,结合A中含有4种元素可知丁为O2;A可能为硫酸铵或硫酸氢铵,A为W、X、Y、Z四种元素形成的化合物,其原子序数逐渐增大,则W、X、Y、Z分别为H、N、O、S。一般来说,原子核外电子层越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径大小为:HN>S,则氢化物稳定性:Y>X>Z,B正确;W分别与X、Z形成的化合物分别为NH3、H2S,二者发生反应生成硫化铵或硫氢化铵,铵盐均属于离子化合物,C正确;丙为SO2,丁为O2,二氧化硫是+6价的S元素被还原所得产物,O2为-2价O元素被氧化所得产物,D错误。
13.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表。
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/nm
0.160
0.143
0.070
0.066
主要化合价
+2
+3
+5、+3、-3
-2
下列有关这几种元素的叙述中,正确的是( )
A.元素的金属性:X
C.元素的简单离子半径:r(X2+)
答案CD
解析由表中数据可知,X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。同一周期,从左到右,元素金属性逐渐减弱,因此金属性:Mg>Al,即X>Y,A不符合题意;Z为N,其最外层电子数为5,B不符合题意;电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径:r(Mg2+)
下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D.原子的最外层电子数n:n(Na)
解析B项,依据资料信息:卤水中通Cl2可制Br2,说明氧化性(得电子能力):Cl2>Br2,错误;C项,Na、Mg、Cl是同一周期元素,原子半径依次减小,错误;D项,Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7,正确。
15.a、b、c、d均为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+的电子层结构相同,d的原子L层有4个电子。下列叙述正确的是( )
A.a分别与b、c、d形成的二元化合物中a的化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.a与b形成的化合物中一定只有极性键,b与c形成的化合物中一定只有离子键
D.原子半径大小顺序:c>b>d>a
答案B
解析a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,则a为H元素;b2-和c+的电子层结构相同,结合离子所带电荷可知,b为O元素、c为Na元素;d的原子L层有4个电子,则d为C元素。氢与钠形成的化合物NaH中氢元素化合价为-1价,A错误;O元素与氢元素可形成H2O、H2O2,与Na可形成Na2O、Na2O2,与碳元素可形成CO、CO2,B正确;a与b形成的化合物有H2O、H2O2,二者都含有极性键,而H2O2中还含有非极性键,b与c形成的化合物Na2O、Na2O2中都有离子键,而Na2O2中含有非极性键,C错误;同一周期元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,一般来说,电子层越多,原子半径越大,故原子半径:Na>C>O>H,即:c(Na)>d(C)>b(O)>a(H),D错误。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16.(10分)(1)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是 。
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
③设计一个实验方案,证明氧化性Cl2>Br2: 。
(2)铅是碳的同族元素,铅原子比碳原子多4个电子层。
①铅在元素周期表的位置为 。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。
答案(1)① ②bc ③向溴化钠溶液中通入氯气,溶液由无色变成橙色:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
(2)①第六周期第ⅣA族 ②PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
解析(1)①与Cl同一主族的短周期元素是F元素,F原子核外有2个电子层、最外层有7个电子,其原子结构示意图为。
②同一主族元素,元素的非金属性随着原子序数增大而减弱,元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,单质的氧化性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,与氢气化合越容易,与物理性质无关。
③氧化性Cl2>Br2,说明氯气能够置换出溴化物溶液中的溴,因此可以通过反应Cl2+2NaBr2NaCl+Br2设计实验验证,方法和现象为:向溴化钠溶液中通入氯气,溶液由无色变成橙色。
(2)①铅是碳的同族元素,铅原子比碳原子多4个电子层,则铅位于第六周期第ⅣA族。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,说明生成了氯气,根据氧化还原反应的规律,还应有PbCl2与水生成,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O。
17.(10分)A~H八种短周期主族元素在周期表中的相对位置如下图所示,已知B元素形成的单质焰色试验火焰为黄色,E的最高价氧化物对应的水化物能与E的最简单氢化物反应生成离子化合物。
(1)D元素在周期表中的位置为 。
(2)B、E、F的简单离子半径由大到小的顺序为 (写离子符号)。
(3)上述元素所形成的气态单质中能用于饮用水消毒的是 (写化学式)。
(4)B的最高价氧化物对应水化物的碱性 (填“>”或“<”)C的最高价氧化物对应水化物的碱性。
(5)C元素的单质可以在D和F组成的一种气态化合物中燃烧,写出该反应的化学方程式: 。
答案(1)第二周期第ⅣA族
(2)r(N3-)>r(O2-)>r(Na+)(或N3->O2->Na+)
(3)Cl2或O3 (4)>
(5)2Mg+CO22MgO+C
解析A~H为八种短周期主族元素,B元素形成的单质焰色试验火焰为黄色,则B为Na元素;E的最高价氧化物对应的水化物能与E的最简单氢化物反应生成离子化合物,则E为N元素,结合元素在周期表的位置可知,A为Li元素,C为Mg元素,D为C(碳)元素,F为O元素,G为S元素,H为Cl元素。
(1)D为C(碳)元素,在周期表中的位置为第二周期第ⅣA族。
(2)B为Na元素、E为N元素、F为O元素,B、E、F三种元素的简单离子分别为:Na+、N3-、O2-,电子层结构相同的微粒,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由大到小的顺序为r(N3-)>r(O2-)>r(Na+)(或N3->O2->Na+)。
(3)上述元素所形成的气态单质中能用于饮用水消毒的是Cl2或O3。
(4)B(Na)的金属性强于C(Mg),则最高价氧化物对应水化物的碱性B>C。
(5)Mg与二氧化碳反应生成MgO和C,化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。
18.(10分)根据下表中几种短周期元素的原子半径及主要化合价,回答下列问题:
元素
代号
A
B
D
E
G
H
I
J
化合价
-1
-2
+4、
-4
-1
+5、
-3
+3
+2
+1
原子半
径/nm
0.071
0.074
0.077
0.099
0.110
0.143
0.160
0.186
(1)元素D组成的常见单质有两种,分别是 、 (写名称)。
(2)用电子式表示IE2的形成过程: 。
(3)A、H、J的离子半径由大到小顺序是 (用离子符号表示)。
(4)78 g J2B2与足量的水反应生成 L(标准状况下)气体。
(5)元素E的单质与水反应的离子方程式为 。
答案(1)金刚石 石墨
(2)
(3)r(F-)>r(Na+)>r(Al3+)
(4)11.2
(5)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
解析主族元素中,元素最高化合价与其族序数相等,最低化合价=族序数-8,同一主族元素中,原子半径随着原子序数增大而增大,同一周期元素中,原子半径随着原子序数增大而减小;根据表中化合价及原子半径大小可知,A、E均为-1价,为第ⅦA族元素,A的原子半径小于E,所以A为氟、E为氯;J、I、H原子半径比其他原子的原子半径大,且按顺序依次减小,所以根据其化合价规律可知,J为钠,I为镁,H为铝;B为-2价,半径较小,B为氧,G有+5、-3价,且半径较大,但是比J、I、H原子半径小,G为磷;D有+4、-4价,且半径比G小,因此D为碳;综上所述:A为F,B为O,D为C,E为Cl,G为P,H为Al,I为Mg,J为Na;
(1)碳元素组成的常见单质有两种,分别是金刚石、石墨。
(2)I为Mg、E为Cl,二者形成氯化镁,属于离子化合物,用电子式表示氯化镁的形成过程:。
(3)核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,因此氟、钠、铝三种元素形成的简单离子,其离子半径由大到小顺序是r(F-)>r(Na+)>r(Al3+)。
(4)J2B2为过氧化钠,78gNa2O2为1mol,1molNa2O2与足量的水反应生成0.5mol氧气,标准状况下气体体积为0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L。
(5)元素E的单质为氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
19.(16分)已知X、Y、Z都是短周期主族元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。
(1)写出X2Z2的电子式: ,Y单质分子的结构式为 。
(2)由Y和Z组成,且Y和Z质量比为7∶20的化合物的分子式是 。
(3)写出由X、Y、Z中的两种元素组成,且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子,阳离子 ,阴离子 。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式是 。X、Y也能形成一种盐,X、Y元素的原子个数比为5∶1,则该盐的化学式为 。
(5)下列说法正确的是 。
a.氢化物热稳定性:Y>Z
b.氢化物的熔、沸点:Y>Z
c.原子半径:Y>Z
答案(1)H··O······O······H N≡N
(2)N2O5 (3)NH4+或者H3O+ OH-
(4)NH4NO3 NH4H (5)c
解析X、Y、Z都是短周期主族元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,则电子层数、核外电子数均为1,X是H元素;Z的最外层电子数是次外层的3倍,即次外层电子数为2、最外层电子数为6,Z是O元素;2~7号元素中,只有N能和O形成N2O、NO、N2O3、NO2等两种以上气态化合物,故Y是N元素,据此分析解答。根据上述分析,X是H元素,Y是N元素,Z是O元素。
(1)X2Z2为过氧化氢,电子式为H··O······O······H,Y单质为氮气,氮气分子的结构式为N≡N。
(2)m(Y)∶m(Z)=7∶20,可知n(Y)∶n(Z)=714∶2016=2∶5,对应化合物为N2O5。
(3)X2Z即H2O有10个电子,与之含有相同电子数的离子有NH4+、OH-、H3O+等。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式为NH4NO3;X、Y也能形成一种盐,X、Y元素的原子个数比为5∶1,则该盐的化学式为NH4H。
(5)a.非金属性:O>N,元素非金属性越强,相应氢化物越稳定,氢化物热稳定性:YZ,故c正确。
20.(14分)下表列出了9种元素在元素周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)考古工作者利用元素②的一种核素测定一些文物的年代,这种核素的符号是 。
(2)画出元素⑧形成的简单离子的结构示意图: 。
(3)写出元素④和⑥的单质在加热条件下反应,所得产物的电子式: 。
(4)⑥元素的最高价氧化物对应的水化物含有的化学键是 。
(5)②③④⑤四种元素的简单气态氢化物中,稳定性最强的是 (填化学式);写出元素⑥的单质与水反应的离子方程式: ;写出一个能证明元素⑧比元素⑨非金属性强的反应事实的离子方程式: 。
答案(1) 614C (2)
(3)Na+[··O······O······]2-Na+
(4)离子键和极性键
(5)HF 2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑ Cl2+2Br-Br2+2Cl-
解析根据周期表提供的信息可知,①为Li,②为C,③为N,④为O,⑤为F,⑥为Na,⑦为Si,⑧为Cl,⑨为Br。
(1)考古时利用 614C测定一些文物的年代。
(2)元素⑧为17号元素,其形成的简单离子为Cl-,结构示意图为。
(3)元素④为O,元素⑥为Na,其对应单质在加热条件下反应生成Na2O2,电子式为Na+[··O······O······]2-Na+。
(4)Na元素最高价氧化物对应的水化物为NaOH,所含微粒为Na+、OH-,因此NaOH中含有的化学键是离子键和极性键。
(5)②③④⑤为同周期元素,从左到右,元素非金属性逐渐增强,简单气态氢化物的稳定性逐渐增强,故稳定性最强的是HF;元素⑥为Na,其与水反应生成氢氧化钠、氢气,其离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑;元素⑧为Cl,元素⑨为Br,可通过置换反应证明单质氧化性强弱,从而证明元素非金属性强弱,反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。
第四章测评
(时间:75分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有1个选项符合题意)
1.下列说法不正确的是( )
A.1869年,俄国化学家门捷列夫将元素按照核电荷数由小到大依次排列,并将化学性质相似的元素放在一起,制作出第一张元素周期表
B.稀土元素能大大改善合金的性能,被称为“冶金工业的维生素”
C.同位素在生产、生活和科研中有着广泛应用,如 12H、13H可用于制造氢弹
D.碱金属熔点都比较低,导热性都很好,如液态钠可用作核反应堆的传热介质
答案A
解析1869年,俄国化学家门捷列夫发现元素的性质随相对原子质量的增大而呈周期性的变化的规律,并将化学性质相似的元素放在一起,制作出第一张元素周期表,A错误;在合金中加入适量的稀土金属,就能大大改善合金的性能,所以稀土元素被称为“冶金工业的维生素”,B正确;同位素在生产、生活和科研中有着广泛应用,如 12H、13H可用于制造氢弹,14C可用于探测文物的年代,C正确;碱金属元素金属性强,原子最外层电子受到原子核的吸引力小,因此物质的熔点都比较低,导热性都很好,如液态钠导热性强,可用作核反应堆的传热介质,D正确。
2.2019年是元素周期表发表150周年,期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。2017年,中国公布113号、115号、117号和118号四种元素的中文名称。其中118号元素的原子符号为 118294Og,中文名称为“”。下列说法不正确的是( )
A.质子数为118 B.中子数为176
C.核外电子数为118 D.质量数为412
答案D
解析原子符号左下角为质子数,左上角的数字为质量数,质量数=质子数+中子数,根据 118294Og知,该元素质子数为118、质量数为294、中子数为176(294-118),原子中质子数等于核外电子数为118。
3.下列说法正确的是( )
A.HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
B.N2和Cl2两种分子中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
C.在O2、CO2和金刚石中,都存在共价键,它们均由分子构成
D.KOH和MgCl2都是离子化合物,均存在共价键和离子键
答案B
解析元素的非金属性越强,相应氢化物的热稳定性越强,非金属性:Cl>Br>I,则HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,A项错误;N原子最外层有5个电子,与另一个N原子形成三对共用电子对达到8电子稳定结构,Cl原子最外层有7个电子,与另一个Cl原子形成一对共用电子对达到8电子稳定结构,B项正确;金刚石是由原子直接构成的,C项错误;KOH中存在共价键和离子键,属于离子化合物,MgCl2中只存在离子键,属于离子化合物,D项错误。
4.北京大学和中国科学院的化学工作者已成功研制出碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,实验测知该物质属于离子化合物,具有良好的超导性。
下列有关分析正确的是( )
A.K3C60中只有离子键
B.K3C60中不含共价键
C.该晶体在熔融状态下能导电
D.C60与12C互为同素异形体
答案C
解析C60中两个碳原子之间含有共价键,A、B项错误;C项,该晶体属于离子化合物,熔融状态下能够导电,正确;D项,同素异形体研究的对象是单质,12C是原子,错误。
5.下列说法错误的是( )
A.元素周期表共有18个纵行
B.元素周期表共有7个横行,即7个周期,其中第一、二、三周期为短周期
C.原子最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族
D. 62144Sm与 62145Sm互为同位素
答案C
解析由元素周期表的结构可知,元素周期表中有18个纵行,故A正确;元素周期表中有7个横行,即7个周期,短周期包括第一、二、三周期,故B正确;He的最外层电子数为2,但不在第ⅡA族,故C错误;质子数相同,中子数不同的原子互为同位素, 62144Sm与 62145Sm的质子数都是62,中子数分别为82、83,二者互为同位素,故D正确。
6.下列各组物质性质比较不正确的是( )
A.酸性强弱:HClO4
答案A
解析HClO4、HBrO4、HIO4均为非金属元素最高价氧化物对应的水化物,因非金属性:Cl>Br>I,故酸性:HClO4>HBrO4>HIO4,故A符合题意;因金属性:K>Na>Mg,故其最高价氧化物对应水化物的碱性:Mg(OH)2
7.反应8NH3+3Cl26NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( )
A.中子数为9的氮原子:79N
B.N2分子的电子式:N︙︙N
C.Cl2分子的结构式:Cl—Cl
D.Cl-的结构示意图:
答案C
解析A项,中子数为9的氮原子应表示为 716N;B项,N2分子的电子式应为∶N︙︙N∶;D项,Cl-的结构示意图应为。
8.运用元素周期律分析下面的推断,其中不正确的是( )
A.锂(Li)与水反应比钠与水反应剧烈
B.砹(At2)为有色固体,AgAt难溶于水
C.在氧气中,铷(Rb)的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂
D.HBrO4的酸性比HIO4的酸性强
答案A
解析锂的金属性比钠弱,锂与水反应没有钠与水反应剧烈,故A错误;砹与碘同主族,碘为紫色固体,AgI难溶于水,所以砹(At2)为有色固体,AgAt也难溶于水,故B正确;铷(Rb)比钠活泼,铷的燃烧产物比钠的燃烧产物更复杂,故C正确;溴的非金属性强于碘,元素非金属性越强,其最高价含氧酸的酸性越强,HBrO4的酸性比HIO4的酸性强,故D正确。
9.根据元素周期表和元素周期律,判断下列叙述不正确的是( )
A.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4
B.氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物
C.如图所示实验可证明元素的非金属性:Cl>C>Si
D.用中文“”(ào)命名的第118号元素在周期表中位于第七周期0族
答案C
解析非金属性:O>N>Si,气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>SiH4,故不选A;H与F、Cl等形成共价化合物,与Na、K等形成离子化合物,则氢元素与其他元素可形成共价化合物或离子化合物,故不选B;可利用最高价含氧酸的酸性比较元素的非金属性,但HCl不是最高价含氧酸,则无法比较Cl、C的非金属性,故选C;118号元素的核外有7个电子层,最外层电子数为8,则118号元素在周期表中位于第七周期0族,故不选D。
10.下表为元素周期表的一部分。X、Y、Z、W为短周期元素,其中X元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍。下列说法不正确的是( )
X
Y
Z
W
T
A.Y氢化物的热稳定性比X氢化物的热稳定性高
B.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
C.原子半径(r)大小比较:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
D.根据元素周期律,可以推测存在T3Y4、TZ2和TW4
答案C
解析X、Y、Z、W为短周期元素,其中X元素的原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,故该原子只能有2个电子层,最外层电子数为4,则X为C元素,X、T同主族,则T为Ge元素;Y与X同周期且相邻,则Y为N元素;由元素在周期表中的位置可知,Z为S元素,W为Cl元素。同周期元素,从左到右,非金属性增强,非金属性:Y(N)>X(C)。元素非金属性越强,气态氢化物的稳定性越强,则气态氢化物的稳定性:Y>X,A正确,不符合题意;元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:W(Cl)>Z(S),所以W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强,B正确,不符合题意;同一周期从左向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,原子半径大小为:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),C错误,符合题意;Ge与C同主族,则Ge的常见化合价为+2和+4价,可以推测其存在Ge3N4、GeS2和GeCl4,D正确,不符合题意。
二、选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有1~2个选项符合题意)
11.1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核 24He)轰击金属原子 ZWX,得到核素 Z+2 30Y,开创了人造放射性核素的先河:
ZWX+24HeY+01n
其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是( )
A.ZWX的相对原子质量为26
B.X、Y均可形成三氯化物
C.X的原子半径小于Y的
D.Y仅有一种含氧酸
答案B
解析依据题给的反应过程,可确定W=27。根据X、Y的最外层电子数之和为8,Y原子的质子数比X原子的质子数多2,可以得出X原子最外层电子数为3,Y原子最外层电子数为5,可以判定X为铝元素,Y为磷元素。由上述分析可知A项错误;Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3,B项正确;Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al,故原子半径Al大于P,C项错误;磷元素的常见含氧酸有H3PO4、H3PO2、HPO2等,D项错误。
12.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解,生成甲、乙、丙、丁四种气体,甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝,丙是导致酸雨的主要污染物,丁能参与大气循环。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W
C.W分别与X、Z形成的简单化合物之间能反应生成离子化合物
D.在化合物A的分解反应中丙为氧化产物,丁为还原产物
答案BC
解析短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增,由以上四种元素组成的化合物A在一定条件下完全分解,生成甲、乙、丙、丁四种气体,甲、乙分别能使无水硫酸铜、湿润的红色石蕊试纸变蓝,则甲为H2O、乙为NH3;丙是导致酸雨的主要污染物,丙为SO2,丁能参与大气循环,丁可能为CO2或O2,结合A中含有4种元素可知丁为O2;A可能为硫酸铵或硫酸氢铵,A为W、X、Y、Z四种元素形成的化合物,其原子序数逐渐增大,则W、X、Y、Z分别为H、N、O、S。一般来说,原子核外电子层越多,原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径大小为:H
13.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表。
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/nm
0.160
0.143
0.070
0.066
主要化合价
+2
+3
+5、+3、-3
-2
下列有关这几种元素的叙述中,正确的是( )
A.元素的金属性:X
C.元素的简单离子半径:r(X2+)
答案CD
解析由表中数据可知,X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。同一周期,从左到右,元素金属性逐渐减弱,因此金属性:Mg>Al,即X>Y,A不符合题意;Z为N,其最外层电子数为5,B不符合题意;电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,因此离子半径:r(Mg2+)
下列关于Na、Mg、Cl、Br元素及其化合物的说法正确的是( )
A.NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
B.Cl2得到电子的能力比Br2的弱
C.原子半径r:r(Br)>r(Cl)>r(Mg)>r(Na)
D.原子的最外层电子数n:n(Na)
解析B项,依据资料信息:卤水中通Cl2可制Br2,说明氧化性(得电子能力):Cl2>Br2,错误;C项,Na、Mg、Cl是同一周期元素,原子半径依次减小,错误;D项,Na、Mg、Cl、Br原子的最外层电子数分别为1、2、7、7,正确。
15.a、b、c、d均为短周期元素,a的原子中只有1个电子,b2-和c+的电子层结构相同,d的原子L层有4个电子。下列叙述正确的是( )
A.a分别与b、c、d形成的二元化合物中a的化合价均为+1
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.a与b形成的化合物中一定只有极性键,b与c形成的化合物中一定只有离子键
D.原子半径大小顺序:c>b>d>a
答案B
解析a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有1个电子,则a为H元素;b2-和c+的电子层结构相同,结合离子所带电荷可知,b为O元素、c为Na元素;d的原子L层有4个电子,则d为C元素。氢与钠形成的化合物NaH中氢元素化合价为-1价,A错误;O元素与氢元素可形成H2O、H2O2,与Na可形成Na2O、Na2O2,与碳元素可形成CO、CO2,B正确;a与b形成的化合物有H2O、H2O2,二者都含有极性键,而H2O2中还含有非极性键,b与c形成的化合物Na2O、Na2O2中都有离子键,而Na2O2中含有非极性键,C错误;同一周期元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,一般来说,电子层越多,原子半径越大,故原子半径:Na>C>O>H,即:c(Na)>d(C)>b(O)>a(H),D错误。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16.(10分)(1)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是 。
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
③设计一个实验方案,证明氧化性Cl2>Br2: 。
(2)铅是碳的同族元素,铅原子比碳原子多4个电子层。
①铅在元素周期表的位置为 。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 。
答案(1)① ②bc ③向溴化钠溶液中通入氯气,溶液由无色变成橙色:Cl2+2NaBr2NaCl+Br2
(2)①第六周期第ⅣA族 ②PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O
解析(1)①与Cl同一主族的短周期元素是F元素,F原子核外有2个电子层、最外层有7个电子,其原子结构示意图为。
②同一主族元素,元素的非金属性随着原子序数增大而减弱,元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,单质的氧化性越强,最高价氧化物的水化物酸性越强,与氢气化合越容易,与物理性质无关。
③氧化性Cl2>Br2,说明氯气能够置换出溴化物溶液中的溴,因此可以通过反应Cl2+2NaBr2NaCl+Br2设计实验验证,方法和现象为:向溴化钠溶液中通入氯气,溶液由无色变成橙色。
(2)①铅是碳的同族元素,铅原子比碳原子多4个电子层,则铅位于第六周期第ⅣA族。
②PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,说明生成了氯气,根据氧化还原反应的规律,还应有PbCl2与水生成,反应的化学方程式为PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O。
17.(10分)A~H八种短周期主族元素在周期表中的相对位置如下图所示,已知B元素形成的单质焰色试验火焰为黄色,E的最高价氧化物对应的水化物能与E的最简单氢化物反应生成离子化合物。
(1)D元素在周期表中的位置为 。
(2)B、E、F的简单离子半径由大到小的顺序为 (写离子符号)。
(3)上述元素所形成的气态单质中能用于饮用水消毒的是 (写化学式)。
(4)B的最高价氧化物对应水化物的碱性 (填“>”或“<”)C的最高价氧化物对应水化物的碱性。
(5)C元素的单质可以在D和F组成的一种气态化合物中燃烧,写出该反应的化学方程式: 。
答案(1)第二周期第ⅣA族
(2)r(N3-)>r(O2-)>r(Na+)(或N3->O2->Na+)
(3)Cl2或O3 (4)>
(5)2Mg+CO22MgO+C
解析A~H为八种短周期主族元素,B元素形成的单质焰色试验火焰为黄色,则B为Na元素;E的最高价氧化物对应的水化物能与E的最简单氢化物反应生成离子化合物,则E为N元素,结合元素在周期表的位置可知,A为Li元素,C为Mg元素,D为C(碳)元素,F为O元素,G为S元素,H为Cl元素。
(1)D为C(碳)元素,在周期表中的位置为第二周期第ⅣA族。
(2)B为Na元素、E为N元素、F为O元素,B、E、F三种元素的简单离子分别为:Na+、N3-、O2-,电子层结构相同的微粒,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径由大到小的顺序为r(N3-)>r(O2-)>r(Na+)(或N3->O2->Na+)。
(3)上述元素所形成的气态单质中能用于饮用水消毒的是Cl2或O3。
(4)B(Na)的金属性强于C(Mg),则最高价氧化物对应水化物的碱性B>C。
(5)Mg与二氧化碳反应生成MgO和C,化学方程式为2Mg+CO22MgO+C。
18.(10分)根据下表中几种短周期元素的原子半径及主要化合价,回答下列问题:
元素
代号
A
B
D
E
G
H
I
J
化合价
-1
-2
+4、
-4
-1
+5、
-3
+3
+2
+1
原子半
径/nm
0.071
0.074
0.077
0.099
0.110
0.143
0.160
0.186
(1)元素D组成的常见单质有两种,分别是 、 (写名称)。
(2)用电子式表示IE2的形成过程: 。
(3)A、H、J的离子半径由大到小顺序是 (用离子符号表示)。
(4)78 g J2B2与足量的水反应生成 L(标准状况下)气体。
(5)元素E的单质与水反应的离子方程式为 。
答案(1)金刚石 石墨
(2)
(3)r(F-)>r(Na+)>r(Al3+)
(4)11.2
(5)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
解析主族元素中,元素最高化合价与其族序数相等,最低化合价=族序数-8,同一主族元素中,原子半径随着原子序数增大而增大,同一周期元素中,原子半径随着原子序数增大而减小;根据表中化合价及原子半径大小可知,A、E均为-1价,为第ⅦA族元素,A的原子半径小于E,所以A为氟、E为氯;J、I、H原子半径比其他原子的原子半径大,且按顺序依次减小,所以根据其化合价规律可知,J为钠,I为镁,H为铝;B为-2价,半径较小,B为氧,G有+5、-3价,且半径较大,但是比J、I、H原子半径小,G为磷;D有+4、-4价,且半径比G小,因此D为碳;综上所述:A为F,B为O,D为C,E为Cl,G为P,H为Al,I为Mg,J为Na;
(1)碳元素组成的常见单质有两种,分别是金刚石、石墨。
(2)I为Mg、E为Cl,二者形成氯化镁,属于离子化合物,用电子式表示氯化镁的形成过程:。
(3)核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,因此氟、钠、铝三种元素形成的简单离子,其离子半径由大到小顺序是r(F-)>r(Na+)>r(Al3+)。
(4)J2B2为过氧化钠,78gNa2O2为1mol,1molNa2O2与足量的水反应生成0.5mol氧气,标准状况下气体体积为0.5mol×22.4L·mol-1=11.2L。
(5)元素E的单质为氯气,氯气与水反应生成盐酸和次氯酸,离子方程式为Cl2+H2OH++Cl-+HClO。
19.(16分)已知X、Y、Z都是短周期主族元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,而Z原子的最外层电子数是次外层电子数的三倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物。
(1)写出X2Z2的电子式: ,Y单质分子的结构式为 。
(2)由Y和Z组成,且Y和Z质量比为7∶20的化合物的分子式是 。
(3)写出由X、Y、Z中的两种元素组成,且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子,阳离子 ,阴离子 。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式是 。X、Y也能形成一种盐,X、Y元素的原子个数比为5∶1,则该盐的化学式为 。
(5)下列说法正确的是 。
a.氢化物热稳定性:Y>Z
b.氢化物的熔、沸点:Y>Z
c.原子半径:Y>Z
答案(1)H··O······O······H N≡N
(2)N2O5 (3)NH4+或者H3O+ OH-
(4)NH4NO3 NH4H (5)c
解析X、Y、Z都是短周期主族元素,它们的原子序数依次递增,X原子的电子层数与它的核外电子总数相同,则电子层数、核外电子数均为1,X是H元素;Z的最外层电子数是次外层的3倍,即次外层电子数为2、最外层电子数为6,Z是O元素;2~7号元素中,只有N能和O形成N2O、NO、N2O3、NO2等两种以上气态化合物,故Y是N元素,据此分析解答。根据上述分析,X是H元素,Y是N元素,Z是O元素。
(1)X2Z2为过氧化氢,电子式为H··O······O······H,Y单质为氮气,氮气分子的结构式为N≡N。
(2)m(Y)∶m(Z)=7∶20,可知n(Y)∶n(Z)=714∶2016=2∶5,对应化合物为N2O5。
(3)X2Z即H2O有10个电子,与之含有相同电子数的离子有NH4+、OH-、H3O+等。
(4)X、Y、Z可以形成一种盐,此盐中X、Y、Z元素的原子个数比为4∶2∶3,该盐的化学式为NH4NO3;X、Y也能形成一种盐,X、Y元素的原子个数比为5∶1,则该盐的化学式为NH4H。
(5)a.非金属性:O>N,元素非金属性越强,相应氢化物越稳定,氢化物热稳定性:Y
20.(14分)下表列出了9种元素在元素周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)考古工作者利用元素②的一种核素测定一些文物的年代,这种核素的符号是 。
(2)画出元素⑧形成的简单离子的结构示意图: 。
(3)写出元素④和⑥的单质在加热条件下反应,所得产物的电子式: 。
(4)⑥元素的最高价氧化物对应的水化物含有的化学键是 。
(5)②③④⑤四种元素的简单气态氢化物中,稳定性最强的是 (填化学式);写出元素⑥的单质与水反应的离子方程式: ;写出一个能证明元素⑧比元素⑨非金属性强的反应事实的离子方程式: 。
答案(1) 614C (2)
(3)Na+[··O······O······]2-Na+
(4)离子键和极性键
(5)HF 2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑ Cl2+2Br-Br2+2Cl-
解析根据周期表提供的信息可知,①为Li,②为C,③为N,④为O,⑤为F,⑥为Na,⑦为Si,⑧为Cl,⑨为Br。
(1)考古时利用 614C测定一些文物的年代。
(2)元素⑧为17号元素,其形成的简单离子为Cl-,结构示意图为。
(3)元素④为O,元素⑥为Na,其对应单质在加热条件下反应生成Na2O2,电子式为Na+[··O······O······]2-Na+。
(4)Na元素最高价氧化物对应的水化物为NaOH,所含微粒为Na+、OH-,因此NaOH中含有的化学键是离子键和极性键。
(5)②③④⑤为同周期元素,从左到右,元素非金属性逐渐增强,简单气态氢化物的稳定性逐渐增强,故稳定性最强的是HF;元素⑥为Na,其与水反应生成氢氧化钠、氢气,其离子方程式为2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑;元素⑧为Cl,元素⑨为Br,可通过置换反应证明单质氧化性强弱,从而证明元素非金属性强弱,反应的离子方程式为Cl2+2Br-Br2+2Cl-。
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