1.2.2 原子半径、电离能、电负性的递变规律（含解析）高二化学人教版（2019）选修二课时优化训练
1.2.2 原子半径、电离能、电负性的递变规律——高二化学人教版（2019）选修二课时优化训练
1.下列关于微粒半径的说法正确的是( )
A.电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B.核外电子层结构相同的单核微粒半径相同
C.质子数相同的不同单核微粒,电子数越多半径越大
D.电子层数相同的粒子,原子序数越大,原子半径越大
2.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的金属性强于钠
B.因同周期主族元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大
C.最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大
3.下列有关P、S、Cl的性质叙述错误的是( )
A.原子半径:Cl
A.与化合时X的单质比Y的单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X元素原子的最外层电子数比Y元素原子的最外层电子数多
D.X的单质可以把Y的单质从其氢化物中置换出来
5.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外围电子排布式为的原子
③3p轨道为半充满状态的原子
④正三价阳离子结构与氖相同的原子
A.①②③④
B.③①②④
C.②③①④
D.②④①③
6.某短周期元素R的各级电离能数据（用……表示，单位为）如表所示。关于元素R的判断中正确的是( )
578 1817 2745 11578 14831 18378
A.R元素基态原子的电子排布式为
B.R的最高正价为+3价
C.R元素的焰色为黄色
D.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
7.下列选项中离子半径大小的顺序正确的是( )
① ②（电子排布式为）
③（电子排布式为） ④（电子排布式为）
A.③>④>②>① B.④>③>②>① C.④>③>①>② D.②>④>③>①
8.（双选）已知X、Y是主族元素，为电离能，单位是。请根据表中数据判断下列说法错误的是( )
X 500 4600 6900 9500
Y 580 1800 2700 11600
A.元素X的常见化合价是+1价
B.元素Y是第ⅣA族元素
C.元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D.若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
9.（双选）已知X、Y是短周期的两种元素，下列结论正确的是( )
选项 条件 结论
A 原子半径：X>Y 原子序数：X
C 价电子数：X>Y 最高正价：X>Y
D X、Y最外层电子数分别为1、7 X、Y之间可能形成共价键
10.下列四种粒子中，半径按由大到小顺序排列的是( )
①X的原子结构示意图为
②基态Y原子的价电子排布式为
③基态离子的轨道表示式为
④W原子有2个电子层，电子式为
A. B.
C. D.
11.根据下列五种元素的电离能数据（单位：），判断下列说法不正确的是( )
元素代号
Q 2080 4000 6100 9400
T 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
A.五种元素中电负性最大的可能是Q元素
B.R和S均可能与U在同一族
C.U元素可能在元素周期表的s区
D.价电子排布式为的原子可能是T元素原子
12.M、W、X、Y、Z是同周期主族元素，X原子的最外层电子数是W原子次外层电子数的3倍。它们形成的化合物可用作新型电池的电极材料，结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.M的单质通常保存在煤油中
B.图中阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
C.Z的氢化物的沸点一定低于X氢化物的沸点
D.Y是其同周期元素中第一电离能最大的元素
13.如图所示为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中正确的是( )
A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子数最多的是Z元素的原子
D.X元素是电负性最大的元素
14.不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值来表示，值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的值：
元素符号 Li Be B C O F
值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98
元素符号 Na Al Si P S Cl
值 0.93 1.60 1.90 2.19 2.55 3.16
（1）通过分析值的变化规律，确定N、Mg的值范围：__________________；__________________。
（2）推测值与原子半径的关系为_________。
（3）某有机化合物的结构为，其中S—N键中，你认为共用电子对偏向_________（填元素符号）。
（4）如果值为电负性的数值，试推断中化学键的类型为_________。
（5）预测元素周期表中值最小的元素是_________（放射性元素除外）。
15.A、B、C、D是原子序数依次增大的四种短周期元素。已知A是地壳中含量最多的元素；B、C、D同周期，且B是同周期元素中第一电离能最小的元素；C的价电子排布式为；D是同周期元素（稀有气体元素除外）中第一电离能最大的元素。
（1）试推断这四种元素并写出其元素符号：
A____________；B____________；C____________；D____________。
（2）写出A、B、C三种元素两两组成的3种化合物的化学式：____________。
（3）写出电解的化学方程式：____________。
16.回答下列问题：
（1）基态碳原子的核外电子排布式为________________。非金属元素N的第一电离能大于O的第一电离能，原因是________________。
（2）下表是第三周期部分元素的电离能[单位：eV（电子伏特）]数据。
元素
甲 5.7 47.4 71.8
乙 7.7 15.1 80.3
丙 13.0 23.9 40.0
丁 15.7 27.6 40.7
下列说法正确的是________________（填序号）。
A.甲的金属性比乙的强 B.乙有+1价
C.丙不可能为非金属元素 D.丁一定为金属元素
（3）Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据列于下表：
元素 Mn Fe
电离能/ 717 759
1509 1561
3248 2957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出的价电子排布式：________________，比较两元素的、可知，气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，对此你的解释是________________。
（4）卤族元素F、Cl、Br、I的电负性由小到大的顺序是________________。
（5）基态B原子的电子排布式为________________；B和N相比，电负性较大的是________________；BN中B元素的化合价为________________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：由于同周期主族元素随原子序数递增原子半径逐渐减小,故第ⅦA族元素的原子半径不一定比上一周期第ⅠA族元素的原子半径大,如r(Li)>r(S)>r(Cl),A错误;对于核外电子层结构相同的单核粒子,核电荷数越多,微粒半径越小,B错误;质子数相同的不同单核微粒,阴离子半径>原子半径>阳离子半径,C正确;同一周期元素的原子具有相同的电子层数,随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小,D错误。
2.答案：B
解析：钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,说明钾失电子能力比钠强,所以钾的金属性强于钠,A正确;同一周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但由于p能级电子处于半充满和全空状态时,原子为较稳定状态,第一电离能比同周期相邻元素的大,故第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素,B错误;最外层电子排布式为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子已达到稳定结构,再失去电子较难,所以其第一电离能较大,C正确;对于同一元素的原子来说,原子失电子比带正电荷的离子失电子能力强,所以原子的电离能随着原子失电子个数的增多而增大,D正确。
3.答案：B
解析：同周期元素,从左到右原子半径依次减小,元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,故原子半径由小到大的顺序为Cl
解析：A项，元素的电负性越大，非金属性越强，单质与氢气化合越容易，故能说明；B项，元素的电负性越大，非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故能说明；C项，O的电负性比I的大，但O的最外层电子数比I的少，C项不能说明；D项，X的单质能把Y的单质从其氢化物中置换出来，表明非金属性X强于Y，则电负性X大于Y，故能说明。
5.答案：C
解析：①3p轨道上只有一对成对电子的原子为S；②外围电子排布式为的原子为Ar；③3p轨道为半充满状态的原子为P；④正三价阳离子结构与氖相同的原子为Al。已知同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，第ⅤA族和第ⅡA族反常，第一电离能大于同周期相邻元素，同周期稀有气体元素的第一电离能最大，所以第一电离能由大到小排列为Ar>P>S>Al，即第一电离能由大到小排列为②③①④。答案选C。
6.答案：B
解析：该元素第四电离能剧增，说明该原子最外层有3个电子，可能是硼或铝，基态原子的电子排布式为，A错误；该原子最外层有3个电子，最高正价为+3价，B正确；钠元素的焰色为黄色，该元素不是钠元素，C错误；该元素最外层有3个电子，位于元素周期表第ⅢA族，D错误。
7.答案：D
解析：由核外电子排布式可知，②、③、④三种离子分别是、、。电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，则离子半径：、；电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：，D项正确。
8.答案：BD
解析： X元素的第一电离能和第二电离能相差较大，说明X原子最外层只有1个电子，为第IA族元素，则其常见化合价为+1价，故A正确；Y元素的第三电离能和第四电离能相差较大，说明Y原子最外层有3个电子，为第ⅢA族元素，故B错误；X的常见化合价为+1价，Cl的常见化合价为-1价，形成的化合物化学式可能是XCl，故C正确；若Y是第三周期元素，最外层有3个电子，则Y为Al元素，单质Al和冷水不反应，故D错误。
9.答案：BD
解析：若原子半径：X>Y，原子序数不一定为X
10.答案：C
解析：由题意可知：X、Y、、W分别为S、Cl、、F。S、Cl、、F的半径：，C项正确。
11.答案：B
解析：由表中数据可知，A项正确；根据表中数据可知，R元素原子的最外层应该有1个电子，S元素原子的最外层应该有2个电子，二者不属于同一族的元素，B项错误；U元素原子的最外层有1个电子，可能属于s区元素，C项正确；T元素原子的最外层有3个电子，价电子排布是，D项正确。
12.答案：B
解析：M、W、X、Y、Z是同周期主族元素，X原子的最外层电子数是W原子次外层电子数的3倍，说明W原子次外层电子数为2，则M、W、X、Y、Z是第二周期主族元素，且X为O，根据带一个正电荷，所以M为Li，Y与其他原子形成一个共价键，所以Y为F，Z与其他原子形成四个共价键，所以Z为C，带一个单位的负电荷，所以W为B。锂密度比煤油小，不能保存在煤油中，应保存在固体石蜡中，A错误；该化合物的阴离子中，F、B、O、C均满足8电子稳定结构，B正确；碳的氢化物有多种，碳原子数多的氢化物的沸点可能高于O的氢化物沸点，C错误；第二周期Ne元素原子核外电子排布为，2p轨道为全充满稳定状态，第一电离能最大，D错误。
13.答案：D
解析：根据元素在周期表中的相对位置可知，X是F，Y是S，Z是Br，W是P，R是Ar。P原子的3p轨道处于半充满状态，更稳定，其元素第一电离能大于S元素，A错误；Br的阴离子比Ar原子多一个电子层，结构不同，B错误；p能级未成对电子数最多的是P原子，C错误；F的非金属性最强，电负性最大，D正确。
14.答案：（1）0.93；1.57；2.55；3.44
（2）原子半径越大，值越小
（3）N
（4）共价键
（5）Cs
解析：（1）通过表中数据分析可知同周期元素从左到右，值依次增大，同主族元素从上到下，值依次减小，可判断，且，故；同理，。
（3）根据信息：“值越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方”，由，，可知共用电子对偏向N原子。
（4）根据表中数据的变化规律可得，因此与的电负性差值要小于与的电负性差值，故中的化学键为共价键。
（5）根据值的变化规律，值最小的元素应在元素周期表的左下角，但要注意放射性元素除外，故最小的是Cs（铯）。
15.答案：（1）O Na Mg Cl
（2）、、
（3）（熔融）
解析：地壳中含量最多的元素是氧元素，故A为氧元素；由于A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期元素且B、C、D同周期，故B、C、D位于第三周期；B、D分别是同周期元素（稀有气体元素除外）中第一电离能最小、最大的元素，则B、D分别为钠元素、氯元素；根据C的价电子排布式知，C是镁元素。
16.答案：（1） N原子的2p轨道达到半充满状态，比较稳定
（2）A
（3） 由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对较少
（4）I< Br
解析： （1）O原子和N原子的价电子排布式分别为、，N原子的2p轨道半充满，结构比较稳定，所以N元素的第一电离能大。
（2）甲的，所以甲元素原子最外层有1个电子，乙的，所以乙元素原子最外层有2个电子，故甲为Na元素，乙为Mg元素，第三周期共有3种金属元素Na、Mg、Al，且Al的第一电离能应介于Na和Mg的第一电离能之间，故丙、丁应为非金属元素。
（3）ⅦB族元素的族序数=价电子数，周期序数=电子层数，所以Mn原子的价电子排布式为，的价电子排布式为。的为半充满状态，较难失去电子，而的失去一个电子变为半充满的状态，所以气态再失去一个电子比气态再失去一个电子难。
（4）一般来说，同主族元素从上到下电负性逐渐减小。
（5）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布式为；B和N都位于第二周期，一般来说，同周期元素自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，BN中B的化合价是+3。
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