1.2.2元素周期律高二化學講義習題（人教版2019選擇性必修2）（原卷版）

第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第二節(jié)原子的結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)第2課時元素周期律1．了解核外電子排布與原子半徑的關(guān)系，學會比較微粒半徑大小2．掌握元素電離能的涵義，并能應(yīng)用元素的電離能說明元素的某些性質(zhì)。3．理解電負性的涵義，并能依據(jù)電負性判斷某些元素的金屬性和非金屬性的強弱。知識點一原子半徑知識點二電離能知識點三電負性知識點一原子半徑1．原子半徑依據(jù)量子力學理論，人們假定原子是一個，并用統(tǒng)計的方法來測定它的半徑。2．原子半徑的周期性變化(1)同周期①規(guī)律：自左至右逐漸。②原因：增加電子所產(chǎn)生的電子間的小于核電荷數(shù)增加導(dǎo)致的核對外層電子的。(2)同主族①規(guī)律：自上而下逐漸。②原因：電子層數(shù)依次增加，電子間的影響大于核對外層電子的的影響。(3)過渡元素①規(guī)律：同一周期自左至右逐漸，但變化幅度。②原因：增加的電子都分布在軌道上，電子間的與核對電子的大致相當。1.第三周期元素中，微粒半徑最小的是()A．Al3＋B．Na＋C．S2－D．Cl－2．下列四種粒子中，半徑按由大到小排列順序正確的是()①基態(tài)X的原子結(jié)構(gòu)示意圖②基態(tài)Y的價電子排布式：3s23p5③基態(tài)Z2－的電子排布圖④W基態(tài)原子有2個能層，電子式為A．①>②>③>④B．③>④>①>②C．③>①>②>④D．①>②>④>③3.下列各組微粒不是按半徑逐漸增大的順序排列的是()A．Na、K、RbB．F、Cl、BrC．Mg2＋、Al3＋、Zn2＋D．Cl－、Br－、I－4.具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是()A．1s22s22p63s23p5B．1s22s22p3C．1s22s22p2D．1s22s22p63s23p45.在主族元素X、Y、Z中，X與Y兩元素的原子核外電子層數(shù)相同，X的原子半徑大于Y的原子半徑，X與Z兩原子的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，Z的離子半徑大于X的離子半徑，則X、Y、Z三種元素的原子序數(shù)最大的是()A．XB．YC．ZD．無法判斷知識點二電離能1．元素第一電離能的概念與意義(1)概念：原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為正離子所需要的叫做第一電離能。元素第一電離能符號：。(2)元素第一電離能的意義：可以衡量元素的原子失去一個電子的。第一電離能數(shù)值越小，原子越失去一個電子；第一電離能數(shù)值越大，原子越失去一個電子。(3)氣態(tài)基態(tài)一價正離子再失去一個電子成為氣態(tài)基態(tài)二價正離子所需的最低能量叫做第二電離能，第三電離能和第四、第五電離能依此類推。由于原子失去電子形成離子后，若再失去電子會更加，因此同一原子的各級電離能之間存在如下關(guān)系：I1<I2<I3……2．元素第一電離能變化規(guī)律(1)第一電離能的變化趨勢如下圖所示：(2)觀察分析上圖，總結(jié)元素第一電離能的變化規(guī)律①對同一周期的元素而言，從左到右，元素的第一電離能在總體上呈現(xiàn)從到的變化趨勢，表示元素原子越來越難失去電子。②同主族元素，自上而下第一電離能逐漸，表明自上而下原子越來越失去電子。③具有全充滿、半充滿及全空的電子構(gòu)型的元素穩(wěn)定性較高，其電離能數(shù)值。如稀有氣體的電離能在同周期元素中最大，N為半充滿、Mg為全充滿狀態(tài)，其電離能均比同周期相鄰元素大。④當相鄰逐級電離能突然變大時，說明其電子層發(fā)生了變化，即同一電子層中電離能相近，不同電子層中電離能有很大的差距。3．電離能的應(yīng)用(1)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素核外電子的排布。如Li：I1?I2<I3，表明Li原子核外的三個電子排布在兩個能層上(K、L能層)，且最外層上只有一個電子。(2)根據(jù)電離能數(shù)據(jù)，確定元素在化合物中的化合價。如K：I1?I2<I3，表明K原子易失去形成陽離子。(3)判斷元素的金屬性、非金屬性強弱：I1越大，元素的性越強；I1越小，元素的性越強。1.下列有關(guān)電離能的說法，正確的是()A．第一電離能越大的原子失電子的能力越強B．第一電離能是元素的原子失去核外第一個電子需要的能量C．同一周期中，主族元素原子第一電離能從左到右越來越大D．可通過一種元素各級電離能的數(shù)值，判斷元素可能的化合價2.元素X的各級電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/kJ·mol－157818172745115781483118378則元素X的常見價態(tài)是()A．＋1B．＋2C．＋3D．＋63．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯誤的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801800270011600A.元素X的常見化合價是＋1價B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X與氯形成化合物時，化學式可能是XClD．若元素Y處于第三周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)4．下列敘述正確的是()A．通常，同周期元素中ⅦA族元素的第一電離能最大B．在同一主族中，自上而下元素的第一電離能逐漸減小C．第ⅠA、ⅡA族元素的原子，其原子半徑越大，第一電離能越大D．主族元素的原子形成單原子離子時的最高化合價數(shù)都和它的族序數(shù)相等5．下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是()A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強于鈉B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D．對于同一元素而言，原子的逐級電離能越來越大知識點三電負性1．電負性的有關(guān)概念與意義(1)鍵合電子與電負性：元素相互化合時，原子中用于形成的電子稱為。電負性用來描述不同元素的原子對鍵合電子的大小。(2)電負性的意義：電負性越大的原子，對鍵合電子的吸引力。(3)電負性大小的標準：以氟的電負性為作為相對標準。2．電負性的變化規(guī)律隨原子序數(shù)的遞增，元素的電負性呈周期性變化。(1)同周期，自左到右，元素的電負性逐漸，元素的非金屬性逐漸、金屬性逐漸。(2)同主族，自上到下，元素的電負性逐漸，元素的金屬性逐漸、非金屬性逐漸。1.電負性的大小也可以作為判斷元素金屬性和非金屬性強弱的尺度。下列關(guān)于電負性的變化規(guī)律正確的是A．周期表從左到右，元素的電負性逐漸變大B．周期表從上到下，元素的電負性逐漸變大C．電負性越大，金屬性越強D．電負性越小，非金屬性越強2.下列有關(guān)電負性的說法中正確的是A．主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大B．在元素周期表中，元素電負性從左到右越來越大C．金屬元素電負性一定小于非金屬元素電負性D．在形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價3.下列有關(guān)電負性的說法錯誤的是A．電負性是人為規(guī)定的一個相對數(shù)值，不是絕對標準B．元素電負性的大小反映了元素原子對鍵合電子吸引能力的大小C．一般來說，周期表從左到右，元素的電負性逐漸變大D．元素電負性數(shù)值越大，其第一電離能越高4.下列有關(guān)電負性的說法中不正確的是A．元素的電負性越大，原子在化合物中吸引電子的能力越強B．主族元素的電負性越大，元素原子的第一電離能一定越大C．在元素周期表中，元素電負性從左到右呈現(xiàn)遞增的趨勢D．形成化合物時，電負性越小的元素越容易顯示正價5.下表給出了14種元素的電負性：元素電負性元素電負性元素電負性Al1.5B2.0Be1.5C2.5Cl3.0F4.0Li1.0Mg1.2N3.0Na0.9O3.5P2.1Cl2.5S1.8(1)同一周期中，從左到右，主族元素的電負性_________；同一主族中，從上到下，元素的電負性_________。主族元素的電負性隨原子序數(shù)遞增呈_________變化。(2)短周期元素中，電負性最大的元素與電負性最小的元素形成的化合物屬于____________化合物，用電子式表示該化合物：___________________。(3)已知：兩成鍵元素間的電負性差值大于1.7時，通常形成離子鍵，兩成鍵元素間的電負性差值小于1.7時，通常形成共價鍵，則Mg3N2、BeCl2、AlCl3、SiC中為離子化合物的是_________，為共價化合物的是__________________________。探究一微粒半徑大小的判斷方法規(guī)律(1)同周期元素的原子半徑、最高價陽離子半徑、最低價陰離子半徑：隨著核電荷數(shù)增多，都依次減小(稀有氣體除外)。(2)同主族元素的原子半徑、相同價態(tài)陽離子半徑和陰離子半徑：隨著核電荷數(shù)增多，都依次增大。(3)核外電子排布(即電子層結(jié)構(gòu))相同的離子半徑：隨核電荷數(shù)增多，半徑依次減小。(4)同種元素形成的粒子半徑：陽離子<中性原子<陰離子，且陽離子價態(tài)越高，半徑越小。如：Fe3＋<Fe2＋<Fe，Cl<Cl－，H＋<H<H－。(5)核電荷數(shù)和電子數(shù)都不同的粒子，一般要找參考物。如比較Al3＋和S2－，可找出與Al3＋電子數(shù)相同，與S2－同一主族的元素O2－來比較，因為Al3＋<O2－，且O2－<S2－，故Al3＋<S2－?！纠?】具有相同電子層結(jié)構(gòu)的An＋、Bn－、C，下列分析正確的是()A．原子序數(shù)關(guān)系C>B>AB．粒子半徑關(guān)系Bn－<An＋C．C一定是稀有氣體元素的原子D．原子半徑關(guān)系為A<C<B探究二電離能及其應(yīng)用1．第一電離能(I1)的變化規(guī)律(1)同周期元素第一電離能的變化規(guī)律呈現(xiàn)的是一種趨勢，ⅡA族和ⅤA族元素會出現(xiàn)反常變化，通常同周期ⅡA族元素的第一電離能比ⅢA族元素高，ⅤA族元素的第一電離能比ⅥA族元素高，這是因為ⅡA族、ⅤA族元素原子的價電子排布式分別是ns2、ns2np3，np能級是全空或半充滿狀態(tài)，原子較穩(wěn)定，第一電離能較大。(2)同主族元素的第一電離能，從上到下，逐漸減小。2．逐級電離能(1)含義：M(g)=M＋(g)＋e－I1(第一電離能)；M＋(g)=M2＋(g)＋e－I2(第二電離能)；M2＋(g)=M3＋(g)＋e－I3(第三電離能)。(2)變化規(guī)律①同一元素的逐級電離能是逐漸增大的，即I1＜I2＜I3＜…，這是由于原子失去一個電子變成＋1價陽離子后，半徑變小，核電荷數(shù)未變而電子數(shù)目變少，核對外層電子的吸引作用增強，因而第二個電子比第一個電子難失去，失去第二個電子比失去第一個電子需要更多的能量。②元素的逐級電離能逐漸增大并且會發(fā)生一個突變即突然增大多倍，這是由于電子是分層排布的，主族元素幾乎不會全部失去內(nèi)層電子。如Na原子的I1、I2、I3分別是496、4562、6912(單位：kJ·mol－1，下同)，在I1和I2之間發(fā)生突變；Mg原子的I1、I2、I3分別是738、1451、7733，在I2和I3之間發(fā)生突變。3．電離能的應(yīng)用(1)比較元素金屬性、非金屬性的強弱一般情況下，元素的第一電離能越小，元素的金屬性越強；第一電離能越大，非金屬性越強(稀有氣體除外)。(2)確定元素原子的核外電子層排布由于電子是分層排布的，內(nèi)層電子比外層電子難失去，因此元素的電離能會發(fā)生突變。(3)確定主族金屬元素的最高化合價或價電子數(shù)如果eq\f(In＋1,In)?eq\f(In,In－1)，即電離能在In與In＋1之間發(fā)生突變，則元素的原子價電子數(shù)為n，易形成＋n價離子，并且金屬元素的最高化合價為＋n價(或只有＋n價、0價)。如某元素的逐級電離能，若I2?I1，則該元素通常顯＋1價；若I3?I2，則該元素通常顯＋2價；若I4?I3，則該元素通常顯＋3價。【例2】下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是()A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀比鈉活潑B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布式為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D．對于同一元素而言，原子的電離能I1＜I2＜I3＜…探究三電負性及其應(yīng)用1．周期性變化一般來說，除稀有氣體元素外，同一周期從左到右，元素的電負性逐漸變大；同一主族從上到下，元素的電負性逐漸變小，對副族元素而言，同族元素的電負性也大體呈現(xiàn)這種變化趨勢。因此，電負性最大的元素是位于元素周期表右上角的氟(稀有氣體除外)，電負性最小的元素是位于元素周期表左下角的銫(鈁是放射性元素，除外)。2．電負性的應(yīng)用(1)判斷元素的金屬性和非金屬性及其強弱①金屬的電負性一般小于1.8，非金屬的電負性一般大于1.8，而位于非金屬三角區(qū)邊界的“類金屬”(如鍺、銻等)的電負性則在1.8左右，它們既有金屬性，又有非金屬性。②金屬元素的電負性越小，金屬元素越活潑；非金屬元素的電負性越大，非金屬元素越活潑。(2)判斷元素的化合價①電負性數(shù)值小的元素在化合物中吸引電子的能力弱，元素的化合價為正值。②電負性數(shù)值大的元素在化合物中吸引電子的能力強，元素的化合價為負值。(3)判斷化學鍵的類型①如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值大于1.7，它們之間通常形成離子鍵。②如果兩個成鍵元素原子間的電負性差值小于1.7，它們之間通常形成共價鍵。【例3】已知X、Y同周期，且電負性的值X為3.0，Y為1.8，下列說法錯誤的是()A．X與Y形成化合物時，X顯負價、Y顯正價B．X與Y形成的化合物可能為共價化合物C．最高價含氧酸的酸性：X對應(yīng)的酸性弱于Y對應(yīng)的酸性D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY＜HnX1.元素的性質(zhì)呈現(xiàn)周期性變化的根本原因是()A．原子半徑呈周期性變化B．元素的化合價呈周期性變化C．元素的電負性呈周期性變化D．元素原子的核外電子排布呈周期性變化2.下列四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關(guān)的比較中正確的是()A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①【答案】A3.如圖所示是第三周期11～17號元素某種性質(zhì)變化趨勢的柱形圖，y軸表示的可能是()A．第一電離能B．電負性C．原子半徑D．元素的金屬性4.下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)，下列判斷正確的是()元素ABCDE最低化合價－4－2－1－2－1電負性2.52.53.03.54.0A.C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性：C>D>EB．元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子C．元素B、C之間不可能形成化合物D．與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)5.下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是A．鉀元素的第一電離能小于鈉元素的第一電離能，故鉀的活潑性強于鈉B．因同周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小，故第一電離能必依次增大C．最外層電子排布為ns2np6(當只有K層時為1s2)的原子，第一電離能較大D．對于同一元素而言，原子的電離能I1<I2<I3<…6.列敘述正確的是A．同周期非金屬元素的原子半徑越小，其單質(zhì)的沸點越高。B．同周期元素形成的簡單離子，核電荷數(shù)越大半徑越大。C．同周期主族元素的原子半徑越大，其原子越易失去電子。D．同周期非金屬元素的原子半徑越大，其氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。7.已知短周期元素的離子aA2＋、bB＋、cC3－、dD－具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則下列敘述正確的是()A．原子半徑：A>B>C>DB．原子序數(shù)：d>c>b>aC．離子半徑：C>D>B>AD．元素的第一電離能：A>B>D>C8.下圖是部分短周期元素的原子序數(shù)與其某種常見化合價的關(guān)系圖，若用原子序數(shù)代表所對應(yīng)的元素，則下列說法錯誤的是()A．電負性：a>fB．第一電離能：d>cC．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：f>eD．a(chǎn)和b形成的化合物可能含有共價鍵9.下列說法中不正確的是A．元素的第一電離能是元素的單質(zhì)失去最外層1個電子所需要吸收的能量，同周期從左到右元素的電離能逐漸增大B．元素的電負性是衡量元素在化合物中吸引電子能力大小的一種標度，同主族從上到下元素的電負性逐漸減小C．元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的增大而呈周期性變化D．鮑林的電負性是以氟的電負性為4.0和鋰的電負性為1.0作為相對標準得出的10.已知X、Y元素同周期，且電負性X＞Y，下列說法錯誤的是()A．X與Y形成的化合物，X顯負價，Y顯正價B．最高價含氧酸的酸性：X對應(yīng)的酸性強于Y對應(yīng)的酸性C．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY小于HnXD．第一電離能Y一定小于X11.根據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol1)，判斷下列說法不正確的是元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A．元素的電負性最大的可能是Q元素B．R和S均可能與U在同一主族C．U元素可能在元素周期表的s區(qū)D．原子的價電子排布為ns2np1的可能是T元素12.A、B、C、D四種元素，已知A元素是地殼中含量最多的元素；B元素為金屬元素，它的原子核外K、L層上電子數(shù)之和等于M、N層電子數(shù)之和；C元素是第三周期第一電離能最小的元素；D元素在第三周期中第一電離能最大。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．四種元素A、B、C、D分別為O、Ca、Na、ArB．元素A、B、C兩兩組成的化合物可為CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等C．元素A、C簡單離子的半徑大小關(guān)系為A＜CD．元素B、C電負性大小關(guān)系為B>C13.電離能是指由氣態(tài)原子或氣態(tài)離子失去電子需要的能量。從中性原子中移去第一個電子所需要的能量為第一電離能(I1)，移去第二個電子所需要的能量為第二電離能(I2)，依此類推?，F(xiàn)有5種元素A、B、C、D、E，其中有三種金屬元素，一種稀有氣體元素，其I1～I3分別如下表。元素I1/eVI2/eVI3/eVA13.023.940.0B4.331.947.8C5.747.471.8D7.715.180.3E21.641.165.2根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷其中的金屬元素有________，稀有氣體元素有________，最活潑的金屬是________，顯二價的金屬是________。14.不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一數(shù)值x來表示，若x越大，則原