（课标版）高考化学一轮复习 核心突破练案（32）原子结构与性质（含解析）新人教版-新人教版高三化学试题

第32讲原子结构与性质A组基础必做题1．(2020·山东滨州检测)电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是(C)①电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同②电子排布在不同能级时，一定优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道③电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反④电子的排布一定遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”A．①② B．②④C．①③ D．②③④[解析]电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，即遵循洪特规则，①正确；电子排布在不同能级时，若电子先占据能量高的轨道，使高能级处于半充满或全充满的稳定状态，此时整个体系能量最低，这种情况为洪特规则特例，②、④错误；电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反，即遵循泡利原理，③正确。综上所述，C正确。2．(2020·辽宁省实验中学等五校检测)下列说法正确的是(C)A．将过量的氨水加入CuSO4溶液中，最终得到蓝色沉淀B．由于氢键的作用，H2O的稳定性强于H2SC．核电荷数为26的元素原子核外价电子排布图为D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”[解析]将过量的氨水加入CuSO4溶液中，首先生成氢氧化铜蓝色沉淀，然后沉淀逐渐溶解，形成深蓝色溶液，故A错误；氢键与物质的稳定性无关，H2O的稳定性强于H2S是因为H—O键比H—S键键能大，故B错误；核电荷数为26的元素为Fe，其价电子排布图为，故C正确；根据泡利不相容原理，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，基态原子的核外电子数为奇数时，则至少有一个电子“落单”，所以核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含未成对电子，故D错误。3．(2020·四川成都校级月考)根据泡利的原子轨道能级图和“能级交替”现象，原子轨道的能量高低顺序是：ns<(n－3)g<(n－2)f<(n－1)d<np(n为能层序数，g能级中有9个轨道)。则未来的第八周期应包括的元素的种类是(B)A．32 B．50C．64 D．128[解析]第七周期排满时，最后一种元素的价电子排布为7s27p6，第八周期排满时最后一种元素的价电子排布为8s28p6，从8s1到8s28p6，其中间增排了8s25g1～186f147d108p6，核电荷数增加了50，故第八周期元素有50种。4．(2020·试题调研)下列有关电子排布图的表述正确的是(A)A.可表示单核10电子粒子基态时电子排布B.此图错误，违背了泡利原理C.表示基态N原子的价电子排布D.表示处于激发态的B的电子排布图[解析]单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋状态相反，A正确；B图违背了洪特规则，B错误；N的价电子排布图为，C错误；该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，D错误。5．(2020·河南洛阳检测)X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布式分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是(A)A．XYZ2 B．X2YZ3C．X2YZ2 D．XYZ3[解析]X原子最外层电子排布式为ns1，处于第ⅠA族，化合价为＋1价，Y原子最外层电子排布式为3s23p1，则Y为Al元素，在化合物中显＋3价，Z原子最外层电子排布式为2s22p4，则Z为氧元素，常见化合价为－2价。代入各选项可得，A项满足各元素正负化合价代数和等于0，符合题意。6．(2019·黑龙江哈尔滨六中月考)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(C)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轨道上只有一个电子的X原子与3p轨道上只有一个电子的Y原子D．最外层都只有一个电子的X、Y原子[解析]原子核外电子排布式为1s2为He，原子核外电子排布式为1s22s2为Be，两者性质不同，A错误；原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，但价电子数不同，性质不相同，B错误；2p轨道上只有一个电子的X为B,3p轨道上只有一个电子的Y为Al，两者位于周期表同一主族，性质相似，C正确；最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能为H与碱金属元素或ⅠB族元素，D错误。7．(2020·海南高三检测)已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E，其结构或性质信息如表。元素结构或性质信息X原子的L层上s电子数等于p电子数Y元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1Z单质常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子W元素的正一价离子的电子层结构与氩相同Q元素的核电荷数为Y和Z之和R元素的正三价离子的3d能级为半充满E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请根据信息回答有关问题：(1)元素X的原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。(2)元素Y原子中能量最高的是2p电子，其原子轨道呈哑铃(纺锤)状。(3)Q的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，R的元素符号为Fe，E元素原子的价电子排布式为3d104s1。(4)含有元素W的盐的焰色反应为紫色，许多金属盐都可以发生焰色反应，其原因是激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，形成不同的颜色。[解析](1)X原子的L层上s电子数等于p电子数，即其电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。(2)因Y原子s轨道最多容纳2个电子，所以n＝2，其原子最外层电子排布式为2s22p3，其能量最高的电子是2p电子，原子轨道呈哑铃(纺锤)状。(3)原子的M层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质常温、常压下是气体的只有氯元素，故Z为氯元素，Q为铬元素，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素Fe；根据题意要求，E元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu，价电子排布式为3d104s1。(4)钾元素的焰色为紫色，激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，形成不同的颜色。8．(2020·山东青岛高三检测)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，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是H，B是O，C是Al，D是S，E是K。(2)由这五种元素组成的一种化合物是KAl(SO4)2·12H2O(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：作净水剂。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：1s22s22p63s23p1。(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布：。(5)元素B与D的电负性大小关系是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，A、E同主族且最外层电子排布式为ns1，故为ⅠA族，而A为非金属元素，则A为H；B、D同主族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布式为ns2np4，为ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为O，D为S，E为K；C原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半，则C为Al。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(O)的电负性大于D(S)，E(K)的第一电离能小于Na，Na的第一电离能小于C(Al)，故第一电离能Al>K。B组能力提升题9．(2020·天津高三检测)如图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是(B)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3周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，A错误；原子半径逐渐减小，C错误；形成基态离子转移的电子数依次为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错误。10．(2020·山东省普通高中学业水平等级考试模拟卷)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)A．3p64s1 B．4s1C．3d54s1 D．3d104s1[解析]基态原子的核外电子排布应遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。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项错误；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，核外电子为[Ar]3d54s1，即价电子为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。11．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(D)A．它位于周期表的第4周期ⅡA族B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2D．Co位于周期表中第9列[解析]从左向右数，应为过渡元素，A项错误；“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；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。12．(2019·湖北黄冈中学等八校联考)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子的最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是(C)A．X元素的氢化物的水溶液显碱性B．Z元素的离子半径大于W元素的离子半径C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点[解析]根据题意可推知：X是N或O；Y是C或Si；Z是Mg；W是Al或Cl。若X是N，则NH3的水溶液显碱性；若X是O，则H2O显中性，A错误。若W是Al，Al3＋与Mg2＋的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：Mg2＋>Al3＋；若W是Cl，则Cl－核外电子层数多于Mg2＋，对于电子层数不同的离子，电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：Cl－>Mg2＋，B错误。若X是O，可发生反应：2Mg＋O2eq\o(=,\s\up7(点燃))2MgO，若X是N，可发生反应：3Mg＋N2eq\o(=,\s\up7(点燃))Mg3N2，C正确。若Y是C，则CO2的晶体是分子晶体，熔、沸点较低，D错误。13．(2020·试题调研)根据下表中五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，下列说法不正确的是(D)元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A.T的氯化物最可能的化学式为TCl3B．氦元素最有可能与Q元素位于同一族C．在同周期表中，最可能处于同一族的是R和UD．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li[解析]当In＋1≫In时，元素的最高化合价为＋n，故R和U最高为＋1，S最高价为＋2价，T最高为＋3价，A，C正确；由表中数据可知，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，化学性质和物理性质最像氦，所以氦元素最有可能与Q元素位于同一族，B正确；R出现了I4，而锂核外只有3个电子，D不正确。14．(2019·陕西延安校级期中)如图表示前36号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量(eV)的变化关系，其中A、B、C各点表示的元素是(C)A．N、S、P B．F、Cl、OC．He、Ne、Ar D．Si、C、B[解析]气态原子失去核外第一个电子所需的能量即第一电离能，同周期中稀有气体最外层电子达稳定结构，故最难失电子，第一电离能最大，图中A、B、C三点分别为第一、二、三周期中第一电离能最大的元素，故分别为He、Ne、Ar。15．(2020·新题预测)A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第4周期元素，F还是前4周期中电负性最小的元素。已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能为I1＝738kJ·mol－1，I2＝1451kJ·mol，I3＝7733kJ·mol－1，I4＝10540kJ·mol－1；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。(1)写出E元素在周期表中的位置：第3周期ⅦA族；D元素的原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p3。(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布图为。该同学所画的轨道式违背了能量最低原理。(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：。[解析](1)由题意分析知F为K，A为H，B为N；由电离能知C的常见化合价为＋2价，为Mg，D为P，E为Cl。(2)原子的核外电子分能级排布，按构造原理先排能量低的能级，再排能量高的能级，遵循能量最低原理时，该原子才最稳定。该同学未排满3s能级就排3p能级，违背了能量最低原理。(3)NH5为离子化合物，则为铵盐，存在NHeq\o\al(＋,4)和H－。16．(2020·北京海淀高三检测)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。试回答下列问题：(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2。(2)d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为sp3。(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：元素op电离能(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子