鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 元素性质及其变化规律练习题

元素性质及其变化规律

　　　　　　　 (40分钟　70分)

一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)

1.(2020·宿州高二检测)下列原子的价电子排布中,第一电离能最大的是 (　　)

A.3s23p1　　   B.3s23p2　   　C.3s23p3　   　D.4s24p4

【解析】选C。由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项中3p3处于半充满状态,电子能量低,原子较稳定,故第一电离能最大。

2.下列微粒半径依次增大的是 (　　)

A.同一主族元素随着原子序数的递增

B.同一周期的元素随着原子序数的递增

C.Na+、Mg2+、Al3+、F-

D.P、S、S2-、Cl-

【解析】选A。依据比较微粒半径大小的规律进行分析,同一主族,随着原子序数的递增,原子的电子层数依次增加,原子半径依次增大,A项正确;同一周期,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,B项错误;C项中各微粒的电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故半径F-最大,Al3+最小,C项错误;D项中的微粒半径P>S,S2->Cl-,D项错误。

3.(2020·南京高二检测)钡的核外电子排布式为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6周期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、Ba位于同周期,一般来说,同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势,故Cs的第一电离能比Ba小,D项不正确。

4.(2020·淄博高二检测)具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是 (　　)

A.1s22s22p63s23p3     B.1s22s22p3

C.1s22s22p5      D.1s22s22p63s23p4

【解析】选A。由核外电子排布知识可知A为磷原子,B为氮原子,C为氟原子,D为硫原子。根据同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族由上到下原子半径逐渐增大,故原子半径最大的是磷原子。

5.下列说法中正确的是 (　　)

A.第3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.在所有的元素中,F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

【解析】选A。B项,I1(Mg)>I1(Al);C项,在所有元素中,He的第一电离能最大;D项,I1(Na)>I1(K),I1(Mg)>I1(Na),故I1(Mg)>I1(K)。

6.下列微粒半径大小比较正确的是 (　　)

A.Na+<Mg2+<Al3+<O2-

B.S2->Cl->Na+>Al3+

C.Na<Mg<Al<Si

D.Cs<Rb<K<Na

【解析】选B。A中四种离子核外电子排布相同,核电荷数越大,半径越小;B中S2-与Cl-,Na+与Al3+的核外电子排布分别相同,S2-和Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,微粒半径大;C中微粒电子层数相同,核电荷数越大,半径越小,应为Na>Mg>Al>Si;D中微粒为同一主族,电子层数越多,原子半径越大,应为Cs>Rb>K>Na。

【补偿训练】

下列关于微粒半径的说法不正确的是 (　　)

①r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r(Rb+)<r(Cs+)

②r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r(I-)

③r(Na+)<r(Mg2+)<r(Al3+)<r(F-)<r(O2-)

④r(Fe3+)>r(Fe2+)>r(Fe)

A.②③④　　  B.①④　　  C.③④　　  D.①②③

【解析】选C。同主族元素,从上到下,同价态离子半径均增大,所以①②正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数增大,离子半径减小,③错误;不同价态的同种元素的离子,核外电子多的半径大,④错误。

7.(2020·石嘴山高二检测)如图所示,横坐标表示元素的原子序数,纵坐标表示同一主族的五种元素的电负性数值的是              (　　)

【解析】选B。同主族自上而下原子半径增大,原子对键合电子的吸引力减小,元素的电负性减弱,即同主族随原子序数的增大,电负性降低,选项中符合该变化规律的为B中所示图像。

8.(双选)(2020·青岛高二检测)如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是

 (　　)

A.31d和33d互为同位素

B.第一电离能:d>e,电负性:d<e

C.气态氢化物的稳定性:a>d>e

D.a和b形成的化合物不可能含共价键

【解析】选A、B。短周期元素中,a为-2价,e为+6价,均处于第ⅥA族,可推知a为O,e为S,b为+1价,原子序数大于O,则b为Na,由原子序数可知d处于第3周期,化合价为+5,则d为P。31P和33P质子数相同,中子数不同,是不同的核素,互为同位素,A正确;同周期元素从左到右第一电离能增大,但是P原子3p轨道电子为半充满稳定状态,第一电离能较大,则第一电离能:P>S,电负性:P<S,B正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,则稳定性:H2O>H2S>PH3,C错误;O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键,D错误。

【补偿训练】

气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化,吸收能量最多的是

 (　　)

A.1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1

B.1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2

C.1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3

D.1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1

【解析】选B。气态电中性基态原子的第一电离能越大,失去一个电子吸收的能量越多。B项中3p3为p轨道半充满状态,故第一电离能最大。

9.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              (　　)

①R的最高正价为+3价　②R元素位于元素周期表中第ⅡA族　③R元素第一电离能大于同周期相邻元素　④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2

A.①②　　　  B.②③　　　  C.③④　　　  D.①④

【解析】选B。由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或者Mg元素,因此①不正确,②正确,④不正确;短周期第ⅡA族(ns2)的元素,因s轨道全满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素,③正确。

10.已知X、Y元素同周期,且电负性X>Y,下列说法错误的是 (　　)

A.X与Y形成的化合物,X显负价,Y显正价

B.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性强于Y对应的酸性

C.气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX

D.第一电离能Y一定小于X

【解析】选D。X、Y元素同周期,且电负性X>Y,则非金属性X>Y。电负性大的元素在化合物中显负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,A正确;非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性X>Y,则X对应的酸性强于Y对应的酸性,B正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,C正确;一般非金属性强的第一电离能大,但O的非金属性比N大,第一电离能N>O,D错误。

二、非选择题(本题包括2小题,共20分)

11.(8分)(2020·菏泽高二检测)(1)Mg元素的第一电离能比Al元素的________,第2周期元素中,元素的第一电离能比铍大的有________种。 

(2)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________________________。 

(3)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的电子排布式:________。 

【解析】(1)Mg的价电子排布式为3s2,3s为全充满稳定结构;Al的价电子排布式为3s23p1,3p轨道不是稳定结构。元素第一电离能Mg>Al。第2周期元素的第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne共5种。

(2)O原子和N原子的价电子排布分别为2s22p4、2s22p3,N原子的2p轨道半充满,结构比较稳定,所以第一电离能大。

(3)由A、B元素的各级电离能可看出,A、B两元素容易失去两个电子形成+2价金属阳离子,故A、B元素属于ⅡA族的元素,由同主族元素电离能变化规律可知,B元素为镁元素,其原子的电子排布式为1s22s22p63s2。

答案:(1)大　5　(2)1s22s22p2　N原子的2p轨道达到半充满结构,比较稳定　(3)1s22s22p63s2

12.(12分)碳、硅、锗等是ⅣA族元素,回答下列问题:

(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为____________。 

(2)从电负性角度分析,碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为____________(填元素符号)。 

(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 ________________________________(填元素符号)。

(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是____________,Ge的最高价氯化物分子式是____________。该元素可能的性质或应用有________(填字母)。 

A.是一种活泼的金属元素

B.其电负性大于硫

C.其单质可作为半导体材料

D.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳

(5)溴与氯能以________键结合形成BrCl,BrCl分子中,Br化合价为________。BrCl与水发生反应的化学方程式为____________________。 

【解析】(1)CH4分子中C为-4价,H为+1价,所以C的电负性大于H的电负性,同周期元素从左到右电负性增大,O的电负性大于C。

(2)根据同周期从左到右元素的电负性增大,同主族从上到下元素的电负性减小可知:电负性由强到弱顺序为O>C>Si,所以元素非金属性O>C>Si。

(3)由于元素电负性越大,吸引电子能力越强,根据电子对偏向情况可得电负性大小为C>H>Si。

(4)锗是32号元素,核外有32个电子,基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的价电子数为4,所以其最高价为+4价,氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,A项错误;硫的电负性大于硅,硅的电负性大于锗,所以锗的电负性小于硫,B项错误;锗单质是一种半导体材料,C项正确;锗的电负性低于碳,锗的第一电离能也低于碳,D项错误。

(5)Br与Cl的电负性差别不大,所以BrCl分子中化学键为共价键,由于电负性Br<Cl,所以BrCl分子中Br为+1价,且BrCl与水反应的化学方程式为BrCl+H2OHCl+HBrO。

答案:(1)O>C>H　(2)O>C>Si　(3)C>H>Si

(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4　C　(5)共价

+1　BrCl+H2OHCl+HBrO

　　　　　　　 (20分钟　30分)

一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)

13.下列有关微粒性质的排列顺序中,错误的是 (　　)

A.原子半径:Na>S>O

B.稳定性:H2O>H2S>PH3

C.离子半径:Al3+>Mg2+>Na+

D.电负性:N<O<F

【解析】选C。A项,Na、S位于同一周期,O、S位于同一主族,原子半径Na>S>O,正确;B项,P、S位于同一周期,O、S位于同一主族,其氢化物稳定性,PH3<H2S<H2O,B正确;C项应为Na+>Mg2+>Al3+;D项正确。

14.(2020·德州高二检测)已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,则下列说法正确的是              (　　)

A.Y元素原子的价电子排布为2s22p4

B.原子半径:Z<Y

C.X是周期表中第一电离能最大的元素

D.第一电离能Z>Y

【解析】选C。因X、Y、Z为短周期元素,结合位置关系知X为He,Y为F,Z为S。F(Y)元素价电子排布为2s22p5;原子半径S>F(Z>Y);结合第一电离能在同周期和同主族间的变化规律知,He是第一电离能最大的元素;第一电离能F>S。

二、非选择题(本题包括1小题,共14分)

15.A～G是周期表中1～36号的元素,它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下:

A原子的基态只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;C与B同周期,其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素;D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子相同;C3-与E2+具有相同的稳定的电子层结构;F元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大;G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。

(1)A的元素符号为________,基态G原子的电子排布式为___________________,与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有______________________(填元素符号)。 

(2)B、C、D三种元素第一电离能从大到小的顺序是________,三种元素的电负性大小顺序为________(均填元素符号)。 

(3)已知元素的电负性C>F,则C元素与F元素形成的化合物CF3中C的化合价为________价,CF3与水发生水解反应的化学方程式为__。 

(4)E与C元素形成的化合物的化学式为__, 

B和C形成的化合物B3C4中B显________价。 

【解析】A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Mg元素,F为Cl元素,G为Cr元素。

(1)铬元素是24号元素,处于第4周期,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,其最外层只有1个电子,同周期中原子最外层只有一个电子的元素还有K、Cu。

(2)同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子最外层为2p3半充满稳定结构,其第一电离能比O的大,而电负性同周期从左到右依次增大。

(3)水解反应前后各元素的化合价不变,N的电负性比Cl的电负性大,所以NCl3中N的化合价为-3价,Cl的化合价为+1价,则在NCl3水解的产物中N的化合价是-3价,Cl的化合价是+1价,其水解产物是HClO和NH3 ·H2O 。

(4)Mg与N元素形成的化合物中,Mg显正价,N显负价,化学式为Mg3N2。C的电负性小于N的电负性,C与N形成的化合物C3N4中,C显+4价。

答案:(1)H　1s22s22p63s23p63d54s1　K、Cu

(2)N>O>C　O>N>C

(3)-3　NCl3+4H2ONH3·H2O+3HClO

(4)Mg3N2　+4