高中化学原子结构与元素周期律元素周期表的应用时预测同主族元素的性质学业分层测评鲁科版必修.doc

预测同主族元素的性质
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[学业达标]
1．在元素周期表中位于金属元素和非金属元素交界处最容易找到的材料是(　　)
A．制催化剂的材料
B．耐高温、耐腐蚀的合金材料
C．制农药的材料
D．半导体材料
【解析】　位于元素周期表中金属元素和非金属元素交界处的元素既有金属性又有非金属性，可在此处寻找半导体材料。
【答案】　D
2．(2015·北京高考)下列有关性质的比较，不能用元素周期律解释的是(　　)
A．酸性：H2SO4>H3PO4
B．非金属性：Cl>Br
C．碱性：NaOH>Mg(OH)2
D．热稳定性：Na2CO3>NaHCO3
【解析】　A．S、P位于同一周期，且S位于P的右侧。同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，故非金属性S>P，所以H2SO4的酸性大于H3PO4。B.Cl、Br位于同一主族，Cl位于Br的上方，同主族元素由上到下非金属性逐渐减弱，故非金属性Cl>Br。C.Na、Mg是同周期元素，Na位于Mg的左侧，故Na的金属性比Mg的强，则NaOH的碱性比Mg(OH)2的强。D.NaHCO3的热稳定性差，是由于HCO受热易分解。
【答案】　D
3．下列各组性质比较，完全正确的是(　　)
①酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4
②碱性：Ba(OH)2＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2
③稳定性：HCl＞H2S＞PH3
④还原性：F－＞Cl－＞Br－
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．全部
【解析】　Cl、Br、I为ⅦA族元素，同主族从上到下，其最高价含氧酸的酸性逐渐减小，故①正确；Mg、Ca、Ba是ⅡA族元素，同主族元素，从上到下其最高价氢氧化物的碱性逐渐增强，故②正确；P、S、Cl为第3周期元素，随原子序数增大，气态氢化物稳定性增强，故③正确；Br－、Cl－、F－为ⅦA族的简单离子，其还原性随着核电荷数的增大而增强，故还原性大小为Br－＞Cl－＞F－，④错误。
【答案】　A
4．碲(Te)是52号元素，位于周期表中ⅥA族，处于金属区与非金属区的交界线上。下列叙述错误的是(　　)
A．碲的单质具有半导体的性能
B．碲化氢(H2Te)比H2S更稳定
C．碲可在空气中燃烧生成二氧化碲(TeO2)
D．H2TeO4的酸性比H2SO4弱
【解析】　Te元素在元素周期表的第5周期ⅥA族，位于金属与非金属区的交界线处的元素，有半导体的性能，A正确；同主族自上而下得电子能力减弱，则氢化物稳定性H2Te<H2S，B错误；最高价氧化物对应水化物的酸性H2TeO4<H2SO4，D正确；ⅥA族元素(R)在空气中燃烧都能生成RO2，C正确。
【答案】　B
5．我国最新报道的高温超导体中，铊(Tl)是组成成分之一，已知铊与铝是同主族元素。下列关于铊的性质判断中，可能错误的是(　　)
A．是银白色金属
B．能生成＋3价化合物
C．氢氧化铊与氢氧化铝一样是两性氢氧化物
D．Tl可能与水反应生成H2
【解析】　我们熟悉铝的性质，是银白色金属，与其他物质反应时能生成＋3价化合物，故A、B选项正确；铝对应的氢氧化物呈两性，但根据同主族元素性质的递变规律，铊要比铝失电子能力强得多，故铊对应的氢氧化物应呈碱性，也可能与水反应生成H2。
【答案】　C
6．(2016·济宁高一检测)有一种保健食品含有人体所必需的硒元素，有一定的保健作用。已知硒元素与氧元素同族，与钙元素同周期。下列关于硒的描述不正确的是(　　)
A．原子序数为24
B．最高价氧化物是SeO3，是酸性氧化物
C．原子半径比钙小
D．气态氢化物的化学式是H2Se，稳定性比HCl差
【解析】　根据题意可知该元素在第4周期ⅥA族，原子序数为16＋18＝34，A错；最高价氧化物化学式为SeO3，是酸性氧化物，B对；同周期从左到右，原子半径依次减小，C对；氢化物稳定性：HCl>H2S>H2Se，故D对。
【答案】　A
7．W、X、Y、Z 4种短周期元素在元素周期表中的位置如图所示，其中Z位于ⅦA族。下列判断错误的是(　　)

A．W、Y可形成两种不同的化合物
B．Z的阴离子电子层结构与氩原子的相同
C．W的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点高
D．Y元素的非金属性比X元素的非金属性强
【解析】　W、X、Y、Z为短周期元素，所以W、Y为第2周期，X、Z为第3周期，Z为Cl，Y为O，X为P，W为C。A项，C与O元素可形成CO和CO2两种化合物；B项，Cl－的核外电子数为18与Ar相同；C项，W的氢化物CH4常温下为气态，而Y的氢化物H2O常温下为液态，沸点H2O＞CH4；D项，Y在X右上角，非金属性Y>X。
【答案】　C
8．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素(　　)
A．在自然界中只以化合态的形式存在
B．单质常用作半导体材料和光导纤维
C．最高价氧化物不与酸反应
D．气态氢化物比甲烷稳定
【解析】　短周期元素中，最外层电子数是次外层电子数一半的元素只有Li、Si，而非金属元素只能是Si。Si是亲氧元素，在自然界中主要以氧化物或硅酸盐的形式存在，A项正确。Si单质常用作半导体材料，SiO2可用作光导纤维，B项错误。硅的最高价氧化物SiO2能与HF反应，C项错误，SiH4不如CH4稳定，D项错误。
【答案】　A
9．(2016·张家界高一检测)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
L
M
X
R
T
原子半径(nm)
0.160
0.143
0.102
0.089
0.074
主要化合价
＋2
＋3
＋6、－2
＋2
－2
下列说法正确的是(　　)
A．L、T形成的简单离子核外电子数相等
B．R的氧化物对应的水化物呈强碱性
C．X单质在氧气中燃烧生成XO3
D．离子半径大小：r(M3＋)>r(T2－)
【解析】　L和R的化合价都为＋2价，应为周期表第ⅡA族，根据半径关系可知R为Be，L为Mg，X和T的化合价都有－2价，应为周期表第ⅥA族元素，X的最高价为＋6价，应为硫元素，T无正价，应为氧元素，M的化合价为＋3价，应为周期表第ⅢA族元素，根据半径大于R小于L可知应和L同周期，为铝元素。A.Mg2＋核外有2个电子层，O2－核外有2个电子层，二者电子层结构相同，故A正确；B.R为Be，与Al位于周期表对角线位置，性质相似，Al的氧化物的水化物为两性氢氧化物，则Be的氧化物对应的水化物可能具有两性，故B错误；C.S在空气中燃烧只生成SO2，二氧化硫与氧气在催化剂的条件下反应生成SO3，故C错误；D.Al3＋和O2－具有相同的核外电子排布，原子序数越大，半径越小，则离子半径大小：r(Al3＋)<r(O2－)，故D错误。
【答案】　A
10．如下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：

ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
2

①

②

3

③
④
⑤

⑥
⑦
⑧
4
⑨

⑩

(1)⑤和⑧的元素符号是________和________。
(2)表中最活泼的金属是________，非金属性最强的元素是________(填写元素符号)。
(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⑥、⑨最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式________________________________ 、
________________________________________________________________________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱：__________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　由元素周期表各元素具体位置直接推出①～⑩元素分别为：N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br，然后分析回答问题。表中最活泼金属位于左下角为K，非金属性最强的在右上角为F。两性氢氧化物为Al(OH)3，与强酸、强碱均发生反应。若比较Cl2和Br2的氧化性强弱，最好组合在同一反应中，即置换反应最适宜，即2KBr＋Cl2===2KCl＋Br2等。
【答案】　(1)Si　Ar　(2)K　F
(3)Al　2Al(OH)3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋6H2O
Al(OH)3＋KOH===K[Al(OH)4]
(4)在试管中加5 mL KBr稀溶液再滴加少量新制氯水，振荡，再加入5 mL CCl4，振荡、静置、观察到CCl4层呈橙红色(其他合理答案也可)
11．元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质。如图是元素周期表的一部分。

(1)阴影部分元素N在元素周期表中的位置为第__________ 周期________族。根据元素周期律，预测：酸性强弱H3AsO4________H3PO4(用“>”或“<”表示)。
(2)元素S的最高正价和最低负价的代数和为______________________________ ，在一定条件下，S与H2反应有一定难度，请判断：在相同条件下Se与H2反应的难度比S与H2反应难度________(选填“更大”、“更小”或“相同”)。
(3)Br2具有较强的氧化性，SO2具有较强的还原性，将SO2气体通入溴水后，溶液中存在的主要离子是______________________。
(4)下列说法正确的是________。
A．C、N、O、F的原子半径随着原子序数的增大而减小
B．氯气能置换出NaBr溶液中的溴
C．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
【解析】　(1)同一主族，元素的非金属性从上到下逐渐减弱，故酸性：H3PO4>H3AsO4。
(2)S的最高正价为＋6，最低负价是－2，二者代数和为4，非金属性越强，非金属与氢气化合越容易。
(3)在水的作用下，Br2能把SO2氧化为H2SO4。
(4)同周期，从左到右原子半径逐渐减小。
【答案】　(1)二　ⅤA　<　(2)4　更大
(3)H＋、Br－、SO　(4)ABC
12．X、Y、Z、W为短周期的四种元素，其最高正价依次为＋1、＋4、＋5、＋7，核电荷数按照Y、Z、X、W的顺序增大。已知Y与Z的原子次外层电子数均为2，W、X原子次外层的电子数为8。
(1)写出各元素的名称：X______，Y______，Z______，W______。
(2)画出它们的原子结构示意图：X______，Y________ ，Z______，W______。
(3)写出它们在元素周期表中的位置：X__________ ，Y________ ，Z__________，W____________。
(4)写出X的最高价氧化物与Z的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：
________________________________________________________________________。
(5)按碱性减弱、酸性增强的顺序排出各元素最高价氧化物对应水化物的分子式：
________________________________________________________________________。
【解析】　因为是短周期元素，当次外层是2个电子时，该元素一定在第二周期，次外层是8个电子，该元素一定在第三周期。
【答案】　(1)钠　碳　氮　氯
(2)
(3)第三周期ⅠA族　第二周期ⅣA族　第二周期ⅤA族　第三周期ⅦA族
(4)Na2O＋2HNO3===2NaNO3＋H2O
(5)NaOH、H2CO3、HNO3、HClO4
[能力提升]
13．(2015·全国卷Ⅰ)W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是(　　)
A．单质的沸点：W>X
B．阴离子的还原性：W>Z
C．氧化物的水化物的酸性：Y<Z
D．X与Y不能存在于同一离子化合物中
【解析】　W、X、Y、Z四种元素均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，故W是第一周期的H元素，X是第二周期的N元素，Y、Z是第三周期元素，因为四种元素的最外层电子数之和为18，故Y、Z最外层电子数之和为18－(1＋5)＝12，又因为第三周期主族元素最外层电子排布是1～7，故只有Y的最外层电子数是5，Z的最外层电子数是7才能满足条件，则Y是P元素，Z是Cl元素。
A．H2和N2相比，相对分子质量越大，沸点越高，故沸点：N2＞H2，A不正确。
B．Cl元素的非金属性强于H元素，元素得电子能力越强，其对应阴离子越不容易失去电子，故对应阴离子的还原性：Cl－弱于H－，B正确。
C．P元素的非金属性弱于Cl元素的非金属性，元素非金属性越弱，其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱，故酸性：H3PO4＜HClO4，题目中未说明“最高价”，C不正确。
D．铵盐是离子化合物，N和P可能存在于同一离子化合物中，如(NH4)3 PO4、(NH4)2 HPO4、NH4 H2 PO4等，D不正确。
【答案】　B
14．(2016·全国甲卷)a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2－和c＋离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是(　　)
【导学号：96680023】
A．a与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为＋1
B．b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C．c的原子半径是这些元素中最大的
D．d与a形成的化合物的溶液呈弱酸性
【解析】　由题中所给的信息可知，a为H，b为O，c为Na，d为S。A项中，H与Na可以形成化合物NaH，H的化合价为－1；B项中，O与其他三种元素可以形成H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3等二元化合物；C项中，四种元素原子半径大小顺序为Na>S>O>H；D项中，H与S形成化合物H2S，其水溶液呈弱酸性。
【答案】　A
15．元素R、X、T、Z、Q在元素周期表中的相对位置如图所示，其中R单质在暗处与H2剧烈化合并发生爆炸。则下列判断正确的是(　　)

A．非金属性：Z＜T＜X
B．R与Q的电子数相差26
C．气态氢化物稳定性：R＜T＜Q
D．最高价氧化物的水化物的酸性：T<Q
【解析】　根据R单质与H2在冷暗处即可化合并爆炸可推知R为F元素，T为Cl元素，Q为Br元素，X为S元素，Z为Ar元素。根据元素周期律，同一周期自左向右元素的非金属性增强，A项错误；F元素与Br元素电子数相差26，B项正确；同一主族自上而下元素的非金属性逐渐减弱，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱，C项错误、D项错误。
【答案】　B
16．A、B、C、D四种短周期元素，原子序数D>A>B>C，且A、B同周期，C、D同主族，A的原子结构如图，B、C可形成两种离子化合物B2C和B2C2。据此填空：
(1)A的元素名称为______，位于第______周期______族。
(2)A、B、C、D四种元素的原子半径由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。
(3)A、C、D气态氢化物稳定性由强到弱顺序是(填化学式)____________。
(4)A、B形成的含氧酸盐与D最高价氧化物对应水化物反应的方程式是
________________________________________________________________________，
由此可知非金属性D______A。
【解析】　原子核外电子第1层最多容纳2个电子，即x＝2，y＝14，A为Si。短周期元素可形成两种离子化合物B2C和B2C2的分别是Na和O。则D为S，Na、Si、S为原子序数依次增大的同周期元素，原子半径大小Na>Si>S。O、S同主族上下相邻，则原子半径S>O。由此可知气态氢化物稳定性H2O>H2S>SiH4。由反应Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4可知酸性H2SO4>H2SiO3，非金属性S>Si。
【答案】　(1)硅　3　ⅣA　(2)Na>Si>S>O
(3)H2O>H2S>SiH4
(4)Na2SiO3＋H2SO4===H2SiO3↓＋Na2SO4　>