2022届高三化学一轮复习基础练习：选修3第1讲原子结构与性质

随堂练习1．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是()A．最易失去的电子能量最高B．电离能最小的电子能量最高C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D．在离核最近区域内运动的电子能量最低【解析】电子本身的能量越高，就越容易失去，电离能就越小，就在离核越远的区域内运动。【答案】C2．下列电子排布图中，能正确表示该元素原子的最低能量状态的是()【解析】A、B两项违背洪特规则，C项违背能量最低原则，D项正确。【答案】D3．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轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子【解析】本题考查的是核外电子排布的知识。A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项均为ⅣA元素，同主族元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的第ⅠA族元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。【答案】C4．某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为………………()A．ⅤB族B．ⅢB族C．Ⅷ族D．ⅤA族【解析】由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，因为排布在d、s轨道，所以为副族，因为共有8个价电子，所以为Ⅷ族。【答案】C5．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表所列数据判断，错误的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801820275011600A.元素X的常见化合价是＋1B．元素Y是ⅢA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3周期，它可与冷水剧烈反应【解析】由数据分析X中I2≫I1，X易呈＋1价，为ⅠA族，所以A、C项均正确。Y中I4≫I3，易呈＋3价，应在ⅢA族，B项正确。若Y处于第3周期，则Y为铝元素，Al不与冷水反应，D错。【答案】D6．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【解析】①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N、P>S，又由于第一电离能N>P，所以A项正确。原子半径N>F，故B项错误。电负性应S>P，即①>②，故C项错误。F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，故应为①>③＝②，D项错误。【答案】A7．原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置：________周期________族。(2)写出原子序数最小的Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：________。(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：__________、________。【解析】(1)根据原子序数为31，写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，n＝4，所以为第4周期，价电子排布为4s24p1，只排s、p层为主族，电子数为3，所以是ⅢA族。(2)原子序数最小的Ⅷ族元素在第4周期，价电子数为8，为3d64s2，原子的电子排布为[Ar]3d64s2。(3)3p轨道上有2个未成对电子，为3p2或3p4，排布为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,3p2、3p4时电子排布图为，均为2个未成对电子，电子数为14或16。元素符号为Si、S。【答案】(1)第4ⅢA(2)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(3)SiS8．根据下列叙述，写出元素名称，画出原子结构示意图，并写出核外电子排布及价电子的轨道表示式。(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：________________________________________________________________________；(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的倍：________________________________________________________________________；(3)C元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：________________________________________________________________________；(4)D元素的次外层电子数是最外层电子数的1/4：________________________________________________________________________；(5)1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多：________________________________________________________________________。【解析】(1)据题意可知A元素原子的L层电子数为8，M层电子数为4，为硅。(2)最外层电子数比次外层电子数多，则一定为第二周期元素，据题意B为硼。(3)常温下能与水剧烈反应生成O2，则C为氟。(4)次外层电子数是最外层电子数的eq\f(1,4)，D只能为氖。(5)1～36号元素中，未成对电子数最多的为铬(共6个)。【答案】9．电离能是指1mol气态原子(或阳离子)失去1mol电子形成1mol气态阳离子(或更高价阳离子)所需吸收的能量。现有核电荷数小于20的元素A，其电离能数据如下：(I1表示失去第1个电子的电离能；In表示原子失去第n个电子的电离能，单位：kJ/mol)序号I1I2I3I4I5I6电离能序号I7I8I9I10I11…电离能1761…(1)外层电子离核越远，能量越高，电离能越________(填“大”或“小”)；阳离子电荷数越高，再失去电子时，电离能越______(填“大”或“小”)。(2)上述11个电子分属几个电子层？________。(3)失去了11个电子后，该元素还有________个电子。(4)该元素最高价氧化物对应水化物的化学式是____________。【解析】从表中可看出，电离能的绝对量是I1＜I2＜I3……但在此更应关注相对量，相邻两个电离能的相对量是：eq\f(I2,I1)＜2倍，eq\f(I3,I2)＞5倍，eq\f(I4,I3)＜2倍，…而eq\f(I11,I10)＞4倍，从相对量的变化说明I1、I2两个电子的排布与I3到I10八个电子的排布不同，而I11电子的排布又是另一回事，所以上述11个电子分属三个电子层，最外层有2个电子，次外层有8个电子，是镁元素。【答案】(1)小大(2)3(3)1(4)Mg(OH)210．如表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：(用元素符号填空)族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA02①②3③④⑤⑥⑦⑧⑨4eq\o(○,\s\up1(10))⑪⑫(1)写出下列元素符号及电子排布式：①______________，⑥____________，⑦____________，⑧____________。(2)在①～⑧中电负性最大的元素是________，第一电离能最小的元素是________(填元素符号)。(3)在这些元素中的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是________(填化学式，下同)，碱性最强的是________，呈两性的氢氧化物是________，写出三者之间两两相互反应的离子方程式_____________________________________________________________________________________________。(4)在这些元素中，原子半径最小的是________(填元素符号)。【答案】(1)①N，[He]2s22p3⑥Si，[Ne]3s23p2⑦S，[Ne]3s23p4⑧Cl，[Ne]3s23p5(2)FNa(3)HClO4KOHAl(OH)3H＋＋OH－=H2O,3H＋＋Al(OH)3=Al3＋＋3H2O，OH－＋Al(OH)3=AlO2－＋2H2O(4)F11．已知元素周期表中共有18纵行，如图实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。 (1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(5)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若把第七周期排满，则元素周期表共可以排布________种元素。【答案】(1)如下图(2)ds(3)见上表(4)Fe价电子的排布式为3d64s2，Fe2＋为3d6，Fe3＋为3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定(5)11812．根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位：kJ·mol－1)，回答下列各题：元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900(1)在周期表中，最可能处于同一族的是________。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．R2＋C．T3＋D．U＋(3)下列元素中，化学性质和物理性质最像Q元素的是____。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，这一事实从一个侧面说明：__________________________，如果U元素是短周期元素，你估计它的第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的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。【解析】(1)由表中数据知，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族。(2)离子的氧化性最弱，即其对应的电离能最小。由表中数据看出U的第一电离能为420kJ·mol－1，数值最小。(3)Q元素各电离能都较大，而且各电离能之间无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素。(4)相邻两个电离能数据相差较大，从一个侧面说明电子是分层排布的，且各能层能量不同。若U为短周期元素，据表中数据第一次电离能飞跃是失去第2个电子时，可推知U在ⅠA族，则第