2.2.2元素第一电离能和电负性的周期性变化课时作业（含解析）-高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

苏教版（2019）高二化学选择性必修二课时作业
第2课时元素第一电离能和电负性的周期性变化
一、选择题(本题15小题，每小题只有一个选项符合题意)
1、下列说法正确的是(　　)
A.元素的第一电离能越大，其金属性一定越强
B.元素的第一电离能越小，其金属性一定越强
C.同主族元素的单质从上到下，金属性增强，熔点升高
D.金属单质与酸反应越容易，表明元素的电负性越小
2、下列各组元素,按第一电离能依次减小的顺序排列的是( )
A.H　Li　Na　K B.Na　Mg　Al　Si
C.I　Br　Cl　F D.F　O　N　C
3、下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　)
A.Na、Mg、Al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第一电离能依次增大
D.Na、K、Rb电负性逐渐减小
4、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·mol-1)。下列关于元素R的判断中一定正确的个数是( )
I1 I2 I3 I4 ……
740 1 500 7 700 10 500 ……
①R的最高正化合价为+2价②R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
③同周期元素中第一电离能小于R的元素有一种④R元素位于元素周期表的第ⅡA族
A.1 B.2
C.3 D.4
5、利用元素的电负性不能判断的是(　　)
A.元素原子的得电子能力
B.化学键的类别(离子键和共价键)
C.元素的活动性
D.元素稳定化合价的数值
6、某主族元素原子的第一、二、三、四各级电离能依次为899 kJ·mol－1、1 757 kJ·mol－1、14 840 kJ·mol－1、18 025 kJ·mol－1，试分析该元素所在的族序数为( )
A.第ⅠA族 B．第ⅡA族
C.第ⅢA族 D．第ⅣA族
7、“胃舒平”的主要成分之一是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。下列叙述错误的是(　　)
A.第一电离能:Si>Al>Mg
B.基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p
C.元素的电负性:O>Si>Al>Mg
D.某同学书写的基态Mg原子的轨道表示式:
违反了泡利不相容原理
8、不能说明X的电负性比Y的电负性大的是(　　)
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水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
9、某主族元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.X元素最高价态可能为＋3价
B.X可能为第ⅤA族元素
C.X为第五周期元素
D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2＋
10、下列四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5
则下列比较中,正确的是( )
A.原子半径:②>③>①>④
B.第一电离能:④>③>②>①
C.电负性:④>②>①>③
D.最高正化合价:④>③=②>①
11、下列有关说法正确的是(　　)
A.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O＞N＞C
B.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大
C.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7价
D.Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2
12、下图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.非金属性:W>Y
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p轨道未成对电子最多的是Z元素的原子
D.W、X、Y、Z中电负性最大的是X
13、已知：元素X的电负性数值为2.5，元素Y的电负性数值是3.5，元素Z的电负性数值为1.2，元素W的电负性数值为2.4。你认为上述四种元素中，哪两种最容易形成离子化合物(　　)
A.X与Y B．X与W
C.Y与Z D．Y与W
14、原子序数依次增大的X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素中,X元素原子的最外层有三个未成对电子,且第一电离能比Y大,Z元素的简单离子半径在同周期中最小,Y、W位于同一主族。下列说法错误的是( )
A.X、Y两种元素都位于元素周期表p区
B.简单离子半径:Y>Z
C.W元素的最高价氧化物对应的水化物是强酸
D.基态Q原子核外所有s电子云轮廓图都是球形,且大小相同
15、已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是(　　)
元素 I1 I2 I3 I4
X 500 4 600 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
A.元素X的常见化合价是＋1价
B.元素Y是第ⅢA族的元素
C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
二、非选择题（共4题）
16、今有A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第三周期第一电离能最小的元素；D元素在第三周期中电负性最大。
(1)试推断A、B、C、D四种元素的符号：
A________、B________、C________、D________。
(2)写出A元素原子的核外电子排布式________；写出B元素原子核外电子排布的价电子排布式________；用电子排布图表示C原子的核外电子排布情况________________________________。
(3)比较四种元素的第一电离能和电负性的大小：
第一电离能： ____________________________；
电负性： ______________________________。
17、不同元素的气态基态原子失去最外层一个电子所需要的能量，设其为E，如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并完成下列问题。
(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是______________。
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，随着原子序数的增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象。试推测下列关系式中正确的是________(填序号)。
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_____________________。
18、不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示，X值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。如表所示是某些元素的X值：
元素符号 Li Be B C O F
X值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98
元素符号 Na Al Si P S Cl
X值 0.93 1.60 1.90 2.19 2.55 3.16
(1)通过分析X值的变化规律，确定N、Mg的X值范围：________＜X(Mg)＜________；________＜X(N)＜________。
(2)推测X值与原子半径的关系为________。
(3)某有机化合物的结构简式为，其中S—N键中，你认为共用电子对偏向________(填元素符号)。
(4)如果X值为电负性的数值，试推断AlBr3中化学键的类型为________。
(5)预测元素周期表中X值最小的元素是________(放射性元素除外)。
19、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)写出图中6号元素的基态原子电子排布式________________，核外电子总共有________种运动状态，最高能级的原子轨道电子云形状为________。
(2)图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是________。
(3)铜位于周期表中的________区，铜的外围电子轨道表示式________。
(4)4、5、6三种元素的电负性由大到小的顺序________(用元素符号回答)。
(5)Na～Ar元素中，某元素M的逐级电离能如表所示：
①由此判断M元素是________(用元素符号回答)。
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)(填“>”“<”或“＝”)。
答案与解析
1、D
解析：一般来说，元素的第一电离能越小，元素的金属性越强，但第一电离能的大小还与原子的价电子排布有关，如Mg的第一电离能大于Al的，但Mg的金属性比Al的强，故A、B两项均错误。同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱；同主族从上到下非金属元素的单质的熔点逐渐增大，如卤族元素，同主族从上到下金属元素的单质的熔点逐渐降低，如碱金属元素，C项错误。金属单质与酸反应越容易，元素的金属性越强，则电负性越小，D项正确。
2、A
解析：同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,注意同一周期的第一电离能:第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素。H、Li、Na、K属于同一主族元素,且原子序数依次增大,其第一电离能依次减小,故A正确;Na、Mg、Al、Si属于同一周期元素,且原子序数依次增大,其第一电离能由大到小的顺序为Si、Mg、Al、Na,故B错误;I、Br、Cl、F属于同一主族元素且原子序数依次减小,其第一电离能依次增大,故C错误;F、O、N、C属于同一周期元素且原子序数依次减小,其第一电离能由大到小顺序是F、N、O、C,故D错误。
3、C
解析：一般非金属性越强第一电离能越大，但氮元素2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能比氧大。
4、B
解析：该短周期元素R的第三电离能剧增,说明该元素原子最外层有2个电子,处于第ⅡA族。根据题表知该原子核外电子数大于4,R为Mg元素。Mg元素的最高正价为+2价,①正确;R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2,②错误;R原子的最外层电子排布式为3s2,s轨道处于全满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,不止一种元素的第一电离能小于R,③错误;由以上分析知R元素位于元素周期表中第ⅡA族,④正确。选B。
5、D
解析：元素的电负性是元素原子在化合物中吸引电子能力的标度。所以利用元素电负性的大小能判断元素得电子能力(电负性越大,元素原子得电子能力越强)、化学键的类别(两元素电负性差值小于1.7的一般形成共价键,大于1.7的一般形成离子键)、元素的活动性(电负性越小的金属元素越活泼,电负性越大的非金属元素越活泼)、元素在化合物中所显示化合价的正负(电负性大的元素显负价,电负性小的元素显正价),但不能判断元素稳定化合价的数值。
6、B
解析：分析该元素的电离能可知，第三电离能剧增，第一、二电离能较小，说明该元素容易失去2个电子，则该元素原子最外层电子数为2，故在第ⅡA族。
7、A
解析：Mg的外围电子排布式为3s2,s轨道处于全充满状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:Si>Mg>Al,A错误;基态Al的外围电子排布式为3s23p1,则基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p,B正确;同周期从左向右主族元素电负性增大,同主族从上到下元素的电负性呈现减小的趋势,则元素的电负性:O>Si>Al>Mg,C正确;泡利不相容原理是说每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子,则该同学书写的基态Mg原子的轨道表示式中3s轨道违反了泡利不相容原理,D正确。
8、C
解析：X的电负性比Y大，表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D均能说明X的非金属性比Y强，原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力。
9、A
解析：结合电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以该原子最外层有3个电子。X元素最外层有3个电子，所以在化合物中通常显＋3价，故A正确；X元素最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素，故B错误；该原子最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素，不能确定周期序数，故C错误；该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去电子，所以与氯反应时最可能生成的阳离子为X3＋，故D错误。
10、B
解析：由电子排布式知①为S,②为P,③为N,④为F。比较原子半径首先看电子层数,一般电子层数多半径大,电子层数相同时看质子数,质子数越大,半径越小,故原子半径:②>①>③>④,A项错误;第一电离能:④>③>②>①,B项正确;电负性应为④>③>①>②,C项错误;S的最高价为+6,N、P的最高价均为+5,F无正价,D项错误。
11、D
解析：C、N、O元素处于同一周期，且原子序数依次增大，但N元素处于第ⅤA族；所以第一电离能大小顺序为N＞O＞C，故A错误；同一周期元素的第一电离能随着原子序数增加而呈增大趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素第一电离能大于其同周期相邻元素，所以Mg元素第一电离能大于Al元素，故B错误；主族元素中，元素最高正化合价与其族序数相等，但O、F元素除外，所以卤族元素中除了F元素外其他元素最高正化合价为＋7价，故C错误；Ni是28号元素，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，故D正确。
12、D
解析：根据元素在周期表中的位置,可知X是F,Y是S,Z是Br,W是P,R是Ar元素。W、Y是同一周期的主族元素,原子序数越大,元素的非金属性就越强,所以元素的非金属性:W13、C
解析：一般认为：如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。 X与Y电负性差值为3.5－2.5＝1＜1.7，通常形成共价键，A错误；X与W电负性差值为2.5－2.4＝0.1＜1.7，通常形成共价键，B错误；Y与Z电负性差值为3.5－1.2＝2.3＞1.7，通常形成离子键，C正确；Y与W电负性差值为3.5－2.4＝1.1<1.7，通常形成共价键，D错误。
14、D
解析：由题给信息X元素原子的最外层有三个未成对电子知X处于第ⅤA族,Z元素的简单离子半径在同一周期最小,且其原子序数大于X、Y,则可推知X为N,Z为Al,Y、W位于同一主族,Q的原子序数比W大,则Y为O,W为S,Q为Cl。X、Y两种元素的价电子排布式分别为:2s22p3、2s22p4,都位于元素周期表p区,A正确;核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,简单离子半径:O2->Al3+,B正确;W元素的最高价氧化物为三氧化硫,SO3对应的水化物是硫酸,为强酸,C正确;s电子云轮廓图都呈球形,能层越大,球的半径越大,D错误。
15、D
解析：根据表中提供的电离能的数据，可推断出X是第ⅠA族的元素，常见化合价是＋1价，和氯气化合形成XCl型的氯化物，Y是第ⅢA族的元素，A、B、C均正确；当Y处于第三周期时，是铝元素，不能和冷水反应，D错误。
16、答案：(1)O　Ca　Na　Cl
(2)1s22s22p4　4s2
(3)Na＜Ca＜Cl＜O　Na＜Ca＜Cl＜O
解析：A是氧元素，B的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，是钙元素，C是钠元素，D是氯元素。
17、答案：(1)随着原子序数增大，E值变小　周期性
(2)①③　(3)485　738
(4)10号元素为氖，该元素原子的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等可以看出，同主族元素随原子序数的增大，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ⅥA族元素比同周期相邻两种元素E值都低，由此可以推测出E(砷)>E(硒)、E(溴)>E(硒)。
(3)根据同主族、同周期E值变化规律可以推测E(K)(4)10号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
18、答案：(1)0.93　1.57　2.55　3.44
(2)原子半径越大，X值越小
(3)N
(4)共价键
(5)Cs
解析：(1)通过表中数据分析可知同周期从左到右，X值依次增大，同主族从上到下，X值依次减小，可判断X(Na)＜X(Mg)＜X(Al)，且X(Be)＞X(Mg)，故0.93＜X(Mg)＜1.57；同理，2.55＜X(N)＜3.44。
(2)通过思考同周期、同主族元素原子半径的变化与X值的变化可得结论。
(3)根据信息：“X值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方”，由X(S)＝2.55，X(C)＜X(N)＜X(O)，即2.55＜X(N)＜3.44，得共用电子对偏向N原子。
(4)根据表中数据的变化规律可得X(Br)＜X(Cl)，因此X(Br)与X(Al)的差值要小于X(Cl)与X(Al)的差值，故AlBr3中的化学键为共价键。
(5)根据X值的变化规律，X的最小值应在元素周期表的左下角，放射性元素除外，则为Cs(铯)。
19、答案：(1)1s22s22p63s23p5　17　哑铃形
(2)第5周期第ⅠA族
(3)ds　3d104s1
(4)Cl>S>P
(5)①Al　②>
解析：根据图示，可知1～6号元素分别为Al、Mg、Si、S、P、Cl。(1)由图可知图中6号的原子序数为17，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5，原子核外的每一个电子的运动状态都不一样，故核外电子总共有17种运动状态；最高能级为3p能级，电子云形状为哑铃形；(2)金属性越强，越容易失去电子，所以第一电离能越小，图中第一电离能最小的元素是铷，位于元素周期表的第5周期ⅠA族；(3)铜是29号元素，位于周期表中的ds区；铜的外围电子轨道表示式3d104s1；(4)由图可知4、5、6元素分别是S、P、Cl，同周期越靠右电负性越大，故这三种元素的电负性由大到小的顺序为Cl>S>P；(5)①根据电离能数据可知，M为第ⅢA族元素，故M为Al；②由图中第一电离能的变化规律可知，第一电离能I1(Mg)>I1(M)。