1、元素性质及其变化规律 (40分钟70分)一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.(2020宿州高二检测)下列原子的价电子排布中,第一电离能最大的是()A.3s23p1B.3s23p2C.3s23p3D.4s24p4【解析】选C。由上述各项元素原子的价电子排布式可知C项中3p3处于半充满状态,电子能量低,原子较稳定,故第一电离能最大。2.下列微粒半径依次增大的是()A.同一主族元素随着原子序数的递增B.同一周期的元素随着原子序数的递增C.Na+、Mg2+、Al3+、F-D.P、S、S2-、Cl-【解析】选A。依据比较微粒半径大小的规律进行分析,同一主族,随着原子序数的递增,原子的
2、电子层数依次增加,原子半径依次增大,A项正确;同一周期,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,B项错误;C项中各微粒的电子层结构相同,核电荷数越大,半径越小,故半径F-最大,Al3+最小,C项错误;D项中的微粒半径PS,S2-Cl-,D项错误。3.(2020南京高二检测)钡的核外电子排布式为6s2,下列关于钡的说法不正确的是()A.其电负性比Cs大B.位于第6周期A族C.能与冷水反应放出氢气D.第一电离能比Cs小【解析】选D。Cs、Ba位于同周期,一般来说,同周期元素的第一电离能从左到右呈增大的趋势,故Cs的第一电离能比Ba小,D项不正确。4.(2020淄博高二检测)具有下列电子排布式的原子中
3、,半径最大的是()A.1s22s22p63s23p3B.1s22s22p3C.1s22s22p5D.1s22s22p63s23p4【解析】选A。由核外电子排布知识可知A为磷原子,B为氮原子,C为氟原子,D为硫原子。根据同周期从左到右原子半径逐渐减小,同主族由上到下原子半径逐渐增大,故原子半径最大的是磷原子。5.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.在所有的元素中,F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【解析】选A。B项,I1(Mg)I1(Al);C项,在所有元素中,He的第一电离能最大;D项,I1(Na)I1(K)
4、,I1(Mg)I1(Na),故I1(Mg)I1(K)。6.下列微粒半径大小比较正确的是()A.Na+Mg2+Al3+Cl-Na+Al3+C.NaMgAlSiD.CsRbKMgAlSi;D中微粒为同一主族,电子层数越多,原子半径越大,应为CsRbKNa。【补偿训练】下列关于微粒半径的说法不正确的是()r(Li+)r(Na+)r(K+)r(Rb+)r(Cs+)r(F-)r(Cl-)r(Br-)r(I-)r(Na+)r(Mg2+)r(Al3+)r(F-)r(Fe2+)r(Fe)A.B.C.D.【解析】选C。同主族元素,从上到下,同价态离子半径均增大,所以正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数增大,离
5、子半径减小,错误;不同价态的同种元素的离子,核外电子多的半径大,错误。7.(2020石嘴山高二检测)如图所示,横坐标表示元素的原子序数,纵坐标表示同一主族的五种元素的电负性数值的是()【解析】选B。同主族自上而下原子半径增大,原子对键合电子的吸引力减小,元素的电负性减弱,即同主族随原子序数的增大,电负性降低,选项中符合该变化规律的为B中所示图像。8.(双选)(2020青岛高二检测)如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是()A.31d和33d互为同位素B.第一电离能:de,电负性:ddeD.a和b形成的化合物不可能含共价键【解析
6、】选A、B。短周期元素中,a为-2价,e为+6价,均处于第A族,可推知a为O,e为S,b为+1价,原子序数大于O,则b为Na,由原子序数可知d处于第3周期,化合价为+5,则d为P。31P和33P质子数相同,中子数不同,是不同的核素,互为同位素,A正确;同周期元素从左到右第一电离能增大,但是P原子3p轨道电子为半充满稳定状态,第一电离能较大,则第一电离能:PS,电负性:PH2SPH3,C错误;O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键,D错误。【补偿训练】气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化,吸收能量最多的是()A.1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B.1s
7、22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C.1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D.1s22s22p63s23p64s24p21s22s22p63s23p64s24p1【解析】选B。气态电中性基态原子的第一电离能越大,失去一个电子吸收的能量越多。B项中3p3为p轨道半充满状态,故第一电离能最大。9.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kJmol-1)。下列关于元素R的判断中一定正确的是()I1I2I3I4R7401 5007 70010 500R的最高正价为+3价R元素位于元素周期表中第A族R元素第一电离能大于同周期相邻元素
8、R元素基态原子的电子排布式为1s22s2A.B.C.D.【解析】选B。由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2价,位于第A族,可能为Be或者Mg元素,因此不正确,正确,不正确;短周期第A族(ns2)的元素,因s轨道全满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素,正确。10.已知X、Y元素同周期,且电负性XY,下列说法错误的是()A.X与Y形成的化合物,X显负价,Y显正价B.最高价含氧酸的酸性:X对应的酸性强于Y对应的酸性C.气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX D.第一电离能Y一定小于X【解析】选D。X、Y元素同周期,且电负性XY
9、,则非金属性XY。电负性大的元素在化合物中显负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,A正确;非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性XY,则X对应的酸性强于Y对应的酸性,B正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,则气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX,C正确;一般非金属性强的第一电离能大,但O的非金属性比N大,第一电离能NO,D错误。二、非选择题(本题包括2小题,共20分)11.(8分)(2020菏泽高二检测)(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
10、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/kJmol-1I1I2I3I4A8991 82115 39021 771B7381 4517 73310 540【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MgAl。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)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
11、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A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。答案:(1)大5(2)1s22s22p2N原子的2p轨道达到半充满结构,比较稳定(3)1s22s22p63s212.(12分)碳、硅、锗等是A族元素,回答下列问题:(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为_。(2)从电负性角度分析,碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为_(填元素符号)。(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为_(填元素符
12、号)。(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是_,Ge的最高价氯化物分子式是_。该元素可能的性质或应用有_(填字母)。A.是一种活泼的金属元素B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料D.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳(5)溴与氯能以_键结合形成BrCl,BrCl分子中,Br化合价为_。BrCl与水发生反应的化学方程式为_。【解析】(1)CH4分子中C为-4价,H为+1价,所以C的电负性大于H的电负性,同周期元素从左到右电负性增大,O的电负性大于C。(2)根据同周期从左到右元素的电负性增大,同主族从上到下元素的电负性减小可知:电负性由强到弱顺序为OCSi,所以元素非金属性OCSi。(3)由
13、于元素电负性越大,吸引电子能力越强,根据电子对偏向情况可得电负性大小为CHSi。(4)锗是32号元素,核外有32个电子,基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的价电子数为4,所以其最高价为+4价,氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,A项错误;硫的电负性大于硅,硅的电负性大于锗,所以锗的电负性小于硫,B项错误;锗单质是一种半导体材料,C项正确;锗的电负性低于碳,锗的第一电离能也低于碳,D项错误。(5)Br与Cl的电负性差别不大,所以BrCl分子中化学键为共价键,由于电负性BrCH(2)OCSi(3)CHS
14、i(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4C(5)共价+1BrCl+H2OHCl+HBrO (20分钟30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题8分,共16分)13.下列有关微粒性质的排列顺序中,错误的是()A.原子半径:NaSOB.稳定性:H2OH2SPH3C.离子半径:Al3+Mg2+Na+D.电负性:NOSO,正确;B项,P、S位于同一周期,O、S位于同一主族,其氢化物稳定性,PH3H2SMg2+Al3+;D项正确。14.(2020德州高二检测)已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,则下列说法正确的是()XYZA.Y元素原子的价电子排布为2s22
15、p4B.原子半径:ZY【解析】选C。因X、Y、Z为短周期元素,结合位置关系知X为He,Y为F,Z为S。F(Y)元素价电子排布为2s22p5;原子半径SF(ZY);结合第一电离能在同周期和同主族间的变化规律知,He是第一电离能最大的元素;第一电离能FS。二、非选择题(本题包括1小题,共14分)15.AG是周期表中136号的元素,它们的原子序数依次递增且分别位于前四周期的各个周期中。对它们的性质及结构的描述如下:A原子的基态只有一种形状的电子云,并容易形成共价键;B的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等;C与B同周期,其第一电离能高于周期表中与之相邻的所有元素;D的基态原子2p能级上的未成
16、对电子数与B原子相同;C3-与E2+具有相同的稳定的电子层结构;F元素在周期表中位于C元素的下一周期,其电负性在同周期元素中最大;G元素的基态原子在前四周期中未成对电子数最多。(1)A的元素符号为_,基态G原子的电子排布式为_,与G同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与G原子相同的元素有_(填元素符号)。(2)B、C、D三种元素第一电离能从大到小的顺序是_,三种元素的电负性大小顺序为_(均填元素符号)。(3)已知元素的电负性CF,则C元素与F元素形成的化合物CF3中C的化合价为_价,CF3与水发生水解反应的化学方程式为_。(4)E与C元素形成的化合物的化学式为_,B和C形成的化合物B3C4
17、中B显_价。【解析】A为H元素,B为C元素,C为N元素,D为O元素,E为Mg元素,F为Cl元素,G为Cr元素。(1)铬元素是24号元素,处于第4周期,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,其最外层只有1个电子,同周期中原子最外层只有一个电子的元素还有K、Cu。(2)同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,但N原子最外层为2p3半充满稳定结构,其第一电离能比O的大,而电负性同周期从左到右依次增大。(3)水解反应前后各元素的化合价不变,N的电负性比Cl的电负性大,所以NCl3中N的化合价为-3价,Cl的化合价为+1价,则在NCl3水解的产物中N的化合价是-3价,Cl的化合价是+1价,其水解产物是HClO和NH3 H2O 。(4)Mg与N元素形成的化合物中,Mg显正价,N显负价,化学式为Mg3N2。C的电负性小于N的电负性,C与N形成的化合物C3N4中,C显+4价。答案:(1)H1s22s22p63s23p63d54s1K、Cu(2)NOCONC(3)-3NCl3+4H2ONH3H2O+3HClO(4)Mg3N2+4
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