人教版 (2019)第二节 原子结构与元素的性质第2课时课后测评

第2课时　元素周期律

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.具有下列核外电子排布式的原子,其半径最大的是 (　　)。

A.1s22s22p3

B.1s22s22p1

C.1s22s22p63s23p1

D.1s22s22p63s23p4

答案:C

解析:根据原子的核外电子排布式可知,A项中原子为氮(N),B项中原子为硼(B),C项中原子为铝(Al),D项中原子为硫(S)。根据原子半径变化规律可知,r(B)>r(N)、r(Al)>r(S)、r(Al)>r(B),故Al原子半径最大。

2.下列各组原子中,第一电离能前者大于后者的是(　　)。

A.S和P B.Mg和Al

C.Na和Mg D.Ne和He

答案:B

解析:S和P的价层电子排布分别为3s23p4和3s23p3,由于P原子中p轨道处于半充满状态,较稳定,第一电离能较高;S失去的是已经配对的电子,配对电子相互排斥,因而第一电离能较低,所以I1(S)<I1(P)。Na、Mg和Al的价层电子排布分别为3s1、3s2、3s23p1,镁原子s轨道处于全充满状态,Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级的能量比左边的3s能级的能量高,故Mg的第一电离能最大;D项中He与Ne同族,I1(He)>I1(Ne)。

3.下列关于电负性的叙述中不正确的是(　　)。

A.电负性越大的主族元素,其第一电离能越大

B.电负性是以氟为4.0和锂为1.0作为标准的相对值

C.元素的电负性越大,元素的非金属性越强

D.一般来说,同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大

答案:A

解析:电负性越大的主族元素,其第一电离能不一定越大,如电负性O>N,但第一电离能N>O,A项错误。

4.下列离子半径的大小顺序正确的是(　　)。

①Na+　②X2-:1s22s22p63s23p6　③Y2-:1s22s22p6

④Z-:1s22s22p63s23p6

A.③>④>②>①

B.④>③>②>①

C.④>③>①>②

D.②>④>③>①

答案:D

解析:由核外电子排布式可知,②、③、④三种离子分别是S2- 、O2-、Cl-,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则有②>④,③>①;能层数越大,半径越大,则大小顺序为②>④>③>①。

5.元素周期表第二行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续电离能(单位:kJ·mol-1)如下表所示,下列叙述正确的是(　　)。

A.X原子的电子排布式为1s22s1

B.Y为第ⅡA族元素,其元素符号为Mg

C.Z的价层电子数为1

D.X的原子半径小于Y的原子半径

答案:A

解析:根据电离能数据可知X的第二电离能远大于其第一电离能,这说明X应该是第ⅠA族元素。因为X、Y、Z均是元素周期表第二行中原子序数相连的元素,所以X是Li,Y是Be,Z是B。Li的原子序数是3,Li原子的电子排布式为1s22s1,A项正确;Y是Be元素,B项错误;B元素的价层电子数是3,C项错误;同周期自左向右主族元素的原子半径逐渐减小,则X的原子半径大于Y的原子半径,D项错误。

6.下列有关粒子性质的排列顺序中,错误的是(　　)。

A.元素的电负性:P<O<F

B.元素的第一电离能:C<N<O

C.离子半径:O2->Na+>Mg2+

D.原子的未成对电子数:Mn>Si>Cl

答案:B

解析:一般来说,同一周期从左到右,元素的电负性逐渐变大,所以电负性N<O<F;同一主族从上到下,元素的电负性逐渐变小,所以电负性N>P,故元素的电负性P<O<F,A项正确。C、N、O中N的第一电离能最大,B项错误;核外电子排布相同的粒子,根据核电荷数越大,半径越小知,离子半径O2->Na+>Mg2+,C项正确;Mn、Si、Cl原子的未成对电子数分别为5、2、1,即原子的未成对电子数Mn>Si>Cl,D项正确。

7.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。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢气:NH3BH3+2H2ONH4BO2+3H2↑,下列说法不正确的是(　　)。

A.原子半径:B>N>O>H

B.第一电离能:N>O>B

C.电负性:O>N>B

D.熔点:CH3CH3>NH3BH3

答案:D

解析:氢原子半径最小、同周期主族元素从左到右原子半径递减,则原子半径B>N>O>H,A项正确。同周期从左向右第一电离能呈增大趋势,由于半充满结构更稳定,因此第一电离能大小顺序是N>O>B,B项正确。同周期从左向右电负性逐渐增大,则电负性O>N>B,C项正确。常温常压下,氨硼烷是固体,乙烷是气体,则熔点CH3CH3<NH3BH3,D项错误。

8.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是(　　)。

答案:A

解析:一般来说,同主族元素从上到下电负性依次减小,A项正确;卤族元素中氟无正价,B项错误;HF分子间存在氢键,所以HF沸点最高,C项错误;卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大,熔点依次升高,D项错误。

二、能力提升

1.下列四种粒子中,半径按由大到小的顺序排列的是 (　　)。

①基态X的原子结构示意图:

②基态Y的价层电子排布式:3s23p5

③基态Z2-的轨道表示式:

④W基态原子有2个能层,电子式为·

A.③>①>②>④

B.③>②>①>④

C.①>③>④>②

D.①>④>③>②

答案:A

解析:由题意可知:X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F的粒子半径由大到小的顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F)。

2.下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。J为0族元素。

下列说法正确的是(　　)。

A.基态Z原子的轨道表示式为

B.R2-、Y2-与Na+的半径大小关系为R2->Y2->Na+

C.Y的第一电离能大于X的第一电离能

D.电负性最大的元素为J

答案:B

解析:J为0族元素,由元素在周期表的位置可知,X、Y、Z位于第二周期,R位于第三周期,W位于第四周期,J为第五周期的Xe,则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。基态Z原子2p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误。S2-电子层最多半径最大,O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小其离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确。N原子的2p能级处于半充满状态,所以N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误。电负性最大的元素为F元素,D项错误。

3.(双选)甲~庚元素在周期表中的相对位置如下表,己的价层电子排布式为(n+1)sn(n+1)p4,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,均为ns2。下列判断正确的是(　　)。

A.丙与庚的原子半径:丙>庚

B.电负性:庚<己<戊

C.甲和乙的第一电离能:甲<乙

D.丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维

答案:AD

解析:由题意可知:甲为Mg,乙为Ca,丙为B, 丁为Si,戊为As,己为S,庚为F。能层数相同,原子的核电荷数越小,原子半径越大(稀有气体元素除外),A项正确;电负性:庚>己>戊,B项错误;一般来说,同一主族从上到下,元素的第一电离能依次减小,C项错误;Si的最高价氧化物为SiO2,可用于制造光导纤维,D项正确。

4.如图是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.通常情况下五种元素的单质中,Z单质的沸点最高

B.Y、Z的阴离子的电子排布都与R原子的相同

C.W的电负性比X的电负性大

D.第一电离能:R>W>Y

答案:D

解析:根据元素在周期表中的位置可判断出:R为Ar、Z为Br、Y为S、W为P、X为N。Br2在常温下为液体,而S和P在常温下为固体,所以五种元素的单质中,不是Br2的沸点最高,A项错误;S2-的电子排布与Ar的电子排布相同,而Br-的电子排布与Ar的电子排布不相同,B项错误;N的电负性大于P的电负性,C项错误;同周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能,第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能,所以第一电离能大小关系为Ar>P>S,D项正确。

5.如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。

请回答下列问题:

(1)请写出ds区铜原子基态电子排布式:　　　　　　　　　　　。 

(2)同主族元素的第一电离能的变化规律是　　　　　　　　　　　。 

(3)图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是　　　　　　　。 

(4)根据对角线规则,Be、Al的最高价氧化物对应水化物的性质相似,它们都具有　　　　性,能证明Be(OH)2该性质的实验结论是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(5)Na~Ar元素中,某元素M电离能如表所示:

①由此判断该元素是　　　　　　　　　　　; 

②分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断:I1(Mg)　　　　I1(M),其原因是　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

(2)同一主族元素的原子从上到下,第一电离能逐渐减小

(3)第五周期第ⅠA族

(4)两　Be(OH)2既溶于强酸又可溶于强碱(合理即可)

(5)①Al　②>　镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定(合理即可)

解析:(1)铜原子的核电荷数是29,根据构造原理和能量最低原理,基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。

(2)同一主族元素的原子从上到下,金属性增强,容易失去电子,所以第一电离能从上到下逐渐减小。

(3)金属性越强,越容易失去电子,所以第一电离能越小,题图中第一电离能最小的元素是铷,位于元素周期表的第五周期第ⅠA族。

(4)Al(OH)3为两性氢氧化物,则Be(OH)2也应该是两性氢氧化物,可分别用稀盐酸和NaOH溶液与Be(OH)2反应,发现Be(OH)2既能与盐酸反应生成盐和水,也能与NaOH溶液反应生成盐和水,即说明Be(OH)2是两性氢氧化物。

(5)①从表中的数据可知,当原子失去第4个电子时,第三电离能到第四电离能增大幅度明显大于第二电离能到第三电离能增大的幅度,说明该元素失去3个电子时为稳定结构,在Na~Ar元素中只有Al元素满足条件,即该元素是Al元素;②基态镁原子价层电子排布式为3s2,而基态铝原子价层电子排布式为3s23p1,镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定,导致I1(Mg)>I1(M)。

6.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:

(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子的电子排布式: 　　　　　　　　　　　。 

(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:

 　　　　　　　　　　　。 

(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:

比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。请解释其原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图所示:

其中电负性最大的是　　　(填上图中的序号)。 

(5)本题元素周期表中所列的某主族元素的电离能情况如下表所示:

则该元素是　　　　 (填元素符号)。 

答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2

(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量

(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态,比较稳定

(4)2

(5)Al

解析:(1)26号元素为铁元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。

(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量。