人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质第2课时同步测试题

第2课时　元素周期律

课后·训练提升

基础巩固

1.下列原子半径最大的是(　　)。

A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p4

C.1s22s22p5 D.1s22s22p63s23p5

答案B

解析由核外电子排布式可知,A、B、C、D项中的四种原子分别是O、S、F、Cl,结合原子半径的递变规律可知,S原子半径最大。

2.下列四种粒子中,半径按由大到小顺序排列正确的是 (　　)。

①基态X的原子结构示意图:

②基态Y原子的价层电子排布式:3s23p5

③基态Z2-的轨道表示式:

④基态W原子有2个能层,电子式为·

A.①>②>③>④ B.③>④>①>②

C.③>①>②>④ D.①>②>④>③

答案C

解析由题意可知:X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F的粒子半径大小顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F),故C项正确。

3.在第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的元素种类数为(　　)。

A.1 B.2

C.3 D.4

答案C

解析一般来说,同一周期元素,从左到右,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其相邻元素的第一电离能。第二周期中,第一电离能介于B、N之间的元素有Be、C、O,共3种元素。

4.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是(　　)。

A.第一电离能:W>X>Y>Z

B.简单离子的还原性:Y>X>W

C.简单离子的半径:W>X>Y>Z

D.氢化物水溶液的酸性:Y>W

答案C

解析四种短周期主族元素,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,若X为第二周期元素原子,则X可能为Be或O;若X为第三周期元素原子,则均不满足题意。Z与X能形成淡黄色化合物Z2X2,该淡黄色化合物为Na2O2,则X为O元素,Z为Na元素;Y与W的最外层电子数相同,则Y为F元素,W为Cl元素。同一周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势,同一主族从上到下元素的第一电离能逐渐减小,故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na,A项错误;O、F、Cl三种元素的简单离子中,F-的还原性最弱,B项错误;通常电子层数越多,简单离子半径越大,相同结构的离子,原子序数越大,半径越小,故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+,C项正确;F元素的非金属性强于Cl元素的非金属性,则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子,在水溶液中HF不容易发生电离,故HCl的酸性强于HF的酸性,D项错误。

5.下列叙述中正确的是(　　)。

A.通常,同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大

B.在同一主族中,自上而下元素的第一电离能逐渐减小

C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子,其原子半径越大,第一电离能越大

D.主族元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值都和它的族序数相等

答案B

解析通常,同周期元素中第ⅠA族元素的第一电离能最小,0族元素的(稀有气体元素)最大,故A项错误。同主族元素自上而下,元素原子半径逐渐增大,失电子能力逐渐增强,第一电离能逐渐减小,B项正确,C项错误。主族元素的原子形成单核离子时的最高化合价数值不一定和它的族序数相等,如F、O,D项错误。

6.某主族元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是(　　)。

A.X元素的最高价态可能为+3价

B.X可能为第ⅤA族元素

C.X为第五周期元素

D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2+

答案A

解析结合题图知,主族元素X的第三电离能和第四电离能之间的差距最大,所以X元素原子的最外层有3个电子,X元素应属于第ⅢA族元素,但不能确定其所在周期序数,X元素在化合物中通常显+3价,A项正确,B、C项错误;X元素原子最外层有3个电子,在反应中容易失去电子,所以与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3+,D项错误。

7.下列说法正确的是(　　)。

A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大

B.V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大

C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小

D.O、F、Ne的电负性逐渐增大

答案C

解析Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级的能量比Mg的3s能级的能量高,故Al的第一电离能比Mg的小,A项错误。V、Cr、Mn的最外层电子数分别为2、1、2,B项错误。S2-、Cl-、K+的核外电子排布相同,原子序数越小,半径越大,C项正确。O、F位于同一周期,一般来说,同周期主族元素从左到右元素的电负性逐渐增大,Ne为稀有气体元素,Ne的电负性小于F的,D项错误。

8.如图所示是第三周期11~17号元素某种性质变化趋势的柱形图,y轴表示的可能是(　　)。

A.第一电离能

B.电负性

C.原子半径

D.元素的金属性

答案B

解析第三周期元素的第一电离能从左到右有增大趋势,但Mg、P反常,A项错误。11~17号元素的原子半径逐渐减小,电负性逐渐增大,金属性逐渐减弱,B项正确,C、D项错误。

9.(1)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O的电负性由大至小的顺序是　　　　　　　。 

(2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子排布;C、D为同周期元素,C元素基态原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素基态原子最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是　　　　(填元素符号)。 

(3)CH4和CO2所含的三种元素的电负性从小到大的顺序为　　　　。 

(4)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期元素基态原子未成对电子数与基态Ni原子相同且电负性最小的元素是　　　　。 

答案(1)O>Ge>Zn

(2)O

(3)H<C<O

(4)C

解析(1)Zn和Ge为同周期元素,Ge在Zn的右边,因此Ge的电负性比Zn的大;O为活泼的非金属元素,电负性强于Ge和Zn,因此三者的电负性由大到小的顺序为O、Ge、Zn。(2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,C、D为同周期元素,C元素基态原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C为P元素,D为Cl元素;A2-和B+具有相同的电子排布,则A为O元素,B为Na元素。一般来说,元素的非金属性越强,元素的电负性越大,则四种元素中电负性最大的是O元素。(3)一般来说,元素的非金属性越强,则电负性越大,故H、C、O三种元素的电负性依次增大。(4)基态Ni原子的价层电子排布为3d84s2,3d能级上有2个未成对电子。第二周期元素基态原子中未成对电子数为2的有C、O,其中C的电负性小。

10.现有核电荷数小于18的元素A,其电离能数据如下表所示[I1表示失去第1个电子的电离能,In(n=2,3,4,5,6,7,8,9,10,11)表示失去第n个电子的电离能,单位为eV]。

(1)外层电子离核越远,能量越高,电离能越　　　　(填“大”或“小”);阳离子所带电荷数越多,在失去电子时,电离能越　　　(填“大”或“小”)。 

(2)上述11个电子分属　　　　个能层。 

(3)失去11个电子后,该元素还有　　　　个电子。 

(4)该元素的最高价氧化物的水化物的化学式是　　　　。 

答案(1)小　大

(2)3

(3)1

(4)Mg(OH)2

解析(1)电子离核越远,能量越高,受原子核的吸引作用越小,失去电子越容易,则电离能越小;阳离子所带电荷数越多,离子半径越小,原子核对核外电子的吸引作用越大,失电子越难,则电离能越大。

(2)根据题目数据知,I1、I2较小,I3突然增大,说明最外层有2个电子,I3到I10变化较小,但I11突然增大,说明次外层有8个电子,又由于核电荷数小于18,所以A为Mg,核外有3个能层。

(3)Mg元素的原子失去11个电子后,还有1个电子。

(4)Mg元素的最高价氧化物的水化物为Mg(OH)2。

能力提升

1.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.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大

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

D.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大

答案B

解析A项正确,钾元素与钠元素位于同主族,元素的第一电离能越小,金属性越强。B项错误,同一周期元素中,第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的,第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族的。C项正确,最外层电子排布为ns2np6和1s2的原子是稀有气体元素的原子,本身已达稳定结构,第一电离能较大。D项正确,因为原子失电子后带正电荷,电子越来越难失去,尤其是达到稳定结构以后。

2.具有下列电子层结构的基态原子,其第一电离能由大到小排列正确的是(　　)。

①3p轨道上只有一对成对电子的基态原子;②价层电子排布为3s23p6的基态原子;③其3p轨道为半充满的基态原子;④正三价的阳离子结构与氖相同的基态原子。

A.①②③④ B.③①②④

C.②③①④ D.②④①③

答案C

解析①3p轨道上只有一对成对电子的基态原子为S;②价层电子排布为3s23p6的基态原子为Ar;③3p轨道半充满的基态原子为P;④正三价的阳离子结构与氖相同的基态原子为Al。已知同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,第ⅢA族和第ⅥA族反常,同周期稀有气体元素的第一电离能最大;所以第一电离能由大到小排列为Ar>P>S>Al,即第一电离能由大到小排列为②③①④。

3.同周期两种主族元素X、Y的逐级电离能(I)数据如下表所示。下列有关说法正确的是 (　　)。

A.电负性:X<Y

B.单质与水反应剧烈程度:X<Y

C.X基态原子的最外层电子数为1

D.Y的最高化合价为+2价

答案A

解析根据元素的逐级电离能数据可以看出,X元素的第三电离能数据明显增大,说明X元素基态原子最外层有两个电子,X属于第ⅡA族元素;Y元素的第四电离能数据明显增大,说明Y元素基态原子最外层有三个电子,Y属于第ⅢA族元素,又因为两者属于同周期元素,故Y在X的右边。一般来说,同周期元素从左向右,元素的电负性逐渐增大,故电负性:X<Y,A项正确。同周期元素从左向右,元素金属性逐渐减弱,其单质与水或酸反应的剧烈程度逐渐减弱,故与水反应的剧烈程度:X>Y,B项错误。X属于第ⅡA族元素,其原子的最外层电子数为2,C项错误。Y属于第ⅢA族元素,故Y的最高化合价为+3价,D项错误。

4.A、B均为主族元素,A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,有关两元素的下列叙述:①原子半径A<B;②离子半径A>B;③原子序数A>B;④原子最外层电子数A<B;⑤A的正化合价与B的负化合价的绝对值一定相等;⑥A的电负性小于B的电负性;⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的是              (　　)。

A.①②⑦ B.③④⑥

C.③⑤ D.③④⑤⑥⑦

答案B

解析“A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构”,则A元素在B元素的下一周期。①错误,因A原子半径大于同一主族的上一周期元素的原子的半径,该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径,所以原子半径A>B;②错误,离子具有相同的电子层结构时,核电荷数越大,离子半径越小;⑦错误,A的第一电离能小于B的第一电离能。

5.下表是元素周期表的一部分,表中的字母分别代表一种化学元素。

(1)上表第三周期元素中第一电离能(I1)最大的是　　　(填字母,下同),c和f的I1大小关系是　　　　　>　　　　。 

(2)上表13种元素中,原子中未成对电子数最多的是　　　　,写出该元素基态原子的核外电子排布式:　　　　　　　　　　。 

(3)根据下表所提供的电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列问题。

①表中X可能为上述13种元素中的　　　元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式:　　　　　　　　。 

②Y是元素周期表中第　　　　　族的元素。 

③上述13种元素中,　　　　元素基态原子失去核外第一个电子需要的能量最多。 

答案(1)m　c　f

(2)i　1s22s22p63s23p3

(3)①a　Na2O、Na2O2　②ⅢA　③m

解析(1)题给周期表中所列13种元素a~m分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar,其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar位于第三周期,原子结构最稳定的是Ar,故其I1最大;Mg的I1比Al的I1大。(2)i元素基态原子的最外层电子排布为3s23p3,有3个未成对电子,未成对电子数最多。(3)①由表中数据可以看出,锂和X的I1均比I2小很多,说明X与Li同主族,且X的I1比Li的I1更小,说明X的金属性比锂的强,则X为Na(即a)。②由Y的电离能数据可以看出,它的I3比I4小得多,故Y属于第ⅢA族元素。③稀有气体元素m的基态原子最外层已达到稳定结构,失去核外第一个电子所需能量最多。

6.下表是某些元素的电负性数值(用X表示):

已知:两成键元素间电负性差值大于1.7时,一般形成离子键;两成键元素间电负性差值小于1.7时,一般形成共价键。

(1)通过电负性数值的变化规律,确定Mg、N的X值范围:　　　　<X(Mg)<　　　　;　　　<X(N)<　　　　。 

(2)推测X值与同周期、同主族元素原子半径的关系为　　　　　　　　　。 

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

(4)根据X值,试推断AlBr3中化学键的类型为　　　　　　　　　。 

(5)预测元素周期表中X值最小的元素(放射性元素除外)是　　　　(填元素符号)。 

答案(1)0.9　1.5　2.5　3.5

(2)同周期、同主族元素原子半径越大,X值越小

(3)O

(4)共价键

(5)Cs

解析(1)通过表中数据分析可知同周期主族元素从左到右,元素的X值逐渐增大,同主族从上到下,元素的X值逐渐减小,可判断X(Na)<X(Mg)<X(Al),且X(Be)>X(Mg),故0.9<X(Mg)<1.5。同理,X(C)<X(N)<X(O),即2.5<X(N)<3.5。(2)通过思考同周期主族元素、同主族元素原子半径的变化与X值的变化可得出结论。(3)根据元素的电负性越大,其原子对键合电子的吸引力越大,在所形成的化合物中为键合电子偏向的一方,由X(O)=3.5>X(S)=2.5知,共用电子对偏向O原子。(4)根据表中数据的变化规律可得X(Br)<X(Cl),因此X(Br)-X(Al)<X(Cl)-X(Al)=3.0-1.5=1.5<1.7,故AlBr3中的化学键为共价键。(5)根据X值的变化规律,X值最小的元素在元素周期表的左下角,但要注意放射性元素除外,故为Cs(铯)。