1.5 原子半径 电离能 课时练（含解析） 2024-2025学年人教版2019 选择性必修2

1.5　原子半径　电离能
(30分钟　100分)
班级　　　　　　　姓名　　　　　　　成绩　　　　　
【课时目标】
基础 达标 认识元素的原子半径、第一电离能的周期性变化
素养 突破 知道原子核对电子排布呈现周期性变化是原子半径、第一电离能周期性变化的原因
【课时必刷】
A级 基础训练题
1.(8分)“嫦娥五号”月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,其中含量前六位元素的第一电离能比较正确的是 (　　)
A.AlC.Fe2.(8分)已知下列元素的原子半径:
元素 N S O Si
原子半径/(×10-10 m) 0.75 1.02 0.74 1.17
根据以上数据推测,磷元素的原子半径可能是 (　　)
A.1.10×10-10 m
B.0.80×10-10 m
C.1.20×10-10 m
D.0.70×10-10 m
3.(8分)某主族元素X的逐级电离能如图所示,下列说法不正确的是 (　　)
A.X元素原子最外层有3个电子
B.X一定为金属元素
C.X元素属于p区
D.X最可能生成的阳离子为X3+
4.(8分)下列四种粒子中,半径按由大到小排列的顺序是 (　　)
①基态X原子的结构示意图:
②基态Y原子的价电子排布式:3s23p5
③基态Z2-的轨道表示式:
④基态W原子有2个能层,电子式为·
A.③>①>②>④
B.③>②>①>④
C.①>③>④>②
D.①>④>③>②
5.(8分)研究表明,火星夏普山矿脉中含有原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W。已知X、W同主族,且W的原子序数是X的2倍,Y的氢化物可用于蚀刻玻璃,Z与W最外层电子数之和等于8。下列说法不正确的是 (　　)
A.第一电离能:Y>W>X
B.简单离子半径:W>X>Y>Z
C.最简单氢化物的沸点:X>Y>W
D.Z可分别与X、Y、W形成离子化合物
B级 素养提升题
6.(8分)Li2O是离子化合物,下图是Born-Haber循环图。
由以上数据可知,Li原子的第一电离能为 (　　)
A.318 kJ·mol-1 B.1040 kJ·mol-1
C.520 kJ·mol-1 D.679 kJ·mol-1
7.(8分)五种短周期元素的信息如下表,下列有关叙述正确的是 (　　)
元素 代号 M N O P Q
原子 半径/nm 0.160 0.143 0.089 0.102 0.071
主要 化合价 +2 +3 +2 +6、 +4、-2 -1
A.五种元素位于同一周期
B.O的单质既能与强酸反应又能与强碱反应
C.第一电离能:MD.第二周期中Q的第一电离能最大
8.(8分)已知33As、35Br位于同一周期。下列关系正确的是 (　　)
A.原子半径:AsB.热稳定性:AsH3>HBr
C.还原性:As3->Br-
D.第一电离能:As>Br
9.(18分)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。
(1)第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大。而氮元素的E1呈现异常的原因是　　　　　　　　。
(2)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是　　　　(填字母)。A. B.
C. D.
(3)Ca的前三级电离能数据分别为589.8 kJ·mol-1、1145.4 kJ·mol-1、4912.4 kJ·mol-1,第三电离能增大较多的原因是　　　　　　　　。
(4)下表是第三周期部分元素的电离能(单位:eV)数据:
元素 I1/eV I2/eV I3/eV
甲 5.7 47.1 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 40.0
丁 15.7 27.6 40.7
甲为　　　(填元素符号)元素,原子半径:甲　　　(填“>”或“<”)乙,丁为　　　　(填“金属”或“非金属”)元素。
C级 情境创新题
10.(18分)下表是元素周期表前四周期的一部分,X、Y、Z、R、Q、W、J是7种元素的代号。请回答下列问题:
(1)J元素基态原子的价层电子排布式为　　　　。基态Q2+中未成对电子数为　　　　。
(2)R和Y、Z三种元素的简单离子半径大小顺序为　　　　　　,Q2+和Q3+的半径大小比较:　　　　。(填离子符号)
(3)第四电离能:I4(Co)(4)已知WX3是一种引爆剂,受撞击时分解为两种单质,则其化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。
参 考 答 案
1.A　解析:同主族元素,从上到下第一电离能呈减小的趋势,同一周期,第一电离能从左到右呈增大的趋势,A项正确。
2.A　解析:N、P是同一主族元素,P元素的原子序数大于N元素的原子序数,所以P的原子半径大于N的原子半径,Si、P、S是同一周期的元素,且P的原子序数大于Si的原子序数,小于S的原子序数,所以P的原子半径小于Si的原子半径,大于S的原子半径,则P元素的原子半径可能为1.10×10-10 m。
3.B　解析:第三电离能和第四电离能之间的差距最大,所以该原子最外层有3个电子,A项正确;X属于第ⅢA族元素,第ⅢA族元素有金属也有非金属,B项错误;第ⅢA族元素最外层电子排布式为ns2np1,属于p区元素,C项正确;X在化合物中通常显+3价,D项正确。
4.A　解析:①根据结构示意图可知X为S;②由基态Y原子的价电子排布式为3s23p5可知Y为Cl;③根据基态Z2-的轨道表示式可知Z2-为S2-;④根据基态W原子有2个能层,电子式为·可知W为F。同主族元素电子层数越多,半径越大,则FS>Cl>F,即③>①>②>④。
5.A　解析:已知X、W同主族,且W的原子序数是X的2倍,则推X为O,W为S;Y的氢化物可用于蚀刻玻璃,故Y为F;已知W的最外层电子数为6,Z与W最外层电子数之和等于8,则Z的最外层电子数为2,故Z为Mg;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、Mg、S。第一电离能:F>O>S,A项错误;电子层数越多,粒子半径越大,当电子层数相同,核电荷数越多,半径越小,故离子半径大小W>X>Y>Z,B项正确;由于H与O、F间存在分子间氢键,沸点异常高,一个水分子中有两个氢键,而一个HF中有一个氢键,故最简单氢化物的沸点:X>Y>W,C项正确;Mg可分别与O、F、S形成离子化合物,D项正确。
6.C　解析:第一电离能为气态基态原子失去一个电子变为气态基态阳离子所需的能量,因此Li原子的第一电离能为=520 kJ·mol-1,故答案为C。
7.B　解析:五种元素均为短周期元素,P有+6、+4、-2价,可推知P为S;M、N的化合价分别为+2、+3,原子半径:M>N>硫,可推知M为Mg,N为Al;O的化合价为+2,原子半径小于M,则O为Be;Q的化合价为-1价,原子半径与P相差较大,可推知Q为F。Mg、Al、S位于第三周期,Be、F位于第二周期,A项错误;铍与铝处于对角线位置,性质相似,既能与强酸反应又能与强碱反应,B项正确;镁原子最外层3s能级处于全满状态,难失去电子,第一电离能:Mg>Al,C项错误;第二周期中,Ne元素的第一电离能大于F,为该周期中第一电离能最大的元素,D项错误。
8.C　解析:同周期元素(稀有气体元素除外),从左向右原子半径依次减小,Br的原子半径小于As的原子半径,A项错误;同周期元素,从左向右,非金属性依次增强,气态氢化物的稳定性依次增强,AsH3的稳定性小于HBr,B项错误;阴离子的还原性与元素非金属性相反,所以As3-、Br-的还原性逐渐减弱,C项正确;同一周期主族元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,Br、Se、As位于同一周期且分别位于第ⅦA族、第ⅥA族、第ⅤA族,所以第一电离能大小顺序是Br>As,D项错误。
9.(1)氮原子的2p轨道为半充满状态,能量低,较稳定,不易结合一个电子
(2)A
(3)因为Ca2+已经达到稳定结构,较难再失去1个电子,所以I3突然增大
(4)Na;>;非金属
10.(1)4s24p5;4
(2)S2->O2->F-;Fe2+>Fe3+
(3)铁失去的是较稳定的3d5上的一个电子,钴失去的是3d6上的一个电子;取少量未知溶液,加入KSCN溶液,若溶液显红色,则含Fe3+,反之则无(其他合理答案均可)
(4)2CuN32Cu+3N2↑