(鲁科版化学选修3)1.3 原子结构与元素性质 规范训练（含答案）

第三节 原子结构与元素性质

(时间：30分钟)

考查点一 电离能及其变化规律

1．气态中性原子的原子核外电子排布式发生如下变化，吸收能量最多的是

2

2

6

2

2

2

2

6

2

1

( )。

A．1s2s2p3s3p→1s2s2p3s3p B．1s2s2p3s3p→1s2s2p3s3p C．1s2s2p3s3p→1s2s2p3s3p

D．1s2s2p3s3p3d4s4p→1s2s2p3s3p3d4s4p

解析 分析四个选项中气态中性原子的原子核外电子排布式可知，其都是基态的气态原子，再分析每个基态原子所发生的变化，都是失去一个电子，所

需的能量为第一电离能。根据原子核外电子排布式可知四种气态中性原子分别为Si、P、S、Ge，吸收能量最多(最难失去电子)的是3p轨道处于半充状态的P。

答案 B

2．元素A的各级电离能数据如下：

I/(kJ·mol) 则元素A的常见价态是 A．＋1

－12

2

6

2

6

10

2

2

2

2

6

2

6

10

2

1

2

2

6

2

4

2

2

6

2

3

2

2

6

2

3

2

2

6

2

2

I1 578

I2 1 817

I3 2 745

I4 11 578

I5 14 831 I6 18 378 ( )。

B．＋2 C．＋3 D．＋6

解析 对比表中电离能数据可知，I1、I2、I3电离能数值相对较小，而I4数 值突然增大，说明元素A的原子中，有3个电子容易失去，因此，该元素 的常见化合价是＋3价。 答案 C

3．下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是

( )。

A．K、Na、Li C．N、O、C 答案 A

B．Al、Mg、Na D．Cl、S、P

4．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol)，回答下面问题。

－1

元素代号 Q R S T U I1 2 080 500 740 580 420

I2 4 000 4 600 1 500 1 800 3 100

I3 6 100 6 900 7 700 2 700 4 400

I4 9 400 9 500 10 500 11 600 5 900 (1)在周期表中，最可能处于同一族的是 ( )。

A．Q和R B．S和T C．T和U D．R和T E．R和U

(2)电解它们的熔融氯化物，阴极电极反应式最可能正确的是 ( )。 A．Q＋2e→Q C．S＋3e→S E．U＋2e→U

(3)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是 A．QCl2

B．RCl

C．SCl3

( )。 E．UCl4 ( )。

2＋

－

3＋

－

2＋

－

B．R＋2e→R D．T＋3e→T

3＋

－

2＋－

D．TCl

(4)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是 A．硼(1s2s2p) C．锂1s2s E．氦(1s)

22

12

2

1

B．铍(1s2s) D．氢(1s)

1

22

解析 五种元素的各级电离能中发生突跃式增大的情况是：R有I2?I1、S 有I3?I2、T有I4?I3、U有I2?I1，化合价分别为＋1、＋2、＋3、＋1。(1) 周期表中同一族的元素的最外层电子排布相同，所以它们的化合价应该是相 同的(电离能发生突跃式增大的情况应相同)，只有E选项符合要求，R和U 均为＋1价。(2)电解它们的熔融氯化物，阴极电极反应式为相应价态的阳离 子得电子被还原，只有选项D正确。(3)各元素价态与化合物中氯原子数相 同的只有选项B。(4)Q的第一电离能比其他元素的第一电离能明显高很多， 最有可能为稀有气体或惰性金属。 答案 (1)E (2)D (3)B (4)E

5．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。

(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。 ①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f

(2)如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。 核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响： A．原子核对核外电子的吸引力 B．形成稳定结构的倾向

下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol)：

失去第一个电子 失去第二个电子 失去第三个电子 失去第四个电子 锂 519 7 296 11 799 —— X 502 4 570 6 920 9 550 Y 580 1 820 2 750 11 600 －1

①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所 需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量______________________ ________________________________________________________________。 ②表中X可能为以上13种元素中的(填写字母)____________元素。用元素 符号表示X和j形成化合物的化学式________________。 ③Y是元素周期表中第________族元素。

④以上13种元素中，________(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需 要的能量最多。

解析 (1)a→m所对应的元素依次是：Na、H、Mg、Sr、Ti、Al、Ge、C、P、 O、Te、Cl、Ar，其中单质属于电的良导体的是金属(a、c、d、e、f、g)及个 别特殊的非金属(h形成的石墨)；

(2)①从题中气态锂原子失去核外不同电子所需的能量数据不难看出，失去 第一个电子所需的能量远小于失去第二、三个电子所需的能量，说明锂原子 核外电子共有两层，第一个电子处于L层(电子离核相对较远)，第二、三个 电子处于K层(电子离核相对较近)。当Li原子失去第一个电子变成Li后， 只剩下K层的两个电子(属于稳定结构)，此时要想再失去电子已变得很困 难。

值得注意的是：尽管K层电子离核较近，受原子核的吸引较大，但对失去 电子所需能量的影响不会太大，也就是说，处于稳定结构的粒子失去电子所 需的能量远比因半径变小(即受核的引力较大)而导致的能量增加值要大。 ②分析X原子失去核外不同电子所需的能量数据可看出，失去第一个电子 远比失去其它电子要容易，这就说明“第一个电子 ”属于最外层电子，同

＋

时也说明该元素最外层只有一个电子。而此时最外层只有一个电子的元素肯 定在表中的ⅠA族，只有a(钠)元素才符合题意。钠元素与j(O)形成的化合 物的化学式有两个：Na2O和Na2O2。

③分析Y原子失去核外不同电子所需的能量数据可看出，当其失去第一至 第三个电子时，所需能量相差并不大(属于因受原子核吸引力不同而致)，当 失去第四个电子时所需的能量则远大于失去第三个电子时所需的能量，说明 当Y原子失去前三个电子之后已经达到稳定结构。也就是说，Y原子的最 外层有三个电子，而最外层电子数等于主族序数，因此，Y应该属于周期表 中第ⅢA族的元素。

④在表中所列13种元素中，因为m(氩)元素属于稀有气体元素，其最外层 已经达到了稳定结构，因此，Ar元素原子失去核外第一个电子所需要的能 量应该比其它元素都多。

答案 (1)①④ (2)①Li原子失去一个电子后，Li已形成稳定结构，此时再 失去一个电子很困难 ②a Na2O和Na2O2 ③ⅢA ④m 考查点二 元素的电负性及变化规律 6．下列有关电负性的说法中正确的是

( )。

＋

A．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大 B．在元素周期表中，元素电负性从左到右越来越大 C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性 D．在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显正价

解析 主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本相同，但电离能变 化有特例，如电负性：O>N，但第一电离能：O

7．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是

A．X与Y形成化合物时，X可以显负价，Y显正价 B．第一电离能Y一定小于X

C．最高价含氧酸的酸性：X对应的含氧酸的酸性弱于Y对应的含氧酸的酸 性

D．X元素气态氢化物的稳定性大于Y元素气态氢化物的稳定性

( )。

解析 电负性X>Y，元素的非金属性X>Y，最高价含氧酸的酸性应该是X 对应的含氧酸的酸性强于Y对应的含氧酸的酸性。 答案 BC

8．下列关于元素的电负性大小的比较中，不正确的是 A．O＜S＜Se＜Te C．P＜S＜O＜F

B．C＜N＜O＜F D．K＜Na＜Mg＜Al

( )。

解析 A项，元素属于同一主族，电负性从上到下依次减小；B项，元素属 于同一周期，电负性从左到右依次增大；C、D两项，元素的相对位置如下 图所示：

在周期表中，右上角元素(0族元素除外)的电负性最大，左下角元素电负性 最小。 答案 A

9．价电子排布式为2s2p的元素，下列有关它的描述正确的有

A．原子序数为7

B．电负性最大

2

5

( )。

C．原子半径最大

2

D．第一电离能最大

5

解析 价电子排布式为2s2p的元素为氟，其原子序数为9，原子半径在第 2周期中最小，第一电离能较大但不是最大的，电负性最大。 答案 B

10．(2018·广东湛江高二调研)元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X与Z具有相同的核外

电子层结构。下列推测不正确的是 ( )。 A．同周期元素中X的金属性最强 B．原子半径X>Y，离子半径X>Z C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强

解析 根据X、Y在同一周期，X与Z具有相同的核外电子层结构，可推 Z在X、Y的上一个周期，又因为X、Y、Z原子序数之和为36，综合判断 知X为Na、Z为O、Y为Cl，B项中的离子半径应为：Z>X。 答案 B

11．不能说明X的电负性比Y的电负性大的是

A．与H2化合时X单质比Y单质容易

B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性

( )。

2－

＋

＋

2－

＋

2－

＋

2－

强

C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多 D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来

解析 电负性的大小可依据定义，且和非金属性的强弱一致，因而可根据元 素非金属性的强弱判断。X的电负性比Y大，表明X的非金属性比Y的非 金属性强。A、B、D均能说明X的非金属性比Y强，原子的最外层电子数 不能决定元素得失电子的能力。 答案 C

12．(2018·河南郑州高二调研)已知86Rn(氡)基态原子的电子排布式为

1s2s2p3s3p3d4s4p4d4f5s5p5d6s6p，114号元素是88Ra基态原子的电子排布式可简化为[Rn]7s。化学家和物理学家很感兴趣的尚未发现的元素。

(1)用简化的形式写出114号元素基态原子的电子排布式： ______________ ________________________________________________________________。 (2)根据原子核外电子排布的特征，判断114号元素在周期表中的第________ 周期________族。

(3)根据114号元素在周期表中的位置判断，它最不应具有的性质是 ________。

① 第一电离能大于88Ra ②鲍林电负性大于3.0

③最高化合价为＋4价，也可有＋2价 ④最高价氧化物的对应水化物显碱性

解析 (1)设114号元素为x。x元素原子比86Rn原子多28个电子。根据基 态原子的核外电子排布规则，x元素基态原子电子排布式的简化式应为 [Rn]5f6d7s7p。

(2)由[Rn]5f6d7s7p可知，x元素原子的价电子排布式为7s7p。所以该 元素在周期表的第7周期、ⅣA族。

(3)88Ra在第7周期、ⅡA族，x元素在第7周期、ⅣA族，所以x元素原子 的第一电离能大于88Ra。第6周期、ⅣA族元素铅是金属元素，位于第7 周期、ⅣA族的x元素的金属性比铅还要强，所以x元素的鲍林电负性应小 于2.0。铅元素的化合价有＋4价和＋2价，与铅同族的x元素的化合价也应 有＋4价和＋2价。一般来说，金属元素最高价氧化物对应水化物显碱性。 答案 (1)[Rn]5f6d7s7p (2)7 ⅣA (3)②

14

10

2

2

14

10

2

2

2

2

14

10

2

2

2

2

6

2

6

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2

6

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