原子结构元素周期律知识清单试题

原子结构元素周期律知识清单试题一、选择题（每题只有一个正确答案）下列化学用语或图示表达不正确的是（）A.乙醇的分子模型：B.BF₃的VSEPR模型：平面三角形C.S的原子结构示意图：D.基态₃₀Zn原子的价层电子排布式：3d¹⁰4s²答案：C解析：S原子核外有16个电子，K层2个、L层8个、M层6个，原子结构示意图应为，选项C中M层电子数错误。短周期元素X、Y、Z、M、Q的原子序数依次增大，其中只有Y、Z位于同一周期。同周期元素中M的简单离子半径最小，由以上五种元素组成的配合物[M(YX₃YZ)₂Q₂]Q的结构式如图所示。下列说法正确的是（）A.氢化物的沸点：Z＞YB.YX₃YZ中Y原子的杂化方式为sp、sp³C.M₂Q₆中所有原子均达到8e⁻稳定结构，则分子中存在极性键、非极性键D.1mol配合物与足量硝酸银反应可生成3mol沉淀答案：B解析：根据配合物结构及原子序数关系可推断：X为H，Y为C，Z为O，M为Al，Q为Cl。A项：Y的氢化物为烃类，Z的氢化物为H₂O，碳原子数较多的烃沸点可能高于H₂O，A错误；B项：YX₃YZ为CH₃COOH，甲基中C为sp³杂化，羧基中C为sp²杂化，B正确；C项：Al₂Cl₆中Al原子形成配位键，最外层达到8e⁻稳定结构，分子中只含极性键（Al-Cl）和配位键，C错误；D项：配合物外界为1个Cl⁻，1mol配合物与AgNO₃反应生成1molAgCl沉淀，D错误。物质结构决定性质，下列微观解释错误的是（）A.石墨能导电——未参与杂化的2p电子可在整个石墨中运动B.Fe²⁺易被氧化——价电子排布式为3d⁶，易失去1个电子形成3d⁵半充满稳定结构C.氮气稳定性强——氮氮三键键能大，难以断裂D.三氯乙酸酸性强于乙酸——氯的电负性大，使羧基中羟基极性减小答案：D解析：氯的电负性大于碳，会通过诱导效应增强羧基中羟基的极性，使H⁺更易电离，故三氯乙酸酸性更强，D错误。某荧光粉基材的化学式为XYZW₃，Y是地壳中含量最高的金属元素，W的第一电离能高于同周期相邻元素且基态原子核外电子有5种空间运动状态，Z原子最外层电子数是次外层的一半，X的原子序数是Y和W原子序数之和。下列说法错误的是（）A.Z的氧化物可作半导体材料B.W的简单氢化物分子构型为三角锥形C.X的氯化物可作融雪剂D.Y的氧化物中化学键只含离子键答案：D解析：Y为Al，W为N（5种空间运动状态对应1s、2s、2pₓ、2pᵧ、2pz轨道），Z为Si（最外层4电子），X为Al+N=24号Cr。D项：Al₂O₃中Al³⁺与O²⁻之间存在离子键，同时因Al³⁺极化能力强，O²⁻发生变形，存在一定共价性，D错误。短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次减小，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数。由四种元素形成的化合物结构如图所示（部分原子未标出）。下列叙述正确的是（）A.简单离子半径：X＞WB.Y的最高价氧化物对应水化物为强酸C.第一电离能：X＜Y＜ZD.化合物中各元素均满足8电子稳定结构答案：A解析：根据化合物结构及原子序数关系推断：X为O，W为Na，Y为B，Z为H。A项：O²⁻与Na⁺电子层结构相同，核电荷数越小半径越大，故O²⁻＞Na⁺，A正确；B项：Y的最高价氧化物对应水化物为H₃BO₃，属于弱酸，B错误；C项：第一电离能：H＞B＞O（H的1s轨道全充满稳定），C错误；D项：H原子最外层满足2电子稳定结构，D错误。二、非选择题（14分）A、B、C、D、E为原子序数依次增大的前四周期元素，A原子核外电子只有一种运动状态；B元素基态原子有3个不同能级，且各能级电子数相等；C的价层电子排布式为nsⁿ⁻¹；D与C同周期，且未成对电子数与C相同；E的最外层只有1个电子，但内层充满电子。回答下列问题：（1）E的基态原子电子排布式为________，其核外电子共有________种运动状态。（2）A、B、C的电负性由大到小的顺序为________（用元素符号表示）。（3）B₂A₄分子中B原子的杂化方式为________，分子中σ键与π键数目之比为________。（4）比较D的简单氢化物与同主族第三周期元素简单氢化物的沸点高低并解释原因：。（5）E与C形成的化合物晶胞如图所示，该化合物的化学式为，若晶胞参数为apm，阿伏加德罗常数的值为Nₐ，则晶体密度ρ=________g·cm⁻³（列出计算式）。答案：（1）[Ar]3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹）；29（2）N＞C＞Li（3）sp²；5:1（4）H₂S＜H₂O；H₂O分子间存在氢键，而H₂S分子间只存在范德华力（5）CuLi；解析：元素推断：A为H（1种运动状态），B为C（1s²2s²2p²，3个能级），C为Li（价层电子排布2s¹），D为O（与Li同周期，未成对电子数1），E为Cu（3d¹⁰4s¹）。（3）C₂H₄分子中C原子为sp²杂化，分子中含5个σ键（4个C-H、1个C-C）和1个π键。（5）晶胞中Cu原子数=4（顶点）+12（棱）×1/4=4，Li原子数=8（体心）+6（面心）×1/2=4，化学式为CuLi；密度ρ=（4×64+4×7）/（Nₐ×(a×10⁻¹⁰)³）。（12分）X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X原子核外电子只有一种运动状态；Y、Z、W为同周期相邻元素，Z的单质是空气中体积分数最大的气体；由四种元素形成的化合物M结构如图所示。（1）W的原子结构示意图为________，Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为________。（2）化合物M中含有的化学键类型有________（填标号）。A.离子键B.极性共价键C.非极性共价键D.配位键（3）比较Z、W的简单氢化物的稳定性：（用化学式表示），判断依据是。（4）Y、Z、W的第一电离能由大到小的顺序为________，原因是________。（5）写出与YZ⁻互为等电子体的分子的电子式：________（任写一种）。答案：（1）；HNO₃（2）ABD（3）H₂O＞NH₃；O的非金属性强于N，故氢化物更稳定（4）N＞O＞C；N原子2p轨道半充满（2p³），能量较低，第一电离能大于相邻的O；O的非金属性强于C，第一电离能大于C（5）（或）解析：元素推断：X为H，Z为N（空气中体积分数最大的单质为N₂），Y为C，W为O（同周期相邻元素）。（2）化合物M为NH₄HCO₃，含离子键（NH₄⁺与HCO₃⁻）、极性共价键（N-H、C-O等）、配位键（NH₄⁺中N→H⁺）。（5）YZ⁻为CN⁻，等电子体分子有CO或N₂，电子式分别为和。三、填空题（10分）按要求填空：（1）基态Cr原子的价层电子排布式为________，未成对电子数为________。（2）用“＞”或“＜”填空：①离子半径：O²⁻F⁻②第一电离能：Mg________Al③电负性：S________Cl④酸性：HClO₄________H₂SO₄（3）某元素的基态原子价层电子排布为4s²4p¹，该元素在周期表中的位置是，其最高价氧化物对应水化物的碱性比Ca(OH)₂________（填“强”或“弱”）。答案：（1）3d⁵4s¹；6（2）①＞；②＞；③＜；④＞（3）第四周期ⅢA族；弱解析：（1）Cr原子为洪特规则特例，价层电子排布为3d⁵4s¹，3d轨道5个未成对电子，4s轨道1个，共6个未成对电子。（2）①O²⁻与F⁻电子层结构相同，核电荷数越小半径越大；②Mg的3s轨道全充满（3s²）比Al的3s²3p¹稳定，第一电离能更大；③Cl的非金属性强于S，电负性更大；④Cl的非金属性强于S，最高价含氧酸酸性更强。（3）价层电子排布4s²4p¹对应第四周期ⅢA族的Ga，金属性弱于Ca，故最高价氧化物对应水化物碱性更弱。四、推断题（14分）A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素，A的核外电子数与周期数相等；B的价层电子排布式为nsⁿnpⁿ⁺²；C是同周期第一电离能最大的元素；D的单质是一种常见的半导体材料；E的最外层只有1个电子，但内层轨道均处于全充满状态。回答下列问题：（1）E在元素周期表中的位置是________，其基态原子的电子排布式为________。（2）A、B、C的简单氢化物中，沸点最高的是________（填化学式），原因是________。（3）B、C、D的简单氢化物的键角由大到小的顺序为________（用化学式表示），解释其原因：。（4）E与C形成的化合物的晶胞结构如图所示，该化合物的化学式为，若晶胞边长为acm，密度为ρg·cm⁻³，则阿伏加德罗常数Nₐ=________（用含a、ρ的代数式表示）。答案：（1）第四周期ⅠB族；[Ar]3d¹⁰4s¹（或1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹）（2）H₂O；H₂O分子间存在氢键，且氢键数目多于NH₃（3）CH₄＞NH₃＞H₂O；三种分子的中心原子均为sp³杂化，CH₄无孤电子对，NH₃有1对孤电子对，H₂O有2对孤电子对，孤电子对间的排斥力大于成键电子对，孤电子对数越多，键角越小（4）CuCl；解析：元素推断：A为H（核外电子数=周期数=1），B为O（价层电子排布2s²2p⁴，n=2），C为F（同周期第一电离能最大），D为Si（半导体材料），E为Cu（3d¹⁰4s¹）。（3）CH₄、NH₃、H₂O的中心原子均采取sp³杂化，孤电子对数分别为0、1、2，孤电子对越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小。（4）晶胞中Cu原子数=4（顶点）+4（面心）×1/2=4，Cl原子数=4（棱）×1/4+2（体心）=2，化学式为CuCl；Nₐ=4×99.5/（ρa³）（CuCl的摩尔质量为99.5g/mol）。五、综合应用题（16分）研究发现，在催化剂作用下，CO₂和H₂可转化为CH₃OH和H₂O。回答下列问题：（1）基态C原子的核外电子排布式为________，其2p轨道的电子云轮廓图形状为________。（2）CO₂分子的空间构型为________，其中C原子的杂化方式为________，1molCO₂中含有的σ键数目为________。（3）H₂O分子中O原子的价层电子对数为________，分子的立体构型为________，水分子间存在氢键，其氢键的表示式为________。（4）CH₃OH分子中C、O、H的电负性由大到小的顺序为________，比较CH₃OH和CH₃SH的沸点高低：CH₃OH________CH₃SH（填“＞”或“＜”），原因是________。（5）某催化剂的晶胞结构如图所示，其化学式为________，若晶胞参数为anm，该晶体的密度为________g·cm⁻³（列出计算式，Nₐ为阿伏加德罗常数的值）。答案：（1）1s²2s²2p²；哑铃形（或纺锤形）（2）直线形；sp；2Nₐ（3）4；V形（或角形）；O-H…O（4）O＞C＞H；＞；CH₃OH分子间存在氢键，而CH₃SH分子间无氢键（5）Cu₂O；解析：（2）CO₂中C原子价层电子对数=2+（4-2×2）/2=2，sp杂化，空间构型为直线形，每个C=O双键含1个σ键，1molCO₂