2019_2020学年高中化学第1章原子结构与性质第2节原子结构与元素的性质第2课时元素周期律练习新人教版选修3.doc

第2课时　元素周期律
课时跟踪训练
一、选择题
1．元素性质呈现周期性变化的根本原因是(　　)
A．元素的电负性呈周期性变化
B．元素的第一电离能呈周期性变化
C．元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D．元素的金属性、非金属性呈周期性变化
解析：选C　元素原子的核外电子排布的周期性变化是元素性质呈现周期性变化的根本原因。
2．下列各项中元素的第一电离能依次减小的是(　　)
A．H、Li、Na、K B．I、Br、Cl、F
C．Na、Mg、Al、Si D．Si、Al、Mg、Na
解析：选A　第一电离能数值越小，原子越容易失去一个电子；反之，越难失去一个电子。因此，元素的第一电离能依次减小，即原子失去一个电子的能力增强。A中，四种元素处于同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小，A正确；B中，四种元素也处于同一主族，但电子层数逐渐减小，不符合题意；同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈增大趋势，但ⅡA族为全满结构，第一电离能比相邻的Na、Al大，C、D错误。
3．如图表示前20号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量的变化关系，其中A、B、C各点表示的元素是(　　)

A．N、S、P B．F、Cl、O
C．He、Ne、Ar D．Si、C、B
解析：选C　稀有气体为稳定结构，失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的，故A、B、C分别代表He、Ne、Ar。
4．下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是(　　)
A．原子半径：Na＞S＞O
B．稳定性：PH3＜H2S＜H2O
C．离子半径：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋
D．第一电离能：O＜F＜Ne
解析：选C　根据电子层结构相同的微粒，核电荷数越大，微粒半径越小，故离子半径：Na＋＞Mg2＋＞Al3＋，C项错误。
5．下列各组元素各项性质的比较正确的是(　　)
A．第一电离能：B>Al>Ga
B．电负性：As>Se>Br
C．最高正价：F>S>Si
D．原子半径：P>N>C
解析：选A　B、Al、Ga为同主族元素，同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小，A项正确；As、Se、Br电负性大小顺序应为Br>Se>As，B项错误；F无正化合价，C项错误；原子半径：P>C>N，D项错误。
6．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　)
A．第一电离能Y可能大于X
B．气态氢化物的稳定性：HmY大于HnX
C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性
D．X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
解析：选B　据电负性X>Y推知，原子序数X>Y，由于X、Y同周期，第一电离能Y可能大于X，A正确；氢化物稳定性HmY小于HnX，B错误；X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y的，C正确；电负性值大的元素吸引电子能力强，在化合物中显负价，电负性值小的元素吸引电子能力弱，在化合物中显正价，D正确。
7．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．X元素可能为＋4价
B．X可能为非金属元素
C．X为第五周期元素
D．X与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋
解析：选D　I4≫I3，所以X易失去3个电子，故选D。
8．在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分，两种元素的电负性差异越小，其共价键成分越大，下列各对原子形成的化学键中共价键成分最多的是(　　)
A．K与F B．Na与Cl
C．Al与S D．Mg与Cl
解析：选C　活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键。各对原子形成化学键中共价键成分越多，说明离子键成分最少，则金属、非金属元素应该最不活泼，选项中K、Na、Al、Mg四种金属元素中最不活泼的为Al，F、Cl、S元素的非金属性F＞Cl＞S，所以原子形成的化学键中共价键成分最多的为Al和S。
9．(2019·临沂高二检测)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kJ·mol－1)。
I1
I2
I3
I4
……
740
1 500
7 700
10 500
……
下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　)
A．R元素的最高正价为＋3价
B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s22p1
解析：选B　从表中数据可以看出，R元素的第一、第二电离能都较小，所以反应时可以失去2个电子，那么其最高化合价为＋2价，最外层电子数为2，应为第ⅡA族元素，A、C错误，B正确；R元素可能是Mg或Be，故无法确定基态原子的电子排布式，D错误。
10．(2018·成都高二检测)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是(　　)
A．第一电离能：③＞②＞①
B．原子半径：③＞②＞①
C．电负性：③＞②＞①
D．最高正化合价：③＝②＞①
解析：选A　由三种元素基态原子的电子排布式可知，①是硫元素、②是磷元素、③是氮元素。磷元素原子3p能级容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能逐渐降低，所以第一电离能N>P，故第一电离能N＞P＞S，即③＞②＞①，A正确；同周期主族元素自左而右原子半径逐渐减小，所以原子半径P＞S，同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，故P＞N，B错误；同周期自左而右元素电负性逐渐增大，所以电负性P＜S，C错误；主族元素最高正化合价等于最外层电子数，所以最高正化合价：①＞②＝③，D错误。
11．X和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，由此可知下列叙述正确的是(　　)
A．X的原子半径大于Y的原子半径
B．X的电负性大于Y的电负性
C．X的阴离子半径小于Y的阳离子半径
D．X的第一电离能小于Y的第一电离能
解析：选B　X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，则Y在周期表中位于X的下一周期，Y比X多一个电子层，故原子半径Y＞X，电负性X＞Y，A项错误，B项正确；电子层结构相同，核电荷数越大，微粒半径越小，故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径，C项错误；X易得电子形成阴离子，而Y易失电子形成阳离子，故第一电离能X＞Y，D项错误。
12．气态中性原子失去一个电子转化为气态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能(I1)，气态正离子继续逐个失去电子所需要的最低能量依次称为第二电离能(I2)、第三电离能(I3)……下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据。
元素
I1/eV
I2/eV
I3/eV
甲
5.7
47.4
71．8
乙
7.7
15.1
80.8
丙
13．0
23．9
40.0
丁
15.7
27.6
40.7
下列说法正确的是(　　)
A．甲的金属性比乙强 B．乙的化合价为＋1
C．丙一定为金属元素 D．丁一定为金属元素
解析：选A　由题意可知甲易失去1个电子，而乙易失去2个电子，故甲为Na元素，乙为Mg元素，丙与丁的各级电离能都较高，故丙、丁不易失电子，应为非金属元素。
二、非选择题
13．下表是元素周期表的一部分，表中的字母分别代表一种化学元素。

(1)上表第三周期中第一电离能(I1)最大的是________(填字母，下同)，c和f的I1大小关系是__________大于________。
(2)上述元素中，原子中未成对电子数最多的是______，写出该元素基态原子的核外电子排布式：____________________。
(3)根据下表所提供的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列问题。

锂
X
Y
I1
519
502
580
I2
7 296
4 570
1 820
I3
11 799
6 920
2 750
I4
—
9 550
11 600
①表中X可能为以上13种元素中的________元素。用元素符号表示X和j形成的化合物的化学式：__________。
②Y是周期表中第________族的元素。
③以上13种元素中，________元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
解析：(1)题给周期表中所列13种元素a～m分别是Na、H、Mg、Sr、Sc、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar位于第三周期，原子最稳定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外电子排布式分别为1s22s22p6 3s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s轨道为全充满状态，故其I1比Al的I1大。(2)i元素最外层电子排布为3s23p3，有3个未成对电子，未成对电子数最多。(3)①由表中数据可以看出，锂和X的I1均比I2、I3小很多，说明X与Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，说明X的金属性比锂更强，则X为Na(即a)。②由Y的电离能数据可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y属于第ⅢA族元素。③稀有气体元素m的原子最外层已达到稳定结构，失去核外第一个电子所需能量最多。
答案：(1)m　c　f　(2)i　1s22s22p63s23p3
(3)①a　Na2O、Na2O2　②ⅢA　③m
14．不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量，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__________________________。
(2)同一周期内，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。试预测下列关系式中正确的是________(填编号)。
①E(砷)＞E(硒)　　②E(砷)＜E(硒)
③E(溴)＞E(硒)　　④E(溴)＜E(硒)
(3)估计1 mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围：________＜E＜________。
(4)10号元素E值较大的原因是___________________________________。
解析：(1)从1H、3Li、11Na、19K等同主族元素可以看出，同主族元素随着原子序数增大，E值变小。(2)从第二、三周期看，第ⅢA和ⅥA族元素比同周期相邻两元素E值都低，可以推出E(砷)＞E(硒)、E(溴)＞E(硒)。(3)据同主族、同周期元素E值变化规律可知，E(K)＜E(Ca)＜E(Mg)。(4)10号元素(Ne)原子的最外层电子排布已达8电子稳定结构。
答案：(1)随着原子序数增大，E值变小　(2)①③
(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
15．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
Li
Be
B
C
O
F
X值
0.98
1．57
2．04
2．55
3．44
3．98
元素符号
Na
Al
Si
P
S
Cl
X值
0.93
1．60
1．90
2．19
2．55
3．16
(1)通过分析X值的变化规律，确定Mg、N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S—N键中，你认为共用电子对偏向________(填元素符号，下同)。
(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0.93＜X(Mg)＜1．57；同理，2．55＜X(N)＜3．44。
(2)通过思考同周期、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2．55＜X(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
16．元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素，A元素的原子最外层电子排布式为ns1；B元素的原子价电子排布式为ns2np2；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等；D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子；E元素原子有5个未成对电子。
(1)写出元素名称：C________、D________、E________。
(2)C基态原子的电子排布图为____________________________________。
(3)当n＝2时，B的最简单气态氢化物的电子式为________，BC2分子的结构式是________________；当n＝3时，B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是__________________________。
(4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，B元素的原子价电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是____________(用元素符号表示)。
(5)E元素原子的价电子排布式是________，在元素周期表中的位置是________________，其最高价氧化物的化学式是____________。
解析：A元素的原子最外层电子排布式为ns1，则A为ⅠA族元素或Cr、Cu；B元素的原子价电子排布式为ns2np2，则B为ⅣA族元素；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等，则C为氧元素；D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子，则D为磷元素；E元素原子有5个未成对电子，则E为25号元素锰元素。
(1)C、D、E元素名称依次为氧、磷、锰。
(2)氧元素核电荷数为8，则根据构造原理、能量最低原理、洪特规则和泡利原理，其电子排布图为。
(3)当n＝2时，B为碳元素，则B的最简单气态氢化物的电子式为；CO2分子的结构式是O===C===O；当n＝3时，则B为硅元素，SiO2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
(4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，则A为Li；B元素的原子价电子排布式为3s23p2，则B为Si；C为O，D为P；A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O＞P＞Si＞Li。
(5)E元素是锰元素，原子序数为25，位于元素周期表第四周期第ⅦB族，所以价电子排布式为3d54s2，最高正价为＋7价，其最高价氧化物的化学式是Mn2O7。
答案：(1)氧　磷　锰　(2)　
(3)　SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
(4)O＞P＞Si＞Li
(5)3d54s2　第四周期第ⅦB族　Mn2O7

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