2025届高考化学一轮复习第十一章物质结构与性质第30讲原子结构与性质练习含解析新人教版

PAGEPAGE6第30讲原子结构与性质A组基础必做题(40分)一、选择题(本题包括4小题，每题4分，共16分)1．(2024·山东滨州高三检测)电子在原子核外排布时，必需遵循的原则是(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，肯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，且自旋方向必需相反④电子的排布肯定遵循“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，使高能级处于半充溢或全充溢的稳定状态，此时整个体系能量最低，这种状况为洪特规则特例，②、④错误；电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必需相反，即遵循泡利原理，③正确。综上所述，C正确。2．(2024·山西试验中学高三月考)下列各组表述中，两个微粒肯定不属于同种元素原子的是(B)A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p2的原子B．M层全充溢而N层为4s2的原子和核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2的原子C．最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子和价电子排布为4s24p5的原子D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布为2s22p5的原子[解析]3p能级有一个空轨道的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，A项不符合题意；M层全充溢而N层为4s2的原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，B项符合题意；核外电子总数是最外层电子的5倍的元素只有Br，C项不符合题意；2p能级有一个未成对电子的基态原子的价电子为2s22p1或2s22p5，D项不符合题意。3．(2024·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，违反了泡利原理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图违反了洪特规则，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。4．(2024·河北衡水高三检测)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子，下列说法正确的是(B)A．X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]4s24p3B．X元素是第四周期第ⅤA族元素C．Y元素原子的电子排布式为1s22s22p2D．Z元素具有两性[解析]X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，所以X是砷，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，所以Y是碳或氧，X跟Y可形成化合物X2Y3，所以Y是氧，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，所以Z是氢。X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故A错误；X元素是第四周期第ⅤA族元素，故B正确；Y元素原子的电子排布图为，故C错误；Z为H元素，不具有两性，故D错误。二、非选择题(本题包括2小题，共24分)5．写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。(1)N：①1s22s22p3；②；③5；④3。(2)Cl：①1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)；②；③9；④1；(3)Fe2＋：①1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)；②；③14；④4。(4)Cu：①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)；②；③15；④1。(5)Se：①1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)；②；③18；④2。(6)Br－：①1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)；②；③18；④0。6．(2024·湖北武汉模拟)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表所示：元素相关信息XX的一种核素的质量数为18，中子数为10YY与X同主族，且它的一种氧化物是导致酸雨的主要物质之一ZZ的单质常温下为黄绿色气体WW的基态原子核外有4个未成对电子(1)Z在元素周期表中的位置是第三周期第ⅦA族。(2)基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4。(3)基态W3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。(4)X的一种氢化物H2X2分子中极性键和非极性键数目之比为2︰1。(5)Y的电负性比Z的小(填“大”或“小”)；X和Y的简洁气态氢化物中，较稳定的是H2O(写化学式)。[解析]由题意可知，X、Y、Z、W分别为O、S、Cl、Fe元素。(1)Cl元素处于周期表中第三周期第ⅦA族。(2)基态S原子核外有16个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4。(3)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去3个电子生成Fe3＋，则Fe3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。(4)H2O2的结构式为H—O—O—H，分子中极性键和非极性键数目之比为2︰1。(5)S元素的电负性比Cl元素小；O元素的非金属性强于S元素，故H2O的稳定性强于H2S。B组实力提升题(60分)一、选择题(本题包括4小题，每题6分，共24分)1．(2024·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项满意各元素正负化合价代数和等于0，符合题意。2．(2024·四川成都校级月考)依据泡利的原子轨道能级图和“能级交替”现象，原子轨道的能量凹凸依次是：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)。则将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，最终一种元素的价电子排布为7s27p6，第八周期排满时最终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。3．(2024·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，工业上通过分别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肯定正确的是(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元素的单质在肯定条件下能与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]依据题意可推知：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。4．(2024·山东滨州高三检测)镍钛形态记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型智能材料，广泛用于医疗、航空等领域，下列相关叙述不正确的是(D)A．镍、钛两种原子中未成对电子数相同，且最高能级一样B．Ni和Ti4＋的电子排布式分别为[Ar]3d84s2和[Ar]C．镍、钛两元素均为d区的过渡元素，且族序数为2倍关系D．镍、钛两原子的M层电子数总和等于其他层的电子数总和[解析]镍的电子排布式为[Ar]3d84s2，未成对电子数为2，钛的电子排布式为[Ar]3d24s2，未成对电子数也为2，两原子的最高能级都为3d能级，选项A正确；Ni和Ti4＋的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d84s2和1s22s22p63s23p6，简写为[Ar]3d84s2和[Ar]，选项B正确；依据镍、钛的电子排布式可知两者都是d区的过渡元素，镍的族序数为Ⅷ，钛的族序数为Ⅳ，是2倍关系，选项C正确；镍、钛两原子的M层电子数总和为(2＋6＋8)＋(2＋6＋2)＝26，其他层的电子数总和为(2＋8＋2)＋(2＋8＋2)＝24≠26，选项D不正确。二、非选择题(本题包括2小题，共36分)5．(2024·山东济南高三检测)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，它们的原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们的原子最外层的p能级电子数均是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：(1)写出5种元素的元素符号：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为]。(5)元素B与D的电负性的大小关系是B>D(填“>”“<”或“＝”，下同)，C与E的第一电离能的大小关系是C>E。[解析]A、B、C、D、E5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能渐渐减小，故B(氧)的电负性大于D(硫)的，E(钾)的第一电离能小于钠的，钠的第一电离能小于C(铝)的，即第一电离能Al>K。6．(2024·天津高三检测)A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，相关信息如下：元素相关信息A基态原子的价电子排布式为nsnnpnB元素原子的核外p电子数比s电子数少1个C最外层电子数是电子层数的3倍D简洁离子是第三周期元素中离子半径最小的E价电子层中的未成对电子数为4请回答下列问题：(1)写出下列元素符号：AC，BN，CO，DAl。(2)写出C元素在周期表的位置其次周期ⅥA族，E2＋价电子的电子排布图(轨道表示式)为，B元素能量最高的电子为2p轨道上的电子，其轨道呈纺锤(或哑铃)形。(3)B、C、D的简洁离子的半径由大到小的依次为N3－>O2－>Al3＋(用离子符号表示)。(4)写出核外有18个电子的C的氢化物的电子式。[解析]A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大，由A的基态原子的价电子排布式可以知道，n＝2，则A为C元素；C的最外层电子数是电子层数的3倍，则C为O元素；B为N元素；D为简洁离子且是第三周期元素中离子半径最小的，则D为Al元素；E的价电子层中的未成对电子数