人教版 (2019)选择性必修2第二节原子结构与元素的性质一课一练

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第二节原子结构与元素的性质
课时2　元素周期律
【基础巩固】
1.元素性质呈现周期性变化的根本原因是 (　　)
A.元素的电负性呈周期性变化
B.元素的第一电离能呈周期性变化
C.元素原子的核外电子排布呈周期性变化
D.元素的金属性、非金属性呈周期性变化
解析：元素原子的核外电子排布呈周期性变化是元素性质呈现周期性变化的根本原因。
答案：C
2.(2022·广东惠州)关于元素周期表的说法正确的是 (　　)
A.除ds区外，各区的名称来自按照构造原理最后填入电子的能级的符号
B.最外层电子数为2的元素都分布在s区
C.第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有1种元素
D.第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱
解析：最外层电子数为2的元素不都分布在s区，如He在p区，Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni等在d区，B项错误；同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA、VA与ⅥA之间反常，故第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有Be、C、O 3种元素，C项错误；第四周期主族金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱，副族元素不一定符合这种规律，如金属性：Zn>Fe，D项错误。
答案：A　
3.下图表示前20号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量的变化关系，其中A、B、C各点表示的元素分别是 (　　)

A.N、S、P B.F、Cl、O
C.He、Ne、Ar D.Si、C、B
解析：稀有气体元素的原子结构为稳定结构，失去一个电子所需能量是同周期元素中最高的，故A、B、C分别代表He、Ne、Ar。
答案：C　
4. 在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分，两种元素的电负性差异越小，其共价键成分越大。下列各对原子形成的化学键中共价键成分最多的是 (　　)
A.K与F B.Na与Cl
C.Al与S D.Mg与Cl
解析：活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子键，各对原子形成化学键中共价键成分最多，说明离子键成分最少，则金属、非金属元素应该最不活泼，选项中K、Na、Al、Mg四种金属元素中最不活泼的为Al，F、Cl、S元素的非金属性：F>Cl>S，所以原子形成的化学键中共价键成分最多的为Al和S。
答案：C　
5.下列是几种基态原子的核外电子排布，电负性最大的元素是(　　)
A.1s22s22p4 B.1s22s22p63s23p3
C.1s22s22p63s23p2 D.1s22s22p63s23p64s2
解析：A项是O元素，B项是P元素，C项是Si元素，D项是Ca元素，所以非金属性最强的元素是O元素，即电负性最大的元素是O元素。
答案：A　
6.元素A的各级电离能数据如下：
电离能
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I/(kJ·mol-1)
578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
则A元素的常见价态为 (　　)
A.+1价B.+2价C.+3价 D.+4价
解析：通过观察A元素的各级电离能数据，发现I4≫I3，即A元素原子最外层有3个电子，常见价态为+3价。
答案：C　
7.元素电负性随原子序数的递增而增强的是 (　　)
A.Na C.O 解析：电负性：Na>K>Rb，A项错误；电负性：SiS，SP>As， D项错误。
答案：B　
8.下列有关粒子性质的排列顺序中，错误的是 (　　)
A.原子半径：Na>S>O
B.稳定性：PH3 C.离子半径：Na+>Mg2+>Al3+
D.第一电离能：N 解析：D项，这三种元素的第一电离能顺序为O 答案：D　
9.(2022·广东东莞)前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，其相关性质如表所示：
A
2p能级电子半充满
B
与A同周期，且原子核外有2个未成对电子
C
基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子
D
其基态原子价层电子排布式为msnm
E
前四周期元素中，E元素基态原子未成对电子数最多
F
基态F+各能级电子全充满
请根据以上情况，回答下列问题。
(1)E元素基态原子核外有　　种能量不同的电子，电子排布式为　　　　　　　，F位于元素周期表第　　周期第　　族，写出F元素基态原子的价层电子排布式：　　　　　　　。
(2)A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　(用离子符号表示)。
(3)许多金属盐都可以发生焰色试验，如元素C，其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
解析：前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大，A的2p能级电子半充满，则A为氮元素；B与A同周期，且原子核外有2个未成对电子，B为氧元素；C基态原子核外有6个原子轨道排有电子，且只有1个未成对电子，则C为钠元素；在前四周期元素中E元素基态原子未成对电子数最多，则外围电子排布式为3d54s1，E为铬元素；D的基态原子价层电子排布式为msnm，即价层电子排布式为ms2mp4，则D为第ⅥA族元素，原子序数小于铬大于钠，则D为硫元素；基态F+各能级电子全充满，则F为铜元素，据此答题。
(1)E为铬元素，基态原子核外有7种能量不同的电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。F为铜元素，位于元素周期表第四周期ⅠB族，其基态原子的价层电子排布式为3d104s1。
(2)A、B、C、D分别为N、O、Na 、S，同周期元素从左到右第一电离能呈逐渐增大的趋势，但由于N元素核外p能级上电子处于半充满状态，较稳定，第一电离能大于氧元素的，同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小，则第一电离能由大到小的顺序为N>O>S>Na；B、C、D三种元素分别为O、Na、S，其简单离子分别为O2-、Na+、S2-，其中O2-、Na+电子层结构相同，都为2层，S2-核外为三层，电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，所以B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为S2->O2->Na+。
答案：(1)7　1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　四　ⅠB　3d104s1
(2)N>O>S>Na　S2->O2->Na+
(3)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
10.电负性是元素的一种重要性质，电负性越大，其原子吸引电子的能力越强，在所形成的化合物中成为显负价的一方。下表给出的是原子序数小于20的16种元素的电负性数值：
元素
H
Li
Be
B
C
N
O
F
电负性
2.1
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
4.0

元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
请仔细分析，试回答下列问题。
(1)根据表中所给数据分析推测：
同主族不同元素的电负性变化的规律是　　　；
同周期中，电负性与原子半径的关系为　　　。
(2)预测周期表中电负性最大的元素应为　　　　(填元素符号)；估计钙元素的电负性的取值范围：　　　　 (3)预测周期表中，电负性最小的元素位于第　　　　周期第　　　　族(放射性元素除外)，其基态原子核外电子排布式可表示为　
。
解析：(1)由题给信息可知：元素的非金属性越强，则元素的电负性越大；元素的金属性越强，则元素的电负性越小。所以同主族元素，从上至下，电负性逐渐变小；同周期元素的电负性随原子半径的减小而增大。(2)周期表中F元素的非金属性最强，所以F的电负性最大；由于金属性：Mg 答案：(1)核电荷数越大，电负性越小　原子半径越小，电负性越大
(2)F　0.8　1.2
(3)六　ⅠA　1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p66s1
【拓展提高】
11.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；
②1s22s22p63s23p3；
③1s22s22p3；
④1s22s22p5。
则下列有关比较中正确的是 (　　)
A.第一电离能：④>③>②>①
B.原子半径：④>③>②>①
C.电负性：④>③>②>①
D.最高正化合价：④>③=②>①
解析：由四种元素基态原子的电子排布式可知，①是S元素、②是P元素、③是N元素、④是F元素。同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：NP，所以第一电离能：S③>②>①，A项正确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径：P>S，N>F，电子层数越多原子半径一般越大，故原子半径：P>S>N>F，即②>①>③>④，B项错误；同周期自左而右电负性增大，所以电负性：P②=③，D项错误。
答案：A
12.X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm+和Yn-两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是 (　　)
A.X的原子半径比Y的原子半径小
B.X和Y的核电荷数之差为m-n
C.电负性：X>Y
D.第一电离能：X 解析：Xm+和Yn-的核外电子排布相同，则质子数：X>Y，在元素周期表中，X应在Y的下一周期的左边，所以原子半径：X>Y，X与Y的核电荷数之差为m+n，X比Y更易失电子，第一电离能：X 答案：D　
13.下列有关主族元素M、N非金属性强弱比较的说明中，正确的是 (　　)
选项
事实
非金属性
A
第一电离能：M M>N
B
电负性：M=N
M=N
C
基态原子的价层电子排布
M：nsnnpn+3，N：nsnnp4
M D
原子半径：M>N
M 解析：一般元素第一电离能越大，说明原子越难失去电子，所以非金属性越强，但也存在特殊情况，如第一电离能：P>S，但非金属性：S>P，A项错误；元素非金属性越强，电负性也越大，所以电负性相同时，则非金属性也应相同，B项正确；基态原子的价层电子排布 M：nsnnpn+3，则M为F元素，N：nsnnp4，则N为氧元素，氧的非金属性弱于氟，C项错误；同主族元素或同周期元素比较，原子半径越小，非金属性越强，非同主族元素或非同周期元素则无法比较，D项错误。
答案：B　
14.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是 (　　)
A.原子半径：A>B>C>D
B.原子序数：d>c>b>a
C.离子半径：C3->D->B+>A2+
D.元素的第一电离能：A>B>D>C
解析：本题既可以用相关规律判断，又可以用具体元素进行判断。
方法一：A、B、C、D四种元素在周期表中的相对位置关系为。由此得出A、B、C、D的原子半径大小为B>A>C>D，A项错误；它们的原子序数大小顺序为a>b>d>c，B项错误；依据“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项正确；元素第一电离能的关系为D>C>A>B，D项错误。方法二：找出相应的元素符号，如、11Na+、7N3-、9F-，可迅速作出判断。
答案：C
15.不同元素的气态原子失去最外层一个电子所需要的最低能量，设其为E，如图所示。试根据元素在周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并完成下列问题。

(1)同主族内不同元素的E值的变化特点是　　　　　　　　　　。各主族中E值的这种变化特点体现了元素性质的　　　　变化规律。
(2)同周期内，随着原子序数的增大，E值增大，但个别元素的E值出现反常现象。试预测下列关系式中正确的是　　　　(填编号)。
①E(砷)>E(硒)
②E(砷) ③E(溴)>E(硒)
④E(溴) (3)估计1 mol气态钙原子失去最外层一个电子所需最低能量E值的范围：　　　　kJ (4)10号元素E值较大的原因是　　　。
解析：(1)从1H、3Li、11Na、19K等同主族元素可以看出，同主族元素随着原子序数增大，E值变小；从1H→2He，3Li→10Ne，11Na→18Ar同周期元素看，呈现明显的周期性变化。(2)从第二、第三周期看，第ⅢA族和第ⅥA族元素比同周期相邻两元素E值都低，可以推出E(砷)>E(硒)、E(溴)>E(硒)。(3)据同主族、同周期E值变化规律可知，E(K) 答案：(1)随着原子序数增大，E值变小　周期性
(2)①③　(3)485　738
(4)10号元素为氖，该元素基态原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构
【挑战创新】
16.(2022·广东茂名)磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池，回到下列问题。
(1)位于元素周期表中第　　　　周期　　　　　　　族，其价层电子排布式为　　　　　　　　　　。
(2)用“>”“<”或“=”填空。离子半径：　　；第一电离能：　　；电负性：O　　　P。
(3)在周期表中，化学性质最相似的邻族元素是　　　　　　。
(4)下列原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为　　　、　　　(填字母)。
A.
B.
C.
D.
(5)基态P中未成对的电子数为　　　　，其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为　　　　形。
解析：(1)Fe是26号元素，其基态原子价层电子排布式为3d64s2，因此Fe位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族。
(2)根据同电子层结构“核大半径小”原则，则离子半径：Li+P。
(3)在元素周期表中，根据对角线规则，化学性质最相似的邻族元素是Be与Al。
(4)题述Li原子电子排布图表示的状态中，D是基态电子排布式，能量最低，A、B、C都是激发态，但C中1s上的两个电子都跃迁到2px轨道上，能量最高，因此能量最低和最高的分别为D、C项。
(5)基态P价层电子排布式为3s23p3，未成对的电子数为3，其原子核外电子占据的最高能级为3p能级，其电子云轮廓图为哑铃形。
答案：(1)四　Ⅷ　3d64s2
(2)<　 <　>
(3)Be与Al
(4)D　C
(5)3　哑铃