1-2-2-元素周期律(人教版2019选择性必修2)(解析版).docx

第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
第2课时 元素周期律
培优第一阶——基础过关练
1．（2022·福建省宁化第六中学高二阶段练习）已知X、Y元素同周期，且电负性X > Y，下列说法错误的是
A．X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
B．第一电离能可能Y小于X
C．原子半径：X > Y
D．X元素气态氢化物的稳定性大于Y元素气态氢化物的稳定性
【答案】C
【分析】X、Y元素同周期，且电负性X > Y，则X的非金属性比Y强，X的原子序数比Y大。
【详解】A．由分析可知，X的非金属性比Y强，X与Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，A正确；
B．同一周期的主族元素，从左到右，元素的第一电离能依次增大，但是IIA族和VA族的元素的第一电离能高于与其相邻的两种元素，X、Y元素同周期，X的原子序数比Y大，则第一电离能可能Y小于X，B正确；
C．X、Y元素同周期，X的原子序数比Y大，则原子半径：X＜Y，C错误；
D．由分析可知，X的非金属性比Y强，则X元素气态氢化物的稳定性大于Y元素气态氢化物的稳定性，D正确；
故选C。
2．（2022·浙江大学附属中学高二期末）下列说法正确的是
A．原子核外电子发生跃迁不一定吸收能量
B．从左到右，同周期元素原子的电负性逐渐增大
C．所有元素中氟的第一电离能最大
D．价电子排布为5s25p4的元素位于第五周期第ⅣA族，是p区元素
【答案】A
【详解】A．原子核外电子从低能级跃迁到高能级时，原子要吸收光子(吸收能量)，从高能级跃迁到低能级时，原子要放出光子(放出能量)，A正确；
B．同周期元素从ⅠA~ⅦA族，原子的电负性逐渐增大，但稀有气体的电负性很小，B不正确；
C．氟的第一电离能很大，但比稀有气体的第一电离能小，C不正确；
D．价电子排布为5s25p4的元素，价电子数为6，位于第五周期第ⅥA族，D不正确；
故选A。
3．（2021·四川省安岳县兴隆中学高二阶段练习）下列各组比较正确的是
A．第一电离能：B>Al>Ga B．电负性：F>N>O
C．离子半径：K+>Cl->S2- D．原子半径：P>O>N
【答案】A
【详解】A．同一主族，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，所以第一电离能：B＞Al＞Ga，故A正确；
B．同周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以电负性：F＞O＞N，故B错误；
C．具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：K+性质相似。下列说法正确的是

A．Be的氯化物是共价化合物
B．比较逐级电离能，铍元素与铝元素都是第四电离能突然变大
C．与过量的NaOH溶液反应生成
D．溶液呈中性
【答案】A
【分析】根据“对角线规则”，铍元素与铝元素的单质及其化合物的性质相似，对比铝的性质即可分析得到铍的性质，据此分析。
【详解】A．三氯化铝是共价化合物，所以Be的氯化物是共价化合物，故A正确；
B．铍最外层含有2个电子，失去两个电子后，铍处于稳定状态，第三电离能增大，故B错误；
C．AlCl3与 过量的NaOH溶液反应生成偏铝酸钠，所以BeCl2与过量的NaOH溶液反应生成 Na2BeO2，故C错误
D．Al (NO3)3溶液呈弱酸性，所以Be(NO3)2溶液呈弱酸性，故D错误；
故答案选A。
5．（2022·福建·三明一中高二阶段练习）短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是
元素最高价氧化物的水化物
X
Y
Z
W
分子式

H3ZO4

0.1 mol·L-1溶液对应的pH
1.00
13.00
1.57
0.70
A．元素电负性： ZZ
【答案】A
【分析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，0.1mol/LX的最高价含氧酸的pH为1.00，Y对应的pH为13.00，可知X为N、Y为Na；Z的分子式为H3ZO4，结合原子序数可知Z为P；W的最高价含氧酸的pH小于1，W为S，以此来解答。
【详解】由上述分析可知，X为N、Y为Na、Z为P、W为S，
A．非金属性越强、电负性越大，则元素电负性：Z＜W，故A正确；
B．电子层越多、离子半径越大，则简单离子半径：W＞Y，故B错误；
C．P的3p电子半满为稳定结构，则元素第一电离能：Z＞W，故C错误；
D．非金属性越强，简单氢化物的还原性越弱，因而相简单氢化物的还原性：X＜Z，故D错误；
故选：A。
6．（2022·云南·富宁县第一中学高二开学考试）以下有关元素性质的说法中不正确的是
A．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、O元素的电负性依次递增的是④
B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1，②1s22s22p63s23p2，③1s22s22p63s23p3，④1s22s22p63s23p4对应的第一电离能最大的元素是④
C．某短元素的逐级电离能(kJ∙mol−1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，该元素可能在第三周期ⅡA族
D．以下原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4半径最大的是①
【答案】B
【详解】A．同周期从左到右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、O元素的电负性依次递增的是④，故A正确；
B．下列原子中，①1s22s22p63s23p1为Al，②1s22s22p63s23p2为Si，③1s22s22p63s23p3为P，④1s22s22p63s23p4为S，根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，则对应的第一电离能最大的元素是③，故B错误；
C．某短元素的逐级电离能(kJ∙mol−1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，易失去两个电子，因此该元素可能在第三周期ⅡA族，故C正确；
D．以下原子中，①1s22s22p63s23p2为Si，②1s22s22p3为N，③1s22s22p2为C，④1s22s22p63s23p4为S，根据层多径大，同电子层结构核多径小，因此半径最大的是①，故D正确。
综上所述，答案为B。
7．（2022·上海交大附中高二开学考试）元素X的各级电离能数据如下：

578
1817
2745
11578
14831
18378
则元素X的常见化合价是
A．+1 B．+2 C．+3 D．+6
【答案】C
【详解】由电离能可知，I4突然大幅度增大，说明X最外层有3个电子，可失去3个电子，最高化合价为+3价，故选C。
8．（2022·山东潍坊·高二期末）已知X、Y是主族元素，表中数据为逐级电离能(单位)。下列说法错误的是
元素

X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A．元素Y是ⅢA族元素
B．X单质还原性比Y的强
C．元素X的常见化合价是价
D．若元素Y处于第3周期，其单质可与冷水剧烈反应
【答案】D
【分析】X的第二电离能与第一电离能相差较大，则说明X原子核外最外层有1个电子，则X属于ⅠA族元素；Y Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，据此分析解答。
【详解】A．Y的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子核外最外层有3个电子，则Y是ⅢA族元素，故A正确；
B．根据上述分析可知，X第一电离能较小，失电子能力更强，即X的还原性大于Y的，故B正确；
C．X、Y都是主族元素，I是电离能，X的第一电离能和第二电离能相差较大，说明X原子核外最外层只有一个电子，X为ⅠA族元素，则其常见化合价为+1，故C正确；
D．如果Y是第3周期元素，最外层有3个电子，则Y为，单质和冷水不反应，故D错误；

答案选D。
9．（2022·浙江·杭州市源清中学高二期中）下列说法正确的是
A．氧原子的电子排布图：最外层违背了洪特规则
B．在基态多电子原子中，p能级电子的能量一定高于s能级电子的能量
C．因O的电负性比N的大，故O的第一电离能比N的大
D．根据原子核外电子排布的特点Cu在元素周期表中位于s区
【答案】A
【详解】A．电子在能量相同的轨道上排布时，总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，则由电子排布图可知，氧原子的最外层违背了洪特规则，故A正确；
B．由构造原理可知，同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，故B错误；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故C错误；
D．基态铜原子外围电子排布式为3d104s1，则铜元素处于元素周期表ds区，故D错误；
故选A。
10．（2022·江苏省如东高级中学高三开学考试）有反应P4+16H2O+10CuSO4=10Cu+4H3PO4+10H2SO4。下列说法正确的是
A．第一电离能大小：I1(P)r(S2-) D．酸性强弱：H3PO4>H2SO4
【答案】C
【详解】A．P的价层电子排布为3s22p3，S的价层电子排布为3s22p4，P的3p轨道电子排布处于半充满状态，相对稳定，其第一电离能大于S的第一电离能，A错误；
B．同主族元素从上到下电负性逐渐减小，χ(O)＞χ(S)，B错误；
C．P3－和S2－的核外电子排布相同。核外电子结构相同的离子，其核电荷数越大，半径越小，则离子半径大小：r(P3-)＞r(S2-)，C正确；
D．同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，则有酸性强弱：H3PO4＜H2SO4，D错误；
答案选C。
11．（2022·上海交大附中高二开学考试）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．和属于同种核素
B．第一电离能：d>e，电负性：d＜e
C．简单气态氢化物的稳定性：a>d>e
D．a和c形成的化合物不能与b的最高价氧化物对应的水化物反应
【答案】B
【分析】短周期元素中a为-2价、e为+6价，处于VIA族,可推知a为O、e为S，b有+1价，原子序数大于氧，则b为Na，由原子序数可以知道c、d处于第三周期，化合价分别为+3、+5，则c为Al、d为P，则a、b、c、d、e分别为O、Na、Al、P、S五种元素据此分析；
【详解】A．由分析可知，31d和33d即31P和33P质子数相同，中子数不同，不属于同种核素，A错误；
B．由分析可知，d为P、e为S，同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，故第一电离能：d>e，电负性从左往右依次增大，故电负性：d＜e，B正确；
C．由分析可知，a、d、e分别为O、P、S，简单气态氢化物的稳定性与其非金属性一致，同一周期从左往右非金属性依次增强，同一主族从上往下非金属性依次弱，故H2O＞H2S＞PH3即a> e > d，C错误；
D．a和c形成的化合物为氧化铝，b的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠，氧化铝为两性氧化物，可以和氢氧化钠反应，D错误；
故选B。
培优第二阶——拓展培优练
12．（2022·浙江·杭州市源清中学高二期中）下列性质的比较正确的是
A．单质的熔点：Li>Na>K> Rb B．电负性： P>N>O>C
C．第一电离能： NaN>P>C，故B错误；
C．同周期元素第一电离能呈增大趋势，但IIA和VA族为全满和半满稳定状态，第一电离能反常的比相邻下一主族大，故第一电离能Nai，故C错误；
D．微粒的电子层数越多原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多半径越小，微粒半径Li+元素周期表中的相对位置可知，X为N元素、Y为O元素、Z为F元素、R为S元素、W为Br元素。
【详解】A．硫元素的原子序数为16，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，轨道表示式为，故A错误；
B．电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则氧离子的离子半径大于钠离子，故B错误；
C．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则氮元素的第一电离能大于氧元素，故C正确；
D．元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性最大的元素为氟元素，故D错误；
故选C。
14．（2022·广东广州·高二期末）现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列比较正确的是
①；②；③；④
A．第一电离能：③>①>④ B．离子半径：④>①>②
C．电负性：①>②>④ D．最高正化合价：①=③>④
【答案】C
【分析】由四种元素基态原子的电子排布式可知：①是F元素；②是O元素；③是Cl元素；④是Na元素。
【详解】A．同周期元素从左向右，随着核电荷数的增大，原子核对最外层电子的吸引能力增大，第一电离能增大，即Cl>Na；同主族元素从上往下，随着电子层数的增大，原子核对最外层电子的吸引力减弱，电离能减小，即F>Cl；故第一电离能：F>Cl>Na，即①>③>④，A错误；
B．F-、O2-、Na+三种离子电子数相等，但核电荷数不同。因为核电荷数越大，原子核对最外层电子的吸引力越强，则对应离子的半径越小，即离子半径：O2->F->Na+，即②>①>④，B错误；
C．同周期从左向右吗，元素电负性增大；同主族从上往下，元素电负性减弱。故电负性：①>②>④，C正确；
D．①是F元素，无正价；③是Cl元素，最高正价为+7；④是Na元素，最高+1价，D错误。
故本题选C。
15．（2022·湖南邵阳·高二期末）短周期元素X、Y在周期表中的相对位置如图所示，且已知X基态原子的价电子排布为，下列说法不正确的是

A．X在周期表中位于第二周期第IIIA族 B．原子半径
C．X元素的电负性大于Y D．X元素的第一电离能大于Y
【答案】A
【分析】短周期元素X、Y在周期表中的相对位置如图所示，且已知X基态原子的价电子排布为nsnnpn+1，s最多容纳2个电子，则n=2，X基态原子的价电子排布为2s22p3，位于第二周期第ⅤA族，则X为N元素，结合Y的相对位置可知，Y为Si元素，以此分析解答。
【详解】根据分析可知，X为N，Y为Si元素，
A．氮元素在周期表中位于第二周期第ⅤA族，故A错误；
B．主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，则原子半径Mg＞Y，故B正确；
C．主族元素同周期从左向右电负性逐渐增强，同主族从上到下电负性逐渐减小，则X元素的电负性大于Y，故C正确；
D．主族元素同周期从左向右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能N＞C，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能C＞Si，所以X元素的第一电离能大于Y，故D正确；
故选：A。
16．（2022·安徽滁州·高二阶段练习）X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增大，X和Y位于同一周期，可组成多种化合物，其中一种是红棕色的大气污染物。Z的最高价氧化物对应的水化物是中强碱。下列有关说法正确的是
A．简单离子半径：
B．第一电离能：
C．电负性：
D．W与X组成的化合物中一定不含有共价键
【答案】B
【分析】X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增大，X和Y位于同一周期，可组成多种化合物，其中一种是红棕色的大气污染物，则X、Y是O、N。Z的最高价氧化物对应的水化物是中强碱。Z为、W为Na。
【详解】A．简单离子半径：，A错误；
B．第一电离能：，B正确；
C．电负性：，C错误；
D．中含有离子键和共价键，D错误；
答案选B。
17．（2022·江苏·金沙中学高一阶段练习）几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表：
元素代号
X
Y
Z
W
原子半径/nm
0.143
0.102
0.075
0.074
主要化合价
+3
+6、-2
+5、-3
-2
下列叙述正确的是
A．X元素位于周期表的第二周期ⅢA族 B．Y的简单氢化物比W的稳定
C．第一电离能：I1(Z)>I1(W)>I1(Y) D．Z的含氧酸酸性一定比Y的强
【答案】C
【分析】各元素均为短周期元素，X有+3价，Y有+6、-2价，则Y为S，X处于ⅢA族，原子半径大于X，可知X为Al；Z有+5、-3价，故Z处于VA族，W有-2价，可知W处于VIA族，二者原子半径相差不大，故二者同周期，而Z、W的原子半径与X、Y的原子半径相差很大，可知Z、W处于第二周期，故Z为N、W为O，据此解答。
【详解】由分析可知，X为Al、Y为S、Z为N、W为O；
A．X为Al，X元素位于周期表的第三周期ⅢA族，故A错误；
B．非金属性O＞S，非金属性越强，简单氢化物越稳定，则O的简单氢化物比S的稳定，故B错误；
C．非金属性越强，第一电离能越大，但是氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态，所以第一电离能N＞O＞S，故C正确；
D．Z的含氧酸酸性不一定比Y的强，例如亚硝酸的酸性强于硫酸的，故D错误；
故选C。
18．（2022·浙江宁波·高三开学考试）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。X与Z同族，Z的原子序数是X的2倍，Y离子在同周期内离子半径最小。下列说法正确的是
A．离子半径：W＞Z＞Y＞X
B．W元素是同周期中第一电离能最大的元素
C．H2X分子间存在氢键，因此稳定性：H2X＞H2Z
D．元素X和W的某些单质或化合物可作为工业生产上的脱色剂、消毒剂
【答案】D
【分析】X、Y、 Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X与Z同族，Z的原子序数是X的2倍，则X为O元素、Z为S元素、W为Cl元素。对于电子层数相同的离子，原子序数越小，离子半径就越大。由Y离子在同周期内离子半径最小，可知Y为Al元素，据此分析作答。
【详解】根据上述分析可知：X是O，Y是Al，Z是S，W是Cl元素。
A．对于电子层结构相同的离子，原子序数越小，离子半径就越大。电子层结构不同的离子，离子核外电子层数越多，离子半径大，四种元素形成的离子中，O2-、Al3+核外有2个电子层，S2-、Cl-核外有3个电子层，则离子半径大小关系为：ZS2-)＞W(Cl-)＞X(O2-)＞Y(Al3+)，A错误；
B．同一周期元素中，元素的电离能随原子序数的增大而增大。碱金属的第一电离能最小，稀有气体的第一电离能最大，B错误；
C．H2O分子间存在氢键，主要影响物质的熔沸点，而物质的稳定性与物质分子内的化学键强弱有关，与分子间作用力大小无关。元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强。物质的稳定性H2O＞H2S，是因为非金属性：O＞S，C错误；
D．ClO2具有强氧化性及漂白性，可作为工业生产上的脱色剂、消毒剂，D正确；
故合理选项是D。
19．（2022·新疆·乌市八中高二期末）根据要求完成。
(1)基态氟原子氟原子有_______种不同能量的电子，价电子排布图为_______。
(2)已知锡位于第五周期，与C同主族，写出Sn2+的最外层电子排布式：_______；中有_______种运动状态不同的电子。
(3)基态硼原子的核外电子排布图为_______。
(4)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。
(5)锰元素在周期表中的位置为_______；属于_______区元素(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)。铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
电离能/

铜
746
1958
锌
906
1733

铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是_______。
【答案】(1)     3    
(2)     5s2     18
(3)
(4)     N     球形
(5)     第三周期ⅦB族     d     铜的第二电离能(I2)是失去3d10电子，而锌的第二电离能是失去4s1电子
【解析】(1)氟的原子序数是9，核外电子排布1s22s22p5，p能级的三个轨道上的电子能量相同，故基态氟原子氟原子有1s、2s、2p，共3种不同能量的电子，价电子排布图为：。
(2)已知锡位于第五周期，与C同主族，则价电子排布相同，为ns2np2(n是电子层数)，则Sn2+的最外层电子排布式：5s2；核外电子的运动状态各不相同，中有18种运动状态不同的电子。
(3)硼的原子序数为5，基态硼原子的核外电子排布图为。
(4)基态K原子核外电子排布[Ar]4s1，其中核外电子占据最高能层是第四层，符号是N；占据该能层电子处于4s能级，电子云轮廓图形状为球形。
(5)锰的原子序数为25，该元素在周期表中的位置为第三周期ⅦB族；根据核外电子排布规则，其最后一个电子填充在3d能级，属于d区元素；铜的第二电离能(I2)是失去3d10电子，3d10是全充满状态，较难失去，而锌的第二电离能是失去4s1电子，较为容易。
20．（2021·湖北·华中师范大学潜江附属中学高二阶段练习）回答下列问题：
(1)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是____；26号元素价层电子排布式为____；L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，L是____元素。
(2)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
①基态硒原子的价层电子排布式为____。
②锗、砷、硒三种元素的第一电离能大小排序为____。
(3)①Cu元素基态原子的价层电子排布式为____。
②下列说法正确的是____(填字母)。
A．第一电离能：As＞Ga
B．电负性：As＞Ga
C．原子半径：As＞Ga
【答案】(1)     C     3d64s2     Cl
(2)     4s24p4     As＞Se＞Ge
(3)     3d104s1     AB
【解析】（1）Ni是元素周期表中第28号元素，价层电子排布式为3d84s2，基态Ni原子未成对电子数为2，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同的元素是C和O，其C的电负性较小；26号元素价层电子排布式为3d64s2；L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，故其电子排布式为1s22s22p63s23p5，故L是Cl元素。
（2）硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。
①硒(Se)为34号元素，其基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4。
②同周期从左至右第一电离能呈增大趋势，但是As的4p能级处于半充满的稳定状态，比Se和Ge的第一电离能大，故锗、砷、硒三种元素的第一电离能大小排序为As＞Se＞Ge。
（3）①Cu为29号元素，其元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1。
②下列说法正确的是AB。
A．同周期从左至右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：As＞Ga，故A正确；
B．同周期从左至右电负性逐渐增大，电负性：As＞Ga，故B正确；
C． 同周期元素从左至右原子半径逐渐减小，故原子半径：As＜Ga，故C错误；故选AB。
21．（2022·河南·高二期中）元素周期律是指元素的性质随着原子序数的递增而呈周期性变化的规律。如图是第三周期各元素第一电离能与原子序数的关系。

回答下列问题：
(1)I1(Mg)>I1 (Al)的原因是_______。
(2)同一周期由左向右元素第一电离能的变化特点是_______ ；第二周期元素(原子序数3-10)具有类似的变化规律，可见各周期元素第一电离能的这种变化特点体现了元素性质的_______变化规律。
(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是_______。
(4)根据上述变化特点，推测As、Se、Br三种元素第一电离能由大到小的顺序是_______。
(5)已知第三周期某元素各级电离能数据如下，该元素是_______(填元素符号)。
电离能
I1
I2
I3
I4
…
In/kJ·mol-1
578
1817
2745
11578
…
【答案】(1)镁原子的各能级处于全充满状态，比较稳定
(2)     呈增大趋势     周期性
(3)氩原子的最外层达到8电子稳定结构
(4)Br>As>Se
(5)Al
【解析】(1)基态镁原子价电子排布式为3s2，而基态铝原子价电子排布式为3s23p1，可见镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，没有镁稳定，导致I1(Mg)>I1 (Al)，故答案为镁原子的各能级处于全充满状态，比较稳定；
(2)由图中数据可知，同周期元素由左向右元素第一电离能第一电离能增大，体现元素性质的周期性变化规律，故答案为：呈增大趋势；周期性；
(3)在同周期元素中氩元素的第一电离能最大的原因是氩原子的最外层达到8电子稳定结构，故答案为：氩原子的最外层达到8电子稳定结构；
(4)同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，As元素原子4p轨道为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素的，故三种元素第一电离能由大到小的顺序为：Br>As>Se，故答案为：Br>As>Se；
(5)该元素为第三周期元素，而其第四电离能剧增，所以最外层电子数为3，故为Al，故答案为：Al。
22．（2021·北京师大附中高二期末）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为___________。
(2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是___________。
②比较Mg、Ca第一电离能的大小：___________。O的第一电离能小于N，原因是___________。
③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
元素
Na
Mg
Al
电离能(kJ/mol)
496
738
578
4562
1451
1817
6912
7733
2745
9543
10540
11575
结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因：___________。
(3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Fe原子的核外电子排布式为___________，铁在元素周期表中的位置___________。
②比较Li＋与H-的半径大小关系：r(Li＋)___________r(H-)(填“＞”或“＜”)。
【答案】(1)          哑铃     N＞H
(2)     Al、O     Mg＞Ca     O的价电子层2s22p4，失去一个电子后，2p能级达到半满的结构，相对稳定；N的价电子层2s22p3，半满的结构，相对稳定，不易失去电子     镁的第三电离能比第一、二电离能大很多，镁很难失去第三个电子，而易失去两个电子形成＋2价镁离子
(3)     1s22s22p63s23p63d64s2     第四周期第Ⅷ族     ＜
【解析】(1)①基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3，其轨道表示式为；占据最高能级为2p，其电子云轮廓图为哑铃形；
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性，则N、H电负性大小顺序为N＞H；
(2)①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是Al、O；
②同一主族从上到下，第一电离能逐渐减小，则Mg、Ca第一电离能的大小为Mg＞Ca；O的价电子层2s22p4，失去一个电子后，2p能级达到半满的结构，相对稳定；N的价电子层2s22p3，半满的结构，相对稳定，不易失去电子，故第一电离能：O＜N；
③镁的第三电离能比第一、二电离能大很多，镁很难失去第三个电子，而易失去两个电子形成＋2价镁离子，故Mg的常见化合价为＋2价；
(3)①基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，铁在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族；
②Li＋与H-具有相同的电子层数，原子序数越小，离子半径越大，则离子半径：r(Li＋)＜r(H-)。
23．（2021·四川省南充市嘉陵第一中学高二阶段练习）根据信息回答下列问题：
(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)

①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为___________＜Al＜___________(填元素符号)；
②图中Ge元素中未成对电子有___________个；
③图中的C和N可以形成分子(CN)2，该分子中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为___________，1个分子中含有___________个π键。
(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出部分元素的电负性：
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
电负性

2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。
①通过分析电负性值变化规律，确定Al元素电负性值的最小范围____；
②判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：
A．Li3N　　　B．PCl3　　　C．MgCl2　　　D．SiC
I.属于离子化合物的是____；II．属于共价化合物的是____；
【答案】(1)     Na     Mg     2     N≡C-C≡N     4
(2)     1.2～1.8     AC     BD
【解析】（1）①由图可知，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素，则铝元素的第一电离能大于钠、小于Mg，大小范围为Na＜Al＜Mg。
②Ge元素的原子序数为32，位于元素周期表第四周期第IVA族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处于不同的轨道内，有2个未成对电子。
③图中的C和N可以形成分子(CN)2，该分子中键与键之间的夹角为180°，为直线型分子，有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，则其结构式为N≡C-C≡N，单键为σ键，三键为1个σ键、2个π键，因此1个分子中含有4个π键。
（2）①由表格数据可知，同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减弱，则同周期元素中电负性Mg＜Al＜Si，同主族元素中电负性Ga＜Al＜B，Al的电负性值最小范围为1.2～1.8。
②A．Li3N中氮元素和锂元素的电负性差值为2.0，大于1.7，两成键元素间电负性差值大于1.7，形成离子键，可知Li3N为离子化合物；
B．PCl3中氯元素和磷元素的电负性差值为0.9，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7，形成共价键，可知PCl3为共价化合物；
C．MgCl2中氯元素和镁元素的电负性差值为1.8，大于1.7，两成键元素间电负性差值大于1.7，形成离子键，可知MgCl2为离子化合物；
D．SiC中碳元素和硅元素的电负性差值为0.7，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7，形成共价键，可知SiC为共价化合物；
综上分析，属于离子化合物的是AC，属于共价化合物的是BD。