2025鲁科版高中化学选择性必修2同步--分层作业5　原子半径及其变化规律（含解析）

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2025鲁科版高中化学选择性必修2
分层作业5　原子半径及其变化规律
A级必备知识基础练
题组1.核外电子排布与原子半径
1.下列基态原子的半径最大的是(　　)
A.电子排布式:1s22s22p63s2
B.价电子排布式:4s24p3
C.简化电子排布式:[Ne]3s23p1
D.位于第4周期ⅠA族
2.按F、Cl、Br、I顺序递增的是(　　)
A.价电子数
B.最外层电子数
C.最低负化合价
D.原子半径
3.下列叙述正确的是(　　)
A.同周期主族元素中ⅠA族元素的原子半径最大
B.ⅠA、ⅡA族元素的原子半径越大,元素原子失电子能力越弱
C.主族元素的核电荷数越大,其原子半径越大
D.ⅠA族元素的原子半径从上到下逐渐减小,而ⅦA族元素的原子半径从上到下逐渐增大
题组2.微粒半径大小比较
4.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p4;④1s22s22p5。有关原子半径大小的顺序正确的是(　　)
A.②①③④ B.④③①②
C.①②④③ D.①②③④
5.对于价电子排布式分别为3s23p1、3s23p3、3s23p4、3s23p5的几种元素,在下列选项中分别用a、b、c、d表示。下列有关说法正确的是(　　)
A.四种元素形成的简单离子半径大小关系:a3+>b3->c2->d-
B.四种元素形成的简单离子半径大小关系:a3+C.四种元素形成的基态原子半径大小关系:a>b>c>d
D.四种元素形成的基态原子半径大小关系:a6.下列所述的粒子(均为36号以前的元素),按半径由大到小的顺序排列正确的是(　　)
①基态X原子的结构示意图为
②基态Y-的价电子排布式为3s23p6
③基态Z2-的轨道表示式为
④基态E+的最高能级的电子对数等于其最外电子层数
A.②>③>① B.④>③>②
C.③>②>④ D.④>②>③
题组3.元素性质的递变规律
7.下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　)
A.Li、Be、B原子的最外层电子数依次增多
B.P、S、Cl元素的价电子数依次升高
C.N、O、F元素的最高正价依次增大
D.F、Cl、Br元素原子得电子能力依次减弱
8.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
9.牛奶中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质(富含钙、磷、钾、硫、镁、钠等常量元素)。随着原子序数的递增,其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。
牛奶的含钙量很高而且比较容易吸收,一直被作为补钙的首选。已知钙是第4周期ⅡA族元素。下列有关钙原子的结构与性质推测正确的是(　　)
A.钙元素与f元素的原子的价电子排布式相同
B.相同条件下,单质与水反应剧烈程度:Ca>f
C.最高价氧化物对应的水化物碱性:CaD.钙的M层上所有的能级上都充满了电子
10.下图是元素周期表的一部分。
周期 族
ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0
2 ① ② ③ ④ ⑤
3 ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
(1)①~⑩元素原子中最稳定的是　　　　　(填元素符号);形成的气态氢化物稳定性最强的是　　　　　(填氢化物的化学式)。
(2)②的最高价氧化物的电子式为　　　　　;用电子式表示⑤和⑥形成化合物的过程:　 　。
(3)①和⑦金属性相似,①的最高价氧化物对应的水化物与KOH溶液反应的离子方程式为 　。
(4)某同学设计了如下实验证明非金属性③>②>⑧。已知H2SiO3是不溶于水的白色胶状沉淀,HNO3易挥发。
该同学打开分液漏斗活塞,观察到A中产生气泡,B中出现白色胶状沉淀即认为非金属性③>②>⑧。请问该同学的结论合理吗 　　　　　(填“合理”或“不合理”),原因是
　 　。
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.下列各组顺序的排列错误的是(　　)
A.还原性强弱:I->Br->Cl-
B.简单离子半径大小:O2->Na+>Mg2+
C.酸性强弱:H2CO3D.碱性强弱:NaOH>Mg(OH)2>Ca(OH)2
12.2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“石田”,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原子核外有一个未成对电子
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.短周期主族元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如下表所示,下列判断不正确的是(　　)
甲 乙
丙 丁 戊
A.最外层电子数:甲<丁
B.原子半径:丙<丁
C.金属性:甲>乙
D.最高价含氧酸的酸性:戊>丁
14.运用元素周期律,判断下列语句,其中正确的组合是(　　)
①碱金属单质的熔点随原子序数的增大而降低
②砹(At)是ⅦA族,其氢化物的稳定性小于HCl
③根据同周期元素的失电子能力变化趋势,推出Al的金属性比Mg大
④第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,水溶液均为酸性
⑤铊(Tl)与铝同主族,其单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
⑥若X+和Y2-的核外电子层结构相同,则原子序数:X>Y
A.①③④ B.①②⑥
C.③④⑤ D.②④⑥
15.X、Y、Z、W为短周期元素,X2-和Y+核外电子排布相同,X、Z位于同一主族,Y、Z、W位于同一周期,W的最外层电子数是X、Y最外层电子数之和。下列说法不正确的是(　　)
A.X、Y、Z、W核电荷数逐渐增大
B.对应单质的氧化性:XC.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z
D.离子半径:X16.某离子化合物的结构如图所示,其中W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的最低负价与Y的最高正价代数和为0,W与X构成的某种化合物是一种绿色氧化剂,X与Z同主族。下列说法正确的是(　　)
A.X、Y、Z三种元素组成的化合物的水溶液一定呈碱性
B.W、Y组成的化合物中各微粒均达8电子稳定结构
C.原子半径大小:Y>Z>X>W
D.最简单氢化物的稳定性:X>Z
17.X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和,W的简单氢化物r溶于水完全电离。m、n是由X、Y、Z组成的二元化合物,m可做制冷剂,无色气体n遇空气变为红棕色。下列说法错误的是(　　)
A.元素原子的非金属性Y>Z
B.元素Y、Z、W均处于元素周期表的p区
C.r与m形成的化合物中只含共价键
D.简单气态氢化物的还原性:Y>Z
18.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　　　　。
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基态原子核外的价电子排布式不同
B I和I互为同位素
CI基态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:
元素 结构、性质等信息
A 在短周期元素中(除稀有气体外)原子半径最大
B 与A同周期,其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C 其气态氢化物极易溶于水,液态时可用作制冷剂
D 原子核外电子共有17种不同的运动状态
①A元素基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。
②离子半径:B　 (填“>”或“<”)A。
③C元素基态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:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案：
1.D　解析 电子排布式为1s22s22p63s2的是Mg原子;价电子排布式为4s24p3,则其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,为As原子;简化电子排布式为[Ne]3s23p1的是Al原子,位于第4周期ⅠA族的是K原子,四种原子中半径最大的是K原子,故D符合题意。
2.D　解析 F、Cl、Br、I最外层电子数与价电子数相同,均为7;最低负化合价均为-1价,原子半径依次增大,故选D。
3.A　解析 同周期主族元素中ⅠA族元素的原子半径最大,故A正确;ⅠA、ⅡA族元素的原子,其半径越大,失电子能力越强,故B错误;对于电子层数相同的元素,核电荷数越大,原子半径越小,故C错误;在同一主族中,自上而下原子半径均逐渐增大,故D错误。
4.A　解析 由电子排布式可知①为S,②为P,③为O,④为F。主族元素原子的电子层数越多,半径越大,电子层数相同的主族元素原子,原子核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径大小关系为P>S>O>F,故答案选A。
5.C　解析 由题意可知a、b、c、d分别指Al、P、S、Cl,Al3+只有两个电子层,其半径最小,P3-、S2-、Cl-三者核外电子层结构相同,核电荷数越大者,离子半径越小,故四种元素形成的简单离子半径大小关系为P3->S2->Cl->Al3+,故A、B都错;四种元素位于同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,C正确,D错误。
6.B　解析 ①X为F元素,②Y为Cl元素,③Z为S元素,④E为K元素,根据元素周期律,判断原子半径K>S>Cl>F,即④>③>②>①。
7.C　解析 Li、Be、B原子的最外层电子数依次为1、2、3,A正确;P、S、Cl元素的价电子数依次为5、6、7,B正确;N的最高正价为+5,O、F元素均没有最高正化合价,C错误;F、Cl、Br为同主族元素,从上到下,电子层数依次增多,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子吸引能力依次越弱,原子得电子能力依次减弱,D正确。
8.D　解析 X和Si的性质相似,则X单质不易与水反应,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。
9.B　解析 w和g最低负价均为-2价,而w的原子半径较小,所以w为O元素,g为S元素;x、e最高正价为+1价,e的原子半径大于S,则e为Na元素,x的原子半径小于O,则x为H元素;f最高正价为+2价,半径小于Na大于S,则为Mg元素;y、z最高正价分别为+4、+5,且半径大于O,则y为C元素,z为N元素。Ca为20号元素,价电子为4s2,f为12号Mg元素,价电子排布式为3s2,故A错误;Ca与Mg同主族,同主族元素自上而下金属性增强,所以Ca比Mg活泼,与水反应时Ca更剧烈,故B正确;金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的碱性越强,所以Ca>f,故C错误;Ca的M层的3d能级没有电子,故D错误。
10.答案 (1)Ar　HF
(2)　
(3)Be(OH)2+2OH-[Be(OH)4]2-
(4)不合理　HNO3易挥发,与Na2SiO3反应生成白色沉淀的物质也可能是HNO3,不能证明H2CO3酸性比H2SiO3强
解析 由各元素在周期表中的位置信息,可推得:①Be,②C,③N,④O,⑤F,⑥Na,⑦Al,⑧Si,⑨Cl,⑩Ar。
(1)原子的核外电子最外层为2或8时最稳定,由原子的核外电子排布知最稳定的原子是Ar;由元素周期律,元素非金属性越强,其气态氢化物越稳定,F的非金属性最强,所以形成的气态氢化物稳定性最强的是HF。
(2)由分析知元素②为C,最高价氧化物是CO2,电子式为;⑤为F元素,⑥为Na元素,NaF形成过程为。
(3)①Be和⑦Al的金属性相似,则Be的最高价氧化物对应的水化物与KOH溶液的反应和Al(OH)3与KOH溶液的反应相似,离子方程式为Be(OH)2+2OH-[Be(OH)4]2-。
(4)该实验是利用强酸制弱酸的原理比较最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,从而证明元素的非金属性,但HNO3易挥发,与Na2SiO3反应生成H2SiO3的物质可能是生成的CO2,也可能是挥发出的HNO3,所以该实验得出的结论不合理。
11.CD　解析 元素的非金属性Cl>Br>I,元素非金属性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,故还原性:I->Br->Cl-,故A正确;O2-、Na+、Mg2+的电子层结构相同,核电荷数越多半径越小,则简单离子半径大小:O2->Na+>Mg2+,故B正确;非金属性SiNa>Mg,最高价氧化物对应水化物碱性Ca(OH)2>NaOH>Mg(OH)2,故D错误。
12.D　解析 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能级上有一个未成对电子,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.B　解析 乙的主族序数比甲多1,主族元素的主族序数等于最外层电子数,所以最外层电子数:甲<丁,A正确;同周期主族元素,从左向右原子半径递减,所以原子半径:丙>丁,B错误;同周期主族元素,从左向右金属性递减,所以金属性:甲>乙,C正确;同周期主族元素,从左向右非金属性递增,元素非金属性越强,最高价含氧酸酸性越强,所以最高价含氧酸的酸性:戊>丁,D正确。
14.B　解析 ①正确;砹(At)是ⅦA族元素,非金属性Cl>At,砹(At)的氢化物的稳定性小于HCl,②正确;同周期主族元素失电子能力从左到右逐渐减弱,因此Mg的金属性比Al大,③错误;第2周期非金属元素的气态氢化物溶于水后,氨气的水溶液显碱性,甲烷不溶于水,HF的水溶液为酸性,④错误;铊(Tl)与铝同主族,Tl的金属性大于Al,其单质只能与盐酸反应,⑤错误;若X+和Y2-的核外电子层结构相同,X+是原子失去最外层1个电子形成的,Y2-是原子获得2个电子形成的,所以原子序数:X>Y,⑥正确。
15.BD　解析 X、Y、Z、W为短周期元素,X2-和Y+核外电子排布相同,则X为O,Y为Na,X、Z位于同一主族,则Z为S;Y、Z、W位于同一周期,W的最外层电子数是X、Y最外层电子数之和,则W为Cl。根据上述分析可知,X、Y、Z、W核电荷数逐渐增大,故A正确;X为O,Z为S,氧的非金属性比硫强,所以对应单质的氧化性:X>Z,故B错误;W为Cl,Z为S,且非金属性Cl>S,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z,故C正确;X为O,Y为Na,两者的离子核外电子排布相同,原子序数越大,半径越小,所以离子半径:X>Y,故D错误。
16.CD　解析 W、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,由W与X构成的某种化合物是一种绿色氧化剂可知,这种绿色氧化剂是H2O2,且X与Z同主族,Z能与4个X形成化学键,则X为O元素、W为H元素,Z为S元素;由W的最低负价与Y的最高正价代数和为0可知,Y为Na元素,由题给离子化合物的结构可知,离子化合物为硫酸氢钠。O、Na、S三种元素组成的化合物硫酸钠是强酸强碱盐,水溶液呈中性,故A错误;H、Na组成的化合物为NaH,氢离子最外层电子数为2,没有达到8电子稳定结构,故B错误;同周期元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则原子半径大小:Na>S>O>H,故C正确;元素的非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,氧元素的非金属性强于硫元素,则水的稳定性强于硫化氢,故D正确。
17.AC　解析 X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素。m、n是由X、Y、Z组成的二元化合物,m可做制冷剂,为氨气;无色气体n遇空气变为红棕色,为一氧化氮,则X、Y、Z分别为氢、氮、氧;W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和,W的简单氢化物r溶于水完全电离,W为氯。非金属性NN,简单气态氢化物的还原性:NH3>H2O,D正确。
18.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10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。
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,基态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基态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,其基态原子的核外电子排布式为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+)21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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