2021化学通用一轮强化训练：第一部分 考点36 原子结构与性质含解析

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精2021高考化学通用一轮强化训练：第一部分考点36原子结构与性质含解析考点36原子结构与性质1．下列基态原子的电子排布式、价电子排布式或排布图不正确的是（)A．Al3s23p1 B．As［Ar］4s24p3C．Ar3s23p6 D．Ni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>AlB．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解析同周期主族元素，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同周期第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〈O，C正确；一般来说，元素的非金属性越强，电负性越大，D正确。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．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(）I1I2I3I4……7401500770010500……①R的最高正价为＋3②R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1s22s2A．①② B．②③C．③④ D．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、④不正确,②正确;短周期第ⅡA族（ns2np0）的元素,因p轨道处于全空状态,比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻元素,③正确。6．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。7．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关比较中正确的是（)A．第一电离能:④>③〉②〉①B．原子半径:④〉③>②>①C．电负性:④>③>②>①D．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.8．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。9．下表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(）A。W元素最高价含氧酸的酸性强于Y元素的最高价含氧酸B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C．p能级未成对电子最多的是Z元素D．X元素是电负性最大的元素答案D解析根据五种元素在周期表中所处的位置可知,X、W、Y、R、Z五种元素分别为F、P、S、Ar、Br。非金属性：S>P，故酸性:H2SO4〉H3PO4，A错误；S2－与Ar的核外电子排布相同，Br－比Ar原子多一个电子层，B错误;磷元素的p能级上有3个未成对电子,则p能级未成对电子最多的是磷元素，C错误；X为F元素，电负性最大,D正确.10．X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4,Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是(）A．Y的价电子排布式为3s23p5B．稳定性：Y的氢化物>Z的氢化物C．第一电离能：Y〈ZD．X、Y两元素形成的化合物一定为离子化合物答案C解析Y原子应该有3个电子层，最外层电子数为6，是硫元素,价电子排布式为3s23p4，A错误；Z元素是O，氢化物的稳定性:H2O>H2S，B错误；第一电离能：O〉S,C正确；X可能是H，也可能是Li或Na,H2S是共价化合物，D错误。11．（2020·山东新高考模拟卷）某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布不可能是()A．3p64s1 B．4s1C．3d54s1 D．3d104s1答案A解析A项为19K，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,主族元素的价电子是最外层电子，应为4s1，A错误;B项为19K的价电子排布式，正确；C项为24Cr，副族元素的价电子是最外层电子与次外层的部分电子之和，核外电子排布式为［Ar］3d54s1，即价电子排布式为3d54s1,此为洪特规则的特例，3d轨道上的电子为半满状态,整个体系的能量最低；D项为29Cu，价电子排布式为3d104s1,3d轨道上的电子处于全充满状态，整个体系的能量最低。［题组一基础大题］12．按要求回答下列问题：（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＋（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）排布式为________，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）3d84s24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，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Ni、Q为Fe，Fe2＋的价电子排布式为3d6,d能级共有5个轨道，电子排布是1双、4单,即有4个未成对电子。13．我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大.元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如下：元素原子性质或原子结构A周期表中原子半径最小的元素B原子核外有三种不同的原子轨道且各种原子轨道所填充的电子数相同C最外层p轨道半充满D位于短周期,其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同请回答下列问题：(用A、B、C、D、E所对应的元素符号或对应的微粒化学式作答)(1)元素E在周期表中的位置为________________，元素B的核外电子排布式______________。（2)写出A2D2分子的电子式____________________.（3)A、C、D以原子个数比4∶2∶3形成化合物，其水溶液的pH________7(填“>”“<”或“＝”)，原因是____________________________________________(用离子方程式表示）。答案(1）第四周期ⅠB族1s22s22p2(2)Heq\o\al（·,·）eq\o(O，\s\up6(··），\s\do4（··)）eq\o\al（·，·)eq\o(O，\s\up6（··),\s\do4(··)）eq\o\al（·,·）H(3）<NHeq\o\al（＋,4）＋H2ONH3·H2O＋H＋解析A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大，A是周期表中原子半径最小的元素，故A为H元素；B元素原子核外有三种不同的原子轨道且各个原子轨道所填充的电子数相同，则核外电子排布为1s22s22p2，故B为碳元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，而短周期中原子单电子处于p能级最多有3个，故其成对电子总数只能为6，单电子数为2,核外电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；C元素原子最外层p轨道半充满，原子序数小于氧，故其核外电子排布为1s22s22p3，则B为N元素；E位于ds区且原子的最外层电子数与A的相同，外围电子排布为3d104s1,则E为Cu.(1)E为Cu元素，原子序数为29，Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,Cu属于第四周期ⅠB族元素；B为C元素,故其核外电子排布式为1s22s22p2。(2）A2D2分子为双氧水，双氧水为共价化合物，其电子式为：Heq\o\al(·,·）eq\o(O,\s\up6（··),\s\do4（··))eq\o\al(·,·）eq\o（O，\s\up6（··）,\s\do4(··))eq\o\al(·,·)H。（3)A、C、D以原子个数比4∶2∶3形成的化合物为NH4NO3，因为铵根离子水解，使其水溶液呈酸性，所以溶液的pH〈7，有关的离子方程式为NHeq\o\al(＋，4)＋H2ONH3·H2O＋H＋。14．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：元素MnFe电离能(kJ·mol－1）I1717759I215091561I332482957Mn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）3d54s2Mn2＋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〈C<N〈O②CO2(或N2O、SCN－)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。(3)①同周期元素,从左到右电负性逐渐增大，同主族元素，从上到下电负性逐渐减小，则电负性：H<C<N<O.[题组二高考大题］15．高考组合题.（1）（2019·全国卷Ⅰ）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是()A．[Ne］ B．［Ne］C．[Ne］ D．［Ne］(2)(2019·全国卷Ⅱ）Fe成为阳离子时首先失去____________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为____________。(3）(2019·全国卷Ⅱ)比较离子半径：F－________O2－(填“大于"“等于”或“小于”)。（4）(2019·全国卷Ⅲ）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________（填“相同”或“相反”）。答案（1）A(2）4s4f5（3）小于（4）Mg相反解析(1)根据影响电离能大小的因素（核电荷数、微粒半径和电子层结构）可知,A中电离最外层一个电子所需能量最大。（2）Fe的价层电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3＋是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子,再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3＋的价层电子排布式为4f5。（3）O2－和F－的核外电子层结构相同，F－的核电荷数大，因此F－的半径小.（4）在周期表中存在“对角线”关系的元素化学性质相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等，所以与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg。Mg元素基态原子核外M层上只有3s轨道上2个自旋状态相反的电子.16．高考组合题。Ⅰ.(2018·全国卷Ⅰ)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用.回答下列问题:(1）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是________、________（填标号).A. B.C。 D.（2）Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋）小于r(H－),原因是____________。（4)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________kJ·mol－1，O=O键键能为________kJ·mol－1，Li2O晶格能为________kJ·mol－1。Ⅱ.（2018·全国卷Ⅱ)硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：回答下列问题:（1)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。Ⅲ.（2018·全国卷Ⅲ）锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:（1)Zn原子核外电子排布式为____________________。（2)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）________I1(Cu)（填“大于”或“小于”)。原因是____________________。Ⅳ.(2018·江苏高考)（2）Fe2＋基态核外电子排布式为__________________.答案Ⅰ.（1)DC(2）Li＋核电荷数较大(4)5204982908Ⅱ.(1）哑铃(纺锤）Ⅲ。（1)［Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2（2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子Ⅳ。（2)［Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6解析Ⅰ。（1)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D中能量最低；C中有2个电子处于2p能级上，能量最高.(2）由于锂的核电荷数较大,原子核对最外层电子的吸引力较大,因此Li＋的半径小于H－。(4)根据示意图可知Li原子的第一电离能是1040kJ·mol－1÷2＝520kJ·mol－1;0.5mol氧气转化为氧原子时吸热249kJ，所以O=O键键能是249kJ·mol－1×2＝498kJ·mol－1;根据晶格能的定义结合示意图可知Li2O的晶格能是2908kJ·mol－1。Ⅱ。（1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子的电子排布图（轨道表达式)为;基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则电子占据的最高能级是3p，其电子云轮廓图为哑铃（纺锤)形。Ⅲ。(1）Zn是第30号元素，所以核外电子排布式为［Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2。（2)Zn的第一电离能大于Cu的第一电离能,原因是Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。Ⅳ。(2）Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6.17．（2017·全国卷Ⅱ节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl.回答下列问题：（1)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图）为_______________。(2）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________________________________。答案（1）(2)同周期元素随核电荷数依次增大，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，具有稳定性，故不易结合一个电子解析（1)氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价层电子的轨道表示式(电子排布图)为。［题组三模拟大题］18．(2020·甘肃重点中学协作体高三上学期第一次联考)铁、钴、镍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）在现代化学中,常利用____________上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析.（2）钴元素基态原子的电子排布式为____________________，3d能级上未成对的电子数为________.Co与Ca同周期且最外层电子数相同，单质钴的熔、沸点均比钙高，其原因是____________________________。答案(1）原子光谱(2）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar］3d74s23钴的原子半径比钙小,价电子数比钙多，钴中金属键比钙中强解析（1）不同元素的原子发生电子跃迁时会吸收或释放不同的光,通过光谱仪可摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱,总称原子光谱.(2)Co为27号元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或［Ar］3d74s2；d能级有5个原子轨道,故3d能级上有2对成对电子和3个未成对电子。19．(2019·绵阳市高三第二次诊断性考试）离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂，其中的EMIM＋由H、C、N三种元素组成,结构如图所示。回答下列问题：（1）碳原子价层电子的轨道表达式为______________,基态碳原子中，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为________形.（2）根据价层电子对互斥理论，NH3、NOeq\o\al（－,3）、NOeq\o\al（－,2)中,中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是________。NH3比PH3的沸点高，原因是__________________。(3）氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是_____________。答案(1)哑铃（2)NH3氨分子间存在氢键(3)基态氮原子电子占据的最高能级为半充满，较稳定解析(1)碳原子价电子数为4,价电子排布式为2s22p2,所以价层电子的轨道表达式为;基态碳原子核外电子占据的最高能级为2p，p的电子云轮廓图为哑铃形.（2）NH3中N