4.2.1　元素性质的周期性变化规律 课时同步练（含解析）人教版（2019） 必修 第一册

第二节　元素周期律
第1课时　元素性质的周期性变化规律
◆ 知识点一　元素周期律
1.下列关于周期表中第三周期主族元素性质从左到右变化趋势的叙述,错误的是 (　)
A.最高正价依次升高
B.气态氢化物稳定性逐渐增强
C.原子半径逐渐减小
D.最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱
2.依据元素周期律进行推断,下列说法错误的是(　)
A.原子半径:S>Cl
B.金属性:Na>Al
C.稳定性:HBr>HCl
D.酸性:H2CO3>H2SiO3
3.下列有关物质性质的比较,结论正确的是 (　)
A.离子半径:F-B.热稳定性:HClC.酸性:HNO3>H3PO4
D.碱性:LiOH4. 下列关于物质性质的比较,错误的是 (　)
A.酸性强弱:HClO4>HBrO4>HIO4
B.气态氢化物的稳定性:PH3C.离子半径大小:Na+>S2->O2-
D.碱性强弱:Al(OH)35.短周期非金属主族元素X、Y、Z在周期表中的位置如图L4-2-1所示。下列说法正确的是 (　)
图L4-2-1
A.原子序数:X>Y>Z
B.原子半径:X>Y>Z
C.非金属性:Y>X>Z
D.最外层电子数:X>Y>Z
6.下表为元素周期表的一部分,请回答有关问题:
　族 周期 　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
二 ① ②
三 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
四 ⑨ ⑩
(1)⑤和⑧的元素符号分别是　　　　和　　　　。
(2)表中最活泼的金属元素是　　　　(填元素符号,下同);非金属性最强的元素是　　　　。
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是　　　;分别写出该元素的氢氧化物与⑥⑨最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)元素⑥⑦的最高价氧化物的化学式分别是　　　　和　　　　,最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱关系是　 　　>　 　　。
◆ 知识点二　粒子半径的大小比较
7.下列元素的原子半径最小的是 (　)
A.Na B.Al C.P D.S
8.比较下列各组微粒半径,正确的是 (　)
①Cl③Na+A.①和③ B.只有② C.只有③ D.①和④
9.下列4种微粒中,半径按由大到小的顺序排列的是(　)
①　　　②
③　　　④
A.①>②>③>④
B.③>④>①>②
C.③>①>②>④
D.①>②>④>③
10.下列曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质)。
A　　　　B　　 　　C　　　　D
图L4-2-2
把与下面的元素有关性质相符的曲线图的标号填在相应横线上。
(1)第ⅡA族元素的最外层电子数:　　　　。
(2)第三周期离子Na+、Mg2+、Al3+、P3-、S2-、Cl-的离子半径:　　　　。
(3)第二、三周期主族元素随原子序数递增,原子半径的变化:　　　　。
11.1911年卢瑟福用α粒子(即氦核He)轰击N,得到O,由此发现了质子H):NHeOH 。下列叙述不正确的是 (　)
A.　O的中子数为9
B.原子半径:O>N
C.非金属性:O>N
D.稳定性:H2O>NH3
12. 甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图L4-2-3所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是 (　)
图L4-2-3
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.简单气态氢化物的稳定性:乙>丙>甲
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
13. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍。W和X的单质常温下均为气体。下列叙述正确的是 (　)
A.原子半径:Z>Y>X>W
B.W与X只能形成一种化合物
C.Y的氧化物为两性氧化物,可与强酸、强碱反应
D.W、X和Z只能形成一种化合物
14. 短周期主族元素W、X、Y、Z和R在周期表中的位置如图L4-2-4所示。其中Y原子的核外电子数是X原子核外电子数的两倍,下列说法正确的是 (　)
图L4-2-4
A.R的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定
B.原子半径(r):r(Y)>r(Z)>r(W)
C.X元素的最高化合价为+6
D.R氧化物对应水化物的酸性一定比Y的氧化物对应水化物的酸性强
15.根据表(部分短周期主族元素的原子半径及主要化合价)中的信息,下列叙述正确的是(　)
元素代号 A B C D E
原子半径/nm 0.186 0.143 0.089 0.104 0.074
主要化合价 +1 +3 +2 +6、-2 -2
A.E2-与B3+的核外电子数不可能相等
B.离子半径大小:A+C.最高价氧化物对应水化物的碱性:AD.气态氢化物的稳定性:D>E
16.随着原子序数的递增,八种短周期主族元素(用字母x~h表示)的原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图L4-2-5所示。
图L4-2-5
请回答下列问题:
(1)x形成的阴离子的结构示意图为　　　　。
(2)如果z原子中含8个中子,则其原子符号为　　　　。
(3)f的单质和e的最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为 　　　　　　　　　　　　。
(4)比较d、e常见离子的半径大小:　　　　(填离子符号,用“>”表示)。
(5)g、h两种元素最高价氧化物对应水化物的酸性更强的是　　　　(填化学式)。
(6)均含x、z、d三种元素的两种化合物发生中和反应的离子方程式:　 。
第二节　元素周期律
第1课时　元素性质的周期性变化规律
1.D　[解析] 第三周期主族元素的最高正价从+1价到+7价依次升高,故A正确;第三周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,气态氢化物的稳定性逐渐增强,故B正确;第三周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,故C正确;第三周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强,故D错误。
2.C　[解析] Br与Cl为同主族元素,且Br在Cl的下方,非金属性:Br3.C　[解析] 电子层结构相同时,核电荷数越小,离子半径越大,故离子半径:F->Na+,A错误;非金属性:Cl>P,则热稳定性:HCl>PH3,B错误;非金属性:N>P,则酸性:HNO3>H3PO4,C正确;金属性:Li>Be,则碱性:LiOH>Be(OH)2,D错误。
4.C　[解析] 非金属性:Cl>Br>I,则酸性强弱:HClO4>HBrO4>HIO4,A正确;非金属性:PO2->Na+,C错误;金属性:Al5.C　[解析] 根据三种元素在周期表中的位置可知,原子序数:XX>Y,故B错误;最外层电子数等于主族序数,对于短周期主族元素,从左到右主族序数依次增加,最外层电子数增多,三种元素的最外层电子数:Y>X>Z,故D错误。
6.(1)Si　Ar　(2)K　F
(3)Al　2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O　Al(OH)3+KOH K[Al(OH)4]
(4)SO3　Cl2O7　HClO4　H2SO4
[解析] ①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩分别是N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br。(1)⑤和⑧的元素符号分别是Si和Ar。(2)表中最活泼的金属元素是K;非金属性最强的元素是F。(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是Al;该元素的氢氧化物氢氧化铝与⑥⑨最高价氧化物对应的水化物硫酸、氢氧化钾反应的化学方程式分别为2Al(OH)3+3H2SO4Al2(SO4)3+6H2O、Al(OH)3+KOHK[Al(OH)4]。(4)元素⑥⑦的最高价氧化物的化学式分别是SO3和Cl2O7,最高价氧化物对应水化物的酸性的强弱关系是HClO4>H2SO4。
7.D　[解析] 同周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,则四种元素中原子半径最小的是硫原子。
8.A　[解析] 同种元素的阴离子半径大于原子半径,同主族元素电子层数越多,离子半径越大,①正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,②错误;同种元素的阳离子半径小于原子半径,因为核电荷数相同,核外电子数越多半径越大,同主族元素原子半径从上到下依次增大,因为核外电子层数增多,③正确;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,④错误。
9.C　[解析] ①~④依次为S、Cl、S2-、F。①②相比半径:①>②;①③相比半径:①<③;②④相比半径:②>④;故微粒半径关系:③>①>②>④。
10.(1)B　(2)C　(3)D
[解析] (1)第ⅡA族元素的最外层电子数均为2,随核电荷数增大,最外层电子数不变,图B符合。(2)电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径:Na+>Mg2+>Al3+、P3->S2->Cl-,电子层越多,离子半径越大,所以离子半径:Cl->Na+,所以离子半径:P3->S2->Cl->Na+>Mg2+>Al3+,图C符合。(3)同周期主族元素,随原子序数递增原子半径减小,图D符合。
11.B　[解析]　O的质子数为8,质量数为17,则其中子数为17-8=9,A正确;同周期主族元素随原子序数递增,原子半径逐渐减小,则原子半径:ON,C正确;由于非金属性:O>N,则稳定性:H2O>NH3,D正确。
12.C　[解析] 甲~戊是短周期元素,戊中的最高价氧化物对应水化物为强酸,则可能是硫酸或高氯酸,若是高氯酸,则戊为Cl,甲为N、乙为F、丙为P、丁为S;若是硫酸,则戊为S,甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。根据“层多径大”,电子层数相同时“核大径小”规律,则原子半径:丁>戊>乙,A正确;根据同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,则非金属性:戊>丁>丙,B正确;丙的最高价氧化物对应的水化物可能是硅酸或磷酸,都一定能与强碱反应,D正确。
13.C　[解析] W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z的最外层电子数是W和X的最外层电子数之和,也是Y的最外层电子数的2倍,则分析知,Z的最外层电子数为偶数,W和X的单质常温下均为气体,则推知W和X为非金属元素,所以可判断W为H元素,X为N元素,Z的最外层电子数为1+5=6,Y的最外层电子数为=3,则Y为Al元素,Z为S元素。根据上述分析可知,W为H元素,X为N元素,Y为Al元素,Z为S元素。电子层数越多的元素原子半径越大,同周期主族元素原子半径依次减小,则原子半径:Y(Al)>Z(S)>X(N)>W(H),A错误;W为H元素,X为N元素,两者可形成NH3和N2H4,B错误;Y为Al元素,其氧化物为两性氧化物,可与强酸、强碱反应,C正确;W、X和Z可形成(NH4)2S、NH4HS,D错误。
14.A　[解析] 短周期主族元素W、X、Y、Z和R在周期表中的位置如题图所示。其中Y原子的核外电子数是X原子核外电子数的两倍,则X为O,Y为S,R为Cl,W为C,Z为Si。同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,其气态氢化物的稳定性逐渐增强,因此R的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定,故A正确;同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此原子半径r(Si)>r(S),r(Si)>r(C),故B错误;X(O)元素没有+6价,故C错误;R的氧化物对应水化物的酸性不一定比Y的氧化物对应水化物的酸性强,比如酸性HClO15.B　[解析] 根据元素的主要化合价和原子半径的大小关系,可以判断A、B、C、D、E分别为Na、Al、Be、S、O。O2-和Al3+的核外电子数相同,A错误; Na+的原子核外有两层电子,S2-的原子核外有三层电子,故离子半径:S2->Na+,B正确;根据同周期和同主族元素性质的递变规律,可知金属性:Na>Mg>Be,则最高价氧化物对应水化物的碱性:NaOH>Be(OH)2,C错误;根据同主族元素非金属性的递变规律,可知非金属性:O>S,则气态氢化物的稳定性:H2O>H2S,D错误。
16.(1)　(2N　(3)2Al+2NaOH+6H2O2 Na [Al(OH)4]+3H2↑
(4)O2->Na+
(5)HClO4　(6)H++NH3·H2ON+H2O
[解析] 从题图中的化合价和原子半径的大小,可以推出x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,e是Na元素,f是Al元素,g是S元素,h是Cl元素。
(1)x是H元素,H元素形成的阴离子为H-,H-的离子结构示意图为。
(2)z是N元素,N原子的质子数为7,如果N原子中含有8个中子,则质量数为7+8=15,则其原子符号为N。
(3)f是Al元素,e是Na元素,Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH,Al与NaOH溶液反应生成四羟基合铝酸钠和氢气,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+6H2O2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
(4)d是O元素,e是Na元素,形成的简单离子为O2-、Na+,电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故r(O2-)>r(Na+)。
(5)g是S元素、h是Cl元素,元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:Cl>S,最高价氧化物对应水化物的酸性HClO4>H2SO4。
(6)x是H元素,z是N元素,d是O元素,含H、N、O三种元素的化合物为HNO3和NH3·H2O,HNO3和NH3·H2O发生中和反应生成NH4NO3和H2O,该反应的离子方程式为H++NH3·H2ON+H2O。