第一篇 主题四 微题型2 元素性质的递变规律 电离能和电负性-2024年高考化学二轮复习课件
展开(一)选择题1.(2023·北京,10)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,F—F键不稳定,因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—C键的极性大于Cl—C键的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H键的极性大于Cl—H键的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意。
2.(2022·江苏,3)工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得铝。下列说法正确的是A.半径大小:r(Al3+)
同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小,A正确;基态钾原子价层电子排布式为4s1,其轨道表示式为 ,B不正确;钾和钠均能与水发生剧烈反应,因此,钾不能置换出 NaCl溶液中的钠,C不正确;钠元素与钾元素的原子序数分别为11、19,两者相差8,D不正确。
4.(2022·天津,2)嫦娥5号月球探测器带回的月壤样品的元素分析结果如图,下列有关含量前六位元素的说法正确的是A.原子半径:Al
(二)简答题5.[2022·河北,17(1)(2)](1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为_____________。(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是_____,原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1的电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2的电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
6.(1)[2020·全国卷Ⅲ,35(1)]H、B、N中,原子半径最大的是_____。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素_____的相似。(2)[2021·湖南,18(2)②]H、C、N的电负性由大到小的顺序为_________。(3)[2021·山东16(2)节选]O、F、Cl电负性由大到小的顺序为__________。(4)[2020·江苏,21(2)节选]C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_________。
1.“位—构—性”关系模型
一看电子层数:最外层电子数相同时,电子层数越多,半径越大。二看核电荷数:当电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小。三看核外电子数:当核电荷数相同时,核外电子数越多,半径越大。
(1)1~36号元素的第一电离能(I1)变化规律
说明:①同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅡA、ⅢA族反常;第ⅤA、ⅥA族反常;②同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小。
(2)应用①判断元素金属性的强弱电离能越小,金属越容易失去电子,金属性越强;反之越弱。②判断元素的化合价如果某元素的In+1≫In,则该元素的常见化合价为+n价,如钠元素I2≫I1,所以钠元素的常见化合价为+1价。(3)电离能差异原因解释
答题模板A原子的价层电子排布式为×××,处于半充满(全充满),比较稳定,难失电子。应用举例①第一电离能N大于O,原因:_______________________________________________________________。②从结构上分析Fe3+比Fe2+稳定的原因:___________________________________________________________________。
N原子的价层电子排布式为2s22p3,处于
半充满,比较稳定,难失电子
Fe3+价层电子排布式为3d5,
为半充满结构,而Fe2+价层电子排布式为3d6
4.电负性(1)电负性用来描述元素的原子在化合物中吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引键合电子的能力越强。(2)变化规律:一般来说,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。
(4)解释元素电负性大小的原因
答题模板A原子比B原子的半径大,且A原子的核电荷数比B原子的小,所以A原子对最外层电子的吸引力小于B,故电负性A小于B。应用举例请结合核外电子排布相关知识解释,C的电负性小于O的原因:___________________________________________________________________________________。
碳原子半径比氧原子半径大,且核电荷数比氧的小,故碳原子对最外层电子的吸引力小于氧
(一)选择题1.(2022·天津高三期末)下列叙述正确的是A.第一电离能:Li
2.(2023·江苏高三联考)工业上分别用Mg、C还原SiO2可得无定形硅、晶体硅。下列说法正确的是A.原子半径:r(Mg)
同周期元素,从左到右原子半径逐渐减小,故r(Mg)>r(Si),A错误;非金属性:C>Si,则碳酸酸性强于硅酸,B错误;元素非金属性越强,电负性越大,氧的电负性比硅大,C错误;镁为金属元素,氧为非金属元素,金属元素的第一电离能通常小于非金属元素的第一电离能,故I1(O)>I1(Mg),D正确。
3.(2023·江苏南通高三统考)离子液体是室温或稍高于室温时呈液态的离子化合物,大多数离子液体有体积很大的阴、阳离子。常见的阴离子有 等,一种离子液体的结构如图所示。下列关于构成离子液体常见元素的说法正确的是A.简单离子的半径:r(Al3+)>r(Cl-)>r(F-)B.稳定性:PH3>NH3C.第一电离能:I1(C)>I1(B)>I1(Al)D.酸性:HF>HNO3>H3PO4
具有相同电子层结构的离子,核电荷数越大,半径越小,故简单离子的半径:r(F-)>r(Al3+),A错误;元素非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,故稳定性:NH3>PH3,B错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能,故第一电离能:I1(C)>I1(B) >I1(Al),C正确;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,但HF为弱酸,故酸性:HNO3>H3PO4>HF,D错误。
4.(2023·北京海淀高三期中)我国科研人员发现的氟磺酰基叠氮(FSO2N3)是一种安全、高效的“点击化学”试剂,其结构式如图,其中S为+6价。下列说法正确的是A.该分子中S原子的价层电子对数为4B.该分子中N原子均为sp2杂化C.电负性:F>O>S>ND.第一电离能:F>O>N>S
由图可知,该分子中S原子形成4个σ键,且没有孤电子对,价层电子对数为4,故A正确;由结构式可知,该分子中与S相连的N原子价层电子对数为2+1=3,为sp2杂化,另外两个N原子价层电子对数为2,为sp杂化,故B错误;元素的非金属性越强,其电负性越大,由于元素的非金属性: F>O> N>S,则元素的电负性大小顺序为F>O>N>S,C错误;同一周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA、第ⅤA族元素第一电离能比同周期相邻元素的大,故这四种元素的第一电离能:F>N>O>S,D错误。
5.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·ml-1,请根据表中数据判断下列说法错误的是A.元素X的常见化合价是 +1价B.元素Y是第ⅢA族元素C.元素X与氯形成化合物 时,化学式可能是XClD.若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
由数据分析,X元素的I2≫I1,X易呈+1价,为第ⅠA族元素,A项正确;由数据分析,Y元素的I4≫I3,易呈+3价,应在第ⅢA族,B项正确;X易呈+1价,氯的化合价存在-1价,若X与氯形成化合物时,化学式可能为XCl,C项正确;若Y处于第三周期,则Y为铝元素,Al不与冷水反应,D项错误。
6.(2023·江苏南通高三期末)X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子中有3个未成对电子,Z是元素周期表中电负性最大的元素,Y和W同主族,常温下0.01 ml·L-1 R的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH=12。下列说法正确的是A.Z的简单氢化物分子间能形成氢键B.简单离子半径:r(R)>r(W)C.简单气态氢化物的热稳定性:W>YD.第一电离能:I1(X)>I1(Y)>I1(Z)
Z是元素周期表中电负性最大的元素,则Z为F;基态X原子中有3个未成对电子且其原子序数小于9,则X为N;根据原子序数大小关系,可判断Y为O;Y和W同主族,则W为S;常温下0.01 ml·L-1 R的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH=12,说明R的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱,R为K。
7.(2023·北京丰台区高三模拟)下列原因分析能正确解释性质差异的是
Mg和Al的电子层数相同,Mg的原子半径大,原子核对最外层电子的吸引力小,镁易失去最外层电子,所以金属活动性:Mg>Al,故不选A;稳定性与键能有关,与分子间作用力无关,故不选B;亚硫酸不是S的最高价氧化物对应的水化物,不能根据酸性:H2CO3< H2SO3得出非金属性:C
原子的电负性越大,该原子吸引电子的能力越强,原子核附近电子云密度越大,电负性:O>C>H,因而原子核附近电子云密度的大小顺序是O>C>H
9.在高温下,Cu2O比CuO稳定,从离子的电子层结构角度分析,其主要原因是______________________________________________________________________________________________。
Cu2O中Cu+的价层电子排布式为3d10,CuO中Cu2+的价层电子排布式为3d9,前者达到全充满稳定结构
10.比较Mn和Fe的电离能数据可知:气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难。对此,你的解释是__________________________________________________________________________________________。
Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定;而Fe2+的3d轨道上电子数为6,不是较稳定的状态
11.FeCl3和LiFePO4中的铁元素分别显+3、+2价,请从原子结构角度解释Fe为何能显+3、+2价:_____________________________________________________________________________________________________________________。
Fe的价层电子排布为3d64s2,其4s上的2个电子易失去而显+2价,3d上再失去1个电子后成为较稳定的半充满状态,所以可显+3价
12.铜锌合金俗称黄铜,铜锌两种金属的各级电离能(单位:kJ·ml-1)数据如下表。
I2(Cu)>I2(Zn)的原因是_________________________________________________________________________________________________。
Cu+的价层电子排布为3d10,结构稳定难失去电子变成Cu2+,Zn+的价层电子排布为3d104s1,易失去4s电子
13.(2023·四川宜宾二模)乳酸亚铁[CH3CH(OH)COO]2Fe是一种常用的补铁剂。(1)乳酸分子( )中 σ 键与π键的数目比为________。(2)乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为_______________。(3)C与O中,第一电离能较大的是________,O的第二电离能远大于第一电离能的原因是_______________________________________________________________________。
O失去一个电子后,2p能级半充满,能量低,较稳定,再失去一个电子更困难
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