高中化学第二节 原子结构与元素的性质第2课时测试题

元素周期律

1.钡的核外电子排布为[Xe]6s2,下列关于钡的说法不正确的是 (　　)

A.其电负性比Cs大　　　   B.位于第六周期第ⅡA族

C.能与冷水反应放出氢气   D.第一电离能比Cs小

【解析】选D。Cs是最活泼的金属,第一电离能比钡的小。

2.锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系,它们的性质相似。下列有关锂及其化合物叙述正确的是(　　)

A.Li2SO4难溶于水

B.Li与N2反应的产物是Li3N

C.LiOH易溶于水

D.LiOH与Li2CO3受热都很难分解

【解析】选B。由对角线规则知,锂与镁的性质相似。MgSO4易溶,Mg(OH)2难溶,Mg在N2中燃烧可生成Mg3N2,Mg(OH)2、MgCO3受热都能分解。

3.下列叙述中正确的是 (　　)

A.同周期元素中,第ⅦA族元素的原子半径最大

B.第ⅥA族元素的原子其半径越大,电负性越大

C.电子层结构相同的离子,核电荷数越小,离子半径越大

D.同一周期中,碱金属元素的第一电离能最大

【解析】选C。同周期中从左到右,除0族元素外,半径逐渐减小,ⅦA族元素在同周期中是最小的,故A错误;第ⅥA族元素的原子,其半径越大,失电子能力越强,越容易失电子,电负性越小,故B错误;电子层结构相同的离子,离子中有带正电的质子和带负电的电子,相互吸引,质子多,吸引力越强,半径就越小,即核电荷数越多,离子半径越小,核电荷数越小,离子半径越大,故C正确;越容易失电子的元素其第一电离能越小,同一周期中,碱金属元素最容易失电子,则碱金属元素第一电离能最小,故D错误。

4.(2020·广州高二检测)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:

①1s22s22p63s23p5　　　②1s22s22p63s23p3

③1s22s22p63s23p2　　　④1s22s22p5

则下列有关比较中正确的是 (　　)

A.电负性:④>①>②>③

B.原子半径:④>③>②>①

C.第一电离能:④>③>②>①

D.最高正化合价:④=①>③>②

【解析】选A。同一周期元素,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,同一主族,从上到下,电负性依次减弱,所以电负性大小为F>Cl>P>Si,故A正确;同一周期元素,原子半径随着原子序数的增大而减小,同一主族,从上到下,原子半径增大,所以F的原子半径最小,故B错误;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,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素,同一主族,从上到下,第一电离能依次减弱,第一电离能Cl>P,故C错误;元素F没有最高正化合价,故D错误。

5.(2020·日照高二检测)某主族元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是 (　　)

A.X元素最高价态可能为+3价

B.X可能为第ⅤA族元素

C.X为第五周期元素

D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2+

【解析】选A。结合电离能图知,第三电离能和第四电离能之间的差距最大,所以该原子最外层有3个电子。X元素最外层有3个电子,所以在化合物中通常显+3价,故A正确;X元素最外层有3个电子,属于第ⅢA族元素,故B错误;该原子最外层有3个电子,属于第ⅢA族元素,不能确定周期序数,故C错误;该主族元素最外层有3个电子,在反应中容易失去电子,所以与氯反应时最可能生成的阳离子为X3+,故D错误。

6.下列关于电离能和电负性的说法不正确的是 (　　)

A.第一电离能的大小:Mg>Al

B.因为锌的金属性比铜活泼,所以锌的第一电离能比铜小

C.锗的第一电离能和电负性均低于碳

D.F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F

【解析】选B。同周期从左到右第一电离能依次增大,但镁、铝特殊,理由是镁的价电子排布是3s2,3p轨道全空较稳定,而铝是3s23p1则不是全满、全空、半满中任意一种情况,不稳定,故铝的第一电离能比镁小,故A正确;轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+,Cu失去一个电子成为Cu+后,核外电子排布为[Ar]3d10,所以锌的第一电离能比铜大,故B错误;锗和碳位于第ⅣA族,锗的第一电离能和电负性均低于碳,故C正确;周期表中F的电负性最大,F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F,故D正确。

7.(2020·徐州高二检测)下列状态的铝元素中,电离最外层的一个电子所需能量最小的是 (　　)

A.[Ne]　　　　　　　　  B.[Ne]

C.[Ne]       D.[Ne]

【解析】选D。A、B为基态,其中A失去最外层1个电子,为第三电离能,B失去最外层1个电子,为第二电离能;C为铝离子,稳定结构,失去最外层1个电子所需能量最大;D为铝原子的核外电子排布的激发态,易失去最外层的一个电子;所以电离最外层的一个电子所需能量最小的是D。

8.(2020·西安高二检测)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)。

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+1价

B.R元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能都大

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

【解析】选B。从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第ⅡA族元素,所以R的最高正价为+2价,故A错误;同周期第ⅡA族核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,故B正确;R元素的原子最外层共有2个电子,故C错误;R元素可能是Be或Mg,Mg基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,故D错误。

9.(10分)根据元素周期表中完整周期元素的性质,在下列空格中填上适当的元素符号。

(1)在第三周期中,第一电离能最小的元素是______,第一电离能最大的元素是________。 

(2)在元素周期表中,电负性最大的元素是________。 

(3)能稳定存在的最活泼的金属元素是________。 

(4)最活泼的气态非金属原子是________。 

(5)第二、三、四周期,原子最外电子层中p能级半充满的元素是________。 

【解析】同周期中从左到右,元素的第一电离能(除第ⅡA族、第ⅤA族反常外)逐渐增大,同周期中ⅠA族元素最小,稀有气体最大,故第三周期中第一电离能最小的为Na,最大的为Ar。电负性的递变规律:同周期从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小。故元素周期表中,电负性最大的元素是氟。

答案:(1)Na　Ar　(2)F　(3)Cs　(4)F　(5)N、P、As

10.(10分)不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量,设其为E,如图所示。试根据元素在周期表中的位置,分析图中曲线的变化特点,并完成下列问题。

(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是____________________。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。 

(2)同周期内,随着原子序数的增大,E值增大,但个别元素的E值出现反常现象。试推测下列关系式中正确的是________。 

①E(砷)>E(硒) ②E(砷)<E(硒)

③E(溴)>E(硒) ④E(溴)<E(硒)

(3)估计1 mol气态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E值的范围:________ <E<________。 

(4)10号元素E值较大的原因是______________________。 

【解析】(1)从H、Li、Na、K等可以看出,同主族元素随原子序数的增大,E值变小;H到He、Li到Ne、Na到Ar呈现明显的周期性变化。(2)从第二、三周期可以看出,第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低,由此可以推测出E(砷)>E(硒)、E(溴)>E(硒)。(3)根据同主族、同周期E值变化规律可以推测E(K)<E(Ca)<E(Mg)。(4)10号元素是稀有气体元素氖,该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。

答案:(1)随着原子序数增大,E值变小　周期性

(2)①③　(3)485　738　(4)10号元素为氖,该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构

11.(10分)已知元素的电负性和原子半径一样,也是元素的一种基本性质,下表给出14种元素的电负性:

试结合元素周期律知识完成下列问题:

(1)根据上表给出的数据,可推知元素的电负性的变化规律是____________。 

(2)由上述变化规律可推知,短周期主族元素中,电负性最大的元素是____________,电负性最小的元素是________,由这两种元素形成的化合物属于________(填“离子”或“共价”)化合物。 

【解析】(1)把表中给出的14种元素的电负性按原子序数由小到大的顺序整理如下:

经过上述整理后可以看出:3～9号元素,元素的电负性由小到大;11～17号元素,元素的电负性也是由小到大。所以元素的电负性同原子半径一样随着原子序数的递增呈周期性的变化(即同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大)。

(2)根据上述规律不难得出短周期主族元素中,电负性最大的元素为F,电负性最小的元素为Na,两者形成的化合物——NaF为典型的离子化合物。

答案:(1)元素的电负性随着原子序数的递增呈周期性的变化(或同周期主族元素,从左到右,电负性逐渐增大)　(2)F　Na　离子

12.(2020·天津高二检测)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;③1s22s22p63s23p4;④1s22s22p2,原子半径最大的是①

B.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③

C.①Na、K、Rb;②N、P、S;③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③

D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 415、7 733、10 450、13 630、17 995等,它与氯气反应时,生成的阳离子是X3+

【解析】选D。①是Si元素、②是N元素、③是S元素、④是C元素,原子核外电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小,所以原子半径:①>③>④>②,故A正确;①②③④分别是Al元素、Si元素、P元素、S元素,同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能:③>④>②>①,故B正确;同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大,同一主族元素电负性随着原子序数增大而减小,①Na、K、Rb的电负性依次减小,②N、P、S的电负性N>S>P,③Na、P、Cl的电负性依次增大,所以元素的电负性随原子序数增大而增大的是③,故C正确;某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 415、7 733、10 450、13 630、17 995等,其第二和第三电离能相差较大,则该元素位于第ⅡA族,该元素易失去2个电子生成阳离子X2+,故D错误。

13.(2020·合肥高二检测)元素处于基态时的气态原子获得一个电子成为-1价阴离子时所放出的能量叫做该元素的第一电子亲和能。-1价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能。表中给出了几种元素或离子的电子亲和能数据:

下列说法正确的是 (　　)

A.电子亲和能越大,说明越难得到电子

B.一个基态的气态氟原子得到一个电子成为氟离子时放出327.9 kJ的能量

C.氧元素的第二电子亲和能是-780 kJ·mol-1

D.基态的气态氧原子得到两个电子成为O2-需要放出能量

【解析】选C。根据表中数据知,元素得电子能力越强,其电子亲和能越大,所以电子亲和能越大说明越容易得到电子,故A错误;基态的气态氟原子得到1 mol电子成为氟离子时放出327.9 kJ的能量,故B错误;O-的电子亲和能就是氧元素的第二电子亲和能,所以氧元素的第二电子亲和能是-844.2 kJ·mol-1,故C正确;第一亲和能放出能量、第二亲和能吸收能量,O元素的第一亲和能小于第二亲和能的绝对值,所以基态的气态氧原子得到两个电子成为O2-需要吸收能量,故D错误。

14.(2020·长沙高二检测)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:

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时放出的氢气的物质的量之比为1∶1∶1

D.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

【解析】选A。根据表中数据,X的第二电离能远大于第一电离能,可知X是第ⅠA族元素,A正确;Y元素第三电离能远大于第二电离能,Y是第ⅡA族元素,三种元素中,Y元素第一电离能最大;结合表中数据Z的第四电离能远远大于第三电离能,Z为第ⅢA族元素,由于它们在同一周期,Y元素电负性小于Z,B错误;假设X、Y、Z属于第三周期元素,那么它们分别为Na、Mg、Al;等物质的量的X、Y、Z的三种单质与少量盐酸反应时,一定要考虑Na还可与水反应生成H2,故C错误;Na、Mg、Al与盐酸反应时放出等量氢气,根据反应2Na+2HCl2NaCl+H2↑、Mg+2HCl MgCl2+H2↑、2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑,消耗Na、Mg、Al的物质的量之比应为6∶3∶2,D错误。

15.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:

(1)通过分析X值的变化规律,确定N、Mg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键中,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)。 

【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。(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(铯)。

答案:(1)0.93　1.57　2.55　3.44　(2)原子半径越大,X值越小　(3)N　(4)共价键　(5)Cs