2020版高考化学一轮复习课时分层提升练三十九1原子结构与性质（含解析）新人教版选修3.docx

原子结构与性质一、选择题1.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是()AHeB.C.1s2D.【解析】选D。A项,只能表示最外层电子数;B项,只表示核外的电子分层排布情况;C项,具体到能级上的电子数;D项,包含了能层、能级、轨道以及轨道内电子的自旋方向。2.下列关于价电子排布式3s23p4的叙述正确的是()A.它的元素符号为OB.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C.它的单质可以与H2化合生成液态化合物D.其电子排布图为【解析】选B。由价电子排布式为3s23p4,可知该元素为S,S单质与H2化合生成H2S气体,D项电子排布图违背了洪特规则。3.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2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子D.最外层都只有一个电子的X、Y原子【解析】选C。原子核外电子排布式为1s2的X原子是He,原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子是Be,二者的性质不同,A错误;原子核外M层上仅有两个电子的X原子是Mg,原子核外N层上仅有两个电子的Y原子不一定是Ca,还可以为副族元素,二者的性质不一定相似,B错误;2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子分别是第A族的C和Si,性质相似,C正确;最外层都只有一个电子的X、Y原子可以是H和Na等,性质不同,D错误。4.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:MgAlB.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳C.Ni是元素周期表中第28号元素,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【解析】选B。同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但第A族的第一电离能比相邻的第A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,第一电离能低于碳,B不正确;Ni的价电子排布为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,同周期从左到右电负性逐渐增大,则电负性Cr(S)r(O)。(3)P的3p轨道处于半充满状态,较难失去一个电子,所以第一电离能较大。(4)D的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,除氢外其他原子均满足最外层8电子稳定结构,可知P与O之间形成了一个配位键,结构式为。答案:(1)3(2)NaSO(3)PP的3p轨道处于半充满状态,较难失去1个电子(4)8.(2019重庆模拟节选)镧系为元素周期表中第B族、原子序数为5771的元素。(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为Xe4f106s2,画出镝(Dy)原子外围电子排布图:_。(2)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,基态时Cu3+的电子排布式为_ _。(3)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3价的元素是_(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位:kJmol-1)元素I1I2I3I4Yb(镱)6041 2174 4945 014Lu(镥)5321 3904 1114 987La(镧)5381 0671 8505 419Ce(铈)5271 0471 9493 547(4)元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2Ce(NO3)6。组成配合物的四种元素,电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示)。【解析】(1)根据镝(Dy)的基态原子电子排布式Xe4f106s2可知,镝(Dy)原子外围4f能级上有10个电子,6s能级上有2个电子,则其外围电子排布图为(2)Cu是29号元素,基态原子的电子排布式为Ar3d104s1,高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,说明Cu失去3个电子,则基态时Cu3+的电子排布式为Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8);(3)第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小,第三个电子越容易失去,+3价可能性越大,在上述表中,镧的I1、I2和I3最接近,则最有可能显示+3价的元素是镧;(4)元素铈(Ce)可以形成配合物(NH4)2Ce(NO3)6,组成配合物的四种元素中,因元素非金属性越强,电负性越大,则ONH,又因Ce是金属,其电负性在四种元素中最小,所以电负性大小顺序为ONHCe。答案:(1)(2)Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8)(3)镧(4)ONHCe1.(改编题)月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石(可分为铁橄榄石(Fe2SiO4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、铁-镁橄榄石(Mg/Fe)2SiO4)等。(1)铁橄榄石中铁元素化合价为_,硅元素原子核外电子排布式为_。(2)硅元素的原子核外共有_种不同能级的电子,其原子最外层共有_种不同运动状态的电子。(3)月球上的上述主要矿物中,属于短周期元素的原子半径由大到小的顺序为_(填元素符号)。(4)某元素与氧元素同周期,且与氧元素组成的化合物中氧元素显+2价,两者电负性关系是_(填元素符号)。【解析】(1)根据氧元素为-2价、硅元素为+4价,铁橄榄石Fe2SiO4中铁元素化合价为+2价,硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5种不同能级的电子,最外层有4种不同运动状态的电子。(3)属于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)与氧元素组成的化合物中氧元素显+2价,说明电负性比氧元素更强,只有F元素。答案:(1)+21s22s22p63s23p2(2)54(3)MgAlSiO(4)FO2.(2019合肥模拟)A、B、C、D、E五种常见元素的基本信息如下表所示:元素相关信息AA元素的一种原子没有中子,只有一个质子BB是电负性最大的元素CC的基态原子2p轨道有三个未成对电子DD为主族元素,且与E同周期,其最外层上有两个运动状态不同的电子EE能形成砖红色(红色)的E2O和黑色的EO两种氧化物请回答下列问题:(1)写出E元素原子基态时的电子排布式:_,A元素的电子排布图_。(2)B元素原子的核外有_种不同运动状态的电子,原子中未成对电子数为_。(3)C元素的第一电离能比氧元素的第一电离能_(填“大”或“小”)。(4)与D元素同周期且未成对电子数最多的元素是_。【解析】根据题意,A为氢元素;B是电负性最大的元素,则B为氟元素;C的基态原子2p轨道中有三个未成对电子,核外电子排布为1s22s22p3,则C为氮元素;E能形成红色的E2O和黑色的EO两种氧化物,则E为铜;D是主族元素且与E同周期,其最外层上有2个运动状态不同的电子,则D为钙元素。(1)E为铜元素,其基态原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1,氢原子的电子排布图为 。(2)B元素是氟元素,原子序数是9,其核外电子排布图为 ,原子核外有9种不同运动状态的电子,原子中未成对电子数为1。(3)一般非金属性越强,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,所以氮元素的第一电离能大于氧元素。(4)D为钙元素,位于第四周期,该周期中未成对电子数最多的元素其基态价电子排布为 Ar3d5 4s1,则为铭元素。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)91(3)大(4)Cr (或铬)3.第4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。(2)基态铬原子的电子排布式为_,与铬元素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、锌两种元素原子的第一电离能、第二电离能如表所示:电离能/kJmol-1I1I2铜7461 958锌9061 733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_。答案:(1)第四周期第B族d(2)1s22s22p63s23p63d54s1或Ar3d54s1K、Cu(3)N162(4)BrSeAsBrAsSe(5)Cu失去一个电子变成Cu+,Cu+的电子排布式为Ar3d10,能量较低,结构较稳定,所以Cu的第二电离能相对较大4.A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素请用化学用语填空:(1)A元素位于元素周期表第_周期_族;B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是_(填元素符号,下同);C元素和F元素的电负性比较,较小的是_。(2)G元素的低价阳离子的结构示意图是_,F元素原子的价电子的电子排布图是_,H元素的基态原子核外电子排布式是_ _。(3)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为_;与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性,写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式: _。【解析】A的原子核外有6种不同运动状态的电子,即核外共有6个电子,A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,C是氧元素或镁元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1,是铝元素。D的原子半径在同周期元素中最大,且D的原子序数比C大比E小,故D是钠元素,则C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大,故B是氮元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,说明p轨道上有5个电子,是氯元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,是铁元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素,是铜元素。答案:(1)二ANCl(2)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(3)2Fe3+Cu2Fe2+Cu2+Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O5.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向。(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。基态Ti3+的未成对电子数有_个。Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为_。(2)若已知氟元素电负性大于氧元素,试解释H2O沸点高于HF:_ _。【解析】(1)基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,其未成对电子数是1;元素非金属性越强其电负性越大,非金属性最强的是H元素,其次是B元素,最小的是Li元素,所以Li、B、H元素的电负性由大到小排列顺序为HBLi。(2)分子间氢键数目越多,则沸点越高,H2O分子间氢键数比HF多,所以H2O沸点高。答案:(1)1HBLi(2)H2O分子间氢键数比HF多,所以H2O沸点高6.(2019咸阳模拟节选)原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。(1)F基态原子的核外电子排布式为_。(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是_ _(用元素符号回答)。(3)元素B的简单气态氢化物的沸点_(填“高于”或“低于”)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是_。(4)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因_ _。【解析】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故A为碳元素;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同,则C原子核外电子排布式为1s22s22p4,故C为氧元素,由原子序数可知B为氮元素;F的原子序数为29,则F为Cu;E和C位于同一主族,则E为硫元素;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素,处于A族,原子序数大于氧元素小于硫元素,故D为Na。(1)F原子核外电子数为29,基态原子的核外电子排布式为Ar3d104s1;(2)同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,但氮元素2p能级容纳3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于氧元素,故第一电离能NOC;(3)NH3分子之间存在氢键,CH4分子间的作用是范德华力,氢键比范德华力更强,故其沸点高于CH4;(4)Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定,Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定,故CuO在加热条件下容易转化为Cu2O。答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(2)CON(3)高于NH3分子之间存在氢键,而CH4分子间的作用是范德华力,氢键比范德华力更强(4)Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定,Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定【加固训练】1.(2019西宁模拟)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。金属元素W是制备一种高效电池的重要材料,X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。(1)W元素的原子核外共有_种不同运动状态的电子、_种不同能量的电子。(2)元素Z与元素X形成共价化合物XZ2是_(选填“极性”或“非极性”)分子,其电子式为_。(3)Y原子的最外层电子排布式为_。(4)两种非金属元素中,非金属性较强的元素是_(写元素符号),试写出一个能说明这一事实的化学方程式_。【解析】金属元素W是制备一种高效电池的重要材料,则W为锂元素;X原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则X为碳元素;元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,则Y为铝元素;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,则Z的原子序数可能是6或16,因为W、X、Y和Z的原子序数依次增大,则Z为硫元素。(1)锂元素的原子核外电子排布式为1s22s1,由于不存在运动状态完全相同的2个电子,所以,锂元素的原子核外共有3种不同运动状态的电子、锂原子核外电子有2个能级,有2种不同能量的电子。(2)共价化合物XZ2的分子式是CS2,与CO2是等电子体,直线形分子,属于非极性分子,其电子式为。(3)铝原子的最外层有3个电子,其最外层电子排布式为3s23p1;(4)两种非金属元素中,硫元素非金属性大于碳元素的非金属性;可以通过比较其最高价氧化物对应水化物的酸性大小来确定,H2SO4