2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)2-3電離能和電負(fù)性課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6電離能和電負(fù)性一、選擇題(每小題4分，共48分)1．下列各組元素性質(zhì)的遞變狀況錯誤的是(D)A．Li、Be、B原子最外層電子數(shù)依次增多B．P、S、Cl元素最高正價依次上升C．N、O、F電負(fù)性依次增大D．Na、K、Rb第一電離能漸漸增大解析：依據(jù)元素周期律可知，同一周期從左到右，原子最外層電子數(shù)依次增多、元素最高正價依次上升、元素原子的電負(fù)性依次增大；同一主族從上到下，隨著電子層數(shù)的增加，元素的第一電離能漸漸減小。2．X、Y為兩種元素的原子，X的陰離子與Y的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，由此可知(B)A．X的原子半徑大于Y的原子半徑B．X的電負(fù)性大于Y的電負(fù)性C．X的陰離子半徑小于Y的陽離子半徑D．X的第一電離能小于Y的第一電離能解析：X的陰離子與Y的陽離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則Y在周期表中位于X的下一周期，Y比X多一個電子層，故原子半徑Y(jié)>X，電負(fù)性X>Y，A項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大，微粒半徑越小，故X的陰離子半徑大于Y的陽離子半徑，C項(xiàng)錯誤；X易得電子形成陰離子，而Y易失電子形成陽離子，故第一電離能X>Y，D項(xiàng)錯誤。3．已知元素周期表中1～18號元素中的四種元素的簡潔離子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，下列推斷正確的是(B)A．元素的第一電離能：X>WB．離子的還原性：Y2－>Z－C．氫化物的穩(wěn)定性：H2Y>HZD．原子半徑：X<W解析：1～18號元素中的四種元素的簡潔離子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則W和X是金屬元素，且在周期表中W位于X的右側(cè)，Y和Z是非金屬元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右側(cè)。同周期元素從左到右金屬性漸漸減弱，非金屬性漸漸增加，即金屬性：X>W，非金屬性：Z>Y，所以元素的第一電離能：X<W，原子半徑：X>W，離子的還原性：Y2－>Z－，氫化物的穩(wěn)定性：H2Y<HZ，故B項(xiàng)正確。4．下列各元素，最易形成離子化合物的是(D)①第三周期第一電離能最小的元素②外圍電子構(gòu)型為2s22p6的原子③2p能級為半滿的元素④電負(fù)性最大的元素A．①②B．③④C．②③D．①④解析：依據(jù)題意可知：①為Na，②為Ne，③為N，④為F。兩種成鍵元素原子間的電負(fù)性差值越大，越易形成離子鍵。D項(xiàng)正確。5．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關(guān)比較正確的是(A)A．第一電離能：④>③>②>①B．原子半徑：④>③>②>①C．電負(fù)性：④>③>②>①D．最高正化合價：④>③＝②>①解析：由電子排布式可知：①為S元素，②為P元素，③為N元素，④為F元素。依據(jù)元素周期律可知，第一電離能：④>③>②>①，A項(xiàng)正確；原子半徑應(yīng)是②最大，④最小，B項(xiàng)不正確；電負(fù)性應(yīng)是④最大，②最小，C項(xiàng)不正確；F無正價，②、③最高正化合價均為＋5，①的最高正化合價為＋6，D項(xiàng)不正確。6．已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X>Y，下列說法錯誤的是(A)A．第一電離能：Y小于XB．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY小于HnXC．最高價含氧酸的酸性：X的強(qiáng)于Y的D．X和Y形成化合物時，X顯負(fù)價，Y顯正價解析：據(jù)電負(fù)性X>Y推知，原子序數(shù)X>Y，對于同周期元素，通常第一電離能Y小于X，但ⅡA族和VA族元素原子軌道為全滿和半滿狀態(tài)，第一電離能比相鄰元素的高，如電負(fù)性：O>N，而第一電離能：N>O，A項(xiàng)錯誤；氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HmY<HnX，B項(xiàng)正確；最高價含氧酸的酸性X的強(qiáng)于Y的，C項(xiàng)正確；電負(fù)性大的吸引電子實(shí)力強(qiáng)，在化合物中顯負(fù)價，電負(fù)性小的吸引電子實(shí)力弱，在化合物中顯正價，D項(xiàng)正確。7．依據(jù)下列五種元素的電離能數(shù)據(jù)(單位：kJ·mol－1)，推斷下列說法不正確的是(B)元素代號I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A.元素的電負(fù)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元素解析：由表中數(shù)據(jù)可知，A項(xiàng)正確；依據(jù)第一電離能的數(shù)據(jù)可知，R的最外電子層應(yīng)當(dāng)有1個電子，S的最外電子層應(yīng)當(dāng)有2個電子，不屬于同一主族的元素，B項(xiàng)錯誤；U的最外電子層有1個電子，可能屬于s區(qū)元素，C項(xiàng)正確；T元素最外層有3個電子，價電子排布可能是ns2np1，D項(xiàng)正確。8．A元素的陽離子與B元素的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)，有關(guān)兩元素的下列敘述：①原子半徑A<B，②離子半徑A>B，③原子序數(shù)A>B，④原子最外層電子數(shù)A<B，⑤A的正價與B的負(fù)價肯定值肯定相等，⑥A的電負(fù)性小于B的電負(fù)性，⑦A的第一電離能大于B的第一電離能。其中正確的是(B)A．①②⑦B．③④⑥C．③⑤D．③④⑤⑥⑦解析：“A元素的陽離子與B元素的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)”，則A在B的下一周期。①錯誤，因A原子半徑大于同一主族的上一周期的原子的半徑，該原子的半徑又大于同一周期的B原子的半徑，所以原子半徑A>B；②錯誤，離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)時，核電荷數(shù)越大，離子半徑越??；⑤錯誤，A的正價與B的負(fù)價肯定值不肯定相等；⑦錯誤，A的第一電離能小于B的第一電離能。9．在元素周期表中的某些元素之間存在著特別的“對角線關(guān)系”，例如：Li～Mg，Be～Al，B～Si相像等，下列說法不正確的是(C)A．氫氧化鈹是兩性氫氧化物B．B、Si的電負(fù)性數(shù)值相近C．Li和Mg的原子半徑相近，且核外電子排布相近D．Li在N2中燃燒能生成Li3N解析：Li和Mg的原子半徑相近，Mg是第三周期第ⅡA族，Li是其次周期第ⅠA族，核外電子排布不相近。10．一般來說，同周期內(nèi)不同元素的第一電離能I1隨著原子序數(shù)的增大而增大，但個別元素的I1出現(xiàn)反?，F(xiàn)象。下列關(guān)系正確的是(A)A．I1(氮)>I1(氧)B．I1(氟)<I1(氧)C．I1(鎂)<I1(鋁)D．I1(鈣)>I1(鎂)解析：解本題最簡潔犯的錯誤是依據(jù)同周期元素的第一電離能從左到右有增大的趨勢，而錯選C。A項(xiàng)，N原子2p軌道處于半充溢狀態(tài)，較穩(wěn)定，其I1會出現(xiàn)反常，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，F(xiàn)和O位于同一周期，I1(氟)>I1(氧)，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)，鎂的3s軌道全滿，較穩(wěn)定，I1出現(xiàn)反常，C項(xiàng)錯誤；D項(xiàng)，鎂和鈣最外層ns軌道均為全滿，但鈣比鎂多一個能層，鈣的原子半徑較大，因而I1(鈣)<I1(鎂)，D項(xiàng)錯誤。11．下列關(guān)于元素第一電離能的說法不正確的是(B)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(qiáng)于鈉B．因同周期元素的原子半徑從左到右漸漸減小，故元素第一電離能必依次增大C．最外層電子排布式為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子，其元素第一電離能較大D．對于同一元素而言，電離能：I1<I2<I3<……<In解析：解本題最簡潔犯的錯誤是忽視同周期的第ⅡA族與第VA族元素的第一電離能出現(xiàn)了反常，而錯選答案。A項(xiàng)，同一主族，從上到下元素的第一電離能越來越小，活潑性越來越強(qiáng)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，同周期的第ⅡA族與第VA族元素，第一電離能出現(xiàn)了反常，B項(xiàng)錯誤；C項(xiàng)，最外層電子排布式為ns2np6(若只有K層時為1s2)的原子為稀有氣體原子，其元素第一電離能較大，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，同一元素的電離能：I1<I2<I3<……In，D項(xiàng)正確。12．對Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述不正確的是(A)A．第一電離能：Na<Mg<AlB．電負(fù)性：Na<Mg<AlC．還原性：Na>Mg>AlD．堿性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3解析：解本題最簡潔犯的錯誤是誤認(rèn)為同周期元素的第一電離能必依次增大，而錯選答案。同周期元素的第一電離能從左到右一般呈增大趨勢，但第ⅡA族與第VA族元素的p軌道全空或半充溢，是較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，所以其第一電離能較相鄰元素的略大。二、非選擇題(共52分)13．(12分)A、B、C、D、E、F六種短周期元素，原子序數(shù)依次增大；A、B的陰離子與C、D的陽離子的電子排布式均為1s22s22p6，A原子核外有2個未成對電子，C的單質(zhì)可與熱水反應(yīng)但不能與冷水反應(yīng)；E、F的基態(tài)原子有9個非空原子軌道，且E原子核外有3個未成對電子，F(xiàn)能與A形成相同價態(tài)的陰離子，且離子半徑A小于F。試回答：(1)上述六種元素中第一電離能最大的是F(填元素符號)元素，理由是其最外層電子數(shù)為7，且原子半徑較小，簡潔得到電子，不簡潔失去電子。(2)C元素原子的第一電離能>(填“>”“<”或“＝”)D，理由是Mg原子最外層3s軌道處于全充溢狀態(tài)，3p軌道處于全空狀態(tài)，是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。(3)上述六種元素按電負(fù)性從小到大的排列依次是Mg、Al、P、S、O、F(用元素符號表示)。(4)C、D、E、F元素形成的最高價氧化物分別是離子(填“離子”或“共價”，下同)、離子、共價、共價化合物。解析：電子排布式為1s22s22p6的常見陰離子有N3－、O2－、F－，常見陽離子有Na＋、Mg2＋、Al3＋。A原子核外有2個未成對電子，其原子2p能級有2個電子或4個電子，可知A是O，B是F；C的單質(zhì)可與熱水反應(yīng)但不能與冷水反應(yīng)，C是Mg，故D是Al；E、F的基態(tài)原子有9個非空原子軌道，說明有3p軌道且均填有電子，E原子核外有3個未成對電子，則E是P；F能與A形成相同價態(tài)的陰離子，故F是S。(1)六種元素中第一電離能最大的是F。(2)Mg的第一電離能大于Al，是因?yàn)镸g原子最外層3s軌道處于全充溢狀態(tài)，3p軌道處于全空狀態(tài)，是相對穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。14．(12分)在下列橫線上填上適當(dāng)?shù)脑胤枴?1)在第三周期中，第一電離能最小的元素是Na，第一電離能最大的元素是Ar。(2)在元素周期表中，電負(fù)性最大的元素是F，電負(fù)性最小的元素是Cs(放射性元素除外)。(3)最活潑的金屬元素是Cs(放射性元素除外)。(4)最活潑的氣態(tài)非金屬元素是F。(5)其次、三、四周期原子中p軌道半充溢的元素是N、P、As。(6)電負(fù)性相差最大的元素是F、Cs。解析：同周期中從左到右，元素的I1呈增大趨勢，同周期中金屬元素I1最小，稀有氣體I1最大，故第三周期中I1最小的為Na，最大的為Ar。電負(fù)性的遞變規(guī)律：同周期(0族除外)從左到右漸漸增大，同主族從上到下漸漸減小，故周期表中，電負(fù)性最大的元素是氟，電負(fù)性最小的為銫(放射性元素除外)。15．(12分)電離能是指1mol氣態(tài)基態(tài)原子(或陽離子)失去1mol電子形成1mol氣態(tài)陽離子(或更高價陽離子)所汲取的能量。現(xiàn)有核電荷數(shù)小于18的元素A，其電離能(單位為eV·mol－1)數(shù)據(jù)如下。(1)外層電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，電離能越小(填“大”或“小”)；陽離子電荷數(shù)越高，再失去電子時，電離能越大(填“大”或“小”)。(2)上述失去的11個電子分屬3個電子層。(3)失去11個電子后，該元素原子核外還有1個電子。(4)該元素的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的化學(xué)式是Mg(OH)2。解析：(1)電子離核越遠(yuǎn)，能量越高，受原子核的引力越小，越簡潔失去，則電離能越小；陽離子電荷數(shù)越高，離子半徑越小，原子核對核外電子的引力越大，越難失去電子，則電離能越大。(2)依據(jù)題中數(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改變較小，但I(xiàn)11突然增大，說明次外層有8個電子，則失去的11個電子分屬3個電子層；又由于核電荷數(shù)小于18，所以A為Mg。(3)Mg元素的原子失去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)的水化物為Mg(OH)2。16．(16分)下表列出了元素周期表中前20號元素中某些元素性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)：試回答下列問題。(1)以上10種元素中，第一電離能最小的是②(填序號)。(2)上述⑤、⑥、⑦三種元素中的某兩種元素形成的化合物中，每一個原子都滿意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可能是PCl3、CCl4(填分子式，兩種即可)。元素⑨和⑩形成的化合物的化學(xué)式為Si3N4；元素①的原子價電子排布式是3s23p4。(3)①、⑥、⑦、⑩四種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性由強(qiáng)到弱的依次是HCl>H2S>PH3>SiH4(填化學(xué)式)。(4)③和⑨兩元素相比，非金屬性較弱的是氮元素(填名稱)，可以驗(yàn)證該結(jié)論的是CE(填序號)。A．氣態(tài)氫化物的揮發(fā)性 B．單質(zhì)分子中的鍵能C．兩元素的電負(fù)性 D．含氧酸的酸性E．最簡潔氫化物的穩(wěn)定性F．兩單質(zhì)在自然界中的存在形式解析：解本題最簡潔犯的錯誤是不能讀懂表中數(shù)據(jù)，并依據(jù)數(shù)據(jù)推斷各元素。由題意可知，10種元素是前20號元素，依據(jù)表中數(shù)據(jù)可推出①是S元素，②是K元素，③是O元素，④是Al元素，⑤是C元素，⑥是P元素，⑦是Cl元素，⑧是Na元素，⑨是N元素，⑩是Si