高中化學(xué)魯科版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)第三節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 學(xué)業(yè)分層測評

學(xué)業(yè)分層測評(四)電離能及其變化規(guī)律(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．下列說法中不正確的是()A．電離能最小的電子能量最高B．同主族元素，隨著核電荷數(shù)的增加，I1逐漸增大C．通常情況下，電離能I1＜I2＜I3D．通常情況下，電離能越小，元素的金屬性越強【解析】同主族元素，隨核電荷數(shù)的增大，I1逐漸減小，B錯誤。【答案】B2．下列原子中，第一電離能最大的是()A．B B．CC．Al D．Si【解析】B、C屬于同周期元素，故I1(C)>I1(B)，Al、Si屬于同周期元素，故I1(Si)>I1(Al)；C、Si屬于同主族元素，故I1(C)>I1(Si)，B、Al屬于同主族元素，故I1(B)>I1(Al)。綜上所述知I1(C)最大。【答案】B3．在第2周期中，B、C、N、O四種元素的第一電離能由大到小的排列順序是()A．I1(N)>I1(C)>I1(O)>I1(B)B．I1(N)>I1(O)>I1(B)>I1(C)C．I1(N)>I1(O)>I1(C)>I1(B)D．I1(O)>I1(N)>I1(C)>I1(B)【解析】B、C、N、O屬于同周期元素，同一周期元素隨原子序數(shù)遞增，第一電離能有增大的變化趨勢，但ⅡA族元素大于ⅢA族元素，VA族元素大于ⅥA族元素?！敬鸢浮緾4．元素周期表第3周期所含主族元素(Ar除外)中，第一電離能最大和最小的兩元素形成的化合物是()A．Na2S B．MgCl2C．NaCl D．AlCl3【解析】第3周期主族元素中，第一電離能最大的元素為Cl，第一電離能最小的元素為Na，二者形成的化合物為NaCl?！敬鸢浮緾5．下列四種元素中，第一電離能由大到小順序正確的是()①原子含有未成對電子最多的第2周期元素②電子排布為1s2的元素③周期表中電負性最強的元素④原子最外層電子排布為3s23p4的元素A．②③①④ B．③①④②C．①③④② D．無法比較【解析】根據(jù)原子的核外電子排布及元素周期律可知，①、②、③、④分別表示氮、氦、氟和硫，第一電離能由大到小的順序是He＞F＞N＞S，A項正確。【答案】A6．下列選項中，第二電離能最大的元素所具有的電子層結(jié)構(gòu)為()A．1s2 B．1s22s1C．1s22s2 D．1s22s22p2【解析】I2最大的元素應(yīng)失去的是內(nèi)層上已達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的電子層上的電子。【答案】B7．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ/mol。根據(jù)下表所列數(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X與氯形成化合物時，化學(xué)式可能是XClC．元素Y是ⅢA族的元素D．若元素Y處于第3周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)【解析】對元素X，I2開始突躍，說明X最容易失去1個e－，對于元素Y，I4開始突躍，說明Y容易失去3個e－，由此可知X的常見化合價為＋1價，元素Y是ⅢA族元素，若Y處于第3周期，Y是Al，Al與冷水不反應(yīng)?！敬鸢浮緿8．下表列出了某短周期元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)元素I1I2I3I4……R7401500770010500……下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是()A．R的最高正價為＋3價B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族C．R元素的原子最外層共有4個電子D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2【解析】由表中數(shù)據(jù)I3?I2知其最高正價為＋2價，R元素位于ⅡA族，最外層有2個電子，R不一定是Be元素?！敬鸢浮緽9．下列各組元素，按原子半徑依次減小、第一電離能逐漸增大的順序排列的是()A．K、Na、Li B．Al、Mg、NaC．N、O、C D．Cl、S、P【解析】同周期元素，從左到右，原子半徑逐漸減小(除稀有氣體元素)，第一電離能在總體上呈現(xiàn)從小到大的變化趨勢。同主族元素，從上到下，原子半徑遞增，第一電離能遞減?！敬鸢浮緼10．不同元素的氣態(tài)原子失去最外層一個電子所需要的最低能量I1如下圖所示。試根據(jù)元素在周期表中的位置，分析圖中曲線的變化特點，并回答下列問題。(1)同主族內(nèi)不同元素原子的I1變化的特點是______________________，各主族中I1的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________變化規(guī)律。(2)同周期內(nèi)，隨原子序數(shù)增大，I1增大。但個別元素的I1出現(xiàn)反常，試預(yù)測下列關(guān)系中正確的是________(填序號)。①I1(砷)>I1(硒)②I1(砷)<I1(硒)③I1(溴)>I1(硒)④I1(溴)<I1(硒)(3)第10號元素XT較大的原因是__________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)從Li、Na、K等可以看出，同主族元素隨原子序數(shù)的增大，I1變?。籋到He、Li到Ne、Na到Ar呈現(xiàn)明顯的周期性變化。(2)考查第一電離能與洪特規(guī)則的關(guān)系。同一周期元素的第一電離能存在一些反常，這與它們的原子價電子排布的特征有關(guān)。如鎂的第一電離能比鋁的大，磷的第一電離能比硫的大?；疽?guī)律：當(dāng)原子核外電子排布在能量相等的軌道上形成全空(p0、d0、f0)、半滿(p3、d5、f7)和全滿(p6、d10、f14)狀態(tài)時，原子的能量較低，該元素具有較大的第一電離能。從第2、3周期可以看出第ⅢA、第ⅥA族元素比同周期相鄰兩種元素的I1都低，由此可以推測：I1(砷)＞I1(硒)，I1(溴)＞I1(硒)。(3)10號元素是稀有氣體元素氖，已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，此時失去一個電子就需要很高的能量?！敬鸢浮?1)隨著原子序數(shù)增大，I1變小周期性(2)①③(3)10號元素是氖，該元素的原子最外層電子排布已達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)11．根據(jù)下列5種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，回答下列問題。元素符號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600V420310044005900(1)在元素周期表中，最有可能處于同一族的是________(填序號，下同)。A．Q和R B．S和TC．T和V D．R和TE．R和V(2)它們的氯化物的化學(xué)式，最有可能正確的是________。A．QCl2B．RClC．SCl3D．TClE．VCl4(3)下列元素中，最有可能與Q元素處于同一族的是________。A．硼B(yǎng)．鈹C．鋰D．氫E．氦(4)在這5種元素中，最容易與氯元素形成離子化合物的是________。A．QB．RC．SD．TE．V(5)利用表中的數(shù)據(jù)判斷，V元素最有可能是下列元素中的________。A．HB．LiC．NaD．K理論根據(jù)是_____________________________________________。___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________【解析】各級電離能中發(fā)生突躍式增高的情況是R：I2?I1、S：I3?I2、T：I4?I3、V：I2?I1，化合價分別為＋1、＋2、＋3、＋1；Q的第一電離能比其他元素的第一電離能明顯高得多，最有可能為稀有氣體。【答案】(1)E(2)B(3)E(4)E(5)DR和V都是I2?I1，應(yīng)該屬于ⅠA族元素，因為R和V都存在第四電離能，核外電子數(shù)應(yīng)該至少為4個，故應(yīng)該是Na、K，并且V的第一電離能小于R的，所以V的金屬性更強，應(yīng)該是K12．Q、R、X、Y、Z五種元素的原子序數(shù)依次遞增。已知：①Z的原子序數(shù)為29，其余的均為短周期主族元素；②Y原子價電子(外圍電子)排布msnmpn；③R原子核外L層電子數(shù)為奇數(shù)；④Q、X原子p軌道的電子數(shù)分別為2和4。請回答下列問題：【導(dǎo)學(xué)號：66240008】(1)Q是________，R是________，X是________，Y是________，Z是________(用元素符號填寫)。(2)Z的核外電子排布式是________。(3)Q、R、X、Y四種元素的第一電離能由小到大的順序是________________________________________________(用元素符號表示)。(4)Q、R、Y三種元素最高價氧化物對應(yīng)水化物酸性強弱順序為____________________________________________________(用化學(xué)式表示)。【解析】由①得Z為銅元素，3d軌道是全充滿狀態(tài)；由②得Y為ⅣA族元素；由③得R原子L層電子數(shù)可能為1、3、5、7，且為第二周期元素；由④得Q價電子排布為ns2np2，X價電子排布為ns2np4。結(jié)合原子序數(shù)大小關(guān)系：Q＜R＜X＜Y＜Z可知，Q為碳元素，Y為硅元素，R為氮元素，X為氧元素。【答案】(1)CNOSiCu(2)1s22s22p63s23p63d104s1(3)Si＜C＜O＜N(4)HNO3＞H2CO3＞H4SiO4(或H2SiO3)[能力提升]13．某元素X的逐級電離能如圖所示，下列說法正確的是()A．X元素顯＋4價B．X為非金屬C．X為第五周期元素D．X與氯反應(yīng)時最可能生成的陽離子為X3＋【解析】從圖可以看出I4?I3，元素X易失去3個e－?！敬鸢浮緿14．(雙選)下列敘述正確的是()A．同周期元素中，ⅦA族元素的原子半徑最大B．ⅥA族元素的原子，其半徑越大，越容易得到電子C．室溫時，0族元素的單質(zhì)都是氣體D．同一周期中，堿金屬的第一電離能最小【解析】本題考查元素周期表中，同周期和同主族元素性質(zhì)的一些遞變規(guī)律。A項錯，因為在同周期元素中ⅦA族元素原子的半徑最??；B項錯，因為在同主族元素中，原子半徑越大越難得到電子?！敬鸢浮緾D15．下表為元素周期表前四周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是()元素的第一電離能小于Y元素的第一電離能B．X元素的第一電離能小于Z元素的第一電離能C．p能級未成對電子最多的是W元素D．X元素是同周期中第一電離能最大的元素【解析】根據(jù)五種元素所處位置，X、W、Y、R、Z五種元素分別為：F、P、S、Ar、Br。同周期VA族元素原子價電子排布為ns2np3為半充滿結(jié)構(gòu)，故P元素的第一電離能比S元素的第一電離能要略大；F、Br在同一主族，F(xiàn)元素的第一電離能比Br元素的第一電離能要大，故A選項和B選項是錯誤的。W元素的p能級上有3個未成對的電子，故C選項是正確的。同周期中堿金屬的第一電離能最小，稀有氣體的第一電離能最大，故D選項錯誤。【答案】C16．如圖是元素周期表的一部分，其中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。(1)下列________(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f(2)如果給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：a．原子核對核外電子的吸引力b．形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ·mol－1)鋰XY失去第一個電子519502580失去第二個電子729645701820失去第三個電子1179969202750失去第四個電子955011600①鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量，原因是_______________________________________________________________________________________________________________。②表中X可能為以上13種元素中的________(填寫字母)元素。用元素符號表示X和j形成的化合物的化學(xué)式______________。③Y是周期表中________族的元素。④以上13種元素中，________(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。【解析】鋰原子核外電子排布式為1s22s1，失去核外第一個電子形成的Li＋核外電子排布式為1s2，為全充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，難以再失電子，所以失去第二個電子時所需能量要遠遠大于失去第一個電子時所需的能量。由表中所提供數(shù)據(jù)可知，X原子的各級電離能數(shù)據(jù)中