1、五 元素周期律(40 分钟 70 分)一、选择题(本题包括 8 小题，每小题 5 分，共 40 分)1(2021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，故钾的活泼性强于钠B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C最外层电子排布为 ns2np6(当只有 K 层时为 1s2)的原子，第一电离能较大D对于同一元素而言，原子的电离能 I1I2I3 BCD【解析】选 C。由题意可知：X、Y、Z2、W 分别为 S、Cl、S2、F。S、Cl、S2、F 粒子半径大小排列顺序为 r(S2)r(S)r(Cl)r(F)，故 C 项正
2、确。3下列叙述中正确的是()A同周期元素中，第A 族元素的原子半径最大B第A 族元素的原子其半径越大，电负性越大C电子层结构相同的离子，核电荷数越小，离子半径越大D同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大【解析】选 C。同周期中从左到右，除 0 族元素外，半径逐渐减小，A 族元素在同周期中是最小的，故 A 错误；第A 族元素的原子，其半径越大，失电子能力越强，越容易失电子，电负性越小，故 B 错误；电子层结构相同的离子，离子中有带正电的质子和带负电的电子，相互吸引，质子多，吸引力越强，半径就越小，即核电荷数越多，离子半径越小，核电荷数越小，离子半径越大，故 C 正确；越容易失电子的元素其第一电离
3、能越小，同一周期中，碱金属元素最容易失电子，则碱金属元素第一电离能最小，故 D 错误。【补偿训练】下列说法不正确的是()A同族元素在性质上的相似性，取决于原子价电子排布的相似性B第一电离能越小，表示气态时该原子越易失去电子C元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子能力越强D电负性大的元素易呈现正价，电负性小的元素易呈现负价【解析】选 D。元素原子的电负性越大，对键合电子的吸引力越大，故在化合物中，电负性大的元素易呈现负价，电负性小的元素易呈现正价。4(2021榆林高二检测)a、b、c、d 是四种短周期元素，a、b、d 同周期，c、d 同主族。a 的原子结构示意图为，b 与 c 形成化合物
4、的电子式为。下列比较中正确的是()A原子半径：acdbB电负性：abdcC原子序数：adbcD最高价含氧酸的酸性：cda【解析】选 D。a 的原子结构示意图为第一电子层容纳 2 个电子，故 x2，a 的质子数为14，故 a 为硅元素；b 与 c 形成化合物的电子式为，则 b 处于A 族、c 处于A族，c、d 同主族，c 处于第二周期、d 处于第三周期，a、b、d 同周期，故 b 为钠元素，故 c 为氮元素，d 为磷元素；A.同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半径：NaSiPN，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：NPSiN
5、a，故 B 错误；C.由题意知，原子序数：dabc，故 C 错误；D.非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：NPSi，故最高价含氧酸的酸性：cda，故 D 正确。【补偿训练】(2021广州高二检测)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p5 1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2 1s22s22p5则下列有关比较中正确的是()A电负性：B原子半径：C第一电离能：D最高正化合价：【解析】选 A。同一周期元素，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族，从上到下，电负性依次减弱，所以电负性大小为 FClPSi，故 A 正确；同一周期元素
6、，原子半径随着原子序数的增大而减小，同一主族，从上到下，原子半径增大，所以 F 的原子半径最小，故 B 错误；同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第A 族、第A 族元素第一电离能大于相邻元素，同一主族，从上到下，第一电离能依次减弱，第一电离能 ClP，故 C 错误；元素 F 没有最高正化合价，故 D 错误。5(2021日照高二检测)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BX 可能为第A 族元素CX 为第五周期元素DX 与氯气反应时最可能生成的阳离子为 X2【解析】选 A。结合电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的
7、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，所以在化合物中通常显3 价，故 A 正确；X 元素最外层有 3 个电子，属于第A 族元素，故 B 错误；该原子最外层有 3 个电子，属于第A 族元素，不能确定周期序数，故 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，所以与氯反应时最可能生成的阳离子为 X3，故 D 错误。6(2021常州高二检测)通常情况下，原子核外 p 能级、d 能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例，下列事实能作为这个规则证据的是()元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的
8、第一电离能26Fe2容易失电子转变为 26Fe3，表现出较强的还原性基态铜(Cu)原子的电子排布式为Ar3d104s1 而不是Ar3d94s2某种激发态碳(C)原子电子排布式为 1s22s12p3 而不是 1s22s22p2A B C D全部【解析】选 B。中 He、H 均没有 p、d 能级电子，与特例无关，错误；中Fe2价电子排布为 3d6，而 Fe3价电子排布为 3d5，3d5 属于半充满状态，体系稳定，故 Fe2易失去电子变为稳定的 Fe3，正确；中Ar3d104s1 显然符合 d 能级全充满状态，为稳定结构，正确；属于基态原子获得能量，2s 能级上一个电子跃迁到 2p 能级上，而激发态
9、不稳定，易变为基态放出能量，错误。【补偿训练】下列关于电离能和电负性的说法不正确的是()A第一电离能的大小：MgAlB因为锌的金属性比铜活泼，所以锌的第一电离能比铜小C锗的第一电离能和电负性均低于碳DF、K、Fe、Ni 四种元素中电负性最大的是 F【解析】选 B。同周期从左到右第一电离能依次增大，但镁、铝特殊，理由是镁的价电子排布是 3s2，3p 轨道全空较稳定，而铝是 3s23p1 则不是全满、全空、半满中任意一种情况，不稳定，故铝的第一电离能比镁小，故 A 正确；轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，Zn 失去一个电子变成结构为Ar3d104s1 的 Zn，Cu 失去一个电子成为 Cu后
10、，核外电子排布为Ar3d10，所以锌的第一电离能比铜大，故 B 错误；锗和碳位于第A 族，锗的第一电离能和电负性均低于碳，故C 正确；周期表中 F 的电负性最大，F、K、Fe、Ni 四种元素中电负性最大的是 F，故 D 正确。7(2021徐州高二检测)下列状态的铝元素中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是()ANe BNeCNe DNe【解析】选 D。A、B 为基态，其中 A 失去最外层 1 个电子，为第三电离能，B失去最外层 1 个电子，为第二电离能；C 为铝离子，稳定结构，失去最外层 1 个电子所需能量最大；D 为铝原子的核外电子排布的激发态，易失去最外层的一个电子；所以电离最外层的一个
11、电子所需能量最小的是 D。8(2021西安高二检测)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 kJmol1)。I1I2I3I4 R7401 5007 70010 500 下列关于元素 R 的判断中一定正确的是()AR 的最高正价为1 价BR 元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能都大CR 元素的原子最外层共有 4 个电子DR 元素基态原子的电子排布式为 1s22s2【解析】选 B。从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，可失去 2 个电子，最高化合价为2 价，即最外层应有 2 个电子，应为第A 族元素，所以 R 的最高正价为2
12、价，故 A 错误；同周期第A 族核外电子排布式为 ns2，达稳定结构，所以 R 元素第一电离能大于同周期相邻元素，故 B 正确；R 元素的原子最外层共有 2 个电子，故 C 错误；R 元素可能是 Be 或Mg，Mg 基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s2，故 D 错误。二、非选择题(本题包括 2 小题，共 30 分)9(10 分)(2021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I1I2I3I4In/kJmol15781 8172 74511 578则该元素是_(填写元素符号)。(2)短周期某主族元素 M 的电离
13、能情况如图所示。基态 M 原子的核外电子排布式为_。比较 M 元素与同周期相邻其他两种元素第一电离能的大小，用元素符号表示_。【解析】(1)因为 I4I3，所以该元素原子最外层有 3 个电子，为铝元素。(2)由图可知 M 的第一电离能和第二电离能差别不大，第三电离能和第二电离能差别很大，所以 M 原子最外层有 2 个电子，次外层电子数多于 3 个，故 M 是 Mg 元素。Mg 元素的 3s 轨道处于全满状态，相对稳定，其第一电离能比同周期相邻的 Na、Al 的第一电离能都大。答案：(1)Al(2)1s22s22p63s2 MgAlNa【补偿训练】根据元素周期表中完整周期元素的性质，在下列空格中
14、填上适当的元素符号。(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是_，第一电离能最大的元素是_。(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是_。(3)能稳定存在的最活泼的金属元素是_。(4)最活泼的气态非金属原子是_。(5)第二、三、四周期，原子最外电子层中 p 能级半充满的元素是_。【解析】同周期中从左到右，元素的第一电离能(除第A 族、第A 族反常外)逐渐增大，同周期中A 族元素最小，稀有气体最大，故第三周期中第一电离能最小的为 Na，最大的为 Ar。电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小。故元素周期表中，电负性最大的元素是氟。答案：(1)Na Ar(2)F(3)Cs(4
15、)F(5)N、P、As10(20 分)不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的能量，设其为 E，如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并完成下列问题。(1)同主族内不同元素的 E 值的变化特点是_。各主族中 E 值的这种变化特点体现了元素性质的_变化规律。(2)同周期内，随着原子序数的增大，E 值增大，但个别元素的 E 值出现反常现象。试推测下列关系式中正确的是_。E(砷)E(硒)E(砷)E(硒)E(溴)E(硒)(3)估计 1 mol 气态 Ca 原子失去最外层一个电子所需能量 E 值的范围：_EE(硒)、E(溴)E(硒)。(3)根据同主族、同周期 E 值变化规律可
16、以推测E(K)E(Ca)E(Mg)。(4)10 号元素是稀有气体元素氖，该元素原子的最外层电子排布已达到 8 电子稳定结构。答案：(1)随着原子序数增大，E 值变小 周期性(2)(3)485 738(4)10 号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到 8电子稳定结构【补偿训练】(2021日照高二检测)已知 X、Y、Z、W、Q、R 六种元素中，原子序数依次增大，其结构或性质信息如表。元素结构或性质信息X基态原子的最外层电子排布式为 nsnnpn1Y基态原子的 L 层上有 2 个未成对的 p 电子Z基态原子的 M 层上 s、p 电子个数相等W位于第 4 周期B 族Q元素的正三价离子的 3d 能
17、级半充满R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请根据信息回答有关问题：(1)元素 X 原子核外共有_种不同运动状态的电子。(2)元素 X、Y 的第一电离能较大的是_(填元素符号)。(3)元素 X、Y、Z 的电负性最小的是_(填元素名称)。(4)元素 W 的基态原子核外电子排布式为_。(5)元素 Q 在周期表中位置为_，元素 R 基态原子的价电子排布式为_。【解析】(1)X 为 N 元素，核外电子数为 7，即原子内有 7 种不同运动状态的电子；(2)N 位于A 族，O 位于A 族，则第一电离能中比较大的是 N 元素；(3)元素周期表中，同一周期从左到右电负性依次增
18、大，同一主族从上到下依次减小，则 N，O，Si 中电负性最小的即为硅元素；(4)Cr 的原子序数为 24，基态原子核外电子排布符合洪特规则特例，则其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)；(5)Fe元素在第四周期第族的第一列；R 为 Cu 元素，原子序数为 29，基态原子核外电子排布符合洪特规则特例，即基态原子价电子排布式为 3d104s1。答案：(1)7(2)N(3)硅(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)(5)第四周期第族 3d104s1 (20 分钟 30 分)一、选择题(本题包括 2 小题，每小题 5 分，共 10
19、 分)11(2021天津高二检测)以下有关元素性质的说法不正确的是()A具有下列电子排布式的原子1s22s22p63s23p2；1s22s22p3；1s22s22p63s23p4；1s22s22p2，原子半径最大的是B有下列价电子排布式的原子3s23p1；3s23p2；3s23p3；3s23p4，第一电离能最大的是CNa、K、Rb；N、P、S；Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而增大的是D某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为 738、1 415、7 733、10 450、13 630、17 995 等，它与氯气反应时，生成的阳离子是 X3【解析】选 D。是 Si 元素、是 N 元素
20、、是 S 元素、是 C 元素，原子核外电子层数越多其原子半径越大，同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小，所以原子半径：，故 A 正确；分别是 Al 元素、Si元素、P 元素、S 元素，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A 族、第A 族第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能：，故 B 正确；同一周期元素电负性随着原子序数增大而增大，同一主族元素电负性随着原子序数增大而减小，Na、K、Rb 的电负性依次减小，N、P、S 的电负性 NSP，Na、P、Cl 的电负性依次增大，所以元素的电负性随原子序数增大而增大的是，故 C 正确；某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为
21、738、1 415、7 733、10 450、13 630、17 995 等，其第二和第三电离能相差较大，则该元素位于第A 族，该元素易失去 2 个电子生成阳离子 X2，故 D错误。【补偿训练】(2021南京高二检测)已知五种短周期元素 aX、bY、cZ、dR、eW 存在如下关系：X、Y 同主族，R、W 同主族de2；ab12(de)；ba2cd下列有关说法不正确的是()A原子半径比较：r(W)r(Z)r(Y)r(R)BX 和 Y 形成的化合物中，阴阳离子的电子层相差 1 层CW 的最低价单核阴离子的失电子能力比 R 的强DZ、Y 最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应【解析】选 A。根据分
22、析可知，X 为 H，Y 为 Na，Z 为 Al，R 为 O，W 为 S 元素。同一周期从左向右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径 r(Y)r(Z)r(W)r(R)，故 A 错误；H、Na 形成的化合物为 NaH，H与钠离子的电子层相差 1 层，故 B 正确；非金属性 OS，非金属性越强其最低价单核阴离子失电子能力越弱，则最低价单核阴离子的失电子能力：WR，故 C正确；Z、Y 最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝、氢氧化钠，氢氧化铝为两性氢氧化物，能够与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠和水，故 D 正确。12(2021合肥高二检测)元素处于基态时的气态原子获得一个电子成为1
23、 价阴离子时所放出的能量叫做该元素的第一电子亲和能。1 价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能。表中给出了几种元素或离子的电子亲和能数据：元素LiNaKOOF电子亲和能/kJmol159.852.748.4141844.2327.9下列说法正确的是()A电子亲和能越大，说明越难得到电子B一个基态的气态氟原子得到一个电子成为氟离子时放出 327.9 kJ 的能量C氧元素的第二电子亲和能是844.2 kJmol1D基态的气态氧原子得到两个电子成为 O2需要放出能量【解析】选 C。根据表中数据知，元素得电子能力越强，其电子亲和能越大，所以电子亲和能越大说明越容易得到电子，故 A 错误；基
24、态的气态氟原子得到1 mol 电子成为氟离子时放出 327.9 kJ 的能量，故 B 错误；O的电子亲和能就是氧元素的第二电子亲和能，所以氧元素的第二电子亲和能是844.2 kJmol1，故C 正确；第一亲和能放出能量、第二亲和能吸收能量，O 元素的第一亲和能小于第二亲和能的绝对值，所以基态的气态氧原子得到两个电子成为 O2需要吸收能量，故 D 错误。【补偿训练】(2021长沙高二检测)已知 X、Y、Z 为同一周期的三种元素，其原子的部分电离能(kJmol1)如下表所示：元素电离能/kJmol1XYZI1496738577I24 5621 4511 817I36 9127 7332 754I4
25、9 54010 54011 578下列说法正确的是()A三种元素中，X 元素的第一电离能最小，其电负性在同一周期元素中也最小B三种元素中，Y 元素的第一电离能最大，其电负性也最大C等物质的量的 X、Y、Z 三种单质与少量盐酸反应时放出的氢气的物质的量之比为 111D三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗 X、Y、Z 的物质的量之比为 321【解析】选 A。根据表中数据，X 的第二电离能远大于第一电离能，可知 X 是第A 族元素，A 正确；Y 元素第三电离能远大于第二电离能，Y 是第A 族元素，三种元素中，Y 元素第一电离能最大；结合表中数据 Z 的第四电离能远远大于第三电离能，Z 为第A 族元
26、素，由于它们在同一周期，Y 元素电负性小于 Z，B错误；假设 X、Y、Z 属于第三周期元素，那么它们分别为 Na、Mg、Al；等物质的量的 X、Y、Z 的三种单质与少量盐酸反应时，一定要考虑 Na 还可与水反应生成 H2，故 C 错误；Na、Mg、Al 与盐酸反应时放出等量氢气，根据反应 2Na2HCl=2NaClH2、Mg2HCl=MgCl2H2、2Al6HCl=2AlCl33H2，消耗 Na、Mg、Al 的物质的量之比应为 632，D 错误。二、非选择题(本题包括 1 小题，共 20 分)13(2021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
27、。A 元素的价电子排布式为 nsnnpn1；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16；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 元素原子的价电子排布式是_，估计 D 元素的第 2 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 的价电子排
28、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_。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)_I1(Al)(填“”或“”)，其原因_。【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 ONF；非金属性越强，对应简单气态氢化物的稳定性越强，三种元素的简单氢化物的稳定性顺序为 NH3H2OHF；(2)D 为
29、 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 2 次电离能飞跃数据将发生在失去第 3 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，价电子排布式为 3d64s2，原子的结构示意图为；(4)F 为 Cu，位于周期表 ds 区，其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1；(5)G 为 As 元素，与 Si 位于周期表对角线位置，其单质可作为半导体材料，故 A正确；同
30、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增大，原子半径变小，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A 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 AsSe，故 D 错误。(6)元素 D 为 Mg，活泼性 MgAl，I1(Mg)I1(Al)，因为 Mg 的 3p 轨道处于全空，比较稳定，而 Al 的 3p 轨道只有一个电子，不稳定，故活泼性
31、 MgAl，而第一电离能则是 I1(Mg)I1(Al)。答案：(1)ONF NH3H2OHF(2)3s2 3(3)3d64s2(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1 或Ar3d104s1(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【补偿训练】不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值 X 来表示，X 值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的 X 值：元素符号LiBeBCOFX 值0.981.572.042.553.443.98元素符号NaAlSiPSClX 值0.931.60
32、1.902.192.553.16(1)通过分析 X 值的变化规律，确定 N、Mg 的 X 值范围：_X(Mg)_；_X(N)_。(2)推测 X 值与原子半径的关系为_。(3)某有机化合物的结构简式为，其中 SN 键中，你认为共用电子对偏向_(填元素符号)。(4)如果 X 值为电负性的数值，试推断 AlBr3 中化学键的类型为_。(5)预测元素周期表中 X 值最小的元素是_(放射性元素除外)。【解析】(1)通过表中数据分析可知同周期从左到右，X 值依次增大，同主族从上到下，X 值依次减小，可判断 X(Na)X(Mg)X(Al)，且 X(Be)X(Mg)，故 0.93X(Mg)1.57。(2)通过
33、思考同周期、同主族元素原子半径的变化与 X 值的变化可得结论。(3)根据信息：“X 值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为带负电荷的一方”，由 X(S)2.55，X(C)X(N)X(O)，即 2.55X(N)3.44，得共用电子对偏向 N 原子。(4)根据表中数据的变化规律可得 X(Br)X(Cl)，因此 X(Br)与 X(Al)的差值要小于 X(Cl)与 X(Al)的差值，故 AlBr3 中的化学键为共价键。(5)根据 X 值的变化规律，X 的最小值应在元素周期表的左下角，但要注意放射性元素除外，故填 Cs(铯)。答案：(1)0.93 1.57 2.55 3.44(2)原子半径越大，X 值越小(3)N(4)共价键(5)Cs
