高中化学新教材同步讲义基础课时4　元素周期律

基础课时4元素周期律课标要求1.认识元素的原子半径、主族元素第一电离能、电负性等元素性质的周期性变化，能从电子排布的角度对这一规律进行解释。2.能明确电离能、电负性的含义和应用，能列举元素周期律的应用。一、粒子半径大小的比较1.影响原子半径大小的因素(1)电子的能层数：电子的能层越多，电子之间的排斥作用将使原子的半径增大。(2)核电荷数：核电荷数越大，核对电子的吸引作用就越大，将使原子的半径减小。2.原子半径的递变规律(1)同周期：从左至右，核电荷数越大，半径越小。(2)同主族：从上到下，能层数越多，半径越大。1.下列粒子半径大小的比较正确的是()A.Na＋＜Mg2＋＜Al3＋＜O2－B.S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋C.Na＜Mg＜Al＜SD.Cs＜Rb＜K＜Na答案B解析能层数相同，原子序数越大，半径越小；能层数不相同，能层数越多，半径越大；当能层数和核电荷数相同时，核外电子数越多，半径越大。A项，微粒半径大小关系为：Al3＋＜Mg2＋＜Na＋＜O2－，错误；B项，微粒半径大小关系为：S2－＞Cl－＞Na＋＞Al3＋，正确；C项，微粒半径大小关系为：S＜Al＜Mg＜Na，错误；D项，微粒半径大小关系为：Cs＞Rb＞K＞Na，错误。2.下列微粒半径大小关系正确的是()A.F>Cl>Br>IB.Na<Mg<Al<Si<P<S<ClC.Na<Na＋、Cl<Cl－D.O2－>F－>Na＋>Mg2＋>Al3＋答案D解析同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径由大到小的顺序为碘、溴、氯、氟，A错误；同周期元素，从左至右，原子半径依次减小，原子半径由大到小顺序为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl，B错误；同种元素的微粒，核外电子数越多，半径越大，钠原子半径大于钠离子，C错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序为氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子，D正确。3.下列有关微粒半径大小关系比较中，正确的是()A.微粒X＋与Y－的核外电子排布相同，则离子半径：X＋>Y－B.原子X与Y的原子序数X>Y，则原子半径一定是X<YC.半径大小比较：r(Cu)>r(Cu＋)>r(Cu2＋)D.同一主族非金属原子半径X>Y，则非金属性：X>Y答案C解析核外电子排布相同的阴、阳离子，核电荷数越大，半径越小，故离子半径X＋<Y－，A错误；同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小；但若位于不同周期，则原子序数越大，原子半径可能越大，B错误；原子失去电子后生成阳离子，半径变小，失去电子越多，半径越小，故r(Cu)>r(Cu＋)>r(Cu2＋)，C正确；同一主族非金属元素，半径越大，原子序数越大，对应非金属性越弱，D错误。【题后归纳】1.原子半径大小的比较(1)同周期：一般来说，当电子层相同时，随着核电荷数的增加，其原子半径逐渐减小(稀有气体除外)，有“序小径大”的规律。(2)同主族：一般来说，当最外层电子数相同时，能层数越多，原子半径越大。2.离子半径大小的比较(1)同种元素的离子半径：阴离子大于原子，原子大于阳离子，低价阳离子大于高价阳离子。如r(Cl－)>r(Cl)，r(Fe)>r(Fe2＋)>r(Fe3＋)。(2)电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小。如r(O2－)>r(F－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。(3)带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大。如r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)，r(O2－)<r(S2－)<r(Se2－)<r(Te2－)。(4)核电荷数、电子层数均不同的离子可选一种离子参照比较。如比较r(K＋)与r(Mg2＋)可选r(Na＋)为参照：r(K＋)>r(Na＋)>r(Mg2＋)。3.注意事项以上半径大小比较的规律，绝大多数情况下适合，有些情况下并不适用。如锂原子半径就大于氯原子，不适用于“原子的电子层数越多，原子半径就越大”这样的规律。二、电离能的变化规律和应用1.第一电离能气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能，通常用I1表示。2.元素第一电离能变化规律(1)图示(2)叙述①同一周期：一般来说，同一周期的元素具有相同的电子层数，从左到右核电荷数增大，原子的半径减小，核对外层电子的吸引作用加大，因此越靠右的元素，越不易失去电子，第一电离能也就越大。②同一族：同一族元素电子层数不同，最外层电子数相同，原子半径增大起主要作用，半径越大，核对电子吸引作用越小，越易失去电子，电离能也就越小。3.电离能的应用可以衡量元素的原子失去一个电子的难易程度。第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子，元素金属性越强。4.下列元素第一电离能大小顺序中，正确的是()A.Be>B>Mg B.B>Mg>BeC.B>Al>Mg D.Mg>Be>Al答案A解析第一电离能呈周期性变化，特别是主族元素规律性相当强。同周期主族元素从左到右第一电离能增大，同主族元素从上而下第一电离能减小。但第ⅡA族与第ⅢA族、第ⅤA族与第ⅥA族的第一电离能大小呈现特殊情况，同周期中第一电离能关系第ⅡA族>第ⅢA族、第ⅤA族>第ⅥA族，故B、C、D错误。5.下列说法中正确的是()A.第三周期所含元素中钠的第一电离能最小B.铝的第一电离能比镁的第一电离能大C.在所有元素中，氟的第一电离能最大D.钾的第一电离能比镁的第一电离能大答案A解析同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故A正确；由于镁的价层电子排布式为3s2，而铝的价层电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的，B不正确；在所有元素中，氦的第一电离能最大，C不正确；钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁，D不正确。6.回答下列问题：(1)碳原子的核外电子排布式为________。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是__________________________________________________________________________________。(2)A、B均为短周期金属元素。依据表中数据，写出B原子的电子排布式：________________________________________________________。电离能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4A93218211539021771B7381451773310540(3)表中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5.747.471.8乙7.715.180.3丙13.023.940.0丁15.727.640.7下列说法正确的是________(填字母)。A.甲的金属性比乙强B.乙的化合价为＋1价C.丙不可能为非金属元素D.丁一定为金属元素(4)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表：元素MnFe电离能/(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957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：________________________________________________________。答案(1)1s22s22p2N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定(2)1s22s22p63s2(3)A(4)3d5解析(1)碳为6号元素，原子的核外电子排布式为1s22s22p2；N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，2p轨道半充满的原子能量低，较稳定，所以N的第一电离能大于相邻元素的第一电离能；(2)从表中电离能数值来看，A、B的第三电离能出现突跃，可见它们是第ⅡA族元素，因A、B均为短周期元素，且B的第一、二电离能均比A的小，故B是镁。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2；(3)由表格数据可知，甲、乙、丙、丁为第三周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电离能，说明甲元素最外层有1个电子，失去1个电子时达到稳定结构，所以甲为Na元素；乙元素的第二电离能远远小于第三电离能，则乙元素最外层有2个电子，失去两个电子后达到稳定结构，所以乙为Mg元素；丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大，且丙的第一电离能大于乙(Mg)，说明丙元素最外层大于3个电子，丙、丁一定为非金属元素；(4)Mn的原子序数为25，失去2个电子变为Mn2＋，则Mn2＋基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)，故其价层电子排布式为3d5。【题后归纳】1.同周期的电离能曲线呈现锯齿状的解释(1)Be(2s2)→B(2s22p1)和Mg(3s2)→Al(3s23p1)的反常，是因Be、Mg原子的s轨道处于全充满状态，能量较低，难以失去电子，第一电离能偏大。(2)N(2p3)→O(2p4)和P(3p3)→S(3p4)的反常，原因是N、P原子的p轨道处于半充满状态，能量较低，电子难以失去，第一电离能偏大。(3)在所有元素中，He的第一电离能最大。2.电离能的应用(1)逐级电离能原子的逐级电离能越来越大。首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子多数是能量较低的电子，所需要吸收的能量多；同时，失去电子后离子所带正电荷而对电子的吸引更强，从而逐级电离能越来越大。当逐级电离能突然变大时，说明电子的能层发生了变化，即同一能层中电离能相近，不同能层中电离能有很大的差距。(2)电离能的应用①判断元素的金属性、非金属性强弱：主族元素中，第一电离能越大，元素的非金属性越强；第一电离能越小，元素的金属性越强。②根据电离能数据，确定元素在化合物中的化合价。如Al的第一、第二、第三电离能差距不大，而与第四电离能差别很大，表明Al原子易失去3个电子形成＋3价阳离子。三、电负性的规律和应用1.键合电子和电负性的含义(1)键合电子：元素相互化合时，原子中用于形成化学键的电子。(2)电负性：用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大。2.电负性衡量标准以氟的电负性为4.0和锂的电负性为1.0作为相对标准，得出各元素的电负性(稀有气体未计)。3.电负性变化规律(1)图示(2)叙述①同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大。②同主族元素自上而下，元素的电负性逐渐变小。③周期表中，电负性大的元素集中在元素周期表的右上方，电负性小的元素集中在元素周期表的左下方。4.电负性的应用(1)判断元素的金属性和非金属性(2)判断化学键类型一般电负性差值大于1.7的元素原子之间形成的化学键为离子键，电负性差值小于1.7的元素原子之间形成的化学键为共价键。(3)判断元素的化合价电负性数值小(大)的元素在化合物中吸引键合电子的能力弱(强)，元素的化合价为正(负)值。(4)解释元素“对角线”规则在元素周期表中，某些主族元素与其右下方的主族元素(如图所示)的有些性质是相似的，这种相似性被称为“对角线规则”。这可以由元素的电负性得到解释：Li、Mg的电负性分别为1.0、1.2；Be、Al的电负性分别为1.5、1.5；B、Si的电负性分别为2.0、1.8。它们的电负性接近，说明它们对键合电子的吸引力相当，它们表现出的性质相似，如Li、Mg在空气中燃烧的产物分别为Li2O和MgO；Be(OH)2、Al(OH)3均属于难溶的两性氢氧化物等。7.下列各组元素按电负性大小排列正确的是()A.F＞N＞O B.O＞Cl＞FC.As＞P＞N D.Cl＞S＞As答案D解析电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，它是一个相对数值，元素的电负性也有周期性变化。一般来说，同周期元素从左到右(稀有气体元素除外)，元素的电负性逐渐增大；同族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小。8.已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是()元素LiBeCOFNaAlClGe电负性1.01.52.53.54.00.91.531.8A.Mg元素电负性的最小范围为1.0～1.6B.Ge既具有金属性，又具有非金属性C.Be和Cl形成共价键D.O和F形成的化合物O显正价答案A解析Mg元素的金属性小于Na，大于Be，故电负性的最小范围为0.9～1.5，A判断不正确；Ge的电负性为1.8，既具有金属性，又具有非金属性，B判断正确；根据Be和Cl的电负性，两元素电负性差距小于1.7，可形成极性共价键，C判断正确；F的电负性大于O，故O和F形成的化合物O显正价，D判断正确。9.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示，X值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的X值：元素符号LiBeBCOFX值0.981.572.042.553.443.98元素符号NaAlSiPSClX值0.931.601.902.192.553.16(1)通过分析X值的变化规律，确定Mg、N的X值范围：__________＜X(Mg)＜__________；________＜X(N)＜________。(2)推测X值与原子半径的关系为________。(3)某有机化合物的结构简式为，其中S—N中，你认为共用电子对偏向________(填元素符号)。(4)如果X值为电负性的数值，试推断AlBr3中化学键的类型为________。(5)预测元素周期表中X值最小的元素是____________(放射性元素除外，填元素符号)。答案(1)0.931.572.553.44(2)原子半径越大，X值越小(3)N(4)共价键(5)Cs解析(1)通过表中数据分析可知同周期从左到右，X值依次增大，同主族从上到下，X值依次减小，可判断X(Na)＜X(Mg)＜X(Al)，且X(Be)＞X(Mg)，故0.93＜X(Mg)＜1.57；同理，2.55＜X(N)＜3.44。(2)通过思考同周期、同主族元素原子半径的变化与X值的变化可得结论。(3)根据信息：“X值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方”，由X(S)＝2.55，X(C)＜X(N)＜X(O)，即2.55＜X(N)＜3.44，得共用电子对偏向N原子。(4)根据表中数据的变化规律可得X(Br)＜X(Cl)，因此X(Br)与X(Al)的差值要小于X(Cl)与X(Al)的差值，故AlBr3中的化学键为共价键。(5)根据X值的变化规律，X的最小值应在元素周期表的左下角，但要注意放射性元素除外，故填Cs。1.下列各组微粒半径大小的比较中，不正确的是()A.r(K)>r(Na)>r(Li)B.r(Mg2＋)>r(Na＋)>r(F－)C.r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)D.r(Br－)>r(Cl－)>r(Cl)答案B解析同主族自上而下原子半径增大，故原子半径，r(K)＞r(Na)＞r(Li)，A正确；核外电子排布相同，原子序数越大离子半径越小，故离子半径r(F－)＞r(Na＋)＞r(Mg2＋)，B错误；核外电子排布相同，原子序数越大离子半径越小，故离子半径r(Na＋)＞r(Mg2＋)＞r(Al3＋)，C正确；最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，阴离子半径大于相应的原子半径，故半径r(Br－)>r(Cl－)>r(Cl)，D正确。2.现有两种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3。则下列有关比较中正确的是()A.未成对电子数：①>②B.原子半径大小：①>②C.电负性大小：②>①D.第一电离能大小：②>①答案D解析由核外电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4为S元素，②1s22s22p63s23p3为P元素。S原子有2个未成对电子，P原子有3个未成对电子，所以未成对电子数：①<②，A错误；同一周期自左而右，原子半径减小，所以原子半径P>S，即②>①，B错误；同一周期自左而右，电负性增大，电负性①>②，C错误；同一周期自左而右，第一电离能呈增大的趋势，但P元素原子3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能P>S，②>①，D正确。3.绿柱石(X3Z2W6Y18)是一种重要的矿物。X、Y、Z、W为短周期元素，原子序数依次增加，且价层电子数之和为15，X、Z、W处于相邻的主族，X2＋和Z3＋的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法正确的是()A.第一电离能：Z<W，第二电离能：Z>WB.原子半径：Z>W>Y>XC.XY是碱性氧化物，WY2是酸性氧化物D.已知W、Y都可与氢气生成氢化物，电负性Y>W>H答案A解析X、Y、Z、W为短周期元素，原子序数依次增加，且价层电子数之和为15，X、Z、W处于相邻的主族，根据“X2＋和Z3＋的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似”。可知，X为Be，Z为Al，W为Si，因X、Y、Z、W为短周期元素，原子序数依次增加，且价层电子数之和为15，设Y的价层电子数为y，则2＋3＋4＋y＝15，则y＝6，根据位置关系可知。X为Be，Y为O，Z为Al，W为Si，则：同一周期，第一电离能从左到右呈现增大趋势，所以第一电离能：Al＜Si，两者失去一个电子后，Al＋处于稳定结构，较难再失电子，所以第二电离能：Al＞Si，A正确；同一周期原子半径从左到右依次减弱，同一主族原子半径从上到下依次增大，则上述元素原子半径：Z(Al)>W(Si)>X(Be)>Y(O)，B错误；Be与Al两者性质相似，所以BeO属于两性氧化物，SiO2与碱发生反应生成硅酸盐和水，所以属于酸性氧化物，C错误；Si与O分别与H元素形成的氢化物中，Si为＋4价，O为－2价，则电负性：Y(O)>H>W(Si)，D错误。4.(1)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na)，原因是________________________________________________________________________________________________________________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。I1/(kJ·mol－1)Li520Be900B801Na496Mg738Al578(2)CaTiO3其组成元素的电负性大小顺序是______________________。(3)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：①H、B、N中，原子半径最大的是________________________。②NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是__________________________。答案(1)Na与Li同族，Na电子层数多，原子半径大，易失电子Li、Be、B同周期，核电荷数依次增加。Be为1s22s2全满稳定结构，第一电离能最大。与Li相比，B核电荷数大，原子半径小，较难失去电子，第一电离能较大(2)O>Ti>Ca(3)①B②N>H>B解析(1)Li和Na均为第ⅠA族元素，由于Na电子层数多，原子半径大，故Na比Li容易失去最外层电子，即I1(Li)>I1(Na)。Li、Be、B均为第二周期元素，随原子序数递增，第一电离能有增大的趋势，而Be的2s能级处于全充满状态，较难失去电子，故第一电离能Be比B大。(2)O为非金属元素，其电负性在三种元素中最大，Ca和Ti同为第四周期元素，金属性Ca大于Ti，故电负性大小顺序为O>Ti>Ca。(3)①根据同一周期从左到右主族元素的原子半径依次减小，可知H、B、N中原子半径最大的是B。②电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。与N原子相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，故电负性N>H>B。A级合格过关练1.下列粒子半径大小比较正确的是()A.Na＋＜Mg2＋＜O2－ B.Cl－＞Na＋＞Al3＋C.Na＜Mg＜S D.Rb＜K＜Na答案B解析Na＋、Mg2＋、O2－都具有相同的电子层结构，核电荷数越大，微粒半径越小，即微粒半径由大到小的顺序是O2－＞Na＋＞Mg2＋，A错误；Na＋和Al3＋具有相同的电子层结构，核电荷数越大，微粒半径越小，即微粒半径由大到小的顺序是r(Na＋)＞r(Al3＋)，但Cl－比Na＋多一个电子层，显然r(Cl－)＞r(Na＋)，故离子半径大小顺序是Cl－＞Na＋＞Al3＋，B正确；Na、Mg、S的电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，即：Na＞Mg＞S，C错误；Rb、K、Na的最外层电子数相同，电子层数逐渐减少，其原子半径Rb＞K＞Na，D错误。2.某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899kJ·mol－1、1757kJ·mol－1、14840kJ·mol－1、18025kJ·mol－1，则该元素在元素周期表中位于()A.第ⅠA族 B.第ⅡA族C.第ⅢA族 D.第ⅣA族答案B解析该元素的第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，其最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族。3.下列说法不正确的是()A.第ⅠA族元素的电负性从上到下逐渐减小，而第ⅦA族元素的电负性从上到下逐渐增大B.电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度C.元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强D.O、Ge、Zn三种元素电负性由大到小的顺序是：O＞Ge＞Zn答案A解析同主族自上而下元素的金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，第ⅠA族和第ⅦA族元素的电负性从上到下都逐渐减小，A不正确；电负性的大小可以作为衡量元素的金属性和非金属性强弱的尺度，B正确；电负性越大，原子对键合电子的吸引力越大，C正确；非金属性越强，元素电负性越大，同周期主族元素从左到右非金属性依次增强，同主族元素从上到下非金属性依次减弱，所以三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn，D正确。4.下列判断不正确的是()A.第一电离能：B＞Al＞GaB.电负性：F＞O＞NC.最高正化合价：F＞S＞SiD.原子半径：P＞C＞N答案C解析同主族元素的第一电离能随原子序数的增大而减小，A项正确；同周期元素的电负性随原子序数的增大而增大，B项正确；F无正价，C项错误；同周期元素(0族元素除外)的原子半径随原子序数的增大而减小，同主族随原子序数的增大而增大，D项正确。5.一个价层电子排布式为2s22p5的元素，下列有关它的描述不正确的是()A.原子序数为9B.电负性是所有元素中最大的C.原子半径是同周期元素中最小的D.第一电离能是所在周期元素中最大的答案D解析价层电子排布式为2s22p5的元素为F元素。则原子序数为9，A正确；F元素的电负性是所有元素中最大的，B正确；根据同周期从左到右半径逐渐减小，因此F原子半径是同周期元素中最小的，C正确；同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，因此该周期中第一电离能最大的元素为Ne，D错误。6.有短周期A、B、C、D四种元素，A、B同周期，C、D同主族，已知A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，且C离子的核电荷数高于B离子，电负性顺序正确的是()A.A>B>C>D B.D>C>B>AC.C>D>B>A D.B>A>C>D答案B解析A的阳离子与D的阴离子具有相同的电子层结构，则D位于A的上一周期，B的阴离子和C的阴离子电子层结构相同，C离子核电荷数高于B，则A、B、C处于同一周期，且原子序数C>B>A，C、D处于同一主族，且A、B、C在D的下一周期。据此分析画出A、B、C、D在周期表中相对位置关系为，然后依据同周期、同主族元素电负性变化规律即可确定其电负性顺序：D>C>B>A。7.已知X、Y、Z、W四种元素的电负性数值如表所示：元素编号XYZW电负性2.53.51.22.4上述四种元素中，最容易形成离子化合物的两种元素是()A.X与Y B.X与WC.Y与Z D.Y与W答案C解析电负性差值大的元素原子之间容易形成离子键，所以题述四种元素中最容易形成离子化合物的两种元素是Y与Z，C项符合题意。8.镁、锂在元素周期表中具有特殊的“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂的性质的叙述，不正确的是()A.Li2SO4易溶于水B.LiOH是受热不易分解的强碱C.Li在空气中燃烧的产物为Li2OD.Li2CO3受热分解，生成Li2O和CO2答案B解析运用对角线规则，可由Mg及其化合物的性质推测Li及其相应化合物的性质。根据MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是一种易分解的中强碱，Li在空气中燃烧的产物为Li2O，MgCO3受热易分解为MgO和CO2等性质，推测出Li2SO4易溶于水，LiOH是一种易分解的中强碱，Li2CO3受热易分解为Li2O和CO2。9.下列叙述正确的是()A.同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大B.主族元素的原子形成单原子离子时的化合价的绝对值都等于它的族序数C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，元素的第一电离能越大D.同一主族中，自上而下元素的第一电离能逐渐减小答案D解析同周期元素的第一电离能0族元素的最大，A错误；一般情况下，主族元素的原子形成单原子阳离子时的化合价数都和它的族序数相等，而阴离子的化合价绝对值与族序数的和为8，B错误；第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其半径越大，第一电离能越小，C错误；在同一主族中，自上而下由于原子半径逐渐增大，所以第一电离能逐渐减小，D正确。10.向CuSO4溶液中通入NH3至过量，先生成蓝色沉淀，后沉淀溶解得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液。下列说法正确的是()A.原子半径：r(N)<r(O)B.第一电离能：I1(O)<I1(N)C.电负性：χ(O)<χ(S)D.碱性：NH3·H2O<Cu(OH)2答案B解析N、O为同周期元素，随核电荷数的增加，原子半径减小，因此r(N)>r(O)，A错误；同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但氮原子最外层2p轨道半充满，其第一电离能大于O，B正确；同主族元素从上到下电负性减弱，C错误；CuSO4溶液中通入NH3至过量，先生成Cu(OH)2蓝色沉淀，根据强碱制弱碱原理，可知碱性：NH3·H2O>Cu(OH)2，D错误。11.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()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答案B解析由表中数据I3≫I2知其最高正价为＋2价，R元素位于第ⅡA族，最外层有2个电子，R不一定是Be元素。12.已知X、Y、Z为同一周期的三种元素，其原子的部分电离能(kJ·mol－1)如下表所示：元素电离能/(kJ·mol－1)XYZI1496738577I2456214511817I3691277332754I495401054011578下列说法正确的是()A.三种元素中，X元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小B.三种元素中，Y元素的第一电离能最大，其电负性也最大C.等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应放出氢气的物质的量之比为1∶1∶1D.三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1答案A解析根据元素电离能的变化可知：X为第ⅠA族元素、Y为第ⅡA族元素、Z为第ⅢA族元素，又知X、Y、Z为同一周期的三种元素，而且X为第ⅠA族元素但存在超过4个电子，则这三种元素为第三周期元素，分别为Na、Mg、Al。第一电离能最小的为Na，电负性在同一周期元素中最小的也是钠，A正确；第一电离能最大的为Mg，Al的电负性为三种元素中最大的，B错误；三种金属和少量盐酸反应完成后，剩余的金属钠继续与水反应生成氢气，最终金属钠生成的氢气最多，C错误；根据电子守恒关系，放出1mol氢气时，得2mol电子，消耗金属钠的量为2mol，金属镁的量为1mol，金属铝的量为eq\f(2,3)mol，消耗X、Y、Z的物质的量之比为6∶3∶2，D错误。13.已知a～f是原子序数依次增大前四周期的六种元素，a元素原子核外电子只有一种自旋取向；b元素原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同；c元素原子的价层电子排布为nsnnp2n；d元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；e与d的最高能层数相同，但其价电子层电子数等于其电子层数；f元素原子最外层只有1个电子，次外层内的所有轨道的电子均成对。请回答下列问题(答题时涉及a～f元素，要用元素符号表示)：(1)e元素基态原子占据的最高能级共有________个原子轨道，其形状是________；f元素位于周期表的______________________区，其基态原子的电子排布式为____________________________。(2)a、b、c三种元素的电负性由大到小的顺序为________。(3)b、c、d、e四种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。(4)下图是a～f中某种元素的部分电离能，由此判断该元素是________。(5)比较表1中Mn、Fe两元素的I2、I3可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子________(填“易”或“难”)。你的解释是________________________________________________________________________________________________________________。表1：Mn、Fe的部分电离能元素MnFe电离能/kJ·mol－1I1717759I215091561I332482957答案(1)3哑铃形ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)O>N>H(3)N>O>Al>Na(4)Al(5)难由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，较难(或Fe2＋转化为Fe3＋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，较易)解析a～f是原子序数依次增大前四周期的六种元素，a元素原子核外电子只有一种自旋取向，则a为H元素；c元素原子的价层电子排布是nsnnp2n，而n＝2，则c为O元素；b的原子序数小于氧，b元素原子最高能级不同轨道上都有电子，并且自旋方向相同，其核外电子排布式为1s22s22p3，则b为N元素；f元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，则f处于第四周期，其核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1，故f为Cu；d的原子序数大于氧，d元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，只有s、p轨道，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，e和d的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数，若d为Na，则e为Al。(1)Al元素基态原子占据的最高能级为3p，p能级共有3个原子轨道，其形状是哑铃形；铜元素位于周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；(2)元素的非金属性越强电负性越大，氧、氮、氢的非金属性依次减弱，则电负性依次减小即O>N>H；(3)同周期元素随核电荷数的增加，第一电离能增大，故Na<Al，但氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻的氧，即N>O，非金属的第一电离能大于金属的第一电离能，故N、O、Na、Al第一电离能由大到小的顺序为N>O>Al>Na；(4)该元素第四电离能剧增，说明该元素最外层电子数为3，应是Al元素；(5)Mn为25号元素，核外电子排布式为[Ar]3d54s2，Mn2＋的价层电子排布式为3d5，半充满，更稳定，而Fe2＋的价层电子排布式为3d6，易失去1个电子生成更稳定的3d5结构。B级素养培优练14.如图三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化情况。下列说法错误的是()A.电负性：a＞b＞cB.简单氢化物的稳定性：a＞b＞cC.I5：a＞c＞bD.原子半径：b＞c＞a答案D解析同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，P元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知c为Si，P原子易失去3个电子，则P的第四电离能和第三电离能相差较大，故b为P，a为C。电负性：C＞P＞Si，A项正确。简单氢化物的稳定性：CH4＞PH3＞SiH4，B项正确。C、Si失去4个电子后，最外层电子排布分别为1s2、2s22p6，均处于全充满状态，能量低，结构稳定，再失去1个电子比较难，则第五电离能与第四电离能相差较大；而P失去4个电子后，最外层电子排布为3s1，则第四电离能与第五电离能对应的均为失去3s能级电子吸收的能量，二者相差不大，故第五电离能：C＞Si＞P，C项正确。原子半径：Si＞P＞C，D项错误。15.以下有关元素性质的说法中正确的是()A.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、O，元素的电负性依次递增的是③B.下列原子中，①1s22s22p63s23p1，②1s22s22p63s23p2，③1s22s22p63s23p3，④1s22s22p63s23p4，对应的第一电离能最大的元素是④C.某短周期主族元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，该元素可能在第三周期第ⅡA族D.以下原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，半径最大的是④答案C解析同一主族从上至下元素的电负性逐渐减小，①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se三组均为同主族元素，且原子序数逐渐增大，因此各组元素电负性依次减小，同周期从左至右元素的电负性逐渐增大，因此电负性S>P>Na，同一主族从上至下元素的电负性逐渐减小，因此电负性O>S，所以电负性Na<P<O，A错误；第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。1s22s22p63s23p3对应原子的3p能级半充满，相对较为稳定，更难失去电子，因此第一电离能更大，B错误；某短周期主族元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，由数据可知I3≫I2，因此该元素可能位于第ⅡA族，再根据电离能数据可知该原子中电子数大于4，因此该元素可能位于第三周期第ⅡA族，C正确；原子核外电子能层数等于原子所处周期数，能层越多，微粒半径越大。1s22s22p3、1s22s22p2位于第二周期，1s22s22p63s23p2、1s22s22p63s23p4位于第三周期，同一周期原子核外电子数越多，原子半径越小，因此原子半径最大的是①1s22s22p63s23p2，D错误。16.合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。①基态氮原子的轨道表示式为________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为________形。②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为________。(2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是________。②比较Mg、Ca第一电离能的大小：__________________。O的第一电离能小于N，原因是________________________________________________________________________________。③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。元素NaMgAl电离能(kJ/mol)49673857845621451181769127733274595431054011575结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因：________________________________________________________。(3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。①基态Fe原子的核外电子排布式为____________________，铁在元素周期表中的位置________。②比较Li＋与H－的半径大小关系：r(Li＋)___________r(H－)(填“＞”或