2025人教版高中化学选择性必修2强化练习题-（含解析）-第2课时　元素周期律——原子半径、电离能、电负性的递变规律

2025人教版高中化学选择性必修2
第一章　原子结构与性质
第二节　原子结构与元素的性质
第2课时　元素周期律——原子半径、电离能、电负性的递变规律
基础过关练
题组一　粒子半径大小比较
1.(2024北京师范大学附属实验中学开学检测)中国科学家首次在月球上发现新矿物,并将其命名为“嫦娥石[(Ca8Y)Fe(PO4)7]”。Y(钇)是金属元素。下列说法不正确的是(　　)
A.(Ca8Y)Fe(PO4)7是一种磷酸盐
B.离子半径:Ca2+C.在元素周期表中,O、P、Fe均属于s区元素
D.原子半径:O2.(2024江苏南通调研)我国“祝融号”火星车探测发现火星上存在大量黄钾铁矾[KFe(SO4)2·12H2O]及橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4),下列有关说法正确的是(　　)
A.离子半径:r(Fe3+)B.气态氢化物的稳定性:H2OC.原子半径:r(Si)>r(Mg)>r(O)
D.基态Fe2+的价层电子排布式为3d44s2
题组二　电离能
3.(2024北京海淀一○一中学三模)下表列出了短周期元素X、Y的各级电离能数据,下列说法正确的是(　　)
电离能/ (kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 ……
元素X 520 7298 11815
元素Y 496 4562 6912 9544 ……
A.基态Y原子的电子排布式为1s22s22p63s1
B.X、Y元素的最高化合价分别为+3、+4
C.原子失电子能力:X>Y
D.X和Y元素位于元素周期表中同一周期
4.(2024广东东莞第十高级中学段考)如图表示碳、硅、磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线的是　　　　　(填字母)。
题组三　电负性
5.(2023重庆八中月考)已知下列元素的电负性数据,下列判断错误的是(　　)
元素 Li Be X O Na Al Cl Ge
电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 0.9 1.5 3.0 1.8
A.表中X为非金属元素
B.Ge既具有金属性,又具有非金属性
C.Mg元素电负性的范围为0.9~1.5
D.O和Cl形成的二元化合物中O显正价
6.(2024江西上饶期末)随着科技的不断发展,人类对原子结构的认识不断深入。回答下列问题。
(1)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为　　　　　　　　　　。
(2)已知Be元素和F元素的电负性分别为1.5和4.0,则它们形成的化合物是　　　　　　(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(3)表中列出了第三周期的几种元素的部分性质:
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 χ 1.5 0.9
主要化合价 -1,+7 -2,+6 -3,+5 +3 +1
①根据表中数据预测χ值的区间:　　　　~　　　　。
②第三周期中含3个未成对电子的元素,其基态原子核外电子排布的轨道表示式为　　　　　　　　　。
③表中五种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　(用元素符号表示)。
能力提升练
题组一　元素周期律的应用
1.(2024山东青岛期末)锶位于周期表第ⅡA族,下列有关说法正确的是(　　)
A.原子半径:Ca>Sr
B.电负性:SrC.同周期中第一电离能比Sr小的主族元素只有1种
D.根据元素周期律推测Sr(OH)2是一种强碱
2.(2024重庆第十一中学月考)软钾镁矾(化学式K2SO4·MgCl2·6H2O)是重要的钾肥。下列说法正确的是(　　)
A.碱性:Mg(OH)2>KOH　　　　
B.半径:Mg2+C.电离能:I1(P)>I1(Cl)　　　　
D.电负性:O3.(教材深研拓展)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是(　　)
A.简单氢化物的还原性:③>①>②
B.电负性:③>①>②
C.阴离子半径:①>②>③
D.第一电离能:③>①>②
4.(2023安徽蚌埠二中月考)如图,Z为第三周期主族元素原子的核电荷数,Y表示相应元素的有关性质,其中描述与元素有关性质相符的是　(　　)
题组二　“位、构、性”关系的综合应用
5.(2024重庆西南大学附属中学统考)前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同主族。下列说法错误的是(　　)
A.X的第一电离能比同周期相邻元素的大
B.简单离子半径:YC.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D.可通过电解Y与Z形成的化合物制备Y
6.(2024辽宁名校联盟联考)下表为元素周期表的一部分,X、Y、Z、W均为短周期主族元素,Z的基态原子有3个未成对电子,下列比较中正确的是(　　)
X Y
Z W
A.原子半径:Y>X>Z>W
B.最高正化合价:Y>W>X=Z
C.第一电离能:Y>X>Z>W
D.电负性:Y>X>Z>W
7.(2024湖北宜荆荆随恩3月联考)一种锂盐结构如图所示,短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W原子的最外层电子数是内层电子数的一半。下列说法错误的是(　　)
A.原子半径:X>Y>Z
B.W所处周期中第一电离能小于W的元素有4种
C.X、W最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
D.Na2HWO3为正盐,所以1个H3WO3分子中含2个羟基
8.(2024湖南衡阳第八中学模拟预测)一种具有净水作用的物质,它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。这五种元素的相关信息如表:
元素 相关信息
Q 基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键
W 基态原子有5个原子轨道填有电子,有2个未成对电子
X 最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应
Y 在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族
Z 焰色为紫色
下列说法正确的是(　　)
A.电负性:QB.第一电离能:WC.简单离子半径:XD.这种物质只含离子键
9.(2023辽宁部分重点中学期末联考)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W元素原子核内质子数与X元素原子核外未成对电子数相同,X元素原子的核外p电子数比s电子数少1,Y元素核外有2个未成对电子,Z元素的简单离子在同周期元素形成的简单离子中半径最小。下列说法正确的是(　　)
A.基态W原子核外能量最高的电子的电子云轮廓图呈哑铃形
B.简单气态氢化物的稳定性:X>Y
C.X基态原子有7种不同运动状态的电子
D.简单离子半径:Z>X>Y>W
10.(2024山东烟台月考)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如下表:
元素 相关信息
X X的基态原子核外3个能级上有电子,且最高能级是半充满状态
Y 第三周期元素,它的单质是良好的半导体材料
Z Z和Y同周期,Z是该周期中原子半径最小的主族元素
W W的一种核素的质量数为63,中子数为34
(1)元素X的原子中能量最高的电子在　　　能级,其电子云在空间有　　　　个伸展方向,它的简单氢化物的电子式是　　　　。
(2)元素Y位于元素周期表的第三周期第　　　　族,其基态原子的价层电子排布式为　　　　。
(3)元素Z的原子最外层共有　　　　种不同运动状态的电子。
(4)W的基态原子核外电子排布式是　　　　　　　　。
(5)元素Y与元素Z相比,非金属性较强的是　　　(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是　　　　(填字母)。
a.Y的单质常温下呈固态,Z的单质常温下呈气态
b.等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同
c.Z的电负性大于Y
d.Z的简单气态氢化物比Y的简单气态氢化物稳定
e.在反应中,Y原子得电子数比Z原子得电子数多
f.Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
答案与分层梯度式解析
第一章　原子结构与性质
第二节　原子结构与元素的性质
第2课时　元素周期律——原子半径、
电离能、电负性的递变规律
基础过关练
1.C　(Ca8Y)Fe(PO4)7是一种磷酸盐,A正确;一般情况下,能层越多半径越大,核外电子排布相同时,核电荷数越大半径越小,半径:Ca2+2.A　同种元素的简单阳离子价态越高,半径越小,则离子半径:r(Fe3+)S>Si,则气态氢化物的稳定性:H2O>H2S>SiH4,B错误;原子半径:r(Mg)>r(Si)>r(O),C错误;基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,D错误。
3.A　X、Y都是短周期元素,根据电离能数据可知,X、Y的第一电离能均远小于第二电离能,则X、Y在第ⅠA族,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,Y的第一电离能小于X的,则X为Li,Y为Na。基态Na原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,A正确;X、Y元素的最高化合价都为+1价,B错误;原子失电子能力:Na>Li,C错误;Li、Na分别位于第2、3周期,D错误。
知识拓展
　　本题中X、Y的I2 I1,即电离能在I1与I2之间发生突跃,则X、Y元素的原子易形成+1价离子,因是主族元素,则其最外层有1个电子,最高化合价为+1价。
4.答案　b
解析　基态磷原子电子排布式是1s22s22p63s23p3,在失去3p轨道的三个电子后,再失去3s的电子时发生能量突变,对应曲线为b。
5.D　非金属元素的电负性一般大于1.8,表中X元素的电负性为2.5,为非金属元素,故A正确;Ge的电负性为1.8,在周期表中位于金属元素和非金属元素交界处,既具有金属性,又具有非金属性,故B正确;一般同周期主族元素从左到右电负性逐渐变大,同主族元素从上至下电负性逐渐变小,Mg元素的电负性介于0.9~1.5,故C正确;O和Cl形成的二元化合物中氧元素的电负性大,显负价,氯元素显正价,故D错误。
6.答案　(1)S>P>Ga　(2)离子化合物
(3)①1.5　2.5　②
③Cl>P>S>Al>Na
解析　(1)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,所以电负性S>P>Ga。
(2)Be、F元素的电负性差为2.5,大于1.7,二者形成离子化合物。
(3)①同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则χ值的区间为1.5~2.5。②第三周期中含3个未成对电子的为P元素,其基态原子核外电子排布的轨道表示式为。
③由题表中信息可得,a为Cl,b为S,c为P,d为Al,e为Na。同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,P元素3p轨道半充满,较稳定,则第一电离能由大到小的顺序为Cl>P>S>Al>Na。
能力提升练
1.D　根据锶在元素周期表中的位置分析:
K Ca
Rb Sr
原子半径:CaRb,B错误;Sr的第一电离能大于In和Rb,则同周期中第一电离能比Sr小的主族元素有2种,C错误;金属性:CaCa(OH)2,则Sr(OH)2是一种强碱,D正确。
2.B　金属性:MgH,电负性:O>H,D错误。
3.B　①、②、③分别为S元素、P元素、F元素。非金属性:F>S>P,简单氢化物的还原性:③<①<②,电负性:③>①>②,A错误、B正确;阴离子半径:②>①>③,C错误;P元素3p轨道为半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能P>S,D错误。
4.A　同一周期主族元素原子的电子层数相同,随核电荷数的递增,原子半径逐渐减小,故A正确;同一周期主族元素的电负性随着核电荷数增大而增大,故B错误;随着核电荷数的递增,第三周期主族元素的最外层电子数逐渐增多,最高正化合价逐渐增大,故C错误;同一周期,元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但一般第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,故D错误。
5.D　前4周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,为N元素;Y的周期序数与族序数相等,其原子序数大于N,则Y位于第三周期第ⅢA族,是Al元素;基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,为Cl元素,W与Z处于同主族,W的原子序数大于Cl,为Br元素。N原子2p轨道处于半充满稳定状态,第一电离能比同周期相邻元素的大,A正确;离子半径Al3+Br,热稳定性HCl>HBr,C正确;Y与Z形成的化合物AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,D错误。
特别提醒
　　因AlCl3为共价化合物,工业上通过电解Al2O3制取Al;又因为MgO熔点非常高,工业上通过电解MgCl2制取Mg单质。
6.C　X、Y、Z、W均为短周期主族元素,Z的基态原子有3个未成对电子,根据题图可知Z为P元素,则X为N元素,Y为F元素,W为S元素。原子半径:P>S>N>F,A错误;F没有正化合价,B错误;P原子3p轨道为半充满稳定结构,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依次减小,故第一电离能:F>N>P>S,C正确;非金属性越强,电负性越大,则电负性S>P,D错误。
7.B　短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大;X能形成4个共价键,是C元素;Y能形成2个共价键,是O元素;W原子的最外层电子数是内层电子数的一半,是P元素;Z能形成1个共价键,是F元素。同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,原子半径:C>O>F,A正确;第三周期中第一电离能小于P的元素有Na、Mg、Al、Si、S,共5种,B错误;C、P元素最高价氧化物对应水化物的酸性:H3PO4>H2CO3,C正确;Na2HPO3为正盐,所以H3PO3为二元酸,1个H3PO3分子中含2个羟基,D正确。
知识拓展
　　酸跟碱完全中和生成的盐中,只有金属阳离子和酸根离子,这样的盐为正盐。如D项中的Na2HPO3为正盐,说明H3PO3为二元酸,其结构为。
8.C　Q、W、X、Y、Z为五种原子序数依次增大的元素;Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键,则Q为H;Z焰色为紫色,为K;Y在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族,为S;X最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应,则X为Al,氢氧化铝具有两性,能和酸、强碱反应;W基态原子有5个原子轨道填有电子,有2个未成对电子,则W为O;具有净水作用的物质为KAl(SO4)2·12H2O。一般来说,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大,同主族元素从上到下,电负性逐渐变小,则电负性:H9.C　
基态Li原子电子排布式为1s22s1,核外能量最高的电子的电子云轮廓图呈球形,A不正确;非金属性NO2->Al3+>Li+,D不正确。
10.答案　(1)2p　三　　(2)ⅣA　3s23p2　(3)7　(4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　(5)Cl　cdf
解析　X的基态原子核外3个能级上有电子,且最高能级是半充满状态,则该基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3,X是N元素;Y是第三周期元素,它的单质是良好的半导体材料,Y是Si元素;Z和Y同周期,Z是该周期中原子半径最小的主族元素,Z是Cl元素;W的一种核素的质量数为63,中子数为34,质子数为63-34=29,W是Cu元素。(1)X是N元素,基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,能量最高的电子在2p能级,其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向;N的简单氢化物是NH3,电子式是。(2)Y是Si元素,核外有3个电子层,最外层有4个电子,位于元素周期表的第三周期第ⅣA族,基态Si原子的价层电子排布式为3s23p2。(3)Z是Cl元素,基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,原子最外层共有7个电子,则有7种不同运动状态的电子。(4)W是Cu元素,3d能级上全充满,基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)Y是Si元素,Z是Cl元素,Cl和Si位于同一周期,同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强,故非金属性较强的是Cl。常温下,Y的单质与Z的单质状态不同不能用于比较非金属性的强弱,a不符合题意;等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同不能用于比较元素非金属性的强弱,b不符合题意;Z的电负性大于Y,元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强,一般非金属性越强,c符合题意;Z的简单气态氢化物比Y的简单气态氢化物稳定说明Z的非金属性比Y强,d符合题意;在反应中,Y原子得电子数比Z原子得电子数多,不能用于比较元素非金属性的强弱,e不符合题意;非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可以比较非金属性的强弱,f符合题意。
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