課時精練05-原子半徑和電離能(解析版)

課時精練05原子半徑和電離能1．下列現(xiàn)元素中哪一個基態(tài)原子的第一電離能最大()A．Be B．B C．N D．O【答案】C【解析】同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，但是IIA>IIIA，VA>VIA，選項所給的四種元素處于同周期，N>O>Be>B，故選C。2．具有下列電子排布式的原子中，半徑最大的是()A．1s22s22p63s23p3B．1s22s22p3C．1s22s22p5 D．1s22s22p63s23p4【答案】A【解析】電子層數(shù)越多，一般原子半徑越大，A、D中有3個電子層，B、C中有2個電子層；電子層數(shù)相同，原子序數(shù)越大，有效核電荷數(shù)越大，原子半徑越小，A與D比較，D的核電荷數(shù)大，半徑小。3．下列關(guān)于微粒半徑的說法正確的是()A．電子層數(shù)少的元素的原子半徑一定小于電子層數(shù)多的元素的原子半徑B．核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核粒子，半徑相同C．質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，電子數(shù)越多半徑越大D．原子序數(shù)越大，原子半徑越大【答案】C【解析】由于同周期主族元素原子半徑逐漸減小，故ⅦA族的原子半徑不一定比上一周期ⅠA族元素原子半徑大，如r(Li)>r(S)>r(Cl)；對于核外電子層結(jié)構(gòu)相同的單核離子和原子，半徑是不同的；質(zhì)子數(shù)相同的不同單核粒子，陰離子半徑>原子半徑>陽離子半徑；同周期主族元素，原子序數(shù)增大，原子半徑減小。4．下列關(guān)于粒子半徑大小關(guān)系的判斷不正確的是()①r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Rb＋)<r(Cs＋)②r(F)<r(Cl)<r(Br)<r(I)③r(Na＋)<r(Mg2＋)<r(Al3＋)<r(F－)<r(O2－)④r(Fe2＋)<r(Fe3＋)<r(Fe)A．②③④B．①④C．③④ D．①②③【答案】C【解析】同主族元素的原子或離子半徑隨著電子層數(shù)增多，半徑依次增大，①②正確；具有相同的電子層結(jié)構(gòu)的陰、陽離子半徑隨著原子序數(shù)的增大而逐漸減小，r(Al3＋)<r(Mg2＋)<r(Na＋)<r(F－)<r(O2－)，③錯誤；對于同一元素，陽離子半徑小于原子半徑，化合價越高半徑越小，④錯誤。5．下列原子的電子排布中，第二電離能最大的是()A．1s2B．1s22s1C．1s22s2 D．1s22s22p1【答案】B【解析】核外電子排布為1s22s1的原子失去一個電子后變成1s2(與He原子電子排布相同)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，再失去一個電子更困難。6．同周期有下列電子排布式的原子中，第一電離能最小的是()A．ns2np3B．ns2np4C．ns2np5 D．ns2np6【答案】B【解析】具有B選項中電子構(gòu)型的基態(tài)原子失去一個電子后，達到半充滿狀態(tài)，故其第一電離能最小。7．下列有關(guān)微粒性質(zhì)的排列順序中，錯誤的是()A．原子半徑：Na＞S＞OB．穩(wěn)定性：PH3＜H2S＜H2OC．離子半徑：Al3＋＞Mg2＋＞Na＋D．第一電離能：O＜F＜Ne【答案】C【解析】A項，Na、S位于同一周期，O、S位于同一主族，原子半徑Na＞S＞O，正確；B項P、S位于同一周期，O、S位于同一主族，其氫化物穩(wěn)定性，PH3＜H2S＜H2O，正確；C項應(yīng)為Na＋＞Mg2＋＞Al3＋；D項正確。8．從P和S；Mg和Ca；Al和Si三組原子中，分別找出原子的第一電離能較高的元素，這三種元素的原子序數(shù)之和是()A．40B．48C．41 D．49【答案】C【解析】第一電離能I1(P)＞I1(S)(同周期ⅤA族元素高于ⅥA族元素)，I1(Mg)＞I1(Ca)(同主族遞變規(guī)律)，I1(Si)＞I1(Al)(同周期遞變規(guī)律)，所以三種元素的原子序數(shù)之和為15＋12＋14＝41。9．元素X的各級電離能數(shù)據(jù)如下：I1I2I3I4I5I6I/(kJ·mol－1)57818172745115781483118378則元素X的常見價態(tài)是()A．＋1B．＋2C．＋3 D．＋6【答案】C【解析】對比表中電離能數(shù)據(jù)可知，I1、I2、I3電離能數(shù)值相對較小，至I4數(shù)值突然增大，說明元素X的原子中，有3個電子容易失去，因此，該元素的常見化合價為＋3。10．具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子，其第一電離能由大到小排列正確的是()①3p軌道上只有一對成對電子的原子②外圍電子排布式為3s23p6的原子③3p軌道為半充滿的原子④正三價陽離子與氖相同的原子A．①②③④B．③①②④C．②③①④ D．②④①③【答案】C【解析】由題意知，①是硫原子，②是稀有氣體元素氬原子，③是磷原子，④是鋁原子。根據(jù)元素第一電離能變化規(guī)律知鋁的第一電離能最小，S的核電荷數(shù)雖然比P大，但磷原子3p軌道半充滿，比較穩(wěn)定，故P的第一電離能大于S，同一周期中，稀有氣體元素原子第一電離能最大，故選C。11．某元素的各級電離能(kJ·mol－1)分別為740、1500、7700、10500、13600、18000、21700，當它與氯氣反應(yīng)時最可能形成的陽離子是()A．X＋B．X2＋C．X3＋ D．X4＋【答案】B【解析】相鄰兩電子層能量相差較大，電離能產(chǎn)生突躍，說明再失一個電子的難度增大很多，由此可判斷最外層上的電子數(shù)，進而判斷其可能化合價并由此推出其陽離子所帶的正電荷數(shù)。該元素原子電離能數(shù)據(jù)突躍發(fā)生在第二、第三電離能上，故其最外層有2個電子，可形成＋2價陽離子。12．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)。下列關(guān)于元素R的判斷中一定正確的是()I1I2I3I4……R7401500770010500 ①R的最高正價為＋3價②R元素位于元素周期表中第ⅡA族③R元素第一電離能大于同周期相鄰元素④R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2A．①②B．②③C．③④ D．①④【答案】B【解析】由表中數(shù)據(jù)可知，R元素的第三電離能與第二電離能的差距最大，故最外層有兩個電子，最高正價為＋2價，位于第ⅡA族，可能為Be或者Mg元素，因此①不正確，②正確，④不正確；短周期第ⅡA族(ns2)的元素，因s軌道全滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定，所以其第一電離能大于同周期相鄰主族元素，③正確。13．已知：X為同周期元素中第一電離能最小的元素，Z元素原子最外層電子排布為2s22p4，Y是第3周期離子半徑最小的元素，則X、Y、Z三種元素組成的化合物的化學式可能是()A．X3YZ3B．X2YZ3C．X2YZ2 D．XYZ3【答案】A【解析】在同周期中第一電離能最小的是H或ⅠA族金屬元素，其化合物中化合價為＋1價；Y為Al，Z為O，根據(jù)化合物中化合價代數(shù)和為零知A正確。14．下表是元素周期表的一部分，表中的字母分別代表一種化學元素。(1)上表第三周期中第一電離能(I1)最大的是________(填字母，下同)，c和f的I1大小關(guān)系是________大于________。(2)上述元素中，原子中未成對電子數(shù)最多的是________，寫出該元素基態(tài)原子的核外電子排布式：____________________。(3)根據(jù)下表所提供的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，回答下列問題。鋰XYI1519502580I2729645701820I31179969202750I4—955011600①表中X可能為以上13種元素中的________元素。用元素符號表示X和j形成的化合物的化學式：________________。②Y是周期表中第________族的元素。③以上13種元素中，________元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多?！敬鸢浮?1)mcf(2)i1s22s22p63s23p3(3)①aNa2O、Na2O2②ⅢA③m【解析】(1)題給周期表中所列13種元素a～m分別是Na、H、Mg、Sr、Se、Al、Ge、C、P、O、Te、Cl、Ar，其中Na、Mg、Al、P、Cl、Ar位于第三周期，原子最穩(wěn)定的是Ar，故其I1最大，Mg、Al的核外電子排布式分別為1s22s22p63s2、1s22s22p63s23p1，Mg中3s軌道為全滿狀態(tài)，故其I1比Al的I1大。(2)i元素最外層電子排布為3s23p3，有3個未成對電子，未成對電子數(shù)最多。(3)①由表中數(shù)據(jù)可以看出，鋰和X的I1均比I2、I3小很多，說明X與Li同主族，且X的I1比Li的I1更小，說明X的金屬性比鋰更強，則X為Na(即a)。②由Y的電離能數(shù)據(jù)可以看出，它的I1、I2、I3比I4小得多，故Y屬于第ⅢA族元素。③稀有氣體元素m的原子最外層已達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，失去核外第一個電子所需能量最多。15．現(xiàn)有核電荷數(shù)小于18的元素A，其電離能數(shù)據(jù)如表所示(I1表示失去第1個電子的電離能，In表示失去第n個電子的電離能，單位為eV)序號I1I2I3I4I5I6電離能7.64415.0380.12109.3141.2186.5序號I7I8I9I10I11…電離能224.9266.0327.9367.41761…(1)電子離核越遠，能量越高，電離能越________(填“大”或“小”)；陽離子核電荷數(shù)越高，再失去電子時，電離能越________(填“大”或“小”)。(2)上述11個電子分屬________個電子層。(3)去掉11個電子后，該元素還有________個電子。(4)該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學式是________。(5)該元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性比核外電子排布式為1s22s22p63s1的元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的堿性________(填“強”或“弱”)?！敬鸢浮?1)小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)2(5)弱【解析】(1)電子離核越遠，能量越高，受原子核的引力越小，失去電子越容易，則電離能越小。陽離子核電荷數(shù)越高，離子半徑越小，原子核對核外電子的引力越大，失電子越難，則電離能越大；(2)據(jù)題目數(shù)據(jù)，I1、I2較小，I3突然增大，說明最外層有2個電子，I3到I10變化較小，但I11突然增大，說明次外層有8個電子，又由于核電荷數(shù)小于18，所以A為Mg；(3)Mg原子去掉11個電子后，還有1個電子；(4)Mg元素的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學式為Mg(OH)2；(5)電子排布為1s22s22p63s1的元素為鈉，與Mg同周期且在Mg的左邊，所以堿性NaOH>Mg(OH)2。16．已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ/mol。根據(jù)表中所列數(shù)據(jù)判斷錯誤的是()元素I1I2I3I4X496456269129543Y5781817274511575A．元素X的常見化合價是+1價B．元素Y是ⅢA族的元素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3周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)【答案】D【解析】X、Y是主族元素，I為電離能，X第一電離能和第二電離能差距較大，說明X為第IA族元素；Y第三電離能和第四電離能差距較大，說明Y為第IIIA族元素，X的第一電離能小于Y，說明X的金屬活潑性大于Y。A項，X為第IA族元素，元素最高化合價與其族序數(shù)相等，所以X常見化合價為+1價，故A正確；B項，Y為第IIIA族元素，故B正確；C項，若元素X是Na與氯形成化合物時，化學式可能是NaCl，故C正確；D項，若元素Y處于第三周期，為Al元素，則它與冷水不反應(yīng)，故D錯誤；故選D。17．第一電離能(I1)是指氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子所需要的最低能量。如圖是部分元素的第一電離能隨原子序數(shù)變化的曲線(其中12~17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。下列說法中不正確的是 ()A．分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，可推斷在Na~Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為Na<Al<MgB．從上圖分析可知，同一主族元素原子的第一電離能隨核電荷數(shù)增加逐漸減小C．圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第六周期第ⅠA族D．根據(jù)對角線規(guī)則，BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鑒別【答案】C【解析】根據(jù)元素周期律分析，同周期元素從左到右，第一電離能呈增大的趨勢，但Mg原子核外電子排布式為3s2，為全滿狀態(tài)，第一電離能大于Al，因此Al的第一電離能的大小范圍為Na<Al<Mg，A正確；同一主族元素隨核電荷數(shù)增加，第一電離能逐漸減小，B正確；金屬性越強，越容易失去電子，第一電離能越小，圖中第一電離能最小的元素是銣，位于第五周期第ⅠA族，C錯誤；根據(jù)對角線規(guī)則，氫氧化鈹與氫氧化鋁性質(zhì)相似，能和氫氧化鈉反應(yīng)，而Mg(OH)2和氫氧化鈉不反應(yīng)，則BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鑒別，D正確。18．元素周期律是指元素的性質(zhì)隨著原子序數(shù)的遞增而呈周期性變化的規(guī)律。如圖是第三周期各元素第一電離能與原子序數(shù)的關(guān)系?；卮鹣铝袉栴}：(1)I1(Mg)>I1(Al)的原因是_______。(2)同一周期由左向右元素第一電離能的變化特點是_______；第二周期元素(原子序數(shù)3-10)具有類似的變化規(guī)律，可見各周期元素第一電離能的這種變化特點體現(xiàn)了元素性質(zhì)的_______變化規(guī)律。(3)在同周期元素中氬元素的第一電離能最大的原因是_______。(4)根據(jù)上述變化特點，推測As、Se、Br三種元素第一電離能由大到小的順序是_______。(5)已知第三周期某元素各級電離能數(shù)據(jù)如下，該元素是_______(填元素符號)。電離能I1I2I3I4…In/kJ·mol-15781817274511578…【答案】(1)鎂原子的各能級處于全充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定(2)

呈增大趨勢

周期性(3)氬原子的最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)(4)Br>As>Se(5)Al【解析】(1)基態(tài)鎂原子價電子排布式為3s2，而基態(tài)鋁原子價電子排布式為3s23p1，可見鎂原子的3p軌道處于全空狀態(tài)，比較穩(wěn)定，而鋁原子3p軌道只有一個電子，沒有鎂穩(wěn)定，導致I1(Mg)>I1(Al)；(2)由圖中數(shù)據(jù)可知，同周期元素由左向右元素第一電離能第一電離能增大，體現(xiàn)元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律；(3)在同周期元素中氬元素的第一電離能最大的原因是氬原子的最外層達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；(4)同周期主族元素隨原子序數(shù)增大第一電離能呈增大趨勢，As元素原子4p軌道為半充滿穩(wěn)定狀態(tài)，第一電離能高于同周期相鄰元素的，故三種元素第一電離能由大到小的順序為：Br>As>Se；(5)該元素為第三周期元素，而其第四電離能劇增，所以最外層電子數(shù)為3，故為Al。19．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，設(shè)其為E，如圖所示。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，并完成下列問題。(1)寫出14號元素基態(tài)原子的電子排布式___________。(2)用所學理論解釋13號元素的E值比12號元素低的原因___________。(3)同一周期內(nèi)，隨著原子序數(shù)的增大，E值增大，但個別元素的E值出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。試預測下列關(guān)系式中正確的是___________(填序號)。①E(砷)＞E(硒)

②E(砷)＜E(硒)

③E(溴)＞E(硒)

④E(溴)＜E(硒)(4)估計1mol氣態(tài)鈣原子失去最外層一個電子所需最低能量E值的范圍___________。(5)從原子結(jié)構(gòu)的角度解釋19號元素的E值比11號元素E值低的原因___________?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2(2)13號元素Al失去的是3p1電子，12號元素Mg失去的是3s2電子，3p能級的能量比3s能級的能量高，易失去?；?2號元素Mg失去的是3s2是全充滿結(jié)構(gòu)，是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)(3)①③(4)485＜E(Ca)＜738(5)Na和K都位于第ⅠA族，最外層電子數(shù)相同，但是電子層數(shù)：K＞Na，原子半徑：K＞Na，原子核對電子的引力：Na＞K，E值：Na＞K；或K元素失去的4s能級上的電子，鈉失去的是3s能級上的電子，4s能級電子的能量高，易失去，故E值：Na＞K【解析】(1)14號元素為Si，基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p2或者[Ne]3s23p2；(2)根據(jù)E的定義，13號元素為Al，基態(tài)原子排布式為1s22s22p63s23p1，12號元素為Mg，1s22s22p63s2，13號元素Al失去的是3p1電子，12號元素Mg失去的是3s2電子，3p能級的能量比3s能級的能量高，易失或12號元素Mg失去的是3s2是全充滿結(jié)構(gòu)，是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)；(3)根據(jù)分析圖可知，同周期從左向右，E是增大趨勢，但ⅡA＞ⅢA，ⅤA＞ⅥA，E(砷)＞E(硒)，E(溴)＞E(硒)；(4)根據(jù)分析圖可知，同周期從左向右，E是增大趨勢，但ⅡA＞Ⅲ