高考化学总复习第十一单元第1讲原子结构与性质教案新人教版.docx

第1讲原子结构与性质命题一电子排布1.按要求填空。(1)(2018年全国卷,35节选)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为、(填标号)。 (2)(2018年全国卷,35节选)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为形。 (3)(2018年全国卷,21节选)Zn原子核外电子排布式为。(4)(2018年江苏,35节选)Fe2+基态核外电子排布式为。解析(1)基态Li原子能量最低,而电子排布图中D项所示状态为基态。处于激发态的电子数越多,原子能量越高,A项中只有1个1s电子跃迁到2s轨道;B项中1s轨道中的两个电子一个跃迁到2s轨道,另一个跃迁到2p轨道;C项图中1s轨道的两个电子都跃迁到2p轨道,故C项表示的原子能量最高。(2)基态Fe原子的核外电子排布式为Ar3d64s2,则价层电子排布图为。基态S原子的核外电子排布式为Ne3s23p4,电子占据的最高能级为3p能级,电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。(3)Zn为30号元素,价层电子数为12,则电子排布式为Ar3d104s2。(4)Fe为26号元素,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2;Fe失去最外层的2个电子得到Fe2+,故Fe2+的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。答案(1)D;C(2) ; 哑铃(纺锤)(3)Ar3d104s2(4)Ar3d6(或1s22s22p63s23p63d6)2.(2017年全国卷,35节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题:(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为nm(填标号)。A.404.4B.553.5C.589.2D.670.8E.766.5(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。解析(1)紫色光的辐射波长范围为400 430 nm。(2)基态K原子核外有4个能层:K、L、M、N,能量依次增大,处于N层上的1个电子位于s轨道,s电子云轮廓图形状为球形。答案(1)A(2)N;球形3.按要求填空:(1)(2017年全国卷,35节选)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。(2)(2017年全国卷,35节选)Co基态原子核外电子排布式为,元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是。(3)(2016年全国卷,37改编)镍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。(4)(2016年全国卷,37改编)基态Ge原子的核外电子排布式为,有个未成对电子。(5)(2016年江苏,21节选)Zn2+基态核外电子排布式为。(6)(2015年全国卷,37节选)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。解析(1)根据构造原理可知,氮原子的价电子排布式为2s22p3,根据洪特规则和泡利原理可知,其价电子的轨道表达式为(2)根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4,前者的3d轨道中5个电子均未成对,后者的2p轨道中有2个电子未成对,所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多。(3)Ni是28号元素,根据核外电子的排布规律可知,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2。根据洪特规则可知,Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道,其未成对电子数为2。(4)Ge(锗)元素在周期表的第四周期A族,因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2,p轨道上的2个电子是未成对电子。(5)Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2+,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(6)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用电子云形象地描述。基态14C原子的电子排布图为 ,则核外存在2对自旋相反的电子。答案(1) (2)1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2;Mn(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s2;2(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2或Ar3d104s24p2;2(5)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10(6)电子云;2命题二电离能及电负性4.按要求填空。(1)(2018年全国卷,35节选)Li2O是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born-Haber循环计算得到。 可知,Li原子的第一电离能为kJmol-1,键键能为kJmol-1。 (2)(2018年全国卷,35节选)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是。 解析(1)根据图像及第一电离能的概念(气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量),Li原子的第一电离能是520 kJmol-1。键的键能是249 kJmol-12=498 kJmol-1。(2)Zn的电子排布式为Ar3d104s2,Cu的电子排布式为Ar3d104s1,故Zn的第一电离能比Cu大。答案(1)520;498(2)大于;Zn的核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子5.按要求填空。(1)(2017年全国卷,35节选)元素Mn与O中,第一电离能较大的是。(2)(2017年全国卷,35改编)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示,其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;氮元素的E1呈现异常的原因是。(3)(2016年全国卷,37节选)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1958 kJmol-1、INi=1753 kJmol-1,ICuINi的原因是。(4)(2016年全国卷,37节选)根据元素周期律,原子半径GaAs,第一电离能GaAs。(填“大于”或“小于”)解析(1)O是非金属元素,而Mn是金属元素,前者易得电子而不易失电子,后者则反之,所以O的第一电离能大于Mn的。(2)由图可知,除N外,同周期元素随核电荷数的增大,E1逐渐增大,这是因为随原子半径逐渐减小,结合一个电子需要释放出更多的能量;N原子的2p轨道处于半充满状态,不易再结合一个电子,故E1呈现异常。(3)铜的第二电离能失去的是全充满的3d10电子所需要的能量,镍的第二电离能失去的是4s1电子所需要的能量,前者属于稳定状态,故第二电离能:ICuINi。(4)Ga和As均属于第四周期元素,且原子序数GaAs,第一电离能IGaIAs。答案(1)O(2)同周期元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态,具有额外稳定性,故不易结合一个电子(3)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子(4)大于;小于6.按要求填空。(1)(2017年江苏,21节选)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 。(2)(2016年全国卷,37改编)Zn、Ge、O的电负性由大到小的顺序是。(3)(2015年全国卷,31改编)O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是。(4)(2015年福建理综,31节选)CH4和CO2所含三种元素电负性从小到大的顺序为。答案(1)HCGeZn(3)O(4)HCO命题角度主要考查基态原子电子排布式、电子排布图、离子电子排布式、原子轨道中未成对电子数、原子轨道形状及能量、元素电离能及电负性大小的比较等备考启示高考对原子结构与性质内容的考查,相对比较简单,注重基础,主要考查对基本概念的理解。在复习时应做好类比,理清电子排布式、电子排布图、外围电子排布式、简化电子排布式的区别,能层、能级、电子云、原子轨道的区别,元素第一电离能、电负性的递变规律见自学听讲P222原子核外电子排布1.能层、能级与原子轨道的关系能层能级最多容纳电子数序号符号符号原子轨道数各能级各能层1K1s122L2s122p363M12365104N4s124p364d510714n注意:(1)能层(n)即电子层,不同能层的电子离核越远,能量越高,所在能层的序数越大。(2)同一能层里电子根据能量不同,又分成不同的能级,每一能层的能级数等于能层的序数,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高。2.原子轨道(1)轨道形状a.s能级电子的原子轨道呈。b.p能级电子的原子轨道呈。(2)各能级上的原子轨道数目能级nsnpndnf原子轨道数(3)能量关系a.相同能层上原子轨道能量的高低:nsnpndnfb.形状相同的原子轨道能量的高低:1s2s3s4sc.同一能层内形状相同而伸展方向不同的原子轨道的能量相等,如npx、npy、npz轨道的能量。注意:(1)由于核外电子的概率分布看起来像一片云雾,因而被形象地称为电子云,电子云轮廓图称为原子轨道。(2)各能层的原子轨道数为n2。3.基态原子核外电子排布依据(1)能量最低原理原子的核外电子排布遵循构造原理,使整个原子的能量处于。下图为构造原理示意图,即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图。(2)泡利原理1个原子轨道里最多容纳个电子,且自旋方向。如2s轨道上的电子排布图为 ,不能表示为 。(3)洪特规则电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先,且自旋方向相同。如2p3的电子排布图为,不能表示为。注意:(1)所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。(2)当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低,如24Cr的电子排布式为Ar3d54s1,29Cu的电子排布式为Ar3d104s1。4.基态原子核外电子排布的表示方法表示方法举例(以S原子为例)电子排布式简化电子排布式电子排布图(轨道表示式)价电子排布式5.基态、激发态及光谱(1)电子跃迁示意图(2)原子光谱:不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或放出不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素的种类,称为光谱分析。283s3p3d184f322n2球形对称哑铃形1357相等最低状态2相反单独占据一个轨道1s22s22p63s23p4Ne3s23p43s23p41.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)p能级的能量一定比s能级的能量高。()(2)同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。()(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等。()(4)2px、2py、2pz的能量相等。()(5)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。()(6)Cr的基态原子的简化电子排布式为Ar3d44s2。()(7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)E(2s)E(2px)E(2py)Al,PS。6.对角线规则在元素周期表中,某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。如图所示:Ne3s11s22s22p63s23p6Ar4s11s22s22p63s23p63d104s24p6ns2ns2np1ns2np2ns2np3ns2np4ns2np51s2ns2np6A、A族ns12A族A族、0族ns2np16B族B族(除镧系、锕系外)、族(n-1)d19ns12B族、B族(n-1)d10ns12镧系、锕系(n-2)f014(n-1)d02ns2最低能量I1kJmol-1越强相同逐渐增多相同递增减小增大+1+7-4-1主族序数主族序数-8增强减弱减弱增强减小增大减小减弱增强增强减弱1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期A族,是s区元素。()(2)电负性大的元素非金属性强。()(3)主族元素的电负性越大,元素原子的第一电离能一定越大。()(4)在元素周期表中,同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大。()(5)在形成化合物时,电负性越小的元素越容易显正价。()(6)第一电离能:ON。()(7)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于族。()(8)价电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期A族,是p区元素。()(9)两成键元素电负性差值大于1.7时,一般形成离子键,小于1.7时,一般形成共价键。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)2.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJmol-1。请根据表中所列数据判断,下列说法错误的是()。元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801820275011600A.元素X的常见化合价是+1价B.元素Y是第A族元素C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XClD.若元素Y处于第三周期,则它可与冷水剧烈反应解析由数据分析元素X的I2I1,X易呈+1价,为第A族元素,A、C两项均正确;元素Y的I4I3,易呈+3价,应在第A族,B项正确;若Y处于第三周期,则Y为铝元素,Al不与冷水反应,D项错误。答案D3.(1)第三周期所有元素的第一电离能(I1)大小顺序为(用元素符号表示)。(2)Na的逐级电离能中有次突跃。分别是哪级电离能发生突跃? 。(3)C、N、O、F的电负性大小顺序为,第一电离能大小顺序为。(4)F、Cl、Br、I的第一电离能大小顺序为,电负性大小顺序为。答案(1)NaAlMgSiSPClAr(2)2;I2I1、I10I9(3)CNOF;CONClBrI;FClBrI4.根据下列五种元素的第1至第4电离能(单位:kJmol-1)数据,回答下列问题:元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T580 1800270011600U420310044005900(1)在周期表中,最可能处于同一族的是(填字母,下同)。A.Q和RB.S和TC.T和UD.R和TE.R和U(2)下列离子的氧化性最弱的是。A.S2+B.R+C.T3+D.U+(3)下列元素中,化学性质和物理性质与Q元素最相似的是。A.硼B.铍C.氦D.氢(4)每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况,这一事实从侧面说明:。如果U元素是短周期元素,那么它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第个电子时。(5)如果R、S、T是同周期的三种主族元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是,其中元素的第一电离能异常高,其原因是。解析(1)根据电离能的变化趋势知,Q为稀有气体元素,R为第A族元素,S为第A族元素,T为第A族元素,U为第A族元素,所以R和U处于同一主族。(2)由于U+为第A族元素且电离能比R小,所以U+的氧化性最弱。(3)由于Q是稀有气体元素,所以氦的物理性质和化学性质与其最相似。(4)电离能的突跃变化,说明核外电子是分层排布的。若U是短周期元素,则U是Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1,由于2s22p6所处能层相同,所以它的第2次电离能飞跃数据发生在失去第10个电子时。(5)同一周期,第一电离能呈增大趋势,但A、A族比相邻元素要高,因为其最外层电子呈全充满或半充满结构。答案(1)E(2)D(3)C(4)电子分层排布,各能层能量不同;10(5)RS1.8,为非金属元素;电负性1.7,为离子键;两成键元素电负性差值”或“”填空:第一电离能离子半径熔点酸性SiSO2-Na+NaClSiH2SO4 HClO4答案(1)三;A;2;1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2(2);8.完成下列化学用语。(1)Cr原子的核外电子排布式为,价电子排布式为,原子结构示意图为,价电子排布图为。(2)Cu2+的核外电子排布式为,离子结构示意图为。(3)As的核外电子排布式为,原子结构示意图为,价电子排布图为。(4)Co的价电子排布式为,价电子排布图为。答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1;3d54s1;(2)1s22s22p63s23p63d9或Ar3d9;(3)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3; (4)3d74s2; 9.第三周期1117号元素某些性质变化趋势如图所示,下列有关说法中正确的是()。A.y轴表示的可能是第一电离能B.y轴表示的可能是电负性C.y轴表示的可能是原子半径D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数解析对于第三周期1117号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势(Mg、P特殊),A项错误;原子半径逐渐减小,C项错误;形成基态离子转移的电子数:Na为1,Mg为2,Al为3,Si不易形成离子,P为3,S为2,Cl为1,D项错误。答案B10.下列各图中横坐标表示元素的电负性数值,纵坐标表示同一主族五种元素的序数的是()。答案B11.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A族B.它的基态核外电子排布式可简写为Ar4s2C.Co2+的核外价电子排布式为3d54s2D.Co位于周期表中第9列解析“3d74s2”为Co的价电子排布式,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,即先失去4s上的电子,Co2+的价电子排布式为3d7,C项错误。答案D12.下列有关元素性质的说法不正确的是()。A.Na、K、Rb;N、P、As;O、S、Se;Na、P、Cl。其中元素的电负性随原子序数增大而增大的是B.1s22s22p63s23p1;1s22s22p63s23p2;1s22s22p63s23p3;1s22s22p63s23p4。其中对应的第一电离能最大的是C.某短周期元素的逐级电离能(kJmol-1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703等,该元素在第三周期A族D.1s22s22p63s23p2;1s22s22p3;1s22s22p2;1s22s22p63s23p4。其中原子半径最大的是解析A项,同周期元素自左而右,电负性逐渐增大,同主族自上而下,电负性逐渐减小;B项,同周期元素随原子序数的增大,第一电离能呈增大趋势,A族3p能级为半充满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素;C项,该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价;D项,同周期元素自左而右,原子半径逐渐减小,同主族元素自上而下,原子半径逐渐增大,故原子半径最大的为。答案B13.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。