课时2 元素电负性的周期性变化
1. (2021·扬州江都区质检)下列大小关系比较正确的是( )
A. 离子半径:r(F-)
B. 电负性:CC. 氢化物的沸点:NH3D. 碱性:NaOH>Mg(OH)2> Al(OH)3
2. (2020·南京期末)下列叙述不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A. 与H2化合时,X单质比Y单质容易
B. X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强
C. X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D. X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
3. 下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列三个条件的是( )
①原子半径依次减小;②第一电离能逐渐升高;③电负性逐渐增大。
A. Na、Mg、Al B. C、O、N
C. Li、Na、K D. I、Cl、F
4. 根据元素周期律和物质结构的有关知识,下列有关排序正确的是( )
A. 离子半径:Ca2+>Cl->S2-
B. 第一电离能:Si>C>N
C. 电负性:F>S>Mg
D. 热稳定性:SiH4>H2S>H2O
5. (2022·海门高三期末调研)前4周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,W与Z同主族、X与Y同主族且X的核电荷数是Y的核电荷数的一半,W的单质是空气中含量最多的气体。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能:W>X>Y
B. 原子半径:r(X)>r(W)
C. 简单气态氢化物的热稳定性:XD. Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比W强
6. 同周期的三种元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序为HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是( )
A. 原子半径:Z>Y>X
B. 简单气态氢化物的热稳定性:HX>H2Y>ZH3
C. 电负性:X>Y>Z
D. 第一电离能:X>Y>Z
7. 下列有关电负性的说法正确的是( )
A. 主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大
B. 在元素周期表中,元素电负性从左到右越来越小
C. 金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性
D. 在形成化合物时,电负性越小的元素越容易显示正价
8. (2022·盐城中学、南通中学高三联考)X、Y、Z、W四种短周期元素,原子半径依次增大,X和Y位于同一周期,且两种基态原子中未成对电子数均等于次外层电子数,Z和W为位于同一周期的金属元素,Z元素的逐级电离能(kJ·mol-1)依次为738、1 451、7 733、10 540、13 630……下列有关说法正确的是( )
A. 简单离子的半径:X>W>Z
B. 简单氢化物的沸点:Y>X
C. 电负性:W>X>Y
D. 工业上常用电解熔融X、Z形成的化合物冶炼Z单质
9. 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属于同种核素
B. 第一电离能:d>e,电负性:dC. 气态氢化物的热稳定性:a>d>e
D. a和b形成的化合物不可能含共价键
10. (2020·天津高考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是( )
元素 X Y Z W
最高价氧化物对应的水化物分子式 H3ZO4
0.1 mol·L-1溶
液对应的pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
A. 元素电负性:ZB. 简单离子半径:WC. 元素第一电离能:ZD. 简单氢化物的沸点:X11. 下表是某些短周期元素的电负性(X)值:
元素符号 Li Be B C O F
X值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0
元素符号 Na Al Si P S Cl
X值 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1) 根据表中数据归纳元素的电负性与原子吸引电子的能力的关系:____________________________。
(2) 通过分析X值变化规律,确定N、Mg最接近的X值范围:________(3) 推测X值与原子半径的关系是______________________。上表中短周期元素X值的变化特点,体现了元素性质的________变化规律。
(4) 某有机化合物结构简式为CHHNHH,其中C—N键中,你认为共用电子对偏向于______(填原子名称)一方。
(5) 经验规律告诉我们:两成键元素之间的电负性X的差值(ΔX)>1.7时,它们之间通常形成离子键;ΔX<1.7时,通常形成共价键。结合以上问题分析AlBr3中的化学键类型是____________。
12. 碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。
(1) 第2周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性较小的元素是________。
(2) 从电负性角度分析,碳、氧和硅元素的非金属性由强到弱的顺序为____________。
(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______________。
(4) 基态锗(Ge)原子的核外电子排布式是________,Ge的最高价氯化物的分子式是________。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. 其单质可用作半导体材料
D. 锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳
(5) 溴与氯以________(填“离子”或“共价”)键结合成BrCl,BrCl分子中,______显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为____________________________________________________________________。
课时2 元素电负性的周期性变化
1. D 解析:核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故r(F-)>r(Na+)>r(Mg2+),A错误;同周期元素,从左向右电负性逐渐增大,故CAsH3>PH3,C错误;同周期元素从左向右最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,D正确。
2. C 解析:与H2化合时,X单质比Y单质容易,则X的非金属性强于Y,元素非金属性越强电负性越大,能说明X的电负性比Y大,A不符合题意;X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强,则X的非金属性强于Y,能说明X的电负性比Y大,B不符合题意;X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多,不能说明X的电负性比Y大,如Si的电负性比H小,C符合题意;X单质可以把Y从其氢化物中置换出来,则X的非金属性强于Y,能说明X的电负性比Y大,D不符合题意。
3. D 解析:Na、Mg、Al为同周期元素,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,电负性逐渐增大,Mg原子的3s能级处于全充满状态,故Mg的第一电离能大于Al的第一电离能,A错误;C、O、N为同周期元素,同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,故原子半径:N>O,B错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,故Li、Na、K的原子半径逐渐增大,C错误;I、Cl、F是同主族元素,同主族元素从下到上,原子半径逐渐减小,第一电离能逐渐升高,电负性逐渐增大,D正确。
4. C 解析:核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大,微粒半径越小,故离子半径:Ca2+S>Mg,C正确;非金属性越强,其简单气态氢化物的热稳定性越强,则热稳定性:SiH45. A 解析:W的单质是空气中含量最多的气体,W为N;X与Y同主族且X的核电荷数是Y的核电荷数的一半,X为O、Y为S;W与Z同主族、前4周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,Z为As。第一电离能:N>O>S,A正确;原子半径:OH2S,C错误;非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性:N>As,因此As的最高价氧化物对应水化物的酸性比N弱,D错误。
6. D 解析:元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则非金属性:X>Y>Z,原子序数:X>Y>Z,同周期元素从左到右非金属性逐渐增强,原子半径逐渐减小,所以原子半径:Z>Y>X,A正确;元素的非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,故简单气态氢化物的热稳定性:HX>H2Y>ZH3,B正确;元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:X>Y>Z,C正确;通常情况下,元素的非金属性越强,其第一电离能越大,但是也有特例,由于P原子的3p轨道处于半充满状态,比较稳定,所以第一电离能:Cl>P>S,D错误。
7. D 解析:主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同,但电离能变化有起伏,如电负性:O>N,但第一电离能:O8. A 解析:X、Y、Z、W四种短周期元素,原子半径依次增大,X和Y位于同一周期,且两种基态原子中未成对电子数均等于次外层电子数,则X和Y均有2个未成对电子,Y的原子半径大于X,X的电子排布式为1s22s22p4,X为O元素,Y的电子排布式为1s22s22p2,Y为C元素,Z和W为位于同一周期的金属元素,Z的第三电离能剧增,说明Z最外层有2个电子,则Z为Mg元素,W为金属且原子半径比Mg大,与Mg处于同一周期,W为Na元素;形成简单离子分别为O2-、Mg2+、Na+,这三种离子具有相同的电子层结构,随着原子序数的递增,半径减小,原子序数O<Na<Mg,离子半径r(O2-)>r(Na+)>r(Mg2+),即简单离子的半径X>W>Z,A正确;X,Y简单氢化物分别为H2O和CH4,由于H2O分子中存在氢键和分子间作用力,CH4分子中只存在分子间作用力,沸点:H2O>CH4,即简单氢化物的沸点:X>Y,B错误;同一周期元素从左至右,元素的电负性依次增大,同一主族元素从上至下,电负性依次减小,所以电负性:O>C>Na,即X>Y>W,C错误;工业上制取Mg,是电解熔融MgCl2,而不是电解熔融MgO,D错误。
9. B 解析:短周期元素中,a为-2价,e为+6价,均处于ⅥA族,可推知a为O,e为S,b有+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错误;同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大,但是P原子的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:PH2S>PH3,C错误;O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键,D错误。
10. A 解析:依据题意,结合元素周期表及0.1 mol·L-1 X的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为1,知X的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,因为X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大,故X的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,则X为N;0.1 mol·L-1 Y的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为13,说明Y最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,即NaOH,则Y为Na;Z的最高价氧化物对应的水化物为H3ZO4,Z原子序数大于Na,说明Z的最高价为+5价,则Z为P;0.1 mol·L-1W的最高价氧化物的水化物溶液的pH为0.70,说明W的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,即H2SO4,则W为S。Z和W为同周期元素,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,即元素电负性:S>P,A正确;简单离子半径:S2->Na+,B错误;P位于ⅤA族,价电子排布式为3s23p3,是比较稳定的半满结构,第一电离能大于同周期的S元素,即元素的第一电离能:P>S,C错误;X的简单氢化物是NH3,Z的简单氢化物是PH3,NH3分子间存在氢键,故沸点:NH3>PH3,D错误。
11. (1) 元素的电负性越大,原子吸引电子的能力越强
(2) 0.9 1.5 2.5 3.5
(3) 原子半径越大,X值越小 周期性
(4) 氮 (5) 共价键
12. (1) 碳或C (2) O>C>Si (3) C>H>Si
(4) 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 GeCl4 C
(5) 共价 Br BrCl+H2O===HCl+HBrO
解析:(1) 基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,原子中含有2个未成对电子,第2周期元素基态原子中含有2个未成对电子的元素有C和O,而O的电负性大于C。(2) 一般来说,同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大,同族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小可知,电负性由大到小的顺序为O>C>Si,电负性越大,非金属性越强,则非金属性由强到弱的顺序为O>C>Si。(3) 元素电负性越大,吸引键合电子能力越强,键合电子偏向于该原子,根据题给分子中共用电子对偏向情况可推知电负性由大到小的顺序为C>H>Si。(4) 锗是32号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2;Ge的价层电子数为4,则最高价为+4,其氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,A错误;硫是较活泼的非金属元素,电负性:S>Si>Ge,故锗的电负性小于硫,B错误;锗单质是一种半导体材料,C正确;锗的电负性和第一电离能均小于碳,D错误。(5) 电负性:Br