高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第二节 原子结构与元素的性质第2课时课时作业

第一章　第二节　第2课时

一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)

1．下列说法中，错误的是( C )

A．第二电离能是气态基态＋1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量

B．硫的第一电离能比磷的第一电离能小

C．在所有元素中，氟的第一电离能最大

D．某元素的第一电离能越小，表示在气态时该元素的原子越容易失去电子

解析：第二电离能是由＋1价气态阳离子再失去一个电子形成＋2价气态阳离子时所需的能量，故A正确；第三周期中P的外围电子排布为3s23p3，半满稳定，所以元素P的第一电离能比元素S的第一电离能大，故B正确；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，故C错误；电离能可以表示气态原子失去电子的难易程度，电离能越小，表示越容易失去电子，故D正确。故选C。

2．短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大，X核外电子只有1种运动状态，Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子，M的单质被称为“国防金属”，N的氢氧化物具有两性，下列说法正确的是( B )

A．电负性：Z＜Y＜W

B．Y的氢化物沸点不一定低于W的氢化物

C．第一电离能：M＜N

D．N的单质可以在高温下还原M的氧化物

解析：短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N的原子序数依次增大，X核外电子只有1种运动状态，可知X是H；Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子，则Y的价电子排布式为2s22p2，W的价电子排布式为2s22p4，因此Y、W分别是C、O元素；Y、Z、W原子序数依次增大，Z是N；M的单质被称为“国防金属”，M是Mg；N的氢氧化物具有两性，N是Al。同一周期从左向右，元素的电负性逐渐增大，因此电负性C<N<O，A错误；C的氢化物是烃类物质，随着相对分子质量的增大，烃类的沸点也逐渐增大，比如十七烷常温下是固态，因此C的氢化物沸点不一定低于水的沸点，B正确；Mg的价电子排布式为3s2,3s轨道全充满，则第一电离能Mg>Al，C错误；Al的活泼性比Mg弱，因此在高温下不能还原Al的氧化物，D错误。故选B。

3．下列各组元素性质的叙述中，正确的是( B )

A．第一电离能：C<N<O<F

B．电负性：C<N<O<F

C．最高正化合价：C<N<O<F

D．原子半径：O>F>Na>Mg

解析：同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅤA元素原子最外层呈现半充满状态，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能：C＜O＜N＜F，故A错误；非金属性C＜N＜O＜F，则电负性为C＜N＜O＜F，故B正确；F、O无正价，故C错误；同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，则原子半径：O＞F、Na＞Mg，原子核外电子层数越多，半径越大，则原子半径：Na＞Mg＞O＞F，故D错误。故选B。

4．短周期元素X、Y、Z在周期表中的位置关系如图所示，已知X最外层电子数为2，则下列叙述中正确的是( C )

A．X的电离能在同周期中最小

B．Z的电负性大于Y的电负性

C．Y的氢化物稳定性大于Z的氢化物稳定性

D．Y的最高价氧化物的水化物是一种强酸

解析：X最外层电子数为2，若X为第ⅡA族元素，则其左侧不可能有两个族，所以X的核外电子只有两个电子，为He元素，则Y为F元素，Z为S元素。X为He元素，为稀有气体元素，性质稳定，电离能在同周期中最大，A错误；S元素的非金属性弱于F，则电负性Z＜Y，B错误；非金属性越强氢化物稳定性越强，F元素的非金属性强于S，所以氢化物的稳定性Y＞Z，C正确；Y为F元素，没有最高价氧化物，D错误。故选C。

5．下列说法错误的是( C )

A．焰色试验与电子跃迁有关

B．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强

C．Cu位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，d区

D．根据对角线规则，H3BO3是弱酸

解析：金属的电子在火焰的能量作用下会激发到较高能级，变为激发态，激发态的电子不稳定，会跃迁回基态，以光能的形式释放能量，故焰色试验与电子跃迁有关，A正确；元素电负性越大，非金属性越强，吸引电子的能力越强，B正确；Cu是第29号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，位于元素周期表中第四周期第ⅠB族，属于ds区，C错误；根据对角线规则，B与Si的性质相似，H2SiO3为弱酸，故H3BO3也是弱酸，D正确。故选C。

6．下列说法中，正确的是( C )

A．s区全部是金属元素

B．第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据

C．第四周期元素中，未成对电子数最多的元素位于钾元素后面的第五位

D．电负性大于1.8的一定是非金属，小于1.8的一定是金属

解析：氢元素位于s区，但属于非金属元素，A错误；一般来说，同周期从左到右第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族和第ⅤA族反常，故不能用来判断金属性强弱，B错误；第四周期中，未成对电子数最多的元素为Cr，位于第ⅥB族，C正确；电负性大于1.8的不一定是非金属，如铅元素为金属，电负性是1.9，D错误。

7．部分短周期元素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关系如图所示，下列说法正确的是( C )

A．离子半径的大小顺序：e>f>g>h

B．与x形成简单化合物的沸点：y>z>d

C．y、z、d三种元素第一电离能和电负性的大小顺序不一致

D．e、f、g、h四种元素对应最高价氧化物的水化物相互之间均能发生反应

解析：部分短周期元素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关系如图所示，x位于第一周期，为H元素；y、z、d位于第二周期，y为C，z为N，d为O元素；e、f、g、h位于第三周期，则e为Na，f为Al，g为S，h为Cl元素。根据电子层越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，所以离子半径关系为S2－>Cl－>Na＋>Al3＋，故A错误；常温下，水为液体，甲烷、氨气为气体，水的沸点最高，氨气分子间存在氢键，则简单氢化物的沸点：d>z>y，故B错误；碳、氮、氧的电负性依次增大，但是氮元素为半满结构，第一电离能大于氧，故第一电离能顺序为氮>氧>碳，二者大小顺序不一致，故C正确；根据上述分析可知：e、f、g、h四种元素对应最高价氧化物的水化物分别为氢氧化钠、氢氧化铝、硫酸、高氯酸，氢氧化铝和其他三种都能反应，但硫酸和高氯酸不能相互反应，故D错误。故选C。

8．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( A )

A．R的最高正价为＋2价

B．R元素位于元素周期表中第ⅢA族

C．R元素的原子最外层共有4个电子

D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2

解析：由电离能数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能相差最大，则R元素的原子最外层有2个电子，最高正化合价为＋2价，位于元素周期表中第ⅡA族。由分析可知，R元素的原子最外层有2个电子，最高正化合价为＋2价，故A正确；由分析可知，R元素的原子最外层有2个电子，位于元素周期表中第ⅡA族，故B错误；由分析可知，R元素的原子最外层有2个电子，故C错误；由分析可知，R元素的原子最外层有2个电子，位于元素周期表中第ⅡA族，基态原子的电子排布式可能为1s22s2，故D错误。故选A。

9．下列有关说法正确的是( B )

A．同族元素中，第一电离能随核电荷数的增大而逐步增大

B．第五能层(O层)中含有5种能量不同的能级，最高的能级可容纳18个电子

C．简并轨道中处于自旋平行的电子，其空间运动状态可能相同

D．两种原子的电负性差值大于1.7，它们之间一定形成离子键

解析：同族元素中，核电荷数越大，原子半径越大，核内质子对最外层电子的吸引能力越小，第一电离能越小，故A项错误；能层序数＝该能层的能级数，因此第五能层有5种能量不同的能级，同一能层中能量由低到高的能级最多所容纳电子数为1×2,3×2,5×2,7×2,9×2，因此第五能层最高的能级可容纳18个电子，故B项正确；简并轨道中处于自旋平行的电子，所处空间延伸方向不同，故C项错误；两种原子的电负性差值大于1.7，形成化学键时不一定是离子键，如H的电负性为2.1，F的电负性为4.0，二者形成的H—F键为共价键，故D项错误。故选B。

10．已知短周期元素的离子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( C )

A．原子半径：A＞B＞C＞D

B．原子序数：d＞c＞b＞a

C．离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋

D．元素的电负性：A＞B＞C＞D

解析：短周期元素的离子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－都具有相同的电子层结构，则A、B、C、D在元素周期表中的相对位置大致为，说明A与B同周期，C与D同周期，且A、B处于C、D的下一周期，所以，原子半径：B＞A＞C＞D，原子序数：a＞b＞d＞c；电子层结构相同，随原子序数增大，离子半径依次减小，离子半径：C3－＞D－＞B＋＞A2＋；根据同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，则元素的电负性：D＞C＞A＞B，故选C。

11．X、Y、Z为短周期主族元素，X原子的M层只有一个电子；Y、Z位于同一主族，且Z的单质为黄绿色气体，下列说法不正确的是( A )

A．简单离子半径大小：Z>X>Y

B．第一电离能大小：Y>Z>X

C．元素的电负性大小：Y>Z>X

D．简单气态氢化物的稳定性：Y>Z

解析：X、Y、Z为短周期主族元素，X原子的M层只有一个电子，X是Na元素，Y、Z位于同一主族，且Z的单质为黄绿色气体，Z是Cl元素，Y是F元素。电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，而离子的电子层越多，离子半径越大，故离子半径：Cl－>F－>Na＋，A错误；同周期主族元素随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离F>Cl>Na，B正确；同周期主族元素自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性F>Cl>Na，C正确；元素非金属性F>Cl，故氢化物的稳定性：HF>HCl，D正确。故选A。

12．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正确的是( C )

A．含氧酸的酸性：③>①>②

B．原子半径：③>②>①

C．第一电离能：③>②>①

D．电负性：③>②>①

解析：①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p63s23p5分别为S、P、Cl元素，这三种元素位于同一周期。同周期主族元素原子序数越大，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性P＜S＜Cl，所以其最高价氧化物的水化物酸性：③＞①＞②，但其含氧酸的酸性不一定遵循该规律，如酸性：H3PO3＞H2SO3＞HClO，故A错误；同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，S、P、Cl元素位于同一周期，且原子序数Cl>S>P，则原子半径：②＞①＞③，故B错误；同一周期元素，其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，S、P、Cl依次位于第ⅥA族、第ⅤA族、第ⅦA族，所以第一电离能：③＞②＞①，故C正确；同一周期元素，随着原子序数增大，电负性增大，所以电负性：③＞①＞②，故D错误。故选C。

二、非选择题

13．下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

请回答下列问题：

(1)表中元素⑩的二价离子的外围电子排布图为 　，该元素属于 ds　区元素。

(2)基态原子⑦核外电子总共有 5　种能量，电子占据的能量最高的能级符号为 3p　。

(3)在标号的主族元素中，第一电离能最小的是 Na　(填元素符号，下同)，电负性最大的是 O　。

(4)写出由①④⑨三种元素组成的化合物的电子式 　，将该化合物溶于水，破坏的作用力有 离子键　。

(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素②与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式： Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O　。

解析：表中编号①～⑩依次为H、Be、B、O、Al、P、S、Ar、Na、Cu元素。

(1)元素⑩为Cu，基态Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu2＋的核外电子排布式为[Ar]3d9，其外围电子排布图为；Cu属于ds区元素。

(2)元素⑦为S，基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，核外电子共有5种能量，电子占据的能量最高的能级符号为3p。

(3)根据同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势(第ⅡA、ⅤA族比相邻的元素大)，同主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小，则在标号的主族元素中，第一电离能最小的是Na；同周期从左到右主族元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，则在标号的主族元素中，电负性最大的是O。

(4)①④⑨三种元素组成的化合物为NaOH，NaOH的电子式为Na＋[H]－；NaOH中含离子键和极性共价键，NaOH溶于水电离出Na＋和OH－，NaOH溶于水破坏的作用力为离子键。

(5)⑤为Al，Al(OH)3为两性氢氧化物，Al(OH)3与NaOH反应的化学方程式为Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，②为Be，Be(OH)2与Al(OH)3有相似的性质，则Be(OH)2与NaOH反应的化学方程式为Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O。

14．根据信息回答下列问题：

Ⅰ.元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出10种元素的电负性：

已知：

ⅰ.两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。

ⅱ.在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物M—O—H结构中，成键原子电负性差异越大，所成化学键越容易断裂，电离出OH－或H＋。

(1)通过分析电负性的变化规律，确定Mg元素电负性的最小范围 0.9～1.5　。

(2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：

A．Li3N  B．BeCl2

C．AlCl3  D．SiC

①属于离子化合物的是 A　(填字母)。

②请设计实验方案证明其为离子化合物 测定Li3N在熔融状态下能导电，则证明其为离子化合物　。

(3)HClO水溶液显酸性而不显碱性的依据是 元素Cl与O元素的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H＋，显酸性　。

Ⅱ.元素原子的第一电离能I1随原子序数呈周期性变化，请解释：

(4)Na的第一电离能小于Li，从原子结构的角度解释其原因 Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na>Li，原子半径Na>Li，失电子能力Na>Li，因此，电离能为Na<Li　。

(5)S的第一电离能小于P，结合价电子排布式解释其原因 P原子的价电子排布式3s23p3，p轨道为半充满状态，相对稳定；S原子的价电子排布式3s23p4，更容易失去1个电子，使p轨道达到半充满状态　。

解析：(1)非金属性越强，电负性越大，非金属性：Na＜Mg＜Al，则电负性：Na＜Mg＜Al，所以Mg元素电负性的最小范围为0.9～1.5。

(2)①A.Li元素和N元素的电负性之差为3.0－1.0＝2.0＞1.7，所以为离子化合物；B.Be元素和Cl元素的电负性之差为3.0－1.5＝1.5＜1.7，为共价化合物；C.Al元素和Cl元素的电负性之差为3.0－1.5＝1.5＜1.7，为共价化合物；D.Si元素和C元素的电负性之差为2.5－1.8＝0.7＜1.7，为共价化合物；综上所述离子化合物为A。

②离子化合物在熔融状态下可以电离出离子从而导电，而共价化合物则不能，所以可以测定Li3N在熔融状态下能导电，则证明其为离子化合物。

(3)根据题给数据，元素Cl与O元素的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H＋，显酸性。

(4)越容易失去电子，电离能越小，Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na>Li，原子半径Na>Li，失电子能力Na>Li，因此，电离能为Na<Li。

(5)P原子的价电子排布式3s23p3，p轨道为半充满状态，相对稳定；S原子的价电子排布式3s23p4，更容易失去1个电子，使p轨道达到半充满状态，所以S的第一电离能小于P。

15．根据下列五种元素的电离能数据(单位kJ/mol)，回答下列问题。

(1)在周期表中，最可能处于同一族的是 E　。

A．Q和R  B．S和T

C．T和U  D．R和T

E．R和U

(2)电解它们的熔融氯化物，以下过程最可能正确的是 D　。

A．Q2＋＋2e－→Q  B．R2＋＋2e－→R

C．S3＋＋3e－→S  D．T3＋＋3e－→T

(3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是 B　。

A．QCl2  B．RCl

C．SCl3  D．TCl

E．UCl4

(4)S元素最可能是 A　。

A．s区元素  B．稀有气体元素

C．p区元素  D．准金属

(5)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是 A　。

A．氦(1s2)  B．铍(1s12s2)

C．锂(1s22s1)  D．氢(1s1)

解析：根据得失电子规律，同一主族从上到下电离能依次递减，同一周期从左到右电离能依次递增。根据元素的电离能可知，Q的第一电离能最大，很可能是稀有气体。R和U的第2电离能均远远大于第一电离能，因此最外层电子数都是1个，最有可能处于同一主族。S的第三电离能远远大于第二电离能，所以S的最外层有2个电子。同理分析T的最外层电子数是3个。由于最外层2个电子属于全充满，稳定性强，所以第一电离能大于T的，因此金属性强弱顺序为U＞R＞S＞T＞Q。

(1)R和U的第一电离能较小，最外层电子数为1，二者位于同一族。故选E。

(2)电解它们的熔融氯化物，阴极电极反应式为相应价态的阳离子得电子被还原，只有选项D正确。故选D。

(3)由分析可知根据R、S、T、U最高化合价为＋1、＋2、＋3、＋1，所以各氯化物分别是RCl、SCl2、TCl3、UCl，故选B。

(4)S的第一、第二电离能较小，最外层电子数为2，可能为s区元素，故选A。

(5)Q的电离能很大，可能为0族元素，化学性质和物理性质最像氦，故选A。

16．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：

(1)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种 B　(填字母)。

A．吸收光谱  B．发射光谱

(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是 b　，能量最低的是 d　(填序号)。

a．1s22s22p43s13p3p3p

b．1s22s22p33s23p3p3p

c．1s22s22p63s13p

d．1s22s22p63s2

(3)Ti原子核外共有 22　种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为 球形　。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素外围电子排布式 3d54s1或3d104s1　。

(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是 Z　，判断理由是 N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大　。

(5)琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3＋，从结构角度来看，Fe2＋易被氧化成Fe3＋的原因是 Fe3＋的3d5半满状态更稳定　。Fe3＋与Fe2＋的离子半径大小关系为：Fe3＋ 小于　Fe2＋(填“大于”或“小于”)，原因为 核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少　。

解析：(1)钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这就是将多余的能量以黄光的形式放出，属于发射光谱，选B。

(2)基态原子具有的能量最低，得到电子后，电子发生跃迁，从低能级轨道跃迁到高能级轨道，所以能量最高的是b，能量最低的是d。

(3)Ti原子核外有22个电子，每个电子运动状态都不同，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；其电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，最高能层为4s能级，电子云轮廓形状为球形；与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，结合构造原理与洪特规则，符合条件的外围电子排布式为3d54s1、3d104s1。

(4)金属元素第一电离能I1小于非金属元素，则第一电离能I1最小的X为镁元素；N原子外围电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则I1较大的Z为N元素。

(5)Fe2＋价电子为3d6，失去1个电子形成更稳定的3d5半充满状态的Fe3＋；因为Fe3＋与Fe2＋核电荷数相同，但是Fe3＋核外电子数少，所以核对电子吸引能力大，半径小。