这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质精品课后作业题
课时精练05 原子半径和电离能1．下列现元素中哪一个基态原子的第一电离能最大( )A．Be B．B C．N D．O【答案】C【解析】同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但是IIA>IIIA，VA>VIA，选项所给的四种元素处于同周期，N>O>Be>B，故选C。2．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是( )A．1s22s22p63s23p3 B．1s22s22p3 C．1s22s22p5 D．1s22s22p63s23p4【答案】A【解析】电子层数越多，一般原子半径越大，A、D中有3个电子层，B、C中有2个电子层；电子层数相同，原子序数越大，有效核电荷数越大，原子半径越小，A与D比较，D的核电荷数大，半径小。3．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；同周期主族元素，原子序数增大，原子半径减小。4．下列关于粒子半径大小关系的判断不正确的是( )①r(Li＋)
Mg(OH)2。16．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。根据表中所列数据判断错误的是( )A．元素X的常见化合价是+1价B．元素Y是ⅢA族的元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应【答案】D【解析】X、Y是主族元素，I为电离能，X第一电离能和第二电离能差距较大，说明X为第IA族元素；Y第三电离能和第四电离能差距较大，说明Y为第IIIA族元素，X的第一电离能小于Y，说明X的金属活泼性大于Y。A项，X为第IA族元素，元素最高化合价与其族序数相等，所以X常见化合价为+1价，故A正确；B项，Y为第IIIA族元素，故B正确；C项，若元素X是Na与氯形成化合物时，化学式可能是NaCl，故C正确；D项，若元素Y处于第三周期，为Al元素，则它与冷水不反应，故D错误；故选D。17．第一电离能(I1)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。如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。下列说法中不正确的是 ( )A．分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，可推断在Na~Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为NaI1 (Al)的原因是_______。(2)同一周期由左向右元素第一电离能的变化特点是_______ ；第二周期元素(原子序数3-10)具有类似的变化规律，可见各周期元素第一电离能的这种变化特点体现了元素性质的_______变化规律。(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是_______。(4)根据上述变化特点，推测As、Se、Br三种元素第一电离能由大到小的顺序是_______。(5)已知第三周期某元素各级电离能数据如下，该元素是_______(填元素符号)。【答案】(1)镁原子的各能级处于全充满状态，比较稳定(2) 呈增大趋势 周期性(3)氩原子的最外层达到8电子稳定结构(4)Br>As>Se (5)Al【解析】(1)基态镁原子价电子排布式为3s2，而基态铝原子价电子排布式为3s23p1，可见镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，没有镁稳定，导致I1(Mg)>I1 (Al)；(2)由图中数据可知，同周期元素由左向右元素第一电离能第一电离能增大，体现元素性质的周期性变化规律；(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是氩原子的最外层达到8电子稳定结构；(4)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故三种元素第一电离能由大到小的顺序为：Br>As>Se；(5)该元素为第三周期元素，而其第四电离能剧增，所以最外层电子数为3，故为Al。19．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量，设其为E，如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并完成下列问题。(1)写出14号元素基态原子的电子排布式___________。(2)用所学理论解释13号元素的E值比12号元素低的原因___________。(3)同一周期内，随着原子序数的增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是___________(填序号)。①E(砷)＞E(硒) ②E(砷)＜E(硒) ③E(溴)＞E(硒) ④E(溴)＜E(硒)(4)估计1mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围___________。(5)从原子结构的角度解释19号元素的E值比11号元素E值低的原因___________。【答案】(1) 1s22s22p63s23p2或者[Ne] 3s23p2(2)13号元素Al失去的是3 p1电子，12号元素Mg失去的是3s2电子，3p能级的能量比3s能级的能量高，易失去。或12号元素Mg失去的是3s2是全充满结构，是相对稳定的结构(3)①③(4) 485＜E(Ca)＜738(5)Na和K都位于第ⅠA族，最外层电子数相同，但是电子层数：K＞Na，原子半径：K＞Na，原子核对电子的引力：Na＞K，E值：Na＞K；或K元素失去的4s能级上的电子，钠失去的是3s能级上的电子，4s能级电子的能量高，易失去，故E值：Na＞K【解析】(1)14号元素为Si，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p2或者[Ne] 3s23p2；(2)根据E的定义，13号元素为Al，基态原子排布式为1s22s22p63s23p1，12号元素为Mg，1s22s22p63s2，13号元素Al失去的是3p1电子，12号元素Mg失去的是3s2电子，3p能级的能量比3s能级的能量高，易失或12号元素Mg失去的是3s2是全充满结构，是相对稳定的结构；(3)根据分析图可知，同周期从左向右，E是增大趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，E(砷)＞E(硒)，E(溴)＞E(硒)；(4)根据分析图可知，同周期从左向右，E是增大趋势，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，同主族从上到下，E逐渐增大，485＜E(Ca)＜738；(5)Na和K都位于第ⅠA族，最外层电子数相同，但是电子层数：K＞Na，原子半径：K＞Na，原子核对电子的引力：Na>K，E值：Na>K；或K元素失去的4s能级上的电子，钠失去的是3s能级上的电子，4s能级电子的能量高，易失去，故E值：Na>K。20．随着能源技术的发展，科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。(1)基态Li原子中电子占据最高能级的符号是____，占据该能级电子的电子云轮廓图的形状为____形。(2)在周期表中，与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是____(填元素符号)。(3)部分元素的第一电离能(I1)如表所示。①碱金属的第一电离能与碱金属的金属性的联系是____。②Be的第一电离能比Li的大，从原子结构角度分析其原因是____。【答案】(1) 2s 球 (2)Mg(3) 从上到下，第一电离能越小，金属性越强 基态Be原子的核外电子排布式为1s22s2，2s2为全满结构、原子的能量较低，较稳定【解析】(1)Li是3号元素，根据构造原理可知基态Li核外电子排布式是1s22s1，则基态Li原子中电子占据最高能级的符号是2s；s能级电子的电子云轮廓图的形状为球形对称；(2)元素周期表中相邻元素有对角线相似性，Li位于第二周期第IA族，则在周期表中与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是第三周期第IIA的Mg元素；(3)①根据表格数据可知：同一周期元素随着原子序数的增大，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族元素，从上到下，随着原子核外电子层数的增多，元素的第一电离能越小，金属性越强；②根据表格数据可知：Be的第一电离能比Li的大，这是由于基态Be原子的核外电子排布式为1s22s2，2s2为s轨道的全满的稳定结构状态，原子的能量较低，因此原子较稳定。 I1I2I3I4I5I6I/(kJ·mol－1)5781 8172 74511 57814 83118 378I1I2I3I4……R7401 5007 70010 500 锂XYI1519502580I27 2964 5701 820I311 7996 9202 750I4—9 55011 600序号I1I2I3I4I5I6电离能7.64415.0380.12109.3141.2186.5序号I7I8I9I10I11…电离能224.9266.0327.9367.41 761…元素I1I2I3I4X496456269129543Y5781817274511575电离能I1I2I3I4…In/kJ·mol-15781817274511578…元素LiBeNaKI1(kJ·mol-1)520900496419
