届高考化学一轮复习原子结构与性质作业.docx
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届高考化学一轮复习原子结构与性质作业
[A级 全员必做题]
1.(2019·湖北襄阳考试)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.价电子排布式为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
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原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
答案 C
2.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.非金属元素全部位于元素周期表p区
B.金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C.原子最外层电子数为1的元素一定处于周期表ⅠA族
D.同周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1、11或25
解析 H元素位于元素周期表s区,A项错误;金属与非金属分界线附近的元素称为准金属或半金属,B项错误;原子最外层电子数为1的元素,可以为ⅠA族,也可以为副族,例如Cr和Cu,C项错误;第二、三周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1,第四、五周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差11,第六、七周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差25,D项正确。
答案 D
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;
④1s22s22p5
下列有关判断正确的是( )
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
解析 由电子排布式可知①为S,②为P,③为N,④为F。
第一电离能为④>③>②>①,A正确;原子半径应是②最大,④最小,B不正确;电负性应是④最大,②最小,C不正确;F无正价,②③最高正化合价为+5,①的最高正化合价为+6,D不正确。
答案 A
4.(2019·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2+的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co位于周期表中第9列
解析 “3d74s2”为Co的价电子排布,其简写式中,也要注明3d轨道,B项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,D项正确;从左向右数,应为过渡元素,A项错误;失电子时,应失去最外层的电子,即先失4s上的电子,Co2+的价电子排布为3d7,C项错误。
答案 D
5.以下有关元素性质的说法正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中,①[Ne]3s23p2;②[Ne]3s23p3;③[Ne]3s23p4;④[Ne]3s23p5,原子半径最大的是④
B.具有下列价电子排布式的原子中,①2s22p2;②2s22p3;③2s22p4,第一电离能最大的是①
C.①Na、K、Rb;②N、P、As;③O、S、Se;④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.元素X气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
解析 A项,①为Si,②为P,③为S,④为Cl,原子半径最大的为Si,错误;B项,①为C,②为N,③为O,第一电离能大小顺序为C 答案 C 6.第四周期有14种金属元素,其中4种为主族元素,10种为过渡元素。 (1)锰元素在周期表中的位置为________;属于________区元素(填“s”“p”“d”“ds”或“f”)。 (2)基态铬原子的电子排布式为________,与铬同周期的所有元素的基态原子中,最外层电子数与铬原子相同的有________。 (3)基态Fe原子中,电子占据的最高能层的符号为________,该能层具有的原子轨道数为________,电子数为________。 (4)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为________,第一电离能由大到小的顺序为________。 (5)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示: 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 铜 746 1958 锌 906 1733 铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是___________________________________________。 解析 (1)Mn的原子序数为25,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,位于第四周期第ⅦB族,属于d区元素。 (2)基态铬原子核外有24个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,第四周期最外层电子数为1的原子还有K、Cu。 (3)基态Fe原子核外有4个电子层,电子占据的最高能层为第四层,符号为N。 该能层有s、p、d、f四个能级,原子轨道数为1+3+5+7=16。 其价层电子排布式为3d64s2,故N层的电子数为2。 (4)同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性: Br>Se>As。 同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于As的4p能级半充满,为稳定结构,其第一电离能大于Se,故第一电离能: Br>As>Se。 (5)根据Cu、Zn失去一个电子后的结构,分析再失去一个电子的难易,从而比较Cu、Zn的第二电离能。 答案 (1)第四周期第ⅦB族 d (2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 K、Cu (3)N 16 2 (4)Br>Se>As Br>As>Se (5)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu+,能量较低,结构稳定,所以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn+,易再失去一个电子,所以Zn的第二电离能相对较小或Cu原子失去一个电子后,核外电子排布式为[Ar]3d10,而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1,铜达到了较稳定状态,所以Cu的第二电离能相对较大) 7. (1)Co元素基态原子的外围电子排布式为________。 元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为________。 (2)下列说法正确的是________(填序号)。 A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.第一电离能: As>Ga C.电负性: As>Ga D.原子半径: As>Ga (3)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态锗原子外围电子排布式为________。 (4)X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大。 X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数,Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级,且每个能级中的电子总数相同,Z的两种同素异形体都存在于大气中,对生命起着重要作用。 另有M元素位于周期表的第4周期第6列。 上述5种元素中,电负性最大的是________(填名称),M的基态原子的电子排布式是________。 解析 (1)Co是27号元素,基态原子外围电子排布式为3d74s2;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N元素原子的2p能级处于半充满状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻的元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N>O>C。 (2)GaAs晶胞结构与NaCl不同,故A错误;原子半径As (3)Ge是32号元素,与Si同主族,基态原子外围电子排布式为4s24p2。 (4)Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级,且每个能级中的电子总数相同,则Y的核外电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Z的两种同素异形体都存在于大气中,对生命起着重要作用,Z为O元素;X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数;且X、Y、Z、R原子序数依次增大,可知X为H或Be元素,R为Al元素;M元素位于周期表的第4周期第6列,故M为Cr元素。 以上5种元素中,电负性最大的是O元素;Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。 答案 (1)3d74s2 N>O>C (2)BC (3)4s24p2 (4)氧 1s22s22p63s23p63d54s1 或[Ar]3d54s1 8.南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐,使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。 请回答以下问题: (1)基态N原子的电子排布图为________,该原子中2p轨道上电子的排布遵循的原则是________。 (2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的有________。 (3)科学家目前合成了N4分子,该分子中N—N—N的键角为________;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途: ________(写出一种即可)。 (4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质,已知阳离子由5个氮原子排列成V形,每个氮原子均达到8电子稳定结构,则阳离子的电子式为________。 解析 (1)基态氮原子核外有7个电子,其核外电子排布图为 。 2p轨道上3个电子分别单独占据1个轨道且自旋状态相同,遵循洪特规则。 (2)Be原子2s能级处于全充满状态,其第一电离能比B大,N原子2p能级处于半充满状态,其第一电离能比O的大,所以第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O,共三种。 (3)N4分子和P4分子类似,该分子中N—N—N的键角为60°。 N4分解后能产生N2并释放出大量能量,可以制造火箭推进剂或炸药。 (4)根据每个氮原子均达到8电子稳定结构,可以推断该离子为N 。 答案 (1) 洪特规则 (2)Be、C、O (3)60° 制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案均可) (4) 9.(2018·长春月考)下表为元素周期表前三周期的一部分: (1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较________>________(填化学式),原因是________。 (2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号), 另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。 A.能量最低原理B.泡利原理 C.洪特规则 (3)以上五种元素中,________(元素符号)元素第一电离能最大。 (4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10),反应如图所示,该反应的化学方程式是____________________________________________________________________。 解析 根据元素周期表的结构可知X为N,Z为F,R为Ne,W为P,Y为S。 (1)X、W的氢化物为NH3和PH3,非金属性越强气态氢化物越稳定。 (2)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,且自旋状态相同,因此氮元素的基态原子的电子排布图为 。 (3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关,还与形成稳定结构的倾向有关。 结构越稳定,失去电子所需能量越高,在所给五种元素中,氖元素最外层已达8电子的稳定结构,因此失去核外第一个电子需要的能量最多,即第一电离能最大。 (4)根据题给图示可知E为NH3,G为F2,L为HF,M为N2,应是2NH3+3F2===6HF+N2。 答案 (1)NH3 PH3 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短) (2)② C (3)Ne (4)2NH3+3F2===6HF+N2 [B级 拔高选做题] 10.下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据: 元素 原子半径(10-10m) 最高价态(价) 最低价态(价) ① 1.02 +6 -2 ② 2.27 +1 - ③ 0.74 - -2 ④ 1.43 +3 - ⑤ 0.77 +4 -4 ⑥ 1.10 +5 -3 ⑦ 0.99 +7 -1 ⑧ 1.86 +1 - ⑨ 0.75 +5 -3 ⑩ 1.17 +4 -4 请回答下列问题: (1)以上10种元素中,第一电离能最小的是________(填序号)。 (2)上述⑤⑥⑦三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________(写分子式)。 元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________________________________________________________________,元素①的原子价电子排布式是________。 (3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性,由强到弱的顺序是_____________________________________________________________________ (填化学式)。 (4)③和⑨两元素比较,非金属性较弱的是________(填名称),可以验证你的结论的是下列中的________(双选;填选项字母)。 A.气态氢化物的挥发性和稳定性 B.单质中的键能 C.两元素的电负性 D.含氧酸的酸性 E.氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素) F.两单质在自然界的存在形式 解析 由题意可知,10种元素是前20号元素,根据表中数据,我们不难推出①S,②K,③O,④Al,⑤C,⑥P,⑦Cl,⑧Na,⑨N,⑩Si。 (1)在同一周期中,从第ⅠA族到第ⅦA族,元素的第一电离能呈增大趋势;同一主族中,从上向下,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②K。 (2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中,PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构;根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si3N4;硫元素的原子价电子排布式是3s23p4。 (3)元素的非金属性越强,形成气态氢化物越稳定,非金属性强弱为Cl>S>P>Si,故其氢化物稳定性为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验证。 答案 (1)② (2)PCl3、CCl4 Si3N4 3s23p4 (3)HCl>H2S>PH3>SiH4 (4)氮元素 CE 11.现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。 A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。 (1)A元素的第一电离能____(填“<”、“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为____________________(用元素符号表示)。 (2)D元素原子的价电子排布式是___________________________________。 (3)C元素原子的电子排布图为________________________;E3+的离子符号为__________。 (4)F元素位于元素周期表的______区,其基态原子的电子排布式为________________。 (5)G元素可能的性质________(填字母)。 A.其单质可作为半导体材料 B.其电负性大于磷 C.其原子半径大于锗 D.其第一电离能小于硒 (6)活泼性: D________(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)________I1(Al),其原因是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 解析 现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。 A元素的价电子构型为nsnnpn+1,n=2,所以A是N;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F,所以B是O;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6,所以D是Mg;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E的原子序数是18+5+3=26,即E是Fe;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As。 (1)一般来讲非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能;非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N<O<F。 (2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。 (3)根据核外电子排布规律可知氟元素的轨道表示式为 ;E3+的离子符号为Fe3+。 (4)铜元素位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 (5)G为As,位于金属与非金属的分界线处,其单质为半导体,其电负性小于磷,原子半径小于锗,第一电离能大于硒。 (6)元素D为Mg,活泼性Mg>Al,I1(Mg)>I1(Al),因为Mg的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而Al的3p轨道只有一个电子,不稳定,故活泼性Mg>Al,而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。 答案 (1)> N<O<F (2)3s2 (3) (4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (5)A (6)> > 镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定 12.(2018·山东青岛月考)有A、B、C、D、E5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。 其中A为非金属元素;A和E属同一族,它们的原子最外层电子排布为ns1,B和D也属同一族,它们的原子最外层的p能级电子数均是s能级电子数的两倍。 C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。 请回答下列问题: (1)A是________,B是________,C是________,D是________,E是________。 (2)由这五种元素组成的一种化合物是___________________________________ (写化学式)。 写出该物质的一种主要用途: ____________________________。 (3)写出C元素基态原子的电子排布式: ________________________________。 (4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布为_________________________________________________________________。 (5)元素B与D的电负性的大小关系是B________D,C与E的第一电离能的大小关系是C________E。 (填“>”“<”或“=”)。 解析 A、B、C、D、E5种元素核电荷数都小于20,故都为主族元素,A、E属同一族且最外层电子排布为ns1,故为ⅠA族元素,而A为非金属元素,则A为氢元素;B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,故其原子最外层电子排布为ns2np4,为第ⅥA族元素,B的核电荷数小于D的,则B为氧元素,D为硫元素,E为钾元素;C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半,则C为铝元素。 同主族元素自上而下电负性、第一电离能逐渐减小,故B(氧)的电负性大于D(硫)的,E(钾)的第一电离能小于钠的,故钠的第一电离能小于C(铝)的,即第一电离能Al>K。 答案 (1)H O Al S K(写元素名称也可) (2)KAl(SO4)2·12H2O 作净水剂 (3)1s22s22p63s23p1 (4) (5)> >
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