元素周期表与原子半径(含解析)

2020届高考化学第二轮专题复习课时提升训练元素周期表与原子半径一、选择题1、短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，这些元素组成的单质和化合物转化关系如下图所示。其中C是淡黄色固体，B和E的水溶液均具有漂白性。下列说法不正确的是()A．阴离子半径：Y＞Z＞XB．沸点：D＜AC．气态氢化物稳定性：Z＞YD．0.1mol·L－1A溶液中：c(H＋)＞c(HY－)＞c(Y2－)答案：B解析：C是淡黄色固体，是硫单质或过氧化钠，B和E的水溶液均具有漂白性，排除过氧化钠，则B为SO2、E为Cl2、A为H2S、D为H2O，短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，因此W为H、X为O、Y为S、Z为Cl。A项，Y、Z的阴离子核外电子排布相同，且比X的阴离子多一个电子层，阴离子半径：Y＞Z＞X；B项，水分子间形成氢键，沸点高，沸点：D＞A；C项，气态氢化物稳定性：HCl＞H2S；D项，H2S是二元弱酸，分两步电离，第二步电离更弱：c(H＋)＞c(HY－)＞c(Y2－)。2、五种短周期元素a、b、c、d、e，其原子半径与原子序数的关系如图，下列说法错误的是()A．c元素的离子半径比e的离子半径小B．d元素对应的最高价氧化物的水化物酸性比e元素的弱C．b、c、d三种元素对应的最高价氧化物的水化物相互间能发生反应D．a与b两种元素可形成既有离子键又有非极性共价键的化合物答案：C解析：根据原子半径与原子序数的关系图可推知，元素a、b、c、d、e分别为O、Na、Al、Si、Cl。A项，Al3＋比Cl－少一个电子层，半径小；B项，H2SiO3酸性比HClO4弱；C项，Al(OH)3与H2SiO3不反应；D项，a与b两种元素可形成既有离子键又有非极性键的化合物Na2O2。3、A、B、C、D为四种短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知A的最外层电子数是其电子层数的2倍，B是地壳中含量最高的元素，B原子的最外层电子数是D原子最外层电子数的2倍，C原子最外层只有1个电子。下列说法正确的是()A．原子半径：C＞AB．离子半径：D3＋＞B2－C．非金属性：A＞BD．最高价氧化物对应水化物的碱性：C＜D答案：A解析：由题述条件知，A是碳元素，B是氧元素，C是钠元素，D是铝元素。原子半径：Na＞C，A项正确；根据核外电子排布相同的离子，核电荷数小的半径大，离子半径：O2－＞Al3＋，B项错误；非金属性：O＞C，即B＞A，C项错误；根据元素的金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性：C＞D，D项错误。4、根据下表(部分短周期元素的原子半径及主要化合价)信息，下列叙述正确的是()元素代号ABCDE原子半径/nm0.1860.1430.0890.1040.074主要化合价＋1＋3＋2＋6、－2－2A.E2－与B3＋的核外电子数不可能相等B．离子半径大小：A＋<E2－C．最高价氧化物对应水化物的碱性：A<CD．氢化物的稳定性：E<D答案：B解析：由表中数据可知，A为钠元素、B为铝元素、C为铍元素、D为硫元素、E为氧元素。E2－与B3＋的核外电子数都为10，A错误；离子半径大小Na＋<O2－，B正确；钠比铍活泼，故最高价氧化物对应水化物的碱性C<A，C错误；元素的非金属性越强，其对应的氢化物就越稳定，应该是H2O>H2S，D错误。5、短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。在如图所示的物质转化关系中，p、q、m、n分别是元素Z、W、X、Y的气体单质，p和s均为有色气体，v的水溶液呈碱性。常温下0.1mol·L－1t溶液与0.1mol·L－1u溶液的pH均为1。下列说法正确的是()A．原子半径：X<Y<ZB．元素的非金属性：X>Y>WC．v能分别与u、t反应生成离子化合物D．Z的氧化物对应的水化物均为强酸答案：C解析：由v的水溶液呈碱性可知v为NH3；p、s均为有色气体，又常温下0.1mol·L－1t溶液与0.1mol·L－1u溶液的pH均为1，推知p、s分别为Cl2、NO2。故W、X、Y、Z分别为H、N、O、Cl。A项，原子半径：O<N<Cl，错误；B项，非金属性：O>N>H，错误；C项，NH3与HCl、HNO3反应分别生成NH4Cl、NH4NO3，均为离子化合物，正确；D项，HClO为弱酸，错误。6、如图是部分短周期元素主要化合价与原子序数的关系图，下列说法不正确的是()A．X和W位于同一主族B．原子半径：Y>Z>XC．盐YRX与化合物WX2的漂白原理相同D．Y和R两者的最高价氧化物对应的水化物能相互反应答案：C解析：X的最低价为－2价，W的最低价也为－2价，都属于第ⅥA族元素，A正确；比较原子半径时：一看电子层数，电子层数越多，半径越大，二看原子序数，电子层数相等时，半径随着原子序数的递增而减小，故原子半径：Y>Z>X，B正确；盐为NaClO，WX2是SO2，前者的漂白原理是利用其氧化性，不可逆，后者利用跟有色物质结合生成不稳定的化合物，可逆，原理不同，C错误；Y的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，R的最高价氧化物对应的水化物是HClO4，两者发生中和反应，D正确。7、原子序数依次增大的短周期元素A、B、C、D分别位于不同的主族，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，D的单质可与热水发生置换反应；x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体，且z可用于配制碳酸饮料。它们之间有如下转化关系：下列说法正确的是()A．D的单质起火燃烧时可用z作灭火剂B．元素的非金属性：C＞A＞BC．B、C与A形成化合物的沸点：C＞BD．原子半径：D＞B＞C＞A答案：D解析：A、B、C、D四种原子序数依次增大的分别位于不同主族的短周期元素，m、p、n分别是元素A、B、C的单质，x、y、z是由A、B、C组成的二元化合物，其中y、z是气体且z可用于配制碳酸饮料，结合图中转化可知，m为H2，n为O2，p为C，x为H2O，y为CO，由CO＋H2Oeq\o(=,\s\up7(高温))CO2＋H2，z为CO2，D的单质可与热水发生置换反应，且D的原子序数最大，D位于第三周期，D为Mg，则A为H，B为C，C为O，D为Mg。镁能在CO2中燃烧生成氧化镁和碳，则镁单质起火燃烧时不能用z作灭火剂，A项错误；同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则元素的非金属性：C＞B＞A，B项错误；C与A形成的水分子间含氢键，但氢原子与碳元素形成的化合物很多，其沸点不一定低于水，C项错误；电子层越多，原子半径越大，同周期元素从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径：D＞B＞C＞A，D项正确。8、下列关于微粒半径的说法正确的是()A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大D．原子序数越大，原子半径越大答案：C解析：由于同周期主族元素原子半径逐渐减小，故ⅦA族的原子半径不一定比上一周期ⅠA族元素原子半径大，如r(Li)>r(S)>r(Cl)。对于核外电子层结构相同的单核离子和原子，半径是不同的。质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径>原子半径>阳离子半径。原子序数增大，原子半径并不是一直增大，而是呈周期性变化。二、非选择题9、有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，且是宇宙中最丰富的元素，B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道全充满或半充满。(1)写出四种元素的元素符号：A________，B________，C________，D________。(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子排布的轨道表示式。C____________，D____________。(3)C元素位于第________周期________族。A、B、C、D四种元素原子半径由大到小顺序是________。B、C离子半径大小是________。解析：本题主要考查原子结构特点、元素性质、考查元素推断、轨道表示式，元素化合物性质、微粒半径大小比较等内容，是物质结构与元素化合物性质相结合的热点题型。A元素原子核外电子仅有一种原子轨道且是宇宙中最丰富的元素，则A为氢。B元素原子核外电子排布为1s22s22p3，则B为氮。C元素原子核外电子排布为1s22s22p63s2，为镁。则C位于第3周期ⅡA族。D元素原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3，为磷。Mg和P位于同周期，则r(Mg)>r(P)，N与P位于同一主族，则r(N)<r(P)，H原子半径最小。Mg2＋与N3－具有相同核外电子排布，故r(Mg2＋)<r(N3－)。答案：(1)HNMgP(2)(3)3ⅡAr(Mg)>r(P)>r(N)>r(H)r(Mg2＋)<r(N3－)10、有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的增大，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价随原子序数的变化如图1所示。常温下z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为0.01mol·L－1)的pH与原子序数的关系如图2所示：根据上述信息进行判断，并回答下列问题：(1)h在元素周期表中的位置是________________________________________________。(2)比较f、g、h常见离子的半径大小__________________________________________(用离子符号表示)，e、f的最高价氧化物对应的水化物碱性较强的是________(用化学式表示)。(3)下列可作为比较f和Mg金属性强弱依据的是____________(填字母)。a．测两种元素单质的硬度和熔、沸点b．测等浓度相应氯化物水溶液的pHc．比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度d．比较两种元素在化合物中化合价的高低(4)从上述元素中任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式：___________(写一个即可)。(5)由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以减少污染，反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为________________________________________，已知eyz含有与z2分子中类似的化学键，写出化合物eyz的电子式：________________。答案：(1)第三周期ⅦA族(2)S2－>Cl－>Al3＋NaOH(3)bc(4)HClO4(或H2CO3、H2SO3等)(5)NaCN＋H2O2＋H2O=NaHCO3＋NH3↑解析由题图中的化合价、原子半径的大小与原子序数的关系可知x是H、y是C、d是O、f是Al，z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物的溶液浓度均为0.01mol·L－1，e的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH为12，为一元强碱，则结合原子序数得e是Na，z、h的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH均为2，为一元强酸，则z为N、h为Cl，g的最高价氧化物对应水化物的溶液的pH小于2，故g为S。(1)h为Cl，位于元素周期表中第三周期ⅦA族。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：S2－>Cl－>Al3＋；金属性Na>Al，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：NaOH>Al(OH)3。(3)a项，单质的硬度和熔、沸点属于物理性质，不能用来比较金属性强弱，错误；b项，溶液pH越小，金属阳离子水解程度越大，说明该元素金属性越弱，