专题2第二单元　元素性质的递变规律 课时1原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化 课后练 （含解析）

第二单元　元素性质的递变规律
课时1　原子核外电子排布的周期性　元素第一电离能的周期性变化
1. (2021·礼嘉中学阶段调研)下列各组元素性质的递变情况错误的是 (　　)
A. Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B. P、S、Cl元素最高正价依次升高
C. N、O、F非金属性依次增强
D. Na、K、Rb第一电离能逐渐增大
2. 下列各组原子中，化学性质一定相似的是(　　)
A. 原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B. 原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C. 2p轨道上只有一对成对电子的X原子和3p轨道上只有一对成对电子的Y原子
D. 最外层都只有一个电子的X、Y原子
3. 下列说法正确的是(　　)
A. 元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1 过渡到ns2np6
B. 所有的非金属元素都分布在p区
C. 原子核外电子排布式为1s1的原子与原子核外电子排布式为1s22s1的原子的化学性质相同
D. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族的10个纵行的元素都是金属，所以统称为过渡金属元素
4. (2021·苏州高新区第一中学期初)13Al、15P、16S、17Cl是同周期主族元素。下列有关说法正确的是(　　)
A. 元素Al在元素周期表中位于第4周期ⅢA族　
B. 元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C. 第一电离能：I1(Al)D. 最高价氧化物对应的水化物的酸性：H3PO45. (2022·常州高三期末)由短周期主族元素组成的一种新型漂白剂的结构如题图所示。其中W、X、Y、Z原子序数依次增大，W的族序数是周期序数的两倍，基态时Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍，Y与Z位于不同周期。下列说法正确的是(　　)
A. 简单离子半径：r(Y)＜r(X)＜r(Z)
B. 第一电离能：I1(W)＜I1(X)＜I1(Y)
C. X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D. W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Z的强
6. (2021·伍佑中学质检)若某原子的外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是(　　)
A. 该元素在元素周期表中的位置为第4周期ⅢB族
B. 该元素位于d区
C. 该元素为非金属元素
D. 该元素原子N电子层共有8个电子
7. (2021·徐州一中质检)下列各项叙述中，正确的是(　　)
A. Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多
B. 价电子排布为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素
C. 2p和3p轨道形状均为纺锤形，能量也相等
D. 氮原子的外围轨道表示式：
8. 某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是(　　)
A. 五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期
B. 原子半径：r(Al)>r(C)>r(N)>r(O)>r(H)
C. 气态氢化物的热稳定性：H2O>NH3>CH4
D. 基态N原子核外有7种运动状态不同的电子
9. 元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，已知Y元素原子的价电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　)
X
Y
Z
A. Y元素原子的价电子排布式为4s24p4
B. Y元素在元素周期表的第3周期ⅥA族
C. X元素位于元素周期表的p区
D. Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3
10. (2022·南京六校高三期初)W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，四种元素形成的化合物在农业上常用作肥料，结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 简单离子半径：Z>Y
B. Y的第一电离能较同周期相邻的两种元素都大
C. X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点：Y>X
D. W与Z形成的化合物溶于水，可使紫色石蕊试液变红
11. (2022·南通通州区高三期末)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：
元素代号 原子半径 /nm X Y Z W
0.143 0.102 0.075 0.074
主要化 合价 ＋3 ＋6、－2 ＋5、－3 －2
下列叙述正确的是(　　)
A. X元素位于元素周期表的第2周期ⅢA族
B. Y的简单氢化物沸点比W的高
C. 第一电离能：I1(Z)>I1(W)>I1(Y)
D. Z的含氧酸酸性一定比Y的强
12. 原子结构与元素周期表存在内在联系，按要求回答下列问题：
(1) 根据元素原子的电子排布可以确定元素在元素周期表中的位置。
①具有(n－1)d10ns2电子排布的元素位于元素周期表中的________族。
②基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，试判断金元素在元素周期表中位于第______周期______族。
③已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表中的________(填字母)。
A. 第2周期ⅡB族
B. 第4周期ⅡA族
C. 第4周期ⅤB族
D. 第5周期ⅡB族
④某元素原子的核电荷数为33，则该原子的外围电子排布式为______________，其位于元素周期表中的________，属于________区元素。
(2) 根据元素核外电子排布可以推知元素的性质。
①被誉为“21世纪金属”的钛(Ti)元素，基态原子外围电子轨道表示式为____________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为________价。
②日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素基态原子的外围电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________。
13. 如图是元素周期表的一部分，图中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1) 下列________(填序号)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。核外电子离开原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响。
原子失去核外不同电子所需的能量/(kJ·mol－1)
元素 锂 X Y
失去第1个电子 519 502 580
失去第2个电子 7 296 4 570 1 820
失去第3个电子 11 799 6 920 2 750
失去第4个电子 — 9 550 11 600
①X可能为图中13种元素中的________(填字母)。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式：____________。
②Y是元素周期表中______族的元素。
③图中13种元素中，________(填字母)元素原子失去核外第1个电子需要的能量最多。
14. W、X、Y、Z、N是短周期元素，它们的核电荷数依次增大。
元素 元素性质或原子结构
W 原子核内无中子
X 原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等
Y Y原子半径在该周期中最大
Z 原子核外p轨道上的电子总数比s轨道上的电子总数多2
N 最外层电子数比次外层电子数少1
(1) W单质的化学式为________，Z元素原子核外有________个原子轨道填充了电子。
(2) Y、Z和N三种元素第一电离能由大到小的顺序为__________________(填元素符号)。
(3) Z元素原子共有________种不同运动状态的电子。
15. 根据信息进行推断并回答相关问题：
(1) 已知X、Y、Z、R都是元素周期表中前4周期的元素，它们的核电荷数依次增大。X是空气中含量最高的元素，Z基态原子核外K、L、M三层电子数之比为1∶4∶2，R基态原子的3d原子轨道上的电子数是4s原子轨道上的4倍，Y基态原子的最外层电子数等于Z、R基态原子的最外层电子数之和。X、Y、Z的第一电离能由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)。
(2) 已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前4周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A原子核外有3个未成对电子；A与B可形成离子化合物B3A2；C元素是地壳中含量最高的金属元素；D原子核外的M层中有两对成对电子；E原子核外最外层只有1个电子，其余各层电子均充满。
则B的原子轨道表示式为______________，A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为______________________(用元素符号表示)。
第二单元　元素性质的递变规律
课时1　原子核外电子排布的周期性元素第一电离能的周期性变化
1. D　解析：Li、Be、B为同周期元素，随原子序数递增，原子最外层电子数依次增多，A正确；P、S、Cl为同周期元素，随原子序数递增，最高正价依次升高，B正确；N、O、F为同周期元素，随原子序数递增，非金属性依次增强，C正确；Na、K、Rb为同主族元素，随原子序数递增，第一电离能逐渐減小，D错误。
2. C　解析：1s2结构的原子为He，1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似，A错误；X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似，B错误；p轨道只有一对成对电子，应是np4，为同主族的元素，化学性质一定相似，C正确；最外层只有1个电子的可以是ⅠA族元素，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故化学性质不一定相似，D错误。
3. D　解析：第1周期元素的原子最外层电子排布是从1s1 过渡到1s2，A错误；H元素分布在s区，B错误；原子核外电子排布式为1s1的原子是H原子，属于非金属元素；原子核外电子排布式为1s22s1的原子是Li，属于金属元素，化学性质不同，C错误；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族的10个纵行的元素为副族和Ⅷ族元素，都是金属，统称为过渡金属元素，D正确。
4. D　解析：Al为13号元素，位于第3周期ⅢA族，A错误；P位于ⅤA族，最低负价为－3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，B错误；P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，C错误；非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性P5. A　解析：W、X、Y、Z原子序数依次增大，W形成4个共价键，最外层电子数是4，W的族序数是周期序数的两倍，则W核外电子排布是2、4，所以W是C元素；基态时Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍，则Z核外电子排布是1s22s22p63s23p5，则Z是Cl元素；Y与Z位于不同周期，则Y是第2周期元素，形成2对共用电子对，原子序数比C大，所以Y是O元素，根据原子序数关系可知X是N元素。X是N，Y是O，Z是Cl，三种元素形成的离子N3－、O2－、Cl－，其中N3－、O2－核外电子排布是2、8，具有2个电子层；Cl－核外电子排布是2、8、8，具有3个电子层。离子核外电子层数越多，离子半径越大，当离子核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径关系：Y(O2－)＜X(N3－)＜Z(Cl－)，A正确。一般情况下，同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但当元素处于ⅡA、ⅤA族时，原子核外电子排布处于全满、半满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以元素的第一电离能大小关系：W(C)＜Y(O)＜X(N)，B错误。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强，元素的非金属性：X(N)＜Y(O)，所以简单氢化物的热稳定性：X(NH3)＜Y(H2O)，C错误。W是C元素，Z是Cl元素，元素的非金属性：C＜Cl，所以最高价氧化物对应的水化物的酸性：H2CO3＜HClO4，D错误。
6. B　解析：外围电子排布为4d15s2，位于第5周期ⅢB族，A错误；外围电子排布为4d15s2，处于d区，B正确；该元素位于第5周期ⅢB族，属于过渡元素，为金属元素，C错误；N层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，D错误。
7. B　解析：Na、Mg、Al三种元素的电子排布式分别为1s22s22p63s1、1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，未成对电子数分别为1、0、1，并没有依次增多，A错误；根据价电子排布式可知，该元素共有四个电子层，位于第4周期，最外层有5个电子，处于ⅤA族，在周期表中处于p区，B正确；2p和3p轨道形状均为纺锤形，离原子核越远，能量越高，因此2p轨道能量小于3p轨道能量，C错误；氮原子的外围轨道表示式违背了洪特规则，正确的轨道表示式为，D错误。
8. A　解析：组成该物质的元素有H、C、N、O和Al，H元素的电子排布式为1s1，C元素的电子排布式为1s22s22p2，N元素的电子排布式为1s22s22p3，O元素的电子排布式为1s22s22p4，Al元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1，H位于第1周期，属于s区，而C、N、O均位于第2周期，属于p区，Al位于第3周期，属于p区，A错误；根据原子半径递变规律，电子层数越多，半径越大，同周期元素，从左往右，原子半径依次减小，H只有一个电子层，Al有三个电子层，C、N、O均只有两个电子层，原子序数：Cr(N)>r(O)，则原子半径r(Al)>r(C)>r(N)>r(O)>r(H)，B正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性：O>N>C，气态氢化物的热稳定性：H2O>NH3>CH4，C正确；N的原子序数为7，核外有7个电子，每一个电子运动状态不同，即基态N原子核外有7种运动状态不同的电子，D正确。
9. A　解析：Y元素原子的价电子排布式为ns(n－1)np(n＋1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原子的价电子排布式为3s23p4，A错误。
10. B　解析：W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20，推出W为第1周期，即W为H，X为第2周期，Y为第3周期，Z为第4周期，根据化合物的结构图，Z显＋1价，即Z为K，X有2个共价键，X为ⅥA族元素，即X为O，K失去一个电子给了O，因此Y最外层有5个电子，即Y为P；P和K简单离子是P3－、K＋，它们核外电子排布相同，因此简单离子半径大小顺序是r(P3－)＞r(K＋)，A错误；同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空、半满和全满结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能，则同周期元素第一电离能：ⅤA>ⅥA，Y(P)的第一电离能较同周期相邻的两种元素都大，B正确；X、Y分别与W形成的简单化合物分别是H2O、PH3，常温下水为液体，PH3为气体，因此沸点：H2O＞PH3，C错误；K与H形成的化合物，溶于水时与水反应生成KOH溶液与氢气，KOH为强碱，滴入紫色石蕊试液，溶液显蓝色，D错误。
11. C　解析：Y有＋6、－2价，则Y为S元素，X元素的原子半径比S大，元素主要化合价为＋3价，则X是Al元素；W元素的化合价为－2价，则W为O元素，Z的原子半径比O稍大，元素主要化合价为＋5、－3价，则Z是N元素，X原子核外电子排布是2、8、3，根据原子核外电子排布与在元素周期表的位置关系可知X位于元素周期表第3周期ⅢA族，A错误；Y是S，W是O，两种元素位于元素周期表同一主族，二者形成的氢化物H2O、H2S都是由分子构成的物质，分子之间以分子间作用力结合，H2O之间还存在氢键，增加了分子之间的吸引作用，导致其熔、沸点比H2S的高，B错误；一般情况下，同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增大，但由于N原子核外电子排布处于半充满的稳定状态，因此其第一电离能大于同一周期相邻元素O元素的第一电离能；O、S是同一主族元素，原子序数越大，元素的第一电离能越小，所以第一电离能：I1(Z)>I1(W)>I1(Y)，C正确；未指明是否是元素最高价含氧酸，因此不能比较二者的酸性强弱，D错误。
12. (1) ①ⅡB　②6　ⅠB　③C　④4s24p3　第4周期ⅤA族　p
(2) ①　＋4　②铬
13. (1) ①④
(2) ①a　Na2O或Na2O2　②ⅢA　③m
解析：(1) 从所给元素在元素周期表中的位置可知a、c、d、f分别为Na、Mg、Sr和Al，e为Ti，它们都是电的良导体；h为碳元素，其单质石墨也是电的良导体，故应选①④。(2) ①由表中数据可知，X失去第2个电子所需能量远大于其失去第1个电子所需的能量，故第1个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层。结合所给的元素周期表片段知，X应为a，即钠元素，钠元素和j(氧元素)形成的化合物的化学式为Na2O和Na2O2。②由表中所给数据可知，Y失去第1、2、3个电子所需能量差别不大，而失去第4个电子所需能量远大于失去第3个电子所需的能量，因此Y元素原子的最外层有3个电子，即Y为ⅢA族的元素。③原子失去电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引作用有关，还与原子核外电子形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失电子所需能量越高，在所给13种元素中，m元素原子核外最外层已达到8e－稳定结构，因此失去第1个电子需要的能量最多。
14. (1) H2　8　(2) Cl>Si>Na　(3) 14
解析： W、X、Y、Z、N是短周期元素，它们的核电荷数依次增大，W的原子核内无中子，W为H；X的原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，X为O或Mg；Y元素的原子半径在该周期中最大，Y应位于第3周期，Y为Na，结合核电荷数可知X为O；Z的原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，故Z为Si；N的最外层电子数比次外层电子数少1，可知N为Cl。
15. (1) Si(2) 　Al解析：(1) X、Y、Z、R为前4周期元素，核电荷数依次增大，X是空气中含量最高的元素，X为N元素，Z基态原子核外K、L、M三层电子数之比为1∶4∶2，则Z为Si元素，R基态原子3d轨道上的电子数是4s轨道上的4倍，其价电子为3d84s2，R为Ni元素，Y基态原子的最外层电子数等于Z、R基态原子最外层电子数之和，Y为O元素。同周期ⅤA族和ⅥA族第一电离能出现反常，所以X、Y、Z的第一电离能由小到大顺序：Si