2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构与元素性质第3节第2课时电离能与电负性练习含解析鲁科版选修2

PAGEPAGE14第2课时电离能与电负性课后篇素养形成夯实基础轻松达标1.(2024福建厦门外国语学校高二月考)下列是几种基态原子的电子排布式,第一电离能最大的原子是()A.1s22s22p6 B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2答案A解析1s22s22p6是Ne元素的电子排布式,1s22s22p63s23p3是P元素的电子排布式,1s22s22p63s23p2是Si元素的电子排布式,1s22s22p63s23p64s2是Ca元素的电子排布式,这几种元素中Ne元素最外电子层达8电子稳定结构,最难失去电子的是Ne元素,所以第一电离能最大的是Ne元素。2.下列四种元素中,第一电离能由大到小依次正确的是()①原子含有未成对电子最多的第2周期元素②原子核外电子排布为1s2的元素③元素周期表中电负性最强的元素④原子最外层电子排布为2s22p4的元素A.②③①④ B.③①④②C.①③④② D.②③④①答案A解析依据题意可知①为N元素、②为He元素、③为F元素、④为O元素。He为稀有气体元素,难以失去电子,第一电离能最大。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的最外层p能级为半充溢结构,第一电离能大于相邻的O元素,则第一电离能由大到小的依次为②③①④。3.(2024江苏溧水高级中学高二期末)XY是由电负性相差最大的两种主族元素所形成的化合物(放射性元素除外),下列有关XY及其组成元素的说法不正确的是()A.X元素的第一电离能远大于其其次电离能B.Y元素的单质中含有共价键C.Y元素位于元素周期表的右上角D.XY肯定是离子化合物答案A解析由题意分析可知,XY为CsF。Cs原子最高能级上有1个电子,第一电离能较小,其次电离能远远大于第一电离能,故A错误;Y为F元素,其单质F2中含有共价键,故B正确;Y为F元素,F元素位于元素周期表中第2周期ⅦA族,在元素周期表右上角,故C正确;CsF是由活泼的金属元素和活泼的非金属元素形成的化合物,属于离子化合物,故D正确。4.下列说法或有关化学用语的表达正确的是()A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量肯定高于s轨道电子能量B.基态铁原子的价电子轨道表示式为:C.因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D.依据原子核外电子排布的特点,Cu在周期表中属于s区元素答案B解析同一电子层中p轨道电子的能量肯定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子的能量高,故A错误;基态铁原子价电子排布式为3d64s2,其轨道表示式为,故B正确;氮原子的2p轨道处于半满状态,第一电离能大于氧原子,故C错误;铜原子的价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区,故D错误。5.(2024福建厦门外国语学校高二月考)处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D。则下列说法正确的是()①元素的非金属性依次增加;②元素的电负性依次减小;③元素的第一电离能依次增大;④最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱。A.①④ B.②④C.①③ D.③④答案B解析气态原子获得一个电子所放出的能量越多,说明非金属性越强。所以元素的非金属性A>B>C>D。依据上述分析,元素的非金属性依次减弱,①错误;非金属性越强,电负性越大,则元素的电负性依次减小,②正确;非金属性越强,对应元素的第一电离能一般越大,但O的第一电离能小于N,③错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,④正确。6.(2024黑龙江牡丹江第三高级中学高二期末)同周期的三种元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列推断错误的是()A.原子半径:X>Y>ZB.气态氢化物的稳定性HX>H2Y>ZH3C.电负性:X>Y>ZD.非金属性:X>Y>Z答案A解析同周期元素(稀有气体除外)的非金属性随着原子序数的增大而增加,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强。同周期的X、Y、Z三种元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱依次是:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则X、Y、Z的原子序数大小依次是X>Y>Z,元素的非金属性强弱依次是X>Y>Z,D正确。同周期从左到右元素非金属性增加,原子半径渐渐减小,所以原子半径:X<Y<Z,故A错误。非金属性越强,对应氢化物越稳定,由于非金属性X>Y>Z,所以气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3,故B正确。非金属性X>Y>Z,元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:X>Y>Z,故C正确。7.A、B、C、D的价电子排布式均为ns2np5,且原子序数依次增大,以下说法正确的是()A.四种元素是卤族元素,最高化合价均为+7B.气态氢化物的稳定性依次为:HA>HB>HC>HDC.酸性强弱依次为:HA>HB>HC>HDD.A、B、C、D四种元素均为其所在周期第一电离能最大的元素答案B解析主族元素原子最外层电子数=最高正价(O、F除外),F无正价,Cl、Br、I的最高正化合价都为+7,故A错误;F、Cl、Br、I的非金属性渐渐减弱,对应的气态氢化物的稳定性渐渐减弱,故B正确;HI、HBr、HCl均为强酸,HF是弱酸,故C错误;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,第一电离能最小的是碱金属元素,最大的是稀有气体元素,故D错误。8.按要求回答下列各小题。(1)黄铜是人类最早运用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。缘由是。

(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。

(3)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称为第一电子亲和能。第2周期部分元素的电子亲和能改变趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的电子亲和能自左而右依次增大的缘由是;氮元素的电子亲和能呈现异样的缘由是。

(4)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电负性由大至小的依次是。

(5)依据元素周期律,原子半径Ga(填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能GaAs。

(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子层结构;C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素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)。

(7)N、O、S中第一电离能最大的是(填元素符号)。

答案(1)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子(2)OMn(3)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径渐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充溢状态,具有肯定的稳定性,故不易结合一个电子(4)O>Ge>Zn(5)大于小于(6)O(7)N解析(1)依据洪特规则特例进行推断,失去一个电子时锌由稳定的全满结构变为较稳定的半充溢结构,而铜由较稳定的4s1半充溢结构变为较稳定的4s0全空结构,故Zn的第一电离能较Cu的第一电离能大。(2)元素Mn与O相比,由于O元素是非金属元素而Mn是金属元素,所以第一电离能较大的是O。O元素的基态原子价电子排布式为2s22p4,所以其核外未成对电子数是2,而Mn元素的基态原子价电子排布式为3d54s2,其核外未成对电子数是5,因此核外未成对电子数较多的是Mn。(3)依据题图,同周期主族元素随着核电荷数依次增大,原子半径渐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大;氮元素的2p轨道为半充溢状态,原子相对稳定,不易结合电子。(4)结合元素周期律学问可知,同周期主族元素从左到右、同主族元素从下到上,元素的电负性增加,故电负性O>C>Ge>Zn。(5)Ga和As同在第4周期,结合Ga在As的左边,故原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子层结构,C、D为同周期元素,C原子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,则A为O元素,B为Na元素。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。(7)第一电离能的一般规律为:同周期从左至右呈增大的趋势,同主族从上至下渐渐减小,但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时比较稳定,第一电离能反常的大。提升实力跨越等级1.(2024山东济宁高二期末)氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种试验室制备氮气的方法是:NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑。反应发生后即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全。下列说法正确的是()A.该反应只有在低温下才能自发进行B.NH4Cl的电子式:C.元素的电负性:Cl>O>HD.①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所须要的能量:①>②①②答案D解析题给反应发生后即停止加热,反应仍可持续进行,说明该反应是放热反应,即ΔH<0,由于反应的熵变ΔS>0,所以依据ΔG=ΔH-TΔS可知,该反应在任何温度下ΔG都小于0,即该反应在随意温度下都能自发进行,A错误;NH4Cl是离子化合物,其电子式为[H]+]-,B错误;元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的实力越强;在化合物ClO2中,O呈负价,Cl呈正价,说明O的电负性比Cl强,C错误;基态钠原子的核外电子排布为[Ne]3s1,则图①所示的钠原子为基态,而图②所示的钠原子为基发态,即该原子已经汲取了一部分能量,由于3s的轨道能量比3p的低,故失去最外层一个电子所须要的能量:①>②,D正确。2.(2024山东章丘四中高二阶段测试)下列叙述正确的有()①氧原子的轨道表示式写成,2p能级违反了泡利不相容原理②处于最低能量状态的原子叫基态原子,1s22s22→1s22s22过程中形成的是放射光谱③全部元素中,氟的第一电离能最大④具有相同核外电子排布的粒子,化学性质相同⑤金属元素的电负性均小于2⑥主族元素的电负性越大,其元素原子的第一电离能肯定越大A.0个 B.1个C.2个 D.3个答案A解析①氧原子的轨道表示式写成,2p能级违反了洪特规则,故①错误;②1s22s22→1s22s22过程中,由于同一电子层中p能级三个轨道的能量大小相同,因此不能形成放射光谱,故②错误;③稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体元素的第一电离能最大,同族自上而下第一电离能减小,故氦元素的第一电离能最大,故③错误;④两种粒子的核外电子排布相同,但化学性质不肯定相像,可能相差较大,如Ne与Na+,故④错误;⑤一般金属元素的电负性小于2.0,非金属元素的电负性大于2.0,但两者之间没有严格的界限,不能把电负性为2.0作为划分金属和非金属的肯定标准,故⑤错误;⑥主族元素原子的第一电离能、电负性改变趋势基本一样,但电离能改变有特例,如第一电离能:O<N,但电负性O>N,故⑥错误。3.(2024辽宁试验中学东戴河分校高二月考)以下有关元素性质的说法不正确的是()A.具有下列电子排布式的原子:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl四组元素中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是答案D解析核外电子排布式为①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4的元素依次为Si、N、C、S,其中Si原子半径最大,即①的原子半径最大,A项正确;价电子排布式①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4对应的元素分别为Al、Si、P、S,依据电离能改变规律可知,第一电离能:③>④>②>①,B项正确;同周期主族元素自左向右元素电负性增大,同主族自上而下元素电负性减小,故(1)Na、K、Rb电负性依次减小,(2)N、P、As的电负性依次减小,(3)O、S、Se的电负性依次减小,(4)Na、P、Cl的电负性依次增大,C项正确;D项所给元素第三电离能剧增,其原子最外层应有2个电子,主要化合价为+2,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,故D错误。4.(2024福建厦门思明区厦门外国语学校高二练习)已知1~18号元素的离子a、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是()A.质子数c>d,离子的还原性Y2->Z-B.氢化物的稳定性H2Y>HZC.原子半径X<W,第一电离能X<WD.电负性Z>Y>W>X答案D解析离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,则有a-3=b-1=c+2=d+1,可知原子序数a>b>d>c。Y、Z为非金属元素,处于第2周期,Y为O元素,Z为F元素,W、X为金属元素,处于第3周期,W为Al元素,X为Na元素。依据上述分析,质子数d>c,A项错误;非金属性F>O,氢化物稳定性HF>H2O,B项错误;同周期主族元素从左到右原子半径渐渐减小,则原子半径X>W,C项错误;同周期元素从左到右,电负性渐渐增大,同主族元素从上到下,电负性渐渐减小,则电负性F>O>Al>Na,即Z>Y>W>X,D项正确。5.(双选)(2024山东德州高三上学期期中)X、Y、Z、W四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示。其中元素Z的基态原子价电子层排布式为nsn-1npn+1,下列说法正确的是()XWYZA.Y、Z、W三种元素的最高正价依次递增B.X、Z都是ⅥA族元素,电负性:W>X>ZC.氢化物稳定性W>Z>YD.对应的简洁离子半径:W>X>Z答案BC解析s轨道最多容纳2个电子,即n-1=2,所以n=3,则Z价电子层排布式为3s23p4,Z是S元素。依据各种元素的相对位置可知X是O、Y是P、W是F。W元素原子半径很小,吸引电子实力很强,无最高正化合价,A错误;X、Z原子核外最外层都有6个电子,都是ⅥA族元素,由于同一周期的元素,原子序数越大,元素的电负性越大,同一主族的元素,原子序数越大,元素的电负性越小,所以元素的电负性:W>X>Z,B正确;元素的非金属性越强,其相应氢化物的稳定性越强,所以元素的氢化物的稳定性:W>Z>Y,C正确;X、W的离子核外有2个电子层,Z的离子核外有3个电子层,对于电子层结构相同的离子来说,核电荷数越大,离子半径越小,对于电子层结构不同的离子来说,离子核外电子层数越多,离子半径越大,所以离子半径:Z>X>W,D错误。6.(双选)下表列出了前20号元素中的某些元素性质的有关数据。元素性质元素编号①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩1.522.270.741.430.771.100.991.860.750.71最高价态+1+1—+3+4+5+7+1+5—最低价态——-2—-4-3-1—-3-1元素R的原子半径为1.02×10-10m,下列有关叙述正确的是()A.表中10种元素的原子中,失去核外第一个电子所需能量最少的是②B.由⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每个原子都满意最外层为8电子稳定结构的物质可能是PCl5和CCl4C.元素R在周期表中位于第3周期Ⅵ族D.若物质Na2R3是一种含有非极性共价键的离子化合物,则其化合物的电子式为Na+]2-Na+答案AD解析①②⑧最高正价为+1,为ⅠA族元素,原子半径都大于元素⑩的原子半径,结合原子半径数据可知,①是Li元素、②是K元素、⑧是Na元素;⑦⑩最低价为-1,为ⅦA族元素,⑦的原子半径大于⑩,所以⑦是Cl元素、⑩是F元素;③只有-2价,没有正化合价,则③是O元素;④只有+3价,为ⅢA族元素,原子半径大于Cl原子半径,所以④是Al元素;⑤的化合价有+4、-4,为ⅣA族元素,原子半径小于Cl原子半径,所以⑤是C元素;⑥⑨的化合价有+5、-3,为ⅤA族元素,⑥的原子半径大于⑨,则⑥是P元素、⑨是N元素。同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小,故以上10种元素的原子中,失去核外第一个电子所需能量最少的是金属性最强的元素K,故A正确;⑤是C元素、⑥是P元素、⑦是Cl元素,⑤、⑥、⑦三种元素中的两种元素形成的化合物有PCl3、CCl4、PCl5,其中PCl5不满意每个原子最外层为8电子稳定结构,故B错误;某元素R的原子半径为1.02×10-10m,该原子半径在⑥⑦之间,⑥是P元素,⑦是Cl元素,则该元素是S元素,处于第3周期ⅥA族,故C错误;若物质Na2S3是一种含有非极性共价键的离子化合物,存在,该离子中相邻硫原子之间形成1对共用电子对且都满意8电子稳定结构,故该化合物的电子式为Na+]2-Na+,故D正确。7.(2024安徽阜阳三中高二期末)A、B、C、D、E、F6种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于36。其中C、E、F是金属元素;A和E属于同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属于同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。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。请回答下列问题:(1)C、D、E三种元素的简洁离子半径按由小到大的依次为(用离子符号表示)。

(2)元素B与D的电负性大小关系是(用“>”“<”或“=”及元素符号表示,下同),C与E的第一电离能的大小关系是。

(3)用轨道表示式表示D元素原子的价电子排布。

(4)C、E最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为。

(5)F在元素周期表中位于区,其基态原子的电子排布式为。

(6)均为A、B、D、E四种元素组成的两种化合物可以相互反应,该反应的离子方程式为。

答案(1)A<K+<S2-(2)O>SAl>K(3)(4)Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-(5)ds[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1(6)HS+H+H2O+SO2↑解析A、B、C、D、E、F6种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于36。其中C、E、F是金属元素;A和E属同一族,它们原子的最外层电子排布为ns1,即都位于ⅠA族,其中E是金属,因此A是H元素。B和D也属于同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,所以B是O元素,D是S元素,则E是K元素。C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半,即C的最外层电子数是3,C的原子序数介于B和D之间,所以C是Al元素。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,因此F是铜元素。(1)离子的核外电子层数越多,离子半径越大。核外电子排布相同的微粒,其离子半径随原子序数的增大而减小,则C、D、E三种元素的简洁离子按半径由小到大的依次为A<K+<S2-。(2)元素B(O)与D(S)的电负性的大小关系是O>S;金属性越强,第一电离能越小,则C(Al)与E(K)的第一电离能的大小关系是Al>K。(3)S的原子序数是16,则用轨道表示式表示D元素原子的价电子排布为。(4)C、E最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-[Al(OH)4]-。(5)铜元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,所以Cu元素在元素周期表中位于ds区。(6)均为A、B、D、E四种元素组成的两种化合物可以相互反应,该反应的离子方程式为HS+H+H2O+SO2↑。8.(2024山东烟台其次中学高二月考)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第4周期元素,它们的原子序数依次增大。请依据下列相关信息回答问题。元素相关信息A元素的原子核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C元素的第一至第四电离能分别是I1=738kJ·mo、I2=1451kJ·mo、I3=7733kJ·mo、I4=10540kJ·mo续表元素相关信息D原子核外填充电子的全部p轨道全满或半满E元素的主族序数与周期序数的差为4F是前四周期中电负性最小的元素G在元素周期表的第七列(1)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个伸展方向。

(2)某同学依据上述信息,推断C元素基态原子的轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违反了。

(3)G位于族,属于区,价电子排布式为。

(4)检验F元素的方法是,请用原子结构的学问说明产生此现象的缘由:。

(5)写出E的单质与水反应的离子方程式:。

(6)写出DA3的电子式:(用元素符号)。

答案(1)3(2)泡利不相容原理(3)ⅦBd3d54s2(4)焰色反应基态原子的电子汲取能量后会跃迁到较高的能级,变成激发态原子,电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时,将以光的形式释放能量(5)Cl2+H2OH++Cl-+HClO(6)H解析A元素的原子核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素,A为H元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,B有2个电子层,核外电子排布式为1s22s22p3,故B为N元素;由C原子的第一至第四电离能数据可知,第三电离能突然增大,故C元素的常见化合价为+2,处于ⅡA族,原子序数大于N元素,故C为Mg元素;D处于第3周期,D原子核外填充电子的全部p轨道全满或半满,最外层电子排布式为3s23p3,故D为P元素;E处于第3周期,E元素的主族序数与周期序数的差为4,E处于ⅦA族,故E为Cl元素;F是前四周期中电负性最小的元素,且F为第4周期元素,故F为K元素,G在第4周期的第7列,则G为Mn元素。(1)B是N元素,其基态原子中能量最高的电子排布在2p能级上,其电子云在空间有px、py、pz3个伸展方向。(2)依据泡利不相容原理,1个原子轨道只能容纳2个自旋状态相反的电子,该同学所画的轨道表示式中3s能级上2个电子自旋状态相同,违反了泡利不相容原理。(3)G为Mn元素,是25号元素,位于第4周期第ⅦB族,最终填充的为d电子,为d区元素,价电子排布式为3d54s2。(4)当基态原子的电子汲取能量后,电子会跃迁到较高的能级,变成激发态原子,电子从能量较高的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态