高中化学必修第一册课后练习31　原子结构与元素性质

　高中化学必修第一册课后练习 31

　原子结构与元素的性质

　基础练习 1.下列说法中错误的是(

　) A．碱金属元素的原子最外层均有 1 个电子 B．单质的还原性：Li>Na>K>Rb>Cs C．碱性：LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH D．由 Li 到 Cs，核电荷数依次增加，电子层数、原子半径依次增大 答案：B 解析：碱金属位于周期表第ⅠA 族，主族序数等于原子最外层电子数，最外层电子数为 1，A 项正确；同主族元素原子核外电子层数依次增加，原子失电子能力逐渐增强，单质还原性逐渐增强，单质的还原性：Li<Na<K<Rb<Cs ， B 项 错 误 ； 金 属 性 越 强 ， 最 高 价 氧 化 物 对 应 水 化 物 的 碱 性 越 强 ，LiOH<NaOH<KOH<RbOH<CsOH，C 项正确；同一主族，从上到下，电子层数、原子半径依次增大，D 项正确。

　2.下图表示碱金属单质的某些性质与核电荷数的关系，则下列各性质中不符合图示关系的是(

　)

　A．还原性 B．与水反应的剧烈程度 C．熔点 D．原子半径 答案：C 解析：由图可知，随着核电荷数增大，碱金属单质的性质呈一定的递变趋势，碱金属单质的熔点随核电荷数的增大而降低。

　3.随着卤素原子半径增大，下列递变规律正确的是(

　) A．单质的熔点、沸点逐渐降低 B．卤素离子的还原性逐渐增强 C．单质的氧化性逐渐增强 D．气态氢化物的稳定性逐渐增强 答案：B 解析：卤族元素从上到下，随着原子序数的递增，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱，单质的氧化性逐渐减弱，对应离子的还原性逐渐增强，气态氢化物的稳定性逐渐减弱，单质的熔、沸点逐渐升高。

　4.下列说法中正确的是(

　) A．金属性：Na>K B．氢氧化物的碱性：Na<K C．还原性：Na>K D．与水反应的剧烈程度：Na>K 答案：B 解析：钠和钾属于碱金属，由于原子半径：K>Na，故金属性：K>Na，单质的还原性：K>Na，与水反应的剧烈程度：K>Na。

　5.关于锂、钠、钾、铷、铯的性质递变规律，不正确的叙述是(

　)

　A．单质的密度依次增大 B．单质的熔点、沸点依次降低 C．单质的还原性依次增强 D．离子的氧化性依次减弱 答案：A 解析：钠、钾的密度不是依次增大的；从锂到铯，单质的熔点、沸点依次降低；单质的还原性逐渐增强，对应离子的氧化性逐渐减弱。

　6.下列选项中正确的是(

　) A．还原性：HF>HCl>HBr>HI B．非金属性：F<Cl<Br<I C．与水反应由易到难：Cl 2 >Br 2 >I 2 >F 2

　D．密度：F 2 <Cl 2 <Br 2 <I 2

　答案：D 解析：A 项应为 HI>HBr>HCl>HF；B 项应为 F>Cl>Br>I；C 项应为 F 2 >Cl 2 >Br 2 >I 2 。

　7.下列有关碱金属元素铷(Rb)的叙述中，不正确的是(

　) A．Rb 2 CO 3 易溶、易电离 B．Rb 位于周期表第五周期第ⅠA 族 C．在钠、钾、铷三种单质中，铷的熔点最高 D．氢氧化铷与盐酸反应的离子方程式是 OH－ +H +H 2 O 答案：C 解析：由 Na 的化合物的性质可推知 Rb 的化合物的性质，可知 A、D 两项正确；根据 Rb 在元素周期表中位置可知 B 项正确；在钠、钾、铷三种单质中，钠的熔点最高，C 项错误。

　8.下列说法正确的是(

　) A．酸性：HF>HCl>HBr>HI B．金属性：Rb>K>Na>Li C．与酸反应时 Fe 能失 2e－ ，Na 失 1e － ，所以 Fe 的金属性强于 Na D．Rb 不易与水反应放出 H 2

　答案：B 解析：比较非金属性强弱时，应根据最高价氧化物对应水化物的酸性强弱，A 项错误；因为金属性：Li<Na<K<Rb，所以 Rb 比 K 更容易与水反应，B 项正确，D 项错误；反应时失去电子数目多不一定金属性强，在金属活动性顺序中，Na 在 Fe 的前面，所以 Na 的金属性比 Fe 的金属性强，C 项错误。

　9.下列叙述中说明金属 X 比金属 Y 活动性强的是(

　) A．X 原子最外层电子数比 Y 原子的最外层电子数少 B．X 原子电子层数比 Y 原子电子层数多 C．1 mol X 从酸中置换生成的 H 2 比 1 mol Y 从酸中置换生成的 H 2 多 D．常温时，X 能从酸中置换出氢，而 Y 不能 答案：D 解析：比较金属的活动性强弱时应根据失去电子的难易程度，而不应根据最外层电子数的多少；应根据与水(或酸)反应的剧烈程度，而不应根据产生 H 2 的量的多少，更不应根据原子核外电子层数的多少。

　10.砹(At)位于第六周期第ⅦA 族。根据卤素性质的递变规律，对砹及其化合物的叙述，正确的是(

　) A．与 H 2 的化合能力：At 2 >I 2

　B．砹在常温下为白色固体 C．砹原子的最外电子层上有 7 个电子 D．HAt 非常稳定 答案：C 解析：从 F 到 At，元素的非金属性逐渐减弱，与 H 2 化合的能力逐渐减弱，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，

　所以 HAt 很不稳定，A、D 两项错误；由 F 2 到 At 2 ，单质的颜色逐渐加深，状态由气态到液态再到固态，I 2 是紫黑色固体，砹为黑色固体，B 项错误；卤族元素的原子，最外层上都有 7 个电子，C 项正确。

　能力提升 1.下列预测某些碱金属元素及其化合物的性质的结论错误的是(

　) 选项 已知某些碱金属元素及其单质的性质 预测某些碱金属元素及其单质的性质 A 锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在 铷元素和铯元素在自然界中都以化合态存在 B 钾单质与氧气反应比钠单质更剧烈，甚至能燃烧 铷单质和铯单质比钾单质更容易与氧气反应，遇到空气立即燃烧 C 钾单质与水反应比钠单质更剧烈，甚至爆炸 铷和铯比钾更容易与水反应，遇水立即燃烧，甚至爆炸 D 锂元素和钠元素在化合物中的化合价都是+1 价，钠与氧气反应生成的氧化物有 Na 2 O 和 Na 2 O 2

　锂与氧气反应生成的氧化物有 Li 2 O 和Li 2 O 2

　答案：D 解析：锂、钠、钾三种元素在自然界中都以化合态存在，原因是它们的单质性质都很活泼，易与氧等结合为化合物，铷和铯的单质性质更活泼，故该预测结论正确；钾与空气中的氧气反应比钠更剧烈，原因是钾比钠更活泼，铷和铯比钾更活泼，故该预测结论正确；钾与水反应比钠更剧烈，原因是钾比钠更活泼，铷和铯比钾更活泼，故该预测结论正确；锂与氧气反应生成的氧化物只有 Li 2 O，故该预测结论错误。

　2.借助碱金属元素和卤族元素的递变性分析下面的推断，其中正确的是(

　) A．已知 Ca 是第四周期第ⅡA 族的元素，故 Ca(OH) 2 的碱性比 Mg(OH) 2 的碱性弱 B．已知 As 是第四周期第ⅤA 族的元素，故 AsH 3 的稳定性比 NH 3 的稳定性强 C．已知 K 的原子半径比 Na 的原子半径大，故 K 与水反应不如 Na 与水反应剧烈 D．已知 Cl 的核电荷数比 F 的核电荷数多，故 Cl 的原子半径比 F 的原子半径大 答案：D 解析：由碱金属和卤族的递变性可知，同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强，金属活动性逐渐增强，非金属气态氢化物稳定性逐渐减弱，A、B、C三项错误；同主族元素随核电荷数增大，原子半径逐渐增大，D 项正确。

　3.不能用来证明非金属性 Cl>I 的事实是(

　) A．ICl 中 I 是+1 价，Cl 是－1 价 B．稳定性：HCl>HI C．酸性：HCl<HI D．Fe 3+ 可以氧化 I－ ，但不能氧化 Cl －

　答案：C 解析：A 项，ICl 中 I 是+1 价，Cl 是－1 价，说明氯的非金属性比碘的非金属性强；B 项，元素的非金属性越强，对应氢化物的稳定性越强；C 项，不能说明氯元素的非金属性比碘元素的非金属性强；D 项，Fe 3+可以氧化 I－ ，但不能氧化 Cl － ，说明 I － 的还原性强于 Cl － 的还原性，简单离子的还原性越强，对应单质的氧化性越弱，则元素的非金属性越弱。

　4.某同学为验证同主族元素性质的递变规律，准备了如下药品：①氯化钠溶液 ②氢氧化钠溶液 ③硝酸 ④水 ⑤钠 ⑥镁条 ⑦铝条 ⑧钾 (1)准备选用的药品是________________。

　(2)所做的实验是_______________________(用化学方程式表示)，判断依据是_____________________。

　答案：(1)④⑤⑧ (2)2Na+2H 2 O 2NaOH+H 2 ↑，2K+2H 2 O 2KOH+H 2 ↑ 钾与水反应比钠与水反应更剧烈，推断钾比钠活泼

　解析：钠、钾与水反应的共同点：①都浮在水面上，②四处游动，③熔化为一个闪亮的小球，④有“嘶嘶”的响声；不同点：钾与水反应比钠与水反应更剧烈，反应可产生火焰，并发出轻微的爆炸声。

　5.据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是 37 号元素。根据相关知识回答下列问题：

　(1)铷(Rb)位于元素周期表的第______周期第______族。

　(2)关于铷的结构和性质判断正确的是______(填序号)。

　①与水反应比钠剧烈 ②它的原子半径比钠小 ③它的氧化物暴露在空气中易吸收 CO 2

　④它的阳离子最外层电子数和镁原子相同 ⑤它是还原剂 (3)现有铷和另一种碱金属形成的合金 50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气 22.4 L，这种碱金属可能是________(填序号)。

　A．Li

　 B．Na

　 C．K

　 D．Cs 答案：(1)五 ⅠA (2)①③⑤ (3)AB 解析：(1)由 Rb 的原子序数是 37 可推知 Rb 位于第五周期第ⅠA 族。

　(2)由 Rb 的原子结构示意图可知②④不正确；又因 Na 和 Rb 同主族，根据同主族元素性质的递变规律知，Rb 的金属性比 Na 的金属性强，故①③⑤正确。

　(3)利用摩尔电子质量(M e )求解。50 g 合金与水反应生成 1 mol H 2 ，转移 2 mol 电子，即 M e (合金)=25 g·mol－ 1 ，而 Me (Rb)>25 g·mol－ 1 ，故另一金属的 Me <25 g·mol－ 1 ，可能为 Li 或 Na。

　6.据报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从 30 万年不差 1 s 提高到 600 万年不差 1 s，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA 族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容：

　(1)铯的原子核外共有______个电子层，最外层电子数为______，铯的原子序数为______。

　(2) 铯 与 水 剧 烈 反 应 ， 放 出 ______ 色 气 体 ， 同 时 使 紫 色 石 蕊 溶 液 显 __________ 色 ， 因 为__________________________________(写出化学方程式)。

　(3)预测铯的还原性比钠的还原性________(填“弱”或“强”)。

　答案：(1)6 1 55 (2)无 蓝 2Cs+2H 2 O 2CsOH+H 2 ↑ (3)强 解析：根据原子核外电子排布规律，结合铯在元素周期表中的位置知，铯原子核外电子分 6 层排布，分别是 2、8、18、18、8、1，原子序数是 55，最外层只有 1 个电子。铯与钠同主族，具有极强的金属性，与水反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs+2H 2 O 2CsOH+H 2 ↑，氢氧化铯是强碱，使紫色石蕊溶液变蓝色。