课时跟踪检测(5) 原子半径、元素的电离能及其变化规律-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修2配套练习word（鲁科版）

课时跟踪检测(五)　原子半径、元素的电离能及其变化规律 一、选择题 1.下列各组元素中,原子半径依次增大的是 (　　) A.Li　K　Rb B.I　Br　Cl C.O　Na　S D.Al　Si　P 2.下列说法正确的是 (　　) 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 3.具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是 (　　) A.1s22s22p63s23p5 B.1s22s22p3 C.1s22s22p2 D.1s22s22p63s23p4 4.已知短周期主族元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,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 5.某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是 (　　) A.X元素可能显+4价 B.X为非金属元素 C.X为第5周期元素 D.X的单质与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3+ 6.(2025·山东青岛高二检测)下列关于电离能的说法正确的是 (　　) A.同主族元素,自上而下第一电离能逐渐减小,金属性逐渐增强 B.钠元素的电离能:I2≫I1,说明钠元素常显+1价,镁元素的电离能:I3≫I2,则镁元素常显+1价和+2价 C.Na原子在不同状态下失去1个电子所需能量相同 D.同一元素的电离能:I1>I2>I3 7.具有下列电子层结构的原子,其第一电离能由大到小排列正确的是 (　　) ①3p轨道上只有一对成对电子的原子 ②价层电子排布式为3s23p6的原子 ③其3p轨道为半充满的原子 ④正三价的阳离子的电子层结构与氖原子结构相同 A.①②③④ B.③①②④ C.②③①④ D.②④①③ 8.(2024·江苏卷)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是 (　　) A.半径:r(Al3+)>r(K+) B.电负性:χ(O)>χ(S) C.沸点:H2S>H2O D.碱性:Al(OH)3>KOH 9.X、Y、Z均为元素周期表中前20号元素,Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同,下列说法正确的是 (　　) A.原子半径:X>Y>Z B.离子半径:Yb->Z(b+1)->Xb+ C.Z(b+1)-的还原性一定强于Yb- D.简单气态氢化物的稳定性:Hb+1Z>HbY 10.已知X、Y元素同主族,且非金属性:X>Y。下列说法错误的是 (　　) A.若X与Y形成化合物,则X显负价,Y显正价 B.第一电离能:Y<X C.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<Y D.简单氢化物的稳定性:HmY<HmX 11.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,已知W、X、Y三种元素的原子序数呈等差数列,X的电负性在元素周期表中最大,Y的原子序数是W的2倍,Z的某种化合物具有臭鸡蛋气味。下列说法正确的是 (　　) A.离子半径:X>Y>Z B.第一电离能:W>X>Z C.YX2中既有共价键又有离子键 D.仅由W、X元素形成的二元化合物均难溶于水 12.某矿石的标准组成为QaXY(ZW4)7,W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增加的前20号元素。W原子的价层电子排布为nsnnp2n,X是短周期元素中金属性最强的元素,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的,Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,Q的周期序数是其族序数的两倍。下列说法错误的是 (　　) A.简单离子半径:W>X B.简单氢化物的稳定性:W>Z C.Y和Q都位于s区 D.a=8二、非选择题 13.(8分)下图是原子序数为1~19号元素的第一电离能的变化曲线(其中部分元素的第一电离能已经标出数据)。结合元素在元素周期表中的位置,分析图中曲线的变化特点,并回答下列有关问题。 (1)碱金属元素中Li、Na、K的第一电离能分别为　　　　　kJ·mol-1、　　　　　kJ·mol-1、　　　　　kJ·mol-1。  (2)同主族中不同元素的第一电离能变化的规律为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,碱金属元素这一变化的规律与碱金属的活泼性的关系是　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)钙元素的第一电离能的数值范围为　　　　　　　　　　。  14.(10分)(1)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 　。  I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 　。  I1/(kJ·mol-1) Li 520 Be 899 B 800 Na 496 Mg 738 Al 577 (2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)　　　　I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是 　。  (3)元素Mn与O中,第一电离能较大的是　　　　。  (4)根据元素周期律,原子半径:Ga　　　　As,第一电离能:Ga　　　　(填“大于”或“小于”)As。  15.(12分)请完成下列各题: (1)第2周期元素中,元素的第一电离能比铍大的有　　　　种。  (2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,写出基态B原子的电子排布式:　　　　　　　　　。  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)Z基态原子的M层与K层电子数相等,Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是　　　　(填元素名称)。  (4)b、c、d是短周期元素,原子序数依次增大。b的价电子层中有3个未成对电子,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族。b、c、d中第一电离能最大的是　　　　(填元素符号)。  (5)Mn、Fe均为第4周期过渡元素,两元素的部分电离能数据如下表: 元素 Mn Fe 电离能/ (kJ·mol-1) I1 717 759 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 Mn元素的价电子排布式为　　　　　　,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,对此,你的解释是 　 。  课时跟踪检测(五) 1.选A　由同周期主族元素原子半径从左到右依次减小,同主族元素原子半径从上到下依次增大知,A项正确,B、C、D项不正确。 2.选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正确,C不正确;由于镁的价电子排布式为3s2,Mg具有3p轨道全空的较稳定结构,而铝的价电子排布式为3s23p1,故铝的第一电离能小于镁的,B不正确;钾比镁更易失去电子,钾的第一电离能小于镁的第一电离能,D不正确。 3.选D　由核外电子排布知识可知A为氯原子,B为氮原子,C为碳原子,D为硫原子。根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素原子半径由上到下逐渐增大,当最外层电子数目相差不大时,一般电子层数越多,原子半径越大,故原子半径最大的是硫原子。 4.选C　aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构,则四种元素在元素周期表中的相对位置如图所示: …… C D B A …… 由此得出A、B、C、D的原子半径大小关系为B>A>C>D,A错误;由A、B、C、D的相对位置,判断它们的原子序数的关系为a>b>d>c,B错误;根据“电子层结构相同的离子,原子序数越大,半径越小”的规律来判断,C正确;同样由A、B在同一周期,随着原子序数增大(B到A),金属性逐渐减弱(B>A)来判断,D错误。 5.选D　根据电离能图知,第三电离能和第四电离能之间的差距最大,所以X元素原子最外层有3个电子,在化学反应中容易失去3个电子,形成+3价阳离子,故A错误,D正确;X元素可能位于ⅢA族,ⅢA族有金属元素也有非金属元素,根据已知条件无法确定X元素是否为非金属元素,也无法确定X元素所在的周期数,故B、C错误。 6.选A　B项,镁元素的电离能:I3≫I2,则镁元素常显+2价,错误;C项,Na原子分别在基态和激发态时失去1个电子所需能量不相同,错误;D项,同一元素的电离能:I1<I2<I3,错误。 7.选C　②是稀有气体Ar,其第一电离能最大。①是硫原子,③是磷原子,④是铝原子。根据规律I1(Al)最小,S虽然在P的右边,但磷原子3p轨道是3p3半充满结构,较稳定,故I1(P)>I1(S)。 8.选B　Al3+核外有2个电子层,K+核外有3个电子层,则K+的半径比Al3+的大,A错误;O与S位于同一主族,O的非金属性强于S,所以O的电负性比S大,B正确;H2O可以形成分子间氢键,所以H2O的沸点比H2S的高,C错误;KOH属于强碱,Al(OH)3为两性氢氧化物,所以KOH的碱性强于Al(OH)3,D错误。 9.选C　由Xb+、Yb-、Z(b+1)-三种简单离子的电子层结构相同可知,原子序数:X>Y>Z,X位于Y、Z的下一周期,所以原子半径:X>Z>Y,A错误;电子层结构相同的离子,随核电荷数的增大,离子半径减小,所以离子半径:Z(b+1)->Yb->Xb+,B错误;Y、Z位于同一周期,原子序数:Y>Z,所以非金属性:Y>Z,对应阴离子的还原性:Z(b+1)->Yb-,元素非金属性越强对应简单气态氢化物越稳定,所以Hb+1Z的稳定性弱于HbY,C正确,D错误。 10.选C　因X、Y同主族,且非金属性:X>Y,故X在Y的上方,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,非金属性逐渐减弱,金属性逐渐增强。 11.选D　X的电负性在元素周期表中最大,X为F元素,Z的某种化合物具有臭鸡蛋气味,化合物为H2S,Z为S元素,W、X、Y三种元素的原子序数呈等差数列,Y的原子序数是W的2倍,W是C元素,Y是Mg元素。X、Y、Z分别是F、Mg、S元素,离子半径:S2->F->Mg2+,A错误;W、X、Z分别是C、F、S元素,第一电离能:F>C>S,B错误;YX2为MgF2,只有离子键,C错误;仅由W、X元素形成的二元化合物为CF4、C2F6等,都是非极性分子,难溶于水,D正确。 12.选D　W原子的价层电子排布为nsnnp2n,则W为O,X是短周期元素中金属性最强的元素,则X为Na,Y原子的最外层电子数是其内层电子数的,则Y为Mg,Z原子最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,则Z为P,Q的周期序数是其族序数的两倍,则Q为Ca。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则简单离子半径:W(O2-)>X(Na+),故A项正确;元素非金属性越强,简单氢化物的稳定性就越强,非金属性:O>P,则简单氢化物的稳定性:W(H2O)>Z(PH3),故B项正确;Y(Mg)和Q(Ca)均为第ⅡA族元素,都位于s区,故C项正确;该矿石的标准组成为CaaNaMg(PO4)7,依正负化合价代数和为0,2a+1+2=21,a=9,故D项错误。 13.解析:(1)Li、Na、K的原子序数分别为3、11、19,图中对应的第一电离能分别为520 kJ·mol-1、496 kJ·mol-1、419 kJ·mol-1。(2)由碱金属元素第一电离能的变化可知,随着原子序数的增加,第一电离能逐渐减小,而且随着原子序数的增加,同主族元素的金属性逐渐增强。(3)Ca的第一电离能大于同周期的K的第一电离能(419 kJ·mol-1),同时小于同主族的Mg的第一电离能(738 kJ·mol-1)。 答案:(1)520　496　419　(2)随着原子序数的增大,第一电离能逐渐变小　金属越活泼,其第一电离能越小　(3)大于419 kJ·mol-1小于738 kJ·mol-1 14.解析:(1)Li和Na均为第ⅠA族元素,由于Na电子层数多,原子半径大,故Na比Li容易失去最外层电子,即I1(Li)>I1(Na);Li、Be、B均为第2周期元素,随原子序数递增,第一电离能有增大的趋势,而Be的2s能级处于全充满状态,较难失去电子,故第一电离能Be比B大。(2)Cu的价电子排布式为3d104s1,4s轨道处于半充满状态,而Zn的4s轨道处于全充满状态,Zn更不易失去1个电子,所以Zn的第一电离能较大。(3)O是非金属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn。(4)同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,第一电离能呈增大趋势,Ga的原子半径大于As;Ga的第一电离能小于As。 答案:(1)Na与Li同族,Na电子层数多,原子半径大,易失电子　Li、Be、B同周期,核电荷数依次增加,Be为1s22s2全充满稳定结构,第一电离能最大,与Li相比,B核电荷数大,原子半径小,较难失去电子,第一电离能较大 (2)大于　Zn原子的最外层电子排布为全充满稳定结构,较难失电子 (3)O　(4)大于　小于 15.解析:(1)第2周期中,元素的第一电离能比Be元素第一电离能大的元素有C、N、O、F、Ne,共5种。(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族元素,由同主族元素第一电离能变化规律可知,B为镁元素,其原子的电子排布式为1s22s22p63s2。(3)Z是镁元素,第3周期中第一电离能最大的主族元素是氯元素。(4)b是氮元素,c是氧元素,d是硫元素,第一电离能:N>O>S。 答案:(1)5　(2)1s22s22p63s2　(3)氯　(4)N　(5)3d54s2　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(或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) 6 / 6 学科网（北京）股份有限公司 $