人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构第2课时同步训练题

第2课时　元素周期律——原子半径、电离能、电负性的递变规律

基础过关练

题组一　粒子半径大小比较

1.(2022江苏泗阳实验中学月考)具有下列电子排布式的基态原子中,半径最大的是(　　)

A.1s22s22p63s23p5　　　　　B.1s22s22p3

C.1s22s22p2　　　　     　D.1s22s22p63s23p2

2.下列各组基态粒子半径大小的比较正确的是　(　　)

①Cl<Cl-<Br-　　　　　②F-<Mg2+<Al3+

③Ca2+<Ca<Ba　　　　　④S2-<Se2-<Br-

A.①和③　　　　　B.①和②

C.③和④　　　　　D.①和④

题组二　电离能

3.(2021山东滨州无棣期中)下列状态的钙中,电离最外层一个电子所需能量最大的是(　　)

A.[Ar]4s1　　　　　　B.[Ar]4s2　　

C.[Ar]4s14p1　　　　　D.[Ar]4p1

4.(2021黑龙江绥化一中期中)下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(　　)

A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠

B.同周期主族元素的第一电离能依次增大

C.最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大

D.对于同一元素而言,原子的电离能I1<I2<I3……

题组三　电负性

5.(2021海南儋州鑫源中学月考)下列各组元素中,电负性依次减小的是(　　)

A.O、Cl、H　　　　　　　B.K、Na、Al　　

C.As、P、H　　　　　　　D.O、S、Cl

6.下列说法不正确的是(　　)

A.第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大

B.电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的依据

C.元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强

D.NaH的存在能支持“可将氢元素放在第ⅦA族”的观点

7.不同元素的原子在化合物中吸引电子的能力大小可用一定数值χ来表示, χ越大,其原子吸引电子的能力越强,在所形成的化合物中为带负电荷的一方。下表是某些元素的χ:

(1)通过分析χ的变化规律,确定N、Mg的χ范围:　　　< χ(Mg)<　　　　;　　　　< χ(N)<　　　　。 

(2)推测χ与原子半径的关系为　　　　　　　　　　　　　。 

(3)某有机化合物的结构为,其中S—N键中,你认为共用电子对偏向　　　　(填元素符号)。 

(4)如果χ为电负性的数值,试推断AlBr3中化学键的类型为　　　　　　　　　　。 

(5)预测元素周期表中χ最小的元素是　　　　(放射性元素除外)。 

能力提升练

题组一　元素周期律

1.(2022四川内江六中月考)以下有关元素性质的说法正确的是(　　)

A.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④S、P、Cl,元素的电负性依次增大的是④

B.某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,该元素一定在第三周期第ⅡA族

C.下列原子中,①1s22s22p63s23p1、②1s22s22p63s23p2、③1s22s22p63s23p3、④1s22s22p63s23p5,对应的第一电离能最大的是④

D.以下原子中,①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p1,半径最大的是①

2.(2021山东烟台期末)下图是部分短周期元素与其某种常见化合价的关系图,a、b、c、d、e、f的原子序数依次增大,则下列说法错误的是(　　)

A.电负性:a>f

B.第一电离能:d>c

C.气态氢化物的稳定性:f>e

D.a和b形成的化合物可能含有共价键

3.(2020山东烟台二中月考)已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据下表数据判断,下列说法中错误的是(　　)

A.元素X的常见化合价是+1价

B.元素Y是第ⅢA族元素

C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl

D.若元素Y处于第三周期,它的单质可与冷水剧烈反应

4.(2021山东日照一模)某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是(　　)

A.五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期

B.原子半径:Al>C>N>O>H

C.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4

D.基态N原子核外有7种运动状态不同的电子

5.[2021湖北七市(州)教科研协作体联考]短周期主族元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,原子半径Z>W>Y>X,X与Z同主族,Y与W同主族,Y原子最外层电子数是次外层的3倍。下列说法中正确的是(　　)

A.电负性:W>Y>Z

B.第一电离能:Z>X

C.W原子核外有5种能量不同的电子

D.Y与X形成的化合物一定只含极性键

题组二　“位、构、性”关系的综合应用

6.(2022江苏镇江期中)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X的一种单质是天然存在的最坚硬物质,Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,W基态原子的价层电子排布式为3d64s2。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径:Z>Y>X

B.元素的第一电离能:Z>Y>X

C.元素的电负性:X<Y

D.基态W2+价层电子的轨道表示式为

7.(2021辽宁阜新第二高级中学月考)如图所示为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法正确的是(　　)

A.电负性:Y>Z>M

B.简单离子半径:M>Z>Y

C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构

D.Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为

8.(2021福建泉州月考)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:

(1)元素X的原子中能量最高的是　　　　能级,其电子云在空间有

　　　　个伸展方向,它的简单氢化物的电子式是　　　　。 

(2)元素Y位于元素周期表的第三周期第　　　　族,其基态原子的价层电子排布式为　　　　。 

(3)元素Z的原子最外层共有　　　　种不同运动状态的电子。 

(4)W的基态原子核外电子排布式是　　　　　　　　。 

(5)元素Y与元素Z相比,非金属性较强的是　　　(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是　　　　(填字母)。 

a.Y的单质常温下呈固态,Z的单质常温下呈气态

b.等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同

c.Z的电负性大于Y

d.Z的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定

e.在反应中,Y原子得电子数比Z原子得电子数多

f.Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强

答案全解全析

基础过关练

1.D　由基态原子的核外电子排布式可以确定A项为Cl,B项为N,C项为C,D项为Si,根据同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下原子半径逐渐增大,可知Si的原子半径最大,故选D。

2.A　同种元素:阳离子半径<原子半径,原子半径<阴离子半径,则半径:Cl<Cl-,Ca2+<Ca。①Cl-、Br-的最外层电子数相同,电子层数多的半径大,所以离子半径:Cl-<Br-,正确;②Al3+、Mg2+、F-的核外电子排布相同,核电荷数依次减小,则离子半径:Al3+<Mg2+<F-,错误;③Ca、Ba的最外层电子数相同,电子层数多的半径大,则半径:Ca<Ba,正确;④Se2-、Br-的核外电子排布相同,核电荷数大的半径小,则半径:Se2->Br-,错误。

3.A　[Ar]4s1属于基态的Ca+,由于Ca的第二电离能高于其第一电离能,故其失去一个电子所需能量较高,[Ar]4s2属于基态的Ca原子,其失去一个电子变为基态Ca+,[Ar]4s14p1属于激发态Ca原子,其失去一个电子所需要的能量低于基态Ca原子,[Ar]4p1属于激发态的Ca+,其失去一个电子所需要的能量低于基态的Ca+;综上所述,电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ar]4s1,A正确。

4.B　同周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA族、第ⅤA族时,原子核外电子排布处于全充满、半充满的稳定状态,第一电离能大于同一周期相邻元素,B错误。

5.A　A项,三种元素电负性从大到小的顺序为O、Cl、H,正确;B项,三种元素电负性从大到小的顺序为Al、Na、K,错误;C项,P、H的电负性比As的大,错误;D项,三种元素电负性从大到小的顺序为O、Cl、S,错误。

6.A　一般,同主族元素自上而下,元素的电负性逐渐减小,A项不正确;电负性的大小可以作为判断元素的金属性和非金属性强弱的依据,B项正确;电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大,C项正确;NaH中H为-1价,与卤化钠相似,能支持“可将氢元素放在第ⅦA族”的观点,D项正确。

7.答案　(1)0.93　1.57　2.55　3.44　(2)原子半径越大, χ越小　(3)N　(4)共价键　(5)Cs

解析　(1)通过题表中数据分析可知同周期主族元素从左到右, χ依次增大,同主族元素从上到下,χ依次减小,可判断χ(Na)<χ(Mg)<χ(Al),且χ(Be)>χ(Mg),故0.93<χ(Mg)< 1.57;同理,2.55<χ(N)<3.44。(3)根据χ越大,其原子吸引电子的能力越强,在所形成的化合物中为带负电荷的一方,由χ(S)=2.55,2.55<χ(N)<3.44,可知共用电子对偏向N原子。   (4)根据表中数据的变化规律可知χ(Br)< χ(Cl),因此Br与Al的电负性差值要小于Cl与Al的电负性差值,故AlBr3中的化学键为共价键。(5)根据χ的变化规律, χ最小的元素应在元素周期表的左下角,但要注意放射性元素除外,故最小的是Cs(铯)。

能力提升练

1.C　元素电负性变化的一般规律为同周期主族元素随核电荷数增大电负性逐渐增大,同主族元素随核电荷数的增大电负性逐渐减小,故①②③逐渐减小,④中元素电负性:Cl>S>P,A错误;第三电离能发生突变,则该元素可能位于第三周期第ⅡA族,B错误;元素第一电离能的变化规律为同周期元素随核电荷数增大,第一电离能呈增大趋势,同族元素随核电荷数的增大,第一电离能逐渐减小,故第一电离能最大的是④,C正确;原子半径的变化规律为同周期主族元素随核电荷数增大,原子半径逐渐减小,同主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐增大,故半径最大的是④,D错误。

2.B　a的一种常见化合价为-2价、f的一种常见化合价为+6价,a的原子序数小于f,可推知a为O、f为S;b的一种常见化合价为+1价,原子序数大于O,则b为Na;由c、d原子序数大于b可知c、d处于第三周期,常见化合价分别为+2、+3价,则c为Mg、d为Al;e的常见化合价为+5价,结合原子序数可知e为P。电负性:O>S,A正确;第一电离能:Mg>Al,B错误;元素的非金属性越强,其气态氢化物稳定性越强,气态氢化物的稳定性:H2S>PH3,C正确;a和b形成的化合物有氧化钠和过氧化钠,过氧化钠中含有共价键,D正确。

3.D　X的第一电离能和第二电离能相差较大,说明X原子核外最外层只有一个电子,X为第ⅠA族元素,则其常见化合价为+1价,A正确;Y的第三电离能和第四电离能相差较大,说明Y原子核外最外层有3个电子,为第ⅢA族元素,B正确;X的常见化合价为+1价,Cl的常见化合价为-1价,形成的化合物化学式可能是XCl,C正确;如果Y是第三周期元素,最外层有3个电子,则Y为Al元素,单质Al和冷水不反应,D错误。

4.A　由题给物质的结构可知,组成该物质的元素有H、C、N、O和Al,H的电子排布式为1s1,C的电子排布式为1s22s22p2,N的电子排布式为1s22s22p3,O的电子排布式为1s22s22p4,Al的电子排布式为1s22s22p63s23p1,则由各原子的电子排布式可知,H位于s区,而C、N、O、Al均位于p区,H位于第一周期,C、N、O位于第二周期,Al位于第三周期,A错误;同周期主族元素,从左到右,原子半径依次减小,H只有一个电子层,Al有三个电子层,C、N、O均有两个电子层,则原子半径Al>C>N>O>H,B正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性O>N>C,气态氢化物的稳定性H2O>NH3>CH4,C正确;N的原子序数为7,核外有7个电子,每一个电子的运动状态都不同,即基态N原子核外有7种运动状态不同的电子,D正确。

5.C　由Y原子最外层电子数是次外层的3倍可知,Y为O元素;Y与W同主族,则W为S元素;由原子半径Z>W>Y>X,X与Z同主族可知,X为H元素、Z为Na元素。同主族元素随核电核数的增大电负性逐渐减小,则氧元素的电负性大于硫元素,故A错误;氢元素的第一电离能大于钠元素,故B错误;同一能级上的电子能量相同,基态硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,则硫原子核外有1s、2s、2p、3s、3p共5种能量不同的电子,故C正确;水分子中只含有极性键,而过氧化氢分子中含有极性键和非极性键,故D错误。

6.C　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X的一种单质是天然存在的最坚硬物质,则X是C元素;Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,则Z是O元素,综上分析Y是N元素;W基态原子的价层电子排布式为3d64s2,则W是26号Fe元素。X是C,Y是N,Z是O,它们是同一周期元素,同一周期主族元素,原子序数越大,原子半径越小,所以原子半径:X>Y>Z,A错误;同一周期元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同一周期相邻元素,所以元素的第一电离能:Y>Z>X,B错误;X是C,Y是N,电负性:C<N,C正确;Fe2+是Fe原子失去最外层的2个电子形成的,其价层电子的轨道表示式为,D错误。

7.C　由Y、Z、M在周期表中的位置关系可知,Y为F元素,M为Cl元素,Z为S元素。一般同周期元素自左而右电负性逐渐变大,同主族元素自上而下电负性逐渐变小,故电负性:Y>M> Z,A错误;电子层数相同,核电荷数越大离子半径越小,最外层电子数相同,电子层数越多离子半径越大,离子半径:S2->Cl->F-,B错误;ZM2为SCl2,分子中S元素化合价为+2价,S原子满足8电子稳定结构,Cl元素化合价为-1价,Cl原子满足8电子稳定结构,C正确;Z为S元素,最外层含有6个电子,其基态原子的最外层电子的轨道表示式为 ,D错误。

8.答案　(1)2p　三　　(2)ⅣA　3s23p2　(3)7　(4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　(5)Cl　cdf

解析　X的基态原子核外3个能级上有电子,且最高能级是半充满状态,则该基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3,X是N元素;Y是第三周期元素,它的单质是良好的半导体材料,Y是Si元素;Z和Y同周期,Z是该周期中原子半径最小的主族元素,Z是Cl元素;W的一种核素的质量数为63,中子数为34,质子数为63-34=29,W是Cu元素。(1)X是N元素,基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,能量最高的是2p能级,其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向;N的简单氢化物是NH3,电子式是。(2)Y是Si元素,核外有3个电子层,最外层有4个电子,位于元素周期表的第三周期第ⅣA族,基态Si原子的价层电子排布式为3s23p2。(3)Z是Cl元素,基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,原子最外层共有7个电子,有7种不同运动状态的电子。(4)W是Cu元素,3d能级上全充满,基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)Y是Si元素,Z是Cl元素,Cl和Si位于同一周期,同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,故非金属性较强的是Cl。常温下,Y的单质与Z的单质状态不同不能用于比较非金属性的强弱,a不符合题意;等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同不能用于比较非金属性的强弱,b不符合题意;Z的电负性大于Y,元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强,一般非金属性越强,c符合题意;Z的气态氢化物比Y的气态氢化物稳定说明Z的非金属性比Y强,d符合题意;在反应中,Y原子得电子数比Z原子得电子数多,不能用于比较非金属性的强弱,e不符合题意;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可以比较非金属性的强弱,f符合题意。