2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修2课后习题第一章 原子结构与性质第二节 第二课时 元素周期律（含答案）

第二课时　元素周期律
必备知识基础练
1.下列关于微粒半径的说法正确的是(　　)
A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B.核外电子层结构相同的单核微粒半径相同
C.质子数相同的不同单核微粒,电子数越多半径越大
D.电子层数相同的粒子,原子序数越大,原子半径越大
2.(2021·山东潍坊高二检测)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,故钾的金属性强于钠
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.最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大
3.(2022·吉林高二期末)下列有关P、S、Cl的性质叙述错误的是(　　)
A.原子半径:ClB.第一电离能:SC.电负性:PD.酸性:H3PO44.(2021·浙江台州高二检测)x、y为两种元素的原子,x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知(　　)
A.x的原子半径大于y的原子半径
B.x的电负性小于y的电负性
C.x的非金属性小于y的非金属性
D.x的第一电离能大于y的第一电离能
5.(2021·陕西西安高二检测)周期表第二行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续电离能(单位:kJ·mol-1)如下表所示,下列叙述正确的是(　　)
元素 I1 I2 I3 I4
X 522.05 7 324.8 11 856.6 —
Y 898.8 1 763.58 14 901.6 21 084
Z 803.46 2 436 3 672.9 25 116
A.X原子的电子层结构为1s22s1
B.Y为第ⅡA族元素,其元素符号为Mg
C.Z的价层电子数为1
D.X的原子半径小于Y的原子半径
6.根据元素周期律和物质结构的有关知识,以下有关排序正确的是(　　)
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
7.(2022·山东德州高二期末)废旧太阳能电池具有较高的回收利用价值,其主要组成CIGS的化学式可写为CuIn0.5Ga0.5Se2。回答下列问题:
(1)Cu在元素周期表中属于　　　　　　　分区。同周期元素基态原子中与其未成对电子数相同的原子还有　　　　　　　　　(写元素名称)。
(2)Ga、In与Al同主族,写出Ga基态原子电子排布式:　 　　　。
(3)Ga、Se与As同周期,推测这三种元素第一电离能由大到小的顺序　　　　　　　(用元素符号表示),推测的理由是　 　。
(4)CIGS含有的四种元素中电负性最强的是　　　　　　　(用元素符号表示),Cu的化合价为　　　　　　　。
关键能力提升练
以下选择题中有1~2个选项符合题意。
8.(2022·湖南长沙高二期末)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3　④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是(　　)
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>①>②
D.最高正化合价:④>③=②>①
9.(2022·山东滨州高二期末)五种短周期元素X、Y、Z、L、M的某些性质如下表所示,下列判断错误的是(　　)
元素 X Y Z L M
最低化合价 -4 -2 -1 -2 0
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 1.0
A.基态X原子的核外电子共占据3个原子轨道
B.Z在周期表中的位置为第二周期第ⅦA族
C.借助电负性数值预测:YLZ2加入水中可生成YL2
D.元素L、M可形成离子化合物
10.(2021·广东湛江高二检测)分析下列图表,回答问题。
(1)N、Al、Si、Ge四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
电离能 I1 I2 I3 I4 …
In/(kJ·mol-1) 578 1 817 2 745 11 575 …
则该元素是　　　　　(填写元素符号)。
(2)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。则M元素位于周期表的第　　族。
(3)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 Mn Fe
I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式:　　　　　;比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是　 　。
11.下表是某些短周期元素的电负性(x)值:
元素 H Li Be B C O F
电负性 2.10 0.98 1.57 2.04 2.53 3.44 3.98
元素 — Na Al Si P S Cl
电负性 — 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
(1)通过分析电负性的变化规律,确定N、Mg的电负性(x)范围:　　　　　(2)推测电负性(x)与原子半径的关系是　　　　　　　　　　　　　　。
(3)某有机物的分子中含有S—N,在S—N中,你认为共用电子对偏向　　　　　(写原子名称)。
(4)经验规律告诉我们当成键两元素的电负性的差值大于1.7时,一般形成离子键;当电负性差值小于1.7时,一般形成共价键。试推断AlBr3中化学键的类型是　　　　。
学科素养拔高练
12.(2021·甘肃张掖高二检测)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的价层电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　(用元素符号表示);A、B、C三种元素的简单氢化物的稳定性顺序为　　　　　　　　(用化学式表示)。
(2)D元素原子的价层电子排布式是　　　　　　　　,估计D元素的第二次电离能飞跃数据将发生在失去第　　　　　　个电子时。
(3)C元素的电子排布图为　　　　　　　　　　　;E的价层电子排布式为　　　　　　　　　　　,E原子的结构示意图为　　　　　　　　。
(4)F元素位于元素周期表的　　　　　　区,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　。
(5)G元素可能的性质是　　　　(填字母)。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.其原子半径大于锗
D.其第一电离能小于硒
(6)电离能比较:I1(Mg)　　　　　　(填“>”或“<”)I1(Al),其原因是　 　。
参考答案
第二课时　元素周期律
1.C　由于同周期主族元素随原子序数递增原子半径逐渐减小,故第ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半径大,如r(Li)>r(S)>r(Cl),A错误;对于核外电子层结构相同的单核粒子,核电荷数越多,微粒半径越小,B错误;质子数相同的不同单核微粒,阴离子半径>原子半径>阳离子半径,C正确;同一周期元素的原子具有相同的电子层数,随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小,D错误。
2.B　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,所以钾的金属性强于钠,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,但由于p能级电子处于半充满和全空状态时,原子为较稳定状态,第一电离能比同周期相邻元素的大,故第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素,B错误;最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子已达到稳定结构,再失去电子较难,所以其第一电离能较大,C正确;对于同一元素的原子来说,原子失电子比带正电荷的离子失电子能力强,所以原子的电离能随着原子失电子个数的增多而增大,D正确。
3.B　同周期元素,从左到右原子半径依次减小,元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,故原子半径由小到大的顺序为Cl4.D　y元素处于x元素的下一周期,x为非金属元素,原子半径小于同周期与y处于同族的元素,故原子半径y>x,故A错误;x为非金属元素,y为金属元素,故x的电负性大于y的电负性,故B错误;x为非金属元素,y为金属元素,故x的非金属性强于y的非金属性,故C错误;x为非金属元素,y为金属元素,故x的第一电离能大于y的第一电离能,故D正确。
5.A　根据电离能数据可知,X的第二电离能远大于其第一电离能,这说明X应该是第ⅠA族元素。又因为均是周期表第二行中原子序数相连的元素,所以X是Li,Y是Be,Z是B。Li的原子序数是3,原子电子层结构为1s22s1,A正确;Y是Be元素,B错误;B元素的价层电子数是3,C错误;同周期自左向右原子半径逐渐减小,则X的原子半径大于Y的原子半径,D错误。
6.C　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稳定性越强,则热稳定性:SiH47.答案 (1)ds　钾、钪、镓、溴
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(3)As>Se>Ga　Ga、Se、As处于同一周期,As的价电子排布为4s24p3,4p轨道处于半充满结构,比较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素;Se比Ga原子半径小,核电荷数大,所以第一电离能Ga比Se小
(4)Se　+1价
解析 (1)Cu的外围电子排布式为3d104s1,Cu属于第ⅠB族元素,在周期表中位于ds区;Cu是第四周期的元素,原子的最外层有1个未成对的电子,与铜同周期的所有元素的基态原子中,未成对电子数与铜原子相同的元素还有钾、钪、镓、溴。
(2)镓是31号元素,核外有31个电子,基态镓(Ga)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或
[Ar]3d104s24p1。
(3)Ga、Se、As处于同一周期,As的价电子排布为4s24p3,4p轨道处于半充满结构,比较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,即大于Se;Se比Ga原子半径小,核电荷数大,所以第一电离能Ga比Se小,故Ga、Se与As三种元素第一电离能由大到小的顺序为As>Se>Ga。
(4)元素非金属性越强其电负性越强,则CIGS含有的四种元素中电负性最强的是Se;根据化合物中各元素化合价代数和为0,CuIn0.5Ga0.5Se2中In、Ga的化合价均为+3价,Se的化合价为-2价,则Cu的化合价为+1价。
8.AC　从电子排布式可以看出:①是S,②是P,③是N,④是F。第一电离能F>N>P>S;原子半径P>S>N>F;电负性F>N>S>P;最高正化合价S>N=P,F无正价。
9.AB　根据元素最低化合价和电负性可推断X、Y、Z、L、M分别为C、S、Cl、O、Li。基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,共占据4个原子轨道,A错误;氯位于元素周期表第三周期第ⅦA族,B错误;SOCl2可与水反应生成氯化氢和二氧化硫,C正确;锂和氧可形成离子化合物氧化锂,D正确。
10.答案 (1)Al　(2)ⅡA
(3)3d5　由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
解析 (1)因为I4 I3,所以该元素原子最外层有3个电子,为铝元素。
(2)元素M的各级电离能逐渐增大,I1和I2差别较小,但I3 I2>I1,I3突跃式变大,即失去2个电子后,再失去电子变为+3价阳离子却非常困难,说明元素M失去2个电子后达到稳定结构。
(3)第ⅦB族元素的族序数=价层电子数,周期序数=电子层数,所以基态Mn原子价层电子排布式为3d54s2,Mn2+的价层电子排布式为3d5。Mn2+为3d5的半充满状态,很难失去电子,而Fe2+为3d6,失去一个电子,即变为半充满的3d5状态,所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。
11.答案 (1)2.53　3.44　0.93　1.57
(2)电负性越小,原子半径越大
(3)氮
(4)共价键
解析 由所给数据分析可知:同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小。
(1)同周期中x(Na)(2)元素电负性的递变规律与原子半径递变规律恰好相反,即:同周期(或同主族)元素中,电负性越大,其原子半径越小。
(3)对比周期表中对角线位置元素的电负性(x)可知:x(B)>x(Si),x(C)>x(P),x(O)>x(Cl),则可推知:x(N)>x(S),故在S—N中,共用电子对应偏向N原子。
(4)查表知:AlCl3中两元素电负性差值1.55<1.7,又x(Br)12.答案 (1)O(2)3s2　三
(3)　3d64s2　
(4)ds　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)A　(6)>　镁原子的3p轨道处于全空,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定
解析 (1)A为N元素,B为O元素,C为F元素,同周期元素第一电离能逐渐增大,N原子最外层为半充满状态,性质稳定,难以失去电子,第一电离能大于O元素,第一电离能由小到大的顺序为O(2)D为Mg元素,最外层电子数为2,价电子排布式为3s2,失去两个电子后最外层电子排布为2p6,属于全满稳定状态,因此估计Mg元素的第二次电离能飞跃数据将发生在失去第三个电子时。
(3)C为F元素,电子排布图为;E为Fe元素,铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,价层电子排布式为3d64s2,原子的结构示意图为。
(4)F为Cu,位于元素周期表ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
(5)G为As元素,与Si位于元素周期表对角线位置,其单质可作为半导体材料,故A正确;同主族元素从上往下,电负性逐渐减弱,P和As处于同主族,所以P电负性大于As,故B错误;As和锗元素位于同一周期,且原子序数大于锗,同周期原子半径随着原子序数的增大而变小,As的原子半径小于锗,故C错误;同一周期中,元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅤA族元素最外层电子排布处于半充满,第一电离能大于相邻元素,所以As、Se两种元素的第一电离能的大小顺序是As>Se,故D错误。