高中同步学案

优化设计

答案与解析

选择性必修2物质结构与性质

班级：姓名：

附：答案与解析

正文部分答案与解析

专题1第一单元物质结构研究的内容

主题一认识物质的特征结构

基础知识·落实

1.(1)性质(2)容易失去金属获得非金属静电2.(1)一种结构另一种新的结构（2)特征结构 (3)原子原子团 (4)碳氧(或 \scriptstyleC=O ） 氧化3.(1)条件(2)氮氮三键

对点应用·突破

【例题】B解析状态I→状态Ⅱ，只存在O一O键的断裂，没有新化学键的形成，没有发生化学变化，故A错误；CO和0生成 CO_{2} 的过程中C的化合价发生变化，存在电子转移，故B正确； CO_{2} 是具有碳氧双键的直线形分子，故C错误；CO与①在催化剂表面形成 CO_{2} ，所以状态Ⅲ→状态 \mathbb{N} 表示CO与O反应的过程，故D错误。

【变式1】C

【变式2】D解析 H_{2} 作为燃料在反应中被氧化，体现出还原性，A项错误；玻璃纤维是一种性能优异的无机非金属材料，B项错误；乙酸钠过饱和溶液析出晶体的过程中无新物质生成，因此属于物理变化，C项错误； ^{235}_{\ 92}U 与 ^{238}_{\ 92}U 是质子数均为92、中子数不同的核素，因此二者互为同位素，D项正确。

【变式3】答案 (1)_{~8}^{18} O

(2) ① 64 ②^{1}H,^{2}H,^{3}H ③^{14} C、4N14C、160
(3)23:34 2:3 11 : 16
(4)10:9

主题二揭示物质结构与性质的关系

基础知识·落实

1.(1)决定
2.正四面体 {60}° 张力 断裂链状
3.(1)坚硬 (2)无定型 (3)足球 (4)碳纳米 (5)六边

对点应用·突破

【例题】D

【变式1】B解析KOH的电子式为 K^{+}\lbrack\dot{x}\stackrel{*}{O}{^{\dot{x}}}H\rbrack^{-} ,A项错误；K是19号元素，钾原子失去最外层的1个电子形成钾离子，则 K^{+} 结构示意图为 {+19}②⑧⑧ ,B项正确；中子数为30的铁原子表示为 ^{56}_{26} Fe,C项错误；16O、"0 ^{18}O 的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项错误。

【变式2】D解析碳纤维显然主要是由碳元素组成，B项正确、D项错误；由于碳纤维具有“强度高、刚度大、密度小、熔点高、化学稳定性好”的特点，所以A项正确；由于碳纤维的物理性质不同于石墨，所以它们的结构不同，C项正确。

主题三 物质形态的多样性常见形式

对点应用·突破

【例题】D解析同素异形体的物理性质不同，化学性质相似，A项错误；同素异形体的物质之间能发生相互转化，如氧气可以转化为臭氧，B项错误；氧气和臭氧是不同的两种物质，它们之间的转化是化学变化，C项错误；分子式为 C_{2}H_{6}O 的有机物为乙醇 (CH_{3C H_{2}O H)} 、二甲醚 (CH_{3O C H_{3}} )，所以分子式为C_{2}H_{6}O 的有机物有两种，D项正确。

【变式1】D解析D项，金刚石与富勒烯是由碳元素组成的两种不同的单质，互为同素异形体，符合题意。

【变式2】A解析黑磷属于单质，A项正确；黑磷导电属于物理变化，B项错误；黑磷在高温下会与空气中的氧气反应，C项错误；黑磷和白磷属于由磷元素组成的两种不同单质，二者互为同素异形体，D项错误。

第二单元 物质结构研究的范式与方法

主题一归纳范式与演绎范式

基础知识·落实

1.(1)概括归纳共同点本质规律 (2)\mathbf{C}_{n}\operatorname{H}_{2n+2} 原子核外电子排布原子结构的不同电子排布性质加成氧化不稳定通性2.(1)一般结论多个要素进行推理 (2)元素周期表镓锗极易失去表现出强还原性 钾、、艳极氢键提供H接受H氢键溶解度极氢键小相似相溶规则

3.(1)归纳 演绎

对点应用·突破

【例题】（1)A解析预测可能是正确的，也可能是错误的，要经过不断的重复实验进行论证。(2)D解析“类硅”元素和硅元素同为IⅣVA族元素，根据元素周期律，同主族元素从上到下，非金属性逐渐减弱，对应简单氢化物的稳定性逐渐减弱，故D项错误。

【变式】B解析 I_{2} 的氧化性弱于 Fe^{3+} ，则碘水不能将Fe^{2+} 氧化为 Fe^{3+} ,A项错误；氮化钠和氮化镁都是金属氮化物，都能与盐酸反应，分别生成NaCl、 NH_{4}Cl 和 \DeltaMgCl_{2} NH_{4C l,B} 项正确；ICI与水反应时，没有元素化合价发生变化，该反应属于非氧化还原反应，C项错误； Cl_{2} 的氧化性比S的强，Fe与 Cl_{2} 反应生成 FeCl_{3} ,D项错误。

主题二 物质结构研究的方法

基础知识·落实

1.(1)观察感官提出假设已有知识进行论证实验 (2)① 建立在大量的观察基础之上并为实验所证实的解释② 观察和实验

2.(2)α粒子散射内部结构微观结构3.(1)逻辑推理与模型思维(2)简化和纯化、抽象和近似思维模型（3)抽象可视化汽车模型、飞机模型和建筑模型

对点应用·突破

【例题】B解析由题中“一同学认为这种红色物质可能像酸碱指示剂一样，遇到酸或碱颜色会发生改变”可知，这位同学的看法属于建立假设，故选B。

【变式1】B

【变式2】答案（1)科学假设和论证（2)实验（3)模型(4)归纳

第三单元 物质结构研究的意义

主题一物质结构研究的作用

基础知识·落实

一、1.分子原子一分子论元素周期律四立体饱和性

对点应用·突破

【例题】C解析结构是内在的，而不是外在的，指甲可以改变，指甲的长短与手指的灵活性无关，C项符合题意。

【变式】B

主题二物质结构研究的意义

基础知识·落实

一、1.在分子水平上探索生命现象的本质分析测试技术
2.量子化学结构化学量子力学理论
3.保护生态环境实现社会的可持续发展

对点应用·突破

【例题】A解析从题目中可以看出运用激光光谱技术能够观测化学反应时分子中原子的运动，而化学反应中反应物分子的分解和生成物分子的形成都涉及原子的运动，因而B、C、D项都是可观察到的。

【变式1】B解析铅笔芯的主要成分为石墨，不含二氧化铅，A项错误；碳酸氢钠不稳定，受热易分解产生二氧化碳，能使面团松软，可作食品膨松剂，B项正确；青铜是在纯铜（紫铜）中加入锡或铅的合金，黄铜是由铜和锌所组成的合金，二者均属于混合物，不是铜单质，C项错误；钠元素灼烧显黄色，D项错误。

【变式2】A解析晶体硅的导电性介于导体和绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于制造晶体管、集成电路等，而二氧化硅常用于制造光导纤维，A项错误；钠的焰色为黄色，可用作透雾能力强的高压钠灯，B项正确；耐高温材料应具有高熔点的性质，氧化铝熔点高，可用作耐高温材料，C项正确；石灰石的主要成分为碳酸钙，石灰石-石膏法脱硫过程中发生反应：CaCO_{3} 高温 CaO+CO_{2\uparrow,S O_{2}+C a C O_{3}=C a S O_{3}+C O_{2},} 同温 2CaSO_{3}+O_{2}=2CaSO_{4} ,得到了石膏，D项正确。

章末总结

1.B解析 ClO_{2} 具有强氧化性，可用于杀菌消毒，A项正确；聚丙烯是高分子化合物材料，难溶于水，不能作吸水剂，B项错误；碱性溶液可以除油污， Na_{2}CO_{3} 溶液呈碱性，可用于去除油污，C项正确；硬铝密度小、强度高、抗腐蚀能力强，可用作飞机材料,D项正确。

2.C解析制墨过程主要是为了获得炭黑，松木在窑内焖烧会发生不完全燃烧，从而产生炭黑，可以制墨，A项正确；黏土高温烧结发生化学变化，故形成新的化学键，B项正确；树皮中木质素是纤维素的黏合剂，需要除去，草木灰水浸泡树皮主要是为了除去木质素，获得纤维素，C项错误；硫黄、硝石和木炭混合点燃会发生爆炸，发生剧烈的氧化还原反应，D项正确。

3.D解析次氯酸钠具有强氧化性，能使有色物质褪色，可用作织物的漂白剂，A项正确；氢气具有可燃性，能与氧气发生氧化还原反应，可以制作燃料电池，B项正确；聚乳酸具有生物可降解性，易于降解，可减少白色污染，C项正确；活性炭具有吸附性，可以用活性炭包去除室内的甲醛，不能分解甲醛，D项错误。

4.B解析焦炭、一氧化碳、氢气等物质具有还原性，能将一些金属矿物还原得到金属单质，如一氧化碳还原铁矿石冶炼铁，A项正确；煤的气化是碳与水蒸气反应生成水煤气等，该过程中有新物质生成，是化学变化，即煤的气化是通过化学变化将煤转化为可燃性气体的过程，B项错误；维生素C具有还原性，能与氧气反应，在制作水果罐头时作抗氧化剂，C项正确；聚合氯化铝水解生成吸附性强的氢氧化铝胶体，可吸附水中细小悬浮物形成大颗粒沉淀除去，常用于净水，D项正确。

5.C解析石墨质软，为层状结构，其层间容易发生相对滑动，可用作润滑剂，A项错误；单晶硅可用作半导体材料与空穴可传递电子有关，与熔点高无关，B项错误；青铜是铜合金，比纯铜熔点低、硬度大，易于锻造，古代用青铜铸剑，C项正确；含铅化合物可在正极得到电子发生还原反应，所以可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，D项错误。

6.A解析偏铝酸钠在强酸性溶液中不能稳定存在，容易形成 {Al}^{3+} ,不可以利用偏铝酸钠在强酸性溶液中反应制备分子筛，A错误；设M的化合价为 \mathbf{λ}_{m} 价，则根据化合物中正负化合价代数和为零，可得 mx(x)/(2)+xx(-1)=0 ,解得 m=+2 ,B正确；调节硅铝比可以改变分子筛的空间结构，从而改变分子筛的稳定性，C正确；调节硅铝比可以调节分子筛的孔径，根据分子筛孔径的大小可以筛分不同大小的分子，D正确。

专题2第一单元 第1课时

原子核外电子的运动特征

主题一人类对原子结构的认识

基础知识·落实

1.近代原子论不可分割有核原子核空间氢原
子量子力学2.(1) ① 原子 ② 不同不连续的 ③ 能量不同 (2） ① 吸
收能量 ② 光子能量之差 (3)精细 多电子3.(2)在核外空间区域出现的机会在该区域内出现的机

会大小(3)原子的核外电子处于能量最低状态

4.(2)球形 纺锤形

对点应用·突破

【例题】C

【变式1】C解析电子运动是无规则的，小点并不是电子的真实运动轨迹，故C错误。

【变式2】D

主题二原子核外电子的运动特征

基础知识·落实

1. K L M N 0 ~{~P~~} Q 低 \rightarrow 高近 \rightarrow 远

\mathbf{2}.(2)① 球形 无 1 2 纺锤形 33 65 5 107 7 14 ② 表示电子层的 n 表示原子轨道形状的 s、p、d、f \begin{array}{c c l c r c l}{④<}&{<}&{<}&{<}&{<}&{=}&{=}&{}\end{array}

思考探究·提升

1.提示（1)英文字母相同的不同能级中，能层序数越大，电子能量越高。如 E_{\scriptscriptstyle{2p}}{<}E_{\scriptscriptstyle{3p}}{<}E_{\scriptscriptstyle{4p}}{<}{*s} ：

(2)同一能层中，能级越高，电子能量越高。如 E_{4s}{<}E_{4p}{<} E_{4d}{<}E_{4f} 。

(3)从第三能层开始出现能级交错现象，能级交错排列的顺 序即能量由低到高的顺序， E_{ns}<E_{(n-2)f}<E_{(n-1)d}<E_{np} 。如 E_{4s}{<}E_{3d}\ {,}E_{5s}{<}E_{4d}\ {,}E_{6s}{<}E_{4f}{<}E_{5d}{\ }{*s}{\ }.

2.提示多电子原子中，通常能量较低的电子在离核较近的区域内运动，而能量较高的电子在离核较远的区域内运动。

对点应用·突破

【例1】C【变式1】A

【例2】C解析第五能层含有5个能级，最多能容纳的电子数为 2x5^{2}=50,A 项正确；同一原子中，由于K层只有s能级，故不同能层均含有的能级为s能级，B项正确；3d能级最多可容纳10个电子，但实际容纳的电子数不一定为10个，因为电子运动无规则性，C项错误；核外电子分为不同能层和能级，其依据为电子的能量高低，D项正确。

【变式2】C解析A项， ~M~ 电子层有s、P、d三个能级，M电子层最多容纳的电子数为 2n^{2}=2x3^{2}=18 个；B项，第 \boldsymbol{n} 电子层上有 n^{2} 个原子轨道；C项，第 n 电子层共有 n 个能级，即能级数 =n ;D项，K电子层只有s能级，不含p能级。

【例3】B解析同一能层上能级的能量高低为 ns{<}np{<} nd,A、C、D项正确，B项错误。

【变式3-1】答案 \begin{array}{r l}{(1)<}&{{}(2)<\ (3)=\ (4)>}\end{array}

【变式3-2】A解析在一个多电子的基态原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，B项错误；同一原子中，不同能层s轨道形状相同，但能量不同，能层越大其能量越高，如 \boldsymbol{E} (1s){\{s\}{<}}E(2s),c 项错误；同一能层的不同能级能量不同，且按s、p、d…规律依次增大，每个轨道中最多可以填充两个电子，这两个电子的能量完全相同，D项错误。

第2课时原子核外电子的排布

主题一基态原子核外电子排布原理及表示方法

基础知识·落实

二、1.（2)稀有气体稀有气体的元素符号外加方括号3.(1)跃迁

思考探究·提升

1.提示3d 能级与 4s 能级。2.提示不是，构造原理是根据光谱事实总结的一般规律，适用于绝大多数原子。3.提示构造原理中的排布顺序，其实质是各能级的能量高低顺序，有如下关系： ns{<}(n-2)f{<}(n-1)d{<}np(n 表示能层序数)。

对点应用·突破

【例1】答案

（1)24s上的2个电子和3d上的1个电子

(2)原子(或离子)结构示意图：能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。电子排布式：能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。外围电子轨道表示式：能反映各轨道的能量的高低，各轨道上的电子分布情况及自旋状态。

【变式1】答案 ①④ ② ③ ⑥

【例2】B解析自然界中存在放射性元素，其原子处于激发态，A项错误；基态原子吸收能量变为激发态原子，所以同一原子激发态原子能量大于基态原子能量，B项正确；基态原子吸收不同的能量变为不同的激发态原子，只有相同原子基态原子的能量总是低于激发态原子的能量，C项错误；激发态原子的能量较高，是指其电子易跃迁到能量较低的轨道里，但不一定易失去电子，不一定表现出较强的还原性，D项错误。

【变式2】C解析处于最低能量状态的原子叫做基态原子，基态时的能量比激发态时低，A项错误；基态时的能量低、稳定，激发态时能量高、不稳定，B项错误；基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态，转化过程中要吸收能量，C项正确；电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱，电子由基态跃迁到激发态吸收光子，获得能量，产生吸收光谱，D项错误。

【例3】A

【变式3】B解析 E(3p){<}E(3d) ，故电子由3p能级跃迁至3d能级时要吸收能量，形成吸收光谱。

主题二重要概念透析

对点应用·突破

【例1】C解析s轨道为球形，不是圆形，A项错误；该表示式为外围电子轨道表示式，电子排布式为 1s^{22s^{2}2p^{4}} ，所以共8个电子，B项错误；该原子外围电子数为6，得到2个电子达到8电子稳定结构，所以该原子在反应过程中易得电子，C项正确；该原子的最高能层为第二能层，符号为L，D项错误。

【变式1】D【例2】B

【变式2】答案2 Si(或S) 6

解析O原子核外有8个电子，其基态原子核外电子排布式为 1s^{22s^{2}2p^{4}} ，故其核外未成对电子数是2。第3周期中有2个未成对电子的元素的外围电子排布式为 3s^{23p^{2}} 或 3s^{23p^{4}} ，核外电子数为14或16，元素符号为Si或 \DeltaS_{\circ} M层上有2对成对电子的原子的电子排布式为 1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{4}} ，最外层有6个电子，每个电子的运动状态都不相同，所以最外层共有6种不同运动状态的电子。

培优课堂 (-) 核外电子排布的规范书写与应用

【例5】答案 (1)1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{5} 或 [Ne]3s^{23p^{5}} \left(2\right)1\mathbf{s}^{2}2\mathbf{s}^{2}2\mathbf{p}^{6}3\mathbf{s}^{2}3\mathbf{p}^{6}3\mathbf{d}^{10}4\mathbf{s}^{2}4\mathbf{p}^{2} 或 [Ar]3d^{104s^{2}4p^{2}} (3)1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^{3}} 或 \ensuremath{[Ar]}3d^{10}4s^{2}4p^{3} (4)1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{3} 或 [Ne]3s^{23p^{3}}

【例1】C解析 [Ar]3d^{54s^{2}} 符合能量最低原理，所以为基态原子核外电子排布式，符合题意。

【例2】D解析 O^{2-} 核外电子总数为10，基态时电子排布式应为 1s^{22s^{2}2p^{6}} ,D项错误。

【例3】A解析基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d^{104s^{1}} ， {Cu}^{2+} 表示失去2个电子，电子排布式为 \boldsymbol{\left[Ar\right]3d°} ，A项正确；As的原子序数为33，基态As原子的核外电子排布式为 \ensuremath{[Ar]}3d^{10}4s^{2}4p^{3} ,B项错误；铁是26号元素，基态铁原子失去2个电子得到 Fe^{2+} ，基态 Fe^{2+} 的外围电子排布式为 3d^{6} ,C项错误；根据洪特规则，基态 ~{~P~~} 原子的外围电子的轨道表示式为↑↑↑,D项错误。3s 3p

【例4】C解析 [Ne]3s^{13p^{3}} 表示3s能级中一个电子跃迁到3p能级上，基态原子的电子排布式应为 [Ne]3s^{23p^{2}} ,A项错误；电子先排满4s能级再排3d能级，应为 [Ar]3d^{54s^{2}} ,B项错误；根据能量最低原理， [Ar]3d^{64s^{2}} 表示基态原子的电子排布式，C项正确；能级能量： 4s<3d ，根据能量最低原理，电子应优先排布在4s能级上，D项错误。

【例6】答案（1） 3s^{23p^{3}} （2)[Ar]4s (3） 4s^{24p^{1}} 1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}}

第二单元第1课时原子核外电子排布的周期性

主题一原子核外电子排布

基础知识·落实

2.18

3.ns nsnp n

4.(1)ns ns²np6 (2)4s 3dl\~104s1\~2 4s²4p6

思考探究·提升

1.提示第ⅢB族元素到第VIB族元素的外围电子数等于它们的族序数（除镧系、铜系外）；第Ⅲ族有3列元素，其族序数等于该族的第1列元素的外围电子数；第IB族、第ⅡB族的外围电子数等于族序数加10。过渡元素的外围电子排布通式为(n-1)\operatorname{d}^{1~10}n\mathbf{s}^{1~2} （除镧系和系）。

2.提示119号元素基态原子最外层电子排布为 8{s^{1}} ；第8周期应有50种元素。

对点应用·突破

【例题】A

【变式】A解析Y元素原子的外围电子排布式为n\operatorname{s}^{n-1}n\operatorname{p}^{n+1} ,s 能级最多容纳2个电子，故 n-1=2 ，解得 n=3 ，故Y元素原子的外围电子排布式为 3s^{23p^{4}} ,Y为S元素，由X、Y、Z在元素周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素，以此解答。Y元素原子的外围电子排布式为 3s^{23p^{4}} ,A项错误；Y为S元素，处于第3周期VIA族，B项正确；X为F元素，处于第2周期，只有两种金属元素，含非金属元素最多，C项正确；Z为As元素，是33号元素，核外电子排布式为 1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^{3}} ，D项正确。

主题二元素周期表中区的划分

基础知识·落实

外围电子排布

对点应用·突破

【例1】A解析第9纵列属于Ⅲ族，全部为金属元素，A项正确；第15纵列是√A族，元素原子的最外层电子排布式是ns^{2}np^{3} ,B项错误；He的最外层电子排布式为 1s^{2} ，处于0族，Fe、Zn最外层均为 {4s}^{2} ，分别处于Ⅲ族、ⅡIB族，C项错误；元素周期表中除第一周期（ 1s^{1} 到 1s^{2} )外，其余每一周期元素原子的最外层电子排布均是从 {n\bf s}^{1} 过渡到 ns^{2}np^{6} ,D项错误。

【变式1】D解析最大能层数为6，所以在第6周期。由外围电子排布式为 4f^{75d^{16s^{2}}} 可知该元素在f区，该元素为镧系元素，位于ⅢB族。

【例2】D【变式2-1】B

【例3】A解析同一周期元素，金属性随着原子序数增大而减弱，非金属性随着原子序数增大而增强，同一主族元素，金属性随着原子序数增大而增强、非金属性随着原子序数增大而减弱，这些元素中金属性最强的位于IA族，为s区元素、非金属性最强的是F元素，位于p区，常温下呈液态的金属为 \nabla\Hg ，位于ds区,A项正确。

【变式3】答案 (1)1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{1}} 或 [Ne]3s^{23p^{1}} p区(2)1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}} 或 {[Ar]3d}^{5}4{s}^{1} d区(3)1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6}4s^{2}} 或 [Ar]3d^{64s^{2}} d区(4)1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2} 或 *[Ar]3d^{104s^{2}} ds区

(5)1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}4p^{3}} 或[Ar]3d°4s²4p²p区

【例4】C

【变式4】答案（1)球形

(2） Fe^{2+} :1s²2s²2p3s²3p°3d Fe^{3+} :1s²2s²2p3s²3p°3d Fe3+

(5)f

解析（1)s区为IA、ⅡIA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为 1s^{22s^{2}} ,外围电子的电子云形状为球形。

(2)d区为 \mathbb{I I B}~\mathbb{I I}1 3族（不包括镧系、铜系）、VI族，族序数最大且原子序数最小的元素为Fe，其常见离子为 Fe^{2+}*Fe^{3+} ，电子排布式分别为 1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{6},1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}} ，由离子的电子排布式可知 Fe^{3+} 的3d能级为半充满状态，其稳定性大于 Fe^{2+} 。

（3）符合条件的元素为 Zn ，其电子排布式为1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{10}4s^{2}} ，外围电子排布式为 3d^{104s^{2}} 。

(4)符合题意的元素为N，其外围电子的轨道表示式为(5)铀和环均为铜系元素，位于f区。

第2课时元素第一电离能和电负性的周期性变化

主题一电离能影响因素及应用

基础知识·落实

一、2.(1)气态 (2)容易难

3.最外层电子数增大增强减小电子层数增加减小减弱增大全空、半充满和全充满大全充满半充满高

4.(1)第二电离能第三电离能

思考探究·提升

1.提示同一元素的逐级电离能是逐渐增大的，即 I_{1}{<}I_{2}{<} I_{~3~} <……·这是由于原子失去一个电子变成 +1 价阳离子后，半径变小，核电荷数未变而电子数目变少，核对电子的吸引作用增强，因此第二个电子比第一个电子难失去，失去第二个电子比失去第一个电子需要更多的能量。同理， .I_{3}{>}I_{2}\ .I_{4}{>}I_{3} .....I_{n+1}>I_{n} 。

2.提示这与原子的外层电子排布有着密切关系。ⅡA族的 Be(Mg) 有着比较稳定的 ns^{2}np^{0} (s能级全充满，p能级全空）结构，VA族的 N(P)有着比较稳定的 ns^{2}np^{3} (s能级全充满，p能级半充满)结构，因而其原子稳定，第一电离能较高。

对点应用·突破

【例1】D解析元素的第一电离能是指气态原子失去一个电子形成 +1 价气态阳离子所需要的最低能量，则第一电离能越小，原子越容易失去一个电子，A项正确、D项错误；对同一元素而言，失去电子的个数越多，失电子的能力越弱，原子的逐级电离能越来越大，B项正确；同一周期中，主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，ⅡA、VA族反常，C项正确。

【变式1】C解析根据元素周期律分析，同周期主族元素随着核电荷数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但 \mathbf{{Mg}} 原子核外电子排布为 {3s^{2}} ,s轨道为全充满状态，第一电离能大于Al，所以AI的第一电离能的最小范围为 Na{<}Al{<}Mg ，故A项正确；同主族元素原子随核电荷数增大，半径增大，失去电子能力增强，则第一电离能变化规律是随核电荷数增大，第一电离能逐渐减小，B项正确；金属性越强，越容易失去电子，所以第一电离能越小，图中第一电离能最小的元素是，在第5周期IA族，C项错误；根据题意可知氢氧化铍与氢氧化铝性质相似，能和氢氧化钠反应，而 Mg(OH)_{2} 和氢氧化钠不反应，则 BeCl_{2} 溶液和MgCl_{2} 溶液可用 \DeltaNaOH 溶液加以鉴别，D项正确。

【例2】D

【变式2】D解析从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，第三电离能剧增，可失去2个电子，最高化合价为 +2 价，即最外层应有2个电子，应为ⅡA族元素，该元素R第四电离能后还存在电离能，R元素是 \Delta\mg ，A、B、C项正确；ⅡA族元素原子最外层电子排布式为 {\bf\Pi}_{n\bf{S}}{}^{2} ，达稳定结构，所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素，D项错误。

主题二元素电负性变化规律与应用

基础知识·落实

1.(1)吸引电子 (2)4.0 2.增大增强金属性非金属性减弱金属性非金 属性 3.(2) ① 弱 正值 ② 强负值 (3)离子键共价键

思考探究·提升

1.提示根据电负性的递变规律，同一周期，主族元素的电负性从左到右依次增大；同一主族，元素的电负性从上到下逐渐减小，由此可知，电负性最大的元素位于元素周期表的右上方，电负性最小的元素位于元素周期表的左下方。

2.提示元素的电负性越大，非金属性越强；但第一电离能不一定越大，例如电负性： N{<}O ，而第一电离能： N{>}0 0

对点应用·突破

【例1】A

【变式1】B解析电负性是人为规定的一个相对数值，不是绝对标准，A项正确。部分过渡元素的电负性大于某些非金属元素的电负性，如Au（金）的电负性为2.54，B(硼）的电负性为2.0，B项错误。在化合物XY中电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价，C项正确。一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，因此电负性与原子结构有关，D项正确。

【例2】B

【变式2】B解析同周期元素从左到右半径依次减小，原子半径： {Se}{<}{As}{<}{Ge}, A项错误；同周期元素从左到右电负性依次增强，电负性： Se> As>Ge，B项正确；As原子4p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：As>Se>Ge，C项错误；Ge未成对电子数为2，As未成对电子数为3，Se未成对电子数为2，基态原子中未成对电子数： As> Ge=Se,D项错误。

主题三 “对角线”规则

基础知识·落实

2. (1)①LiO MgO ②Li_{3}N Mg_{3N_{2}} (2） ② 两 ③ 共价 ③③ 弱

对点应用·突破

【例题】C解析Li和 \mathbf{{Mg}} 的原子半径相近， \mathbf{Mg} 位于第3周期ⅡA族,Li位于第2周期 ~I~A~ 族，核外电子排布不相近。

【变式4】答案（1) {+5}33 2ⅢA

（2）两性B {:\thinspace(OH)_{2+2O H^{-}=B e O_{2}^{2-}+2H_{2}O,}} Be(OH)_{2}+2H^{+}\overline{{{-B}}e}^{2+}+2H_{2}O (3)弱硼的非金属性比碳弱(4)Li_{2O,L i_{3}N}

培优课堂（二） 元素推断与元素周期律的综合应用

【例1】D解析同周期元素，核电荷数越大原子半径越小，原子半径： Ga{>}Ge{>}As,A 项正确；同周期元素，核电荷数越大电负性越大，电负性： _{Ga}{<}_{Ge}{<}_{As}, B项正确；Ge、Ga、As都在金属与非金属分界线附近，都具有半导体性能，C项正确；同周期元素，核电荷数越大第一电离能越大， _Ga<_{Ge}< As,D项错误。

【例2】D解析W、X、Y、Z分别为H、C、O、Na。热稳定性： CH_{4}{<}H_{2}O,A 错误；第一电离能： I_{1}(O){>}I_{1}(C){>}I_{1}(Na) ，B错误；该化合物中 ~H~ 满足2电子稳定结构，C错误； \DeltaNaOH 中含有离子键和共价键，D正确。

【例3】B解析根据题意可知X、Y、Z、W分别为C、O、A1、Cl。第一电离能： I_{1}(O){>}I_{1}(C){>}I_{1} (AI),A项错误； {Al_{2}{O_{3}}} 是两性氧化物，B项正确；沸点： H_{2}O{>}HCl ,C项错误；酸性：H_{2}CO_{3}> HCIO、 H_{2C O_{3}}{<}HClO_{4} ,D项错误。

【例4】A解析X、Y、Z、W分别为N、O、Mg、Al。O的电负性大于N，A项正确；离子半径： r~(~Al^{3+}~)<r~(~Mg^{2+}~)< r({\bf O}^{2-} ),B项错误；第一电离能： I_{~1~}({Al}){<}I_{{1}}\left({Mg}\right){<}I_{{1}}\left({N}\right),{C} 项错误；工业上通过电解熔融 \Delta{MgCl_{2}} 制 {Mg,D} 项错误。

【例5】D解析由题给信息可知， ~R~ 位于元素周期表的第3周期，R的简单离子半径是同周期中最小的，则R为AI元素；由元素周期表的相对位置可知，X为C元素，Y为N元素，Q为Si元素；乙是金属元素，由题中数据可知，乙的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，最高正价为 +2 价，最外层电子数为2，则Z为 \mathbf{{Mg}} 元素。同周期元素随着原子序数的递增，第一电离能呈增大趋势，但 {\Delta{Mg}} 的3s能级有2个电子，轨道是全充满稳定状态，所以镁元素的第一电离能高于同周期相邻元素A1的第一电离能，A项错误；碳单质在常温下为固态，而氮气在常温下为气态，所以C和N的单质的熔点： \boldsymbol{X}>\boldsymbol{Y},\boldsymbol{B} 项错误；工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，用电解熔融氧化铝的方法制取铝，C项错误；Y的简单氢化物为 NH_{3} ， NH_{3} 与盐酸反应生成氯化铵，氯化铵中既有离子键又有共价键，D项正确。

【例6C解析根据题意分析X为氮，Y为氧，乙为钠，W为硫。硫的基态电子排布式为 {1s^{2}2s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{4}}, A项错误；原子半径： {}_{* r}(Na){>}{r}(S){>}{r}(O),B 项错误； N,O,S 的第一电离能大小： N{>O>S,C} 项正确；非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，简单氢化物的稳定性： _{H_{2O>H_{2}S,D}} 项错误。

【例7】B解析X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与W是同一主族元素，Y能形成2个共价键，则Y是O元素，W是S元素；X能形成3个共价键，则X是N元素；Z形成1个共价键，Z是F元素。原子半径： r\left(S\right)>r\left(N\right)> r^{\left(O\right)}{\supset}r^{\left(F\right)}, A错误； H_{2}O 和HF都能形成分子间氢键，每个H_{2}O 分子最多能形成4个氢键，而每个HF分子最多只能形成2个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，则简单氢化物的沸点：H_{2}O{>}HF,B 正确； F_{2} 能够和水反应生成氧气，因此电解HF水溶液不能制得 H_{2} 和 ~F_{2~} ,C错误；同周期主族元素自左向右第一电离能呈增大趋势，但VA族 (n\mathbf{s}^{2}n\mathbf{p}^{3}) 元素因p轨道处于半充满状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻的VA族元素，同周期主族元素中第一电离能大于N的元素只有F元素1种,D错误。

【例8】答案（1)7
(2)N
(3)Si
(4)1s²2s²2p3s²3p²3d 4s
(5)第4周期VI族 3d^{104s^{1}}

【例9】答案（1)F

(2)C{<}O{<}N{<}F C{>N{>}O{>}F} (3)H:N:H H—N—H HNO: NH NO: H H

(4) 1s^{22s^{2}2p^{6}3s^{2}3p^{6}3d^{5}4s^{1}} （或[Ar］3d4s'） 3d^{54s^{1}}

(5)_{p} d2(6)2 IV A

【例10】答案 (1)[Ar]3d^{5}4s^{1}
(2)ds Cu+4H^{+}+2NO_{3}^{-}=Cu^{2+}+2NO_{2}\uparrow+2H_{2}O
(3)AC
(4)C
(5)AD
【例11】答案（1)②④ ①③
(2)2Al+2OH^{-}+2H_{2}O=2AlO_{2}^{-}+3H_{2}\uparrow
(3):N::C:C::N:
(4)↑↑++↑ 3d