鲁科版 (2019)选择性必修2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课堂检测

元素性质及其变化规律

(40分钟　70分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)

1.(2020·聊城高二检测)下列四种粒子中,半径按由大到小排列顺序正确的是 (　　)

①基态X的原子结构示意图为

②基态Y的价电子排布式:3s23p5

③基态Z2-的轨道表示式:

④W基态原子有2个电子层,其电子式为

A.①>②>③>④   B.③>④>①>②

C.③>①>②>④   D.①>②>④>③

【解析】选C。由题意可知:X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F粒子半径大小排列顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C项正确。

2.(双选)下列说法中不正确的是 (　　)

A.同主族元素,随着电子层数的增加,I1逐渐减小

B.同周期元素,随着核电荷数的增加,I1逐渐增大

C.通常情况下,电离能I1≪I2<I3

D.电离能越小,元素的金属性越强

【解析】选B、C。同周期,从左向右I1呈增大趋势,但不是逐渐增大。ⅡA族元素原子最外层为ns2全充满稳定结构和ⅤA族元素原子最外层np3半充满稳定结构,因此出现反常现象,故B错误;碱金属元素的第一电离能远小于第二电离能,但是其他主族元素则不一定,故C错误。

3.下列说法不正确的是 (　　)

A.ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小,而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衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度

C.碳原子由1s22s22p2转化成1s22s12p3的这一过程中吸收能量

D.NaH的存在能支持可将氢元素放在ⅦA族的观点

【解析】选A。A项,主族元素的电负性,从上到下都是逐渐减小,错误;B项,电负性大的元素非金属性较强,反之金属性强,正确;C项,C原子电子由2s跃迁到2p,由低能级到高能级,吸收能量,正确;D项,NaH中H元素的化合价为-1价,与ⅦA族的最低负价相同,正确。

4.X和Y是原子序数大于4的短周期元素,Xm+和Yn-两种离子的核外电子排布相同,下列说法中正确的是(　　)

A.X的原子半径比Y小

B.X和Y的核电荷数之差为m-n

C.电负性X>Y

D.第一电离能X<Y

【解析】选D。Xm+和Yn-的核外电子排布相同,可知X位于Y所在周期的下一周期。A项,原子半径:X>Y;B项,X和Y的核电荷数之差为m+n;C项,电负性:Y>X。

5.下列叙述正确的是 (　　)

A.通常,同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大

B.同一主族元素的原子半径越大,第一电离能越小

C.同一元素的第一电离能一定远远大于其第二电离能

D.主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数都和它的族序数相等

【解析】选B。通常,同周期元素中碱金属元素第一电离能最小,稀有气体元素最大,故A错;同主族元素随着原子序数的增加,原子半径增大,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小,故B正确;同一元素不同电子层上的电子的电离能往往相差较大,同一电子层上的电离能相差不是很大,C错;主族元素的原子形成单原子离子时的最高化合价数不一定和它的族序数相等,如F、O,故D错。

6.(2020·晋城高二检测)下列各元素,最易形成离子化合物的是 (　　)

①第3周期第一电离能最小的元素　②价电子构型为2s22p6的元素　③2p能级为半充满的元素　④电负性最大的元素

A.①②   B.③④   C.②③    D.①④

【解析】选D。第3周期第一电离能最小的元素是钠,易失去电子;价电子构型为2s22p6的元素是氖,化学性质不活泼;2p能级为半充满的元素是氮,是非金属元素;电负性最大的元素是氟,非金属性最强,故最易形成离子化合物的是钠和氟。

7.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:

①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;

③1s22s22p3;④1s22s22p5

则下列有关比较中正确的是 (　　)

A.第一电离能:④>③>②>①

B.原子半径:④>③>②>①

C.电负性:④>③>②>①

D.最高正化合价:④>③=②>①

【解析】选A。由电子排布式可知①为S,②为P,③为N,④为F。第一电离能为④>③>②>①,A正确;原子半径应是②最大,④最小,B不正确;电负性应是④最大,②最小,C不正确;F无正价,②③最高正化合价为+5,①的最高正化合价为+6,D不正确。

8.(2021·青岛高二检测)如图所示化合物是一种常见的储氢材料,其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z处于不同周期。下列叙述错误的是              (　　)

A.第一电离能:X>Y

B.原子半径:Z>Y

C.Y的最高价氧化物的水化物是一元强酸

D.Z与X可形成离子化合物ZX

【解析】选C。X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,且X、Y、Z处于不同周期,即分别处于第一、第二、第三周期,则X为H元素,结合图示可知Z为+1价阳离子,则Z为Na,而Y位于第二周期,Y形成4条键且阴离子带1个单位负电荷,故Y原子最外层电子数为8-4-1=3,故Y为B元素。第一电离能H>B,故A正确;Y为B元素、Z为Na,同周期自左而右原子半径减小,同主族自上而下原子半径增大,故原子半径Na>B,故B正确;Y为B元素,非金属性比碳弱,故Y的最高价氧化物的水化物属于弱酸,故C错误;Z为Na元素、X为H元素,二者可形成离子化合物NaH,故D正确。

9.某元素的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为740、1 500、7 700、10 500、13 600、

18 000、21 700,当它与足量氯气反应时最可能生成的阳离子是 (　　)

A.X+    B.X2+    C.X3+    D.X4+

【解析】选B。可以根据电离能数据判断其最高正价。I3≫I2,说明易失去2个电子达稳定结构,为+2价,离子符号为X2 +。

10.(双选)(2021·沧州高二检测)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,元素Y是地壳中含量最多的元素,X与Z同主族且二者可形成离子化合物,W的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法正确的是              (　　)

A.电负性:X<W<Y

B.第一电离能:Z<W<Y

C.元素W的含氧酸均为强酸

D.Z的氧化物对应的水化物为弱碱

【解析】选A、B。短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,元素Y是地壳中含量最多的元素,则Y为O;W最外层电子数是其电子层数的2倍,其原子序数大于O,则W为S元素;X与Z同主族且二者可形成离子化合物,则X为H,Z为Na元素,以此分析解答。同一周期从上到下电负性逐渐减弱,H的电负性小于O、S元素,则电负性:X<W<Y,故A正确;同主族自上而下第一电离能逐渐减小,同周期碱金属元素的第一电离能最小,则第一电离能:Z<W<Y,故B正确;W为S元素,S的含氧酸中,硫酸为强酸,但亚硫酸不是强酸,故C错误;Z的氧化物对应的水化物为NaOH,NaOH为强碱,故D错误。

【补偿训练】

　　现有三种元素A、B、C,其电负性数值分别为2.1、0.9、3.0,则对这三种元素及其所形成的化合物的说法不正确的是              (　　)

A.三种元素中只有B元素为金属元素

B.A、C两元素的单质的氧化性:C>A

C.A元素与C元素之间形成离子键

D.B元素与C元素之间形成离子键

【解析】选C。一般电负性大于2.0的为非金属元素,小于2.0的为金属元素,B元素为金属元素,A、C元素为非金属元素,A正确;一般电负性越大,其单质的氧化性越强,则氧化性C>A,B正确;形成化学键时,电负性差大于1.7的为离子键,小于1.7的为共价键,A、C元素之间形成共价键,B、C元素之间形成离子键,C错误,D正确。

二、非选择题(本题包括2小题,共20分)

11.(10分)(2020·承德高二检测)回答下列问题:

(1)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为____________________________(用元素符号表示)。 

(2)在第2周期的元素中,基态原子的第一电离能小于硼的元素有________种。 

(3)现有原子序数小于20的元素A,其各级电离能数据如下(In单位×102 kJ·mol-1)。

①外层电子离核越远,能量越高,电离能越________(填“大”或“小”)。 

②上述11个电子分属________个电子层。 

③失去了11个电子后,该元素还有________个电子。 

④该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是_______________________。 

【解析】(1)同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族元素,价电子排布为ns2np3,3p轨道为半充满,稳定结构。As的第一电离能大于Se,小于Br的第一电离能。

(2)同一周期的元素,从左到右,元素的第一电离能总体上呈现从小到大的变化趋势,硼元素的左侧有锂、铍两种元素,硼的价电子排布为2s22p1,由于铍元素的价电子排布为2s2,原子轨道为全满状态,因此铍的第一电离能要大于硼,故第一电离能小于硼的只有锂元素。

(3)该元素电离能的第一个突跃发生在I2、I3之间,说明该元素最外层有2个电子,价电子排布为ns2,该元素可以失去的电子能达到11个,故前20号中只有镁符合要求。故其电子排布应该为1s22s22p63s2。

答案:(1)Br>As>Se　(2)1　(3)①小　②3　③1　

④Mg(OH)2

12.(10分)下列给出14种元素的电负性:

请运用元素周期律知识完成下列问题:

(1)同一周期中,从左到右,元素的电负性________;同一主族中,从上到下,元素的电负性________。所以,元素的电负性随原子序数递增呈________变化。 

(2)短周期元素中,电负性最大的元素是________,电负性最小的元素是________,由这两种元素形成的化合物属于________化合物,用电子式表示该化合物的形成过程:________________________________。 

(3)表中符合“对角线规则”的元素有Li和______________、Be和________、B和________,它们的性质分别有一定的相似性,其原因是____________________。 

写出表示Be(OH)2两性的离子方程式 __________________________。 

【解析】(1)电负性是用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度;电负性越大非金属性越强,同一周期从左到右电负性逐渐增大,同一主族从上到下电负性逐渐减小,元素的电负性随原子序数的递增呈现周期性变化。

(2)短周期元素中电负性最大的元素为F,电负性最小的元素为Na,其化合物为NaF。

(3)表中符合对角线规则的元素为Li和Mg,Be和Al,B和Si它们的电负性数值相近,化学性质相似,如Al(OH)3具有两性,Be(OH)2也具有两性。

答案:(1)递增　递减　周期性

(2)F　Na　离子　

(3)Mg　Al　Si　电负性数值相近

Be(OH)2+2H+Be2++2H2O,

Be(OH)2+2OH-Be+2H2O

(20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题5分,共10分)

13.具有相同电子层结构的三种微粒An+、Bn-、C,下列分析正确的是 (　　)

A.原子序数的关系是C>B>A

B.微粒半径的关系是An+>Bn-

C.C一定是稀有气体元素的一种原子

D.原子半径的关系是A<C< B

【解析】选C。离子的电子层结构必定是稳定结构。An+、Bn-、C具有相同的电子层结构,则C原子一定具有稳定结构,即为稀有气体元素中的一种,可选C。分析An+、Bn-的电子层结构再转化为原子结构可知,A必定在C(即稀有气体)的后面,B必定在C的前面[称为“阴前阳下”(第一周期除外)],故A、B、C的原子序数关系A>C>B;又据“阴前阳下,径小序大”的规律可知,离子半径的关系为An+<Bn-。

14.(双选)(2021·泰安高二检测)W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大,W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,X与Z同主族,Z的价电子排布式为3s23p4,下列说法不正确的是              (　　)

A.与W生成的气态化合物的热稳定性:Z>Y

B.W与Li的原子半径:W>Li

C.X和Y的第一电离能:X>Y

D.X、Z、R的电负性:R<Z<X

【解析】选B、D。W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大,W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,说明W的原子序数小于Li,则W为H元素;X与Z同主族,Z的价电子排布式为3s23p4,二者位于ⅥA族,则X为O,Z为S元素;X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,X(O)的L层含有6个电子,则Y的M层含有4个电子,为Si元素;R的原子序数大于S,则R为Cl元素,以此分析解答。非金属性S>Si,则与W(H)生成的气态化合物的热稳定性:Z>Y,故A正确;同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:W<Li,故B错误;同一周期从左向右第一电离能呈增大趋势,同一主族从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能O>C>Si,即X>Y,故C正确;同一周期从左向右电负性逐渐增大,同一主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:S<Cl<O,即Z<R<X,故D错误。

二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

15.下表为元素周期表中的一部分,列出了10种元素在元素周期表中的位置。用化学符号回答下列各问题。

(1)10种元素中,第一电离能最大的是________(填元素符号,下同);电负性最小的金属是________。 

(2)①、③、⑤第一电离能大小顺序是________>________>________。⑧最高价氧化物对应水化物化学式为________________________,与①、⑤、⑧最高价氧化物对应的水化物两两反应的离子方程式为________________________

_____,________________________, ________________________。 

(3)①③⑤⑦四种元素形成的离子,离子半径由大到小的顺序是________>________>________>________。⑤与⑦形成的化合物是________化合物(填“离子”或“共价”);工业用电解法制⑤单质在阳极得________,阴极得________,当转移15 mol电子,阴极的产物为________g。 

(4)⑨元素原子价电子排布式为________,其最高正化合价为________。 

(5)用电子式表示第3周期元素中由电负性最小的元素和电负性最大的元素形成化合物的过程______________________________________________。 

【解析】根据表格所提供的元素的周期数和族数,可以确定元素的种类,①为Na,②为K,③为Mg,④为Ca,⑤为Al,⑥为C,⑦为O,⑧为Cl,⑨为Br,⑩为Ar。

答案:(1)Ar　K　(2)Mg　Al　Na　HClO4

H++OH-H2O　Al(OH)3+3H+Al3++3H2O

OH-+Al(OH)3[Al(OH)4]-

(3)O2-　Na+　Mg2+　Al3+　离子　O2　Al　135

(4)4s24p5　+7　(5)