1、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课时原子半径及其变化规律课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.(2020安徽阜阳三中高二期末)下列结论错误的是()微粒半径:r(K+)r(Al3+)r(S2-)r(Cl-)氢化物的稳定性:HFHClH2SPH3SiH4还原性:S2-Cl-Br-I-氧化性:Cl2SSeTe酸性:H2SO4H3PO4H2CO3HClO非金属性:ONPSi金属性:BeMgCaCl-K+Al3+,错误;元素的非金属性越强,则对应氢化物的稳定性越强,所以氢化物的稳定性:HFHClH2SPH3SiH4,正确;非金属性越强,相应阴离子的还原性越弱,则离子的还原性:S2-I
2、-Br-Cl-,错误;元素的非金属性越强,其单质的氧化性越强,所以氧化性:Cl2SSeTe,正确;非金属性越强,最高价含氧酸的酸性越强,则酸性:H2SO4H3PO4H2CO3,氯元素的非金属性强,但HClO不是其最高价含氧酸,HClO是比碳酸弱的酸,正确;主族元素的非金属性同周期从左到右逐渐增强,同主族从上到下逐渐减弱,所以非金属性:ONPSi,正确;同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,同主族元素的金属性从上到下逐渐增强,所以金属性:BeMgCaK,正确。2.(2019湖北宜昌部分示范高中教学协作体高二期中联考)下列元素性质的递变规律正确的是()A.原子半径:CNSB.非金属性:CNOC.最高价
3、氧化物的水化物的碱性:NaMgAlD.与氢气化合的难易程度:NOS答案B解析一般情况下,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NCMgAl,则最高价氧化物的水化物的碱性:NaMgAl,故C错误;元素非金属性越强,越容易与氢气化合,非金属性OS、ON,与氢气化合的难易程度:OS、ON,故D错误。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.XYZB.YXZC.ZXYD.ZYX答案D解析X、Y两元素的
4、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YX,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ZY,所以X、Y、Z三种元素原子序数的关系为ZYX。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,则下列叙述中正确的是()A.原子半径:ABDCB.原子序数:dcbaC.离子半径:CDBAD.单质的还原性:ABDC答案C解析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
5、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.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A族元素,则两者最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4HIO4答案B解析第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
6、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。6.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4s24p2D.XH4的稳定性比SiH4的强答案D解析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
7、元素周期表第4周期A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。7.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的碱性依次增强答案C解析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:PSCl,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:NOF,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,则N、O、
8、F的氢化物稳定性依次增强,故C错误;金属性:NaKcdbB.非金属性:abdcC.原子序数:dacbD.最高价含氧酸的酸性:cda答案D解析由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。9.五种元素的原子电子层结构如下:A.1s22s1;B.1s22s22p4;C.1s22s22p6;D.1s22s22p63s23p2;E.Ar3d104s1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)
9、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。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。提升能力跨越等级1.(双选)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
10、升高答案AC解析非金属性:ClSP,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NaMgAl,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:ClBrI,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。2.(2020广东汕头金山中学高二期末)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W-与Ne具有相同的电子层结构,X的族序数等于周期
11、序数,Y与Z最外层电子数之和为10。下列说法不正确的是()A.原子半径:XYZWB.W的单质可以与水反应产生氧气C.气态氢化物的稳定性:WYZD.简单离子半径大小:ZWX答案C解析根据题意分析可知,W、X、Y、Z分别为F、Al、Si、S,则原子半径:XYZW,A正确;W为F,其单质可以与水反应产生氧气,B正确;W、Y、Z分别为F、Si、S,气态氢化物的稳定性:WZY,C错误;W、X、Z的简单离子分别为F-、Al3+、S2-,半径大小:ZWX,D正确。3.2016年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tin),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QB.
12、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种能量不同的电子答案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。4.(2020湖南长沙长郡中学高二期中)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
13、,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RMD.N的单质能溶于浓硝酸,R的单质不溶于浓硝酸答案A解析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,
14、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。5.(双选)(2020湖北荆州中学、宜昌一中高二期末)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答案BC解析短
15、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;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
16、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。6.(2020辽宁实验中学东戴河分校高二月考)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()YZMWA.原子半径:WYZMXB.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MD.工业上制备W单质的方法为电解熔融的W的氧化物答案D解析X
17、、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MgCNOH,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。7.(2020江苏徐州第一中学高二月考)下表是元素周期表的一部分,表中每一序
18、号分别代表一种元素。(1)元素的名称是。元素位于元素周期表区。(2)元素原子的价电子数是。元素在元素周期表的第4周期族。(3)在元素、中,非金属性最强的是(用所对应的元素符号表示,下同),元素、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、的最高价氧化物中,具有两性的是(填化学式)。在元素的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是(填化学式)。(6)元素原子的价电子排布式为。答案(1)铝s(2)4(3)O(4)ab(5)Al2O3HClO4(6)3d64s
19、2解析从这十种元素分别是:C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl、Fe、In。(1)元素的名称是铝,元素即Mg的价电子排布式为3s2,位于元素周期表s区。(2)元素为C,其价电子数是4。元素即铁位于元素周期表的第4周期族。(3)元素、分别为C、N、O,非金属性最强的是O,元素、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。(4)元素与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
20、性质是ab。(5)元素、即Na、Mg、Al,最高价氧化物中具有两性的是氧化铝;在元素的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是HClO4。(6)元素为26号元素铁,其原子的价电子排布式为3d64s2。8.(2020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,但并不是第A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、
21、Y、Z三种元素的非金属性由强到弱的顺序是。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(2)(3)ONC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A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
22、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。贴近生活拓展创新(1)自然界中存在一种碘的稳定性核素是碘-127(53127I)。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(53131I)。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(填序号)。A.53131 I和53127I原子核外的价电子排布式不同B.53131 I和53127I互为同位素C.53131I原子的核外价电子排布
23、式为5s25p5D.53127I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A元素原子的核外电子排布式为。离子半径:B(填“”或“”)A。C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。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)BC(2)1s22s22p63s132pAl(OH)3+3H+Al3
24、+3H2O解析(1)53131I和53127I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;53131I和53127I的质子数相同,中子数不同,二者互为同位素,B正确;53131I原子的核外价电子排布式为5s25p5,C正确;53127I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。A为Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1。B为Al,其在元素周期表中位于第3周期A族。Na+与Al3+的核外电子排布相同,故半径r(Al3+)r(Na+)。C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。B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。
