鲁科版 (2019)选择性必修2第1章 原子结构与元素性质第3节 元素性质及其变化规律第1课时课时训练

第1课时　原子半径及其变化规律

A级必备知识基础练

1.下列元素性质的递变规律正确的是(　　)

A.原子半径:C<N<S

B.非金属性:C<N<O

C.最高价氧化物的水化物的碱性:Na<Mg<Al

D.与氢气化合的难易程度:N<O<S

2.下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是(　　)

A.LiI B.NaBr

C.KCl D.CsF

3.X和Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径,Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径。X、Y、Z三种元素原子序数的关系是(　　)

A.X>Y>Z B.Y>X>Z

C.Z>X>Y D.Z>Y>X

4.已知短周期主族元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是(　　)

A.原子半径:A>B>D>C

B.原子序数:d>c>b>a

C.离子半径:C>D>B>A

D.单质的还原性:A>B>D>C

5.下列关于粒子半径的比较不正确的是(　　)

①r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)

②r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)

③r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)<r(F-)<r(O2-)

④r(Fe3+)>r(Fe2+)>r(Fe)

A.②③④ B.①④

C.③④ D.①②③

6.下列有关物质的性质或结构的说法正确的是 (　　)

A.第2周期元素最高价与其原子最外层电子数相等

B.Na的原子半径比Cl的大,但Na+的半径比Cl-的小

C.Li、Na、K、Rb、Cs都属于碱金属元素,它们单质的还原性随原子序数的增大而减弱

D.Cl与I同属于ⅦA族元素,则两者最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4<HIO4

7.门捷列夫在描述元素周期表时,许多元素尚未发现,但他为第4周期的三种元素留下了空位,并对它们的一些性质做了预测,X是其中的一种“类硅”元素,后来被德国化学家文克勒发现,并证实门捷列夫当时的预测相当准确。根据元素周期律,下列有关X性质的描述错误的是              (　　)

A.X单质不易与水反应

B.XO2可被碳或氢气还原为X的单质

C.其价电子排布为4s24p2

D.XH4的稳定性比SiH4的强

8.下列各组元素性质递变规律不正确的是(　　)

A.Li、Be、B原子半径依次减小

B.PH3、H2S、HCl还原性依次减弱

C.N、O、F的氢化物稳定性依次减弱

D.NaOH、KOH、RbOH的碱性依次增强

9.a、b、c、d是四种短周期元素。a、b、d同周期,c、d同主族。a的原子结构示意图为,b与c形成的化合物的电子式为b+]3-b+。下列说法中正确的是(　　)

A.原子半径:a>c>d>b

B.非金属性:a>b>d>c

C.原子序数:d>a>c>b

D.最高价含氧酸的酸性:c>d>a

10.五种元素的原子电子层结构如下:A.1s22s1;B.1s22s22p4;C.1s22s22p6;D.1s22s22p63s23p2;E.[Ar]3d104s1

[用元素符号作答]

(1)元素的活泼性最弱的是　　　　。 

(2)属于过渡元素的是　　　　。 

(3)元素的非金属性最强的是　　　　。 

(4)上述元素之间能形成X2Y型化合物的化学式是　　　　　　　　。 

B级关键能力提升练

以下选择题中有1~2个选项符合题意。

11.下列递变规律不正确的是(　　)

A.HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次增强

B.钠、镁、铝的还原性依次减弱

C.HCl、HBr、HI的稳定性依次增强

D.P、S、Cl三种元素的最高正化合价依次升高

12.2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tián),下列有关Ts的说法不正确的是(　　)

A.Ts原子的电子所在最高电子层符号是Q

B.Ts原子核外有一个未配对电子

C.Ts的非金属性在同周期主族元素中最强

D.Ts原子有7种能量不同的电子

13.(2022广东阶段练习)X、Y、Z、M和W五种短周期元素的原子序数依次增大,其中M与W位于同一主族且能形成二元化合物WM2。化合物甲常用于农药、染料、医药及有机合成等,其结构简式如下图。下列说法错误的是              (　　)

甲

A.简单阴离子半径:W>M>Z

B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Y<W

C.X、Z和W三种元素形成的化合物可能含离子键

D.化合物甲中除X外,其他原子最外层均为8e-

14.M、N、R均为短周期主族元素,它们原子的最外层电子数之和为10,M与R同族,N最外层电子数等于M次外层电子数,且N原子半径大于R原子半径。下列叙述不正确的是              (　　)

A.熔点:M的氧化物比N的氧化物高

B.热稳定性:M的氢化物大于R的氢化物

C.M与R形成的是共价化合物RM

D.N的单质能溶于浓硝酸,R的单质不溶于浓硝酸

15.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同。Y是空气中含量最高的元素,Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z2-与W+具有相同的电子层结构。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径大小顺序:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)

B.由X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液可能呈碱性

C.元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱

D.化合物X2Z2与W2Z2所含化学键类型完全相同

16.X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,Y、Z、M、W在元素周期表中的相对位置如图所示,N是用量最多的金属元素。下列说法不正确的是              (　　)

A.原子半径:W>Y>Z>M>X

B.N的一种氧化物可用作油漆和涂料

C.氢化物的沸点:Z小于M

D.工业上制备W单质的方法为电解熔融的W的氧化物

17.下表是元素周期表的一部分,表中每一序号分别代表一种元素。

(1)元素⑥的名称是　　　。元素⑤位于元素周期表　　　区。 

(2)元素①原子的价电子数是　　　。元素⑨在元素周期表的第4周期　　　族。 

(3)在元素①、②、③中,非金属性最强的是　　　(用所对应的元素符号表示),元素③、⑦、⑧的简单离子的半径由大到小的顺序为　　　　　(请填序号,不要加任何连接符号)。 

(4)元素⑩的单质可能具有的性质是　　　(填字母)。 

a.能导电、导热

b.能与稀盐酸反应生成氢气

c.能与NaOH溶液反应

(5)在元素④、⑤、⑥的最高价氧化物中,具有两性的是　　　　　(填化学式)。在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是　　　　(填化学式)。 

(6)元素⑨原子的价电子排布式为　　　　。 

18.(2021山东德州高二期末)X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期的元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是ⅠA族元素。

(1)请写出基态W原子的电子排布式:　　　　　　　　　　。 

(2)写出X原子价电子的轨道表示式:　　　　　　　　　。 

(3)X、Y、Z三种元素的非金属性由强到弱的顺序是　　　　　　　。 

C级学科素养拔高练

19.(1)自然界中存在一种碘的稳定性核素是碘-127I)。某次核电站事故释放出的放射性物质中含有人工放射性核素碘-131(I)。碘-131一旦被人体吸入,可能会引发甲状腺疾病。下列关于这两种核素的说法正确的是　　　　(填字母)。 

A. I和I原子核外的价电子排布式不同

B I和I互为同位素

CI原子的核外价电子排布式为5s25p5

DI的中子数与质子数之差为74

(2)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所示:

①A元素原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。 

②离子半径:B　　　　　　(填“>”或“<”)A。 

③C元素原子的核外电子轨道表示式为　　　　　　　　　　,其原子核外有　　　　个未成对电子,能量最高的电子为　　　　　能级上的电子。 

④写出B、D两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

第1课时　原子半径及其变化规律

1.B　一般情况下,电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径N<C<S,故A错误;C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,非金属性逐渐增强,故B正确;金属性越强,最高价氧化物的水化物的碱性越强,金属性:Na>Mg>Al,则最高价氧化物的水化物的碱性:Na>Mg>Al,故C错误;元素非金属性越强,越容易与氢气化合,非金属性O>S、O>N,与氢气化合的难易程度:O>S、O>N,故D错误。

2.A　碱金属离子半径:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Cs+);卤素离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-),显然,阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。

3.D　X、Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构,二者处于同一周期,X元素的阳离子半径大于Y元素阳离子半径,由于原子序数越大,离子半径越小,则原子序数为Y>X,又Z和Y两元素的原子核外电子层数相同,则在同一周期,Z元素的原子半径小于Y元素的原子半径,则原子序数为Z>Y,所以X、Y、Z三种元素原子序数的关系为Z>Y>X。

4.C　首先根据离子结构推断4种元素在元素周期表中的相对位置,均为短周期主族元素,则原子序数均小于18。阳离子对应元素应该位于阴离子对应元素的下一周期,则A、B为第3周期的镁、钠,C、D为第2周期的氮、氟。

5.C　同主族元素,从上到下,同价态离子半径逐渐增大,所以①②正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数增大,离子半径减小,③错误;不同价态的同种元素的离子,核外电子多的半径大,④错误。

6.B　第2周期元素中主族元素(O、F除外)的最高价与其原子最外层电子数相等,A错误;钠离子有两个电子层而氯离子有三个电子层,所以钠离子的半径小于氯离子的半径,B正确;碱金属元素单质的还原性随原子序数的增大而增大,C错误;高氯酸的酸性强于高碘酸,D错误。

7.D　X和Si的性质相似,则X单质和水不反应,选项A正确;X位于元素周期表第4周期,非金属性比Si弱,XO2可被碳或氢气还原为X单质,选项B正确;X位于元素周期表第4周期ⅣA族,其价电子排布为4s24p2,选项C正确;X的非金属性比Si弱,则XH4的稳定性比SiH4的弱,选项D错误。

8.C　Li、Be、B位于元素周期表相同周期,原子序数逐渐增大,半径逐渐减小,故A正确;非金属性:P<S<Cl,元素的非金属性越强,对应的氢化物的还原性越弱,则PH3、H2S、HCl还原性依次减弱,故B正确;非金属性:N<O<F,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则N、O、F的氢化物稳定性依次增强,故C错误;金属性:Na<K<Rb,元素的金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物碱性越强,则NaOH、KOH、RbOH的碱性依次增强,故D正确。

9.D　由a的原子结构示意图分析可知,a应为硅元素,位于第3周期;因为a、b、d同周期,b元素显+1价,故b应为钠元素;又因c显-3价,则c应为氮或磷,但d为第3周期元素,且c与d同主族,故d应为磷元素,c应为氮元素。依次分析可知D正确。

10.答案(1)Ne　(2)Cu　(3)O　(4)Li2O、Cu2O

解析根据题中给出的元素原子电子排布式可知,A是Li元素,B是O元素,C是Ne元素,D是Si元素,E是Cu元素。

(1)元素活泼性最弱的是Ne。

(2)Cu是过渡元素。

(3)氧元素的非金属性最强。

(4)O元素与Li、Cu两种元素可分别形成Li2O、Cu2O。

11.AC　非金属性:Cl>S>P,元素的非金属性越强,对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强,则HClO4、H2SO4、H3PO4的酸性依次减弱,A错误;金属性Na>Mg>Al,元素的金属性越强,对应的单质的还原性越强,则钠、镁、铝的还原性依次减弱,B正确;非金属性:Cl>Br>I,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,C错误;P、S、Cl三种元素的最外层电子数分别为5、6、7,最高正价分别为+5、+6、+7,依次升高,D正确。

12.D　Ts原子核外有7个电子层,最外层7个电子位于能量最高的Q电子层,故A正确;Ts的价电子排布式为7s27p5,p能级上有一个未配对电子,故B正确;同一周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,所以Ts的非金属性在同周期主族元素中最强,故C正确;同一能级上的电子能量是相等的,Ts原子有19个能级,所以Ts的基态原子有19种能量不同的电子,故D错误。

13.A　X、Y、Z成键数目分别为1、4、3,根据成键数目,可推知X、Y、Z分别为H、C、N;M与W位于同一主族且能形成二元化合物WM2,推知M和W分别为O和S;代入检验推理正确。一般而言,电子层数越多半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;同一元素不同粒子,核外电子数越多,半径越大,简单阴离子半径为S2->N3->O2-,A项错误。根据非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,H2CO3酸性小于H2SO4,B项正确。NH4HS等化合物中含离子键,C项正确。化合物甲中除H外,其他原子最外层均为8e-,D项正确。

14.A　N最外层电子数等于M次外层电子数,则M的次外层电子数为2,M为第2周期元素;N原子半径大于R原子半径,则N与R都为第3周期元素,且N在R的左边,由此得出N为Mg;再据同主族元素M、R的最外层电子数之和为10-2=8,可确定M为C,R为Si。M的氧化物CO2常温下为气体,N的氧化物MgO常温下为固体,则后者熔点高,A不正确;M的氢化物为CH4,R的氢化物为SiH4,C的非金属性强于Si,所以前者稳定性强,B正确;M与R形成SiC,为共价化合物,C正确;Mg能溶于浓硝酸,Si不溶于浓硝酸,D正确。

15.BC　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y是空气中含量最高的元素,则Y为N元素;Z原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍,原子只能有2个电子层,最外层电子数为6,则Z为O元素;Z2-与W+具有相同的电子层结构,则W为Na元素;X与W同主族,X、W的单质在标准状况下的状态不同,则X应为H元素。同周期自左向右原子半径逐渐减小(稀有气体元素除外),同主族自上而下原子半径逐渐增大,氢原子半径最小,故原子半径r(Na)>r(N)>r(O)>r(H),选项A错误;由X(H)、Y(N)、Z(O)三种元素形成的化合物中,一水合氨的水溶液呈碱性,选项B正确;非金属性Z(O)>Y(N),元素非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,因此H2O的热稳定性强于NH3,选项C正确;化合物H2O2只含有共价键,而Na2O2含有共价键、离子键,所含化学键类型不完全相同,选项D错误。

16.D　X、Y、Z、M、W、N六种元素的原子序数依次增大,其中X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X元素的某种核素无中子,X为H元素,W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍,结合Y、Z、M、W在元素周期表中的位置可知,M为O元素,最外层电子数为6,W为Mg元素,Y、Z分别是C、N元素,N是Fe元素。同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,故原子半径Mg>C>N>O>H,故A正确;Fe的氧化物Fe2O3可用作油漆和涂料,故B正确;NH3的沸点小于H2O,故C正确;Mg常用电解熔融氯化镁的方法冶炼,故D错误。

17.答案(1)铝　s　(2)4　Ⅷ　(3)O　⑦⑧③

(4)ab　(5)Al2O3　HClO4　(6)3d64s2

解析从①~⑩这十种元素分别是:C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl、Fe、In。

(1)元素⑥的名称是铝,元素⑤即Mg的价电子排布式为3s2,位于元素周期表s区。

(2)元素①为C,其价电子数是4。元素⑨即铁位于元素周期表的第4周期Ⅷ族。

(3)元素①、②、③分别为C、N、O,非金属性最强的是O,元素③、⑦、⑧分别为O、S、Cl,简单离子中,硫离子、氯离子都有18个电子,电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以硫离子半径大于氯离子半径,氧离子有十个电子,电子数少,半径相对较小,则离子半径由大到小的顺序为⑦⑧③。

(4)元素⑩与Al位于同一主族,其单质化学性质和铝有一定相似性,但是金属性比铝强,不能与NaOH溶液反应,则可能具有的性质是ab。

(5)元素④、⑤、⑥即Na、Mg、Al,最高价氧化物中具有两性的是氧化铝;在元素①~⑩的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是HClO4。

(6)元素⑨为26号元素铁,其原子的价电子排布式为3d64s2。

18.答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1

(2)　(3)O>N>C

解析X、Y、Z、W为元素周期表中前4周期元素,它们的原子序数依次增大。X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,核外电子排布式为1s22s22p2,则X是碳;Y与X同周期,其简单氢化物的水溶液呈碱性,则Y为氮;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同,则Z为氧;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是ⅠA族元素,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则W为29号元素铜。

(1)根据上述分析可知W为铜,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

(2)X是C,基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价电子的轨道表示式:。

(3)X是C,Y为N,Z为O,同周期主族元素从左到右,元素非金属性逐渐增强。

19.答案(1)BC　(2)①1s22s22p63s1　②<

③　3　2p　④Al(OH)3+3H+Al3++3H2O

解析(1I和I属于同一种元素,原子核外电子排布相同,价电子排布式也相同,故A错误I和I的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确I原子的核外价电子排布式为5s25p5,C正确I的中子数=127-53=74,所以中子数与质子数的差为74-53=21,故D错误。

(2)根据表中信息可推出A为Na,B为Al,C为N,D为Cl。①A为Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1。②B为Al,其在元素周期表中位于第3周期ⅢA族。Na+与Al3+的核外电子排布相同,故半径r(Al3+)<r(Na+)。③C为N,其核外电子轨道表示式为,核外共有3个未成对电子,能量最高的电子所在能级为2p能级。④B元素最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,D元素最高价氧化物对应的水化物为HClO4,二者反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+Al3++3H2O。