高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第2节 原子结构与元素周期表测试题

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[基础过关练]
1．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－
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；一般来说，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。]
2．下列关于稀有气体的叙述不正确的是( )
A．各原子轨道电子均已填满
B．其原子与同周期ⅠA、ⅡA族阳离子具有相同的核外电子排布
C．化学性质很不活泼
D．同周期中第一电离能最大
B [稀有气体各原子轨道电子达到稳定结构，所以化学性质不活泼，同周期中第一电离能最大。稀有气体元素原子的核外电子排布与同周期的阴离子(达到稳定结构)的电子排布相同，同时还与下一周期的ⅠA、ⅡA族阳离子(失去最外层电子)具有相同的核外电子排布，故B错误。]
3．下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是( )
A．LiI B．NaBr C．KCl D．CsF
A [阳离子都为碱金属元素的金属阳离子，元素的核电荷数越大，离子半径越大，阴离子都为卤素阴离子，元素的核电荷数越大，离子半径越大，则金属阳离子半径最小的是Li＋，非金属阴离子半径最大的是I－，所以阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。]
4．(2021·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
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。]
5．下列电子排布式所表示的原子中，第二电离能与第一电离能差值最大的是 ( )
A．[Ne]3s1 B．1s22s22p2
C．[Ne]3s23p5 D．1s22s22p63s23p3
A [A项，[Ne]3s1失去3s1上的一个电子后，变为全充满的相对稳定结构，第二电离能与第一电离能差值较大；B项，1s22s22p2第一电离能与第二电离能均为失去2p能级电子需要的能量，相差不大；C项，[Ne]3s23p5第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量，相差不大；D项，1s22s22p63s23p3第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量，相差不大。故选A。]
6．元素X的部分电离能数据如下：
则元素X的常见化合价是( )
A．＋1 B．＋2 C．＋3 D．＋6
C [对比表中电离能数据可知，I1、I2、I3数值相对较小，I4数值突然增大，说明元素X的原子中，有3个电子容易失去，因此该元素的常见化合价为＋3。]
7．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
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)。]
8．下列微粒半径大小比较正确的是( )
A．Na＋B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋
C．NaD．CsB [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。]
9．一般来说，同周期内不同元素的第一电离能I1随着原子序数的增大而增大，但个别元素的I1出现反常现象。下列关系正确的是( )
A．I1(氮)>I1(氧) B．I1(氟)C．I1(镁)I1(镁)
A [A项，N原子2p轨道处于半充满状态，较稳定，其I1会出现反常，A项正确；B项，F和O位于同一周期，I1(氟)>I1(氧)，B项错误；C项，镁的3s轨道全满，较稳定，I1出现反常，C项错误；D项，镁和钙最外层ns轨道均为全满，但钙比镁多一个电子层，钙的原子半径较大，因而I1(钙)10．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B．原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ
C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同
D．元素W的最高价氧化物对应的水化物酸性比Q的强
A [由元素在周期表中的位置可推知X、Y、Z、W、Q分别为N、O、Al、S、Cl。元素X(N)的最高正价＋5与元素Z(Al)的最高正价＋3之和为8；原子半径的大小顺序为rZ>rW>rQ>rX>rY；Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数均相同；非金属性：W(S)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·ml－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＋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
B [由表中数据I3≫I2知其最高正价为＋2价，R元素位于ⅡA族，最外层有2个电子，R不一定是Be元素。]
12．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是 kJ·ml－1。根据下表所列数据判断错误的是( )
A．元素X的常见化合价是＋1价
B．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
C．元素Y是ⅢA族的元素
D．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应
D [对元素X，I2开始突跃，说明X最容易失去1个e－，对于元素Y，I4开始突跃，说明Y容易失去3个e－，由此可知X的常见化合价为＋1价，元素Y是ⅢA族元素，若Y处于第3周期，Y是Al，Al与冷水不反应。]
13．下图是原子序数为1～19的元素的第一电离能的变化曲线(其中部分元素的第一电离能已经标出数据)。结合元素在元素周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列有关问题。
(1)碱金属元素中Li、Na、K的第一电离能分别为________ kJ·ml－1、________ kJ·ml－1、________ kJ·ml－1。
(2)同主族中不同元素的第一电离能变化的规律为：_________________，碱金属元素这一变化的规律与碱金属的活泼性的关系是______________。
(3)钙元素的第一电离能的数值范围为________。
[解析] (1)Li、Na、K的原子序数分别为3、11、19，图中对应的第一电离能分别为520 kJ·ml－1、496 kJ·ml－1、419 kJ·ml－1。(2)由碱金属元素第一电离能的变化可知，随着原子序数的增加，第一电离能逐渐减小，而且随着原子序数的增加，同主族元素的金属性逐渐增强。(3)Ca的第一电离能大于同周期的K的第一电离能(419 kJ·ml－1)，同时小于同主族的Mg的第一电离能(738 kJ·ml－1)。
[答案] (1)520 496 419 (2)随着原子序数的增大，第一电离能逐渐变小 金属越活泼，其第一电离能越小 (3)大于419小于738
14．(1)氮原子价电子的轨道表示式为________________________________
_____________________________________________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是______________________；氮元素的E1呈现异常的原因是_____________________________。
[解析] (1)氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价电子的轨道表示式为。
(2)同周期元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，不易结合一个电子，因此第一电子亲和能较低。
[答案] (1)
(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子
[拓展培优练]
15．(2021·海南中学高二期中考试)某主族元素的第一、二、三、四电离能依次为899 kJ·ml－1、1 757 kJ·ml－1、14 840 kJ·ml－1、18 025 kJ·ml－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
B [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。]
16．已知：X为同周期元素中第一电离能最小的元素，Z元素原子最外层电子排布式为2s22p4，Y是第3周期金属元素中离子半径最小的元素，则X、Y、Z三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A．X3YZ3 B．X2YZ3 C．X2YZ2 D．XYZ3
A [在同周期中第一电离能最小的是H或ⅠA族金属元素，其化合物中化合价为＋1价；Y为Al，Z为O，根据化合物中化合价代数和为零知A正确。]
17．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，现有以下叙述：①原子半径：AB ③原子序数：A>B ④原子最外层电子数：A≤B ⑤A的正价与B的负价的绝对值不一定相等
其中正确的是 ( )
A．仅①② B．仅③④⑤ C．仅③⑤ D．仅③④
B [A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则A元素处于B元素的下一周期。①结合A、B在周期表中的位置得原子半径：A>B，错误。②核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：AB，正确。④当原子最外层电子数<4时，易失去最外层电子形成阳离子，当原子最外层电子数>4时，易得到电子形成阴离子，原子最外层电子数：A18．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B．X元素的第一电离能小于Z元素的第一电离能
C．p能级未成对电子最多的是W元素
D．X元素是同周期中第一电离能最大的元素
C [根据五种元素所处位置，X、W、Y、R、Z五种元素分别为F、P、S、Ar、Br。同周期ⅤA族元素原子价电子排布式为ns2np3，为半充满结构，故P元素的第一电离能比S元素的第一电离能要略大；F、Br在同一主族，F元素的第一电离能比Br元素的第一电离能要大，故A、B选项错误。W元素的p能级上有3个未成对的电子，故C选项正确。同周期中碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，故D选项错误。]
19．如图是元素周期表的一部分，其中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：
a．原子核对核外电子的吸引力
b．形成稳定结构的倾向
下表是一些主族元素气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·ml－1)
①锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量，原因是_____________________________________________________
___________________________________________________________________。
②表中X可能为以上13种元素中的________(填写字母)元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式______________。
③Y是周期表中________族的元素。
④以上13种元素中，________(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
[解析] (2)①锂原子核外电子排布式为1s22s1，失去核外第一个电子形成的Li＋核外电子排布式为1s2，为全充满状态，比较稳定，难以再失电子，所以失去第二个电子时所需能量要远远大于失去第一个电子时所需的能量。②由表中所提供数据可知，X原子的各级电离能数据中，I2≫I1，可判断其最外层只有一个电子，化合价为＋1，故可推知X是钠元素的原子，由j在元素周期表中的位置可推出j是氧元素，Na和O可形成Na2O和Na2O2两种化合物。③Y元素原子的I4≫I3，可判断其最外层有3个电子，故Y元素位于ⅢA族。④因为m为稀有气体元素氩，价电子排布式为3s23p6，p能级达到全充满状态，是稳定结构，难以失去电子，故该元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
[答案] (1)①④
(2)①锂原子失去一个电子后，形成的Li＋核外电子排布式为1s2，为全充满状态，达到稳定结构，此时再失去一个电子很困难 ②a Na2O和Na2O2 ③ⅢA ④m
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I/(kJ·ml－1)
578
1 817
2 745
11 578
14 831
18 378
元素
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
……
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
锂
X
Y
失去第一个电子
519
502
580
失去第二个电子
7 296
4 570
1 820
失去第三个电子
11 799
6 920
2 750
失去第四个电子
－
9 550
11 600