（2019）新鲁科版高中化学选择性必修二1.3.1　原子半径　元素的电离能及其变化规律同步作业.docx

1、第3节元素性质及其变化规律第1课时原子半径元素的电离能及其变化规律基础过关练 题组一微粒半径大小的比较1.(2020北京顺义高一上期末)下列元素中,原子半径最小的是()A.NaB.AlC.SD.Cl2.(2020上海普陀高三一模)2019年诺贝尔化学奖颁发给美国的约翰古迪纳夫、英国的斯坦利惠廷厄姆、日本的吉野彰三位科学家,以表彰他们在锂电池领域的贡献。LiFePO4为锂电池常用正极材料之一,该化合物中的元素原子半径最小的是()A.LiB.FeC.PD.O3.(2020上海嘉定高三一模)具有下列电子排布式的原子中,半径最大的是()A.1s22s22p63s23p1B.1s22s22p3C.1s2

2、2s22p2D.1s22s22p63s23p44.(2020山东烟台二中高一下月考)已知33As是第A族元素,与35Br位于同一周期,下列关系正确的是()A.还原性:As3-S2-B.热稳定性:AsH3HClC.原子半径:BrAsD.酸性:H3AsO4H3PO4题组二电离能大小的比较及其应用5.(2020山东潍坊高三上月考)原子价电子排布式如下的元素中,第一电离能最小的是()A.3s23p3B.3s23p5C.3s23p4D.3s23p66.(2020山东烟台高二上期末)下列有关铝元素的微粒中,电离最外层一个电子所需能量最大的是()7.下列电子排布式所表示的原子中,第二电离能与第一电离能差值最

3、大的是()A.Ne3s1B.1s22s22p2C.Ne3s23p5D.1s22s22p63s23p38.下列有关电离能的说法中,正确的是()A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量C.同一周期中,主族元素原子第一电离能从左到右越来越大D.可通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能的化合价9.(2019福建宁德六校高二下期中)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据用I1、I2、I3、I4表示,单位为kJmol-1。I1I2I3I4R7381 5007 70010 500下列关于元素R的判断中一定正确的是()A.R的最高正价为+4价B.R元

4、素位于元素周期表中第A族C.R元素的原子最外层共有4个电子D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2题组三综合应用10.(2020黑龙江哈尔滨三中高二上期末)已知短周期元素的离子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:ABCDB.原子序数:dcbaC.离子半径:C3-D-B+A2+D.元素的第一电离能:ABDC11.(2020山东济南高二上期末)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,成为我国首获科学类诺贝尔奖的科学家。回答下列问题:(1)青蒿素的分子式是C15H22O5,组成元素中,第一电离能最大的是(填元素符号,下同)。(2)基态氢原子

5、中电子所在轨道的形状是;基态氧原子中能量最高的电子所在的能级是。(3)碳元素位于元素周期表区;基态碳原子价电子的轨道表示式是。12.(2019黑龙江牡丹江一中高二下月考)Q、R、X、Y、Z为周期表中原子序数依次递增的前四周期元素。已知:Q为元素周期表中原子半径最小的元素;R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种能级中的电子总数相同;Y的基态原子的核外成对的电子数是未成对电子数的3倍;Z基态原子有六个未成对电子。用对应的元素符号或化学式回答下列问题:(1)R、X、Y的第一电离能由大到小的顺序为。(2)Q元素在元素周期表中属于区,与Y元素同族的第四周期元素的价电子排布式为。(3)RY2

6、的电子式为,Z3+的结构示意图为。(4)由Y、Z两种元素组成的Z2Y72-在酸性条件下可与乙醇反应,生成乙酸、Z3+等。该反应的离子方程式为。 能力提升练 题组一微粒半径大小的比较1.(2020山东烟台二中高一下月考,)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:ZYXB.离子半径:Yb-Z(b+1)-Xb+C.Z(b+1)-的还原性一定强于Yb-D.气态氢化物的稳定性:Hb+1ZHbY2.(2020广东东莞光明中学高三下月考,)四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,b、d的简

7、单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,四种元素原子的最外层电子数之和为15,下列叙述正确的是()A.b元素最高价氧化物对应的水化物为强酸B.最简单气态氢化物的热稳定性:bcC.c为第二周期第A族元素D.原子半径:dcba3.(2020山东德州高三上期末,)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E均为上述四种元素中的两种元素组成的化合物,Z2为Z元素的一种单质。已知:A、D均含有10个电子,C的相对分子质量为30。上述物质之间的转化关系如图所示(部分反应物或生成物省略)。则下列说法中不正确的是()A.原子半径:WYZXB.若C中混有E

8、可用水洗方法除去C.A在工业上常用作制冷剂D.B与D反应生成Z2时,D作还原剂题组二电离能大小的比较及其应用4.(2019福建福州长乐中学高二上期末,)根据下表中五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJmol-1),在周期表中最可能处于同一族的是()元素代号I1I2I3I4Q2 0804 0006 1009 400R5004 6006 9009 500S7401 5007 70010 500T5801 8002 70011 600U4203 1004 4005 900A.Q和RB.S和TC.T和UD.R和U5.(2020山西太原二十四中高二下月考,)已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是k

9、Jmol-1。根据表中所列数据判断,错误的是()元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8002 70011 600A.元素X的常见化合价是+1B.元素Y是A族元素C.若元素Y处于第3周期,它的单质可与冷水剧烈反应D.元素X与氯元素形成化合物时,化学式可能是XCl题组三综合考查6.(2020山西吕梁高二下月考,)四种常见元素的性质或结构信息如表。试根据信息回答有关问题。深度解析元素ABCD性质或结构信息基态原子核外电子共有7种运动状态原子的M层有1对成对的p电子一种核素的中子数为35、质量数为64有多种同位素,其中一种用作测量相对原子质量的标准(1)写出B原子的电

10、子排布式;写出C基态原子的电子排布式。(2)四种元素中非金属性最强的是(填元素符号,下同),金属性最强的是,第一电离能最大的是。(3)一定条件下B、C单质间能反应,反应的化学方程式为。7.(2019安徽阜阳三中二模,)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:元素编号元素性质或原子结构W单质能与水剧烈反应,所得溶液呈酸性XX为非金属元素,其基态原子的s轨道电子与p轨道电子数相等Y第三周期元素的简单离子中半径最小ZL层有三个未成对电子T该元素带三个单位正电荷的简单离子的3d能级为半充满状态(1)W、X、Y三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是(用离子符号表示);化合物ZW3的电子式是。(2)在W

11、、X的气态氢化物中,较稳定的是 (用化学式表示,下同),沸点较高的是。(3)Y的价电子轨道表示式为,写出Y元素最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式 。(4)T在周期表中的位置为,T2+的电子排布式为 ;T的单质在高温下与X的简单氢化物反应,其化学方程式为。(5)基态Z原子中,核外电子占据的最高能层的符号是,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为。答案全解全析基础过关练1.D2.D3.A4.A5.C6.C7.A8.D9.B10.C1.DNa、Al、S、Cl都位于第三周期,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,所以原子半径最小的是Cl,选D。2.D同一主族元素,原子半径随着电子层的

12、增多而增大,则原子半径AsPN;同一周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,则原子半径LiNO;As、Fe在第四周期,原子半径FeAs,所以原子半径最小的是O,选D。3.A根据选项中的电子排布式可知,A、B、C、D分别是Al、N、C、S原子;同一周期主族元素的原子,原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径,AlS、BCN;同一主族元素的原子半径从上到下逐渐增大,所以AlB,半径最大的是Al原子,故选A。4.A同一周期的主族元素随着原子序数的增大,元素的非金属性逐渐增强,非金属性:SPAs,还原性:As3-S2-,故A正确;非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性:ClBrAs,所以热稳定性:

13、AsH3HCl,B错误;同周期主族元素从左向右原子半径减小,所以原子半径:BrAs,所以酸性:H3AsO4ClPS,在P、Cl、S、Ar中第一电离能最小的是S,故选C。6.CA、B都是铝原子的核外电子排布,A为基态,B为激发态,稳定性A大于B,失去最外层1个电子需要的能量A大于B,C、D为铝原子失去2个电子的核外电子排布,C为基态,D为激发态,稳定性C大于D,失去最外层1个电子需要的能量C大于D;A失去最外层一个电子,为Al的第一电离能,C失去最外层1个电子,为Al的第三电离能,第三电离能大于第一电离能,故选C。7.AA项,Ne3s1失去3s1上的一个电子后,变为全充满的相对稳定结构,第二电离

14、能与第一电离能差值较大;B项,1s22s22p2第一电离能与第二电离能均为失去2p能级电子需要的能量,相差不大;C项,Ne3s23p5第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量,相差不大;D项,1s22s22p63s23p3第一电离能与第二电离能均为失去3p能级电子需要的能量,相差不大。故选A。8.D元素原子的第一电离能越大,表示该元素的原子越难失去电子,故A不正确;电离能是气态基态原子或气态基态离子失去一个电子所需要的最小能量,故B不正确;从总的变化趋势上看,同一周期中第一电离能从左到右逐渐增大,但有反常,如NO、MgAl,故C不正确;可以通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能

15、的化合价,故D正确。9.B从表中第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,原子最外层应有2个电子,可失去2个电子,元素最高化合价为+2价,故A错误;最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第A族,B正确;R元素的原子最外层共有2个电子,故C错误;R元素应为Mg,故D错误。10.C短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,A、B为金属元素,C、D为非金属元素,且A、B位于第三周期,C、D位于第二周期,原子序数:abdc,故B错误;同一周期的主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径:BACD,A错误;a

16、A2+、bB+、cC3-、dD-都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数abdc,所以离子半径C3-D-B+A2+,C正确;第一电离能:DCAB,故D错误。11.答案(1)O(2)球形2p(3)p解析(1)同周期元素随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势。青蒿素的分子式是C15H22O5,组成元素中第一电离能最大的是O。(2)基态氢原子中电子所在的轨道为1s轨道,电子所在轨道的形状是球形,基态氧原子中能量最高的电子位于2p能级。(3)碳原子核外有2个电子层,最外层电子数为4,位于p区;基态碳原子核外有6个电子,价电子数为4,分布在2s、2p轨道上,价电子轨道表示式为。12.

17、答案(1)NOC(2)s4s24p4(3) (4)2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+ 4Cr3+3CH3COOH+11H2O解析Q为元素周期表中原子半径最小的元素,为H元素;R的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同,则原子核外电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Y的基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍,核外电子排布式为1s22s22p4,为O元素;Z基态原子有六个未成对电子,只能处于第四周期,外围电子排布式为3d54s1,则Z为Cr元素。(1)R、X、Y三种元素分别为C、N、O,同周期元素从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,则C元素的最

18、小,但N的基态原子的2p轨道为半充满稳定状态,能量较低,则失去1个电子更难,N元素第一电离能大于O元素,故第一电离能NOC。(2)Q为H元素,在元素周期表中属于s区,Y为O元素,与之同族的第四周期元素的价电子排布式为4s24p4。(3)CO2的电子式为;Cr3+的结构示意图为。(4)由Y、Z两种元素组成的Cr2O72-在酸性条件下可与乙醇反应,生成乙酸、Cr3+等,反应的离子方程式为2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H+ 4Cr3+3CH3COOH+11H2O。能力提升练1.C2.A3.D4.D5.C1.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XYZ

19、,X位于Y、Z的下一周期,所以原子半径:XZY,A错误;电子层结构相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,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YZ,所以非金属性YZ,对应阴离子的还原性Z(b+1)-一定强于Yb-,故C正确;元素非金属性越强对应气态氢化物越稳定,所以Hb+1Z的稳定性弱于HbY,D错误。2.A四种主族元素a、b、c、d分布在三个短周期中,其原子序数依次增大,则a为H;b、d的简单离子具有相同电子层结构,d的简单离子半径是同周期主族元素中最小的,d为Al,四种元素原子的最外层电子数之和为15,b、c为第二周期元素,b、c的最外层电子数

20、之和为15-1-3=11,b为N,c为O符合题意。b为N,其最高价氧化物对应的水化物硝酸为强酸,故A正确;非金属性ON,所以气态氢化物的热稳定性:bNOH,D错误。3.DX、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种元素组成的化合物,Z2为Z元素的一种单质,已知A、D均含有10个电子,则A、D为氢化物,可能为CH4、NH3、H2O、HF等,根据转化关系A与单质Z2反应生成C,B与D反应生成Z2,且C的相对分子质量为30,推知C为NO,D为H2O,A为NH3,Z2为O2,B为Na2O2,E为NO2,根据原子序数大小可知,X为H,Y为N,Z为O,W为

21、Na。同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,电子层越多原子半径越大,所以原子半径由大到小的顺序为WYZX,A正确;NO2与水反应生成NO和硝酸,若NO中混有NO2,可用水洗方法除去,故B正确;NH3沸点较低易液化,工业上常用作制冷剂,故C正确;过氧化钠与水的反应中,Na2O2既是氧化剂又是还原剂,H2O既不是氧化剂也不是还原剂,故D不正确。4.D根据表中五种元素的电离能数据可知,元素Q的第一至第四电离能数据相差不大,且其第一电离能较大,可能是稀有气体元素;R元素第一电离能远小于第二电离能,所以R可能为第A族元素;S元素第二电离能远小于第三电离能,所以S可能为第A族元素;T元素第三电离能远小

22、于第四电离能,所以T可能为第A族元素;U元素第一电离能远小于第二电离能,所以U可能为第A族元素。在周期表中,最可能处于同一族的是R和U元素,故选D。5.CX和Y都是主族元素,X的第一电离能和第二电离能相差较大,则X为第A族元素,元素X的常见化合价为+1,故A正确;Y元素第三电离能和第四电离能相差较大,则Y是第A族元素,故B正确;如果Y是第三周期元素,则为Al,Al和冷水不反应,故C错误;X常见化合价为+1,所以元素X与氯元素形成化合物时,化学式可能是XCl,故D正确。6.答案(1)1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p63d104s1(2)NCuN(3)S+2Cu Cu2S

23、解析A的基态原子核外电子共有7种运动状态,有多少个电子,电子就有多少种运动状态,所以A为N元素;B元素原子的M层有1对成对的p电子,其外围电子排布为3s23p4,所以B为S元素;C的一种核素的中子数为35、质量数为64,其质子数为64-35=29,所以C为Cu元素;D有多种同位素,其中一种用作测量相对原子质量的标准,所以D为C元素。(1)B为S元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4;C为Cu元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)C、N、S、Cu四种元素中,根据元素周期律非金属性最强的元素是N元素,金属性最强的元素是Cu元素,金属

24、元素第一电离能较小,非金属元素第一电离能较大,N处于第A族,第A族元素第一电离能大于同周期相邻元素,则N的第一电离能大于C和O,又因为O的第一电离能大于S,故N、S、Cu、C中第一电离能最大的为N。(3)B为S元素,C为Cu元素,一定条件下S、Cu单质在加热条件下反应生成硫化亚铜,该反应的化学方程式为S+2Cu Cu2S。易错辨析原子核外的每个电子其运动状态都不同,原子核外有多少个电子,电子就有多少种运动状态,A元素的基态原子核外电子共有7种运动状态,其核外电子数为7;单质S的氧化性较弱,得电子能力较弱,与变价金属反应时,一般生成低价态金属硫化物,如S+Fe FeS、2Cu+S Cu2S。7.

25、答案(1)O2-F-Al3+(2)HFH2O(3) Al(OH)3+OH- Al(OH)4-(4)第四周期第族Ar3d63Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2(5)L哑铃形解析分析题给信息推知W、X、Y、Z、T分别为F、O、Al、N、Fe。(1)F、O、Al三种元素的简单离子具有相同的电子层结构,核电荷数越大半径越小,故半径由大到小的顺序是O2-F-Al3+;NF3的电子式是。(2)F、O处于同一周期,非金属性FO,气态氢化物的稳定性:HFH2O;常温下HF为气态、H2O为液态,H2O的沸点较高。(3)Y是Al,Al的价电子排布式为3s23p1,根据洪特规则和泡利不相容原理可得价电子的轨道表示式为;铝的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3具有两性,与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- Al(OH)4-。(4)T是Fe,Fe在周期表中位于第四周期第族,Fe2+的电子排布式为Ar3d6;Fe在高温下与水蒸气反应的化学方程式为3Fe+4H2O(g) Fe3O4+4H2。(5)Z为N元素,N原子电子排布式为1s22s22p3,基态N原子中,核外电子占据的最高能层的符号是L,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为哑铃形。