课时作业(四) 原子半径、元素的电离能及其变化规律-【金版新学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2同步课堂高效讲义配套练习word（鲁科版，双选）

课时作业(四)　原子半径、元素的电离能及其变化规律 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) 一、选择题(本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意) 1．下列各组微粒的半径比较中，正确的是(　　) ①F<F－<Cl－　②O2－<Mg2＋<Al3＋　③Na＋<Na<Rb　④P<S<Cl A．①③　　　　　　　　 B．②③ C．③④ D．①② A　[同一元素的微粒半径：r(阴离子)>r(原子)>r(阳离子)；具有相同电子层结构的离子，核电荷数越多，离子半径越小；电子层数相同的原子，原子序数递增，原子半径递减；最外层电子数相同的原子，电子层数越多，原子半径越大，据此可判断出：①正确；②应为O2－>Mg2＋>Al3＋；③正确；④应为P>S>Cl。] 2．A＋、B2＋、C－、D2－4种离子具有相同的电子层结构。现有以下排列顺序： ①B2＋>A＋＞C－>D2－ ②C－>D2－＞A＋＞B2＋ ③B2＋>A＋>D2－＞C－ ④D2－>C－>A＋＞B2＋ 4种离子的半径由大到小以及4种元素原子序数由大到小的顺序分别是(　　) A．①④ B．④① C．②③ D．③② B　[A＋、B2＋、C－、D2－4种离子具有相同的电子层结构，核外电子数相等，令核外电子数为x，则A、B、C、D的原子序数分别为x＋1、x＋2、x－1、x－2，故原子序数(核电荷数)：B2＋>A＋>C－>D2－；电子层结构相同，核电荷数越多离子半径越小，故离子半径：D2－>C－>A＋>B2＋。] 3．下列有关电离能的说法，正确的是(　　) A．第一电离能越大的原子失电子的能力越强 B．第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量 C．同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大 D．同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小 D　[B.第一电离能是气态基态原子或气态离子失去核外第一个电子需要的最小能量；A.元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；C.从总的变化趋势上看，同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如I1(N)>I1(O)。] 4．具有下列电子结构的元素中，第一电离能最小的是(　　) A．ns2np3　　　　　　　　 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6 B　[ns2np3为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻同周期元素，对于题给四个选项，其第一电离能由小到大顺序为ns2np4<ns2np3<ns2np5<ns2np6，即第一电离能最小的电子结构为ns2np4。] 5．下列离子化合物中，阳离子与阴离子半径之比最小的是(　　) A．KCl B．NaBr C．MgI2 D．KF C　[找出阳离子半径最小的，再找出阴离子半径最大的，则阳离子与阴离子半径之比最小。对于核外电子层结构不同的离子，电子层数越多，半径越大。阳离子电子层数最少的是Na＋和Mg2＋，它们电子层数相同，Mg2＋核电荷数大，半径较小，阴离子电子层数最多的是I－，半径最大。] 6．如图表示前18号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量(kJ·mol－1)的变化图像。其中A、B、C各点表示的元素是(　　) A．N、S、P B．F、Cl、O C．He、Ne、Ar D．Si、C、B C　[A、B、C的第一电离能是各自周期中最大的，即最难失电子，故A、B、C是各自周期中的稀有气体元素He、Ne、Ar。] 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 C　[Li、Be、B位于周期表同一周期，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的碱性越强，则NaOH、KOH、RbOH的碱性依次增强，故D正确。] 8．A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素，化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟，D为短周期金属性最强的元素，且四种元素的核外电子总数满足A＋E＝B＋D；下列叙述正确的是(　　) A．非金属性：B>C>E>A>D B．原子半径：D>E>B>C>A C．第一电离能：D<B<C D．元素E的含氧酸均为强酸 B　[原子序数依次增大的短周期元素，化合物BA3与ABC3相遇会产生白烟，应该是NH3和挥发性酸反应生成铵盐，此种酸应为HNO3，可知：A为H元素，B为氮元素，C为氧元素，而D为短周期金属性最强的元素，则D为钠元素，此时四种元素的核外电子数满足A＋E＝B＋D＝7＋11＝18，E的原子核外电子总数为17，则E为氯元素。同周期元素从左向右非金属性逐渐增强，可知O元素非金属性大于N元素，由4HCl＋O22H2O＋2Cl2可知O元素非金属性强于Cl元素，再结合HClO4的酸性大于HNO3的酸性，且Na为金属元素，可知非金属性：O>Cl>N>H>Na，故A错误；同周期元素从左向右原子半径依次减小，同主族元素自上而下原子半径依次增大，原子半径：Na>Cl>N>O>H，故B正确；N原子2p轨道是半充满状态，第一电离能比O大，而Na为活泼金属，第一电离能较小，则第一电离能：Na<O<N，故C错误；元素E为Cl，HClO4是强酸，但HClO是弱酸，故D错误。] 二、选择题(本题包括4小题，每小题有一个或两个选项符合题意) 9．下列关于微粒半径的说法不正确的是(　　) 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 C　[同主族元素，从上到下，同价态离子半径均增大，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。] 10．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是(　　) A．原子半径：r(Na)>r(S)>r(O) B．稳定性：H2O<H2S<PH3 C．离子半径：r(O2－)>r(N3－)>r(Na＋) D．第一电离能：O<F<Ne BC　[A项，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半径Na>S>O，正确；B项，P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氢化物稳定性，PH3<H2S<H2O，错误；C项应为r(N3－)>r(O2－)>r(Na＋)，错误；同一周期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同周期元素，D项正确。] 11．Li、Be、B原子失去一个电子，所需的能量相差并不大，但最难失去第二个电子的原子是(　　) A．Li B．Be C．B D．相差不大 A　[Li、Be、B原子失去一个电子后的电子排布式分别为 1s2、1s22s1、1s22s2，Li原子再失去一个电子时，将要失去第一电子层上的电子，失电子较难，而Be、B原子再失去一个电子时，失去同电子层上的电子，相对容易些，故Li失去第二个电子时要更难些。] 12．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2、…表示，单位为kJ·mol－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　) I I1 I2 I3 I4 … R 740 1 500 7 700 10 500 … A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 BC　[由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外层有两个电子，最高正价为＋2价，位于第ⅡA族，可能为Be或者Mg元素，因此A不正确，B正确，D不正确；短周期第ⅡA族(ns2)的元素，因s轨道全充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，C正确。] 三、非选择题(本题包括3小题) 13．(1)比较离子半径：Cl－________S2－(填“大于”、“等于”或“小于”)。 (2)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能。Li＋与H－具有相同的电子结构，r(Li＋)小于r(H－)，原因是______________________ ________________________________________________________________________。 解析：　(1)Cl－和S2－的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：Cl－<S2－。(2)核外电子排布相同，由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－。 答案：　(1)小于　(2)锂的核电荷数较大，对最外层电子的吸引力较强 14．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。 (1)上述第3周期元素中第一电离能(I1)最大的是______(用字母表示，下同)，c和f的I1大小关系是________________。 (2)根据下表所提供的电离能数据(单位：kJ·mol-1)，回答下列问题。 锂 X Y I1 519 502 580 I2 7 296 4 570 1 820 I3 11 799 6 920 2 750 I4 — 9 550 11 600 ①锂的元素符号是________，通过上述信息和表中的数据分析为什么该元素原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量：________________ ________________________________________________________________________。 ②表中X可能为以上13种元素中的________(填字母)元素，用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是________________(写一种即可)。 ③Y是周期表中的________族的元素。 解析：　(1)元素周期表中所列13种元素按字母顺序分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、I、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar属于第3周期，原子最稳定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外电子排布分别为1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s2为全充满状态，故其I1比Al的I1大。(2)①锂原子失去1个电子后即达到稳定状态，因此很难再失去一个电子。②由表中数据可以看出，锂和X的I1均比I2、I3小很多，说明X与Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na(即a)。③由Y的电离能数据可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y属于ⅢA族元素。 答案：　(1)m　 c>f　(2)①Li　锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构，所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 　②a　Na2O(或Na2O2) ③ⅢA 15．根据电离能变化的规律填空： (1)N、O、S元素中第一电离能最大的是________(填元素符号)，Cu的价层电子轨道表示式为________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)①Cl所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。 ②第一电离能：Si________S(用“>”或“<”填空)。 (3)前四周期原子序数依次增大的元素A、B、C、D中，A和B的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A－和B＋的电子相差为8；与B位于同一周期的C和D，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。四种元素中第一电离能最小的是________________________(填元素符号)。 (4)N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下： 电离能 I1 I2 I3 I4 … In/(kJ·mol－1) 578 1 817 2 745 11 578 … 则该种元素是________________________。 (5)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为________________。 (6)①元素的第一电离能：Al________Si(填“>”或“<”)。 ②如图是部分短周期元素化合价与原子序数的关系。则元素的第一电离能：W________R(填“>”或“<”)。 解析：　(1)同周期元素第一电离能从左到右呈逐渐增大的趋势，同主族元素第一电离能自上而下逐渐减小，但由于N元素p轨道为半充满结构，相对稳定，故第一电离能N大于O，O大于S。Cu的价层电子轨道表示式为。 (2)Cl元素位于第3周期，第3周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈现增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族元素由于处于全充满和半充满的稳定结构，故比相邻同周期元素的第一电离能都大，故第3周期元素，第一电离能由小到大的顺序为Na<Al<Mg<Si<S<P<Cl，所以第一电离能最大的元素为Cl，而第一电离能：S>Si。(3)C的价电子层中未成对电子数为4，则B、C、D在第4周期，在第4周期中，原子序数相差2且未成对电子数分别为4、2的元素价电子排布为3d64s2、3d84s2，因原子序数：B>A，A－和B＋的电子相差为8，则A为F元素，B为K元素；则C为Fe元素，D为Ni元素，故第一电离能最小的是K元素。(4)从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二、第三电离能都较小，而第四电离能远大于第三电离能，所以原子最外层有3个电子，故为铝元素。(5)同主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小，所以其由大到小顺序是O>S>Se。(6)同周期从左向右，元素的第一电离能有增大趋势(ⅡA、ⅤA族反常)，故第一电离能：Al<Si；从图中可看出，W为S元素，R为Cl元素，第一电离能：S<Cl。 答案：　(1)N　 (2)①Cl　②<　(3)K　(4)Al (5)O>S>Se　(6)①<　②< 学生用书第15页 学科网（北京）股份有限公司 $