高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 元素性质及其变化规律第1课时达标测试

这是一份高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第3节 元素性质及其变化规律第1课时达标测试，共11页。试卷主要包含了有3种微粒等内容，欢迎下载使用。

第1章　原子结构与元素性质
第3节　元素性质及其变化规律
第1课时　原子半径 、 元素的电离能及其变化规律
基础过关练
题组一　微粒半径及其变化规律
1.(2020上海嘉定高三一模)具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.1s22s22p63s23p1 B.1s22s22p3
C.1s22s22p2 D.1s22s22p63s23p4
2.(2020江苏锡山高级中学高二月考)有3种微粒:①[Ar]4s2、②、③1s22s22p63s23p4,它们的半径大小顺序正确的是 (　　)
A.①>②>③ B.①>③>②
C.②>③>① D.③>②>①
题组二　电离能变化规律及其应用3.(2020山东潍坊高三上月考)原子价电子排布式如下的元素中,第一电离能最小的是 (　　)
A.3s23p3 B.3s23p5 C.3s23p4 D.3s23p6
4.(2020山东烟台高二上期末)下列有关铝元素的微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (　　)
A.[Ne] B.[Ne]
C.[Ne] D.[Ne]
题组三　电离能与元素周期律的综合应用5.(2021山东潍坊临朐实验中学)根据下列5种元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列问题。
元素符号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
V
420
3 100
4 400
5 900
(1)在元素周期表中,最有可能处于同一族的是　　　(填字母,下同)。 
A.Q和R B.S和T
C.T和V D.R和T
E.R和V
(2)它们的氯化物的化学式,最有可能正确的是　　　。 
A.QCl2 B.RCl C.SCl3 D.VCl2
(3)下列元素中最有可能与Q元素位于同一族的是　　　　。 
A.硼　　B.铍　　C.锂　　D.氢　　E.氦
(4)在这5种元素中,最容易与氯元素形成离子化合物的是　　　　。 
A.Q　 　B.R　 　C.S　 　D.T　 　E.V
(5)利用表中的数据,V元素最有可能是下列元素中的　　　　。 
A.H B.Li C.Na D.K
6.(2021天津高二期末统考)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区基态铜原子的电子排布式　　　　　　。 
(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　　　　　　,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:
I1/
kJ·mol-1
I2/
kJ·mol-1
I3/
kJ·mol-1
I4/
kJ·mol-1
I5/
kJ·mol-1
578
1 817
2 745
11 575
14 830
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　　　　　　　　　　　　　　　　　。深度解析 

能力提升练
题组一　微粒半径大小的比较
1.(2020山东烟台二中高一下月考,)X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素,Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是 (　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.原子半径:Z>Y>X
B.离子半径:Yb->Z(b+1)->Xb+
C.Z(b+1)-的还原性一定强于Yb-
D.气态氢化物的稳定性:Hb+1Z>HbY
2.(2020北京四中高二月考,)下列化合物中阳离子半径与阴离子半径比值最小的是 (　　)
A.NaF B.MgI2 C.BaI2 D.KBr
3.(2020广东东莞光明中学高三下月考,)四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,b、d的简单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,四种元素原子的最外层电子数之和为15,下列叙述正确的是 (　　)
A.b元素最高价氧化物对应的水化物为强酸
B.最简单气态氢化物的热稳定性:b>c
C.c为第二周期第ⅦA族元素
D.原子半径:d>c>b>a
题组二　电离能、微粒半径与元素周期律4.(2021辽宁锦州高二期末,)如图为元素周期表中短周期的一部分,下列说法正确的是 (　　)

A.第一电离能:Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.Y和M元素基态原子的未成对电子数均为1
D.Z元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3s23p4
5.(2020江苏徐州高三月考,)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的单质常被保存在煤油中,Y的主族序数等于其周期数的3倍,由X与Z组成的高分子化合物是传统不粘锅涂层聚四氟乙烯的主要成分。下列说法正确的是 (　　)
A.原子半径:r(W)>r(Z)>r(Y)>r(X)
B.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)>I1(W)
C.由W与Y组成的常见化合物中阴、阳离子数之比一定为1∶2
D.元素Z与元素W的最高正化合价之和的数值为8
6.(2021山东济南高三期末,)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式为。下列说法正确的是 (　　)
A.第一电离能:Y>Z>X>W
B.简单离子半径:W>Z>Y
C.简单离子的还原性:Z>Y
D.最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
7.()不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量(E)如下图所示:

试根据元素在周期表中的位置,分析图中曲线的变化特点,并回答下列问题:
(1)同主族不同元素的E值变化的特点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。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,随原子序数增大,E值增大。但个别元素的E(Ca)出现反常现象。试预测下列关系式正确的是　　　　　　(填写编号)。 
①E(砷)>E(硒) ②E(砷) ③E(溴)>E(硒) ④E(溴) (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:　　　　　　 (4)10号元素E值较大的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
8.(2020山西吕梁高二下月考,)四种常见元素的性质或结构信息如表。试根据信息回答有关问题。深度解析
元素
A
B
C
D
性质或
结构
信息
基态原子核外电子共有7种运动状态
原子的M层有1对成对的p电子
一种核素的中子数为35、质量数为64
有多种同位素,其中一种用作测量相对原子质量的标准
(1)写出B原子的电子排布式　　　　　　　　;写出C基态原子的电子排布式　　　　　　　　　。 
(2)四种元素中非金属性最强的是　　　(填元素符号,下同),金属性最强的是　　　,第一电离能最大的是　　　。 
(3)一定条件下B、C单质间能反应,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案全解全析
第3节　元素性质及其变化规律
第1课时　原子半径 、 元素的电离能及其变化规律
基础过关练
1.A　根据选项中的电子排布式可知,A、B、C、D表示的基态原子分别是Al、N、C、S;同一周期主族元素的原子,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径:Al>S、B>C>N;同一主族元素的原子半径从上到下逐渐增大,所以原子半径:Al>B,其中半径最大的是Al原子,故选A。
2.A　微粒半径大小规律:一般来说,电子层多的半径大;电子层数一样时,核电荷数大的半径小;同元素阴离子半径大于其原子半径。微粒①代表Ca,电子层最多,半径最大;②代表S2-,③代表S,S2-半径大于S,故答案选A。
3.C　A、B、C、D分别表示的原子为P、Cl、S、Ar。同一周期中,元素的第一电离能在总体上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同周期相邻元素,所以第一电离能大小顺序是Ar>Cl>P>S,在P、Cl、S、Ar中第一电离能最小的是S,故选C。
4.C　A、B表示的都是铝原子的核外电子排布,A为基态,B为激发态,稳定性A大于B,失去最外层1个电子需要的能量A大于B,C、D表示的为铝原子失去2个电子的核外电子排布,C为基态,D为激发态,失去最外层1个电子需要的能量C大于D;A失去最外层一个电子,为Al的第一电离能,C失去最外层1个电子,为Al的第三电离能,同元素的第三电离能大于第一电离能,故选C。
5.答案　(1)E　(2)B　(3)E　(4)E　(5)D
解析　根据逐级电离能发生突变的情况可判断,R、S、T、V形成简单离子分别为R+、S2+、T3+、V+。Q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高很多,最有可能是稀有气体元素。
(1)5种元素中,R和V最有可能处于同一族,答案选E。
(2)Q可能是稀有气体元素,其他元素的氯化物的化学式可能是RCl、SCl2、TCl3、VCl,答案选B。
(3)Q可能是稀有气体元素,与氦都位于0族,答案选E。
(4)一般来说,第一电离能越小,元素的金属性越强,越易与氯元素形成离子化合物,V的第一电离能最小,因此最容易与氯元素形成离子化合物,答案选E。
(5)V的第一电离能很小,最有可能是K,答案选D。
6.答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1　(2)同主族元素原子从上到下,第一电离能逐渐减小　(3)第五周期第ⅠA族　(4)两性　Be(OH)2既溶于强酸又溶于强碱 　(5)①Al　②>　镁原子的3s轨道处于全充满状态(同时3p轨道处于全空状态),比较稳定,而铝原子3p轨道上只有一个电子,不稳定
解析　(1)铜原子的核电荷数是29,基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d10 4s1。
(2)同主族元素原子从上到下,金属性增强,容易失去电子,所以第一电离能I1变化规律是从上到下逐渐减小。
(3)金属性越强,越容易失去电子,第一电离能越小,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,又能与NaOH溶液反应生成盐和水,说明Be(OH)2是两性氢氧化物。
(5)①从表中的数据可知,该元素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,说明该元素原子易失去3个电子,在Na~Ar元素中只有Al满足条件,即该元素是Al。
②基态镁原子价电子排布式为3s2,而基态铝原子价电子排布式为3s23p1,镁原子的3s轨道处于全充满状态(同时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(Al)。
规律总结
电离能的变化规律一般为:①同周期,第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,总体呈现从左向右逐渐增大的变化趋势;②同族元素,自上而下第一电离能逐渐减小;③同种原子,逐级电离能越来越大。
能力提升练
1.C　由Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同可知,原子序数X>Y>Z,X位于Y、Z的下一周期,原子半径:X>Z>Y,A错误;电子层结构相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,所以离子半径:Z(b+1)->Yb->Xb+,B错误;Y、Z位于同一周期,原子序数Y>Z,所以非金属性Y>Z,对应阴离子的还原性Z(b+1)-一定强于Yb-,故C正确;元素非金属性越强对应气态氢化物越稳定,所以Hb+1Z的稳定性弱于HbY,D错误。
2.B　题中阳离子半径由小到大的顺序为r(Mg2+)r(Br-)>r(F-)。要使r(阳)/r(阴)最小,应取r(阳)最小的与r(阴)最大的相比,即r(Mg2+)/r(I-)最小。
3.A　四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,则a为H;b、d的简单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,d为Al,四种元素原子的最外层电子数之和为15,b、c为第二周期元素,b、c的最外层电子数之和为15-1-3=11,b为N,c为O符合题意。b为N,其最高价氧化物对应的水化物硝酸为强酸,故A正确;非金属性O>N,所以气态氢化物的热稳定性:bN>O>H,D错误。
4.C　该图为元素周期表中短周期的一部分,则X为He,Y为F,M为Cl,Z为S。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,第一电离能:Cl>S,故A错误;一般,电子层数越多微粒半径越大,核外电子排布相同时核电荷数越小半径越大,所以离子半径S2->Cl->F-,故B错误; F的核外电子排布式为1s22s22p5,未成对电子数为1,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,未成对电子数为1,故C正确; Z为S元素,原子核外电子数为16,简化电子排布式为[Ne]3s23p4,故D错误。
5.C　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的单质常被保存在煤油中,则W为Na;Y的主族序数等于其周期数的3倍,则Y为O;“由X与Z组成的高分子化合物是传统不粘锅涂层聚四氟乙烯的主要成分”可知,则X为C,Z为F,同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族自上而下原子半径逐渐增大,则原子半径:r(W)>r(X)>r(Y)>r(Z),故A错误;同一周期从左向右元素的第一电离能总体呈增大趋势(但第ⅡA族,第ⅤA族元素原子的第一电离能大于同周期相邻元素),同主族自上而下元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能:I1(Z)>I1(Y)>I1(X)>I1(W),故B错误; O、Na形成的常见化合物为Na2O、Na2O2, Na2O和Na2O2中阴、阳离子数之比均为1∶2,故C正确;F无正价,故D错误。
6.A　X、Y、Z、W 是四种原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z位于同一周期,由化合物(ZXY)2的结构式可知,X形成4个共价键,位于ⅣA族,Y形成3个共价键,位于ⅤA族,Z形成2个共价键,位于ⅥA族,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,则W最外层电子数为3,为Al元素,结合原子序数大小可知X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X>W,故A正确;核外电子排布相同的离子,随核电荷数的增大,离子半径依次减小,则电子层结构相同的铝离子、氧离子和氮离子中,铝离子的离子半径最小,故B错误;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,则氮离子的还原性强于氧离子,故C错误;元素的非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,三种元素中C元素的非金属性最弱,其最简单氢化物的稳定性最弱,故D错误。
7.答案　(1)随着原子序数增大,E值变小　周期性　(2)①③
(3)485 kJ·mol-1　738 kJ·mol-1　(4)10号元素为氖,该元素原子最外层电子排布已达到8电子稳定结构
解析　 (1)从H、Li、Na、K的E值变化可以看出,同主族元素随元素原子序数的增大,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和第ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低。由此可以推测:E(砷)>E(硒),E(溴)>E(硒)。(3)根据同主族、同周期规律可以推测:E(K) 8.答案　(1)1s22s22p63s23p4　1s22s22p63s23p63d104s1　(2)N　Cu　N　(3)S+2Cu Cu2S
解析　A的基态原子核外电子共有7种运动状态,有多少个电子,电子就有多少种运动状态,所以A为N元素;B元素原子的M层有1对成对的p电子,其外围电子排布为3s23p4,所以B为S元素;C的一种核素的中子数为35、质量数为64,其质子数为64-35=29,所以C为Cu元素;D有多种同位素,其中一种用作测量相对原子质量的标准,所以D为C元素。(1)B为S元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;C为Cu元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)C、N、S、Cu四种元素中,根据元素周期律非金属性最强的元素是N元素,金属性最强的元素是Cu元素,金属元素第一电离能较小,非金属元素第一电离能较大,N处于第ⅤA族,第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,则N的第一电离能大于C和O,又因为O的第一电离能大于S,故N、S、Cu、C中第一电离能最大的为N。(3)B为S元素,C为Cu元素,一定条件下S、Cu单质在加热条件下反应生成硫化亚铜,该反应的化学方程式为S+2Cu Cu2S。
方法技巧
　　原子核外的每个电子其运动状态都不同,原子核外有多少个电子,电子就有多少种运动状态,A元素的基态原子核外电子共有7种运动状态,其核外电子数为7;单质S的氧化性较弱,得电子能力较弱,与变价金属反应时,一般生成低价态金属硫化物,如S+Fe FeS、2Cu+S Cu2S。