高中化学鲁科版必修2作业： 第1章第3节第2课时 预测同主族元素的性质 作业 含解析

[基础达标]

1．宇宙飞船的太阳能电池板有“飞船血液”之称，它可将太阳能直接转化为电能，我国

在砷化镓太阳能电池研究方面国际领先。砷(As)和镓(Ga)都是第4周期元素，分别属于ⅤA 族和ⅢA族。下列有关说法正确的是()

A．As的非金属性强于P

B．AsH3的稳定性强于PH3

C．Ga的原子序数比Ca大1

D．太阳能电池利用的是可再生能源，属于绿色电池

解析：选D。根据同主族元素性质的递变规律，非金属性P>As，对应氢化物稳定性AsH3

2．已知铍(Be)的原子序数为4，下列对铍及其化合物的叙述中，正确的是()

A．铍的原子半径大于硼的原子半径

B．氯化铍分子中铍原子的最外层电子数是8

C．氢氧化铍的碱性比氢氧化钙的强

D．单质铍跟冷水反应产生氢气

解析：选A。铍位于周期表第2周期ⅡA族，根据周期表中元素性质的递变规律可推知，原子半径Be>B；因金属性Ca>Mg>Be，故Ca(OH)2的碱性比Be(OH)2强；而Mg与冷

水的反应很慢，可见Be难以与冷水反应；BeCl2中，Be最外层电子数是2。

3．X、Y是元素周期表ⅦA族中的两种元素。下列叙述中能说明X的非金属性比Y强

的是()

A．X原子的电子层数比Y原子的电子层数多

B．X的氢化物的沸点比Y的氢化物的沸点低

C．X的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定

D．Y的单质能将X从NaX的溶液中置换出来

解析：选C。本题考查同主族元素性质递变规律以及非金属性强弱的判断方法。根据同主族元素的性质递变规律，可知电子层数越多，非金属性越弱，故A错；物质熔沸点高低与元素非金属性强弱无关，B错；对于非金属元素，气态氢化物越稳定，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，则非金属性越强，C对；D中说明非金属性Y>X，D错。

4．5月11日，墨西哥东部海域发生6.3级地震，使附近核电站造成了极少核泄漏，产

I)、铯-134(134 55Cs)和铯-137(137 55Cs)等放射性元素。下列说法中正确的是()生了碘-131(131

53

A．半径大小为I－

B．134 55Cs、137 55Cs是两种不同的核素，所以性质不同

C．氧化性：I2>Cl2；还原性：Na

D．I和Cs两种元素最高价氧化物对应水化物分别是强酸和强碱

解析：选D。I－与Cs＋核外电子排布相同，Cs＋的核电荷数大，则半径I－>Cs＋，A错；134

Cs与137 55Cs化学性质相同，B错；I与Cl同主族，氧化性Cl2>I2，C错；I、Cs两元素最高 55

价氧化物对应水化物分别是HIO4(强酸)、CsOH(强碱)，D正确。

5．镭是元素周期表中第7周期ⅡA族元素，下列关于镭的性质的叙述中不正确的是

()

A．在化合物中呈＋2价

B．单质能与水反应放出H2

C．它的氢氧化物为强碱

D ．镭元素的金属性比钡元素的弱

解析：选D 。在元素周期表中同主族金属元素，从上到下其金属性依次增强，因此，可以确定镭元素的金属性比钡元素的强；镭元素的单质可与水反应，放出H 2，其氢氧化物呈现出比Ca(OH)2更强的碱性，又由于镭是ⅡA 族元素，因此具有ⅡA 族元素的某些性质，如在其化合物中呈＋2价等。

6．下列物质与水反应最剧烈的是( )

A ．Li

B ．Na

C ．K

D ．Rb

解析：选D 。碱金属元素Li→Rb ，金属性递增，Rb 与水反应最剧烈。

7．A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 是七种短周期元素，A 可形成单核A ＋、A －两类离子，但后

者不能存在于水溶液中，B 的单质与氧化物的熔沸点均很高，C 的原子最外层电子数比内层电子数多2

回答下列问题。

(1)D 原子的结构示意图为________，D 、E 、F 、G 四种元素的简单离子中半径最小的是____________(填具体的离子符号)。

(2)F 、G 的非金属性较强的是____________(填元素名称)。

(3)B 、C 的单质与氧化物间可能发生某种反应，相应方程式为

________________________________________________________________________。

(4)上述各元素的单质或化合物间可发生许多反应，其中符合：固体单质＋气体化合物―→固体单质＋固体化合物的反应是______________________________________(用方程式表示)。

解析：由A 形成的离子情况知A 是氢，由题意易知B 是硅、C 是碳。由另外四种元素的主要化合价知D 、F 是ⅥA 族元素，E 是ⅡA 族元素，G 是ⅦA 族元素。再结合原子半径的数据知D 是硫、E 是镁、F 是氧、G 是氟。(1)E 、F 、G 三种元素形成的离子电子层结构相

同，Mg 2＋半径最小、O 2－半径最大；S 2－比O 2－多一个电子层，S 2－半径比O 2－的大。(2)氟的非金属性比氧强，可从单质氟与水发生置换或F 2、O 2与氢气反应难易等方面进行分析。(3)碳与SiO 2可以发生反应。(4)镁与CO 2的反应符合要求。

答案：(1) Mg 2＋

(2)氟 (3)2C ＋SiO 2=====高温2CO↑＋Si (4)2Mg ＋CO 2=====点燃2MgO ＋C

8．四种短周期元素在周期表中的相对位置如图所示，其中Z 元素原子次外层电子总数是其最外层电子数的2倍。

请回答下列问题：

(1)元素Z 位于周期表中第________周期________族；

(2)这些元素的氢化物中，稳定性最差的是________(写化学式)；

(3)XW 2的名称为________；

(4)写出X 的单质与W 的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液反应的化学方程式：

________________________________________________________________________；

(5)X 的最高价氧化物对应的水化物比Y 的最高价氧化物对应的水化物的酸性

________，能证明这一事实的有关反应的离子方程式为

________________________________________________________________________。

解析：根据四种元素的相对位置判断X 、Y 为第2周期元素，Z 、W 为第3周期元素；根据Z 原子结构特点判断Z 为Si ，那么推出X 为C ，Y 为N ，W 为S 。

答案：(1)3 ⅣA (2)SiH 4 (3)二硫化碳

(4)C ＋2H 2SO 4(浓)=====△

CO 2↑＋2SO 2↑＋2H 2O

(5)弱 2H ＋＋CO 2－3===CO 2↑＋H 2O

[能力提升]

9X

Y Z W X 、Y 、Z 、W 7/8。则下列说法中正确的是( )

A ．Y 单质可与Z 的氢化物的水溶液反应，使溶液pH 升高

B ．含氧酸的酸性：W>Z

C ．原子半径由大到小的排列顺序是Z>Y>X

D ．X 的单质中有一种为白色蜡状固体

解析：选A 。由W 的原子结构特点可推知W 为氯元素，则依它们在元素周期表中的位置关系可知X 、Y 、Z 依次为氮元素、氧元素和硫元素。A 中的反应是2H 2S ＋O 2===2S↓＋2H 2O ，A 正确；B 中最高价含氧酸的酸性：W>Z ，其他价态的含氧酸则不一定，B 错误；X 、Y 、Z 的原子半径应是Z>X>Y ，C 错误；氮元素的单质N 2为无色气体，D 错误。

10.短周期元素R 、T 、Q 、W 在元素周期表中的相对位置如图所示，其中T 所处的周期序数与族序数相等。下列判断不正确的是( )

A ．最简单气态氢化物的热稳定性：R>Q

B ．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q

C ．原子半径：T>Q>R

D ．含T 的盐溶液一定显酸性

解析：选D 。短周期元素中周期序数与族序数相等的元素是H 、Be 和Al ，根据T 在周期表中的相对位置，它只能是第3周期的铝元素，据此可知：R 为氮元素，Q 为硅元素，W 为硫元素。元素非金属性越强，最高价含氧酸的酸性和气态氢化物的热稳定性就越强。氮元素的非金属性比硅的强，所以NH 3比SiH 4稳定，A 选项正确；硫元素的非金属性比硅的强，所以H 2SO 4的酸性比H 2SiO 3的酸性强，B 选项正确；同一周期随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，所以原子半径：Al>Si>P ，同一主族随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，所以原子半径：P>N ，即Al>Si>P>N ，C 选项正确；Na[Al(OH)4]溶液显碱性，D 选项错误。

11．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 ．单质常用做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：选A。短周期元素中原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半的元素可以是Li或Si元素，但Li属于金属，不符合题意，该元素是Si元素。硅在自然界中主要以熔点很高的氧化物及硅酸盐的形式存在，选项A正确；硅位于金属和非金属的分界线附近，常用做半导体材料，二氧化硅才用做光导纤维，选项B不正确；硅的最高价氧化物是二氧化硅，SiO2与氢氟酸反应生成SiF4和水，因此氢氟酸不能保存在玻璃瓶中，选项C不正确；硅和碳都位于ⅣA族，但硅位于碳的下一周期，非金属性比碳的弱，因此其气态氢化物的稳定性比甲烷弱，选项D不正确。

12．对照元素周期表，下列叙述中不正确的是()

A．在过渡元素中可以寻找制备催化剂及耐高温和耐腐蚀合金材料的元素

B．在金属元素区域可以寻找制备新型农药材料的元素

C．在地球上元素的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系

D．在金属元素与非金属元素的分界线附近可以寻找制备半导体材料的元素

解析：选B。A项，催化剂和耐高温、耐腐蚀合金材料主要在过渡元素中找，如铁、镍、铂。B项，农药中常用元素在周期表右上方的非金属元素，如F、Cl、S、P等。C项，在地球上元素的分布和它们在元素周期表中的位置有密切关系，如相对原子质量小的元素含量较多，原子序数是偶数的在地壳中含量较多等。D项，半导体元素在金属和非金属分界线附近，如硅、锗、镓。

13．短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，甲和乙形成的气态化合物的水溶液呈碱性，乙位于第ⅤA 族，甲和丙同主族，丁原子最外层电子数与电子层数相等，则() A．原子半径：丙>乙>丁

B．单质的还原性：丁>丙>甲

C．甲、乙、丙的氧化物均为共价化合物(注意CaO为离子化合物)

D．乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物能相互反应

解析：选D。本题考查元素周期表的结构及元素周期律应用。在中学化学中只有氨气的水溶液才显碱性，因为短周期元素甲、乙、丙、丁的原子序数依次增大，所以甲是H，乙是N；甲和丙同主族，因此丙只能是Na，这说明丁属于第3周期，根据丁原子最外层电子数与电子层数相等，所以丁是Al。同周期元素自左向右原子半径逐渐减小，金属性逐渐减弱，所以选项A、B均不正确，还原性应该是Na>Al>H；Na属于活泼金属，其氧化物Na2O属于离子化合物，C不正确；乙、丙、丁的最高价氧化物对应的水化物分别为HNO3(强酸)、NaOH(强碱)、Al(OH)3(两性氢氧化物)，因此D正确。

14．X、Y、Z、M、G五种元素分属三个短周期，且原子序数依次增大。X、Z同主族，可形成离子化合物ZX；Y、M同主族，可形成MY2、MY3两种分子。

请回答下列问题：

(1)Y在元素周期表中的位置为

________________________________________________________________________。

(2)上述元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是____________(写化学式)，非金属气态氢化物还原性最强的是____________(写化学式)。

(3)Y、G的单质或两元素之间形成的化合物可做水消毒剂的有__________________(写出其中两种物质的化学式)。

(4)写出ZX与水反应放出气体的化学方程式：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：本题考查物质结构、元素周期律等基本理论知识。X和Z同主族，并且能形成离

子化合物，则X为活泼非金属，Z为活泼金属，前3个周期符合要求的只有H和Na，故X 为H，Z为Na；Y和M同主族，并且能形成MY2、MY3两种分子，并且Y的原子序数小于Na，M的原子序数大于Na，前3个周期中符合要求的，只有Y为O，M为S，则G为Cl。(1)O元素位于元素周期表的第2周期ⅥA族。(2)H、O、S、Cl中Cl的非金属性最强，对应的最高价氧化物的水化物HClO4的酸性最强；非金属性越弱，则气态氢化物的还原性越强，故H2S的还原性最强。(3)O和Cl形成的单质和化合物中，能做水消毒剂的有Cl2、ClO2和O3等。(4)NaH与H2O反应的化学方程式：NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。

答案：(1)第2周期ⅥA族(2)HClO4H2S(3)Cl2、O3、ClO2(任写两种，其他合理答案均可)(4)NaH＋H2O===NaOH＋H2↑

15．现有X、Y、Z、A、B、C几种元素：

①X、Y、Z是原子核外有3层电子的金属元素，原子半径X

②A、B是非金属元素，它们可与氢气化合形成气态氢化物H2A和HB。室温时，A的单质为淡黄色固体，B的单质为液态。

③C的单质是常温下呈液态的金属。

利用上述已知条件请回答下列问题：

(1)Y在周期表中的位置是________________；Z离子的结构示意图为________。

(2)B单质的颜色为________；H2A的名称为________。

(3)X的最高价氧化物的水化物与Z的最高价氧化物的水化物在水中反应的离子方程式为____________________________________________________________。

(4)C单质的蒸气扩散到空气中会对人体产生危害，通常在撒落的C单质上覆盖A单质进行处理，写出反应的化学方程式：

________________________________________________________________________。

(5)列举实验事实比较Y、Z单质金属活动性的强弱：

________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：本题的关键是元素的推断。由X、Y、Z三种金属元素的原子核外电子层数及

原子半径的大小关系，可确定它们分别是Al、Mg、Na；由氢化物的化学式可确定A、B

分别为ⅥA族、ⅦA族元素，又结合A的单质的颜色为淡黄色可确定A为硫，ⅦA族元素形成的单质常温下只有溴是液体，故B为溴；常温下，呈液态的金属只有Hg。

答案：(1)第3周期ⅡA族(2)深红棕色硫化氢(3)Al(OH)3＋OH－

===[Al(OH)4]－(4)Hg＋S===HgS(5)钠能与冷水剧烈反应，而镁不能，说明金属活动

性：Mg