2.2 元素性质的递变性规律（举一反三专项训练，江苏专用）【上好课】化学苏教版选择性必修2

第二单元 元素性质的递变规律 题型01 原子核外电子排布的周期性 题型02 元素第一电离能的周期性变化 题型03 元素电负性的周期性变化 题型04 原子结构的综合运用 题型01 原子核外电子排布的周期性 1.除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐增加到8的周期性变化。 2.第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化； 3.第4周期从左到右，元素原子的外围电子排布从4s1经过3d1~104s1~2逐渐过渡到4s24p6； 4.第5周期元素原子的外围电子排布也有与第4周期元素相似的变化规律。 5.根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、p区、d区、ds区和f区， s区包含ⅠA、ⅡA两族元素，除氢元素外，其余都是较活泼的金属元素。p区包含ⅢA~ⅦA族以及0族元素，除氢元素外，所有的非金属元素都在p区。d区 包含ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族，ds区包含ⅠB和ⅡB族，d区、ds区全是金属元素。镧系和锕系元 素属于f区 【典例1】嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素，其中属于区元素的是 A．P B． C．Ti D． 【答案】C 【分析】d区元素：ⅢB~ⅦB、Ⅷ 族（价电子构型(n-1)d1-8ns2，过渡金属） 【详解】A．P属于VA族，属于p区元素，A不符题意； B．K属于IA族，属于s区元素，B不符题意； C．Ti电子排布为[Ar]3d24s2，属于d区元素，C符合题意； D．Cu电子排布为[Ar]3d104s1，属于ds区元素，D不符题意； 故答案选C。 【变式1-1】我国发现一种重稀土氟碳酸盐，其中O元素在元素周期表中属于 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 【答案】B 【详解】元素周期表的区与列的关系为：第1、2列为s区；第3~10列中的过渡金属（除镧系元素、锕系元素）为d区，第11~12列的IB、IIB族为ds区；第13-18列为p区；基态O原子的电子排布为，最后填入的电子在2p轨道，因此，O属于p区，选B。 【变式1-2】元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，则下列说法不正确的是                        A．Y元素原子的价电子排布式为4s24p4 B．Y元素在元素周期表的第三周期VIA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多 D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 【答案】A 【分析】Y元素的价电子排布式为nsn-1npn+1，根据构造原理，n-1=2，解得n=3，Y元素的价电子排布式为3s23p4，即Y元素为S，X为F，Z元素为As，据此分析； 【解析】A．根据上述分析，Y元素的价电子排布式为3s23p4，故A说法错误； B．根据上述分析，Y元素为S，位于周期表第三周期ⅥA族，故B说法正确； C．X为F元素，根据元素周期表的结构可知，第二周期所含非金属性元素最多，故C说法正确； D．Z元素为As，位于第四周期ⅤA族，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故D说法正确； 选A。 【变式1-3】下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 【答案】D 【解析】A．原子最外层电子排布为的元素不一定是s区元素，如铬元素是d区元素，铜元素是ds区元素，故A错误； B．价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数为5，该元素是位于元素周期表第五周期第ⅢA族的p区元素，故B错误； C．根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，结合构造原理，钛元素的原子序数为22，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，故C错误； D．根据构造原理可知，能量由低到高的顺序为：ns、(n—1)d、(n—2)f、np，则ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，故D正确； 故选D。 题型02 元素的电离能 1.第一电离能的定义 气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态阳离子所需的最低能量。 2.周期性规律 同周期：从左到右，第一电离能总体增大（有起伏）。 同主族：从上到下，第一电离能减小。 3.反常现象 第ⅡA族（ns²全满）> 第ⅢA族（ns² np¹），如 。 第ⅤA族（ns² np³半满）> 第ⅥA族（ns² np⁴），如 。 原因：全满、半满结构更稳定，更难失电子。 【典例2】下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是 A．Na>Mg B．K<Cs C．Si>P D．Br<Cl 【答案】D 【详解】A．同周期主族元素，从左到右随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，Mg的3s能级为全满结构，能量较低，第一电离能高于Na，故A错误； B．同主族自上而下，第一电离能减小，所以第一电离能K>Cs，故B错误； C．同周期主族元素，从左到右随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p能级为半满结构，能量较低，第一电离能高于Si，故C错误； D．同主族自上而下，第一电离能减小，所以第一电离能Br<Cl，故D正确； 故答案为：D。 【变式2-1】侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备Na2CO3。下列说法正确的是 A．半径：r(Cl-)>r(Na+) B．第一电离能：I1(O)>I1(N) C．熔点：CO2>NaCl D．酸性：H2CO3>HNO3 【答案】A 【详解】A．Cl⁻的电子层数为3，Na⁺的电子层数为2，电子层数越大，离子半径越大，因此r(Cl⁻) > r(Na⁺)，A正确； B．氮原子2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能高于氧，因此I1(N) > I1(O)，B错误； C．CO2为分子晶体，NaCl为离子晶体，离子晶体熔点远高于分子晶体，因此NaCl的熔点更高，C错误； D．硝酸为强酸，碳酸为弱酸，酸性强弱为HNO3 > H2CO3，D错误；故选A。 【变式2-2】、、、是元素周期表中短周期主族元素。下列说法正确的是 A．在周期表中位于第3周期族 B．第一电离能： C．离子半径： D．碱性： 【答案】D 【详解】A．硫（S）的原子序数为16，位于第三周期第ⅥA族，A错误； B．同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常，第一电离能顺序应为Mg＞Al＞Na，B错误； C．有3个电子层，而和仅有2个，故半径最大；具有相同的电子层结构，核电荷数越大，离子半径越小，故顺序为，C错误； D．金属性Na＞Mg＞Al，对应最高价氧化物水化物的碱性为，D正确； 故选D。 【变式2-3】可用作电解时的助熔剂，下列说法正确的是 A．碱性： B．非金属性： C．电离能： D．半径： 【答案】A 【详解】A．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Na＞Al，故碱性强弱为：，A正确； B．非金属性在同周期中从左到右增强，F位于O右侧，非金属性F＞O，B错误； C．同周期元素第一电离能通常随原子序数增大而呈递增趋势，但Al的3p1电子易失去，电离能反而低于同周期相邻的Mg，但仍高于Na（Na原子半径更大，更易失电子），故电离能：，C错误； D．Al3+和O2-均为Ne电子层结构，对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故半径：，D错误； 故选A。 题型03 元素的电负性 1.电负性的定义 原子在化合物中吸引键合电子能力的标度（鲍林标度，F最大为4.0）。 2.变化规律 同周期：从左到右，电负性增大。 同主族：从上到下，电负性减小（一般情况）。 3.应用 （1）判断元素的金属性与非金属性强弱 金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼 （2）判断元素的化合价 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。 ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。 （3）判断化合物类型 【典例3】古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是 A．半径： B．电离能： C．电负性： D．热稳定性： 【答案】C 【详解】A．和核外电子排布相同。O原子序数更大，对核外电子吸引力更强，离子半径更小，A错误； B．O的价层电子排布为，N的价层电子排布为。N的2p电子层处于半充满状态更稳定，因此第一电离能更高，B错误； C．一般来说，同周期元素从左到右，电负性增强，C正确； D．O电负性强于N，非金属性更强，的热稳定性强于，D错误； 故答案选C。 【变式3-1】量子化学计算结果显示具有良好的光电化学性能。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．基态Ge原子核外有32种不同运动状态的电子 D．该化合物中Ge为+4价 【答案】C 【详解】A．同周期主族元素，从左往右原子半径依次减小，O和B同属第二周期，B的原子序数更小，原子半径更大，H的原子半径最小，则原子半径：，A错误； B．同短周期主族元素，从左往右电负性依次增大，则电负性：O>B，由中B为+3价，H为-1价，则电负性：H>B，则电负性：，B错误； C．Ge是32号元素，基态Ge原子核外有32个电子，每个电子运动状态唯一，因此有32种不同运动状态，C正确； D．化合物中带1个负电荷，带+1电荷，由化合价代数和为零可知Ge为+2价，D错误； 故选C。 【变式3-2】硫酸氢氯吡格雷片是抗血小板凝聚药物，下列说法正确的是 A．电离能： B．酸性： C．离子半径： D．电负性： 【答案】A 【详解】A．同周期从左往右，元素的第一电离能递增（ⅡA、ⅤA族元素高于同周期相邻元素），故电离能：；同主族从上往下元素的第一电离能递减，故电离能：，所以电离能：，A正确； B．同周期从左往右，元素的非金属性递增，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性：Cl>S，故酸性：，B错误； C．核外电子结构相同，则核电荷数越大半径越小（序大径小），故半径：，C错误； D．同主族从上往下元素的电负性递减，故电负性：，D错误； 故答案选A。 【变式3-3】工业上电解熔融和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A．半径大小： B．电负性大小： C．电离能大小： D．碱性强弱： 【答案】A 【详解】A．核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为，故A正确； B．同周期元素核电荷数越大电负性越大，故，故B错误； C．同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族从上往下第一电离能呈减小趋势，故电离能大小为，故C错误； D．元素金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性强弱为，故D错误； 故选A。 题型04 原子结构的综合运用 【典例4】联氨()为二元弱碱，在水中性质与氨相似，可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是   A．离子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．Cu元素位于元素周期表中的d区 【答案】A 【详解】A．Cu2+和Cu+核电荷数相同，Cu+核外电子数多，半径大，A正确； B．同周期元素，电负性从左至右增强，非金属性越强电负性越大，电负性：O>N>H，B错误； C．同周期主族元素，原子序数越大，第一电离能越大，但氮原子属于半充满结构，第一电离能大于相邻元素，故第一电离能N>O>Cu，C错误； D．Cu元素是第29号元素，核外价电子排布3d104s1，位于元素周期表中的ds区，D错误； 故选A。 【变式4-1】化合物在涂料等领域应用广泛。W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加，W、X、Y、R分别属于前四个不同周期的主族元素。基态X原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，基态Z原子次外层电子数是最高能层电子数的2倍，Y和Z的原子序数之和等于X和R的原子序数之和，基态R原子的价电子只占据最高能层1个原子轨道。下列说法错误的是 A．原子半径： B．X的第一电离能比同周期相邻元素的都低 C．化合物中，Z显价 D．Y、Z、R的最高价氧化物对应的水化物，两两之间均能反应 【答案】D 【分析】W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加，W、X、Y、R分别属于前四个不同周期的主族元素，W是H元素。基态X原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，X是O元素；基态Z原子次外层电子数是最高能层电子数的2倍，Z是Si元素；Y和Z的原子序数之和等于X和R的原子序数之和，基态R原子的价电子只占据最高能层1个原子轨道，R是K或Ca，若R是Ca，X和R的原子序数之和为28，Y和Si的原子序数之和等于28，则Y原子序数为14，所以R不可能是Ca，R是K，Y是Al。 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径： K>Al>Si>O，故A正确； B．同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，所以O的第一电离能比同周期相邻元素的都低，故B正确； C．根据化合价代数和等于0，化合物中，Si显价，故C正确； D．Al(OH)3是两性氢氧化物 ，溶于强酸和强碱，H2SiO3是弱酸，Al(OH)3和H2SiO3不反应，故D错误； 选D。 【变式4-2】前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。是空气中含量最多的元素，的周期序数等于族序数，基态原子轨道上有4个电子，与同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．元素最高化合价： C．单质熔点： D．气态氢化物的热稳定性： 【答案】B 【分析】前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。是空气中含量最多的元素，X是N元素；基态原子轨道上有4个电子，Z是S元素；的周期序数等于族序数，Y是Al元素；与同主族，W是Se元素。 【详解】A．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径：S<Al<Se，故A错误；     B．N的最高价是+5、Al的最高价是+3，S的最高价是+6，元素最高化合价：，故B正确； C．Al是金属晶体，S是分子晶体，S在常温下是固体，N2在常温下是气体，单质熔点：，故C错误； D．同主族元素从上到下，非金属性减弱，气态氢化物稳定性减弱，气态氢化物的热稳定性：，故D错误； 选B。 【变式4-3】X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大 B．W的气态氯化物二聚体中，所有原子均达到8电子稳定结构 C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性： D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸 【答案】B 【分析】X是周期表中原子半径最小的元素，则X为氢元素；Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则Y为氧元素；Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，则R为硫元素；Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等(8+16=24)，则Z的核电荷数小于12，只能等于11，为钠元素，W为铝元素；从而得出，X、Y、Z、W、R分别为H、O、Na、Al、S元素。 【详解】A．元素Y、Z、W分别为O、Na、Al，它们的离子具有相同的电子层结构，核电荷数依次增大，其离子半径依次减小，A不正确； B．W的二聚体Al2Cl6的结构式为，所有原子均达到8电子稳定结构，B正确； C．元素X、Y、R分别为H、O、S元素，非金属性：O＞S，元素O、S分别与元素H形成的化合物的热稳定性：H2O＞H2S，C不正确； D．W、R分别为Al、S元素，元素Al的最高价氧化物的水化物Al(OH)3为两性氢氧化物，D不正确； 故选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二单元 元素性质的递变规律 题型01 原子核外电子排布的周期性 题型02 元素第一电离能的周期性变化 题型03 元素电负性的周期性变化 题型04 原子结构的综合运用 题型01 原子核外电子排布的周期性 1.除第1周期外，每隔一定数目的元素，元素原子的最外层电子数重复出现从1逐渐增加到8的周期性变化。 2.第2、3周期从左到右，元素原子的外围电子排布呈现从ns1到ns2np6的变化； 3.第4周期从左到右，元素原子的外围电子排布从4s1经过3d1~104s1~2逐渐过渡到4s24p6； 4.第5周期元素原子的外围电子排布也有与第4周期元素相似的变化规律。 5.根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域：s区、p区、d区、ds区和f区， s区包含ⅠA、ⅡA两族元素，除氢元素外，其余都是较活泼的金属元素。p区包含ⅢA~ⅦA族以及0族元素，除氢元素外，所有的非金属元素都在p区。d区 包含ⅢB~ⅦB族、Ⅷ族，ds区包含ⅠB和ⅡB族，d区、ds区全是金属元素。镧系和锕系元 素属于f区 【典例1】嫦娥六号采回的月球背面土壤样品含、、、等元素，其中属于区元素的是 A．P B． C．Ti D． 【变式1-1】我国发现一种重稀土氟碳酸盐，其中O元素在元素周期表中属于 A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区 【变式1-2】元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价电子排布式为nsn-1npn+1，则下列说法不正确的是                        A．Y元素原子的价电子排布式为4s24p4 B．Y元素在元素周期表的第三周期VIA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多 D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 【变式1-3】下列说法正确的是 A．原子最外层电子排布式为4s1的元素一定是s区元素 B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素 C．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了洪特规则 D．ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量 题型02 元素的电离能 1.第一电离能的定义 气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态阳离子所需的最低能量。 2.周期性规律 同周期：从左到右，第一电离能总体增大（有起伏）。 同主族：从上到下，第一电离能减小。 3.反常现象 第ⅡA族（ns²全满）> 第ⅢA族（ns² np¹），如 。 第ⅤA族（ns² np³半满）> 第ⅥA族（ns² np⁴），如 。 原因：全满、半满结构更稳定，更难失电子。 【典例2】下列各组元素中，第一电离能大小比较正确的是 A．Na>Mg B．K<Cs C．Si>P D．Br<Cl 【变式2-1】侯氏制碱法以H2O、NH3、CO2、NaCl为原料制备Na2CO3。下列说法正确的是 A．半径：r(Cl-)>r(Na+) B．第一电离能：I1(O)>I1(N) C．熔点：CO2>NaCl D．酸性：H2CO3>HNO3 【变式2-2】、、、是元素周期表中短周期主族元素。下列说法正确的是 A．在周期表中位于第3周期族 B．第一电离能： C．离子半径： D．碱性： 【变式2-3】可用作电解时的助熔剂，下列说法正确的是 A．碱性： B．非金属性： C．电离能： D．半径： 题型03 元素的电负性 1.电负性的定义 原子在化合物中吸引键合电子能力的标度（鲍林标度，F最大为4.0）。 2.变化规律 同周期：从左到右，电负性增大。 同主族：从上到下，电负性减小（一般情况）。 3.应用 （1）判断元素的金属性与非金属性强弱 金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼 （2）判断元素的化合价 ①电负性数值小的元素在化合物中吸引电子的能力弱，元素的化合价为正值。 ②电负性数值大的元素在化合物中吸引电子的能力强，元素的化合价为负值。 （3）判断化合物类型 【典例3】古代地球大气中含有大量、和水蒸气等气体。下列说法正确的是 A．半径： B．电离能： C．电负性： D．热稳定性： 【变式3-1】量子化学计算结果显示具有良好的光电化学性能。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性： C．基态Ge原子核外有32种不同运动状态的电子 D．该化合物中Ge为+4价 【变式3-2】硫酸氢氯吡格雷片是抗血小板凝聚药物，下列说法正确的是 A．电离能： B．酸性： C．离子半径： D．电负性： 【变式3-3】工业上电解熔融和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是 A．半径大小： B．电负性大小： C．电离能大小： D．碱性强弱： 题型04 原子结构的综合运用 【典例4】联氨()为二元弱碱，在水中性质与氨相似，可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀，其中一种反应机理如图所示。下列说法正确的是   A．离子半径： B．电负性： C．第一电离能： D．Cu元素位于元素周期表中的d区 【变式4-1】化合物在涂料等领域应用广泛。W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加，W、X、Y、R分别属于前四个不同周期的主族元素。基态X原子中s能级电子总数与p能级电子总数相等，基态Z原子次外层电子数是最高能层电子数的2倍，Y和Z的原子序数之和等于X和R的原子序数之和，基态R原子的价电子只占据最高能层1个原子轨道。下列说法错误的是 A．原子半径： B．X的第一电离能比同周期相邻元素的都低 C．化合物中，Z显价 D．Y、Z、R的最高价氧化物对应的水化物，两两之间均能反应 【变式4-2】前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。是空气中含量最多的元素，的周期序数等于族序数，基态原子轨道上有4个电子，与同主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．元素最高化合价： C．单质熔点： D．气态氢化物的热稳定性： 【变式4-3】X、Y、Z、W、R是5种短周期元素，原子序数依次增大。X是周期表中原子半径最小的元素，Y原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，Z、W、R处于同一周期，R与Y处于同一族，Z、W原子的核外电子数之和与Y、R原子的核外电子数之和相等。下列说法正确的是 A．元素Y、Z、W具有相同电子层结构的离子，其半径依次增大 B．W的气态氯化物二聚体中，所有原子均达到8电子稳定结构 C．元素Y、R分别与元素X形成的化合物的热稳定性： D．元素W、R的最高价氧化物的水化物都是强酸 / 学科网（北京）股份有限公司 $