新教材高中化第一章原子结构与性质第二节第二课时元素周期律课后练习含解析新人教版选择性必修第二册

PAGEPAGE9第二课时元素周期律课后篇素养形成必备知识基础练1.下列关于微粒半径的说法正确的是()A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径B.核外电子层结构相同的单核微粒半径相同C.质子数相同的不同单核微粒,电子数越多半径越大D.电子层数相同的粒子,原子序数越大,原子半径越大答案C解析由于同周期主族元素随原子序数递增原子半径逐渐减小,故第ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半径大,如r(Li)>r(S)>r(Cl),A错误;对于核外电子层结构相同的单核离子,核电荷数越多,微粒半径越小,B错误;质子数相同的不同单核微粒,阴离子半径>原子半径>阳离子半径,C正确;同一周期元素的原子具有相同的电子层数,随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小,D错误。2.对于以下各组微粒的半径,难以确定前者一定大于后者的是()A.两种基态原子的核外电子排布分别为:1s22s22p63s23p64s1和1s22s22p63s23p5B.两种基态原子的轨道表示式为:和C.3s能级上填有2个电子、3p能级全空的原子与2p能级上填有5个电子的原子D.3p能级上有一个未成对电子的原子与3p能级上半充满的原子答案D解析A项中前者为K原子,后者为Cl原子,原子半径前者大;B项中前者为Si原子,后者为P原子,两者是同周期元素的原子,原子半径前者大于后者;C项中前者为Mg原子后者为F原子,原子半径前者大于后者;D项中前者为Al原子或Cl原子,后者为P原子,原子半径可能前者大也可能后者大。3.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,故钾的金属性强于钠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.最外层电子排布式为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,所以钾的金属性强于钠,A正确;同一周期主族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,但由于p能级电子处于半充满和全空状态时,原子为较稳定状态,第一电离能比同周期相邻元素的大,故同周期第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素,B错误;最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子已达到稳定结构,失去电子较难,所以其第一电离能较大,C正确;对于同一元素的原子来说,原子失电子比带正电荷的离子失电子能力强,所以原子的电离能随着原子失电子个数的增多而增大,D正确。4.在第二周期中,B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序正确的是()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)答案A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,这四种第二周期元素的族序数分别是:第ⅢA族、第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族,所以它们的第一电离能大小顺序是I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B),A正确。5.元素周期表第二行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)如下表所示,下列叙述正确的是()元素I1I2I3I4X522.057324.811856.6—Y898.81763.5814901.621084Z803.4624363672.925116A.X基态原子的电子排布式为1s22s1B.Y为第ⅡA族元素,其元素符号为MgC.Z的价层电子数为1D.X的原子半径小于Y的原子半径答案A解析根据电离能数据可知,X的第二电离能远大于其第一电离能,这说明X应该是第ⅠA族元素。又因为均是元素周期表第二行中原子序数相连的元素,所以X是Li元素,Y是Be元素,Z是B元素。Li的原子序数是3,其基态原子的电子排布式为1s22s1,A正确;Y是Be元素,B错误;B元素的价层电子数是3,C错误;同周期自左向右原子半径逐渐减小,则X的原子半径大于Y的原子半径,D错误。6.根据元素周期律和物质结构的有关知识,以下有关排序正确的是()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答案C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,故离子半径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族元素的第一电离能大于相邻元素),同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故第一电离能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,其简单气态氢化物的稳定性越强,则热稳定性:SiH4<H2S<H2O,D错误。7.下图中的曲线分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数,Y为元素的有关性质):把与元素有关性质相符的曲线对应的字母填入相应横线上:(1)第ⅡA族元素原子的价层电子数。

(2)第三周期元素的最高正化合价。

(3)F-、Na+、Mg2+、Al3+四种离子的离子半径。

(4)第二周期主族元素的原子半径(不包括稀有气体)。

(5)第二周期元素的第一电离能。

答案(1)B(2)C(3)A(4)D(5)E解析(1)第ⅡA族元素原子的价层电子数均为2,B符合。(2)第三周期元素的最高正价由+1~+7(稀有气体元素无最高正价),C符合。(3)F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径依次减小,A符合。(4)第二周期主族元素的原子半径从左到右依次减小,D符合。(5)第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序为I1(Li)<I1(B)<I1(Be)<I1(C)<I1(O)<I1(N)<I1(F)<I1(Ne),E符合。关键能力提升练8.下图表示元素X的五级电离能(符号为“I”),试推测X元素可能位于()A.第ⅠA族 B.第ⅡA族C.第ⅢA族 D.第ⅣA族答案B解析对比坐标系中给出的元素X的五级电离能,可以看出其第三电离能远大于第二电离能,说明X原子最外层应有2个电子,B项正确。9.(双选)下列说法错误的是()A.铝的第一电离能比镁的第一电离能大B.同一主族元素从上到下电负性逐渐变小C.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态D.最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子是同种元素的原子答案AC解析镁原子的3s能级处于全充满状态,3p能级处于全空状态,能量较低,第一电离能比Al元素大,A项错误;同一主族元素从上到下,元素金属性逐渐增强,电负性依次减小,B项正确;基态Mg原子的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量变为激发态,C项错误;最外层电子数是核外电子总数的的原子是Br,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外层电子排布式为4s24p5,D项所述是同种元素的原子,D项正确。10.(双选)现有四种基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5。下列有关比较中正确的是()A.第一电离能:④>③>②>①B.原子半径:②>①>④>③C.电负性:④>③>①>②D.最高正化合价:④>①>③=②答案AC解析从电子排布式可以看出:①是S元素,②是P元素,③是N元素,④是F元素。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无正价。11.短周期元素形成的三种离子Xn+、Ym+、Zn-,已知m>n,且X、Y、Z三种原子M电子层中的电子数均为奇数,若按X→Y→Z的顺序,下列说法正确的是()A.最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱,酸性依次增强B.原子半径依次增大C.元素的第一电离能依次减小,电负性依次增大D.原子序数依次减小答案A解析X、Y、Z为短周期元素,且X、Y、Z三种原子M电子层中的电子数均为奇数,则X、Y、Z一定是在第三周期,且数值m>n,故简单离子为X+、Y3+、Z-,即X为钠元素,Y为铝元素,Z为氯元素。NaOH为强碱,Al(OH)3是两性氢氧化物,HClO4是强酸,则它们的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱,酸性依次增强,故A正确;同周期主族元素原子半径随原子序数的增加而减小,X、Y、Z半径依次减小,故B错误;Na、Al、Cl的第一电离能依次增大,电负性依次增大,故C错误;Na、Al、Cl的原子序数依次增大,故D错误。12.有A、B、C、D四种元素,其原子序数依次增大,且质子数均小于18。A元素原子的最外层只有1个电子,该元素阳离子与N3-核外电子排布相同;B元素原子核外各轨道上均无成单电子;C元素原子的价层电子排布式为ns2np1,D-的核外电子排布与Ar相同。(1)写出A、C、D的元素符号:A,C,D。

(2)写出B元素基态原子的电子排布式:。D元素基态原子的轨道表示式为。

(3)A、B、C、D第一电离能由小到大的顺序为(填元素符号,下同),电负性由小到大的顺序为。

答案(1)NaAlCl(2)1s22s22p63s2(3)Na<Al<Mg<ClNa<Mg<Al<Cl解析A形成的阳离子A+与N3-核外电子排布相同,则A是Na元素;C的价层电子排布为ns2np1,是第ⅢA族元素,只能是Al元素;B为第三周期元素,原子核外各轨道上均无成单电子且原子序数小于Al,B应为Mg元素;D-的核外电子排布与Ar相同,D为Cl元素。13.分析下列图表,回答问题。(1)N、Al、Si、Ge四种元素中,某种元素的电离能数据如下:电离能I1I2I3I4……In/(kJ·mol-1)5781817274511575……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。

(3)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:元素MnFeI1717759I215091561I332482957锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式:,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是

。

答案(1)Al(2)ⅡA(3)3d5由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为F时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少解析(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的各级电离能逐渐增大,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。(3)第ⅦB族元素的族序数=价层电子数,周期序数=电子层数,所以基态Mn原子价层电子排布式为3d54s2,Mn2+的3d能级电子排布式为3d5。Mn2+3d能级电子为3d5的半充满状态,很难失去电子,而Fe2+的3d能级电子排布式为3d6,失去一个电子,即变为半充满的3d5状态,所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。学科素养拔高练14.开发新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。①基态Cl原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为。

②Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为。

(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。①LiH中,离子半径:Li+H-(填“>”“=”或“<”)。

②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M元素的部分电离能如表所示:I1(/kJ·mol-1)738I2/(/kJ·mol-1)1451I3/(/kJ·mol-1)7733I4/(/kJ·mol-1)10540I5/(/kJ·mol-1)13630则M是(填元素符号)。

答案(1)①M9②H>B>Li(2)①<②Mg解析(1)①Cl原子核外电子数为17,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63