1.2.2元素周期律课后作业（含解析）高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

1.2.2元素周期律 课后作业2022_2023学年下学期高二化学（人教版2019）选择性必修2
一、单选题，共13小题
1．（2023春·高二课时练习）当汽车遭受一定碰撞力量以后，安全气囊中的物质会发生剧烈的反应：
NaN3+ KNO3= K2O + Na2O + N2↑(未配平)，生成大量气体。下列说法正确的是
A．半径大小：r(Na+) < r(N3-) B．电负性大小：χ(N) > χ(O)
C．第一电离能：I1(K) > I1(Na) D．碱性强弱：KOH < NaOH
2．（2023春·高二课时练习）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kJ/mol)。
I1 I2 I3 I4 ……
740 1500 7700 10500
下列关于元素R的判断正确的是A．R的最高正价为+1价
B．R元素位于元素周期表中第ⅢA族
C．R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p1
3．（2023春·高二课时练习）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．（2023春·高二课时练习）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．（2023春·高二课时练习）下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关X、Y、Z、R、W五种元素的叙述中，错误的是
X
Y Z
R W
A．元素的第一电离能Z>R
B．元素电负性：X>Z>Y
C．基态原子中未成对电子数最多的是R
D．元素最高价氧化物对应的水化物酸性：Z>Y
6．（2022·高二课时练习）已知号元素的离子、、、都具有相同电子层结构，下列关系正确的是
A．质子数：，离子的还原性：
B．电负性：
C．氢化物的稳定性：
D．原子半径：，第一电离能：
7．（2023春·高二课时练习）已知下列四组短周期元素的电离能数据()，下列判断错误的是
电离能 W X Y Z
496 578 738 899
4562 1817 1451 1751
6912 2745 7733 14848
9543 11575 10540 21006
A．还原性：W>Y>X
B．Y和Z可能位于同一族
C．W、X、Y、Z简单离子半径依次减小
D．X、Z的氢氧化物都具有两性
8．（2021·高二课时练习）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
9．（2023春·高二课时练习）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．（2023春·高二课时练习）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
11．（2022·高二课时练习）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．（2022·高二课时练习）下图表示的是元素的某种性质(X)随原子序数的变化关系，则X可能是
A．原子半径 B．第一电离能 C．最高化合价 D．第二电离能
13．（2022·高二课时练习）下列说法中正确的是
A．第3周期所含元素中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大
二、非选择题，共5小题
14．（2021·高二课时练习）不同元素的第一电离能如下图所示。试根据元素在元素周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题。
(1)总结同主族内不同元素的变化的特点______。
(2)同周期内，随原子序数增大，增大。但个别元素的出现反常，试预测下列关系中正确的是_______(填序号)。
① (砷)> (硒) ② (砷)< (硒)
③ (溴) > (硒) ④(溴) < (硒)
(3)解释10号元素较大的原因______。
(4)请估计1mol气态基态Ca原子失去最外层一个电子所需能量E的范围______。
15．（2021·高二课时练习）下表为、、的部分电离能()数值。
电离能 元素
496 738 577
4562 1451 1817
6912 7733 2745
9543 10540 11575
分析上表中各元素电离能的变化，回答下列问题：
(1)、、元素的第一电离能从大到小的顺序是__________
(2)为什么同一元素的各级电离能逐级增大？__________
(3)上表中所呈现的电离能变化规律与三种元素的原子结构有什么关联？__________
16．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_______I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_______。
(2)元素Mn与O中，第一电离能较大的是_______。
(3)根据元素周期律，原子半径Ga_______As，第一电离能Ga_______As(填“大于”或“小于”)。
(4)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是_______(填元素符号)，e的价层电子排布图为_______。
(5)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有_______种。
17．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)Mg元素的第一电离能比Al元素的_______，第2周期元素中，元素的第一电离能比铍大的有_______种。
(2)碳原子的核外电子排布式为_______。与碳同周期的非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是_______。
(3)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据，写出B原子的电子排布式：_______。
电离能/kJ·mol-1 I1 I2 I3 I4
A 899 1821 15390 21771
B 738 1451 7733 10540
18．（2021·高二课时练习）回答下列问题：
(1)氮原子价电子的轨道表示式为_______。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_______；氮元素的E1呈现异常的原因是_______。
参考答案：
1．A
【详解】A．钠离子和氮离子电子层数相同，但氮离子的核电荷数更小，半径更大，A正确；
B．非金属性O＞N，所以电负性大小：χ(N)＜χ(O)，B错误；
C．最外层电子数相同，电子层数越多，第一电离能越小，所以电离能大小：I1(Na)＞I1(K)，C错误；
D．同主族自上而下金属性增强，最高价氧化物对应的水化物的碱性增强，所以碱性：KOH＞NaOH，D错误；
综上所述答案为A。
2．C
【分析】根据第一至第四电离能分析该元素的电离能可知：第三电离能剧增，说明该元素容易失去2个电子，则该元素原子形成离子的化合价为+ 2价，即最外层应有2个电子，应为第ⅡA族元素，由此分析解答。
【详解】A．元素R最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，A错误；
B．元素R第一、第二电离能相差不大，元素的第三电离能剧增说明R元素位于元素周期表中第ⅡA族元素，B错误；
C．R元素的原子最外层共有2个电子，处于原子轨道的全充满的稳定状态，因此其第一电离能大于同一周期相邻元素，C正确；
D．R元素可能是Be或Mg，基态Be核外电子排布是1s22s2；基态Mg基态原子的电子排布式为ls2s2p63s2，D错误；
故合理选项是C。
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．C
【分析】由图可知，X为O，Y为Si，Z为P，R为Se，W为 Br，据此回答。
【详解】A．第一电离能是基态的气态原子失去最外层的一个电子所需能量。由分析可知，Z为P，R为Se。P的第一电离能大于S的；Se和S同主族，且在S的下方，第一电离能小于S的；所以第一电离能：P＞Se，A正确；
B．元素电负性：X>Z>Y，由分析可知，X为O，Y为Si，Z为P，其电负性：O>P>Si， B正确；
C．几种元素基态原子电子排布图为:O为1s22s22p4，Si为1s22s22p63s23p2，P为1s22s22p63s23p3，Se为1s22s22p63S23P63d104s24p4，Br为1s22s22p63S23P63d104s24p5，由此可知，基态原子中未成对电子数最多的是P元素，C错误；
D．元素最高价氧化物对应的水化物酸性：Z>Y，由分析可知，Y为Si，Z为P，其对应酸为：H3PO4>H2SiO3，D正确；
故选C。
6．B
【分析】元素周期表前三周期元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a-3=b-1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，即X为Na元素，Y为O元素，Z为F元素，W为Al元素，结合元素周期律分析解答。
【详解】A．由以上分析可知c=8，d=9，则质子数c＜d，非金属性F＞O，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2-＞F-，故A错误；
B．同周期自左而右，电负性增大，同主族自上而下，电负性减小，故电负性：Z(F)＞Y(O)＞W(Al)＞X(Na)，故B正确；
C．非金属性F＞O，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物的稳定性为HF＞H2O，故C错误；
C．W为Al元素，X为Na元素，同周期中随原子序数增大，原子半径减小，第一电离能呈增大趋势，故原子半径Na＞Al，第一电离能Na故答案选B。
7．C
【分析】元素原子轨道中电子处于半满、全满全空时最稳定，当稳定状态再失去电子时，其电离能发生突变， W 的电离能突然增大，说明最外层有1个电子，属于第 IA 族，且 W 的第一电离能比 X、Y、Z小，则 W 为 Na 元素；X 的电离能突然增大，说明最外层有3个电子，属于第 ⅢA 族，第一电离能比 Y、Z小，则 X 为 Al元素；Y 的电离能突然增大，说明最外层有2个电子，属于第 ⅡA 族， Z 的电离能突然增大，说明最外层有2个电子，属于第ⅡA 族，由 Z 的比 Y 的大，则 Y 为 Mg 元素；Z为 Be 元素，据此分析；
【详解】A．Na、Mg、Al为第三周期元素，金属性依次减弱，还原性减弱，所以还原性：Na>Mg>Al，故A正确；
B．根据其电离能变化，可知Y为Mg元素，Z为Be元素，属于同一主族元素，故B正确；
C．Na、Mg、Al简单离子均为10电子微粒，随着核电荷数增多，对电子吸引力增大，离子半径减小，铍离子为2个电子，半径最小，所以简单离子半径：，故C错误；
D．Al和Be在元素周期表中均位于金属和非金属交界处，具有一定的金属性和非金属性，其氢氧化物都具有两性，故D正确；
故选C。
8．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。
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．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。
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．B
【详解】从题图中可知，同周期元素随原子序数的增加，从左到右X值呈增大趋势，但第ⅢA族比第ⅡA族的小，第ⅣA族比第ⅤA族的小，满足这一特点的是第一电离能，选B。
13．A
【详解】A．同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，A正确；
B．由于镁的外围电子排布式为3s2，而铝的外围电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的，B错误；
C．同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，C错误；
D．钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的，D错误；
故选A。
14．(1)同主族元素从上到下，第一电离能依次减小减小
(2)①③
(3)10号元素是Ne元素，2p能级全充满，结构稳定，难失电子，所以较大
(4)419【详解】（1）根据图中数据，同主族元素从上到下，第一电离能依次减小减小。
（2）砷元素4p能级半充满，第一电离能大于同周期相邻元素，所以第一电离能 (砷)> (硒) ，故①正确；同周期内，随原子序数增大增大，所以第一电离能 (溴) > (硒)，故③正确；
（3）10号元素是Ne元素，2p能级全充满，结构稳定，难失电子，所以较大；
（4）同周期内，第一电离能随原子序数增大增大，所以1mol气态基态Ca原子失去最外层一个电子所需能量大于419；同主族元素，从上到下第一电离能减小，1mol气态基态Ca原子失去最外层一个电子所需能量小于733；所以E的范围是41915．(1)Mg>Al>Na
(2)因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，所以同一元素的各级电离能逐级增大
(3)根据电离能可以判断最外层电子数
【详解】（1）Na、Mg、Al属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的，第一电离能从大到小的顺序是Mg>Al>Na；
（2）因为首先失去的电子是能量最高的电子，故第一电离能较小，以后再失去的电子都是能量较低的电子，所需要的能量多；同时失去电子后，阳离子所带的正电荷对电子的引力更强，所以同一元素的各级电离能逐级增大；
（3）失去原子最外层电子时的电离能相对较小，当再失去次外层电子时，需要的能量较大。所以根据电离能可以判断最外层电子数。
16．(1) 大于 Zn原子的4s能级处于全充满状态，较稳定
(2)O
(3) 大于 小于
(4) N
(5)3
【解析】（1）
Cu原子的外围电子排布式为3d104s1，4s能级处于半充满状态，而Zn原子的4s能级处于全充满状态，较难失去1个电子，所以Zn原子的第一电离能较大。
（2）
O是非金属元素，而Mn是金属元素，前者易得电子而不易失电子，后者则反之，所以O的第一电离能大于Mn。
（3）
同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋势。Ga的原子半径大于As，Ga的第一电离能小于As。
（4）
c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，则c为O；d与c同族，则d为S；周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，则a为H；b为N；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则e为Cu；故推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。N、O、S中第一电离能最大的是N，Cu的价层电子排布图为。
（5）
同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全充满状态，2p轨道处于全空状态，铍的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。
17．(1) 大 5
(2) 1s22s22p2 N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定
(3)1s22s22p63s2
【解析】(1)
Mg的价电子排布式为3s2，3s为全充满稳定结构；Al的价电子排布式为3s23p1，3p轨道不是稳定结构。元素第一电离能Mg>Al。第2周期元素的第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne共5种。
(2)
碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，O原子和N原子的价电子排布分别为2s22p4、2s22p3，N原子的2p轨道半充满，结构比较稳定，所以第一电离能大。
(3)
由A、B元素的各级电离能可看出，A、B两元素容易失去两个电子形成+2价金属阳离子，故A、B元素属于ⅡA族的元素，由同主族元素电离能变化规律可知，B元素为镁元素，其原子的电子排布式为1s22s22p63s2。
18．(1)
(2) 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子
【解析】(1)
氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价电子的轨道表示式为。
(2)
同周期元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，不易结合一个电子，因此第一电子亲和能较低。