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同步达标检测题

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第2课时 元素周期律
一、选择题
1．（2022·北京东城区高二上学期期末）下列各组元素中，电负性依次减小的是
A．F、N、OB．Cl、C、FC．As、N、HD．Cl、S、As
【答案】D
【解析】A项，元素周期表中，同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，则F＞O＞N，错误；B项，同主族元素从上到下，电负性逐渐减弱，则F＞Cl，错误；C项，同主族元素从，上到下，电负性逐渐减弱，则N＞As，错误；D项，元素周期表中，同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，则Cl＞S＞P＞As，故Cl＞S＞As，正确。
2．（2023·山东青岛市高二期末）下列价电子排布对应的基态原子中，电负性最大的是
A．2s22p1B．2s22p3C．2s22p4D．3s23p4
【答案】C
【解析】可以先根据价电子排布推出具体的原子，再比较电负性。
选项中A～D对应的元素分别为B、N、O、S；其中电负性最大的是O；答案选C项。
3．（2022·北京大兴区高二上学期期末）对Na、Mg、Al有关性质的叙述中，不正确的是
A．金属性：Na＞Mg＞AlB．电负性：Na＜Mg＜Al
C．第一电离能：Na＜Mg＜AlD．还原性：Na＞Mg＞Al
【答案】C
【解析】A项，Na，Mg，Al位于同一周期，金属性从左至右，逐渐减小，正确；B项，同一周期元素，电负性从左至右逐渐增大，正确；C项，同一周期，第一电离能从左至右呈增大趋势；此外需要注意同一周期，第一电离能的特殊情况：ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，故第一电离能：Na＜Al＜Mg，错误；D项，Na，Mg，Al位于同一周期，还原性从左至右，逐渐减小，正确。
4．（2022·福建漳州市三模节选）下列状态的C微粒中，电离最外层一个电子所需能量最大的是
A．[Ar]3d74s2B．[Ar]3d74s1C．[Ar]3d74s14p1D．[Ar]3d74p2
【答案】B
【解析】C的基态电子排布式为[Ar]3d74s2，A项，要电离最外层一个电子所需能量为I1，B项，所需能量为I2，I2＞I1，C、D为激发态，所需能量更低，故选B项。
5．（2023·四川乐山市沫若中学高二上学期第一次月考）元素周期表中，第二周期第一电离能比较，介于硼和氮之间的元素有几种
A．1B．2C．3D．4
【答案】C
【解析】第一电离能一般变化规律：周期表往右往上第一电离能逐渐增大，出现反常的有：IIA、VA价电子属于全满、半满稳定结构，第一电离能比相邻原子大，故B＜Be(IIA)＜C＜O＜N(VA)，所以介于B、N之间的有三种元素，故答案选C项。
6．（2022·安徽淮北师大附中高二下学期第一次月考）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(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……
【答案】B
【解析】A项，钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，所以钾的活泼性强于钠，正确；B项，同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素，错误；C项，最外层电子排布为ns2np6（若只有K层时为1s2）的原子达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，正确；D项，对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，正确。
7．（2023·北京东城区高二期末改编）按照F、Cl、Br的顺序，下列叙述正确的是
A．第一电离能依次减小B．原子半径依次减小
C．电负性依次增大D．对应氢化物分子中的稳定性依次增大
【答案】A
【解析】
A项，F、Cl、Br为同一主族元素，同主族元素，从上到下电离能依次减小，正确；B项，同主族元素从上到下原子半经依次增大，错误；C项，同主族元素从上到下，电负性依次减弱，错误；D项，同主族自上而下非金属逐渐减弱，对应氢化物稳定性依次减弱，错误。
8．（2023·江苏省阜宁中学高二上学期期中）有反应NaCN＋H2O2＋H2O＝NaHCO3＋NH3。下列说法正确的是
A．第一电离能大小：I1(N)＜I1(O)B．电负性大小：χ(O)＜χ(C)
C．热稳定性：NH3＜H2OD．离子半径：r(Na＋)＞r(O2－)
【答案】C
【解析】A项，氮原子的价电子排布式是2s22p5，p电子处于半充满状态，较稳定，氧原子的价电子排布式是2s22p6，所以第一电离能大小：I1(N)＞I1(O)，错误；B项，同一周期，从左到右，元素电负性逐渐增大，所以χ(C)＜χ(O)，错误；C项，非金属性越强，其元素形成的简单氢化物越稳定，所以非金属性：O＞N，热稳定性NH3＜H2O，正确；D项，微粒半径大小比较的方法如下：电子层越多，半径越大，电子层数一样，核电荷数越大，半径越小。钠离子和氧离子的电子层数一样多，钠离子的核电荷数大，半径小，故r(Na＋)＜r(O2－)，错误。
9．（2023·北京朝阳区高二上学期期末）下列所述的粒子(均为36号以前的元素)，按原子半径由大到小的顺序排列正确的是
①基态X原子的结构示意图为
②基态Y－的价电子排布式为3s23p6
③基态Z2－的轨道表示式为
④基态E＋的最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数
A．②＞③＞①B．④＞③＞②C．③＞②＞④D．④＞②＞③
【答案】B
【解析】①X为F元素，②Y为Cl元素，③Z为S元素，④E为K元素，根据元素周期律，判断原子半径K＞S＞Cl＞F，即④＞③＞②＞①。
A项，原子半径③＞②＞①，错误；B项，原子半径④＞③＞②，正确；C项，原子半径④＞③＞②，错误；D项，原子半径④＞③＞②，错误。
10．（2023·山东潍坊市·高二期末）以下有关元素性质的说法中错误的是
A．元素电负性：Na＜P＜OB．第一电离能：S＞P＞Si
C．最高化合价：Mn＞Cr＞VD．离子半径：Cl－＞K＋＞Na＋
【答案】B
【解析】A项，元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：Na＜P＜O，所以元素的电负性由小到大的顺序为：Na＜P＜O，正确；B项，一般情况下，同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，但第IIA、第VA元素的原子核外电子处于原子轨道的全满、半满的稳定状态，失去电子消耗的能量比相邻元素大，所以第一电离能由大到小的顺序为：P＞S＞Si，错误；C项，Mn元素最高为＋7价，Cr元素最高为＋6价，V元素最高为＋5价，所以元素的最高化合价由高到低的顺序为：Mn＞Cr＞V，正确；D项，离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层结构相同时，离子的核电荷数越大，离子半径越小。Cl－、K＋核外有3个电子层，Na＋核外有2个电子层，所以离子半径由大到小的顺序为：Cl－＞K＋＞Na＋，正确。
11．（2022·北京顺义区高二上学期期末）如图是第三周期主族元素的某些性质随原子序数变化的柱形图，则y轴可表示
①第一电离能 ②电负性 ③原子半径 ④简单离子半径 ⑤最高正化合价
A．①②③④⑤B．①②③⑤
C．②③④⑤D．②⑤
【答案】D
【解析】①Mg的3s电子全满为稳定结构，P的3p电子半满为稳定结构，则电离能大于相邻的元素，与图象不符，①错误；②随原子序数的增大，元素的非金属性增强，则元素的电负性增强，则y轴可表示电负性，②正确；③随原子序数的增大，原子半径减小，与图象不符，③错误；④同一周期中，核电荷数越大金属离子及非金属离子半径越小，④错误；⑤第三周期主族元素的最外层电子数逐渐增多，最高正化合价逐渐增大，则y轴可表示最高正化合价，⑤正确；故选D项。
12．（2023·四川绵阳市高二上学期期末摸底）中国科学家首次在月球上发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。嫦娥石发现于嫦娥五号月壤的玄武岩碎屑中，是新的磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钘石。下列说法正确的是
A．原子半径：r(Na)＜r(Mg)＜r(P)＜r(Ca)B．金属性：Ca＞Mg＞Na
C．第一电离能：I1(P)＞I1(Mg)＞I1(Na)D．电负性：χ(P)＞χ(Ca)＞χ(Mg)
【答案】C
【解析】A项，钠、镁、磷为同周期元素原子，原子半径r(Na)＞r(Mg)＞r(P)，错误；B项，Na、Mg是同周期，金属性Na＞Mg，错误；C项，Na、Mg、P同周期元素，第一电离能I1(P)＞I1(Mg)＞I1(Na)，正确；D项，元素的非金属性越强，电负性越强，元素的非金属性：P＞Mg＞Ca，所以电负性χ(P)＞χ(Mg)＞χ(Ca)，错误。
13．（2022·安徽淮北师大附中高二下学期第一次月考）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】A项，Mg的最外层为3s电子全满，稳定结构，难以失去电子，第一电离能最大，Na的最小，错误；B项，V、Cr、Mn的最外层电子排布遵循电子排布能量规律，三者的最外层电子数均为2，错误；C项，由于S2﹣、Cl﹣、K＋的核外电子排布相同，且原子序数越小，半径越大，正确；D项，O、F位于同一周期，同周期元素从左到右元素的电负性依次增大，Ne为稀有气体元素，电负性小于F，错误。
14．（2023·福建龙岩第一中学高二下学期第一次月考）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
【答案】A
【解析】根据元素的电子排布式，①是S、②是P、③是N、④是F。
A项，根据元素周期律，同一周期从左向右，元素的第一电离能逐渐增大，同主族从上向下，电离能减小，且第三周期存在反常情况：P＞S，因此，第一电离能关系为：F＞N＞P＞S，即④＞③＞②＞①，正确；B项，原子半径的变化规律为：同主族从上向下，原子半径增大，同周期从左向右，原子半径减小，因此F(④)半径最小，(②)P半径大于(③)N，错误；C项，同周期元素从左向右，元素电负性逐渐增大，即S(①)＞P(②)，错误；D项，元素的最高正价等于其族序数，F(④)无正价，因此关系为：S(①)＞P(②)＝N(③)，错误。
15．（2023·福建龙岩第一中学高二下学期第一次月考）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·ml－1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是
①R的最高正价为＋3价 ②R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素位于元素周期表中第ⅡA族
A．①②B．②③C．③④D．①④
【答案】C
【解析】某短周期元素R的第三电离能剧增，说明该原子最外层有2个电子，处于IIA族，该原子存在第五电离能，说明核外电子数数目大于4，故R为Mg元素。
①R为Mg元素，R的最高正价为＋2价，①错误；②R为Mg元素，1s2s22p63s2，②错误；③R元素最外层电子排布式为3s2，为全满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻的元素Al，③正确；④R为Mg元素(1s2s22p63s2)，原子核外最外层共有2个电子，位于元素周期表中第ⅡA族，④正确；综上所述可知：元素R的判断中一定正确的叙述序号是③④，故选C项。
二、填空题
16．（2023·甘肃平凉市静宁县第一中学高二期末）根据表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·ml－1)，回答下列问题：
（1）在周期表中，最可能处于同一族的是_______(填序号，下同)。
A．Q和RB．S和TC．T和UD．R和TE．R和U
（2）下列离子的氧化性最弱的是______
A．S2+B．R+C．T3+D．U+
（3）下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是_____
A．硼B．铍C．氦D．氢
（4）T元素最可能是_______区元素，其氯化物的化学式为__________。
（5）每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，这一事实从一个侧面说明了原子核外_______，如果U元素是短周期的元素，你估计它的第二次电离能飞跃数据将是第_______个。
（6）如果R、S、T是同周期的三种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是_________________，其中元素_______的第一电离能反常高的原因是___________________________________________________。
【答案】（1）E （2）D （3）C （4）p TCl3 （5）电子分层排布，各能层能量不同 10 （6）R＞S＞T S S的第一电离能失去的是s能级的电子，s能级为全充满稳定结构，能量较低，故第一电离能反常高。
【解析】由表中数据元素的电离能可以看出，Q的电离能很大，可能为零族元素，R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2，T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3。
（1）以上五种元素中，最可能为同族元素的是R和U，故填E；（2）电离能最小，离子的氧化性最弱，从表中数据可以看出，U的电离能最小，则U＋氧化性最弱，故填D；（3）Q元素电离能很大，可能为0族元素，同族元素性质相似，故填C；（4）T元素的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最可能为p区元素，其氯化物的化学式为TCl3，故填p、TCl3；（5）根据表中数据可以看出，每失去一个电子所吸收的能量不同，从侧面证明了原子核外电子分层排布，各能层能量不同；如果U为短周期元素，根据表中数据可知其为第IA族元素，且原子序数大于4，为Na，第二次电离能飞跃是在失去最内层电子时，即第10个电子时出现电离能飞跃，故填电子分层排布，各能层能量不同、10；（6）R元素最外层电子数为1，S元素最外层电子数为2，T元素的最外层电子数为3。若R、S、T是同周期的3种主族元素，则它们的原子序数由小到大的顺序是R＜S＜T，其中由于S的第一电离能失去的是s能级的电子，s能级为全充满稳定结构，能量较低，故第一电离能反常高，故填S。
17．（2023·广东揭阳市高二上学期期末）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）③原子的核外电子轨道表示式是___________________。
（2）写出元素⑩的一价离子的核外电子排布式：_______________________，该元素属于_______区元素。
（3）在标号的主族元素中，电负性最大的是_______(填元素符号)。
（4）元素④⑥⑦的气态氢化物热稳定性由强到弱的顺序为：_______________________(填化学式)。
（5）已知周期表中存在对角相似规则，如②与⑤在周期表中处于对角线位置则化学性质相似，②的氧化物、氢氧化物也有两性，写出②的氢氧化物与⑨的氢氧化物反应的化学方程式___________________________。
【答案】（1） （2）1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 ds （3）O （4）H2O＞H2S＞PH3 （5）Be(OH)2＋2NaOH＝Na2BeO2＋2H2O
【解析】由题干提供的部分元素周期表可知，①为H，②为Be，③为N，④为O，⑤为Al，⑥为P，⑦为S，⑧为Ar，⑨为Na，⑩为Cu，据此分析解题。
（1）由题干信息可知，③为N，则③原子的核外电子轨道表示式是，故答案为：；（2）由题干信息可知，⑩为Cu，故元素⑩的一价离子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，该元素属于ds区元素，故答案为：1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；ds；（3）同一周期，从左往右，元素电负性依次增强；同一主族，从上往下，元素电负性依次减弱；故在标号的主族元素中，电负性最大的是O，故答案为：O；（4）由题干信息可知，④为O、⑥为P、⑦为S；同一周期，从左往右，元素非金属性依次增强；同一主族，从上往下，元素非金属性依次减弱，元素非金属性越强，其气态氢化物稳定性越强，故元素④⑥⑦的气态氢化物热稳定性由强到弱的顺序为：H2O＞H2S＞PH3，故答案为：H2O＞H2S＞PH3；（5）由题干信息可知，②为Be、⑨为Na，②的氧化物、氢氧化物也有两性，故②的氢氧化物[Be(OH)2]与⑨的氢氧化物（NaOH）反应的化学方程式为：Be(OH)2＋2NaOH＝Na2BeO2＋2H2O，故答案为：Be(OH)2＋2NaOH＝Na2BeO2＋2H2O。
18．（2023·北京东城区高二上学期期末）锂(Li)元素常用于电池制造业。
Ⅰ．对锂原子结构及其性质的研究
（1）基态Li原子的核外电子排布式为_____________，其处于元素周期表中的_______(填“s”、“d”、“ds”或“p”)区。
（2）基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，_______(填“吸收”或“释放”)能量。
（3）下图为元素(部分)的第一电离能(I1)与原子序数的关系。
从原子结构的角度解释I1(Li)＞I1(Na)的原因：___________________________________________________________。
Ⅱ．对锂离子电池的研究
钴酸锂(LiCO2)电池和磷酸铁锂(LiFePO4)电池是两种常见的新能源汽车电池。
（4）C3＋的电子排布式为[Ar]3d6，与_______(填“Fe”、“Fe2＋”或“Fe3＋”)具有相同的核外电子排布。
（5）Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是________________。
【答案】（1）1s22s1 s （2）吸收 （3）两者最外层电子数相同，Li的核外电子层数为2，钠的核外电子层数为3，则Li失去最外层电子需要吸收更多能量 （4）Fe2＋ （5）O＞P＞Li
【解析】（1）Li为第3号元素，基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1，最外层电子处于s能级，其处于元素周期表中的s区；（2）基态是能量最低的状态，基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，需要吸收能量；（3）Li原子的核外电子排布式为1s22s1，Na原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，两者最外层电子数相同，Li的核外电子层数为2，钠的核外电子层数为3，则Li失去最外层电子需要吸收更多能量，故I1(Li)＞I1(Na)；（4）C3＋的电子排布式为[Ar]3d6，其核外电子数为24，Fe为第26号元素，失去两个电子后和C3＋具有相同的核外电子排布，则具有相同的核外电子排布粒子应为Fe2＋；（5）非金属性越强，电负性越强，Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是：O＞P＞Li。I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2080
4000
6100
9400
R
500
4600
6900
9500
S
740
1500
7700
10500
T
580
1800
2700
11600
U
420
3100
4400
5900