第1章 第2节 第2课时 元素周期律 课后达标 素养提升-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

1.下列选项中的各组元素（从左到右）同时满足下列三个条件的是（　　） ①原子半径逐渐减小　②第一电离能逐渐增大　③电负性逐渐增大 A．Ge、As、Se　　　　　　 B．C、O、N C．Li、Na、K D．I、Cl、F 解析：选D。同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，第一电离能呈增大趋势，As原子的4p能级处于半充满状态，故As的第一电离能大于Se的第一电离能，A项不符合题意；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大，故原子半径：N>O，电负性：O>N，B项不符合题意；同主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，电负性逐渐减小，故Li、Na、K的原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小，电负性逐渐减小，C项不符合题意。 2．（2024·衡阳高二期末）主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大，元素的某种性质递变规律如下图所示。下列元素性质与元素对应正确的是（　　） A．原子半径：F、Cl、Br、I B．电负性：O、S、Se、Te C．第一电离能：Si、P、S、Cl D．最高正化合价：C、N、O、F 解析：选C。根据题图可知，随着原子序数递增，元素性质总体呈增大趋势，但是Y元素出现“反常”。F、Cl、Br、I的原子半径依次增大，A项不符合题意；O、S、Se、Te的电负性依次减小，B项不符合题意；Si、P、S、Cl的第一电离能呈增大趋势，但P的3p能级为半充满状态，比较稳定，第一电离能较大，C项符合题意；氧没有最高正化合价，氟没有正化合价，D项不符合题意。 3．（2024·扬州高二统考）软钾镁矾（化学式为K2SO4·MgCl2·6H2O）是一种重要的钾肥。下列说法正确的是（　　） A．第一电离能：I1（O）＞I1（S） B．电负性：χ（S）＞χ（Cl） C．离子半径：r（K＋）＞r（Cl－） D．碱性：Mg（OH）2＞KOH 解析：选A。A.同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，故I1（O）＞I1（S），A正确；B.同一周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，故χ（S）＜χ（Cl），B错误；C.对于核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，故r（K＋）＜r（Cl－），C错误；D.金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：Mg（OH）2＜KOH，D错误。 4．下图中三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化趋势。下列说法正确的是（　　） A．电负性：c>b>a B．最简单氢化物的稳定性：c>a>b C．I5：a>c>b D．最高价氧化物对应的水化物的酸性：a>b>c 解析：选C。根据第一电离能变化规律可知，Si的第一电离能最小，故c为Si；C的第三电离能失去2s2中的一个电子，为全充满稳定状态，与第二电离能相差较大，故a为C，b为P。A.同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，故电负性：b>c，同主族从上到下，电负性逐渐减小，故电负性：a>c，A错误；B.非金属性越强，最简单氢化物的稳定性越强，同主族从上到下，最简单氢化物稳定性逐渐减弱，故最简单氢化物的稳定性：a>c，同周期主族元素从左到右，最简单氢化物的稳定性逐渐增强，故最简单氢化物的稳定性：b>c，B错误；C.C、Si失去4个电子后为ns2全充满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子后为3s1状态，第四电离能与第五电离能均为失去3s能级电子，二者能量相差不大，故第五电离能：a>c>b，C正确；D.非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：a>c、b>c，通常情况下，磷酸是中强酸，而碳酸是弱酸，因此最高价氧化物对应的水化物的酸性：b>a，D错误。 5．电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性数值见下表： 元素 H Li O Al P S Cl 电负性 2.1 1.0 3.5 1.5 2.1 2.5 3.0 下列说法不正确的是（　　） A．LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性 B．非金属性：O＞Cl C．Si的电负性范围为1.5～2.1 D．P与Cl形成的化合物中，P显负价，Cl显正价 解析：选D。A.Li、Al、H三种元素中，H的电负性最大，所以LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性，故A正确；B.O的电负性大于Cl的，一般来说，元素的电负性越大，非金属性越强，所以非金属性：O＞Cl，故B正确；C.同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大，故电负性：Al<Si<P，即Si的电负性范围为1.5～2.1，故C正确；D.电负性：P<Cl，P与Cl形成的化合物中P显正价，Cl显负价，故D错误。 6．（2024·广州高二期末）现有4种元素的基态原子的电子排布式：①1s22s22p3；②1s22s22p5；③1s22s22p63s23p3；④1s22s22p63s23p4。下列比较正确的是（　　） A．第一电离能：②＞①＞③＞④ B．原子半径：③＞④＞②＞① C．电负性：②＞①＞③＞④ D．最高正化合价：②＞③＝①＞④ 解析：选A。根据基态原子的电子排布式可知，①是N元素，②是F元素，③是P元素，④是S元素。A.同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，当元素位于第ⅤA族时，最外层电子的原子轨道处于半充满的稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素；同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，故第一电离能：②＞①＞③＞④，A正确。B.一般来说，原子核外能层越多，原子半径越大；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径：③＞④＞①＞②，B错误。C.一般来说，同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小；故电负性：②＞①＞④＞③，C错误。D.一般情况下，主族元素的最高正化合价等于原子核外最外层电子数，但F由于原子半径小，得电子能力强，没有正化合价，N、P的最高正化合价均为＋5价，S的最高正化合价为＋6价，故最高正化合价：④＞③＝①，D错误。 7．已知X、Y、Z为同一周期的三种元素，其原子的部分电离能见下表： 电离能/（kJ·mol－1） X Y Z I1 496 738 578 I2 4 562 1 451 1 817 I3 6 912 7 733 2 754 I4 9 543 10 540 11 575 下列说法正确的是（　　） A．三种元素中，X元素的第一电离能最小，电负性在同一周期元素中也最小 B．三种元素中，Y元素的第一电离能最大，电负性也最大 C．等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应，放出氢气的物质的量之比为1∶1∶1 D．三种单质与盐酸反应放出等量氢气时，消耗X、Y、Z的物质的量之比为3∶2∶1 解析：选A。根据元素电离能的变化规律可知，X为第ⅠA族元素、Y为第ⅡA族元素、Z为第ⅢA 族元素，又知X、Y、Z为同一周期的三种元素，假设X、Y、Z属于第三周期，则这三种元素分别为Na、Mg、Al。第一电离能最小的为Na，电负性在同一周期元素中最小的也是Na，A正确；三种元素中，第一电离能最大的为Mg，电负性最大的为Al，B错误；三种金属和少量盐酸反应完成后，剩余的金属钠继续与水反应生成氢气，最终金属钠生成的氢气最多，C错误；根据得失电子守恒关系，放出1 mol氢气时，转移2 mol电子，消耗2 mol金属钠、1 mol金属镁、 mol 金属铝，因此消耗X、Y、Z的物质的量之比为6∶3∶2，D错误。 8．下图为元素周期表的一小部分，B元素的最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中氧元素的百分含量为60%。下列说法正确的是（　　） A D B E C A.D、B、E三种元素的第一电离能依次增大 B．电负性：A<B<C C．D、B、E三种元素形成的简单离子的半径依次增大 D．简单气态氢化物的稳定性：D＜B＜E 解析：选D。B元素的最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍，故B元素的最高正化合价为＋6价，B元素的最高价氧化物的化学式可表示为BO3，又最高价氧化物中氧元素的百分含量为60%，令B元素的相对原子质量为b，×100%＝60%，解得b＝32，故B为S；由各元素在元素周期表中的相对位置可知，A为O元素、C为Se元素、D为P元素、E为Cl元素。A.同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但D原子的3p轨道为半充满的稳定状态，故第一电离能：E>D>B，A错误；B.一般来说，同主族元素从上到下，电负性逐渐变小，故电负性：A＞B>C，B错误；C.D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大，离子半径越小，C错误；D.非金属性：D＜B＜E，故简单气态氢化物的稳定性：D＜B＜E，D正确。 9．（2024·玉田第一中学高二期末）根据信息回答下列问题。 （1）下图是部分元素原子的第一电离能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认真分析上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）。 ②Ge元素原子中未成对电子有________个。 （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。部分元素的电负性见下表： 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根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是________________________________________________。 ②通过分析电负性的变化规律，确定Al元素电负性的最小范围是________。 ③现有下列化合物： A．Li3N　 B．PCl3　 C．MgCl2　 D．SiC 属于离子化合物的是________（填字母，下同）；属于共价化合物的是________。 解析：（1）①由题图可知，同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA 族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的，第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的，故铝元素的第一电离能的大小范围为Na＜Al＜Mg。②Ge元素的原子序数为32，位于元素周期表中第四周期第ⅣA族，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，有2个未成对电子。 （2）①由题表数据可知，同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐变小，即随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化。②同周期元素中，电负性：Mg＜Al＜Si，同主族元素中，电负性：Ga＜Al＜B，故Al元素电负性的最小范围为1.2～1.8。③A.Li3N中氮元素和锂元素的电负性差值为2.0，大于1.7，故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，故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，故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，故SiC为共价化合物。 答案：（1）①Na　Mg　②2　（2）①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化　②1.2～1.8 ③AC　BD 10．光伏材料又称太阳能材料，能将太阳能直接转换成电能。可用作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CaS、CdTe、CuInSe等。 （1）元素铜在元素周期表中位于________区。 （2）P、S、Cl元素的电负性从大到小的顺序为________，其中电负性最小的元素原子的价层电子排布式为______________________________________________。 （3）As元素的第一电离能________（填“大于”或“小于”）Se元素的第一电离能，原因是 _______________________________________________________。 （4）元素的基态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称为第一电子亲和能（E1）。第二周期部分元素的E1变化趋势如下图所示，其中，除了氮元素外，其他元素的E1从左到右逐渐增大的原因是______________________________________________ _________________________________________________________ ________________________________________________________； 氮元素的E1呈现异常的原因是____________________________ ______________________________________________________。 解析：（1）铜原子的价层电子排布式为3d104s1，位于元素周期表中的ds区。 （2）同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，所以电负性：Cl＞S＞P；其中P的电负性最小，P原子的价层电子排布式为3s23p3。 （3）砷、硒都是第四周期非金属元素，同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但砷元素原子的4p能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以As元素的第一电离能大于Se元素的第一电离能。 （4）由题意可知，元素的基态气态原子越容易得到一个电子，所放出的能量越大，即第一电子亲和能（E1）越大，同周期主族元素随核电荷数的增大，原子的电负性逐渐增大，得电子的能力逐渐增强，故结合一个电子释放的能量逐渐增大；基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子。 答案：（1）ds （2）Cl＞S＞P　3s23p3 （3）大于　砷元素原子的4p能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素 （4）同周期元素随核电荷数的逐渐增大，原子的电负性逐渐增大，得电子的能力逐渐增强，故结合一个电子释放的能量逐渐增大　基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子 11．（2024·镇江高二月考）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W的基态原子的价层电子排布式为3d64s2。下列说法正确的是（　　） A．原子半径：Z＞Y＞X B．元素的第一电离能：Z＞Y＞X C．最简单气态氢化物的稳定性：Y＞X D．W2＋的价层电子轨道表示式： 解析：选C。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的一种单质是天然存在的最坚硬矿物质，故X是C元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，故Z是O元素；由原子序数关系可知，Y是N元素；W的基态原子的价层电子排布式为3d64s2，故W是Fe元素。A.同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，所以原子半径：X＞Y＞Z，A错误；B.同周期元素从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，所以元素的第一电离能：Y＞Z＞X，B错误；C.同周期主族元素从左到右，非金属性逐渐增强，元素的非金属性越强，最简单气态氢化物的稳定性越强，所以最简单气态氢化物的稳定性：Y＞X，C正确；D.Fe2＋是Fe原子失去最外层的2个电子形成的，所以Fe2＋的价层电子轨道表示式为，D错误。 12．（2024·福建高二月考）五种短周期主族元素X、Y、Z、R、Q的原子序数依次增大，其中X、Y、R、Q在元素周期表中的位置如下图所示；R的简单离子半径是同周期中最小的；Z是一种金属元素，其原子的第一至第四电离能分别是I1＝738 kJ/mol，I2＝1 451 kJ/mol，I3＝7 733 kJ/mol，I4＝10 540 kJ/mol。下列说法正确的是（　　） X Y R Q A.第一电离能：Q>R>Z B．X和Y的单质的熔点：X<Y C．工业上都用电解其氧化物的方法制Z、R、Q单质 D．Y的简单氢化物可与盐酸反应生成既有离子键又有共价键的化合物 解析：选D。短周期主族元素X、Y、Z、R、Q的原子序数依次增大，由题中所给信息可知，R位于元素周期表的第三周期，R的简单离子半径是同周期中最小的，R为Al元素；由X、Y、R、Q在元素周期表中的相对位置可知，X为C元素，Y为N元素，Q为Si元素；Z是金属元素，由Z的电离能数据可知，Z的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，表现＋2价，最外层电子数为2，Z为Mg元素。A.同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但Mg的3s能级有2个电子，处于全充满稳定状态，能量较低，所以镁元素的第一电离能高于同周期相邻元素Al的第一电离能，A错误；B.碳单质在常温下为固态，而氮气在常温下为气态，所以熔点：C＞N2，B错误；C.工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，反应的化学方程式为MgCl2（熔融）Mg＋Cl2↑，工业上常用电解熔融氧化铝的方法制取铝，反应的化学方程式为2Al2O3（熔融）4Al＋3O2↑，工业上常用焦炭还原二氧化硅的方法制取单质硅，反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑，C错误；D.N的简单氢化物为NH3，NH3与盐酸反应生成NH4Cl，NH4Cl中既有离子键又有共价键，D正确。　 13．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。下表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 －844.2 327.9 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－844.2 kJ·mol－1 D．基态气态氧原子得到两个电子成为O2－需要放出能量 解析：选C。根据题表中数据可知，元素原子得电子能力越强，电子亲和能越大，所以电子亲和能越大，越容易得到电子，故A错误；得到电子时放出热量，故B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－844.2 kJ·mol－1，故C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，所以基态气态氧原子得到两个电子成为O2－需要吸收能量，故D错误。 14．（2024·龙岩高二期末）前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子中有6种运动状态不同的电子，Y是地壳中含量最多的元素，基态Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍，基态W原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是（　　） A．电负性：X＜Y；氢化物的熔、沸点：X＜Y B．一定条件下，X与氢元素形成的某些化合物与Z的单质及氢化物均能反应 C．同周期元素中，元素Z的第一电离能最大 D．同周期元素中，基态时，与W原子最外层电子数相同的元素有1种 解析：选B。X原子中有6种运动状态不同的电子，X有6个电子，X是C；Y是地壳中含量最多的元素，Y是O；基态Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍，K层有2个电子，L层有8个电子，所以Z的3p轨道有5个电子，Z是Cl；基态W原子中有6个未成对电子，W有d轨道，价层电子排布式为3d54s1，W是Cr。A.电负性：C<O，C的氢化物种类繁多，无法比较C、O氢化物的熔、沸点，A错误；B.甲烷可以和氯气发生取代反应，乙烯可以和氯化氢发生加成反应，B正确；C.同周期元素从左至右，第一电离能呈增大趋势，第三周期中Ar的第一电离能最大，C错误；D.同周期元素中，基态时，与W原子最外层电子数相同的元素有K与Cu，共2种，D错误。 15．（2024·湘潭高二月考）现有位于前四周期的 A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素原子核外电子占据三个能层，最外层电子数是核外电子总数的；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。 （1）A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为________________（用元素符号表示）。 （2）C元素基态原子的轨道表示式为____________；E3＋的离子符号为________。 （3）F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为__________________________________________________。 （4）D元素的第一电离能________（填“＜”或“>”）Al元素的第一电离能，原因是_______________________________________ __________________________________________________。 （5）G元素可能具有的性质为______（填字母）。 A．其含镓化合物可作为半导体材料 B．其电负性大于磷的 C.其原子半径大于锗的 D．其第一电离能小于硒的 解析：由A元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1可知，n＝2，故A为N元素；C元素为最活泼的非金属元素，故C为F元素；由原子序数依次增大可知，B为O元素；由D元素原子核外电子占据三个能层，最外层电子数是核外电子总数的可知，核外电子总数为12，故D为Mg元素；由E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态可知，原子序数为26，故E为Fe元素；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，故F为Cu元素；G元素与N元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，故G为As元素。 （1）同周期主族元素从左到右，元素的电负性逐渐变大，故元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。 （2）C为F元素，原子序数为9，基态F原子的轨道表示式为 ；E为Fe元素，E3＋的离子符号为Fe3＋。 （3）F为Cu元素，位于元素周期表的ds区，基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。　 （4）Mg元素的第一电离能大于Al元素的第一电离能，原因是Mg的价层电子排布式为3s2，3s轨道处于全充满的稳定状态，Al的价层电子排布式为3s23p1，3p轨道上的1个电子较易失去。 （5）A.G为As元素，GaAs可作为半导体材料，A正确；B.同主族元素从上到下，电负性逐渐变小，故As的电负性比P的小，B错误；C.同一周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，故As的原子半径小于Ge的，C错误；D.同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故As的第一电离能大于Se的，D错误。 答案：（1）N＜O＜F　（2）　Fe3＋ （3）ds　1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1} （4）>　Mg的价层电子排布式为3s2，3s轨道处于全充满的稳定状态，Al的价层电子排布式为3s23p1，3p轨道上的1个电子较易失去　（5）A 学科网（北京）股份有限公司 $