高三化学总复习练习第十二章物质结构与性质（选修3）1239

1239[A层基础练]1.（2018·临汾模拟）下列说法中正确的是（）A.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少B.处于最低能量的原子叫基态原子C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱【解析】电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，而不表示具体的电子、电子的个数，A错误；处于最低能量的原子叫基态原子，B正确；距核越近，电子的能量越低，则能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，C错误；原子光谱有吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时产生的原子光谱属于发射光谱，D错误。【答案】B2.（2018·银川模拟）下列基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系不正确的是（）A.5s>4s B.4s>3dC.5d>4f D.5p>4d【解析】B项，3d能级的能量高于4s能级的能量，B项错误。【答案】B3.（2018·唐山模拟）在d轨道中电子排布成，而不能排布成，其最直接的根据是（）A.能量最低原理 B.泡利原理C.原子轨道构造原理 D.洪特规则【解析】据图知，4个电子占据不同的轨道且自旋状态相同，其根据是洪特规则。【答案】D4.（2018·南充模拟）若某原子在处于能量最低状态时，外围电子排布为4d15s2，则下列说法正确的是（）A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子B.该元素原子核外共有5个电子层C.该元素原子的M能层共有8个电子D.该元素原子最外层共有3个电子【解析】A项，该元素原子处于能量最低状态时，只有4d能级上有1个未成对电子，错误；B项，该原子核外有5个电子层，正确；C项，该元素原子M能层电子排布为3s23p63d10，共有18个电子，错误；D项，该原子最外层上有2个电子，错误。【答案】B5.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是（）【解析】同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，HF熔沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。【答案】A6.（2018·忻州模拟）下列叙述中正确的是（）A.同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最大B.ⅥA族元素的原子，其半径越大，越容易得到电子C.当各轨道处于全满、半满、全空时原子较稳定D.同一周期中，碱金属元素的第一电离能最大【解析】同周期元素中，从左至右原子半径依次减小，所以同周期元素中，ⅦA族元素的原子半径最小，A错误；ⅥA族元素的原子，其半径越大，越不容易得电子，B错误；当各轨道处于全满、半满、全空时，能量最低，原子较稳定，C正确；同一周期中，碱金属元素的第一电离能最小，D错误。【答案】C7.（2018·信阳模拟）A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素名称为。（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为，C的元素符号为。（3）D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。（4）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，E的元素符号为，其基态原子的电子排布式为。【解析】（1）A元素基态原子的电子排布式是1s22s22p3，是氮元素。（2）根据B、C离子的电子数可以判断，B是氯，C是钾。（3）D元素的正三价离子为1s22s22p63s23p63d5，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，D是铁。（4）E元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，E是铜元素。【答案】（1）氮（2）ClK（3）Fe1s22s22p63s23p63d64s2（4）Cu1s22s22p63s23p63d104s18.（2018·安徽淮北模拟）有A、B、C、D、E五种短周期元素，其中A、B、C三种元素属于同一周期，A原子最外层p能级上的电子数等于次外层的电子总数，B原子最外层上有两个未成对的电子，D、E原子核内各自的质子数与中子数相等，B元素可分别与A、C、D、E元素形成RB2型化合物，且在DB2和EB2中，D元素与B元素的质量比为eq\f(7,8)，E元素与B元素的质量比为1。根据以上条件，回答下列问题：（1）推断五种元素分别是（填元素符号）：A，B，C，D，E。（2）写出D原子的电子排布式：。（3）指出E元素在元素周期表中的位置：。（4）比较A、B、C三种元素第一电离能的大小：（写元素符号或名称，下同）。（5）比较元素D和E的电负性的相对大小：。【解析】A原子最外层p能级上的电子数等于次外层的电子总数，因p能级最多容纳6个电子，说明次外层为K层，故A原子的电子排布式为1s22s22p2，即A为C（碳）；B原子最外层上有两个未成对的电子，说明B为第ⅣA族或第ⅥA族元素，又B元素与A元素同周期，说明B为O（氧）；C元素可以与B元素形成CB2型化合物且C与A、B同周期，说明C为N（氮）；在DB2中，D元素与B元素的质量比为eq\f(7,8)，即D的相对原子质量为28，在EB2中，E元素与B元素的质量比为1，即E的相对原子质量为32，由D、E原子核内质子数与中子数相等可知D为Si（硅），E为S（硫）。比较A（碳）、B（氧）、C（氮）三种元素的第一电离能，需注意氮元素原子的2p能级处于半充满状态，体系的能量较低，原子最稳定，第一电离能最大，故第一电离能的大小顺序为N>O>C。【答案】（1）CONSiS（2）1s22s22p63s23p2（3）第三周期第ⅥA族（4）N>O>C（或氮>氧>碳）（5）S>Si（或硫>硅）[B层提升练]9.（2018·黄冈模拟）以下有关元素性质的说法不正确的是（）A.具有下列电子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①B.具有下列价电子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一电离能最大的是③C.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋【解析】A项，①为Si，②为N，③为C，④为S，原子半径最大的为Si，正确；B项，①为Al，②为Si，③为P，④为S，第一电离能最大的为P，正确；C项，同一主族元素，电负性从上到下逐渐减小；同一周期元素，电负性呈增大趋势，正确；D项，根据各级电离能变化趋势，基态原子的最外层应有2个电子，所以与Cl2反应时应呈＋2价，D错。【答案】D10.（2015·安徽高考）C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。（1）①Si位于元素周期表第周期第族。②N的基态原子核外电子排布式为；Cu的基态原子最外层有个电子。③用“>”或“<”填空：原子半径电负性熔点沸点AlSiNO金刚石晶体硅CH4SiH4（2）（2015·全国卷Ⅱ）O、Na、P、Cl四种元素中电负性最大的是（填元素符号），其中P原子的核外电子排布式为_______________________。（3）（2014·全国卷Ⅱ）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是（填元素符号），e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________。（4）（2013·浙江高考）①N、Al、Si、Zn四种元素中，有一种元素的电离能数据如下：则该元素是（填写元素符号）。②基态锗（Ge）原子的电子排布式是。Ge的最高价氯化物的分子式是。③Ge元素可能的性质或应用有。A.是一种活泼的金属元素B.其电负性大于硫C.其单质可作为半导体材料D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点【解析】（1）①Si是14号元素，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族。②N是7号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p3；Cu是29号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故最外层有1个电子。③同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Al>Si；同周期元素，原子序数越大，电负性越强，故电负性：N<O；金刚石和晶体硅都是原子晶体，但键能：C—C>Si—Si，故熔点：金刚石>晶体硅；CH4和SiH4都是分子晶体，且两者结构相似，SiH4的相对分子质量大，故沸点：CH4<SiH4。（2）O、Na、P和Cl四种元素中，O元素的电负性最大。P原子核外有15个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）。（3）由原子序数最小且核外电子总数与其电子层数相同，确定a为H元素，由价电子层中的未成对电子有3个，确定b为N元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍，确定c为O元素，由d与c同主族，确定d为S元素，由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子，确定e为Cu元素。N、O同周期第一电离能N>O，O、S同主族，第一电离能O>S，即N、O、S中第一电离能最大的是N元素；Cu的价电子排布为3d104s1，其价层电子排布图为【答案】(1)①三ⅣA②1s22s22p31③><><(2)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(3)N(4)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4③CD[C层真题练]11．(2017·课标全国Ⅱ，35)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(用R代表)。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(a)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)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图(b)所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号)A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型②R中阴离子Neq\o\al(－,5)中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Пeq\o\al(n,m)表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Пeq\o\al(6,6))，则Neq\o\al(－,5)中的大π键应表示为________。③图(b)中虚线代表氢键，其表示式为(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、________________、________________。(4)R的晶体密度为dg·cm－3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为________________。【解析】(1)氮原子为7号元素，基态N原子的价电子排布式为2s22p3，故氮原子价电子排布图为(2)由题意可知，元素的基态气态原子越容易得到一个电子，所放出的能量越大，即第一电子亲和能(E1)越大，同周期元素随核电荷数的增大，原子的电负性增大，得电子的能力增强，故结合一个电子释放的能量逐渐增大；基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子。(3)①R中的两种阳离子为NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋，NHeq\o\al(＋,4)的中心原子是N，中心N原子形成4个σ键，没有孤电子对，价层电子对数为4，故其杂化类型为sp3，NHeq\o\al(＋,4)的空间构型为正四面体形；H3O＋的中心原子是O，中心O原子形成3个σ键，有1对孤电子对，价层电子对数为4，故其杂化类型为sp3，H3O＋的空间构型为三角锥形；NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋中共价键类型都是极性共价键，故R中两种阳离子的相同之处为A、B、D项，不同之处为C项。②由图(b)可知，R中阴离子Neq\o\al(－,5)中有5个N—N键，所以Neq\o\al(－,5)中的σ键总数为5个；由图(b)可知，Neq\o\al(－,5)中的大π键中含有5个N原子，所以参与形成大π键的原子数为5，每个N原子形成2个σ键，还有1对孤电子对，每个N原子提供1个电子形成大π键，从外界得到的1个电子也参与形成大π键，故参与形成大π键的电子数为6，则Neq\o\al(－,5)中的大π键应表示为Πeq\o\al(6,5)。③由图(b)可知，H3O＋中的1个H原子与Neq\o\al(－,5)中的1个N原子形成氢键，NHeq\o\al(＋,4)中的1个H原子与Neq\o\al(－,5)中的1个N原子形成氢键，则还含有(NHeq\o\al(＋,4))N—H┄N(Neq\o\al(－,5))和(H3O＋)O—H┄N(Neq\o\al(－,5))。(4)晶胞的质量为eq\f(y·M,NA)g，晶胞的体积为(a×10－7cm)3，R的晶体密度为dg·cm－3，则d＝eq\f(\f(y·M,NA),a3×10－21)，解得y＝eq\f(a3dNA,M)×10－21，将NA＝6.02×1023代入eq\f(a3dNA,M)×10－21可得y＝eq\f(602a3d,M)。【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，具有额外稳定性，故不易结合一个电子(3)①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)③(H3O＋)O—H┄N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H┄N(Neq\o\al(－,5))(4)eq\f(a3dNA,M)×10－21eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(602a3d,M)))12．(2016·全国乙，37)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。(2)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、叁键，但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因________。GeCl4GeBr4GeI4熔点/℃－49.526146沸点/℃83.1186约400(4)光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是________。(5)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为________，微粒之间存在的作用力是________。(6)晶胞有两个基本要素：①原子坐标参数，表示晶胞内部各原子的相对位置。下图为Ge单晶的晶胞，其中原子坐标参数A为(0，0，0)；B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。则D原子的坐标参数为________。②晶胞参数，描述晶胞的大小和形状。已知Ge单晶的晶胞参数a＝565.76pm