2024-2025学年高中化学第1章原子结构与性质第2节第2课时元素周期律作业含解析新人教版选修3

PAGE7-第2课时元素周期律A级·基础巩固练一、选择题1．在其次周期中，B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列依次正确的是(A)A．I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)B．I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)C．I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)D．I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)解析：同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于相邻元素，这四种其次周期元素，它们的族序数分别是：第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族，所以它们的第一电离能大小依次是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)，A正确。2．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的改变趋势，正确的是(A)解析：同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错；HF分子间存在氢键，所以HF沸点最高，C错；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次上升，D错。3．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p4。则下列有关比较中正确的是(A)A．电负性：④＞③＞②＞①B．原子半径：④＞③＞②＞①C．第一电离能：④＞③＞②＞①D．最高正化合价：④＞③＞②＞①解析：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p2为Si元素；②1s22s22p63s23p3为P元素；③1s22s22p3为N元素；④1s22s22p4为O元素。同周期自左而右电负性增大，所以电负性Si＜P＜S，N＜O，同主族从上到下电负性减弱，所以电负性N＞P，O＞S，故电负性Si＜P＜N＜O，即④＞③＞②＞①，故A正确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径Si＞P，N＞O，故B错误；同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N、P元素原子np能级容纳3个电子，为半充溢稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能Si＜P，N＞O，故C错误；最高正化合价等于最外层电子数，但O元素没有最高正化合价，所以最高正化合价③＝②＞①，故D错误。4．下列四种粒子中，半径按由大到小的排列依次是(A)①基态X的原子结构示意图：②基态Y的价电子排布式：3s23p5③基态Z2－的电子排布图：④W基态原子有2个能层，电子式：A．③>①>②>④ B．③>②>①>④C．①>③>④>② D．①>④>③>②解析：由题意可知：X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F粒子半径大小排列依次为r(S2－)>r(S)>r(Cl)>r(F)。5．锂和镁在元素周期表中有特别“对角线”关系，它们的性质相像。下列有关锂及其化合物叙述正确的是(B)A．Li2SO4难溶于水B．Li与N2反应产物是Li3NC．LiOH易溶于水D．LiOH与Li2CO3受热都很难分解解析：元素周期表中，处于对角线位置的元素具有相像的性质，则依据MgSO4、Mg、Mg(OH)2、MgCO3的性质可推断Li2SO4、Li、LiOH、Li2CO3的性质。6．周期表其次行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续电离能(单位：kJ·mol－1)如表格所示，下列叙述正确的是(A)元素I1I2I3I4X522.057324.811856.6－Y898.81763.5814901.621084Z803.4624363672.925116A．X的原子电子层结构为1s22s1B．Y为第ⅡA族元素，其元素符号为MgC．Z的价电子数为1D．X的原子半径小于Y的原子半径解析：依据电离能数据可知X的其次电离能远大于其第一电离能，这说明X应当是第ⅠA族元素。又因为均是周期表其次行中原子序数相连的元素，所以X是Li，Y是Be，Z是B。Li的原子序数是3，原子电子层结构为1s22s1，A正确；Y是Be元素，B错误；B元素的价电子数是3，C错误；同周期自左向右原子半径渐渐减小，则X的原子半径大于Y的原子半径，D错误。7．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(C)A．X与Y形成化合物时，X显负价、Y显正价B．第一电离能X可能小于YC．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的酸性D．气态氢化物的稳定性：HmY<HnX解析：依据X、Y元素同周期，且电负性X>Y可知，X的非金属性强于Y的非金属性，X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；同周期元素从左到右，电负性渐渐增大，由于第ⅤA族元素原子的最外层p轨道处于半充溢状态，结构相对稳定，第一电离能比第ⅥA族元素原子的大，所以第一电离能X可能小于Y，B正确；依据上述推断，非金属性X>Y，则最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性强于Y对应的酸性，C错误；依据上述推断，非金属性X>Y，则气态氢化物的稳定性：HmY<HnX，D正确。二、非选择题8．X、Y是同周期的两种非金属元素，不能说明X元素的非金属性比Y元素强的事实是__C、E、F__。A．将X的单质通入HnY溶液中产生浑浊B．加热至300℃，HnY发生分解而HmX不分解C．第一电离能：X>YD．电负性：X>YE．单质的熔点：X<YF．气态氢化物的水溶液的酸性：HmX>HnYG．X与Y形成的化合物YmXn中X元素显负价解析：单质间的置换反应(A项)、气态氢化物的稳定性(B项)、元素的电负性(D项)、非金属互化物中元素的化合价(G项)以及单质与H2化合的难易、最高价氧化物对应水化物的酸性等都能用来说明和比较元素非金属性的强弱。但单质的可燃性、熔点、元素的第一电离能以及气态氢化物水溶液的酸性等不能说明和比较元素的非金属性强弱。比如，I1(Cl)>I1(P)>I1(S)，非金属性：Cl>S>P；氢化物水溶液酸性：HCl>HF、HCl>H2S；非金属性：Cl<F、Cl>S。9．美国化学家鲍林(L.Pauling)首先提出了电负性的概念。电负性也是元素的一种重要性质，电负性越大，其原子吸引电子的实力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方。下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：元素HLiBeBCNOF电负性2.11.01.52.02.53.03.54.0元素NaMgAlSiPSClK电负性0.91.21.51.82.12.53.00.8请细致分析，试回答下列问题：(1)依据表中所给数据分析推想：同主族的不同元素的电负性改变的规律是：__核电荷数越大，电负性越小__。同周期中，电负性与原子半径的关系为：__原子半径越小，电负性越大__。(2)预料周期表中电负性最大的元素应为__F__(填元素符号)；估计钙元素的电负性的取值范围：__0.8__<Ca<__1.2__。(3)预料周期表中，电负性最小的元素位于第__六__周期__ⅠA__族(放射性元素除外)；其基态原子核外电子排布式可表示为__1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1__。解析：(1)由题给信息可知：元素的非金属性越强，则元素的电负性越大；元素金属性越强，则元素的电负性越小。所以同主族元素，从上到下，电负性渐渐变小；同周期元素的电负性随原子半径的减小而增大。(2)周期表中F元素的非金属性最强，所以氟的电负性最大；由于元素金属性强弱为K>Ca>Mg，所以Ca的电负性的取值范围为0.8～1.2。(3)电负性越小，元素的金属性越强，周期表中的金属性最强元素为Cs，它位于周期表中的第六周期ⅠA族。其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1。B级·实力提升练一、选择题1．依据元素周期律和物质结构的有关学问，以下有关排序正确的是(C)A．离子半径：Ca2＋>Cl－>S2－B．第一电离能：Si>C>NC．电负性：F>S>MgD．热稳定性：SiH4>H2S>H2O解析：核外电子排布相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，离子半径：Ca2＋<Cl－<S2－，A错误；同周期主族元素自左向右第一电离能呈增大趋势(第ⅡA族、第ⅤA族特别)，同主族从上到下第一电离能渐渐减小，则第一电离能：Si<C<N，B错误；非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：F>S>Mg，C正确；非金属性越强，其简洁气态氢化物的稳定性越强，则热稳定性：SiH4<H2S<H2O，D错误。2．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关比较正确的是(A)A．第一电离能：④>③>②>①B．原子半径：④>③>②>①C．电负性：④>③>②>①D．最高正化合价：④>③＝②>①解析：由电子排布式可知：①为S元素，②为P元素，③为N元素，④为F元素。依据元素周期律可知，第一电离能：④>③>②>①，A项正确；原子半径应是②最大，④最小，B项不正确；电负性应是④最大，②最小，C项不正确；F无正价，②、③最高正化合价均为＋5，①的最高正化合价为＋6，D项不正确。二、非选择题3．已知A、B、C、D为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如表格所示(单位：kJ·mol－1)。元素代号I1I2I3I4A2080400061009400B500460069009500C7401500770010500D5801800270011600回答下列各题：(1)A是__Ar__，B是__Na__，C是__Mg__，D是__Al__。(填元素符号)(2)B通常显__＋1__价，B的电负性__<__C的电负性(填“>”“<”或“＝”)。(3)元素C的第一电离能比D高的缘由是__镁的价电子为3s2,3p轨道处于全空状态，能量较低，较稳定，所以第一电离能较大__。(4)下列元素中，化学性质和物理性质最像A元素的是__A__(填序号)。A．氦(1s2) B．铍(1s22s2)C．锂(1s22s1) D．氢(1s1)(5)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的状况，请你估计元素B的第2次电离能飞跃数据将是第__10__个电子。解析：(1)A、B、C、D为第三周期元素，依据其原子的第一至第四电离能数据推断A是Ar元素，B是Na元素，C是Mg元素，D是Al元素。(2)B为钠元素，通常显＋1价；同周期由左向右元素的电负性渐渐增大，故钠的电负性<镁的电负性。(3)元素镁的第一电离能比铝高的缘由是镁的价电子为3s2,3p轨道处于全空状态，能量较低，较稳定，所以第一电离能较大。(4)A为稀有气体氩，化学性质和物理性质最像氩元素的是氦，选A。(5)钠原子有3个电子层，每层的电子数分别为2、8、1，钠的第2次电离能飞跃数据将是第10个电子。4．下图是元素周期表的简略框架图。(1)请在上图所示的元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。按电子排布，可把元素划分成5个区，不全是金属元素的区为__s区和p区__。____(2)依据氢元素最高正化合价与最低负化合价的肯定值相等，你认为还可把氢元素放在元素周期表中的第__ⅣA__族；有人建议将氢元素排在元素周期表的第ⅦA族，请你写出支持这一观点的一个化学事实：__氢原子得到一个电子达到最外层2电子的稳定结构(其他合理答案如与碱金属元素可形成离子化合物M＋[：H]－或NaH等均可)__。(3)上图中元素①②原子的价电子排布式分别为__3s2__、__3s23p1__。比较元素①与元素②的下列性质(填“>”或“<”)。原子半径：①__>__②；电负性：①__<__②；金属性：①__>__②；第一电离能：①__>__②。(4)某短周期元素最高正化合价为＋7价，其原子结构示意图为____。解析：(1)金属元素与非金属元素的分界线是非金属元素的硼、硅、砷、碲、砹与金属元素铝、锗、锑、钋之间的分界线。按电子填充依次把元素周期表划分为5个区，即s区、p区、d区、ds区和f区，其中s区中的氢以及p区的大部分元素不是金属元素。(2)最高正化合价与最低负化合价肯定值相等的族为第ⅣA族；氢原子得到1个电子达到稳定结构，这一特点同第ⅦA族元素相同。(3)由①和②在元素周期表中的位置可以确定①和②分别为Mg和Al，价电子排布式分别为3s2和3s23p1。利用同周期元素的递变规律可知，原子半径：Mg>Al，金属性：Mg>Al，电负性：Al>Mg；第ⅡA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大，所以第一电离能：Mg>Al。(4)短周期元素最高正化合价为＋7的元素应为第ⅦA族元素，氟元素无正价，所以该元素为氯元素。5．现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充溢状态；F元素基态原子的M层全充溢，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。(1)A元素的第一电离能__>__(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的依次为__N<O<F__(用元素符号表示)。(2)D元素原子的价电子排布式是__3s2__。(3)C元素的电子排布图为____；E3＋的离子符号为__Fe3＋__。(4)F元素位于元素周期表的__ds__区，其基态原子的电子排布式为__1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1__。(5)G元素可能的性质__A__。A．其单质可作为半导体材料 B．其电负性大于磷C．其原子半径大于锗 D．其第一电离能小于硒(6)活泼性：D__>__Al(填