第1讲 原子结构与性质.docx

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第1讲原子结构与性质

选修3物质结构与性质

第1讲　原子结构与性质

课时训练练知能、提成绩限时测评

（时间:

40分钟）

测控导航表

考点

易

中

核外电子的排布

1,2,3

元素的性质

4,5

综合应用

6,7,8

9,10

一、选择题

1.（2012年上海化学改编）元素周期表中铋元素的数据如图,下列说法正确的是（　B　）

A.Bi元素的质量数是209

B.Bi元素的相对原子质量是209.0

C.Bi原子6p能级有一个未成对电子

D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子

解析:

209.0表示的是Bi元素的相对原子质量,A错误,B正确;根据洪特规则,Bi原子6p能级中的3个电子分别占据3个轨道,故有三个未成对电子,C项错;Bi原子最外层6p能级中的3个电子的能量略高于6s能级中的2个电子的能量,D项错。

2.下列表达式中不正确的是（　C　）

A.S2-的电子排布式为1s22s22p63s23p6

B.47号元素的电子排布式为[Kr]4d105s1

C.基态C原子的轨道表示式为

D.基态N原子的轨道表示式为

解析:

根据洪特规则,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据1个轨道,而且自旋方向相同,基态C原子的轨道表示式应为

C不正确。

3.下列有关认识正确的是（　A　）

A.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7

B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C.各能层含有的能级数为n-1

D.各能层含有的电子数为2n2

解析:

各能层的能级之间存在着交错现象,有些能层没有f能级或d能级,B错;各能层含有的能级数为n,C错;2n2是各能层中可容纳的最多电子数,很多情况下电子达不到这个数,D错。

4.在第二周期中,B、C、N、O四种元素的第一电离能由大到小的排列顺序正确的是（　C　）

A.I1（N）>I1（C）>I1（O）>I1（B）

B.I1（N）>I1（O）>I1（B）>I1（C）

C.I1（N）>I1（O）>I1（C）>I1（B）

D.I1（O）>I1（N）>I1（C）>I1（B）

解析:

同周期元素,从左到右第一电离能呈现增大的趋势,但由于氮原子的p能级电子处于半充满状态,所以第一电离能N>O。

5.（2014安徽阜阳一中第二次模拟）X、Y、Z是3种短周期元素,其中X、Y位于同一族,Y、Z处于同一周期。

X原子的外围电子排布式为nsnnpn+2。

Z原子的核电荷数是最外层电子数的三倍。

下列说法正确的是（　D　）

A.原子序数由大到小的顺序为X>Y>Z

B.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4

C.3种元素的气态氢化物中Z的气态氢化物最稳定

D.原子半径由大到小的顺序为Z>Y>X

解析:

根据X外围电子排布式可知X为:

1s22s22p4即为O,Y与O同族且在短周期,则Y为S,Z核电荷数是最外层电子数的三倍,且Z与S同周期可知Z为P,原子序数:

S>P>O,A错;S的最高价含氧酸为H2SO4,B错;H2O最稳定,C错;原子半径:

P>S>O,D对。

6.以下有关元素性质的说法不正确的是（　C　）

A.具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p3　③1s22s22p2　④1s22s22p63s23p4原子半径最大的是①

B.具有下列外围电子排布式的原子中,①3s23p1　②3s23p2③3s23p3　④3s23p4第一电离能最大的是③

C.Na、K、Rb元素的电负性随原子序数的增大而递增

D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别是738、1451、7733、10540、13630、17995、21703（kJ/mol）……,当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+

解析:

A项中各元素分别是①Si　②N　③C　④S,原子半径最大的是①Si,A正确;B项中各元素分别为①Al　②Si　③P　④S,其中P第一电离能最大,B正确;C项中随原子序数增大,电负性递减,C不正确;D项中可看出第三电离能远大于第二电离能,所以显+2价,D正确。

二、非选择题

7.（2012年浙江自选模块）

（1）可正确表示原子轨道的是　　　。

A.2sB.2dC.3pzD.3f

（2）写出基态镓（Ga）原子的电子排布式:

　　　　　　　。

（3）下列物质变化,只与范德华力有关的是　　　。

A.干冰熔化

B.乙酸汽化

C.乙醇与丙酮混溶

D.

溶于水

E.碘溶于四氯化碳

F.石英熔融

（4）下列物质中,只含有极性键的分子是　　　,既含离子键又含共价键的化合物是　　　;只存在σ键的分子是　　　,同时存在σ键和π键的分子是　　　。

A.N2B.CO2C.CH2Cl2D.C2H4

E.C2H6F.CaCl2G.NH4Cl

（5）用“>”、“<”或“=”填空:

第一电离能的大小:

Mg　　　Al; 

熔点的高低:

KCl　　　MgO。

解析:

（1）第2电子层上只有s和p轨道,故B错误;第3电子层上有s、p、d轨道,没有f轨道,故D错误。

（2）镓（Ga）在元素周期表中位于Al的下面,即第四周期第ⅢA族,其原子的核外电子排布为:

1s22s22p63s23p63d104s24p1。

（3）B项,乙酸汽化破坏范德华力和氢键;C项,乙醇与丙酮因分子间产生氢键而混溶;D项,

因能与H2O分子间产生氢键而溶于水;F项,石英熔融破坏的是共价键。

（4）N2的结构式为N≡N,三键中有一个σ键、两个π键;O

C

O中的每个C

O中有一个σ键、一个π键;CH2Cl2的结构式为:

四个键均为σ键:

中的C

C中有一个σ键、一个π键;

中的C—H和C—C均为σ键;CaCl2为离子化合物,含有离子键;NH4Cl中[

]+的四个N—H均为σ键,但N

与Cl-之间是离子键。

（5）Mg的最外层电子排布为3s2,为全充满,Al的最外层排布为3s23p1,因而Al易失去1个电子变成较稳定结构,故第一电离能:

Mg>Al。

离子键的强弱与离子半径和离子所带的电荷数有关,离子半径越小,离子所带电荷数越多,离子键越强。

在KCl和MgO中,离子半径:

K+>Mg2+,Cl->O2-;离子所带电荷数:

Mg2+>K+,O2->Cl-,所以MgO中的离子键强,熔点高。

答案:

（1）AC

（2）1s22s22p63s23p63d104s24p1

（3）AE　（4）BC　G　CE　ABD

（5）>　<

8.（2014南昌二模节选）A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期元素,F为第四周期元素,F还是前四周期中电负性最小的元素。

已知:

A.原子的核外电子数与电子层数相等;

B.元素原子的核外p电子数比s电子数少1个;

C.原子的第一至第四电离能为:

I1=738kJ/mol,I2=1451kJ/mol,I3=7733kJ/mol,I4=10540kJ/mol;

D.原子核外所有p轨道为全充满或半充满;

E.元素的族序数与周期序数的差为4。

（1）写出E元素在周期表位置:

　　　　　　　　　　;D元素的原子的核外电子排布式:

　　　　　　　　; 

（2）某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布为:

该同学所画的轨道式违背了　; 

（3）已知BA5为离子化合物,写出其电子式:

　; 

（4）DE3中心原子杂化方式为　　　　;其空间构型为　　　　　　　。

解析:

B元素只能是N,A元素是H,C的I3≫I2是第ⅡA族元素Mg,则D是第三周期3s23p6或3s23p3,是P或Ar,E是第三周期第ⅦA族Cl,F是第四周期电负性最小的K;D是P。

（1）第三周期ⅦA族,1s22s22p63s23p3。

（2）最外层2个电子应排3s上且自旋方向相反。

（3）BA5是NH4H,由N

和H-构成。

（4）DE3是PCl3,中心原子P的价电子对数为4,故P原子采取sp3杂化,其中1个杂化轨道容纳孤电子对,另外三个与3个Cl成σ键,空间构型三角锥形。

答案:

（1）第三周期ⅦA族　1s22s22p63s23p3

（2）能量最低原理　（3）[

H]+

H]-

（4）sp3　三角锥形

9.（2013年安徽理综）X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:

元素

相关信息

X

X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3

Y

Y是地壳中含量最高的元素

Z

Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1

W

W的一种核素的质量数为28,中子数为14

（1）W位于元素周期表第　　　周期第　　　族;W的原子半径比X的　　　（填“大”或“小”）。

（2）Z的第一电离能比W的　　　（填“大”或“小”）;XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是　; 

氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子,写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称　　　。

（3）振荡下,向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量,能观察到的现象是 

　; 

W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体,该反应的化学方程式是　。

（4）在25℃、101kPa下,已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419kJ,该反应的热化学方程式是　。

解析:

根据短周期元素X的最高化合价为+4,可知X为碳或硅,又因Y为O,结合原子序数Y>X,则可确定X为C,根据Z的最外层电子排布式可写出其核外电子排布式为:

1s22s22p63s23p1,即Z为铝元素;再结合W的质量数与中子数关系可确定W的质子数为14,即W为Si。

（1）Si位于元素周期表第三周期、ⅣA族,同主族元素原子半径从上到下依次增大,则W（Si）的原子半径比X（C）的要大。

（2）因同周期元素从左到右,元素的第一电离能呈逐渐增大趋势,故Z（Al）的第一电离能比W（Si）的要小。

XY2（CO2）为分子晶体,由固态变为气态,克服的是分子间作用力。

由C、H、O组成的分子中,存在分子间氢键的物质很多,如:

CH3CH2OH、CH3COOH等。

（3）Z单质即为铝,铝和盐酸反应生成氯化铝,向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液,先生成氢氧化铝沉淀,氢氧化钠过量时,氢氧化铝沉淀溶解。

W单质为硅,硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2两种气体。

（4）13.5g铝的物质的量为0.5mol,所以该反应的热化学方程式为4Al（s）+3O2（g）

2Al2O3（s）

ΔH=-3352kJ/mol。

答案:

（1）三　ⅣA　大

（2）小　分子间作用力　乙酸（其他合理答案均可）

（3）先生成白色沉淀,后沉淀逐渐溶解,最后变成无色溶液

Si+4HF

SiF4↑+2H2↑

（4）4Al（s）+3O2（g）

2Al2O3（s）

ΔH=-3352kJ/mol（其他合理答案均可）

10.（2013云南玉溪一中月考）A、B、C、D、E是元素周期表中前四周期常见元素,其原子序数依次增大。

已知:

A

单质在自然界中硬度最大

B

原子中s能级与p能级电子数相等且有单电子

C

C同在B的下一周期,C的电离能数据（kJ/mol）为:

I1=738　I2=1451　I3=7732　I4=10540

D

单质密度小,较好的延展性,广泛用于食品包装,D的氧化物是两性氧化物

E

单质是一种常见金属,与O元素能形成黑色和砖红色两种氧化物

（1）写出A元素基态原子的价电子排布图:

　　　　　　。

当C单质、D单质和NaOH溶液形成原电池时,该原电池的负极的电极反应式为　。

（2）常温下,某气态单质甲分子与AB分子核外电子数相等,则一个甲分子中包含　　　个π键,在A—H、B—H两种共价键中,键的极性较强的是　　　　　　（用元素符号表示）。

D元素原子核内中子数比质子数多1,则D原子可以表示为　　　　,其原子核外有　　　　种运动状态不同的电子。

（3）B的氢化物的熔、沸点比与它同主族的下一周期元素的氢化物的熔、沸点高,原因是　。

（4）通常情况下,A的燃烧热为akJ/mol,C的燃烧热为bkJ/mol,则C与AO2反应生成A的热化学方程式为

　。

解析:

根据元素的结构及有关性质可知,A、B、C、D、E分别是C、O、Mg、Al、Fe。

（1）根据构造原理可知,C元素基态原子的价电子排布图是

;由于镁和氢氧化钠溶液不反应,铝能和氢氧化钠溶液反应,所以在该原电池中镁是正极,铝是负极,负极反应式是Al+4OH--3e-

Al

+2H2O。

（2）气态单质甲分子与CO分子核外电子数相等,所以甲是氮气。

氮气中含有三键,而三键是由2个π键和1个σ键形成的;由于氧元素的非金属性比碳元素的强,所以键的极性较强的是O—H键;由于质子数和中子数之和是质量数,所以根据题意可知,该原子的符号是

Al;核外电子数是13个,则就有13种运动状态不同的电子。

（3）由于水分子之间存在氢键,所以其熔、沸点高于硫化氢的。

（4）根据燃烧热可知,热化学方程式①C（s）+O2（g）

CO2（g）

ΔH=-akJ/mol,②Mg（s）+

O2（g）

MgO（s）

ΔH=-bkJ/mol。

所以根据盖斯定律可知,②×2-①即得到2Mg（s）+CO2（g）

2MgO（s）+C（s）

ΔH=-（2b-a）kJ/mol。

答案:

（1）

Al+4OH--3e-

Al

+2H2O

（2）2　O—H

Al　13

（3）水分子之间存在氢键

（4）2Mg（s）+CO2（g）

2MgO（s）+C（s）　

ΔH=-（2b-a）kJ/mol