内容正文:
第2课时 电负性的变化规律及元素周期律的综合应用
基础过关练
题组一 电负性的变化规律
1.(2024福建三明一中期中)下列有关电负性的说法中正确的是( )
A.过渡金属元素的电负性都小于2
B.主族元素原子的电负性越大,其第一电离能也越大
C.在元素周期表中,同一周期主族元素电负性从左到右递增
D.形成化合物时,元素的电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显示正价
2.(2025广东湛江期中)钙是生物圈内分布最广泛的元素之一,正常人体内含有1 000~1 200 g的钙。根据下表五种元素的电负性的值,判断钙元素的电负性的最小范围( )
元素
Na
Mg
Al
Si
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
0.8
A.小于0.8 B.大于1.2
C.在0.8与1.2之间 D.在0.8与1.5之间
3.(2025山东菏泽鄄城一中月考)现有四种元素基态原子的化学用语如表格所示:
①
②
③
④
[Ne]3s23p4
1s22s22p5
下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③=②>①
题组二 电负性的应用
4.(2024河南濮阳期末)电负性是由美国化学家鲍林提出的。下列不能根据元素电负性判断的是( )
A.元素原子的得电子能力
B.形成化合物中元素的化合价正、负
C.不同元素之间形成的化学键类型
D.氢化物水溶液的酸性
5.(2025北京顺义一中月考)碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)第2周期中基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性较小的元素是 。
(2)从电负性角度分析,C、O和Si元素的非金属性由强到弱的顺序为 。
(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。
(4)基态锗(Ge)原子的核外电子排布式是 ,Ge的最高价氯化物的化学式是 。该元素可能具有的性质或应用是 (填字母)。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于S
C.其单质可用作半导体材料
D.Ge的第一电离能大于C而电负性小于C
(5)Br与Cl以 (填“离子”或“共价”)键结合成BrCl,BrCl分子中, 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。
(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A2-和B+具有相同的电子层结构;C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素原子最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。
题组三 元素周期律的综合应用
6.(2025北京师大附属实验中学月考)四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是( )
元素
结构信息
X
基态原子有5个原子轨道填充有电子,有3个未成对电子
Y
基态原子有8个不同运动状态的电子
Z
基态原子2p能级上有2个电子
Q
基态原子价电子排布式为3d104s1
A.最高价含氧酸的酸性:X>Z
B.单质的硬度:Z>Q
C.电负性:Y>X
D.第一电离能:Y<X
7.(2025湖南长沙实验中学期末)短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大,W是元素周期表中s区电负性最大的元素;Y的基态原子s能级电子数等于p能级电子数,X的最高正价与最低负价代数和为0;Y、M同主族,Z的逐级电离能(单位 kJ/mol)依次为578、1 817、2 745、11 578。下列说法不正确的是 ( )
A.MY2与O3价电子总数相等
B.Z、Y形成的化合物与NaOH溶液不反应
C.简单离子半径:M>Y>Z
D.电负性:Y>M>X
8.(2025安徽亳州段考)已知X、Y为第3周期元素,且电负性X>Y。下列说法正确的是( )
A.第一电离能Y一定小于X
B.简单氢化物的稳定性:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Y>X
D.X和Y形成化合物时,X显正价,Y显负价
9.(2025山东泰安一中学情检测)已知W、X、Y、Z均为短周期元素,常温下它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:X<W<Z<Y
B.简单气态氢化物的热稳定性:Y<Z
C.简单离子半径:Z>Y>W>X
D.化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键
10.(2025上海川沙中学月考)如图分别表示元素的某种性质的递变规律。
(1)①图甲中的数值越大,则该元素的 (选填“金属性”或“非金属性”)越强。
②根据图甲中的信息判断,下列物质中含有离子键的是 。
A.AlF3 B.AlCl3 C.Al2S3
(2)①图乙所示第二周期元素中,某一元素的该性质反常偏高,原因是 。
②若将下列元素在图乙中排列,位置最低的元素是 。
A.Na B.K
C.Mg D.Ca
(3)图丙表示的含义是元素的 。
A.原子半径
B.第一电离能
C.电负性
D.在地壳中的含量
能力提升练
题组一 元素性质及其变化规律
1.(2025湖南常德优质高中学校联盟期末质检)已知元素X、Y均是短周期主族元素,下表中由条件得出的结论一定正确的是( )
选项
条件
结论
A
若原子半径:X>Y
离子半径:X>Y
B
若第一电离能:X>Y
金属活动性:X>Y
C
若共价化合物Y2X中Y显正价
元素的电负性:X>Y
D
若元素原子的最外层电子数:X>Y
元素的电负性:X>Y
2.(2025山东威海阶段测试)A、B元素为短周期主族元素,A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构。下列叙述错误的个数有 ( )
①原子半径:A>B
②离子半径:A>B
③原子序数:A>B
④原子最外层电子数:A>B
⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等
⑥A的电负性小于B的电负性
⑦A的第一电离能大于B的第一电离能
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
题组二 “位、构、性”的综合应用
3.(2025河南洛阳新安一中月考)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.第一电离能X大于Y
B.Z的电负性小于W
C.简单离子半径由大到小的顺序为W>Z>X>Y
D.X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
4.(2024江西名校联盟期末)Vilsmeier试剂是有机反应中的一种重要原料,可由以下反应生成:
W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布,五种元素中X的电负性最大,Y的单质在空气中含量最多,Z在自然界中形成的化合物种类最多,W元素的一种核素不含中子,该五种元素的原子在上述有机物结构中均达到稳定结构。回答以下问题:
(1)写出各元素的元素符号:W ;X ;Y ;Z ;Q 。
(2)基态Y原子的核外价电子轨道表示式为 ;基态X原子中未成对电子数为 。
(3)X、Y、Z的第一电离能从大到小的排序为 (用元素符号表示),理由是 。
(4)下列说法正确的是 。
A.电负性:Y<Z
B.Q2X中,X为-2价
C.基态Q原子有17种能量不同的电子
D.W、Y、Q三种元素可以组成离子化合物
(5)实验室用Cu和HNO3制备化合物YX的化学方程式为 。
答案与分层梯度式解析
第2课时 电负性的变化规律及元素
周期律的综合应用
基础过关练
1.C 过渡金属元素的电负性不一定都小于2,如Au电负性是2.4,A错误;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,第一电离能呈增大趋势,前四周期中,ⅡA族、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,故并不是电负性越大其第一电离能也越大,B错误,C正确;形成化合物时,元素电负性越大,吸引电子的能力越强,越容易显负价,D错误。
2.C
故Ca元素的电负性在0.8与1.2之间。
3.A 由题中信息可知①是S,②是P,③是N,④是F。同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,P元素基态原子3p能级为半满较稳定状态,其第一电离能高于同周期相邻元素;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,因此第一电离能:F>N>P>S,A正确;同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,原子半径:P>S>N>F,B错误;同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性:F>N>S>P,C错误;F无正化合价,S的最高正价(+6)大于P与N的最高正价(+5),D错误。
方法点津 元素电负性大小的判断方法
(1)根据位置判断。一般,同一周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大,同一主族元素的电负性从上到下逐渐减小。
(2)根据元素种类判断。一般金属元素的电负性<非金属元素的电负性。一般金属元素的电负性越小,金属越活泼;非金属元素的电负性越大,非金属越活泼。
(3)根据化合价判断。一般,化合物中显正化合价的元素的电负性小于显负化合价的元素的电负性,如HClO中Cl为+1价、O为-2价,可知O的电负性大于Cl。
(4)根据化学键类型判断。一般情况下,电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键;电负性相同或差值小的非金属元素原子之间形成的化学键主要是共价键。
4.D 氢化物水溶液的酸性与电负性无必然关系,D错误。
5.答案 (1)碳元素(或C) (2)O>C>Si (3)C>H>Si (4)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) GeCl4 C (5)共价 Br BrCl+H2OHCl+HBrO (6)O>Cl>P>Na
解析 (1)基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2,原子中含有2个未成对电子,第2周期元素基态原子中含有2个未成对电子的有C和O,而O的电负性大于C。(2)非金属性由强到弱的顺序为O>C>Si。(3)元素的电负性越大,吸引共用电子对能力越强,共用电子对越偏向该元素原子,根据题给分子中共用电子对偏向情况可推知电负性由大到小的顺序为C>H>Si。(4)锗是32号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。Ge的价电子数为4,其最高价为+4价,其最高价氯化物的化学式是GeCl4。Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,A错误;S是较活泼的非金属元素,电负性:S>Si>Ge,B错误;锗单质可用作半导体材料,C正确;Ge的电负性和第一电离能均小于C,D错误。(5)电负性:Br<Cl,但差别不大,所以BrCl分子中的化学键是共价键,且Br显正电性;BrCl与水反应的化学方程式为BrCl+H2O HCl+HBrO。(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A2-和B+具有相同的电子层结构,C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍,C为P元素,D元素原子最外层有一个未成对电子,D为Cl元素,则A为O元素,B为Na元素。非金属性越强,元素的电负性越大,四种元素中电负性由大到小的顺序是O>Cl>P>Na。
6.B X元素基态原子有5个原子轨道填充有电子,有3个未成对电子,符合基态N原子的电子排布,即1s22s22p3,则X为N;Y元素基态原子有8个不同运动状态的电子,即核外有8个电子,Y为O;Z元素基态原子2p能级上有2个电子,符合基态C原子的电子排布,即1s22s22p2,则Z为C;Q元素基态原子价电子排布式为3d104s1,则Q为Cu。X(N)的最高价含氧酸是HNO3,Z(C)的最高价含氧酸是H2CO3,酸性HNO3>H2CO3,A不符合题意;Z(C)能形成的单质有金刚石、石墨和C60等,其中石墨和C60硬度不大,单质Cu的硬度比金刚石小,比C60大,B符合题意;电负性Y(O)>X(N),C不符合题意;X(N)的2p能级是半满的较稳定结构,其第一电离能大于同周期相邻元素,所以第一电离能:Y<X,D不符合题意。
7.B
短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大
W是元素周期表中s区电负性最大的元素
W是H元素
Y的基态原子s能级电子数等于p能级电子数,Y、M同主族,则Y为第二周期元素,Y的基态原子核外电子排布式是1s22s22p4
Y是O,M是S
X的最高正价与最低负价代数和为0
X是C
Z的逐级电离能(单位 kJ/mol)依次为578、1 817、2 745、11 578,可知Z原子最外层有3个电子
Z是Al
SO2与O3分子中原子数相同,价电子总数相等,A正确;Y是O,Z是Al,二者形成的化合物Al2O3是两性氧化物,与NaOH溶液反应,B错误;Y是O,Z是Al,M是S,一般,电子层数越多,离子半径越大,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,三种元素形成的简单离子中,S2-核外有3个电子层,Al3+、O2-核外有2个电子层,所以离子半径:S2->O2->Al3+,C正确;电负性:O>S>C,D正确。
8.B X、Y为同周期元素,且电负性X>Y,则原子序数X>Y,非金属性X>Y。前四周期元素,同周期自左而右主族元素的第一电离能呈增大趋势,当最高能级处于半充满、全充满稳定状态时,第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能Y可能大于X,如P>S,故A错误;元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,则简单氢化物的稳定性:X>Y,故B正确;元素的非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,最高价含氧酸的酸性:X>Y,故C错误;电负性大的元素在化合物中易呈现负价,所以X和Y形成化合物时,X显负价,Y显正价,故D错误。
9.B 由题图可知,常温下,W和Z的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01 mol·L-1)的pH为2,则W和Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸,W原子序数小于Z,则W为N,Z为Cl;常温下,Y的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度为0.01 mol·L-1)的pH为1,则Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,Y为S;常温下,X的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度为0.01 mol·L-1)的pH为12,则X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,X为Na。电负性:S<Cl,A错误;非金属性:S<Cl,简单气态氢化物的热稳定性:H2S<HCl,B正确;简单离子半径:S2->Cl->N3->Na+,C错误;化合物Na2S2中含有离子键和非极性共价键(S—S键),D错误。
10.答案 (1)①非金属性 ②A
(2)①N的2p能级达到半充满结构,较稳定,失去1个电子所需的能量较大 ②B
(3)D
解析 (1)①图甲中数值表示电负性,数值越大,则该元素的非金属性越强。②离子键的形成与两种元素的电负性差值有关,当两种元素的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键,由图甲中数值可知,含有离子键的是AlF3,故选A。
(2)①图乙表示元素的第一电离能变化规律,所示第二周期元素中,N元素的第一电离能反常偏高,原因是N的2p能级达到半充满结构,较稳定,失去1个电子所需的能量较大;②同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,同主族元素从上到下,第一电离能减小,元素第一电离能越低,元素位置越低,Na、K、Mg、Ca中第一电离能最小的是K,选B。
(3)图丙表示的含义是元素在地壳中的含量,选D。
能力提升练
1.C 原子半径Na>Al>S,但离子半径:S2->Na+>Al3+,A项错误;如第一电离能Mg>Al>Na,但金属活动性:Na>Mg>Al,B项错误;若共价化合物Y2X中Y显正价,说明共用电子对偏向X,则元素的电负性:X>Y,C项正确;对于同周期主族元素,最外层电子数越多,电负性越大,不同周期的则不一定,如最外层电子数:S>N,但是电负性:N>S,D项错误。
2.C A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,说明A位于B的下一周期。①A位于B的下一周期,且A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,原子半径A>B,正确;②A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,电子层结构相同,核电荷数越小,离子半径越大,所以离子半径B>A,错误;③A位于B的下一周期,原子序数A>B,正确;④当原子最外层电子数小于4时易失电子,形成阳离子,当最外层电子数大于4时易得电子,形成阴离子,所以最外层电子数A>B不成立,错误;⑤由题给信息无法判断A的正价与B的负价绝对值关系,错误;⑥A能形成阳离子,说明A易失电子,金属性较强,电负性较小,B能形成阴离子,说明B易得电子,非金属性较强,电负性较大,A的电负性小于B的电负性,正确;⑦A位于B的下一周期,A形成阳离子,B形成阴离子,说明A更易失电子,第一电离能较小,错误;故选C。
3.C 依据题图可知元素X、Y、W、Z分别为Mg、Al、O、N元素。Mg的第一电离能大于Al,A正确;N的电负性小于O,B正确;Mg、Al、O、N的简单离子半径由大到小的顺序为r(N3-)>r(O2-)>r(Mg2+)>r(Al3+),C错误;Mg可分别与N2、O2发生氧化还原反应生成Mg3N2、MgO,D正确。
4.答案 (1)H O N C Cl (2) 2 (3)N>O>C 同周期主族元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满较稳定结构,N的第一电离能大于同周期相邻元素 (4)BD
(5)3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
解析 W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布,Y的单质在空气中含量最多,则Y为N元素;Z在自然界中形成的化合物种类最多,则Z为C元素;W元素的一种核素不含中子,则W为H元素;这五种元素的原子在题给有机物中均达到稳定结构,由题给信息可知,X形成2个共价键,Q能形成带1个单位负电荷的阴离子,五种元素中X的电负性最大,则X为O元素、Q为Cl元素。(1)由上述分析可知,W为H元素,X为O元素,Y为N元素,Z为C元素,Q为Cl元素。(2)氮元素的原子序数为7,基态原子的价电子排布式为2s22p3,价电子轨道表示式为;氧元素的原子序数为8,基态原子的价电子排布式为2s22p4,原子中未成对电子数为2。(3)同周期主族元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为半充满较稳定结构,N元素的第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。(4)同周期主族元素从左到右电负性依次增大,则氮元素的电负性大于碳元素,故A错误;氧元素的电负性大于氯元素,则Cl2O分子中氧元素显-2价,故B正确;氯元素的原子序数为17,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,则氯原子有5种能量不同的电子,故C错误;H、N、Cl三种元素可以形成离子化合物NH4Cl,故D正确。(5)铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,反应的化学方程式为3Cu+8HNO3(稀) 3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O。
1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$