课时作业4 元素周期律 1．下列化合物中阴离子半径和阳离子半径之比最大的是( ) A．LiI B．NaBr C．KCl D．CsF 2．在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成的化学键中共价键成分最少的是( ) A．Li，F B．Na，F C．Na，Cl D．Mg，O 3．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是( ) A．第一电离能Y可能大于X B．气态氢化物的稳定性：HmY大于HnX C．最高价含氧酸的酸性：X强于Y D．X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价 4．下列四种粒子中，半径按由大到小排列顺序正确的是( ) ①基态X的原子结构示意图 ②基态Y的价电子排布式：3s23p5 ③基态Z2－的电子排布图为 ④W基态原子有2个能层，电子式为: A．①>②>③>④ B．③>④>①>② C．③>①>②>④ D．①>②>④>③ 5．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 B．Al、Mg、Na C．N、O、C D．Cl、S、P 6．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( ) 元素 A B C D E 最低化合价 －4 －2 －1 －2 －1 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0 A.C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子 C．元素B、C之间不可能形成化合物 D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应 7．a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、d同周期，c、d同主族。a的原子结构示意图为，b与c形成化合物的电子式为。下列比较中正确的是( ) A．原子半径：a＞c＞d＞b B．电负性：a＞b＞d＞c C．原子序数：a＞d＞b＞c D．最高价含氧酸的酸性：c＞d＞a 8．通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例，下列事实能作为这个规则证据的是( ) ①元素氟的第一电离能大于元素氧的第一电离能 ②26Fe2＋容易失电子转变为26Fe3＋，表现出较强的还原性 ③基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2 ④某种激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2 A．①② B．②③ C．③④ D．全部 9．有短周期元素的三种离子分别为Xn＋、Ym＋、Zn－，已知m＞n，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法正确的是( ) A．最高价氧化物对应的水化物的碱性依次减弱 B．原子半径依次增大 C．元素的第一电离能依次减小，电负性依次增大 D．原子序数依次减小 10．分析下列图表，回答问题：
(1)N、Al、Si、Ge四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能 I1 I2 I3 I4 … In/kJ·mol－1 578 1 817 2 745 11 578 … 则该元素是________(填写元素符号)。
(2)短周期某主族元素M的电离能情况如图所示。
①基态M原子的核外电子排布式为________。
②比较M元素与同周期相邻其他两种元素第一电离能的大小，用元素符号表示：____________。
11．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列各题：
元素代号 I1 I2 I3 I4 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 400 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 (1)在周期表中，最可能处于同一族的是________(填字母，下同)。
A．S和T B．T和U C．R和T D．R和U (2)它们的氯化物的化学式，最可能正确的是________。
A．RCl B．SCl3 C．TCl D．UCl4 (3)S元素最可能是________。
A．s区元素 B．稀有气体元素 C．p区元素 D．碱金属 12．不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一数值x来表示，若x越大，则原子吸引电子的能力越强，在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的x值：
元素 Li Be B C O F x值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 元素 Na Al Si P S Cl x值 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0 (1)通过分析x值的变化规律，确定N、Mg的x值范围：________<x(N)<________；
________<x(Mg)<________。
(2)推测x值与原子半径的关系是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)某有机物结构简式为SC6H5ONH2，在S—N中，你认为共用电子对偏向谁？________(写原子名称)。
(4)经验规律告诉我们当成键的两原子相应元素的差值Δx>1.7时，一般为离子键，当Δx<1.7时，一般为共价键，试推断AlBr3中化学键的类型是________。
13．回答下列问题：
(1)Mn位于元素周期表中第四周期________族。
(2)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是____________________________________________。
(5)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________。
(6)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。
(7)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(8)元素Mn与O中，第一电离能较大的是________。
(9)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________________________________________；
氮元素的E1呈现异常的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
14．A、B、C、D、E、F六种短周期元素，原子序数依次增大；
A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6，A原子核外有2个未成对电子，C单质可与热水反应但不能与冷水反应；
E、F原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F。用元素符号回答：
(1)上述六种元素中，________元素的第一电离能最大，理由是________________________________________________________________________。
(2)C、D元素的第一电离能较大的是________，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(3)六种元素按电负性从小到大排列的顺序是________________。
(4)C、D、E、F元素形成的最高价氧化物是离子化合物的是________，是共价化合物的是____________________。
课时作业4 1．解析：碱金属离子半径：r(Li＋)<r(Na＋)<r(K＋)<r(Cs＋)；
卤素离子半径：r(F－)<r(Cl－)<r(Br－)<r(I－)，显然，阴离子半径和阳离子半径之比最大的是LiI。
答案：A 2．解析：所给元素中Na的电负性最小，故钠的金属性最强，F的电负性最大，故F的非金属性也最强，所以Na和F形成的化学键中共价键的成分最少。
答案：B 3．解析：据电负性X>Y推知，原子序数X>Y，由于X、Y同周期，第一电离能Y可能大于X，A项正确；
氢化物稳定性HmY小于HnX，B项错误；
X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y的，C项正确；
电负性值大的元素吸引电子能力强，在化合物中显负价，电负性值小的元素吸引电子能力弱，在化合物中显正价，D项正确。
答案：B 4．解析：由题意可知：X、Y、Z2－、W分别为S、Cl、S2－、F。S、Cl、S2－、F粒子半径大小排列顺序为r(S2－)>r(S)>r(Cl)>r(F)，故C项正确。
答案：C 5．解析：利用在同周期从左→右元素第一电离能增大(除ⅡA、ⅤA族反常外)，原子半径逐渐减小；
同主族从上→下元素第一电离能逐渐减小，原子半径逐渐增大来判断。
答案：A 6．解析：根据电负性和最低化合价，推知A为C元素，B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；
B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2,2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；
C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；
D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。
答案：D 7．解析：a的原子结构示意图为，第一电子层容纳2个电子，故x＝2，a的质子数为14，故a为硅元素；
b与c形成化合物的电子式为，则b处于ⅠA族、c处于ⅤA族，c、d同主族，c处于第二周期、d处于第三周期，a、b、d同周期，故b为钠元素，故c为氮元素，d为磷元素；
同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，则原子半径：Na＞Si＞P＞N，故A项错误；
同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性：N＞P＞Si＞Na，故B项错误；
由题意知，原子序数：d＞a＞b＞c，故C项错误；
非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：N＞P＞Si，故最高价含氧酸的酸性：c＞d＞a，故D项正确。
答案：D 8．解析：①F和O均不存在“全空”“半充满”或“全充满”现象，与特例无关，错误；
②中Fe2＋价电子排布为3d6，而Fe3＋价电子排布为3d5,3d5属于半充满状态，体系稳定，故Fe2＋易失去电子变为稳定的Fe3＋，正确；
③中[Ar]3d104s1显然符合d能级全充满状态，为稳定结构，正确；
④属于基态原子获得能量，2s能级上一个电子跃迁到2p能级上，而激发态不稳定，易变为基态放出能量，错误。
答案：B 9．解析：X、Y、Z为短周期元素，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，则X、Y、Z一定是在第三周期，简单离子为Xn＋、Ym＋、Zn－，且数值m>n，所以X为钠元素，Y为铝元素，Z为氯元素；
NaOH为强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是强酸，则它们的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故A项正确；
同周期元素原子半径随原子序数的增加而减小，X、Y、Z半径依次减小，故B项错误；
Na、Al、Cl的第一电离能依次增大，电负性依次增大，故C项错误；
Na、Al，Cl的原子序数依次增大，故D项错误。
答案：A 10．解析：(1)因为I4≫I3，所以该元素原子最外层有3个电子，为铝元素。
(2)由图可知M的第一电离能和第二电离能差别不大，第三电离能和第二电离能差别很大，所以M原子最外层有2个电子，次外层电子数多于3个，故M是Mg元素。Mg原子的3s轨道处于全满状态，相对稳定，其第一电离能比同周期相邻的Na、Al的第一电离能都大。
答案：(1)Al (2)①1s22s22p63s2 ②Mg>Al>Na 11．答案：(1)D (2)A (3)A 12．解析：由所给数据分析知：同周期，从左到右，x值逐渐增大；
同主族，从上到下，x值逐渐减小，则(1)同周期中x(Na)<x(Mg)<x(Al)，同主族中x(Mg)<x(Be)，综合可得：0.9<x(Mg)<1.5，同理：2.5<x(N)<3.5。(2)x值在周期表中的递变规律与原子半径的恰好相反，即：同周期(同主族)中，x值越大，其原子半径越小。(3)对比周期表中对角线位置的x值可知：x(B)>x(Si)，x(C)>x(P)，x(O)>x(Cl)，则可推知：x(N)>x(S)，故在S—N中，共用电子对应偏向氮原子。(4)查表知：AlCl3的Δx＝1.5<1.7，又x(Br)<x(Cl)，所以AlBr3的Δx应小于AlCl3的，为共价键。
答案：(1)2.5 3.5 0.9 1.5 (2)x值越小，半径越大 (3)氮 (4)共价键 13．解析：(1)Mn是25号元素，根据原子序数与元素周期表的位置判断其位置；
(2)F－和O2－的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：F－<O2－；
(3)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－；
(4)元素的非金属性越强，其吸引电子的能力就越强，元素的电负性就越大。元素Zn、Ge、O的非金属性强弱顺序是：O＞Ge＞Zn，所以这三种元素的电负性由大至小的顺序是O＞Ge＞Zn；
(5)根据元素周期表和对角线原则可知与锂化学性质相似的是镁。(6)[Ne]3s1属于基态的Mg＋，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；
[Ne] 3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg＋；
[Ne] 3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；
[Ne] 3p1属于激发态Mg＋，其失去一个电子所需能量低于基态Mg＋，综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案选A；
(7)Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能，原因是，Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量；
(8)元素Mn与O中，由于O元素是非金属而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O；
(9)根据图，同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；
氮元素的2p能级达到半满状态，原子相对稳定，不易失去电子。
答案：(1)ⅦB (2)小于 (3)由于锂的核电荷数较大，原子核对最外层电子的吸引力较大，因此Li＋半径小于H－ (4)O>Ge>Zn (5)Mg (6)A (7)大于 Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失去电子 (8)氧 (9)同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N的2p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子 14．解析：A、B的阴离子与C、D的阳离子的电子排布式均为1s22s22p6，A、B在第二周期，A原子核外有2个未成对电子，是氧元素，B只能为氟元素；
C、D在第三周期，C单质可与热水反应但不能与冷水反应，为镁，D只能是铝。F能与A形成相同价态的阴离子，且离子半径A小于F，为硫元素。E原子在基态时填充电子的轨道数有9个，且E原子核外有3个未成对电子，是磷元素。
答案：(1)氟 其最外层有7个电子且原子半径小，容易得电子，不容易失电子 (2)Mg Mg最外层3s轨道全满，是较稳定状态 (3)Mg＜Al＜P＜S＜O＜F (4)MgO、Al2O3 P2O5、SO3
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