新教材高中化学第1章原子结构与元素性质第3节第2课时电离能与电负性课后练习含解析鲁科版选择性
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第2课时电离能与电负性课后篇素养形成必备知识基础练1.下列是几种基态原子的电子排布式,第一电离能最大的原子是( )A.1s22s22p6B.1s22s22p63s23p3C.1s22s22p63s23p2D.1s22s22p63s23p64s222s22p6是Ne元素的电子排布式,1s22s22p63s23p3是P元素的电子排布式,1s22s22p63s23p2是Si 元素的电子排布式,1s22s22p63s23p64s2是Ca元素的电子排布式,这几种元素中Ne元素最外电子层达8电子稳定结构,最难失去电子的是Ne元素,所以第一电离能最大的是Ne元素。
2.下列四种元素中,第一电离能由大到小顺序正确的是( )①原子含有未成对电子最多的第2周期元素②原子核外电子排布为1s2的元素③元素周期表中电负性最强的元素④原子最外层电子排布为2s22p4的元素A.②③①④B.③①④②C.①③④②D.②③④①N元素、②为He元素、③为F元素、④为O元素。
He为稀有气体元素,难以失去电子,第一电离能最大。
同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的最外层p能级为半充满结构,第一电离能大于相邻的O元素,则第一电离能由大到小的顺序为②③①④。
3.XY是由电负性相差最大的两种主族元素所形成的化合物(放射性元素除外),下列有关XY及其组成元素的说法不正确的是( )A.X元素的第一电离能远大于其第二电离能B.Y元素的单质中含有共价键C.Y元素位于元素周期表的右上角D.XY一定是离子化合物,XY为CsF。
Cs原子最高能级上有1个电子,第一电离能较小,第二电离能远远大于第一电离能,故A错误;Y为F元素,其单质F2中含有共价键,故B正确;Y为F元素,F元素位于元素周期表中第2周期ⅦA族,在元素周期表右上角,故C正确;CsF是由活泼的金属元素和活泼的非金属元素形成的化合物,属于离子化合物,故D正确。
4.下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B.基态铁原子的价电子轨道表示式为:C.因氧元素电负性比氮元素大,故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在周期表中属于s区元素解析同一电子层中p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子的能量高,故A错误;基态铁原子价电子排布式为3d64s2,其轨道表示式为,故B正确;氮原子的2p轨道处于半满状态,第一电离能大于氧原子,故C错误;铜原子的价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区,故D错误。
5.处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素,其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D。
则下列说法正确的是( )①元素的非金属性依次增强;②元素的电负性依次减小;③元素的第一电离能依次增大;④最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱。
A.①④B.②④C.①③D.③④,说明非金属性越强。
所以元素的非金属性A>B>C>D。
根据上述分析,元素的非金属性依次减弱,①错误;非金属性越强,电负性越大,则元素的电负性依次减小,②正确;非金属性越强,对应元素的第一电离能一般越大,但O的第一电离能小于N,③错误;非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,④正确。
6.同周期的三种元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是( )A.原子半径:X>Y>ZB.气态氢化物的稳定性HX>H2Y>ZH3C.电负性:X>Y>ZD.非金属性:X>Y>Z(稀有气体除外)的非金属性随着原子序数的增大而增强,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强。
同周期的X、Y、Z三种元素,其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是:HXO4>H2YO4>H3ZO4,则X、Y、Z的原子序数大小顺序是X>Y>Z,元素的非金属性强弱顺序是X>Y>Z,D正确。
同周期从左到右元素非金属性增强,原子半径逐渐减小,所以原子半径:X<Y<Z,故A错误。
非金属性越强,对应氢化物越稳定,由于非金属性X>Y>Z,所以气态氢化物的稳定性:HX>H2Y>ZH3,故B正确。
非金属性X>Y>Z,元素的非金属性越强,其电负性越大,则电负性:X>Y>Z,故C正确。
7.A、B、C、D的价电子排布式均为n s2n p5,且原子序数依次增大,以下说法正确的是( )A.四种元素是卤族元素,最高化合价均为+7B.气态氢化物的稳定性顺序为:HA>HB>HC>HDC.酸性强弱顺序为:HA>HB>HC>HDD.A、B、C、D四种元素均为其所在周期第一电离能最大的元素=最高正价(O、F除外),F无正价,Cl、Br、I的最高正化合价都为+7,故A错误;F、Cl、Br、I的非金属性逐渐减弱,对应的气态氢化物的稳定性逐渐减弱,故B正确;HI、HBr、HCl均为强酸,HF是弱酸,故C错误;同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势,第一电离能最小的是碱金属元素,最大的是稀有气体元素,故D错误。
8.按要求回答下列各小题。
(1)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。
(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是,基态原子核外未成对电子数较多的是。
(3)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为第一电子亲和能。
第2周期部分元素的电子亲和能变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的电子亲和能自左而右依次增大的原因是;氮元素的电子亲和能呈现异常的原因是。
(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)根据元素周期律,原子半径Ga(填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能GaAs。
(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子层结构;C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素原子最外层有一个未成对电子。
四种元素中电负性最大的是(填元素符号)。
(7)N、O、S中第一电离能最大的是(填元素符号)。
大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子(2)O Mn(3)同周期元素随核电荷数依次增大,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原子的2p轨道为半充满状态,具有一定的稳定性,故不易结合一个电子(4)O>Ge>Zn (5)大于小于(6)O (7)N根据洪特规则特例进行判断,失去一个电子时锌由稳定的全满结构变为较稳定的半充满结构,而铜由较稳定的4s1半充满结构变为较稳定的4s0全空结构,故Zn的第一电离能较Cu的第一电离能大。
(2)元素Mn与O相比,由于O元素是非金属元素而Mn是金属元素,所以第一电离能较大的是O。
O元素的基态原子价电子排布式为2s22p4,所以其核外未成对电子数是2,而Mn元素的基态原子价电子排布式为3d54s2,其核外未成对电子数是5,因此核外未成对电子数较多的是Mn。
(3)根据题图,同周期主族元素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轨道为半充满状态,原子相对稳定,不易结合电子。
(4)结合元素周期律知识可知,同周期主族元素从左到右、同主族元素从下到上,元素的电负性增强,故电负性O>C>Ge>Zn。
(5)Ga和As同在第4周期,结合Ga在As的左边,故原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。
(6)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子层结构,C、D为同周期元素,C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍,则C为P元素,D为Cl元素,则A为O元素,B为Na元素。
非金属性越强,元素的电负性越大,则四种元素中电负性最大的是O元素。
(7)第一电离能的一般规律为:同周期从左至右呈增大的趋势,同主族从上至下逐渐减小,但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时比较稳定,第一电离能反常的大。
关键能力提升练9.(2021山东济宁高二期末)氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。
一种实验室制备氮气的方法是:NH4Cl+NaNO2NaCl+2H2O+N2↑。
反应发生后即停止加热,反应仍可持续进行,直至反应完全。
下列说法正确的是( )A.该反应只有在低温下才能自发进行B.NH4Cl的电子式:C.元素的电负性:Cl>O>HD.①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所需要的能量:①>②①②,反应仍可持续进行,说明该反应是放热反应,即ΔH<0,由于反应的熵变ΔS>0,所以根据ΔG=ΔH-TΔS可知,该反应在任何温度下ΔG都小于0,即该反应在任意温度下都能自发进行,A错误;NH4Cl是离子化合物,其电子式为[H]+]-,B错误;元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强;在化合物ClO2中,O呈负价,Cl呈正价,说明O的电负性比Cl 强,C错误;基态钠原子的核外电子排布为[Ne]3s1,则图①所示的钠原子为基态,而图②所示的钠原子为激发态,即该原子已经吸收了一部分能量,由于3s的轨道能量比3p的低,故失去最外层一个电子所需要的能量:①>②,D正确。
10.(2020山东章丘四中高二阶段测试)下列叙述正确的有( )①氧原子的轨道表示式写成,2p能级违背了泡利不相容原理②处于最低能量状态的原子叫基态原子,1s22s22→1s22s22过程中形成的是发射光谱③所有元素中,氟的第一电离能最大④具有相同核外电子排布的粒子,化学性质相同⑤金属元素的电负性均小于2⑥主族元素的电负性越大,其元素原子的第一电离能一定越大A.0个B.1个C.2个D.3个解析①氧原子的轨道表示式写成,2p能级违背了洪特规则,故①错误;②1s22s22→1s22s22过程中,由于同一电子层中p能级三个轨道的能量大小相同,因此不能形成发射光谱,故②错误;③稀有气体的原子结构是稳定结构,同周期稀有气体元素的第一电离能最大,同族自上而下第一电离能减小,故氦元素的第一电离能最大,故③错误;④两种粒子的核外电子排布相同,但化学性质不一定相似,可能相差较大,如Ne与Na+,故④错误;⑤一般金属元素的电负性小于2.0,非金属元素的电负性大于2.0,但两者之间没有严格的界限,不能把电负性为2.0作为划分金属和非金属的绝对标准,故⑤错误;⑥主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本一致,但电离能变化有特例,如第一电离能:O<N,但电负性O>N,故⑥错误。