届人教版 原子结构与性质 单元测试.docx
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届人教版原子结构与性质单元测试
原子结构与性质
1.下列元素中,基态原子的价电子排布式、电子排布式或电子排布图不正确的是( )
答案 B
解析 B项应为[Ar]3d104s24p3。
2.下列关于电离能和电负性的说法不正确的是( )
A.第一电离能的大小:
Mg>Al
B.锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳
C.第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳
D.F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F
答案 B
解析 同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族元素的第一电离能比相邻的第ⅢA族元素的第一电离能大,A正确;锗是金属元素而碳是非金属元素,第一电离能小于碳,B不正确;Ni的价电子排布式为3d84s2,未成对电子数为2,第二周期未成对电子数为2的元素有碳和氧,同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:
C 3.下列叙述正确的是( ) A.可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子 B.当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相反 C.1个原子轨道里最多容纳2个电子,且自旋方向相同 D.基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子,而激发态原子变为基态原子,则要放出能量 答案 D 解析 按照各能级能量的大小顺序,原子中电子排满4s轨道后应排布3d轨道,A项错误;根据洪特规则,电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,B项错误;根据泡利原理,同一轨道上的2个电子自旋方向相反,C项错误。 4.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是( ) A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C.2p轨道上只有两个电子的X原子与3p轨道上只有两个电子的Y原子 D.最外层都只有一个电子的X、Y原子 答案 C 解析 A项,原子核外电子排布式为1s2的X原子是He原子,原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是第ⅡA族的Be原子,二者化学性质不同;B项,原子核外M层上仅有两个电子的X原子是第ⅡA族的Mg原子,而原子核外N层上仅有两个电子的Y原子可能是第ⅡA族、副族或Ⅷ族元素的原子,化学性质不一定相似;C项,2p轨道上只有两个电子的X原子是C原子,3p轨道上只有两个电子的Y原子是Si原子,两者化学性质相似;D项,最外层只有一个电子的原子可能是ⅠA族元素的原子,也可能是过渡元素的原子,化学性质不一定相似。 5.甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。 下列推断正确的是( ) A.甲与乙位于同一周期 B.甲与乙位于同一主族 C.甲与乙都位于元素周期表的p区 D.甲与乙的原子序数之和为偶数 答案 D 解析 甲和乙的电子层排布可能为1s22s22p2和1s22s22p63s2,即为碳和镁元素,它们位于不同的周期、不同的主族、不同的区域。 6.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。 下列关于元素R的判断中一定正确的是( ) I1 I2 I3 I4 …… 740 1500 7700 10500 ①R的最高正价为+3 ②R元素位于元素周期表中第ⅡA族 ③R元素第一电离能大于同周期相邻元素 ④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2 A.①②B.②③C.③④D.①④ 答案 B 解析 由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2,位于第ⅡA族,可能为Be或者Mg元素,因此①不正确,②正确,④不正确;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因s轨道处于全满状态,比较稳定,所以其第一电离能大于同周期相邻元素,③正确。 7.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是( ) 答案 A 解析 同主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,A对;氟无正价,B错误;HF分子间存在氢键,所以熔沸点在同族元素的简单氢化物中最高,C错误;F2、Cl2、Br2三种物质的晶体均是分子晶体,组成相似,则相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔点越高,D错误。 8.下列各项叙述中,正确的是( ) A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态 B.价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素 C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同 D.24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 答案 C 解析 A项镁原子由基态转化为激发态,要吸收能量;价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族,是p区元素;原子轨道处于全空、全满或半充满状态时,能量最低,故24Cr原子的电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。 9.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下: ①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3④1s22s22p5 则下列有关比较中正确的是( ) 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 答案 A 解析 由题中基态原子的电子排布式可知,①是S,②是P,③是N,④是F。 P原子的3p轨道处于半充满状态,比S原子稳定,笫一电离能比S大。 原子半径: ②>①>③>④;电负性: ④>③>①>②;最高正化合价: ①>③=②,F无正价。 10.下列各项叙述中,正确的是( ) A.N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大 B.价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素 C.2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等 D.氮原子的价电子排布图: 答案 B 解析 同主族元素从上到下,电负性减小;2p轨道能量低于3p;利用“洪特规则”可知D项价电子排布图错误。 [题组一 基础大题] 11.按要求写出下列微粒的核外电子排布式: (1)基态镓(Ga)原子的电子排布式为________。 (2)基态氮原子的价电子排布式是________。 (3)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。 (4)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。 Cu+基态核外电子排布式为________。 (5)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,Au原子最外层电子排布式为________。 (6)原子序数小于36的元素Q和T,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且原子序数T比Q多2。 T的基态原子外围电子(价电子)排布为________,Q2+的未成对电子数是________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p1 (或[Ar]3d104s24p1) (2)2s22p3 (3)2 (4)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (5)6s1 (6)3d84s2 4 解析 (1)Ga是31号元素,核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。 (2)基态氮原子的价电子排布式是2s22p3,注意不要写成基态氮原子的电子排布式。 (3)氧元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4,据洪特规则可知,2p轨道上有2个未成对电子。 (4)先写铜原子的核外电子排布式,再失电子。 (5)铜在周期表中位于第四周期ⅠB族,故金也属于ⅠB族,最外层电子排布式为6s1。 (6)位于同一周期、同一族的只能为Ⅷ族,原子序数小于36且T比Q多2,则T为28Ni、Q为26Fe,Fe2+的价电子排布式为3d6,d轨道共有5个轨道,所以电子排布是1双、4单,即有4个未成对电子。 12.过渡元素Ti、Mn、Fe等可与C、H、O形成多种化合物。 (1)根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域,其中Ti属于________区。 (2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表: Mn元素价电子排布式为________,气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难,其原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (3)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN-,可在TiO2的催化下,先用NaClO将CN-氧化成CNO-,再在酸性条件下将CNO-继续氧化成N2和CO2。 请回答: ①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为________________________。 ②与CNO-互为等电子体的微粒的化学式为________(写出一种即可)。 答案 (1)d (2)3d54s2 Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态) (3)①H 解析 (1)Ti的外围电子排布式为3d24s2,最后填充的电子的能级为3d,因此位于元素周期表中d区。 (2)Mn元素原子核外有25个电子,价电子排布式为3d54s2,Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。 (3)①根据周期表中电负性强的元素位于周期表右上方,则电负性: H ②CO2、N2O、SCN-与CNO-互为等电子体。 [题组二 高考大题] 13.完成下列高考填空题 Ⅰ.[2015·全国卷Ⅰ]碳及其化合物广泛存在于自然界中。 回答下列问题: 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。 在基态14C原子中,核外存在________对自旋相反的电子。 Ⅱ.[2014·江苏高考]含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米Cu2O。 Cu+基态核外电子排布式为________________________________________________________________________。 答案 Ⅰ.电子云 2 Ⅱ.[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) 解析 Ⅰ.电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述。 6C的电子排布图为 ,所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。 14.完成下列高考填空题。 Ⅰ.[2014·安徽高考] (1)Na位于元素周期表第______周期第________族;S的基态原子核外有________个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为________。 (2)用“>”或“<”填空: 第一电离能 离子半径 熔点 酸性 Si____S O2-____Na+ NaCl____Si H2SO4____HClO4 Ⅱ.[2016·全国卷Ⅲ]砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。 回答下列问题: (1)写出基态As原子的核外电子排布式______________。 (2)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________As。 (填“大于”或“小于”) Ⅲ.[2015·安徽高考]C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。 (1)Si位于元素周期表第________周期第________族。 (2)N的基态原子核外电子排布式为________,Cu的基态原子最外层有________个电子。 (3)用“>”或“<”填空: 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al____Si N____O 金刚石____晶体硅 CH4____SiH4 答案 Ⅰ. (1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2 (2)< > < < Ⅱ. (1)[Ar]3d104s24p3 (2)大于 小于 Ⅲ. (1)三 ⅣA (2)1s22s22p3 1 (3)> < > < 解析 Ⅰ. (1)由S的基态原子核外3p能级上4个电子占据3个轨道,可知有2个电子未成对。 (2)同一周期从左到右元素原子的第一电离能呈增大趋势(但第ⅡA族的大于第ⅢA族的,第ⅤA族的大于第ⅥA族的),所以Si<S;核外电子总数相同的简单粒子,核电荷数越大,半径越小,所以r(11Na+)<r(8O2-);原子晶体的熔点一般高于离子晶体的熔点,所以熔点: NaCl<Si;同一周期,从左到右最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,所以酸性: HClO4>H2SO4。 Ⅱ. (1)As为33号元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,故其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。 (2)Ga和As同属第四周期元素,且Ga原子序数小于As,则原子半径Ga大于As,第一电离能Ga小于As。 Ⅲ. (1)Si元素位于元素周期表第三周期第ⅣA族。 (2)氮基态原子电子排布式为1s22s22p3;Cu原子核外电子数为29,基态原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1,最外层有1个电子。 (3)同一周期元素的原子半径随着原子序数的增大而减小,所以原子半径: Al>Si;对于非金属而言,非金属性越强电负性越大,所以电负性: O>N;金刚石与晶体硅均属于原子晶体,由于C原子半径小于Si,C—C键的键长小于Si—Si键的键长,键长越短,键能越大,熔点越高,故熔点: 金刚石>晶体硅;CH4与SiH4属于结构相似的分子,范德华力随着相对分子质量的增大而增大,范德华力越大,沸点越高,所以沸点: CH4 [题组三 模拟大题] 15.[2016·唐山五校联考]已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L电子层上有2对成对电子;E+的核外有3个电子层且各层均处于全满状态。 请填写下列空白: (1)E元素基态原子的核外电子排布式为________________________________________________________________________。 (2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为________(填元素符号),其原因为____________________________________。 (3)B2A4是重要的基本石油化工原料。 B2A4分子中B原子的杂化类型为________;1molB2A4分子中含________molσ键。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (2)C (3)sp2 5 解析 A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等知A为H;B原子核外有6个电子,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍知B为C(碳),D原子L电子层上有2对成对电子,可知D为O,根据原子序数关系,C只能为N;E+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,可知E为Cu。 (1)铜元素基态原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 (2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C (3)B2A4是乙烯,由CH2===CH2可知一个乙烯分子中含有5个σ键。 16.[2016·上海学能诊断]碳、硅、铁、铜、铝、钛等是重要的材料元素。 请回答下列有关问题: (1)上述元素中属于主族元素的是____________________(填写元素符号,下同),位于元素周期表ds区的元素是______________________。 (2)原子核外电子含有四个能层的元素是________,基态原子的原子轨道中未成对电子数最多的是________。 (3)基态钛原子外围电子的排布图为________。 (4)基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,由此可判断铜位于元素周期表中第________周期第________族。 答案 (1)C、Si、Al Cu (2)Ti、Fe、Cu Fe (3) 解析 (1)C、Si为第ⅣA族元素,Al为第ⅢA族元素;Cu、Ti是副族元素,Fe是第Ⅷ族元素。 C、Si、Al位于p区,Ti、Fe位于d区,Cu位于ds区。 (2)第四周期的Ti、Fe、Cu均有四个能层;基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2,d轨道中含有4个未成对电子。 (3)钛位于第四周期第ⅣB族,外围电子排布式为3d24s2。 (4)由外围电子排布式中的4s可推知Cu为第四周期元素,由外围电子排布式中的电子数为11可知Cu在元素周期表第11列,是ⅠB族。 17.[2017·湖北荆州质检]已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中的七种元素且原子序数依次增大,其中A的基态原子中没有成对电子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;C原子核外成对电子数比未成对电子数多1个,其氢化物常用作制冷剂;D原子未成对电子数与周期数相同;在E元素所在周期中该原子的第一电离能最小;F原子价电子排布式为nsn-1npn+1;G原子有6个未成对电子。 请回答下列问题: (1)G元素基态原子的价电子排布式为____________。 (2)B、C、D三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为________(填元素符号),常温下硬度最大的B单质、E2F、A2D及A2F的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。 (3)D元素与氟元素相比,电负性: D元素________氟元素(填“>”“=”或“<”),下列表述中能证明这一事实的是________(填选项序号)。 a.常温下氟气的颜色比D单质的颜色深 b.氟气与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质 c.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 d.比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目 答案 (1)3d54s1 (2)O 解析 A的基态原子中没有成对电子,则A为氢元素;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,每种轨道中的电子总数相同,则B的核外电子排布式为1s22s22p2,则B为碳元素;C的氢化物可作制冷剂,则C为氮元素;D原子未成对电子数与周期数相同,知D为氧元素;根据同一周期元素的第一电离能从左往右逐渐增大,故E属于第ⅠA族,结合F中n=3知F为S元素,则E为Na元素;由G原子有6个未成对电子知该元素为铬元素。 (1)24号Cr元素的价电子排布式为3d54s1。 (2)CH4、NH3、H2O的键角分别为109.5°、107.3°、104.5°,则键角由小到大的顺序为O 原子晶体>离子晶体>分子晶体,故它们沸点由高到低的顺序为C>Na2S>H2O>H2S。 (3)D元素为氧元素,其电负性比氟小,b项氟气从水中置换出氧气,说明氟的非金属性强于氧,故其电负性大于氧,c项根据OF2中氧显正价、氟显负价,可判断电负性氟大于氧。 18.[2017·昌乐模拟]下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。 试回答下列问题: (1)元素p为26号元素,请写出其基态原子的电子排布式____________。 (2)d与a形成的分子da3中,中心原子的杂化方式为______________。 (3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因: ________________________________________。 (4)第三周期8种元素单质按熔点高低的顺序如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是________________(填下图中的序号)。 (5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是______________(填元素符号)。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (2)sp3 (3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量 (4)2 (5)Al 解析 (1)26号为铁元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。 (2)d为N元素,a为H元素,二者形成的NH3中N原子的杂化方式为sp3。 (3)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量。 (4)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;硅形成原子晶体;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯、氩为气体,故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩,其中电负性最大的为氯。 (5)由图可知,该元素的电离能I4远大于I3,故为第ⅢA族元素,周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期,应为Al。 19.[2016·河南联考]第一电离能(I1)是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的最低能量。 下图是部分元素原子的第一电离能(I1)随原子序数变化的曲线图。 请回答以下问题: (1)认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间的元素用短线连接起来,构成完整的图象。 (2)根据图象分析可知,同一主族元素原子的第一电离能(I1)的变化规律是____________________。 (3)图中5号元素在周期表中的位置是__________________________。 (4)图中4、5、6号三种元素的气态氢化物的化学式分别为____________________________。 (5)上图中1~6号元素中,最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是________,两性化合物有________。 答案 (1)如图 (2)从上到下逐渐减小 (3)第三周期第ⅤA族 (4)H2S、PH3、HCl (5)HClO4 Al2O3、Al(OH)3 解析 (1)Na~Ar之间六种元素中,Mg(3s2)比Na(3s1)、Al(3s23p1)失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量大,P(3s23p3)比Si(3s23p2)、S(3s23p4)失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需的能量大。 (2)同一主族元素原子的第一电离能的变化规律是从上到下逐渐减小。 (3)5号元素为P,在周期表中位于第三周期第ⅤA族。 (4)题图中4、5、6号元素的气态氢化物的化学式分别为H2S、PH3、HCl。
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