课堂小练(四) 元素周期律(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版，单选）

课堂小练(四)　元素周期律 　 一、选择题 1.下列四种粒子中,半径按由大到小的顺序排列的是 (　　) ①基态X的原子结构示意图: ②基态Y的价层电子排布式:3s23p5 ③基态Z2-的轨道表示式: ④W基态原子有2个能层,电子式: A.③>①>②>④ B.③>②>①>④ C.①>③>④>② D.①>④>③>② 解析　①根据结构示意图可知X为S;②基态Y的价层电子排布式为3s23p5,可知Y为Cl;③根据基态Z2-的轨道表示式可知Z2-为S2-;④根据W基态原子有2个能层,电子式为,可知W为F。能层数越多,半径越大,则F<Cl;同周期元素随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,则Cl<S;同种元素的阴离子半径大于原子半径,则S<S2-。综上半径大小关系为S2->S>Cl>F,即③>①>②>④。 答案　A 2.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、c、dD-具有相同的能层结构,则下列叙述正确的是 (　　) A.原子半径:A>B>D>C B.原子序数:d>c>b>a C.离子半径:C3->D->B+>A2+ D.单质的还原性:A>B>D>C 解析　aA2+、bB+、c、dD-具有相同的能层结构,则四种元素在元素周期表中的相对位置如下: …… C D B A …… 据此可知,原子半径:B>A>C>D;原子序数:a>b>d>c;离子半径:C3->D->B+>A2+;单质的还原性:B>A>C>D。 答案　C 3.下列是几种基态原子的电子排布式,其中对应元素电负性最大的是 (　　) A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3 C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2 解析　根据各基态原子的电子排布式可知,A为O元素,B为P元素,C为Si元素,D为Ca元素。一般来说,同一周期中,元素的电负性随着原子序数的增大而增大,同一主族中,元素的电负性随着原子序数的增大而减小,所以这4种元素中,O元素的电负性最大,故选A。 答案　A 4.已知X、Y两元素同周期,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.最高价含氧酸的酸性:X对应酸的酸性弱于Y对应酸的酸性 D.简单气态氢化物的稳定性:HmY<HnX 解析　同周期元素从左到右,原子序数依次增大,原子半径依次减小,非金属性依次增强,电负性依次增大。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,故A项正确;同周期元素从左到右,第一电离能有增大的趋势,但第ⅤA族元素的p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于第ⅥA族元素,第一电离能Y可能大于X,也可能小于X,故B项正确;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:X>Y,则X最高价氧化物对应水化物的酸性强于Y最高价氧化物对应的水化物的酸性,故C项错误;元素非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,则简单气态氢化物的稳定性:HmY<HnX,故D项正确。 答案　C 5.下列四种元素的基态原子的电子排布式如下: ①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3　④1s22s22p5,则下列有关比较正确的是 (　　) A.第一电离能:④>③>②>① B.原子半径:④>③>②>① C.电负性:④>②>①>③ D.最高正化合价:④>③=②>① 解析　由四种元素基态原子的电子排布式可知,①是S元素、②是P元素、③是N元素、④是F元素。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:N<F,但P元素原子的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,同主族元素自上而下第一电离能逐渐降低,所以第一电离能:N>P,第一电离能:S<P<N<F,即④>③>②>①,故A项正确;同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,所以原子半径:P>S、N>F,能层数越多原子半径越大,故原子半径:P>S>N>F,即②>①>③>④,故B项错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,所以电负性:P<S、N<F,同主族元素自上而下电负性逐渐减小,所以电负性:P<N,N元素的非金属性比S元素强,故电负性:P<S<N<F,即②<①<③<④,故C项错误;F元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③,故D项错误。 答案　A 6.下列叙述正确的是 (　　) A.同周期元素中第ⅦA族元素的第一电离能最大 B.主族元素的原子形成单原子离子时的化合价的绝对值都等于它的族序数 C.第ⅠA、第ⅡA族元素的原子,其原子半径越大,元素的第一电离能越大 D.同一主族中,自上而下元素的第一电离能逐渐减小 解析　同周期元素中0族元素的第一电离能最大,A项错误;氟元素是主族元素,形成的单原子离子的化合价的绝对值是1,与其族序数不相等,B项错误;第ⅠA、第ⅡA族元素的原子,其原子半径越大,元素的第一电离能越小,C项错误;同一主族中,自上而下元素的第一电离能逐渐减小,D项正确。 答案　D 7.钡的基态原子电子排布式为[Xe]6s2,下列关于钡的说法不正确的是 (　　) A.其电负性比Cs大 B.位于第六周期第ⅡA族 C.能与冷水反应放出氢气 D.第一电离能比Cs小 解析　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,且Ba元素6s能级全充满,故Cs的第一电离能比Ba小,D项不正确。 答案　D 8.X、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 (　　) 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　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。 答案　B 9.下列有关微粒性质的排列顺序中,错误的是 (　　) A.元素的电负性:P<O<F B.元素的第一电离能:C<N<O C.离子半径:O2->Na+>Mg2+ D.原子的未成对电子数:Mn>Si>Cl 解析　同一周期从左到右,元素的电负性逐渐变大,所以电负性:N<O<F,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐变小,所以电负性:N>P,故元素的电负性:P<O<F,A项正确;C、N、O中N原子2p轨道处于半充满状态,故N的第一电离能最大,B项错误;核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大半径越小,离子半径:O2->Na+>Mg2+,C项正确;Mn、Si、Cl原子的未成对电子数分别为5、2、1,即原子的未成对电子数:Mn>Si>Cl,D项正确。 答案　B 10.元素处于基态时的气态原子获得一个电子成为-1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。表格中给出了几种元素或离子的电子亲和能数据: 元素 Li Na K O O- F 电子亲和能 /(kJ·mol-1) 59.8 52.7 48.4 141 -780 327.9 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吸收327.9 kJ的能量 C.氧元素的第二电子亲和能是-780 kJ·mol-1 D.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　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项错误;基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项错误;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-780 kJ·mol-1,故C项正确;O元素的第一电子亲和能小于第二电子亲和能的绝对值,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项错误。 答案　C 11.R、X、Y、Z四种元素位于周期表前四周期,图中粗实线为金属与非金属的分界线。下列说法正确的是 (　　) A.简单离子半径:Y>X B.电负性:X>R>Z C.第一电离能:R<X D.Y单质与R的最高价氧化物对应水化物不反应 解析　题图为周期表前四周期的一部分,应该为二、三、四周期,粗实线为金属与非金属的分界线,所以Y应该为第三周期第ⅢA族元素Al,依此类推R为N,X为O,Z为As。O2-和Al3+核外具有相同的电子数,核内质子数越少离子半径越大,所以r(O2-)>r(Al3+),即Y<X,A项错误;同周期元素,从左到右电负性增大,同主族元素,从下到上电负性增大,所以电负性顺序是O>N>As,即X>R>Z,B项正确;N元素的2p轨道是半充满,比较稳定,所以第一电离能比氧大,即R>X,C项错误;R的最高价氧化物对应的水化物是HNO3,硝酸与铝可以反应,D项错误。 答案　B 二、非选择题 12.根据表中所列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列问题: 电离能 元素 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 (1)在元素周期表中,最可能处于同一族的是　　　　(填选项字母,下同)。  A.Q和R　　B.S和T　　C.T和U D.R和T　　E.R和U (2)下列离子的氧化性最弱的是　　　　。  A.S2+ B.R2+ C.T3+ D.U+ (3)下列元素中,化学性质和物理性质最像Q元素的是　　　　。  A.硼 B.铍 C.氦 D.氢 (4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况,这一事实从一个侧面说明:　　　　　　　　　　　　。如果U元素是短周期元素,估计它的第2次电离能突跃数据将发生在失去第　　　　个电子时。  (5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是　　　　　　,其中S元素的第一电离能异常高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　(1)根据电离能的变化趋势知,Q为稀有气体元素,R为ⅠA族元素,S为ⅡA族元素,T为ⅢA族元素,U为ⅠA族元素,所以R和U处于同一主族。(2)由于U为ⅠA族元素且比R电离能小,即易失e-,所以U+的氧化性最弱。(3)由于Q是稀有气体元素,所以氦的物理性质和化学性质与其最像。(4)电离能的突跃变化,说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素,则U是Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1,电离能数据发生突变,一定发生在不同能层之间,由于2s22p6所处能层相同,所以它的第2次电离能突跃数据发生在失去第10个电子时。(5)同一周期,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族比相邻元素要高,因为其最外层电子呈全充满或半充满的稳定状态。 答案　(1)E　(2)D　(3)C　(4)电子分层排布,各能层能量不同　10　(5)R<S<T　S元素原子最外层电子呈全充满状态,能量较低,比较稳定,失去一个电子吸收的能量较多 13.(1)碳原子的基态原子电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出B原子的基态原子电子排布式:　　　　　　　　。  电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 A 932 1 821 15 390 21 771 B 738 1 451 7 733 10 540 (3)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据列于下表: 元素 Mn Fe 电离能/(kJ·mol-1) I1 717 759 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式:　　　　,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　(1)O原子和N原子的基态原子电子排布分别为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。(2)由A、B元素的各级电离能可看出,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,其原子的基态原子电子排布式为1s22s22p63s2。(3)ⅦB族元素的族序数=价层电子数,周期序数=电子层数,所以基态Mn原子价层电子排布式为3d54s2,Mn2+的价层电子排布式为3d5。Mn2+为3d5的半充满状态,很难失去电子,而Fe2+价层电子排布式为3d6,失去一个电子,即变为半充满的3d5状态,所以气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。 答案　(1)1s22s22p2　N原子的2p轨道达到半充满状态,比较稳定 (2)1s22s22p63s2 (3)3d5　由Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少 学科网（北京）股份有限公司 $$