高中化学人教版物质结构与性质第一章原子结构与性质学业分层测评4

学业分层测评(四)元素周期律(建议用时：45分钟)[学业达标]1．具有相同电子层结构的三种微粒An＋、Bn－和C，下列说法正确的是()A．原子序数关系：C＞B＞AB．离子半径关系：Bn－＜An＋C．C是稀有气体元素的原子D．原子半径关系：A＜B＜C【解析】An＋、Bn－、C具有相同的电子层结构，则其核外电子总数相等。设C的原子序数为z，则A的原子序数为z＋n，B的原子序数为z－n，则原子序数关系为A>C>B，A错。因An＋、Bn－具有相同的电子层结构，阴离子的半径大于阳离子的半径，即r(Bn－)＞r(An＋)，B错。An＋、Bn－都应具有稀有气体的电子层结构，C的电子层结构与An＋、Bn－相同，所以C必为稀有气体元素的原子；B、C为同一周期的元素，而A应处于B、C的下一周期，故A的原子半径应大于B。故C正确，D错误。【答案】C2．下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是()A．Na、K、Rb B．F、Cl、BrC．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋ D．Cl－、Br－、I－【解析】同主族元素，从上到下，原子半径(离子半径)逐渐增大，故A、B、D三项中的各微粒的半径逐渐增大；电子层数相同，核电荷数越大半径越小，Mg2＋、Al3＋电子层数相同但铝的核电荷数大，所以Al3＋的半径小，故C项不符合。【答案】C3．下列各组粒子半径大小的比较中，错误的是()A．K>Na>Li B．Na＋>Mg2＋>Al3＋C．Mg2＋>Na＋>F－ D．Cl－>F－>F【解析】A项，同一主族原子半径从上到下越来越大；B项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小；C项，与B项同理，应为Mg2＋<Na＋<F－；D项，Cl－比F－多一个电子层，Cl－>F－，F－比F多一个电子，故半径大小F－>F。【答案】C4．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)。I1I2I3I4……R7401500770010500……下列关于元素R的判断中一定正确的是()【导学号：90990024】A．R的最高正价为＋3价B．R元素位于元素周期表中第ⅡA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】由于I3≫I2，因此R的最高正价为＋2价，A错误；R元素最外层有2个电子，一定位于第ⅡA族，但R不一定是Be元素，故B正确，C、D错误。【答案】B5．第一电离能、第二电离能、第三电离能分别用I1、I2、I3表示，下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。元素I1/eVI2/eVI3/eV甲乙丙丁下列说法正确的是()A．甲的金属性比乙弱B．乙的化合价为＋1价C．丙一定是非金属元素D．丁一定是金属元素【解析】根据I2(甲)≫I1(甲)和I3(乙)≫I2(乙)以及甲、乙在第三周期可推知甲为Na，乙为Mg，金属性Na＞Mg，Mg的化合价为＋2价，因此A、B不正确；根据I1(丁)＞I1(丙)＞I1(Mg)可推知丙、丁为第三周期中原子序数大于Al的非金属元素，因此C正确，D错误。【答案】C6．下列是几种基态原子的电子排布，电负性最大的原子是()A．1s22s22p4 B．1s22s22p63s23p3C．1s22s22p63s23p2 D．1s22s22p63s23p64s1【解析】由元素的核外电子排布式可知，A为O元素，B为P元素，C为Si元素，D为K元素，根据电负性在周期表中的变化规律可知电负性最大的为O元素。【答案】A7．不能说明X的电负性比Y大的是()A．与H2化合时X单质比Y单质容易B．X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物酸性强C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来【解析】元素的非金属性越强，其电负性越大，A、B、D均能说明非金属性：X>Y，即说明电负性X>Y。【答案】C8．下列各组元素各项性质比较正确的是()A．第一电离能：B>Al>GaB．电负性：F>N>OC．最高正价：F>S>SiD．原子半径：P>N>C【解析】根据元素性质的变化规律可知B、Al、Ga为同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，A项正确；F、N、O电负性大小顺序应为F>O>N，B项错误；F无正化合价，C项错误；D项中正确顺序应为P>C>N。【答案】A9．现有四种元素基态原子电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3;④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是()【导学号：90990025】A．第一电离能：④＞③＞②＞①B．原子半径：②＞①＞④＞③C．电负性：④＞③＞②＞①D．最高正化合价：④＞①＞③＝②【解析】从电子排布式可以看出①是S②是P③是N④是F，第一电离能：F>N>P>S；原子半径：P>S>N>F；电负性：F>N>S>P；最高正化合价：S>N＝P>F。【答案】A10．分析下列图表，回答问题。(1)N、Al、Si、Ge四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：电离能I1I2I3I4…In/kJ·mol－15781817274511578…则该元素是________(填写元素符号)。(2)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。则M元素位于周期表的第________族。【解析】(1)因为I4≫I3，所以该元素原子最外层有3个电子，为铝元素。(2)元素M的各级电离能逐级增大，I1和I2差别较小，但I3≫I2＞I1，I3突跃式变大，即失去2个电子后，再失去电子变为＋3价阳离子却非常困难，说明元素M失去2个电子后达到稳定结构。【答案】(1)Al(2)ⅡA11．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量，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。【导学号：90990026】(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是__________________。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。(2)同周期内，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。试推测下列关系式中正确的是________。①E(砷)＞E(硒)②E(砷)＜E(硒)③E(溴)>E(硒)④E(溴)<E(硒)(3)估计1mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围：_____<E<_____。(4)10号元素E值较大的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)从H、Li、Na、K等可以看出，同主族元素随原子序数的增大，E值变小；H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性变化。(2)从第二、三周期可以看出，第ⅢA和第ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低，由此可以推测出E(砷)＞E(硒)、E(溴)>E(硒)。(3)根据同主族、同周期E值变化规律可以推测E(K)<E(Ca)<E(Mg)。(4)10号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。【答案】(1)随着原子序数增大，E值变小周期性(2)①③(3)485738(4)10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构12．碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。(1)第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是________。(2)从电负性角度分析，碳、氧和硅元素的非金属性由强至弱的顺序为________。(3)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为________。(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是________，Ge的最高价氯化物分子式是________。该元素可能的性质或应用有________(填序号)。A．是一种活泼的金属元素B．其电负性大于硫C．其单质可作为半导体材料D．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳(5)溴与氯能以________键结合形成BrCl，BrCl分子中，________显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为________________。【解析】(1)基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，原子中含有2个未成对电子，第二周期中基态元素原子中含有2个未成对电子的价电子排布式为2s22p2和2s22p4，分别为C和O，而O元素的电负性大于C。(2)根据同周期从左到右元素的电负性增大，同主族从上到下元素的电负性减小可知：电负性由强到弱顺序为O＞C＞Si。(3)由于元素电负性越大，吸引电子能力越强，根据电子对偏向情况可得电负性大小为C＞H＞Si。(4)锗是32号元素，核外有32个电子，基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的价电子数为4，所以其最高价为＋4价，氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素，但最外层电子数为4，金属性不强，故A错误；硫的电负性大于硅，硅的电负性大于锗，所以锗的电负性小于硫，故B错误；锗单质是一种半导体材料，故C正确；锗的电负性低于碳，但锗的第一电离能也低于碳，故D错误。(5)Br与Cl的电负性差别不大，所以BrCl分子中化学键为共价键，由于电负性Br<Cl，所以BrCl分子中Br显正电性，且BrCl与水反应的化学方程式为BrCl＋H2O=HCl＋HBrO。【答案】(1)碳(或C)(2)O＞C＞Si(3)C＞H＞Si(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4C(5)共价BrBrCl＋H2O=HCl＋HBrO[能力提升]13．在主族元素X、Y、Z中，X与Y两元素的原子核外电子层数相同，X的原子半径大于Y的原子半径，X与Z两原子的阳离子具有相同的电子层结构，Z的离子半径大于X的离子半径，则X、Y、Z三种元素的原子序数最大的是()A．X B．YC．Z D．无法判断【解析】由题意知，X、Y在同一周期，且原子序数X＜Y，因X与Z阳离子具有相同电子层结构，所以X、Z也在同一周期，Z阳离子半径大于X阳离子半径，所以原子序数X＞Z，故原子序数为Y＞X＞Z。【答案】B14．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是()A．X元素可能为＋4价B．X可能为非金属C．X为第五周期元素D．X与氯反应时最可能生成的阳离子为X3＋【解析】由图像知，该元素的I4≫I3，故该元素最外层有3个电子，易形成＋3价阳离子，A、B两项错误，D项正确；无法确定该元素是否位于第五周期，C项错误。【答案】D15．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常见化合价是＋1价B．元素Y是第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处于第三周期，它可与冷水剧烈反应【解析】根据表中提供的电离能的数据，可推断出X是第ⅠA族的元素，常见化合价是＋1价，和氯气化合形成XCl型的氯化物，Y是第ⅢA族的元素，选项A、B、C均正确。当Y处于第三周期时，是铝元素，不能和冷水反应，选项D错。【答案】D16．A～G是周期表中1～36号的元素，它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下。A原子的基态只有一种形状的电子云，并容易形成共价键；B的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；C与B同周期，其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素；D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子相同；C3－离子与E2＋离子具有相同的稳定的电子层结构；F元素在周期表中位于C元素的下一周期，其电负性在同周期元素中最大；G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。(1)A的元素符号为________，基态G原子的电子排布式为________________，与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有________(填元素符号)。(2)B、C、D三种元素第一电离能从大到小的顺序是________________(填元素符号，下同)，三种元素的电负性大小顺序为________________。(3)E与C元素形成的化合物的化学式为______，B和C形成的化合物B3C4中B显_____价。【解析】A为H元素，B为C元素，C为N元素，D为O元素，E为Mg元素，F为Cl元素，G为Cr元素。(1)