2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第1课时 原子半径、元素的电离能及其变化规律（含解析）

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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第3节　元素性质及其变化规律
第1课时　原子半径、元素的电离能及其变化规律
基础过关练
题组一　　微粒半径及其变化规律
1.(2022山东聊城三中月考)下列各组微粒不是按半径逐渐增大的顺序排列的是 (　　)
A.Na、K、Rb　　B.F、Cl、Br
C.Mg2+、Al3+、Zn2+　　D.Cl-、Br-、I-
2.(经典题)有3种微粒:①[Ar]4s2、②、
③1s22s22p63s23p4,它们的半径大小顺序正确的是(　　)
A.①>②>③　　B.①>③>②
C.②>③>①　　D.③>②>①
题组二　　电离能及其变化规律
3.(2023安徽淮北实验中学月考)下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(　　)
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故K的活泼性强于Na
B.因同周期主族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
C.最外层电子排布为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子的第一电离能较大
D.对于同一元素来说,各级电离能I14.(2023湖北十堰协作体月考)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是(　　)
I1 I2 I3 I4 ……
740 1 500 7 700 10 500 ……
①R的最高正化合价为+3价　②R元素位于元素周期表中第ⅡA族　③R元素第一电离能大于同周期相邻元素　④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A.①②　　B.②③　　C.③④　　D.①④
题组三　　电离能与元素周期律的应用
5.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元素显+4价
B.X为非金属元素
C.X为第 ⅡA族的元素
D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3+
6.(2022北京第十二中学期中)如图是原子序数为1~19的元素的第一电离能的变化曲线(其中部分元素已经标出第一电离能的数据)。结合元素在元素周期表中的位置,分析图中曲线的变化特点,并回答下列有关问题。
(1)同主族中不同元素的第一电离能变化的规律为　　　　　　　　　　　　　,碱金属元素第一电离能变化的规律与碱金属的活泼性的关系是　　　　　　　　　　　　　。
(2)钙元素的第一电离能的数值范围为　　　　　　　　　　。
(3)第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有　　　种。
(4)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
能力提升练
题组一　　微粒半径大小的比较
1.(经典题)(2023山东临沂第一中学期末,)X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素,Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.离子半径:Yb->Z(b+1)->Xb+
C.Z(b+1)-的还原性一定强于Yb-
D.气态氢化物的稳定性:Hb+1Z>HbY
2.(2022山东济宁一中月考)科学家利用原子序数递增的W、X、Y、Z四种短周期主族元素,“组合”成一种具有高效催化性能的超分子,其分子结构示意图如图所示(短线代表共价键)。其中W、X、Z分别位于不同周期,Z是短周期主族元素中原子半径最大的。下列说法正确的是(　　)
A.简单离子半径:Z>Y>W
B.Y与W、X、Z均能形成至少两种化合物
C.W、X、Y、Z四种元素中X的原子半径最小
D.1 mol ZW与水发生反应生成1 mol W2,转移2 mol电子
题组二　　微粒半径、电离能与元素周期律综合
应用
3.(经典题)如图为元素周期表中短周期的一部分,下列说法正确的是(　　)
A.第一电离能:Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.Y和M元素基态原子的未成对电子数均为1
D.Z元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3s23p4
4.(2023吉林长春第二实验中学期末)由同周期主族元素W、X、Y、
Z的原子构成的一种阴离子(如图),Y原子的最外层电子数等于X原子的核外电子总数,四种元素原子最外层电子数之和为20。下列说法正确的是(　　)
A.W、X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序是Z>Y>X>W
B.Y形成的简单离子的半径比Z形成的简单离子的半径小
C.X的最简单气态氢化物稳定性强于Z的气态氢化物稳定性
D.W、Z形成的化合物分子中各原子均满足8电子稳定结构
5.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式为。下列说法正确的是(　　)
A.第一电离能:Y>Z>X>W
B.简单离子半径:W>Z>Y
C.简单离子的还原性:Z>Y
D.最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
第3节　元素性质及其变化规律
第1课时　原子半径、元素的电离能及其
变化规律
基础过关练
1.C 2.A 3.B 4.B 5.D
1.C　同主族元素从上到下,原子半径(离子半径)逐渐增大,A、B、D项中的各微粒的半径逐渐增大;电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,Mg2+、Al3+的电子层结构相同,但Al3+的核电荷数大,所以Al3+的半径比Mg2+小,故选C。
2.A　微粒半径大小规律:一般来说,电子层数多的半径大;电子层数一样时,核电荷数大的半径小;同种元素的阴离子半径大于其原子半径。微粒①代表Ca,电子层数最多,半径最大;微粒②代表S2-,微粒③代表S,S2-半径大于S,故选A。
3.B　钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,说明K失电子能力比Na强,所以K的活泼性强于Na,故A正确;同一周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但一般第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素,故B不正确;最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子达到稳定结构,失去电子较难,所以其第一电离能较大,故C正确;对于同一元素来说,通常原子失去电子的个数越多,其失电子能力越弱,电离能越大,故D正确。
4.B　根据题表中元素R的第一至第四电离能可知,R元素原子易失去2个电子,最高化合价为+2价,其最外层电子数为2,应为第ⅡA族元素;①元素R的最高正化合价为+2价,错误;②R元素位于元素周期表中第ⅡA族,②正确;③第ⅡA族元素原子核外电子排布式为ns2,达稳定结构,所以R元素的第一电离能大于同周期相邻元素,正确;④R元素可能是Mg或Be,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2或1s22s2,错误;故选B。
5.D　
6.答案　(1)随着原子序数的增大,第一电离能逐渐变小　金属越活泼,其第一电离能越小
(2)大于419 kJ·mol-1,小于738 kJ·mol-1
(3)3
(4)
解析　(1)由碱金属元素第一电离能的变化可知,同主族元素随着原子序数的增大,第一电离能逐渐减小,金属性逐渐增强。
(2)Ca的第一电离能大于同周期的K的第一电离能(419 kJ·mol-1),同时小于同主族Mg的第一电离能(738 kJ·mol-1)。
(3)氮原子的2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能比O的大;铍原子的2s轨道处于全充满状态,其第一电离能比B的大,所以第一电离能介于B和N之间的第2周期元素有Be、C、O。
(4)第2周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,但由于N的2p轨道处于半充满状态,较稳定,所以N元素的第一电离能大于O的,据此可标出C、N、O三种元素的相对位置。
能力提升练
1.C 2.B 3.C 4.A 5.A
1.C　由Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同可知,原子序数X>Y>Z,X位于Y、Z的下一周期,原子半径:X>Z>Y,A错误;电子层结构相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,所以离子半径:Z(b+1)->Yb->Xb+,B错误;Y、Z位于同一周期,原子序数Y>Z,所以非金属性Y>Z,对应阴离子的还原性Z(b+1)-一定强于Yb-,C正确;元素非金属性越强,对应气态氢化物越稳定,所以Hb+1Z的稳定性弱于HbY,D错误。
2.B　W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数递增,Z是短周期主族元素中原子半径最大的,且W、X、Z分别位于不同周期,则Z为Na,W为H,X、Y位于第二周期;由超分子的结构示意图知,每个X形成四个共价键、每个Y形成两个共价键,则X为C,Y为O。简单离子半径O2->Na+>H+,即Y>Z>W,A错误;O与H可形成H2O、 H2O2,O与C可形成CO、CO2,O与Na可形成NaO、Na2O2,B正确;W、X、Y、Z四种元素中氢元素的原子半径最小,C错误;1 mol NaH和H2O发生反应生成1 mol H2,NaH+H2O H2↑+NaOH,转移1 mol电子,D错误。
3.C　题图为元素周期表中短周期的一部分,则X为He,Y为F,M为Cl,Z为S。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,第一电离能:Cl>S,故A错误;一般电子层数越多微粒半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越小,离子半径越大,所以离子半径S2->Cl->F-,故B错误;F的核外电子排布式为1s22s22p5,未成对电子数为1,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,未成对电子数为1,故C正确;Z为S元素,原子核外电子数为16,简化电子排布式为[Ne]3s23p4,故D错误。
4.A　根据阴离子的结构可知,每个Y能形成2个共价键,Y是第ⅥA族元素,Y原子的最外层电子数等于X原子的核外电子总数,推知X是C元素、Y是O元素;每个Z形成1个共价键,则Z是F元素;四种元素原子最外层电子数之和为20,则W是B元素。同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第一电离能由大到小的顺序是F>O>C>B,故A正确;O2-、F-的电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子的半径:O2->F-,故B错误;非金属性C5.A　X、Y、Z、W 是四种原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期,由化合物(ZXY)2的结构式可知,每个X形成4个共价键,位于ⅣA族,每个Y形成3个共价键,位于ⅤA族,每个Z形成2个共价键,位于ⅥA族,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,则W最外层电子数为3,为Al元素,结合原子序数大小可知X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X>W,故A正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数的增大,离子半径逐渐减小,则铝离子、氧离子和氮离子中,铝离子的半径最小,故B错误;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,则氮离子的还原性强于氧离子,故C错误;元素的非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,三种元素中C元素的非金属性最弱,其最简单氢化物的稳定性最弱,故D错误。
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