内容正文:
第2课时 元素第一电离能和电负性的周期性变化
基础过关练
题组一 元素的电离能及其变化规律
1.(经典题)下列说法中,正确的是( )
A.第3周期中钠的第一电离能最小
B.铝的第一电离能比镁的大
C.在所有元素中,氟的第一电离能最大
D.钾的第一电离能比镁的大
2.(经典题)下列各组元素,按第一电离能依次减小的顺序排列的是 ( )
A.H Li Na K B.Na Mg Al Si
C.I Br Cl F D.F O N C
3.已知X、Y是主族元素,表中数据I1~I4为逐级电离能(单位kJ·mol-1)。下列说法错误的是( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600
A.元素Y是第ⅢA族元素
B.X单质的还原性比Y的强
C.元素X的常见化合价是+1价
D.若元素Y处于第3周期,其单质可与冷水剧烈反应
题组二 元素的电负性及其变化规律
4.(经典题)下列各组元素中,电负性依次减小的是 ( )
A.F、N、O B.Cl、C、F
C.As、N、H D.Cl、S、As
5.已知几种卤素及Ti的电负性如表所示:
元素符号
F
Cl
Br
I
Ti
电负性
4.0
3.0
2.8
2.5
1.5
经验规律告诉我们:当形成化学键的两原子对应元素的电负性差值大于1.7时,所形成的化学键一般为离子键;当小于1.7时,所形成的化学键一般为共价键。下列属于离子化合物的是( )
A.TiF4 B.TiCl4
C.TiBr4 D.TiI4
6.(经典题)五种短周期元素X、Y、Z、L、M的某些性质如下表所示,下列判断错误的是( )
元素
X
Y
Z
L
M
最低化合价
-4
-2
-1
-2
0
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
1.0
A.基态X原子的核外电子共占据3个原子轨道
B.Z在周期表中的位置为第3周期第ⅦA族
C.借助电负性数值预测:YLZ2加入水中可生成YL2
D.元素L、M可形成离子化合物
题组三 元素周期律的综合应用
7.CrSi、Ge-GaAs、ZnGeAs2和碳化硅都是重要的半导体化合物,下列说法错误的是( )
A.基态铬原子的价电子排布式为3d54s1
B.酸性:H2SiO3<H2CO3
C.ZnGeAs2中元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As>Ge>Zn
D.Ge-GaAs中元素Ge、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序为As>Ga>Ge
8.高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效绿色水处理剂,工业上可由KClO在碱性条件下氧化Fe(OH)3制得,下列说法正确的是( )
A.半径大小:r(Cl-)>r(K+)
B.O和Cl的电负性大小:χ(Cl)>χ(O)
C.第一电离能大小:I1(O)<I1(K)
D.碱性强弱:KOH<Fe(OH)3
能力提升练
题组一 第一电离能与电负性的综合考查
1.白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料,其主要成分为Cu、Ni、Zn,还含有少量S、P、As等元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(P)>r(As)
B.电负性:χ(P)>χ(S)
C.第一电离能:I1(S)<I1(P)
D.酸性:H3PO4<H3AsO4
2.“胃舒平”的主要成分之一是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。下列叙述错误的是( )
A.第一电离能:Si>Al>Mg
B.基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p
C.元素的电负性:O>Si>Al>Mg
D.某同学书写的基态Mg原子的轨道表示式:违反了泡利不相容原理
3.图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法正确的是( )
图甲
图乙
A.图乙不可能表示元素的电负性随原子序数的变化关系
B.图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子序数的变化关系
C.图乙可能表示的是元素原子的半径随原子序数的变化关系
D.图甲可能表示的是元素原子的第一电离能随原子序数的变化关系
题组二 元素周期律与元素推断
4.前四周期主族元素X、Y、Z、Q的原子序数依次增大,基态X原子核外电子占据两种形状不同的原子轨道,且两种轨道中电子总数相等,Q与X处于同一主族。Y的周期序数与族序数相等,Z的第二电离能远小于第三电离能。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:χ(X)<χ(Q)
B.最高价氧化物对应水化物的碱性:Y<Z
C.Z的氯化物是工业漂白粉的有效成分
D.X、Z只能形成一种离子化合物
5.M、R、T、X、Y为短周期主族元素,且原子序数依次增大。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等;T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同;X与T位于同一周期;Y和T位于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(Y)>r(X)>r(T)
B.第一电离能:I1(R)>I1(T)>I1(M)
C.X的最高正化合价为+7
D.Y的氧化物对应水化物一定为强酸
答案与分层梯度式解析
第2课时 元素第一电离能和电负性的周期性变化
基础过关练
1.A 同周期中碱金属元素的第一电离能最小,稀有气体元素的第一电离能最大,故A项正确,C项不正确;Al的第一电离能小于Mg的第一电离能,B项不正确;钾原子比镁原子更易失去电子,K的第一电离能小于Mg的第一电离能,D项不正确。
归纳提升 (1)稀有气体元素的第一电离能为同周期元素中最大的。
(2)同周期元素的第一电离能:ⅡA族>ⅢA族,ⅤA族>ⅥA族。
2.A 同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,注意同一周期元素的第一电离能:第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素。H、Li、Na、K属于同一主族元素,且原子序数依次增大,其第一电离能依次减小,故A符合题意;Na、Mg、Al、Si属于同一周期元素,且原子序数依次增大,其第一电离能由大到小的顺序为Si、Mg、Al、Na,故B不符合题意;I、Br、Cl、F属于同一主族元素,且原子序数依次减小,其第一电离能依次增大,故C不符合题意;F、O、N、C属于同一周期元素,且原子序数依次减小,其第一电离能由大到小的顺序是F、N、O、C,故D不符合题意。
3.D Y的第三电离能和第四电离能相差很大,说明Y原子核外最外层有3个电子,则Y是第ⅢA族元素,A正确;X的第一电离能较小,失电子能力更强,即X单质的还原性大于Y单质,B正确;X、Y都是主族元素,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为第ⅠA族元素,则其常见化合价为+1价,C正确;如果Y是第3周期元素,则Y为Al,单质Al和冷水不反应,D错误。
4.D 元素周期表中,同周期主族元素的电负性从左到右依次增大;同一主族,元素的电负性从上到下呈现减小的趋势,D正确。
5.A F的电负性为4.0,Ti的电负性为1.5,F与Ti的电负性相差2.5,2.5>1.7,F、Ti所形成的化学键为离子键,A符合题意;Cl的电负性为3.0,Ti的电负性为1.5,Cl与Ti的电负性相差1.5,1.5<1.7,Cl、Ti所形成的化学键为共价键,B不符合题意;Br的电负性为2.8,Ti的电负性为1.5,Br、Ti的电负性相差1.3,1.3<1.7,Br、Ti所形成的化学键为共价键,C不符合题意;I的电负性为2.5,Ti的电负性为1.5,I与Ti的电负性相差1.0,1.0<1.7,I、Ti所形成的化学键为共价键,D不符合题意。
6.A 据元素最低化合价和电负性可推断X、Y、Z、L、M分别为C、S、Cl、O、Li。基态C的电子排布式为1s22s22p2,共占据4个原子轨道,A错误;Cl位于元素周期表中第3周期第ⅦA族,B正确;SOCl2可与水反应生成氯化氢和二氧化硫,C正确;Li和O可形成离子化合物氧化锂,D正确。
7.D Cr是24号元素,基态铬原子的价电子排布式为3d54s1,A项正确;同主族从上到下元素非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性减弱,故碳酸的酸性比硅酸的强,B项正确;Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As>Ge>Zn,C项正确;元素Ge、Ga、As的第一电离能由大到小的顺序为As>Ge>Ga,D项错误。
8.A 核外电子排布相同的两离子,阴离子半径大于阳离子半径,A项正确;Cl与O形成的氧化物中Cl显正价,O显负价,可推知电负性:χ(O)>χ(Cl),B项错误;同周期从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,同主族从上到下,第一电离能减小,因此I1(O)>I1(Li)>I1(Na)>I1(K),C项错误;KOH是强碱,Fe(OH)3是弱碱,碱性:KOH>Fe(OH)3,D项错误。
能力提升练
1.C 同主族元素原子半径从上到下逐渐增大,A错误;同周期主族元素,随着原子序数增大,电负性增大,B错误;同周期主族元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,故I1(S)<I1(P),C正确;非金属性:P>As,则酸性:H3PO4>H3AsO4,D错误。
2.A Mg的外围电子排布式为3s2,s轨道处于全充满状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:Si>Mg>Al,A错误;基态Al的外围电子排布式为3s23p1,则基态铝原子核外电子占据的最高能级符号为3p,B正确;同周期从左向右,主族元素电负性增大,同主族从上到下,元素的电负性呈现减小的趋势,则元素的电负性:O>Si>Al>Mg,C正确;泡利不相容原理是说每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子,则该同学书写的基态Mg原子的轨道表示式中3s轨道违反了泡利不相容原理,D正确。
3.D 图乙可以表示元素的电负性随原子序数的变化,A错误;H2的熔点低于Li、Na、K,与图像不符,B错误;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,与图像不符,C错误;同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,其中第ⅡA、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻主族元素,与图像基本符合,D正确。
4.B 前四周期主族元素X、Y、Z、Q的原子序数依次增大,基态X原子核外电子占据两种形状不同的原子轨道,即s轨道和p轨道,且两种轨道中电子总数相等,则基态X原子的电子排布式为1s22s22p4,X为O元素,Q与X处于同一主族,则Q为S或Se,Y的周期序数与族序数相等,则Y可能为第三周期第ⅢA族的元素Al或第四周期第ⅣA族的元素Ge,Z的第二电离能远小于第三电离能,其原子序数大于Y,则Z为Ca,Y为Al,Q为Se。同主族元素,从上到下电负性减弱,电负性:χ(O)>χ(Se),A项错误;金属性:Al<Ca,最高价氧化物对应水化物的碱性:Al(OH)3<Ca(OH)2,B项正确;工业漂白粉的有效成分是Ca(ClO)2,不是CaCl2,C项错误;X、Z可形成离子化合物CaO、CaO2,D项错误。
5.B M、R、T、X、Y为短周期主族元素,且原子序数依次增大。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等,其电子排布式为1s22s22p2,M为C;T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同,T的电子排布式为1s22s22p4,T为O,R为N;X与T位于同一周期,X为F;Y和T位于同一主族,Y为S。Y为S、X为F、T为O,同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素自上而下原子半径逐渐增大,因此原子半径:r(Y)>r(T)>r(X),A错误;R为N、T为O、M为C,同周期从左到右主族元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:I1(R)>I1(T)>I1(M),B正确;X为F,F无正价,C错误;Y为S,Y的氧化物对应的水化物可能为H2SO3,H2SO3不为强酸,D错误。
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