原子结构与元素性质-高二化学人教版选择性必修二同步课时作业

（5）L2.2原子结构与元素性质——高一化学人教版（2019）

选择性必修二同步课时作业

1.神化铉（GaAs）太阳能电池大量应用于我国超低轨通遥一体卫星星座。下列说法正确的是

（）

A.原子半径：As>GaB.电子层数：As>Ga

C.也负性：As>GaD.单质还原性：As>Ga

2.一种钠硫电池以钠和硫为电极反应物，NaFcPO4为正极材料，陶瓷为电解质隔膜。下

列说法正确的是（）

A.电离能大小：L⑻>L⑸B.半径大小：r（Al3+）>r（Na+）

C.电负性大小：x（Fe）>x（O）D.酸性强弱：H.PO4>H2SO4

3.第三周期，基态原子的第一电离能处于Al、P之间的元素有（）

A.1种B.2种C.3种D.4种

4.太阳能电池可由Si、GaP、GaAs等半导体材料构成。下列说法正确的是（）

A.原子半径：r（Ga）</tAs）

B.第一电离能:/,（Si）</.（?）

C.热稳定性：ASH5>PH3

D.Ga的周期序数与族序数相等

5.英元素M的逐级电离能（kLmo『）分别为580,1820,2750,11600。该元素氧化物的化学

式最可能是（）

A.MOB.MO2C.MO3D.M2O3

6.百族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层

有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是（）

X

II

Z+[X—Y—X—W]-

II

X

A.电负性：W>Y

B.酸性：W2YX.>W2YX

c.基态原子的未成对电子数：w>x

D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y

7.短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相对位置如图所示，其中戊的非金属性

最强且其基态原子的P轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是（）

丙丁戊

甲乙

A.简单离子半径：丙>丁>戊

B.简单氢化物的沸点：丙〈丁〈戊

C.最高价含氧酸的酸性：丙>乙

D.第一电离能：甲〈丁〈丙

8.吞花石是我国地质学家发现的矿物，其化学式为N3（YMZj-2XW。已知X、Y、Z、W、

M、N为原子序数依次增大的前20号元素；其中X、Y、N为金属元素，且Y与N同主族；

基态Z原子的s能级电子总数等于p能级电子总数，基态W原子核外有1个未成对电子，基

态M原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍。下列说法正确的是（）

A.原子半径：M>W>ZB.第一电离能：N>Y

C.电负性：X>Y>WD.简单气态氢化物的沸点：Z>W

9.筑的单质及含氨化合物用途广泛。CsF是离子晶体，其Born-Haber图示如图：

下列说法正确的是（）

A.Cs原子的第一电离能为4542.2kJ-mol1

B.F—F键的键能为79.4kJ•mol"

C.Cs(s)+l/2F,(g)=CsF(s)AH=-756.9kJ/mol

D.主族元素中第一电离能最大的是F

10.以下有关元素性质的说法/正确的是（）

A.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、

2U03,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X'+

B.下列价电子排布式的原子中：①3s23Pl②3s23P2,③3s23P3,④3s23P",第一电离能最大

的是③

C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③0、S、Se,④Na、P、Cl中元素电负性随原子序数增大而

递增的是④

D.具有下列电子排布式的原子中:①Is22s22P63s23P2,②Is22s22P3,③Is22s22P2,

④Is22s22P63s23p4,原子半径最大的是①

ll.IHA族元素及其化合物在材料化学中具有广泛的应用。回答下列问题：

(1)基态硼原子核外价电子的轨道表示式为o

⑵氨硼烷(NH,BHJ是目前最具潜力的储氢材料之一、氨硼烷分子中与N相连的H呈正电

性，与B原子相连的H呈负弓性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。NH.BH.

所含元素电负性由大到小的顺序为;还原性：NH,BH3NHK填“”

或

(3)N、0、F三元素对应氢化物的稳定性有强到弱的顺序为___________(用化学式表示)。

(4)基态铝原子核外有个空间运动状态，第一电离能介于Al、P之间的第3周期

元素有种。

12.X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期元素。基态X原子的价电子排布式为

ns-np'1+,；Y的+2价阳离子核外电子排布与敏原子相同；Z元素的第一至第四电离能分别是：

L=578kJmo『、I2=1817kJmolLI3=2745kJ-mol\I4=l1575kJ-mol'；W的最高正价与最低

负价的代数和为6：基态R2+的M层有5个未成对电子。

回答下列问题：

(1)R元素在元素周期表中的位置为，原子序数比R少1的元素原子基态核外排布

式为：。

⑵元素的气态原子得到一个电子所放出的能量称为第一电子亲合能。气态原子结合电子越容

易，电子亲合能越大。X和W的第一电子亲合能XW(填“>”或“<”)，利用原子

结阂知识解释原因___________。

(3)X、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序是(填离子符号)。

(4)Z单质与NaOH反应的离子反应方程式为o

13.以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁钱［(NHjFeCHQ)］。

(1)Fe基态核外电子排布式为o

⑵写出下列微粒电子式：

N,NH3NH4C1

(3)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为o

(4)N、O、H元素的电负性由大到小的顺序为。

14.化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题：

(1)下列说法正确的是(填序号)。

①s区全部是金属元素

②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价

③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强

④电负性大于1.8的一定为非金属

⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位

(2)新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化铁(GaN)等在航空航天、国防技术及5G技术等领域

扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有种，其核外电子

占据最高能级的电子云轮廓图的形状为,基态像原子的价层电子排布式为

Q

(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+g表示，与之相反的用

表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为

_____________________________O

(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为N元素的是__________。

111

元素I/kJmolI2/kJ-mor^/kJmoP

X73814517733

Y131433885301

Z140228564578

⑸已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42.X元素原子的4p轨道上有3个未成对电

子，Y元素原子的最外层2P轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物XJ3,Z元素可

以形成负一价离子。已知检验微量化合物X2Y3可以用一种称为马氏检验的方法，其原理是：

样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有氯化锌和H2。，该反应的化学方程式是

（要用推导出来的元素表达）。

15.轨及其化合物在航天、电子、超导等方面有着广泛的应用，工业上以硅钺钮矿

（KFeBezSizC%）为原料生产氧化钮（YzOj。

（1）钻（Y）位于元素周期表中铳（Sc）的下一周期，基态化（Y）原子的价电子排布图为

，与Sc元素同周期的基态原子中，未成对电子数与Sc原子相同的元素还有种。

（2）在元素周期表中，Be和A1处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。

①写出Be的最高价氧化物对应水化物与烧碱溶液反应的离子方程式：；

②己知Be元素和F元素的电负性分别为1.5和4.（）,则它们形成的化合物是______（填“离子

化合物”或“共价化合物。

（3）O与N、F均为第二周期元素，其部分电离能（I）数据如下：

元素cN0

I.1086.51402.231313.9

电离能

I2352.62856.03388.3

/(kJ-mor1)2

ab5300.5

①0元素的原子核外共有种不同空间运动状态的电子。

②由表格中数据可知L（N）＞［（O）；原因是____________。判断ab（填“＞或＜”）。

（4）Fe位于元素周期表中_____区（按电子排布分区），实验室检验Fe3+的离子方程式

为：O

答案以及解析

1.答案：C

解析：As、Ga是同周期元素，同周期元素从左到右，原子半径依次减小，故原子半径：

As<Ga,A错误；Ga、As都是第四周期元素，电子层数相同，B错误；同周期主族元素的

电负性自左向右逐渐增大，则电负性：As>Ga,C正确；同周期元素从左到右金属性依次减

弱，单质的还原性减弱，则单质还原性：As<Ga,D错误。

2.答案：A

解析：A.同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族、第VA族比相

邻元素的大，第一电离能：L(P)>L(S),故A正确；

B.电子层数相同的，核电荷数越大的离子半径越小，则半径大小：r(Ar+)<r(Na+),故B错

误；

C.元素非金属性越强，其电负性越大，非金属性：0>Fe,电负性：x(Fe)<x(O),故C错

误；

D.元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：P<S,酸性：

H3PO4<H2SO4,故D错误；故选:Ao

3.答案：C

解析：同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但同一周期中

第IIA族元素比第HIA族元素的第一电离能大，第VA族比第VIA族第一电离能大；Mg、

AI、Si、P、S、。属于同一周期且其原子序数依次增大，但Mg属于第I【A元素，Al属于第

IHA族，P属于第VA元素，S属于第VIA族，所Mg、Al、Si、P、S、Cl几种元素的第一电

离能从大到小排序是P、S、Si、Mg、Al,所以第一电离能处于Al、P之间的元素有3种，C

项正确；答案选C。

4.答窠：B

解析：A.同周期随原子序数的递增，原子半径减小，所以r(Ga)>r(As),故A错误；

B.同一周期从左到右，第一电离能有增大的趋势，P最外层电子为半充满状态，第一电离能

大于相邻元素Si,故B正确；

C.As为第四周期元素，P为第三周期元素，P的非金属性比As强，p-H键键能更大，热稳定

性ASH3VPH3,故C错误；

D.Ga为第四周期HIA族元素，周期序数与族序数不相等，故D错误；

故答案选B。

5.答案：D

解析：元素M的逐级电离能（kJ/mol）分别为580、1820、2750、11600,该元素的第四电离

能剧增，故该元素化合价表现为+3价，故氧化物的化学式为M2O3,故选D。

6.答案：D

解析：电负性：H<S,A错误；H2sO,为弱酸，故酸性：H2so3VH2so4,B错误；基态H

原子中未成对电子数为1,基态O原子中未成对电子数为2,故C错误；K的氧化物溶于水

可产生KOH,溶液pH>7,S的氧化物溶于水生成H2sO3或H?SO4,溶液pH<7,故D正

确。

7.答案：B

解析：丙是N,丁是O,戊是F,简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越

小，故简单离子半径：N3->O2>F^,A正确：丙是N,丁是O,戊是F,简单氢化物分子

间均存在氢键，常温下水为液态，沸点最高，B错误；乙是P,丙是N,非金属性：N>P,故

最高价含氧酸的酸性：HNO3>H5PO4,C正确；甲是Si,丁是0,丙是N,同周期元素第一

电离能从左到右呈增大趋势，但N的2P轨道为半充满状态，第一电离能大于O,同主族元素

从上到下第一电离能减小，所以第一电离能：N>O>Si,D正确。

8.答案：D

解析：同周期主族元素从左至右原子半径逐渐减小，同主族元素从上至下原子半径逐渐增

大,故原子半径：Si>S>O>F,A项错误；同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，故

第一电离能：Ca<Be,B项借误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则电负性：

Li<Be<F,C项错误；常温下H?O为液体，HF为气体，则简单气态氢化物的沸点：

H2O>HF,D项正确。

9.答案：D

解析：

10.答案：A

解析：A.基态原子的第三电离能远大于第二电离能说明原子的最外层有2个电子，则该元素

位于元素周期表IIA族元素，与氯气反应可能形成的阳离子是X2+,故A错误；

B.由价电子排布式可知，①为硫铝元素、②为硅元素、③为磷元素、④为硫元素，同周期元

素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3P轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电

离能大于相邻元素，则第一电离能最大的是磷元素，故B正确；

C.同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减小，则元素

电负性随原子序数增大而递增的是④，故C正确；

D.由电子排布式可知，①为硅元素、②为氮元素、③为碳元素、④为硫元素，同周期元素，

从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径最大的

是①，故D正确；

故选Ao

U.答案：(1)mItII

2s2p

(2)N>H>B；>

(3)HF>H2O>NH3

(4)9：3

解析：(1)基态硼原子核外价电子的轨道表示式为12]111I

2s2p

(2)①氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，电负性越大，

对电子吸引能力越强，显负电性，NH3BH3所含元素电负性由大到小的顺序为N>H>B；②B

的非金属性小于N,所以还原性NHTHINH3；

(3)非金属性越强，对应单质越容易与氢气反应，生成氢化物越稳定。N、0、F三元素对

应氢化物的稳定性有强到弱的顺序为HFAHzONHa；

(4)基态锂原子核外电子排布式为,Is22s22P63s23Pl共占据七个轨道,有7个空间运动状

态；第一电离能同周期从左至右依次增大，HAn—全满反常、VAns2np3半满反常，故第一

电离能介于Al、P之间的第3周期元素有Mg、Si、S三种元素；

12.答案：(1)第四周期第VHB族；Is22s22P63s23P63ds4sl

(2)<；氮、氯中氯的核电荷数更大，对核外电子的吸引力更大，氯的电负性更大，更容易结

合1个电子

⑶C「>N'>A产

(4)2A1+2OH+6H2O=[A1(OH)4]+3H2T

解析：X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期元素。基态X原子的价电子排布式

为於。加用，则n=2,为氮；Y的价阳离子核外电子排布与负原子相同，为镁；Z元素的第一

至第四电离能分别是：

I,=578kJmor\I2=1817kJmoF\I3=2745kJ-mol\I4=l1575kJ-mol',则Z最外层有3个电

子，为铝；W的最高正价与最低负价的代数和为6,则为17号元素氯；基态R”的M层有5

个未成对电子，则R价电子排布为3d',为钵；

(1)由分析可知，R元素在元素周期表中的位置为第四周期第VHB族：原子序数比R少1的

元素原子为Cr基态核外排布式为：Is22s22P63s23P63d54sl；

(2)氮、氯中氯的核电荷数更大，对核外电子的吸引力更大，氯的电负性更大，更容易结合

1个电子，故X和W的第一口子亲合能X<W；

(3)电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；X、Z、W的简

单离子半径由大到小的顺序是Cr>N*>A13+；

(4)Z单质与NaOH反应的离子反应方程式为2A1+2OH+6H=[Al(OH)J+3H2T

13.答案：(l)ls22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2

-I+

Hr.H.

(2)：N/N：；HN：H；H:.N.:H匚

••H

(3)N>O>C

(4)O>N>H

解析：(I)Fe基态核外电子排布式为：Is22s22P63s23P53d64s2或[Ar]3d64s2；

(2)氮气、氨气为共价分子，氯化镂为离子键化合物，故微粒电子式为：：N三N：、

「-I+

H丹

H:N:H

HN：H、..[:F!：r

••|_H

(3)同一周期从左往右原子的核内质子数逐渐增多，龙最外层电子的引力逐渐增强，第一电

离能有逐渐增大的趋势，但由于N原子的最外层电子达到了稳定的半充满结构，因此其第一

电离能大于相邻元素，故C、N、。元素的第一电离能由大到小的顺序为：N>O>C；

(4)根据电负性的规律，同一周期内，从左到右元素的电负性逐渐增大，氢元素的非金属性

较弱，则N、O、H元素的电负性由大到小的顺序为：O>N>H。

_33

14.答案：⑴②⑤(2)8；哑铃形；4s24Pl⑶+彳或-7(4)Z

(5)As2O3+6Zn+12HC1=2AsH3T+6ZnCl2+3H2O

解析：（1）①IA、IIA元素均在s区，H元素为非金属，①错误；

②电负性为吸引电子的能力，故电负性大的元素表现负价，②正确；

③IIA元素大于IHA元素，但金属性Mg>Al,③错误；

④电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素，如Pb、Bi的电负性为1.9,④错误；

⑤根据原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铭，位于第四周期第VIB族，位于钾

元素后面第五位，⑤正确；

故答案为：②⑤；

（2）Si原子的核外电子排布为Is22s22P63s23P2,核外电子空间运动状态共有8种；核外电子

占据最高能级为p能级，哑铃形；基态钱原子序数31,价层电子排布式为4s24p：

故答案为：8；哑铃形；4s24p'；

（3）磷原子其价电子排布为3s23P3,每个轨道有自旋方向相反的两个电子，p能级三个轨道

上，每个轨道上有1个自旋方向相同的电子，则自旋磁量子数的代数和为+］3或3

故答案为：■或

（4）X的第三电离能远大于第二电离能，则X为Mg元素，Y的电离能大，则Y为。元

素，Z的第一、第二、第三电离能相差不大，则Z为N元素；

故答案为：Z；

（5）X元素原子的4P轨道上有3个未成对电子，则4P能级有3个电子，X为33号元素为

As,Y元素原子2P轨道上有2个未成对电子，则Y为6号元素或8号元素，X与Y可形成化

合物X2Y3,则Y为0元素，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42,则Z为H元素；

样品在盐酸中可被金属锌还原为XZ3气体，产物还有氯化锌和H20,

As,O,+6Zn+12HC1=2AsH,T+6ZnCl.+3H,O；

故答案为：As2O5+6Zn+12HCl=2AsH3T+6ZnCl2+3H2Oo

4d5s

15.答案:⑴itiII1iin；5

（2）①Be（0H）?+20H-=BeO^+2H2O；离