2024-2025下学期高二化学人教版期中必刷题之原子结构与性质（解答大题）

第43页（共43页）2024-2025下学期高二化学人教版（2019）期中必刷题之原子结构与性质（解答大题）一．解答题（共15小题）1．（2024秋•西城区校级期末）结合图回答后面问题：（1）在上面呈现的元素周期表中全部是金属元素的区域为。（选填A、B、C、D）（2）请写出元素周期表中非金属性最强的元素的离子结构示意图。（3）现有甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素，原子序数依次增大，甲元素原子半径最小，乙元素气态氢化物的水溶液呈碱性，丙元素的焰色试验为黄色，丁元素的最高正价和最低负价代数和为0，含戊元素的某些化合物常用于漂白消毒。①丁元素在元素周期表中的位置为。②请写出乙元素气态氢化物的电子式。③用电子式表示甲、戊元素组成的化合物的形成过程。④请判断丁元素和戊元素最高价氧化物对应水化物酸碱性的强弱（用化学式表示）。请从位﹣构﹣性角度分析原因。⑤将标况下8.96LCO2气体通入600毫升1mol/L丙的最高价氧化物对应的水化物中，请写出对应的离子方程式。2．（2024秋•房山区期末）锂（Li）元素常用于电池制造业。磷酸铁锂（LiFePO4）电池是常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究如下：（1）对锂原子结构及其性质的研究。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是（填字母）。（2）基态O原子中有个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是。（3）如图为元素（部分）的第一电离能（I1）与原子序数的关系。从原子结构的角度解释I1（N）＞I1（O）的原因：。（4）Fe元素在周期表中位于周期族，其处于元素周期表中的（填“s”“d”“ds”或“p”）区。（5）Fe3+的核外电子排布式为。3．（2024秋•大兴区期末）铁触媒、MnO2等可作氨催化还原脱除NOx的催化剂。下表列出了几种元素的电负性。元素HBCNOSi电负性2.12.0x3.03.51.8（1）通过分析电负性的变化规律，确定C元素电负性x的最小范围是。（2）基态氧原子中电子占据的最高能级电子云轮廓图的形状为（填字母）。a．球形b．哑铃形资料：在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物中存在M—O—H结构时，成键原子电负性差异越大，所成化学键越容易断裂，电离出OH﹣或H+。（3）HNO2水溶液显酸性而不显碱性的可能原因是。（4）第一电离能从大到小顺序是：＞＞（填“C”、“N”和“O”）。（5）催化剂中Mn和Fe两种元素的部分电离能数据如下表。元素MnFe电离能（kJ•mol﹣1）I1717759I215091561I332482957①基态Mn原子价层电子排布的轨道表示式是。②比较两种元素的I2、I3可知，气态二价离子再失去一个电子：Mn2+比Fe2+更（填“易”或“难”）；从结构的角度进行解释：。4．（2023秋•朝阳区期末）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。（1）NH3的电子式是。（2）以H2为氢源合成氨。①α﹣Fe是合成NH3的催化剂，N2在催化剂表面解离为氮原子，是合成氨的关键步骤。基态Fe原子的价层电子排布式为。②根据如图所示的能量转换关系，回答问题。能量转换关系ⅰ．N2、H2合成NH3的热化学方程式为。ⅱ．N的价电子层d轨道（填“有”或“没有”），一般来说，N不能形成5个共价键。（3）以H2O为氢源合成氨。①N2只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：。②将Mg3N2置于H2O中能释放出NH3反应的方程式是。（4）以CH4为氢源合成氨。①以熔融的LiCl﹣KCl﹣CsCl为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为：3CH4+2N2电解¯4NH3+3C②阴极反应：N2+6e﹣═2N3﹣。基态N3﹣价层电子轨道表示式为。③阳极的电极反应是。5．（2024春•海淀区期末）甲醛有毒，能使人体内蛋白质失去活性、损害人体健康。（1）蛋白质中主要含有C、H、O、N四种元素。①下列关于C、H、O、N的说法中，正确的是（填序号）。a.H的电子云呈球形b.C、H、O、N中，C的原子半径最大c.C、H、O、N均位于p区d.基态O中含有8种不同运动状态的电子②第一电离能N＞O，原因是。（2）酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。①基态Mn原子的价电子排布式为。②已知基态Ag原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s1，银元素在周期表中的位置是。（3）甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下，二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应：已知：部分元素电负性：C2.5、H2.1、O3.5、N3.0①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因：。②补全第二步反应（断键位置已用虚线标出，反应类型为取代反应）。+6．（2024春•丰台区校级期中）铁元素是一种常见的过渡金属，铁及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。根据要求回答下列问题：（1）基态Fe2+的核外电子排布式是。（2）补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表，检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是：取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的[Fe（SCN）（H2O）5]2+生成。①[Fe（SCN）（H2O）5]2+中Fe3+的杂化轨道类型为（填字母）。A．dsp2B．dsp3C．sp3d2D．sp3②解释配体SCN﹣和H2O的键角大小。（3）某兴趣小组用酸性KMnO4溶液滴定Fe2+，通过测定Fe2+的含量来计算某补铁剂中[CH3CH（OH）COO]2Fe•3H2O（乳酸亚铁）的质量分数，发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%，其原因可能是。（4）补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表；第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表，富马酸（）和马来酸（）为顺反异构体。①富马酸分子中的σ键和π键个数比为。②富马酸熔点为300℃，马来酸熔点为140℃，解释熔点差异的原因。（5）金属元素铁能形成多种配合物，[Fe（H2NCONH2）6]（NO3）3[三硝酸六尿素合铁（Ⅲ）]和Fe3（Fe（CN）6）2。①NO3-的空间结构是②尿素（H2NCONH2）中各元素的电负性由大到小的顺序是。③向FeSO4溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液后，经提纯、结晶后可得到蓝色晶体Fe3（Fe（CN）6）2。可溶性氰化物（如KCN）有剧毒，但该蓝色晶体却无毒，请从结构角度解释其无毒的原因。7．（2024春•海淀区期中）三磷酸腺苷（ATP）是生物体的供能物质，由腺苷（A）与磷酸反应而成。（1）比较N和P的第一电离能大小，并从原子结构角度说明理由：。（2）ATP比A更易溶于水，从微粒间相互作用的角度解释其原因：。（3）ATP的碱基中，碳原子的杂化方式为。（4）ATP中的碱基与尿嘧啶作用时，形成的氢键的种类可能有（用“X﹣H⋯Y”表示）。（5）磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸（H3PO3）等。①H3PO3是二元酸，在水中O﹣H键能断裂解离出H+而P﹣H键不能，从元素性质的角度解释其原因：。②PO43-是一种配体。PO43-配位时配位原子是，理由是8．（2024•海淀区校级一模）阻燃剂又称防火剂，主要用于延迟或防止可燃物的燃烧。根据组成，阻燃剂可分为卤系阻燃剂、无机阻燃剂等。（1）卤系阻燃剂多为有机氯化物和有机溴化物，受热会分解产生卤化氢（HX），起到阻燃作用。卤化氢的电子式为；HF、HCl、HBr、HI四种氯化氢的沸点由高到低的顺序是。（2）溴离子的最外层电子排布式是；氯原子的核外电子云有种伸展方向。（3）下列能说明氯的非金属性强于溴的事实是（选填编号）。a．HClO酸性强于HBrOb．HBr的分解温度低于HClc．向溴化亚铁溶液中滴入少量氯水，溶液颜色变黄d．BrCl+H2O→HBrO+HCl是非氧化还原反应无机阻燃剂中，氢氧化铝和氢氧化镁两种阻燃剂占据着重要位置。两者的阻燃机理都是在达到热分解温度时迅速分解为氧化物与水，起到吸热降温的作用。（4）写出氢氧化铝在酸性溶液中的电离方程式。（5）两种阻燃剂的分解产物在自然界中最有可能成为原子晶体的是。（填化学式）（6）无水碳酸镁也是一种新型无机阻燃剂，除了具有单位质量吸热量更大的特点外，还能释放具有灭火作用的气体。写出该气体的结构式。（7）与镁离子核外电子排布相同的另外两个阳离子的半径大小关系为（填微粒符号）。9．（2024•海淀区校级一模）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；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态c的最外层电子数是内层电子数的3倍：d的原子序数是c的两倍；基态e原子3d轨道上有4个单电子。回答下列问题（1）b、c、d电负性最大的是（填元素符号）。（2）b单质分子中σ键与π键的个数比为。（3）a与c可形成两种二元化合物分子，两种物质可以任意比互溶。其中一种不稳定，可分解产生c的单质，该化合物分子中的c原子的杂化方式为；这两种物质的互溶物中，存在的化学键有（填序号）①极性共价键②非极性共价键③离子键④金属键⑤氢键⑥范德华力（4）这些元素形成的含氧酸中，分子内中心原子的价层电子对数为4的酸是（填化学式，下同）；酸根呈正三角形结构的酸是，试从两者结构特点判断该酸分子与酸根离子的稳定性：酸分子酸根离子（填“＞”或“＜”）。（5）元素e在周期表中的位置是区：e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在，结构式为，请补写e的元素符号并用“→”表示出其中的配位键。10．（2023秋•大兴区期末）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。已知：N2+3H2⇌高温、高压铁触媒（1）基态氢原子中，核外电子的电子云轮廓图形状为。（2）写出基态氮原子的轨道表示式。（3）NH3分子中，元素的电负性：NH（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）是以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物。①写出基态铬原子的核外电子排布式。②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是。③比较Mg、Ca第一电离能大小：I1（Mg）I1（Ca）（填“＞”“＜”或“＝”）。④下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。元素NaMgAl电离能（kJ•mol﹣1）49673857845621451181769127733274595431054011575从结构角度分析原子的逐级电离能越来越大的原因：；结合数据说明为什么Mg的常见化合价为+2价。原因：。11．（2023秋•延庆区期末）锂（Li）元素常用于电池制造业。Ⅰ．对锂原子结构及其性质的研究（1）基态Li原子的核外电子排布式为，其处于元素周期表中的（填“s”“d”“ds”或“p”）区。（2）基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，（填“吸收”或“释放”）能量。（3）如图为元素（部分）的第一电离能（I1）与原子序数的关系。从原子结构的角度解释I1（Li）＞I1（Na）的原因：。Ⅱ．钴酸锂（LiCoO2）电池和磷酸铁锂（LiFePO4）电池是两种常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究（4）基态O原子中有个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是。（5）Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是。（6）Co3+的电子排布式为[Ar]3d6，与（填“Fe”“Fe2+”或“Fe3+”）具有相同的核外电子排布。12．（2023秋•东城区校级月考）NOx是汽车尾气中的主要污染物，在汽车尾气系统中装配催化转化器，可有效降低NOx的排放。（1）当尾气中空气不足时，NOx（以NO为主）在催化转化器中被CO还原成N2排出。①基态氧原子中，电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状是。②氮的基态原子的价层轨道表示式为。③C、N、O电负性由大到小顺序为。④CO2是尾气的主要成分之一，CO2分子中所含的化学键类型有。a．离子键b．极性键c．非极性键d．σ键e．π键（2）当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。已知：镁、钙、锶、钡的部分电离能数据如下表所示。元素MgCaSrBa电离能（kJ•mol﹣1）I1738589.7549502.9I21451a1064965.2I37733491043203600①推测Ca的第二电离能a的范围：。②MgO、CaO、SrO、BaO对NOx的吸收能力增强，从原子结构角度解释原因：Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素，，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。（3）研究TiO2作为SCR脱硝催化剂的性能时发现：在TiO2上适当掺杂不同的金属氧化物如V2O5、MnOx、Fe2O3、NiO、CuO等有利于提高催化脱硝性能。①基态Mn原子的核外电子排布式为。②若继续寻找使TiO2催化性能更好的掺杂金属氧化物，可以在元素周期表区寻找恰当元素（填序号）。A．sB．dC．dsD．p13．（2023春•顺义区期中）元素周期表与元素周期律在学习、研究中有很重要的作用。下表是元素周期表中四种原子序数依次增大的短周期元素的相关信息。元素信息Q在元素周期表中位于第2周期、第VA族W最低负化合价为﹣2价X单质是一种黄色晶体Y原子结构示意图为（1）Q的元素符号是。（2）X、Y的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的物质是。（3）非金属性W强于X，用原子结构解释原因：，得电子能力W强于X。（4）下列推断中，正确的是（填字母）。a．X的最低负化合价与W相同b．Q的氢化物的稳定性弱于W的氢化物的稳定性c．Y的单质可与XW2的水溶液发生氧化还原反应14．（2023春•丰台区期中）A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，F为第四周期元素。请根据下列相关信息回答问题。元素相关信息A基态原子的p轨道处于半充满状态B原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，第一电离能低于同周期相邻元素C在同周期元素中，原子半径最大、电负性最小D电离能/（kJ•mol﹣1）数据：I1＝740；I2＝1500；I3＝7700；I4＝10500••••••E其价电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等F在周期表的第7纵列（1）C的核外电子排布式是。（2）F位于元素周期表第族，属于区。（3）A、E的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是（填化学式）。（4）B、C和E元素的电负性由大到小的顺序是（填元素符号）。（5）常温常压下A的氢化物极易溶于水，从微粒间相互作用的角度分析原因：（写出两条）。（6）从原子结构的角度解释元素D的第一电离能高于同周期相邻元素的原因：。15．（2023春•西城区校级期中）钙和铜合金可用作电解制钙的阴极电极材料，回答下列问题：（1）Cu的价层电子排布式为。（2）CaCO3高温分解可制得CaO。CaO与C在一定条件下可生成电石（CaC2），电石与水反应可制得一种气体分子。①写出电石与水反应的化学方程式；反应制得的气体中通常会含有硫化氢等杂质气体，可用吸收。②CaCO3中阴离子的空间构型为。③该气体分子中σ键与π键的数目之比为。（3）工业上电解CaCl2制Ca而不采用电解CaO的原因是。（4）在碱性溶液中，缩二脲HN（CONH2）2与CuSO4反应得到一种特征紫色物质，其结构如图所示，该反应原理可用于检验蛋白质或其他含键的化合物。缩二脲分子中碳原子与氮原子的杂化类型分别为、。

2024-2025下学期高二化学人教版（2019）期中必刷题之原子结构与性质（解答大题）参考答案与试题解析一．解答题（共15小题）1．（2024秋•西城区校级期末）结合图回答后面问题：（1）在上面呈现的元素周期表中全部是金属元素的区域为B。（选填A、B、C、D）（2）请写出元素周期表中非金属性最强的元素的离子结构示意图。（3）现有甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素，原子序数依次增大，甲元素原子半径最小，乙元素气态氢化物的水溶液呈碱性，丙元素的焰色试验为黄色，丁元素的最高正价和最低负价代数和为0，含戊元素的某些化合物常用于漂白消毒。①丁元素在元素周期表中的位置为第三周期第ⅣA族。②请写出乙元素气态氢化物的电子式。③用电子式表示甲、戊元素组成的化合物的形成过程。④请判断丁元素和戊元素最高价氧化物对应水化物酸碱性的强弱H2SiO3＜HClO4（用化学式表示）。请从位﹣构﹣性角度分析原因硅元素与氯元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数Si＜Cl，原子半径Si＞Cl，所以得电子能力Si＜Cl，则非金属性Si＜Cl。⑤将标况下8.96LCO2气体通入600毫升1mol/L丙的最高价氧化物对应的水化物中，请写出对应的离子方程式2CO2+3OH﹣=CO32-+HCO【答案】（1）B；（2）；（3）①第三周期第ⅣA族；②；③；④H2SiO3＜HClO4；硅元素与氯元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数Si＜Cl，原子半径Si＞Cl，所以得电子能力Si＜Cl，则非金属性Si＜Cl；⑤2CO2+3OH﹣=CO32-+【分析】A区域是第IA、IIA族元素，除H外都是金属元素，B区域属于过渡元素，都是金属元素，C区域是第IIIA到第VIIA族元素，有金属元素也有非金属元素，D区域属于稀有气体元素。【解答】（1）根据分析，在上面呈现的元素周期表中全部是金属元素的区域为B区域，故答案为：B；（2）元素周期表中非金属性最强的是F元素，F﹣结构示意图为：，故答案为：；（3）现有甲、乙、丙、丁、戊五种短周期元素，原子序数依次增大，乙元素气态氢化物的水溶液呈碱性，乙为N元素，甲元素原子半径最小，为H元素，丙元素的焰色试验为黄色，丙为Na元素，丁元素的最高正价和最低负价代数和为0，且丁的原子序数大于Na，丁为Si元素，含戊元素的某些化合物常用于漂白消毒，戊为Cl元素；①丁为Si元素，在周期表中位于第三周期第ⅣA族，故答案为：第三周期第ⅣA族；②乙为N元素，气态氢化物是NH3，电子式为：，故答案为：；③甲为H元素，戊为Cl元素，电子式表示HCl的形成过程为：，故答案为：；④丁为Si元素，戊为Cl元素，最高价氧化物对应的水化物酸性H2SiO3＜HClO4，原因是：硅元素与氯元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数Si＜Cl，原子半径Si＞Cl，所以得电子能力Si＜Cl，则非金属性Si＜Cl，故答案为：H2SiO3＜HClO4；硅元素与氯元素位于同一周期，电子层数相同，核电荷数Si＜Cl，原子半径Si＞Cl，所以得电子能力Si＜Cl，则非金属性Si＜Cl；⑤标况下8.96LCO2气体为8.96L22.4L/mol=0.4mol，丙的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，600毫升1mol/L的NaOH的物质的量为0.6mol，CO2和NaOH的物质的量之比为2：3，反应后的产物为Na2CO3和NaHCO3，设Na2CO3为xmol，NaHCO3为ymol，则有（2x+y）：（x+y）＝3：2，得出x：y＝1：1，故对应的离子方程式为：2CO2故答案为：2CO2+3OH﹣=CO32-+【点评】本题考查元素周期表与元素周期律，题目难度不大，注意掌握金属性、非金属性强弱比较与实验事实。2．（2024秋•房山区期末）锂（Li）元素常用于电池制造业。磷酸铁锂（LiFePO4）电池是常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究如下：（1）对锂原子结构及其性质的研究。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是d（填字母）。（2）基态O原子中有2个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是L。（3）如图为元素（部分）的第一电离能（I1）与原子序数的关系。从原子结构的角度解释I1（N）＞I1（O）的原因：O原子的价电子排布式2s22p4，N原子的价电子排布式2s22p3，p轨道为半充满状态，相对稳定。（4）Fe元素在周期表中位于四周期Ⅷ族，其处于元素周期表中的d（填“s”“d”“ds”或“p”）区。（5）Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5。【答案】（1）d；（2）2；L；（3）O原子的价电子排布式2s22p4，N原子的价电子排布式2s22p3，p轨道为半充满状态，相对稳定；（4）四；Ⅷ；d；（5）[Ar]3d5。【分析】（1）根据能级能量E（1s）＜E（2s）＜E（2p）进行分析；（2）基态氧原子的轨道表示式为，据此判断；（3）当轨道处于全满、半满和全空状态时最为稳定，失电子更难；（4）铁的价电子排布式为：3d64s2；（5）基态铁原子价电子排布式为：[Ar]3d64s2，失去4s上2个电子和3d上1个电子得到铁离子。【解答】解：（1）根据能级能量E（1s）＜E（2s）＜E（2p）可知，d处于基态，其他均处于激发态，能量最低的为d，故答案为：d；（2）基态氧原子的轨道表示式为，基态O原子中有2个未成对电子，电子占据的最高能级的符号L，故答案为：2；L；（3）N原子的价电子排布式2s22p3，p轨道为半充满状态，相对稳定；O原子的价电子排布式2s22p4，更容易失去1个电子，使p轨道达到半充满状态，所以O的第一电离能小于N，故答案为：O原子的价电子排布式2s22p4，N原子的价电子排布式2s22p3，p轨道为半充满状态，相对稳定；（4）铁的价电子排布式为：3d64s2，Fe元素在周期表中位于四周期Ⅷ族，其处于元素周期表中的d区，故答案为：四；Ⅷ；d；（5）基态铁原子价电子排布式为：[Ar]3d64s2，失去4s上2个电子和3d上1个电子得到铁离子，铁离子的核外电子排布式为：[Ar]3d5，故答案为：[Ar]3d5。【点评】本题考查比较综合，涉及核外电子排布、电子跃迁、元素周期律、水的电离、溶液的导电性与离子浓度大小的关系、沉淀溶解平衡的应用等知识点，侧重基础知识的考查，题目难度不大。3．（2024秋•大兴区期末）铁触媒、MnO2等可作氨催化还原脱除NOx的催化剂。下表列出了几种元素的电负性。元素HBCNOSi电负性2.12.0x3.03.51.8（1）通过分析电负性的变化规律，确定C元素电负性x的最小范围是2.0＜x＜3.0。（2）基态氧原子中电子占据的最高能级电子云轮廓图的形状为b（填字母）。a．球形b．哑铃形资料：在水等强极性溶剂中，成键原子电负性的差异是影响化学键断裂难易程度的原因之一。水化物中存在M—O—H结构时，成键原子电负性差异越大，所成化学键越容易断裂，电离出OH﹣或H+。（3）HNO2水溶液显酸性而不显碱性的可能原因是HNO2中存在N—O—H结构，元素N与O的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H+，显酸性。（4）第一电离能从大到小顺序是：N＞O＞C（填“C”、“N”和“O”）。（5）催化剂中Mn和Fe两种元素的部分电离能数据如下表。元素MnFe电离能（kJ•mol﹣1）I1717759I215091561I332482957①基态Mn原子价层电子排布的轨道表示式是。②比较两种元素的I2、I3可知，气态二价离子再失去一个电子：Mn2+比Fe2+更难（填“易”或“难”）；从结构的角度进行解释：Mn2+的价层电子排布为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定；Fe2+价层电子排布为3d6，再失去一个电子即可达到半充满状态，所以，再失去一个电子Mn2+比Fe2+更难。【答案】（1）2.0＜x＜3.0；（2）b；（3）HNO2中存在N—O—H结构，元素N与O的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H+，显酸性；（4）N；O；C；（5）①；②难；Mn2+的价层电子排布为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定；Fe2+价层电子排布为3d6，再失去一个电子即可达到半充满状态，所以，再失去一个电子Mn2+比Fe2+更难。【分析】（1）同周期元素，从左至右，电负性逐渐增大；（2）s能级是球形的，p能级是哑铃形的；（3）H、N、O的电负性分别是2.1、3.0.3.5；（4）N的2p轨道半满，能量低，稳定，失去电子更难，第一电离能反常，大于相邻元素的第一电离能；（5）①基态Mn原子价层电子排布式为3d54s2；②Mn2+的I3为3248kJ•mol﹣1，Fe2+的I3为2957kJ•mol﹣1，从结构的角度进行解释为：Mn2+的价层电子排布为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定；Fe2+价层电子排布为3d6，再失去一个电子即可达到半充满状态，所以，再失去一个电子Mn2+比Fe2+更难。【解答】解：（1）同周期元素，从左至右，电负性逐渐增大，所以电负性：B＜C＜N，则C元素电负性x的最小范围是：2.0＜x＜3.0，故答案为：2.0＜x＜3.0；（2）基态氧原子中电子占据的最高能级为2p能级，其电子云轮廓图的形状哑铃形，故答案为：b；（3）HNO2水溶液显酸性而不显碱性的可能原因是HNO2中存在N—O—H结构，元素N与O的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H+，显酸性，故答案为：HNO2中存在N—O—H结构，元素N与O的电负性相差0.5，而H与O的电负性相差1.4，故O—H键容易断裂，在水中电离出H+，显酸性；（4）N的2p轨道半满，能量低，稳定，失去电子更难，第一段电离能反常，大于相邻元素的第一电离能，所以第一电离能从大到小顺序是N＞O＞C，故答案为：N；O；C；（5）①基态Mn原子价层电子排布的轨道表示式是，故答案为：；②Mn2+的I3为3248kJ•mol﹣1，Fe2+的I3为2957kJ•mol﹣1，所以气态二价离子再失去一个电子：Mn2+比Fe2+更难，从结构的角度进行解释为：Mn2+的价层电子排布为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定；Fe2+价层电子排布为3d6，再失去一个电子即可达到半充满状态，所以，再失去一个电子Mn2+比Fe2+更难，故答案为：难；Mn2+的价层电子排布为3d5，3d轨道为半充满状态，比较稳定；Fe2+价层电子排布为3d6，再失去一个电子即可达到半充满状态，所以，再失去一个电子Mn2+比Fe2+更难。【点评】本题主要考查原子结构与性质的相关知识，同时考查学生对信息的理解与应用，属于基本知识的考查，难度中等。4．（2023秋•朝阳区期末）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力居世界首位。（1）NH3的电子式是。（2）以H2为氢源合成氨。①α﹣Fe是合成NH3的催化剂，N2在催化剂表面解离为氮原子，是合成氨的关键步骤。基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2。②根据如图所示的能量转换关系，回答问题。能量转换关系ⅰ．N2、H2合成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝2（a+b﹣c﹣d﹣e）kJ/mol。ⅱ．N的价电子层没有d轨道（填“有”或“没有”），一般来说，N不能形成5个共价键。（3）以H2O为氢源合成氨。①N2只能与电离能小的ⅠA族、ⅡA族的金属形成离子型氮化物。比较Mg原子和Ca原子的第一电离能大小，从原子结构的角度说明理由：Mg、Ca为同主族元素，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca。②将Mg3N2置于H2O中能释放出NH3反应的方程式是Mg3N2+6H2O＝3Mg（OH）2↓+2NH3↑。（4）以CH4为氢源合成氨。①以熔融的LiCl﹣KCl﹣CsCl为电解质，在电解池中实现氨的合成。总反应为：3CH4+2N2电解¯4NH3+3C②阴极反应：N2+6e﹣═2N3﹣。基态N3﹣价层电子轨道表示式为。③阳极的电极反应是CH4﹣4e﹣＝4H++C。【答案】（1）；（2）①3d64s2；②i．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝2（a+b﹣c﹣d﹣e）kJ/mol；ii．没有；（3）①Mg、Ca为同主族元素，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca；②Mg3N2+6H2O＝3Mg（OH）2↓+2NH3↑；（4）②；③CH4﹣4e﹣＝4H++C。【分析】（1）氨气是共价化合物；（2）①Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，由此可知价电子排布式；②i．图中变化可知反应焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能，标注物质聚集状态和对应反应的焓变写出热化学方程式；ii．N的价电子层排布式2s22p3；（3）①Mg原子和Ca原子相比，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca；②Mg3N2置于H2O中能释放出NH3，同时生成氢氧化镁沉淀；（4）②氮是7号元素，基态N3﹣的电子排布式为1s22s22p6；③总反应为：3CH4+2N2电解¯4NH3+3C，阳极电极反应是甲烷失电子生成C【解答】解：（1）氨气是共价化合物，电子式为：，故答案为：；（2）①Fe的原子序数为26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故价电子排布式为3d64s2，故答案为：3d64s2；②i．N2、H2合成NH3的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝2（a+b﹣c﹣d﹣e）kJ/mol，故答案为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝2（a+b﹣c﹣d﹣e）kJ/mol；ii．N的价电子层排布式2s22p3，没有d轨道，故答案为：没有；（3）①Mg、Ca为同主族元素，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca，Mg原子和Ca原子的第一电离能大小为Mg＜Ca，从原子结构的角度说明理由是：Mg、Ca为同主族元素，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca，故答案为：Mg、Ca为同主族元素，原子半径Mg＜Ca，失电子能力Mg＜Ca；②将Mg3N2置于H2O中能释放出NH3反应的方程式是：Mg3N2+6H2O＝3Mg（OH）2↓+2NH3↑，故答案为：Mg3N2+6H2O＝3Mg（OH）2↓+2NH3↑；（4）②氮是7号元素，基态N3﹣的电子排布式为1s22s22p6，价层电子轨道表示式为：，故答案为：；③总反应为：3CH4+2N2电解¯4NH3+3C，阴极电极反应为：N2+6e﹣═2N3﹣，阳极电极反应是甲烷失电子生成C，电极反应为：CH4﹣4e﹣＝4H++C故答案为：CH4﹣4e﹣＝4H++C。【点评】本题考查了原子结构、原子核外电子排布、热化学方程式书写、周期表中递变规律的分析应用、原电池原理和电极反应书写等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。5．（2024春•海淀区期末）甲醛有毒，能使人体内蛋白质失去活性、损害人体健康。（1）蛋白质中主要含有C、H、O、N四种元素。①下列关于C、H、O、N的说法中，正确的是abd（填序号）。a.H的电子云呈球形b.C、H、O、N中，C的原子半径最大c.C、H、O、N均位于p区d.基态O中含有8种不同运动状态的电子②第一电离能N＞O，原因是N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定。（2）酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。①基态Mn原子的价电子排布式为3d54s2。②已知基态Ag原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s1，银元素在周期表中的位置是第五周期第ⅠB族。（3）甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下，二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应：已知：部分元素电负性：C2.5、H2.1、O3.5、N3.0①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因：N原子电负性大于H原子，吸引电子对的能力大于氢原子，共用电子对偏向N原子，则H原子带部分正电荷。②补全第二步反应（断键位置已用虚线标出，反应类型为取代反应）。+H2O【答案】（1）①abd；②N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定；（2）①3d54s2；②第五周期第ⅠB族；（3）①N原子电负性大于H原子，吸引电子对的能力大于氢原子，共用电子对偏向N原子，则H原子带部分正电荷；②；H2O。【分析】（1）①a．H原子核外电子在s轨道，电子云是s轨道的电子云；b．电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小；c．H位于s区；d．基态原子中不同运动状态的电子＝电子数；②同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，原子轨道中电子处于半满、全满或全空时较稳定；（2）①基态Mn原子的核电荷数为25，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2；②价电子数＝族序数，电子层数＝周期序数；（3）①元素电负性越大，吸引电子能力越强；②第二步反应的断键位置已用虚线标出，反应类型为取代反应，结合反应特征写出反应产物。【解答】解：（1）①a．H的电子轨道为s能级，电子云呈球形，故a正确；b．C、H、O、N中，H原子半径最小，C、N、O是同周期元素原子，其中C的原子半径最大，故b正确；c．C、O、N均位于p区，H位于s区，故c错误；d．基态O原子有8个电子，原子中含有8种不同运动状态的电子，故d正确；故答案为：abd；②同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，N、O位于同一周期且分布位于第ⅤA族、第ⅥA族，同周期元素第一电离能的变化的规律是从左向右呈增大趋势，但是N原子中2p轨道半满状态比较稳定，比O原子第一电离能还大，故答案为：N原子中2p轨道处于半充满状态，比较稳定；（2）①基态Mn原子的价电子排布式为：3d54s2，故答案为：3d54s2；②已知基态Ag原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s1，银元素在周期表中的位置是：第五周期第ⅠB族，故答案为：第五周期第ⅠB族；（3）①与N相连的H带部分正电荷的原因：N原子电负性大于H原子，吸引电子对的能力大于氢原子，共用电子对偏向N原子，则H原子带部分正电荷，故答案为：N原子电负性大于H原子，吸引电子对的能力大于氢原子，共用电子对偏向N原子，则H原子带部分正电荷；②断键位置已用虚线标出，反应类型为取代反应，反应的化学方程式为：+H2O，故答案为：；H2O。【点评】本题考查了原子结构、原子核外电子排布、元素性质等知识点，注意加成反应和取代反应的实质理解应用，题目难度不大。6．（2024春•丰台区校级期中）铁元素是一种常见的过渡金属，铁及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。根据要求回答下列问题：（1）基态Fe2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6或者[Ar]3d6。（2）补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表，检验Fe2+是否被氧化为Fe3+的方法之一是：取待测液，加入KSCN溶液，观察是否有红色的[Fe（SCN）（H2O）5]2+生成。①[Fe（SCN）（H2O）5]2+中Fe3+的杂化轨道类型为C（填字母）。A．dsp2B．dsp3C．sp3d2D．sp3②解释配体SCN﹣和H2O的键角大小SCN﹣的中心C原子采用sp杂化，分子呈直线形，键角为180°，而H2O的中心O原子采用sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，键角小于180°。（3）某兴趣小组用酸性KMnO4溶液滴定Fe2+，通过测定Fe2+的含量来计算某补铁剂中[CH3CH（OH）COO]2Fe•3H2O（乳酸亚铁）的质量分数，发现乳酸亚铁的质量分数总是大于100%，其原因可能是乳酸根离子中含有羟基，被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的量增大，乳酸亚铁的质量分数也偏大。（4）补铁剂常用于防治缺铁性贫血。第一代口服补铁剂以硫酸亚铁为代表；第二代口服补铁剂以乳酸亚铁、富马酸亚铁等为代表，富马酸（）和马来酸（）为顺反异构体。①富马酸分子中的σ键和π键个数比为11：3。②富马酸熔点为300℃，马来酸熔点为140℃，解释熔点差异的原因富马酸是反式结构，形成的主要是分子间氢键，使其分子间的作用力大大强于马来酸，故熔点比马来酸高的多。（5）金属元素铁能形成多种配合物，[Fe（H2NCONH2）6]（NO3）3[三硝酸六尿素合铁（Ⅲ）]和Fe3（Fe（CN）6）2。①NO3-的空间结构是②尿素（H2NCONH2）中各元素的电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞H。③向FeSO4溶液中滴加K3[Fe（CN）6]溶液后，经提纯、结晶后可得到蓝色晶体Fe3（Fe（CN）6）2。可溶性氰化物（如KCN）有剧毒，但该蓝色晶体却无毒，请从结构角度解释其无毒的原因普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来。【答案】（1）1s22s22p63s23p63d6或者[Ar]3d6；（2）①C；②SCN﹣的中心C原子采用sp杂化，分子呈直线形，键角为180°，而H2O的中心O原子采用sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，键角小于180°；（3）乳酸根离子中含有羟基，被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的量增大，乳酸亚铁的质量分数也偏大；（4）①11：3；②富马酸是反式结构，形成的主要是分子间氢键，使其分子间的作用力大大强于马来酸，故熔点比马来酸高的多；（5）①平面三角形；②O＞N＞C＞H；③普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来。【分析】（1）已知Fe是26号元素，亚铁离子是铁原子失去2个电子形成的阳离子；（2）①[Fe（SCN）（H2O）5]2+中Fe3+与配离子形成6个配位键，则杂化轨道数为6；②SCN﹣与CO2互为等电子体，中心C原子的价层电子对数为2，发生sp杂化，分子呈直线形，而H2O的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，则键角大小：SCN﹣＞H2O；（3）乳酸根中含有羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的增大；（4）①单键都是σ键，双键中一个σ键和一个π键；②富马酸形成分子间氢键，邻羟基苯甲醛形成分子内氢键；（5）①计算价层电子对数分析判断空间结构；②非金属性越强，电负性越大，同周期内随着原子序数增大，电负性增大，H的电负性小于C；③普鲁士蓝无毒的原因为普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合。【解答】解：（1）已知Fe是26号元素，则Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或者[Ar]3d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6或者[Ar]3d6；（2）①[Fe（SCN）（H2O）5]2+中Fe3+与配离子形成6个配位键，则杂化轨道数为6，杂化轨道类型为sp3d2，故答案为：C；②SCN﹣与CO2互为等电子体，中心C原子的价层电子对数为2，发生sp杂化，分子呈直线形，而H2O的中心O原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，则键角大小：SCN﹣＞H2O；用杂化轨道理论解释，其原因为：SCN﹣的中心C原子采用sp杂化，分子呈直线形，键角为180°，而H2O的中心O原子采用sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，键角小于180°，故答案为：SCN﹣的中心C原子采用sp杂化，分子呈直线形，键角为180°，而H2O的中心O原子采用sp3杂化，O原子的最外层有2个孤电子对，H2O呈V形结构，键角小于180°；（3）乳酸根中含有羟基，可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的增大，而计算中按亚铁离子被氧化，故计算所得乳酸亚铁的质量偏大，产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%，故答案为：乳酸根离子中含有羟基，被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的量增大，乳酸亚铁的质量分数也偏大；（4）①富马酸分子中σ键包括H—Oσ键2个，C—Oσ键2个，C—Cσ键3个，C—Hσ键2个，C—Oσ键2个，共11个，π键包括C—Oπ键2个，C—Cπ键1个，共3个，σ键与π键的个数之比为：11：3，故答案为：11：3；②富马酸是反式结构，形成的主要是分子间氢键，使其分子间的作用力大大强于马来酸，故熔点比马来酸高的多，故答案为：富马酸是反式结构，形成的主要是分子间氢键，使其分子间的作用力大大强于马来酸，故熔点比马来酸高的多；（5）①NO3-的价层电子对数＝3+故答案为：平面三角形；②同周期内随着原子序数增大，电负性增大，H的电负性小于C，尿素（H2NCONH2）中各元素的电负性由大到小的顺序是：O＞N＞C＞H，故答案为：O＞N＞C＞H；③普鲁士蓝无毒的原因为普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来，故答案为：普鲁士蓝中铁与氰基以配位键结合，剧毒的氰根离子几乎不可能游离出来。【点评】本题主要考查物质结构与性质的有关问题，属于高考考查的重点内容，对学生思维能力要求较高，掌握核外电子排布式书写、氢键、化学键等是解决本题的关键，具有一定的综合性，侧重于考查学生对信息的应用能力，题目难度中等。7．（2024春•海淀区期中）三磷酸腺苷（ATP）是生物体的供能物质，由腺苷（A）与磷酸反应而成。（1）比较N和P的第一电离能大小，并从原子结构角度说明理由：I1（N）＞I1（P），N原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子。（2）ATP比A更易溶于水，从微粒间相互作用的角度解释其原因：ATP中羟基比A更多，与水形成的氢键更多。（3）ATP的碱基中，碳原子的杂化方式为sp2。（4）ATP中的碱基与尿嘧啶作用时，形成的氢键的种类可能有N﹣H⋯N、N﹣H⋯O（用“X﹣H⋯Y”表示）。（5）磷的含氧酸除了H3PO4以外，还有亚磷酸（H3PO3）等。①H3PO3是二元酸，在水中O﹣H键能断裂解离出H+而P﹣H键不能，从元素性质的角度解释其原因：O﹣H的极性比P﹣H的大，极性越强，越易断裂。②PO43-是一种配体。PO43-配位时配位原子是O，理由是PO43-中P原子的价层电子对数为4【答案】（1）I1（N）＞I1（P），N原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子；（2）ATP中羟基比A更多，与水形成的氢键更多；（3）sp2；（4）N﹣H⋯N、N﹣H⋯O；（5）①O﹣H的极性比P﹣H的大，极性越强，越易断裂；②O；PO43-中P原子的价层电子对数为4+5+3-2×42【分析】（1）N、P原子最外层电子数都是5，但r（N）＜r（P），N原子的原子核对最外层电子的吸引力比P原子的原子核最外层电子的吸引力大，原子核对最外层电子吸引力越大，最外层电子越难失去电子；（2）与水形成的氢键越多，溶解度越大；（3）碱基中C原子形成3个σ键；（4）碱基、尿嘧啶中含有N﹣H键，碱基中O原子含有孤电子对，尿嘧啶中N原子含有孤电子对；（5）①电负性：O＞P＞H，O﹣H的极性比P﹣H的大；②PO43-中P原子的价层电子对数为4+5+3-2×42【解答】解：（1）同一主族元素，原子半径越小，原子核对最外层电子吸引力越大，最外层电子越难失去电子，N、P为同一主族元素，N原子核外有2个电子层、P原子核外有3个电子层，则r（N）＜r（P），N原子核最外层电子的吸引力大于P原子，N原子不易失去1个电子，所以N的第一电离能大于P，故答案为：I1（N）＞I1（P），N原子半径小，原子核对最外层电子的吸引力大，不易失去1个电子；（2）ATP中羟基比A更多，与水形成的氢键更多，溶解度更大，故答案为：ATP中羟基比A更多，与水形成的氢键更多；（3）碱基中C原子形成3个σ键，价层电子对数为3，为sp2杂化，故答案为：sp2；（4）碱基、尿嘧啶中含有N﹣H键，碱基中O原子含有孤电子对，尿嘧啶中N原子含有孤电子对，形成的氢键的种类可能有N﹣H⋯N、N﹣H⋯O，故答案为：N﹣H⋯N、N﹣H⋯O；（5）①电负性：O＞P＞H，O﹣H的极性比P﹣H的大，极性越强，越易断裂，故在水中O﹣H键能断裂解离出H+而P﹣H键不能，故答案为：O﹣H的极性比P﹣H的大，极性越强，越易断裂；②PO43-中P原子的价层电子对数为4+5+3-2×42=4，没有孤故答案为：O；PO43-中P原子的价层电子对数为4+5+3-2×42【点评】本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布、极性、杂化方式、价层电子对互斥理论、分子结构与性质、氢键等，，要熟练掌握，题目难度中等。8．（2024•海淀区校级一模）阻燃剂又称防火剂，主要用于延迟或防止可燃物的燃烧。根据组成，阻燃剂可分为卤系阻燃剂、无机阻燃剂等。（1）卤系阻燃剂多为有机氯化物和有机溴化物，受热会分解产生卤化氢（HX），起到阻燃作用。卤化氢的电子式为；HF、HCl、HBr、HI四种氯化氢的沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl。（2）溴离子的最外层电子排布式是4s24p6；氯原子的核外电子云有4种伸展方向。（3）下列能说明氯的非金属性强于溴的事实是bd（选填编号）。a．HClO酸性强于HBrOb．HBr的分解温度低于HClc．向溴化亚铁溶液中滴入少量氯水，溶液颜色变黄d．BrCl+H2O→HBrO+HCl是非氧化还原反应无机阻燃剂中，氢氧化铝和氢氧化镁两种阻燃剂占据着重要位置。两者的阻燃机理都是在达到热分解温度时迅速分解为氧化物与水，起到吸热降温的作用。（4）写出氢氧化铝在酸性溶液中的电离方程式Al（OH）3AlO2-+H++H2O（5）两种阻燃剂的分解产物在自然界中最有可能成为原子晶体的是Al2O3。（填化学式）（6）无水碳酸镁也是一种新型无机阻燃剂，除了具有单位质量吸热量更大的特点外，还能释放具有灭火作用的气体。写出该气体的结构式O＝C＝O。（7）与镁离子核外电子排布相同的另外两个阳离子的半径大小关系为Na+＞Al3+（填微粒符号）。【答案】（1）；HF＞HI＞HBr＞HCl；（2）4s24p6；4；（3）bd；（4）Al（OH）3AlO2-+H++H2（5）Al2O3；（6）O＝C＝O；（7）Na+＞Al3+。【分析】（1）卤素原子的最外层电子数均为7个，卤化氢均为共价型分子，且HF分子间存在氢键；（2）溴原子核电荷数为35；氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5；（3）元素的非金属性越强，其单质的氧化性越强、其最高价氧化物的水合物酸性越强、其氢化物的稳定性越强、其单质与氢气化合越容易、其对键合单质的吸引力越大；（4）氢氧化铝是两性氢氧化物，能与酸反应生成盐和水；（5）氢氧化铝和氢氧化镁的分解产物除水外，还有Al2O3和MgO，其中Mg的金属性比Al的金属性活泼；（6）碳酸镁高温分解生成MgO和CO2，其中CO2是直线型非极性分子；（7）与镁离子核外电子排布相同的另外两个阳离子为Na+和Al3+，核电荷数越大，离子半径越小。【解答】解：（1）卤素原子的最外层电子数均为7个，卤化氢中H和X之间存在一个共用电子对，则HX的电子式为，HX均为共价型分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，但HF分子间存在氢键，其沸点比其它HX高，则HF、HCl、HBr、HI四种氯化氢的沸点由高到低的顺序是HF＞HI＞HBr＞HCl，故答案为：；HF＞HI＞HBr＞HCl；（2）溴原子核电荷数为35，则溴离子的最外层电子排布式为4s24p6；氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，共有1s、2s、2p、3s、3p5个能级，又s轨道有1种不同的伸展方向，p轨道有3种不同的伸展方向，所以氯原子共有4种不同的伸展方向，故答案为：4s24p6；4；（3）a．元素的非金属性越强，其最高价氧化物的水合物酸性越强，但HClO和HBrO均不是最高价氧化物的水合物，则无法根据HClO酸性强于HBrO判断非金属性Cl＞Br，故a错误；b．HBr的分解温度低于HCl，说明HBr较不稳定，则可说明氯的非金属性强于溴，故b正确；c．向FeBr2溶液中滴加少量氯水，还原性：Fe2+＞Br﹣，少量氯气先氧化Fe2+生成Fe3+，Fe3+在溶液中呈现浅黄色，不能证明氯的非金属性强于溴，故c错误；d．BrCl+H2O→HBrO+HCl是非氧化还原反应说明不存在元素化合价的变化，则BrCl中氯元素为﹣1价，可知氯原子吸引电子能力强，即氯元素的非金属性强于溴，故d正确；故答案为：bd；（4）氢氧化铝是两性氢氧化物，能与酸反应生成盐和水，显碱性，则氢氧化铝在酸性溶液中的电离方程式为：Al（OH）3AlO2-+H++H2故答案为：Al（OH）3AlO2-+H++H2（5）氢氧化铝和氢氧化镁的分解产物除水外，还有Al2O3和MgO，因Mg的金属性比Al的金属性强，则在自然界中最有可能成为原子晶体的是Al2O3，故答案为：Al2O3；（6）碳酸镁高温分解生成MgO和CO2，其中CO2是直线型非极性分子，其结构式为O＝C＝O，故答案为：O＝C＝O；（7）与镁离子核外电子排布相同的另外两个阳离子为Na+和Al3+，核电荷数大，离子半径小，则两阳离子的半径大小关系为Na+＞Al3+，故答案为：Na+＞Al3+。【点评】元素非金属性强弱的判断依据：①非金属单质跟氢气化合的难易程度（或生成的氢化物的稳定性），非金属单质跟氢气化合越容易（或生成的氢化物越稳定），元素的非金属性越强，反之越弱；②最高价氧化物对应的水化物（即最高价含氧酸）的酸性强弱．最高价含氧酸的酸性越强，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱；③氧化性越强的非金属元素单质，对应的非金属元素的非金属性越强，反之越弱，（非金属相互置换）。9．（2024•海淀区校级一模）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；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态c的最外层电子数是内层电子数的3倍：d的原子序数是c的两倍；基态e原子3d轨道上有4个单电子。回答下列问题（1）b、c、d电负性最大的是O（填元素符号）。（2）b单质分子中σ键与π键的个数比为1：2。（3）a与c可形成两种二元化合物分子，两种物质可以任意比互溶。其中一种不稳定，可分解产生c的单质，该化合物分子中的c原子的杂化方式为sp3；这两种物质的互溶物中，存在的化学键有①②（填序号）①极性共价键②非极性共价键③离子键④金属键⑤氢键⑥范德华力（4）这些元素形成的含氧酸中，分子内中心原子的价层电子对数为4的酸是H2SO4、H2SO3（填化学式，下同）；酸根呈正三角形结构的酸是HNO3，试从两者结构特点判断该酸分子与酸根离子的稳定性：酸分子＜酸根离子（填“＞”或“＜”）。（5）元素e在周期表中的位置是d区：e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在，结构式为，请补写e的元素符号并用“→”表示出其中的配位键。【答案】见试题解答内容【分析】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，则a为H元素；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态，其核外电子排布式为1s22s2n2p3，则b为N；c的最外层电子数是内层电子数的3倍，则c为O元素；d的原子序数是c的两倍，则d为S元素；基态e原子3d轨道上有4个单电子，e的价电子排布式为3d64s2，则e为Fe，据此解答。【解答】解：根据分析可知，a为H，b为N，c为O，d为S，e为Fe，（1）非金属性越强元素的电负性越强，则N、O、S的电负性大小为：O＞N＞S，即电负性最强的为O，故答案为：O；（2）氮气分子中含有1个氮氮三键，三键中含有1个σ键、2个π键，则氮气分子中含有σ键与π键的个数比为1：2，故答案为：1：2；（3）H、O形成的化合物为H2O、H2O2，两种化合物可任意比互溶，H2O2分子中含有2个单键和2个未成键电子对，其分子中的c原子的杂化方式为sp3；H2O、H2O2的混合物中，水分子中存在化学键为极性共价键，双氧水分子中含有极性共价键和非极性键共价键，故①②正确，故答案为：sp3；①②；（4）这些元素形成的常见无机含氧酸有H2SO4、H2SO3、HNO3等，酸根离子的中心原子的价层电子对数为4的酸为H2SO4或H2SO3；酸根离子呈平面三角形结构的酸为HNO3；酸分子结构不对称，而酸根离子具有对称结构，对称结构稳定性较强，则稳定性：酸分子＜酸根离子，故答案为：H2SO4、H2SO3；HNO3；＜；（5）Fe的价电子排布式为3d64s2，最后填充d能级，属于周期表的d区元素；根据其结构式及氯原子满足8电子稳定结构，可画出配位键的位置如图所示：，故答案为：d；。【点评】本题考查位置结构性质的综合应用，题目难度中等，推断元素为解答关键，注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质，试题侧重考查学生的分析、理解能力及综合应用能力。10．（2023秋•大兴区期末）合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。已知：N2+3H2⇌高温、高压铁触媒（1）基态氢原子中，核外电子的电子云轮廓图形状为球形。（2）写出基态氮原子的轨道表示式。（3）NH3分子中，元素的电负性：N＞H（填“＞”“＜”或“＝”）。（4）是以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物。①写出基态铬原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d54s1。②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是Al、O。③比较Mg、Ca第一电离能大小：I1（Mg）＞I1（Ca）（填“＞”“＜”或“＝”）。④下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。元素NaMgAl电离能（kJ•mol﹣1）49673857845621451181769127733274595431054011575从结构角度分析原子的逐级电离能越来越大的原因：因为随着电子逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越多，再失去电子需要克服的电性吸引力越来越大，消耗能量越来越多；结合数据说明为什么Mg的常见化合价为+2价。原因：Mg元素的第二电离能远远小于第三电离能。【答案】（1）球形；（2）；（3）＞；（4）①1s22s22p63s23p63d54s1；②Al、O；③＞；④因为随着电子逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越多，再失去电子需要克服的电性吸引力越来越大，消耗能量越来越多；Mg元素的第一电离能和第二电离能相差不多，但第二电离能比第三电离能小很多。【分析】（1）基态H原子共有1个电子层，电子排布式为1s1；（2）氮元素核外有7个电子，根据洪特规则和保利不相容原理书写其氮原子的轨道表示式；（3）电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，与N原子相连的氢呈正电性，可知得电子的能力为N＞H；（4）①基态铬原子的核外电子数24，价电子排布3d5s1，据此书写电子排布式；②周期表分为s区包含第ⅠA、ⅡA主族元素，ⅠB～ⅤⅡB、ⅤⅢ族为d区，ⅢA～ⅤⅡA、0族为p区；③同主族自上而下第一电离能减小，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势；④随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再失去一个电子需要克服的电性引力也越来越大；Mg元素的第二电离能远远小于第三电离能。【解答】解：（1）基态H原子共有1个电子层，电子排布式为1s1，该能层电子云轮廓为球形，故答案为：球形；（2）氮元素的原子核外有7个电子，轨道表示式为：，故答案为：；（3）NH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，非金属元素的电负性越强，得电子得能力便越强，所以电负性N＞H，故答案为：＞；（4）①铬的核电荷数为24，基态铬原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1，故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1；②ⅢA～ⅤⅡA、0族为p区，所以Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中，属于元素周期表分区中p区的元素是ⅢA的Al、ⅥA的O元素，故答案为：Al、O；③Mg、Ca属于同一主族元素且原子序数逐渐增大，同主族自上而下第一电离能减小，故第一电离能Mg＞Ca，故答案为：＞；④随着电子的逐个失去，阳离子所带的正电荷数越来越大，再失去一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多，所以原子的电离能逐级增大；Mg为第三周期元素，Mg元素的第二电离能远远小于第三电离能，说明Mg元素最外层有2个电子，失去2个电子时达到稳定结构，所以Mg元素通常显+2价，故答案为：因为随着电子逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越多，再失去电子需要克服的电性吸引力越来越大，消耗能量越来越多；Mg元素的第一电离能和第二电离能相差不多，但第二电离能比第三电离能小很多。【点评】本题考查了价层电子的轨道表达式、核外电子排布、第一电离能等知识点，根据核外电子的排布规律、构造原理等知识点来分析解答，这些知识点都是考试热点，题目难度中等。11．（2023秋•延庆区期末）锂（Li）元素常用于电池制造业。Ⅰ．对锂原子结构及其性质的研究（1）基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1，其处于元素周期表中的s（填“s”“d”“ds”或“p”）区。（2）基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，吸收（填“吸收”或“释放”）能量。（3）如图为元素（部分）的第一电离能（I1）与原子序数的关系。从原子结构的角度解释I1（Li）＞I1（Na）的原因：Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na＞Li，原子半径Na＞Li，失电子能力Na＞Li，故I1（Li）＞I1（Na）。Ⅱ．钴酸锂（LiCoO2）电池和磷酸铁锂（LiFePO4）电池是两种常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究（4）基态O原子中有2个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是2p。（5）Li、O、P三种元素的电负性由大到小的顺序是O＞P＞Li。（6）Co3+的电子排布式为[Ar]3d6，与Fe2+（填“Fe”“Fe2+”或“Fe3+”）具有相同的核外电子排布。【答案】（1）1s22s1；s；（2）吸收；（3）Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na＞Li，原子半径Na＞Li，失电子能力Na＞Li，故I1（Li）＞I1（Na）；（4）2；2p；（5）O＞P＞Li；（6）Fe2+。【分析】（1）Li原子位于元素周期表第二周期第ⅠA族；（2）基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，由低能量轨道跃迁到高能量轨道；（3）根据越容易失去电子，电离能越小分析；（4）基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4；（5）非金属性越强，电负性越大；（6）根据Fe、Fe2+、Fe3+的核外电子排布分析。【解答】解：（1）Li原子位于元素周期表第二周期第ⅠA族，则基态Li原子的核外电子排布式1s22s1，处于元素周期表中s区，故答案为：1s22s1；s；（2）基态Li原子的电子发生跃迁形成激发态Li原子时，需要吸收能量，故答案为：吸收；（3）越容易失去电子，电离能越小，Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na＞Li，原子半径Na＞Li，失电子能力Na＞Li，故I1（Li）＞I1（Na），故答案为：Li与Na的最外层电子数相同，电子层数Na＞Li，原子半径Na＞Li，失电子能力Na＞Li，故I1（Li）＞I1（Na）；（4）基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4，核外电子轨道排布图为，原子有2个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是2p，故答案为：2；2p；（5）非金属性越强，电负性越大，非金属性：O＞P＞Li，电负性：O＞P＞Li，故答案为：O＞P＞Li；（6）Fe、Fe2+、Fe3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d64s2、[Ar]3d6，[Ar]3d5，故Fe2+的核外电子排布与Co3+相同，故答案为：Fe2+。【点评】本题考查物质结构和性质，涉及核外电子排布、电子跃迁、元素周期律、电化学反应原理等知识点，侧重基础知识的考查，题目难度不大。12．（2023秋•东城区校级月考）NOx是汽车尾气中的主要污染物，在汽车尾气系统中装配催化转化器，可有效降低NOx的排放。（1）当尾气中空气不足时，NOx（以NO为主）在催化转化器中被CO还原成N2排出。①基态氧原子中，电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状是哑铃形。②氮的基态原子的价层轨道表示式为。③C、N、O电负性由大到小顺序为O＞N＞C。④CO2是尾气的主要成分之一，CO2分子中所含的化学键类型有bde。a．离子键b．极性键c．非极性键d．σ键e．π键（2）当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。已知：镁、钙、锶、钡的部分电离能数据如下表所示。元素MgCaSrBa电离能（kJ•mol﹣1）I1738589.7549502.9I21451a1064965.2I37733491043203600①推测Ca的第二电离能a的范围：1064＜a＜1451。②MgO、CaO、SrO、BaO对NOx的吸收能力增强，从原子结构角度解释原因：Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素，从上到下，原子半径依次增大，失电子能力依次增强，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。（3）研究TiO2作为SCR