2020-2021学年人教版化学选修3课时作业：1-2-3 电离能和电负性

一、选择题(每小题4分，共48分)
1．下列各组元素性质的递变情况错误的是(D)
A．Li、Be、B原子最外层电子数依次增多
B．P、S、Cl元素最高正价依次升高
C．N、O、F电负性依次增大
D．Na、K、Rb第一电离能逐渐增大
解析：根据元素周期律可知，同一周期从左到右，原子最外层电子数依次增多、元素最高正价依次升高、元素原子的电负性依次增大；同一主族从上到下，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小。

2．X、Y为两种元素的原子，X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(B)
A．X的原子半径大于Y的原子半径
B．X的电负性大于Y的电负性
C．X的阴离子半径小于Y的阳离子半径
D．X的第一电离能小于Y的第一电离能
解析：X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构，则Y 在周期表中位于X的下一周期，Y比X多一个电子层，故原子半径Y>X，电负性X>Y，A项错误，B项正确；电子层结构相同，核电荷数越大，微粒半径越小，故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径，C项错误；X易得电子形成阴离子，而Y易失电子形成阳离子，故第一电离能X>Y，D项错误。

3．已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，下列判断正确的是(B)
A．元素的第一电离能：X>W
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X<W
解析：1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，则W和X是金属元素，且在周期表中W位于X的右侧，Y和Z是非金属元素，在周期表中位于W和X 的上一周期，其中Z位于Y的右侧。

同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即金属性：X>W，非金属性：Z>Y，所以元素的第一电离能：X<W，原子半径：X>W，离子的还原性：Y2－>Z－，氢化物的稳定性：H2Y<HZ，故B项正确。

4．下列各元素，最易形成离子化合物的是(D)
①第三周期第一电离能最小的元素
②外围电子构型为2s22p6的原子
③2p能级为半满的元素
④电负性最大的元素
A．①②B．③④C．②③D．①④
解析：根据题意可知：①为Na，②为Ne，③为N，④为F。

两种成键元素原子间的电负性差值越大，越易形成离子键。

D项正确。

5．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3④1s22s22p5
则下列有关比较正确的是(A)
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
解析：由电子排布式可知：①为S元素，②为P元素，③为N 元素，④为F元素。

根据元素周期律可知，第一电离能：④>③>②>①，A项正确；原子半径应是②最大，④最小，B项不正确；电负性应是④最大，②最小，C项不正确；F无正价，②、③最高正化合价均为＋5，①的最高正化合价为＋6，D项不正确。

6．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(A)
A．第一电离能：Y小于X
B．气态氢化物的稳定性：H m Y小于H n X
C．最高价含氧酸的酸性：X的强于Y的
D．X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价
解析：据电负性X>Y推知，原子序数X>Y，对于同周期元素，通常第一电离能Y小于X，但ⅡA族和V A族元素原子轨道为全满和半满状态，第一电离能比相邻元素的高，如电负性：O>N，而第一电离能：N>O，A项错误；气态氢化物的稳定性H m Y<H n X，B项正确；最高价含氧酸的酸性X的强于Y的，C项正确；电负性大的吸引电子能力强，在化合物中显负价，电负性小的吸引电子能力弱，在化合物中显正价，D项正确。

7．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，判断下列说法不正确的是(B)
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为n s2n p1的可能是T元素
解析：由表中数据可知，A项正确；根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，B项错误；U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，C项正确；T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是n s2n p1，D项正确。

8．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：①原子半径A<B，②离子半径A>B，③原子序数A>B，④原子最外层电子数A<B，⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等，⑥A的电负性小于B的电负性，⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。

其中正确的是(B)
A．①②⑦B．③④⑥C．③⑤D．③④⑤⑥⑦解析：“A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构”，则A在B的下一周期。

①错误，因A原子半径大于同一主族的上一周期的原子的半径，该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原子半径A>B；②错误，离子具有相同的电子层结构时，核电荷数越大，离子半径越小；⑤错误，A的正价与B的负价绝对值不一定相等；⑦错误，A的第一电离能小于B的第一电离能。

9．在元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线关系”，例如：Li～Mg，Be～Al，B～Si相似等，下列说法不正确的是(C)
A．氢氧化铍是两性氢氧化物
B．B、Si的电负性数值相近
C．Li和Mg的原子半径相近，且核外电子排布相近
D．Li在N2中燃烧能生成Li3N
解析：Li和Mg的原子半径相近，Mg是第三周期第ⅡA族，Li 是第二周期第ⅠA族，核外电子排布不相近。

10．一般来说，同周期内不同元素的第一电离能I1随着原子序数的增大而增大，但个别元素的I1出现反常现象。

下列关系正确的是(A)
A．I1(氮)>I1(氧) B．I1(氟)<I1(氧)
C．I1(镁)<I1(铝) D．I1(钙)>I1(镁)
解析：解本题最容易犯的错误是依据同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，而错选C。

A项，N原子2p轨道处于半充满
状态，较稳定，其I1会出现反常，A项正确；B项，F和O位于同一周期，I1(氟)>I1(氧)，B项错误；C项，镁的3s轨道全满，较稳定，I1出现反常，C项错误；D项，镁和钙最外层n s轨道均为全满，但钙比镁多一个能层，钙的原子半径较大，因而I1(钙)<I1(镁)，D项错误。

11．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(B)
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故元素第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布式为n s2n p6(若只有K层时为1s2)的原子，其元素第一电离能较大
D．对于同一元素而言，电离能：I1<I2<I3<……<I n
解析：解本题最容易犯的错误是忽视同周期的第ⅡA族与第V A 族元素的第一电离能出现了反常，而错选答案。

A项，同一主族，从上到下元素的第一电离能越来越小，活泼性越来越强，A项正确；B 项，同周期的第ⅡA族与第V A族元素，第一电离能出现了反常，B 项错误；C项，最外层电子排布式为n s2n p6(若只有K层时为1s2)的原子为稀有气体原子，其元素第一电离能较大，C项正确；D项，同一元素的电离能：I1<I2<I3<……I n，D项正确。

12．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述不正确的是(A)
A．第一电离能：Na<Mg<Al
B．电负性：Na<Mg<Al
C．还原性：Na>Mg>Al
D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
解析：解本题最容易犯的错误是误认为同周期元素的第一电离能必依次增大，而错选答案。

同周期元素的第一电离能从左到右一般呈增大趋势，但第ⅡA族与第V A族元素的p轨道全空或半充满，是较稳定的结构，所以其第一电离能较相邻元素的略大。

二、非选择题(共52分)
13．(12分)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的单质可与热水反应但不能与冷水反应；E、F的基态原子有9个非空原子轨道，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。

试回答：
(1)上述六种元素中第一电离能最大的是F(填元素符号)元素，理由是其最外层电子数为7，且原子半径较小，容易得到电子，不容易失去电子。

(2)C元素原子的第一电离能>(填“>”“<”或“＝”)D，理由是Mg 原子最外层3s轨道处于全充满状态，3p轨道处于全空状态，是相对稳定的结构。

(3)上述六种元素按电负性从小到大的排列顺序是Mg、Al、P、S、O、F(用元素符号表示)。

(4)C、D、E、F元素形成的最高价氧化物分别是离子(填“离子”或“共价”，下同)、离子、共价、共价化合物。

解析：电子排布式为1s22s22p6的常见阴离子有N3－、O2－、F－，常见阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋。

A原子核外有2个未成对电子，其原子2p能级有2个电子或4个电子，可知A是O，B是F；C的单质可与热水反应但不能与冷水反应，C是Mg，故D是Al；E、F的基态原子有9个非空原子轨道，说明有3p轨道且均填有电子，E原子核外有3个未成对电子，则E是P；F能与A形成相同价态的阴离子，故F是S。

(1)六种元素中第一电离能最大的是F。

(2)Mg的第一电离能大于Al，是因为Mg原子最外层3s轨道处于全充满状态，3p轨道处于全空状态，是相对稳定的结构。

14．(12分)在下列横线上填上适当的元素符号。

(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是Na，第一电离能最大的元素是Ar。

(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是F，电负性最小的元素是Cs(放射性元素除外)。

(3)最活泼的金属元素是Cs(放射性元素除外)。

(4)最活泼的气态非金属元素是F。

(5)第二、三、四周期原子中p轨道半充满的元素是N、P、As。

(6)电负性相差最大的元素是F、Cs。

解析：同周期中从左到右，元素的I1呈增大趋势，同周期中金属元素I1最小，稀有气体I1最大，故第三周期中I1最小的为Na，最大的为Ar。

电负性的递变规律：同周期(0族除外)从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的为铯(放射性元素除外)。

15．(12分)电离能是指1 mol气态基态原子(或阳离子)失去1 mol 电子形成1 mol气态阳离子(或更高价阳离子)所吸收的能量。

现有核电荷数小于18的元素A，其电离能(单位为eV·mol－1)数据如下。

(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越小(填“大”或“小”)；阳离子电荷数越高，再失去电子时，电离能越大(填“大”或“小”)。

(2)上述失去的11个电子分属3个电子层。

(3)失去11个电子后，该元素原子核外还有1个电子。

(4)该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式是Mg(OH)2。

解析：(1)电子离核越远，能量越高，受原子核的引力越小，越容易失去，则电离能越小；阳离子电荷数越高，离子半径越小，原子核对核外电子的引力越大，越难失去电子，则电离能越大。

(2)根据题中数据，I1、I2较小，I3突然增大，说明最外层有2个电子，I3到
I10变化较小，但I11突然增大，说明次外层有8个电子，则失去的11个电子分属3个电子层；又由于核电荷数小于18，所以A为Mg。

(3)Mg 元素的原子失去11个电子后，还有1个电子。

(4)Mg元素的最高价氧化物对应的水化物为Mg(OH)2。

16．(16分)下表列出了元素周期表中前20号元素中某些元素性质的一些数据：
试回答下列问题。

(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是②(填序号)。

(2)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是PCl3、CCl4(填分子式，两种即可)。

元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为Si3N4；元素①的原子价电子排布式是3s23p4。

(3)①、⑥、⑦、⑩四种元素的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HCl>H2S>PH3>SiH4(填化学式)。

(4)③和⑨两元素相比，非金属性较弱的是氮元素(填名称)，可以验证该结论的是CE(填序号)。

A．气态氢化物的挥发性B．单质分子中的键能
C．两元素的电负性D．含氧酸的酸性
E．最简单氢化物的稳定性F．两单质在自然界中的存在形式解析：解本题最容易犯的错误是不能读懂表中数据，并根据数据推断各元素。

由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据可推出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元素。

(1)一般来说，在同一周期中，自左至右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势；同一主族中，从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。

故在10种元素中，第一电离能最小的是②。

(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl3和CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构；元素⑨和⑩形成的化合物是Si3N4；S原子的价电子排布式是3s23p4。

(3)元素的非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，非金属性由强到弱的顺序为Cl>S>P>Si，故其氢化物的稳定性：HCl>H2S>PH3>SiH4。

(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E项验证。