2.2.1 原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化 课时跟踪检测（学生版+教师版）（含解析）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019）
文档属性
| 名称 | 2.2.1 原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化 课时跟踪检测（学生版+教师版）（含解析）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 94.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-02-12 20:59:15 | ||
图片预览
文档简介
第一课时 原子核外电子排布的周期性 元素第一电离能的周期性变化
题组一 原子核外电子排布的周期性变化
1.（2024·苏州高二检测）某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是（ ）
A.第3周期ⅡB族，ds区 B.第4周期ⅡB族，d区
C.第3周期ⅦA族，s区 D.第4周期Ⅷ族，d区
2.（2024·淮安高二检测）若某原子的外围电子排布式为4d15s2，下列说法正确的是（ ）
A.该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
3.下列有关元素周期表分区的说法错误的是（ ）
A.p区不包含副族元素
B.第5周期有15种f区元素
C.d区、ds区均不存在非金属元素
D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
题组二 元素第一电离能的周期性变化
4.下列有关电离能的说法，正确的是（ ）
A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第—个电子需要的能量
C.同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D.同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
5.下列有关第一电离能的叙述正确的是（ ）
A.通常情况下，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B.C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 O＞N＞C
C.ⅠA族、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D.第3周期元素Al的第一电离能比Mg小
6.（2024·扬州高二检测）如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据（单位：kJ·mol－1）。下列判断错误的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A.X为ⅠA族元素 B.Y的外围电子排布式为ns2np1
C.Z位于元素周期表s区 D.金属性：X＞Y＞Z
7.（1）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 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
8.（2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第4周期第8列元素是镍元素
D.第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3
9.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是（ ）
A.位于同一轨道内的电子的运动状态也不相同
B.位于d区和ds区的元素都是金属元素
C.前四周期基态原子未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在 ⅠA族或ⅠB族
10.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ⅤA族元素
C.X为第5周期元素 D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2＋
11.（2024·无锡高二检测）根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ·mol－1），判断下列说法不正确的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
A.Q元素可能是0族元素
B.R和S均可能与U在同一主族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素
12.（2024·泰州高二检测）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，W基态原子只有一种自旋取向的电子，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，Y的单质在空气中含量最高，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能（I1）：Z＞X＞Y
B.简单气态氢化物的热稳定性：X＞Y
C.X、Y均能与W形成含有非极性键的化合物
D.工业上制备Z单质是通过电解其氯化物的水溶液而获得
13.Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。
已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；④Z基态原子有六个未成对电子。
用对应的元素符号或化学式回答下列问题：
（1）R、X、Y的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）Q元素在元素周期表中属于 区，与Y元素同族的第4周期元素的外围电子排布式为 。
（3）RY2的电子式为 ，Z3＋的结构示意图为 。
14.前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A 2p轨道电子半充满
B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子
C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
D 其基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2
E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多
F 基态F＋各电子层电子全充满
请根据以上情况，回答下列问题：
（1）E元素基态原子核外有 种不同运动状态的电子，电子排布式为 ；F位于元素周期表第 周期 族，处于元素周期表中 区，写出F元素基态原子的外围电子排布式 。
（2）A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示，下同）。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为 。
（3）写出A元素基态原子的轨道表示式 。
题组一 原子核外电子排布的周期性变化
1.（2024·苏州高二检测）某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是（ ）
A.第3周期ⅡB族，ds区
B.第4周期ⅡB族，d区
C.第3周期ⅦA族，s区
D.第4周期Ⅷ族，d区
解析：D 某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第4周期Ⅷ族，分区为d区。
2.（2024·淮安高二检测）若某原子的外围电子排布式为4d15s2，下列说法正确的是（ ）
A.该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
解析：A 该原子的外围电子排布式为4d15s2，该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族，所以该元素原子外围电子数为3，A正确，B错误；该元素是金属元素，C错误；该元素第N电子层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，D错误。
3.下列有关元素周期表分区的说法错误的是（ ）
A.p区不包含副族元素
B.第5周期有15种f区元素
C.d区、ds区均不存在非金属元素
D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
解析：B p区是最后一个电子填充到p轨道上（He除外），包括ⅢA族至ⅦA族和0族，不包括副族元素，A正确；f区元素指的是镧系和锕系元素，镧系和锕系元素在第6、第7周期的ⅢB族，第5周期不含f区元素，B错误；d区和ds区元素为过渡元素，过渡元素都是金属元素，C正确；s区的外围电子排布为ns1～2，s区所有元素的p轨道电子均为全充满或全空状态，D正确。
题组二 元素第一电离能的周期性变化
4.下列有关电离能的说法，正确的是（ ）
A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第—个电子需要的能量
C.同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D.同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
解析：D 第一电离能是指气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的最低能量；元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；同一周期中元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。
5.下列有关第一电离能的叙述正确的是（ ）
A.通常情况下，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B.C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 O＞N＞C
C.ⅠA族、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D.第3周期元素Al的第一电离能比Mg小
解析：D 通常同周期元素中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，A错误；同一周期主族元素，从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但由于原子轨道处于半充满或全充满时相对稳定，这使得ⅡA族、ⅤA族反常，故第一电离能N＞O，Mg＞Al，B错误，D正确；同主族元素，原子半径越大，第一电离能越小，C错误。
6.（2024·扬州高二检测）如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据（单位：kJ·mol－1）。下列判断错误的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A.X为ⅠA族元素 B.Y的外围电子排布式为ns2np1
C.Z位于元素周期表s区 D.金属性：X＞Y＞Z
解析：D 根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的外围电子数应为1，为ⅠA族元素，A正确；Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的外围电子数为3，为ⅢA族元素，外围电子排布式为ns2np1，B正确；Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的外围电子数为2，为ⅡA族元素，处于元素周期表s区，C正确；三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性：X＞Z＞Y，D错误。
7.（1）第2周期元素中，元素的第一电离能比铍大的有5种。
（2）碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2。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N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定。
（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：1s22s22p63s2。
电离能/（kJ·mol－1） I1 I2 I3 I4
A 899 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
解析：（1）第2周期元素中第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne共5种。（2）O原子和N原子的外围电子排布式分别为2s22p4、2s22p3，N原子的2p轨道半充满，比较稳定，所以第一电离能较大。（3）由A、B元素的各级电离能可看出，A、B两元素均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。
8.（2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第4周期第8列元素是镍元素
D.第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3
解析：D 未成对电子数最多的元素位于元素周期表ⅥB族，应对应第6列，A错误；第18列He元素最外层电子排布式为1s2，B错误；第4周期第8列元素的原子序数为26，是铁元素，C错误；第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3，最外层有5个电子，D正确。
9.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是（ ）
A.位于同一轨道内的电子的运动状态也不相同
B.位于d区和ds区的元素都是金属元素
C.前四周期基态原子未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在 ⅠA族或ⅠB族
解析：D 电子的运动状态取决于电子层、原子轨道形状、原子轨道伸展方向、电子的自旋状态，位于同一轨道内的电子，其自旋状态不同，A正确；d区和ds区的元素为过渡元素，全部是金属元素，B正确；前四周期元素即1～36号元素，未成对电子数最多的是铬，有6个未成对电子，位于第4周期ⅥB族，C正确；基态原子的最外层电子排布是ns1，若为主族元素，则为ⅠA族元素，若为副族元素，可能位于ⅠB族或ⅥB族等，D错误。
10.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ⅤA族元素
C.X为第5周期元素
D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2＋
解析：A 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，在化合物中通常显＋3价，属于ⅢA族元素，不能确定周期序数，A正确，B、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，所以与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋，D错误。
11.（2024·无锡高二检测）根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ·mol－1），判断下列说法不正确的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
A.Q元素可能是0族元素
B.R和S均可能与U在同一主族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素
解析：B 由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能是0族元素，A正确；R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现＋1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现＋2价，最外层电子数为2，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族，S不可能与U在同一主族，B错误；U的第一电离能较小，最外层电子数为1，U可能在元素周期表的s区，C正确；T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现＋3价，最外层电子数为3，因此原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素，D正确。
12.（2024·泰州高二检测）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，W基态原子只有一种自旋取向的电子，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，Y的单质在空气中含量最高，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能（I1）：Z＞X＞Y
B.简单气态氢化物的热稳定性：X＞Y
C.X、Y均能与W形成含有非极性键的化合物
D.工业上制备Z单质是通过电解其氯化物的水溶液而获得
解析：C W基态原子只有一种自旋取向的电子，则W为H，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，结合原子序数关系，则X为C，Y的单质在空气中含量最高，则Y为N，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，则Z为Mg。第一电离能（I1）：N＞C＞Mg，A错误；简单气态氢化物的热稳定性：NH3＞CH4，B错误；C、N均能与H形成C2H4、N2H4等含有非极性键的化合物，C正确；工业上制备Mg单质是通过电解其熔融氯化物而获得，D错误。
13.Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。
已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；④Z基态原子有六个未成对电子。
用对应的元素符号或化学式回答下列问题：
（1）R、X、Y的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
（2）Q元素在元素周期表中属于s区，与Y元素同族的第4周期元素的外围电子排布式为4s24p4。
（3）RY2的电子式为︰︰C︰︰，Z3＋的结构示意图为。
解析：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素，为H元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，则R原子核外电子排布式为1s22s22p2，为C元素；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布式为1s22s22p4，为O元素；④Z基态原子有六个未成对电子，只能处于第4周期，外围电子排布式为3d54s1，为Cr元素。（1）R、X、Y三种元素分别为C、N、O，同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，则C元素最小，由于N原子的2p轨道半充满，较稳定，N元素第一电离能大于O元素，故第一电离能：N＞O＞C。（2）Q为H元素，在元素周期表中属于s区，Y为O元素，与之同族的第4周期元素的外围电子排布式为4s24p4。（3）CO2的电子式为︰︰C︰︰；Cr3＋的结构示意图为。
14.前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A 2p轨道电子半充满
B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子
C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
D 其基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2
E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多
F 基态F＋各电子层电子全充满
请根据以上情况，回答下列问题：
（1）E元素基态原子核外有24种不同运动状态的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；F位于元素周期表第4周期ⅠB族，处于元素周期表中ds区，写出F元素基态原子的外围电子排布式3d104s1。
（2）A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S＞Na（用元素符号表示，下同）。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为S2－＞O2－＞Na＋。
（3）写出A元素基态原子的轨道表示式。
解析：前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，A的2p轨道电子半充满，则A为氮元素；B与A同周期，且原子核外有2个未成对电子，B为氧元素；C基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子，则C为钠元素；在前四周期元素中E元素基态原子未成对电子数最多，则外围电子排布式为3d54s1，E为铬元素；D基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2，即外围电子排布式为ms2mp4，则D为ⅥA族元素，原子序数小于铬大于钠，则D为硫元素；基态F＋各电子层电子全充满，则F为铜元素。（1）E是24号铬元素，则其基态原子核外有24种不同运动状态的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；F为铜元素，位于元素周期表第4周期ⅠB族，其基态原子的外围电子排布式为3d104s1。（2）A、B、C、D分别为N、O、Na、S，同周期元素第一电离能呈逐渐增大趋势，但由于N元素2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于氧元素，同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S＞Na；B、C、D三种元素分别为O、Na、S，其简单离子分别为O2－、Na＋、S2－，其中O2－、Na＋电子层结构相同，都为2层，S2－核外电子层为三层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，所以B、C、D三种元素简单离子半径由大到小顺序为S2－＞O2－＞Na＋。（3）A元素为氮元素，则A元素基态原子的轨道表示式为。
3 / 3
题组一 原子核外电子排布的周期性变化
1.（2024·苏州高二检测）某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是（ ）
A.第3周期ⅡB族，ds区 B.第4周期ⅡB族，d区
C.第3周期ⅦA族，s区 D.第4周期Ⅷ族，d区
2.（2024·淮安高二检测）若某原子的外围电子排布式为4d15s2，下列说法正确的是（ ）
A.该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
3.下列有关元素周期表分区的说法错误的是（ ）
A.p区不包含副族元素
B.第5周期有15种f区元素
C.d区、ds区均不存在非金属元素
D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
题组二 元素第一电离能的周期性变化
4.下列有关电离能的说法，正确的是（ ）
A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第—个电子需要的能量
C.同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D.同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
5.下列有关第一电离能的叙述正确的是（ ）
A.通常情况下，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B.C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 O＞N＞C
C.ⅠA族、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D.第3周期元素Al的第一电离能比Mg小
6.（2024·扬州高二检测）如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据（单位：kJ·mol－1）。下列判断错误的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A.X为ⅠA族元素 B.Y的外围电子排布式为ns2np1
C.Z位于元素周期表s区 D.金属性：X＞Y＞Z
7.（1）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 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
8.（2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第4周期第8列元素是镍元素
D.第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3
9.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是（ ）
A.位于同一轨道内的电子的运动状态也不相同
B.位于d区和ds区的元素都是金属元素
C.前四周期基态原子未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在 ⅠA族或ⅠB族
10.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ⅤA族元素
C.X为第5周期元素 D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2＋
11.（2024·无锡高二检测）根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ·mol－1），判断下列说法不正确的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
A.Q元素可能是0族元素
B.R和S均可能与U在同一主族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素
12.（2024·泰州高二检测）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，W基态原子只有一种自旋取向的电子，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，Y的单质在空气中含量最高，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能（I1）：Z＞X＞Y
B.简单气态氢化物的热稳定性：X＞Y
C.X、Y均能与W形成含有非极性键的化合物
D.工业上制备Z单质是通过电解其氯化物的水溶液而获得
13.Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。
已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；④Z基态原子有六个未成对电子。
用对应的元素符号或化学式回答下列问题：
（1）R、X、Y的第一电离能由大到小的顺序为 。
（2）Q元素在元素周期表中属于 区，与Y元素同族的第4周期元素的外围电子排布式为 。
（3）RY2的电子式为 ，Z3＋的结构示意图为 。
14.前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A 2p轨道电子半充满
B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子
C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
D 其基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2
E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多
F 基态F＋各电子层电子全充满
请根据以上情况，回答下列问题：
（1）E元素基态原子核外有 种不同运动状态的电子，电子排布式为 ；F位于元素周期表第 周期 族，处于元素周期表中 区，写出F元素基态原子的外围电子排布式 。
（2）A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示，下同）。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为 。
（3）写出A元素基态原子的轨道表示式 。
题组一 原子核外电子排布的周期性变化
1.（2024·苏州高二检测）某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素在周期表中的位置及分区是（ ）
A.第3周期ⅡB族，ds区
B.第4周期ⅡB族，d区
C.第3周期ⅦA族，s区
D.第4周期Ⅷ族，d区
解析：D 某元素基态原子的外围电子排布式为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第4周期Ⅷ族，分区为d区。
2.（2024·淮安高二检测）若某原子的外围电子排布式为4d15s2，下列说法正确的是（ ）
A.该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族
B.该元素原子外围电子数为2
C.该元素为非金属元素
D.该元素原子N电子层共有8个电子
解析：A 该原子的外围电子排布式为4d15s2，该元素位于元素周期表中第5周期ⅢB族，所以该元素原子外围电子数为3，A正确，B错误；该元素是金属元素，C错误；该元素第N电子层的电子排布为4s24p64d1，共有9个电子，D错误。
3.下列有关元素周期表分区的说法错误的是（ ）
A.p区不包含副族元素
B.第5周期有15种f区元素
C.d区、ds区均不存在非金属元素
D.s区所有元素的p能级电子均为全充满或全空状态
解析：B p区是最后一个电子填充到p轨道上（He除外），包括ⅢA族至ⅦA族和0族，不包括副族元素，A正确；f区元素指的是镧系和锕系元素，镧系和锕系元素在第6、第7周期的ⅢB族，第5周期不含f区元素，B错误；d区和ds区元素为过渡元素，过渡元素都是金属元素，C正确；s区的外围电子排布为ns1～2，s区所有元素的p轨道电子均为全充满或全空状态，D正确。
题组二 元素第一电离能的周期性变化
4.下列有关电离能的说法，正确的是（ ）
A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第—个电子需要的能量
C.同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D.同主族元素，随原子序数的递增，第一电离能逐渐减小
解析：D 第一电离能是指气态原子失去一个电子形成＋1价气态阳离子所需要的最低能量；元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；同一周期中元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。
5.下列有关第一电离能的叙述正确的是（ ）
A.通常情况下，同周期元素中ⅦA族元素的第一电离能最大
B.C、N、O三种元素的第一电离能从大到小的顺序是 O＞N＞C
C.ⅠA族、ⅡA族元素的原子，其原子半径越大，第一电离能越大
D.第3周期元素Al的第一电离能比Mg小
解析：D 通常同周期元素中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，A错误；同一周期主族元素，从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但由于原子轨道处于半充满或全充满时相对稳定，这使得ⅡA族、ⅤA族反常，故第一电离能N＞O，Mg＞Al，B错误，D正确；同主族元素，原子半径越大，第一电离能越小，C错误。
6.（2024·扬州高二检测）如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据（单位：kJ·mol－1）。下列判断错误的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4 562 6 912 9 543
Y 578 1 817 2 745 11 575
Z 738 1 451 7 733 10 540
A.X为ⅠA族元素 B.Y的外围电子排布式为ns2np1
C.Z位于元素周期表s区 D.金属性：X＞Y＞Z
解析：D 根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的外围电子数应为1，为ⅠA族元素，A正确；Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的外围电子数为3，为ⅢA族元素，外围电子排布式为ns2np1，B正确；Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的外围电子数为2，为ⅡA族元素，处于元素周期表s区，C正确；三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性：X＞Z＞Y，D错误。
7.（1）第2周期元素中，元素的第一电离能比铍大的有5种。
（2）碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2。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N原子的2p轨道达到半充满结构，比较稳定。
（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：1s22s22p63s2。
电离能/（kJ·mol－1） I1 I2 I3 I4
A 899 1 821 15 390 21 771
B 738 1 451 7 733 10 540
解析：（1）第2周期元素中第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne共5种。（2）O原子和N原子的外围电子排布式分别为2s22p4、2s22p3，N原子的2p轨道半充满，比较稳定，所以第一电离能较大。（3）由A、B元素的各级电离能可看出，A、B两元素均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。
8.（2024·南京高二检测）长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属元素为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是（ ）
A.第14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布式为ns2
C.第4周期第8列元素是镍元素
D.第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3
解析：D 未成对电子数最多的元素位于元素周期表ⅥB族，应对应第6列，A错误；第18列He元素最外层电子排布式为1s2，B错误；第4周期第8列元素的原子序数为26，是铁元素，C错误；第15列元素原子的外围电子排布式为ns2np3，最外层有5个电子，D正确。
9.下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是（ ）
A.位于同一轨道内的电子的运动状态也不相同
B.位于d区和ds区的元素都是金属元素
C.前四周期基态原子未成对电子数最多的元素位于ⅥB族
D.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在 ⅠA族或ⅠB族
解析：D 电子的运动状态取决于电子层、原子轨道形状、原子轨道伸展方向、电子的自旋状态，位于同一轨道内的电子，其自旋状态不同，A正确；d区和ds区的元素为过渡元素，全部是金属元素，B正确；前四周期元素即1～36号元素，未成对电子数最多的是铬，有6个未成对电子，位于第4周期ⅥB族，C正确；基态原子的最外层电子排布是ns1，若为主族元素，则为ⅠA族元素，若为副族元素，可能位于ⅠB族或ⅥB族等，D错误。
10.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ⅤA族元素
C.X为第5周期元素
D.X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X2＋
解析：A 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，在化合物中通常显＋3价，属于ⅢA族元素，不能确定周期序数，A正确，B、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，所以与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋，D错误。
11.（2024·无锡高二检测）根据下列五种元素的电离能数据（单位：kJ·mol－1），判断下列说法不正确的是（ ）
元素代号 I1 I2 I3 I4
Q 2 080 4 000 6 100 9 400
R 500 4 600 6 900 9 500
S 740 1 500 7 700 10 500
T 580 1 800 2 700 11 600
U 420 3 100 4 400 5 900
A.Q元素可能是0族元素
B.R和S均可能与U在同一主族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素
解析：B 由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能是0族元素，A正确；R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现＋1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现＋2价，最外层电子数为2，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族，S不可能与U在同一主族，B错误；U的第一电离能较小，最外层电子数为1，U可能在元素周期表的s区，C正确；T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现＋3价，最外层电子数为3，因此原子的外围电子排布式为ns2np1的可能是T元素，D正确。
12.（2024·泰州高二检测）W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，W基态原子只有一种自旋取向的电子，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，Y的单质在空气中含量最高，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能（I1）：Z＞X＞Y
B.简单气态氢化物的热稳定性：X＞Y
C.X、Y均能与W形成含有非极性键的化合物
D.工业上制备Z单质是通过电解其氯化物的水溶液而获得
解析：C W基态原子只有一种自旋取向的电子，则W为H，X最高正化合价与最低负化合价代数和为零，结合原子序数关系，则X为C，Y的单质在空气中含量最高，则Y为N，Z位于第3周期，其基态原子s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，则Z为Mg。第一电离能（I1）：N＞C＞Mg，A错误；简单气态氢化物的热稳定性：NH3＞CH4，B错误；C、N均能与H形成C2H4、N2H4等含有非极性键的化合物，C正确；工业上制备Mg单质是通过电解其熔融氯化物而获得，D错误。
13.Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。
已知：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍；④Z基态原子有六个未成对电子。
用对应的元素符号或化学式回答下列问题：
（1）R、X、Y的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
（2）Q元素在元素周期表中属于s区，与Y元素同族的第4周期元素的外围电子排布式为4s24p4。
（3）RY2的电子式为︰︰C︰︰，Z3＋的结构示意图为。
解析：①Q为元素周期表中原子半径最小的元素，为H元素；②R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同，则R原子核外电子排布式为1s22s22p2，为C元素；③Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，核外电子排布式为1s22s22p4，为O元素；④Z基态原子有六个未成对电子，只能处于第4周期，外围电子排布式为3d54s1，为Cr元素。（1）R、X、Y三种元素分别为C、N、O，同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，则C元素最小，由于N原子的2p轨道半充满，较稳定，N元素第一电离能大于O元素，故第一电离能：N＞O＞C。（2）Q为H元素，在元素周期表中属于s区，Y为O元素，与之同族的第4周期元素的外围电子排布式为4s24p4。（3）CO2的电子式为︰︰C︰︰；Cr3＋的结构示意图为。
14.前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A 2p轨道电子半充满
B 与A同周期，且原子核外有2个未成对电子
C 基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
D 其基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2
E 前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多
F 基态F＋各电子层电子全充满
请根据以上情况，回答下列问题：
（1）E元素基态原子核外有24种不同运动状态的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；F位于元素周期表第4周期ⅠB族，处于元素周期表中ds区，写出F元素基态原子的外围电子排布式3d104s1。
（2）A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S＞Na（用元素符号表示，下同）。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为S2－＞O2－＞Na＋。
（3）写出A元素基态原子的轨道表示式。
解析：前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，A的2p轨道电子半充满，则A为氮元素；B与A同周期，且原子核外有2个未成对电子，B为氧元素；C基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子，则C为钠元素；在前四周期元素中E元素基态原子未成对电子数最多，则外围电子排布式为3d54s1，E为铬元素；D基态原子外围电子排布式为msnmpn＋2，即外围电子排布式为ms2mp4，则D为ⅥA族元素，原子序数小于铬大于钠，则D为硫元素；基态F＋各电子层电子全充满，则F为铜元素。（1）E是24号铬元素，则其基态原子核外有24种不同运动状态的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1（或[Ar]3d54s1）；F为铜元素，位于元素周期表第4周期ⅠB族，其基态原子的外围电子排布式为3d104s1。（2）A、B、C、D分别为N、O、Na、S，同周期元素第一电离能呈逐渐增大趋势，但由于N元素2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于氧元素，同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小，第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S＞Na；B、C、D三种元素分别为O、Na、S，其简单离子分别为O2－、Na＋、S2－，其中O2－、Na＋电子层结构相同，都为2层，S2－核外电子层为三层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，所以B、C、D三种元素简单离子半径由大到小顺序为S2－＞O2－＞Na＋。（3）A元素为氮元素，则A元素基态原子的轨道表示式为。
3 / 3