第1章第3节元素性质及其变化规律同步练习（含答案）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1章第3节元素性质及其变化规律同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法或有关化学用语的表述正确的是
A．在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B．基态Fe原子的外围电子轨道表示式为
C．因O的电负性比N大，故O的第一电离能比N也大
D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于s区
2．主族元素R的原子最外层电子排布为ns2np2。下列说法正确的是
A．一定位于第VIA族 B．最简单氢化物一定是RH4
C．一定位于第2周期 D．含氧酸一定是H2RO3
3．对于第三周期元素的有关叙述错误的是
A．碱性：NaOH ＞ Mg(OH)2＞ Al(OH)3 B．电负性：Si＜ P ＜ S
C．第一电离能：Na ＜ Mg ＜ Al D．Cl－核外电子排布式：1s22s22p63s23p6
4．短周期主族元素X、Y、Z、W、M、N 的原子序数依次增大，X 核外电子只有 1 种运动状态，Y、W 的 2p 轨道均含有 2 个未成对电子，M 是与X 不同主族的金属元素，N 的氢氧化物具有两性，下列说法正确的是
A．电负性：Z＜Y＜W
B．Y 的氢化物沸点不一定低于W 的氢化物
C．第一电离能：M＜N
D．N 的单质可以在高温下还原 M 的氧化物
5．已知下列元素的电负性数据，下列判断错误的是
元素 Li Be X O Na Al Cl Ge
电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 0.9 1.6 3.2 1.8
A．表中X为非金属元素
B．Ge既具有金属性，又具有非金属性
C．Mg元素电负性的范围为0.9～1.6
D．O和Cl形成的二元化合物中O显正价
6．具有下列电子构型的元素中，第一电离能最小的是
A．ns2np2 B．ns2np4 C．ns2np5 D．ns2np6
7．下列各组元素中，第一电离能大小次序不正确的是
A． B． C． D．
8．下列说法正确的是
A．最外层电子数为的元素都在元素周期表第2列
B．在元素周期表中，d区和ds区的元素都是金属元素
C．处于最低能量的原子叫做基态原子，过程中形成的是发射光谱
D．某元素+3价离子电子排布式为，该元素位于周期表中第四周期IIIB族
9．下列性质的比较正确的是
A．单质的熔点：Li>Na>K> Rb B．电负性： P>N>O>C
C．第一电离能： Na10．表中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，其中J为0族元素。下列说法正确的是
X Y Z
R
W
J
A．R原子的轨道表示式为
B．Y2-与Na+的半径大小关系为Y2-＞Na+
C．X的第一电离能小于Y的第一电离能
D．表中电负性最大的元素为W
11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述不正确的是
A．第一电离能：X＞Y
B．Z的电负性小于W
C．Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
D．X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
12．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是
A．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
B．对于同一元素而言，原子的电离能I1C．外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
13．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p63s23p5，下列排序正确的是
A．含氧酸的酸性：③>①>②
B．原子半径：③>②>①
C．第一电离能：③>①>②
D．电负性：③>②>①
二、多选题
14．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是
A．X元素可能为+4价 B．X的最高价氢氧化物不一定为强碱
C．X为第五周期元素 D．X与氯气反应生成化合物为XCl3
15．可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它的性质和碱金属元素性质相似。有关“类钫”的预测说法正确的是
A．“类钫”在化合物中呈＋1价 B．“类钫”元素具有放射性
C．“类钫”单质的密度小于1g/cm3 D．“类钫”单质有较高的熔点
三、实验题
16．为探究Na、Mg，Al的金属性强弱，某课外小组同学进行了如下实验：
实验 1．将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中。
2．将一小段用砂纸打磨后的镁带放入试管中，加入少量水，加热至水沸腾，冷却后，向试管中滴加酚酞溶液。
3．将一小段镁带投入稀盐酸中。
4．将一小片铝投入稀盐酸中。
他们记录的实验现象有：
实验现象 a剧烈反应，迅速生成大量的气体。
b浮在水面上，熔成小球，不断游动，小球渐小最终消失，溶液变红。
c反应不剧烈，产生无色气体。
d有气体产生，溶液变成红色。
请帮助该小组同学补充下列实验报告中的内容：
(1)实验1对应的实验现象为_______(选填a、b、c、d中一种，下同)；实验3对应的实验现象为_______。
(2)钠与水反应的离子方程式_______。
(3)实验结论是_______。
(4)用原子结构理论对上述实验结论进行解释：同周期元素从左至右，原子的电子层数相同，核电荷数逐渐增多，_______。
17．某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象（见表格，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系）。
实验方案 实验现象
①将氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡后加入适量CCl4溶液，振荡，静置 A．浮在水面上，熔成小球，四处游动，随之消失
②将一小块金属钠放入冷水中 B．分层，上层无色，下层紫红色
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后加入适量CCl4溶液，振荡，静置 C．浮在水面上，熔成小球，四处游动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中 D．分层，上层无色，下层棕红色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
(1)实验目的：__________________________________。
(2)实验用品：①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L 1NaBr溶液、0.1mol·L 1NaI溶液、CCl4溶液等。
②仪器：___、___、镊子、小刀、玻璃片等。
(3)实验内容（请把表中与实验方案对应实验现象的标号和化学方程式补写完整）：
实验方案 实验现象 化学方程式
① D Cl2＋2NaBr＝2NaCl＋Br2
② A 2Na＋2H2O＝2NaOH＋H2↑
③ ___ ___
④ ___ ___
(4)实验结论：___________________________________________________。
四、元素或物质推断题
18．A、B、C、D四种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8.A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。请据此回答下列问题。
(1)请写出四种元素的符号：A_______，B_______，C_______，D_______。它们的原子半径由大到小的顺序是_______。
(2)请画出四种元素的离子结构示意图：A_______，B_______，C_______，D_______。它们的离子半径由大到小的顺序是_______，请从离子结构的角度进行解释：_______。
19．A、B、C、D四种短周期元素，A元素原子的外围电子排布式为2s22p2；B元素与A元素位于同一周期，其原子的原子核外有三个未成对电子；C元素位于第2周期，电负性仅次于氟；D元素在短周期元素中第一电离能最小。
(1)A、B、C、D四种元素分别是_______。
(2)A的最高价氧化物的电子式是_______。
(3)A、B、C、D四种元素电负性由大到小的顺序是_______。
(4)B、C两种元素气态氢化物的稳定性大小的顺序是_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
参考答案：
1．B
【详解】A．在基态多电子原子中，p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如3s能级电子能量高于2p能级电子能量，故A错误；
B．铁元素的原子序数为26，基态原子的价电子排布式为3d64s2，外围电子轨道表示式为 ，故B正确；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故C错误；
D．铜元素的原子序数为29，基态原子的价电子排布式为3d104s1，处于元素周期表ds区，故D错误；
故选B。
2．B
【分析】根据题意，主族元素R的原子最外层电子排布为，最外层4个电子，属于第ⅣA族元素，可能为C、Si、Ge、Sn、Pb中的一种；
【详解】A．根据题意，主族元素R的原子最外层电子排布为，最外层4个电子，属于第ⅣA族元素，故A错误；
B．其最高化合价为+4价，其中C和Si存在最低价-4价，存在最简单氢化物、、、、，可写为，故B正确；
C．该元素位于第ⅣA族，可能为C、Si、Ge、Sn、Pb中的一种，不一定是第二周期元素，故C错误；
D．含氧酸不一定为，如锡酸，故D错误；
故选B。
3．C
【详解】A. 已知Na、Mg、Al的金属性依次减弱，则最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，A正确；
B. 已知同一周期从左往右元素的电负性依次增强，故电负性：Si＜ P ＜ S，B正确；
C. 同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常现象，故第一电离能：Na＜Al＜Mg，C错误；
D. 已知Cl是17号元素，故Cl－核外电子排布式：1s22s22p63s23p6，D正确；
故答案为：C。
4．B
【分析】依题意，X只有一个原子轨道，是氢元素；Y、W的2p轨道均含有2个未成对电子，则Y的2p轨道只有2个电子，是碳元素，W的2p轨道有4个电子，是氧元素；Z位于Y、W中间，是氮元素；N的氢氧化物具有两性，则N是铝元素；M位于氧之后，与X不同主族，又在N之前，则M是镁元素。
【详解】A．Y、Z、W分别是碳、氮、氧，同一周期元素电负性从左到右增大，电负性大小顺序是YB．Y是碳，其氢化物是烃，种类繁多，气态、液态、固态的都有，W的氢化物是H2O，所以Y的氢化物沸点不一定低于W的，B正确；
C．N是铝元素，第一电离能失去的电子是3p能级的，M是镁元素，第一电离能失去的电子是3s能级的，3p能级的能量比3s能级的高，失去的电子能量高，更易失去，需要的第一电离能低，因此第一电离能大小顺序是M>N，C错误；
D．镁的金属性比铝的强，因此N的单质铝不能还原M的氧化物MgO，D错误；
故选B。
5．D
【详解】A． 非金属的电负性一般大于1.8，表中X电负性为2.5，为非金属元素，故A正确；
B． Ge的电负性为1.8，在同期表中位于金属和非金属交界的地方，既具有金属性，又具有非金属性，故B正确；
C． 同周期从左到右电解性增大，Mg元素电负性介于钠和铝之间，范围为0.9～1.6，故C正确；
D． O和Cl形成的二元化合物中氧电负性大显负价，氯电负性小，氯显正价，故D错误；
故选D。
6．A
【分析】同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族第一电离能大于其相邻元素，同主族元素从上到下第一电离能依次减小，结合核外电子排布式判断解答。
【详解】ns2np2是第IVA元素，ns2np4是第VIA元素，ns2np5是第VIIA元素，ns2np6是0族元素，可见上述元素中第一电离能最小的元素是ns2np2，故合理选项是A。
7．C
【详解】A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态，电离能较大，故Al的第一电离能比Mg小；，A正确；
B．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故P、S的第一电离能由大到小的顺序为P、S；B正确；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；，C错误；
D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；，D正确；
故选C。
8．B
【详解】A．He的最外层电子数为在元素周期表第18列，A错误；
B．在元素周期表中，d区和ds区的元素都是过渡金属元素，B正确；
C．处于最低能量的原子叫做基态原子，过程前后都是基态的，该过程中没有发生电子跃迁，不会形成发射光谱，C错误；
D．某元素+3价离子电子排布式为，则该元素是26Fe，位于周期表中第四周期Ⅷ族，D错误；
答案选B。
9．A
【详解】A．同主族的金属元素从上到下，金属原子的价层电子数不变，原子半径逐渐增大，金属键逐渐减弱，金属熔点逐渐降低，故A正确；
B．元素的非金属性越强，电负性越大，电负性O>N>P>C，故B错误；
C．同周期元素第一电离能呈增大趋势，但IIA和VA族为全满和半满稳定状态，第一电离能反常的比相邻下一主族大，故第一电离能NaD．微粒的电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多半径越小，微粒半径Li+故选：A。
10．B
【分析】由J为0族元素，以及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。
【详解】A． 根据洪特规则知，基态S原子3p轨道上的电子轨道表示式应为，选项A错误；
B．O2 与Na+相比，核外电子排布相同，核电荷数越大半径越小，故O2-＞Na+，选项B正确；
C．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，选项C错误；
D．非金属性强的，电负性大，则电负性最大的元素为F元素，即Z，选项D错误；
答案选B。
11．C
【分析】根据短周期元素的化合价与元素的原子半径大小关系可知：X是Mg，Y是Al，Z是N，W是O元素，然后根据元素周期律分析判断。
【详解】根据上述分析可知X是Mg，Y是Al，Z是N，W是O元素。
A．X是Mg，Y是Al，二者是同一周期元素，一般情况下，同一周期主族元素的原子序数越大，元素的第一电离能越大，但当元素处于第ⅡA时，处于原子轨道的全充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，所以镁的第一电离能大于铝，A正确；
B．Z是N，W是O元素，二者是同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，其电负性就越大。元素的非金属性：O＞N，则电负性：Z(N)＜W(O)，B正确；
C．在任何原子中都不存在运动状态完全相同的电子存在。Y是13号Al元素，铝原子核外有13个电子，每个电子的运动状态都不同，则有13种不同运动状态的电子，C错误；
D．X是Mg，Z是N，W是O元素，Mg能与N2反应产生Mg3N2，Mg与O2反应产生MgO，D正确；
故合理选项是C。
12．A
【详解】A． 因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，第一电离能有依次增大的趋势，但是ⅡA、ⅤA的原子结构比较稳定，所以第一电离能比相邻元素的大，故A错误；
B．对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，即同一元素原子的电离能I1C． 外围电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C正确；
D． 钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，故钾的活泼性强于钠，故D正确；
答案选A。
13．C
【详解】①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p63s23p5分别为S、P、Cl元素，这三种元素位于同一周期，且原子序数依次增大，
A．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物酸性越强，非金属性P＜S＜Cl,所以其最高价氧化物的水化物酸性：③＞①＞②，但其含氧酸的酸性不一定遵循该规律，如酸性：H3PO3＞H2SO3＞HClO，故A错误；
B．同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，S、P、Cl元素位于同一周期，且原子序数依次增大，则半径依次减小，原子半径：②＞①＞③，故B错误；
C．同一周期元素，其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，S、P、Cl依次位于第ⅥA族、第ⅤA族、第ⅦA族，所以第一电离能：③＞①＞②，故C正确；
D．同一周期元素，随着原子序数增大，电负性增大，所以电负性：③＞①＞②，故D错误；
故选：C。
14．BD
【分析】根据电离能图知，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，属于第ⅢA族元素。
【详解】A．X元素最外层有3个电子，可能为 +3价，故A错误；
B．X元素最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素，则X的最高价氢氧化物不一定是强碱，故B正确；
C．周期数=核外电子层数，图象中没有显示X原子有多少电子层，因此无法确定该元素位于第几周期，故C错误；
D．该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去3个电子形成X3+，所以X与氯反应时可能生成XCl3，故D正确；
故答案选BD。
15．AB
【详解】A．119号元素应位于第八周期第Ⅰ族，属于碱金属元素，故“类钫”在化合物中呈价， A正确。
B．从元素周期表可知自84号Po元素开始具有放射性。据此推测“类钫”具有放射性，B正确。
C．根据碱金属元素密度的递变规律可知，随着原子序数递增，密度呈增大趋势，故“类钫”单质的密度大于，C错误。
D．根据碱金属元素熔沸点的递变规律可知，随着原子序数递增，熔沸点依次降低，故“类钫”单质的熔点比Cs的低，故熔点较低，D错误。
故答案为：AB。
16．(1) b a
(2)
(3)Na>Mg>Al
(4)原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱
【分析】金属与水、酸反应越剧烈，说明金属活泼性越强，结合实验和实验现象可知，实验1对应的现象为b，实验2对应的现象为d，实验3对应的现象是a，实验4对应的实验现象是c，根据实验现象可知金属性：Na>Mg>Al。
【详解】（1）实验1：将一小块金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中；由于钠的金属性很活泼，钠与水剧烈反应生成氢氧化钠和氢气，溶液呈碱性，使酚酞变红，钠的密度比水小，且熔点低，则其实验现象为：浮在水面上，熔成小球，四处游动，发出“嘶嘶”声，随之消失，溶液变成红色，故选b；实验3：将一小段镁带投入稀盐酸中，镁与盐酸剧烈反应，迅速生成大量的气体，故选a，故答案为：b；a；
（2）钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的离子方程式为，故答案为：；
（3）Na与冷水剧烈反应，Mg与沸水反应，而Al与盐酸反应不如Mg与盐酸反应剧烈，从而可知金属性：Na>Mg>Al，故答案为：Na>Mg>Al；
（4）同周期元素从左至右，原子的电子层数相同，核电荷数逐渐增多，原子半径逐渐减小，原子核对核外电子的吸引力逐渐增强，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱，故答案为：原子半径逐渐减小，失电子能力逐渐减弱，金属性逐渐减弱。
17． 探究同主族元素性质的相似性和递变性 试管 胶头滴管 B Br2＋2NaI＝2NaBr＋I2 C 2K＋2H2O＝2KOH＋H2↑ 同主族元素化学性质相似；同主族元素自上而下，元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱
【详解】(1) 依据某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验，结合实验为对比相同条件下，金属钠和金属钾与水反应的过程和实验现象以及卤素元素之间的实验过程和现象，可知实验的目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性，故答案为：探究同主族元素性质的相似性和递变性；
(2) ② 根据实验方案，实验仪器除了镊子、小刀、玻璃片外，还需要胶头滴管滴加溶液，试管盛放溶液，故答案为：试管；胶头滴管；
(3) ③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后再加入适量 CCl4，振荡，静置，溶液分层，上层无色，下层紫红色，实验现象为B，反应的化学方程式为 Br2+2NaI＝2NaBr+I2；答案为：B；Br2+2NaI＝2NaBr+I2；
④将一小块金属钾放入冷水中，钾浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失，实验现象为C，反应的化学方程式为2K+2H2O＝2KOH+H2↑；答案为：C；2K+2H2O＝2KOH+H2↑；
(4) 钠和钾都与水反应，但反应剧烈程度不同，钾比钠活泼；氯、溴、碘属于同主族元素，根据实验的反应和现象可知，氯气置换出溴单质，溴单质可以置换出碘单质，说明氧化性：Cl2＞Br2＞I2，证明同主族元素化学性质虽然相似，但存在不同。且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱。故答案为：同主族元素化学性质相似；同主族元素自上而下，元素原子失电子能力增强，得电子能力减弱。
18．(1) S Cl K Ca K>Ca>S>Cl
(2) r(S2 )>r(Cl )>r(K+)>r(Ca2+) 离子的核外电子层排布相同，核外电子数目相等，核内质子数越多，带正电荷越多，吸引力越大，则半径越小。
【分析】A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增大，A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，则M层电子数=8 2=6，故A为S元素；D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，则L层已经排满电子，故核外电子数=2×（2+8）=20，故D为Ca元素，四元素的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，结合原子序数，可推知，B为Cl、C为K。
【详解】（1）根据分析得到四种元素的名称：A为S；B为Cl；C为K；D为Ca，按照层多径大，核多径小(同电子层结构)，它们的原子半径由大到小的顺序是K>Ca>S>Cl；
（2）S元素的离子为S2-，S2-的结构示意图为；Cl元素的离子为Cl-，Cl-的结构示意图为；K元素的离子为K+，K+的结构示意图为；Ca元素的离子为Ca2+，Ca2+的结构示意图为；
按照核多径小(同电子层结构)，因此四种元素的离子半径由大到小的顺序是r(S2 )>r(Cl )>r(K+)>r(Ca2+)，离子的核外电子层排布相同，核外电子数目相等，核内质子数越多，带正电荷越多，吸引力越大，则半径越小。
19．(1)C、N、O、Na
(2)
(3)O＞N＞C＞Na
(4)H2O＞NH3
【分析】A、B、C、D四种短周期元素，A元素原子的外围电子排布式为2s22p2，则A为C元素；C元素位于第2周期，电负性仅次于氟，则C为O元素；B元素与A元素位于同一周期，其原子的原子核外有三个未成对电子，则B为N元素；D元素在短周期元素中第一电离能最小，则D为Na元素，据此分析解答。
【详解】（1）根据上述分析可知：A是C，B是N，C是O，D是Na元素。
（2）A是C元素，其最高价氧化物是CO2，CO2是由分子构成的化合物，CO2分子中，C原子与2个O原子形成4对共用电子对，使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构，其电子式是；
（3）同周期元素随原子序数增大，元素的电负性呈增大趋势，金属元素的电负性小于非金属元素，则C、N、O、Na的电负性由大到小的顺序是：O＞N＞C＞Na；
（4）元素的非金属性越强，其形成的简单氢化物的稳定性就越强。B是N元素，C是O元素，元素的非金属性：O＞N，所以这两种元素气态氢化物的稳定性大小的顺序为：H2O＞NH3。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页