高中化学选择性必修2第1章　第2节　第1课时

第一章第二节第1课时A组·基础达标1．某元素原子的简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在()A．s区 B．p区C．d区 D．f区【答案】D【解析】最外层有2个s电子、次外层s电子和p电子已全满、d电子0～2个、倒数第三层排布1～14个f电子(个别例外)，即价层电子构型为(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns2的元素为f区元素。2．下列说法正确的是()A．所有金属元素都分布在d区和ds区B．最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D．s区均为金属元素【答案】C【解析】s区除H外均为金属元素，A、D错误；He、Zn等虽然最外层电子数为2但却不是s区元素，B错误；周期表中第ⅢB族～第ⅡB族为过渡元素，全部为金属元素，C正确。3．电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是()A．稀有气体元素 B．过渡元素C．主族元素 D．卤族元素【答案】B【解析】在最外能层p能级上填充有电子且未满时，一定为主族元素；最外能层p能级上未填充电子，而在次外层d(或倒数第三层f)能级上填充有电子的元素，一定是过渡元素。故电子排布式为[Ar]3d54s2的元素为过渡元素。4．下列说法正确的是()A．最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素一定位于第ⅡA族B．最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素一定属于金属元素C．p区元素的原子p能级中一定都有电子D．基态原子价层电子排布式为nsnnpn的元素一定是非金属元素【答案】D【解析】最外层电子排布为ns2的基态原子可能是氦元素，也可能是过渡元素，不一定是第ⅡA族元素，A错误；最外层电子排布为ns1的基态原子不一定是金属元素，如H元素，除氢元素外，其他最外层电子排布为ns1的基态原子对应的元素都是金属元素，B错误；p区元素中的He原子最外层电子排布为1s2，C错误；最外层电子排布符合nsnnpn的元素只有n＝2这一种情况，n＝2时，该元素的价层电子排布式为2s22p2，是碳元素，属于非金属元素，D正确。5．下列是某些元素基态原子的电子排布式，其中表示第三周期元素的是()A．1s22s1 B．1s22s22p5C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s23p64s1【答案】C【解析】元素所在的周期数与最高能层序数n有关，第三周期元素的最高能层序数为3，故选C。6．价层电子排布式为4f75d16s2的元素在周期表中的位置是()A．第四周期第ⅦB族 B．第五周期第ⅢB族C．第六周期第ⅦB族 D．第六周期第ⅢB族【答案】D【解析】因6s能级有两个电子，所以该元素在第六周期，5d和6s上电子数之和为3，且倒数第三层f能级上有7个电子，故该元素为第ⅢB族中的镧系元素，属于f区元素。7．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述不正确的是()A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在周期表中处于第四周期C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素【答案】C【解析】48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，A正确；22Ti的价层电子排布式为3d24s2，因此钛是第四周期d区的过渡元素，B、D正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，各种钛的同位素原子所含的质子数相同，在周期表中占据同一位置，C错误。8．已知下列元素原子的结构或核外电子排布，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。原子的结构或核外电子排布元素符号原子序数区周期族A：1s22s22p63s1B：C：[Ar]3d104s1D：[Ne]3s23p4E：【答案】A：Na11s三ⅠA B：Fe26d四ⅧC：Cu29ds四ⅠB D：S16p三ⅥAE：Cl17p三ⅦA【解析】由电子排布式判断A为11号元素Na；由原子结构示意图可知x＝26，B为26号元素Fe；由价层电子排布式判断C为29号元素Cu；由电子排布式判断D为16号元素S；由基态原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期；元素A、D、E为主族元素，主族元素的价层电子总数等于主族序数；C元素的价层电子排布式为3d104s1，s能级电子数为1，应为ds区的第ⅠB族。B组·能力提升9．硒(34Se)是人体必需的微量元素，适当摄入能有效提高人体免疫机能，并能预防癌症和心脑血管疾病。下列有关硒元素的说法不正确的是()A．Se元素处于元素周期表的第15列B．Se原子的价层电子排布式为4s24p4C．Se元素处于元素周期表中的p区D．基态Se原子的核外电子排布中共有8个能级【答案】A【解析】Se元素原子核外有34个电子，处于元素周期表中第16列，与O元素处于同一主族。Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，共有8个能级，其价层电子排布式为4s24p4，处于元素周期表的p区。10．某元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的叙述不正确的是()A．该元素为过渡元素B．该元素处于元素周期表中第四周期第ⅡA族C．该元素位于元素周期表的d区D．该元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d34s2【答案】B【解析】根据该元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，可知其价层电子排布式为(n－1)d3ns2。又知该元素是同族中原子序数最小的元素，则该元素处于第四周期，其价层电子排布式为3d34s2，应为过渡元素，处于第四周期第ⅤB族，位于元素周期表的d区。11．铊是一种剧毒重金属，有关铊的信息如右下图所示。下列有关铊元素的说法中不正确的是()A．Tl元素属于ds区元素B．Tl元素处于第六周期第ⅢA族C．Tl元素与Al元素处于同一主族D．Tl元素与Cs元素处于同一周期【答案】A【解析】由图示可知，Tl元素的价层电子排布式为6s26p1，则Tl元素处于元素周期表中第六周期第ⅢA族，与Al属于同主族元素，属于p区元素。Tl和Cs元素均处于第六周期。12．下列有关推断中，不符合实际的是()①第n周期中有2n2种元素②第n周期第nA族元素不一定是金属元素③第n周期有(8－n)种非金属元素(含稀有气体)④最高价是＋7价的元素一定是非金属元素A．①③④ B．①②④C．②③④ D．①②③【答案】A【解析】在元素周期表中，第一～七周期分别有2、8、8、18、18、32、32种元素，①错误；第一周期第ⅠA族的氢元素不是金属元素，②正确；第一周期和第七周期各有2种非金属元素，③错误；KMnO4中的锰元素显＋7价，锰是金属元素，④错误。13．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子最外层电子排布式为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是()XYZA．Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族C．X元素位于元素周期表的p区D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3【答案】A【解析】Y元素原子的价层电子排布式为ns(n－1)np(n＋1)，由n－1＝2可得n＝3，Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4，则Y元素位于第三周期第ⅥA族，A错误，B正确；Z位于第四周期第ⅤA族，价层电子排布式为4s24p3，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确；X、Y、Z最外层电子填充在p能级中，故X、Y、Z均位于p区，C正确。14．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布式相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号，如图所示：(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的轨道表示式为__________。(2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为____________________________________，其中较稳定的是__________。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价层电子排布式为________。(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的价层电子轨道表示式为______________。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在____________区中。【答案】(1)(2)Fe2＋，1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋，1s22s22p63s23p63d5Fe3＋(3)3d104s2(4)(5)f【解析】(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族，符合条件的元素为Be，其轨道表示式为。(2)d区为第ⅢB族～第ⅦB族及第Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式依次为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d能级“半充满”，其稳定性强于Fe2＋。(3)ds区符合题述条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价层电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，其价层电子轨道表示式为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。15．已知元素周期表共有18个纵列，如下图所示，实线表示元素周期表的边界。按价层电子排布式，可将周期表中的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他分区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。请回答下列问题：(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。(2)有的同学受这种划分的启发，认为周期表内第6、7纵列的部分元素可以排在另一分区，你认为应排在____________区。(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。第七周期已排满，则现行元素周期表中总共有______种元素。【答案】(1)如下图(2)ds(3)见上图(4)118【解析】(2)ds区价层电子排布式为(n－1)d10ns1或(n－1)d10ns2，而周期表内第6个纵列价层电子排布式为(n－1)d5ns1，第7个纵列价层电子排布式为(n－1)d5ns2，类比可知第6、7纵列可以放入ds区。(3)4s轨道半充满，即为4s1，根据构造原理、洪特规则可知，该元素基态原子的电子排布可能为[Ar]4s1(K)、[Ar]3d54s1(Cr)或[Ar]3d104s1(Cu)，将三种元素分别标在元素周期表中的相应位置即可。(4)根据各周期元素种数可知，第七周期0族元素的原子序数为2＋8＋8＋18＋18＋32＋32＝118。重点突破练一、选择题：每小题只有一个选项符合题意。1．已知某基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，该元素在周期表中的位置和区分别是()A．第四周期ⅡB族；s区B．第四周期ⅧB族；d区C．第四周期Ⅷ族；d区D．第四周期Ⅷ族；ds区答案C解析某原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，可知共4个电子层，为第四周期元素，价电子排布为3d84s2，为Ni，最后填充d电子，为d区元素，位于第四周期Ⅷ族。2．(牡丹江市第三高级中学高二期末)周期表中有如图所示的元素，下列叙述正确的是()A．钛元素原子的M层上共有10个电子B．钛元素是ds区的过渡元素C．钛元素原子最外层上有4个电子D．47.87是钛原子的近似相对原子质量答案A解析钛元素原子的M层为第三层，电子排布为3s23p63d2，共有10个电子，A正确；钛元素是d区的过渡元素，B错误；钛元素原子最外层为4s2，有2个电子，C错误；47.87是钛原子的平均相对原子质量，D错误。3．(河南省林州市林虑中学高二月考)已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是()A．质子数：c＞d，离子的还原性：Y2－＞Z－B．氢化物的稳定性：H2Y＞HZC．原子半径：X＜W，第一电离能X＜WD．电负性：Z＞Y＞W＞X答案D解析离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，则有a－3＝b－1＝c＋2＝d＋1，可知原子序数a＞b＞d＞c，Y、Z为非金属元素，处于第二周期，Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属元素，处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素。4．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子核外L层的电子数分别为0、5、8、8，其最外层电子数之和为18。下列说法正确的是()A．电负性：Y＜ZB．第一电离能：Y>XC．化合物WZ难溶于水D．由Y与Z形成的化合物YZ3和YZ5均满足8电子稳定结构答案A解析W、X、Y、Z均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外L电子层的电子数分别为0、5、8、8，则W是H元素，X是N元素，Y、Z为第三周期元素；它们的最外层电子数之和为18，W最外层电子数是1，X最外层电子数是5，Y、Z最外层电子数之和是12，且二者都是主族元素，Y原子序数小于Z，则Y是P元素、Z是Cl元素。5．(成都高二期末)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：元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2ZZ存在质量数为23，中子数为12的核素WW有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色下列说法不正确的是()A．W是Fe元素B．X的电负性比Y的大C．Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2D．XY2是一种直线形分子答案B解析X的基态原子L层电子数是K层的2倍，X是C；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，n＝2即2s22p4，为O；Z存在质量数为23，中子数为12的核素，质子数为11，为Na；W有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，为Fe。6．(济南高二期末)m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是()A．m、n、p元素的第一电离能依次增大B．基态n元素原子的轨道表示式为：C．w元素原子的价电子排布式为3d104s1D．w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同答案A解析m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p2，故m为C元素；w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，故w为Cu；p、q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，只能处于第二、三周期、第三、四或第二、四周期，且两者核电荷数之和为24，可推知p为O元素、q为S元素；n的原子序数介于C、O之间，故n为N元素。二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题意。7．X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素。X的质子总数与电子层数相同，Y、Z、M同周期且相邻，W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍。Z与其同主族的短周期元素可形成常见气体甲。X、Y、Z3种元素可形成化合物乙。下列说法不正确的是()A．原子半径：W＞Y＞Z＞M＞XB．化合物乙是一种酸C．电负性：M＞Z＞Y＞WD．X分别与Y、Z、M、W形成的常见化合物中，稳定性最好的是XM答案B解析X、Y、Z、M、W为原子序数依次增大的5种短周期元素，其中X的质子总数与电子层数相同，说明X为H,Z与其同主族的短周期元素可形成常见的气体甲，可知Z为O，Y、Z、M同周期且相邻，因此Y为N，M为F，W原子核外电子数是M原子最外层电子数的2倍，所以W为Si，综上X为H，Y为N，Z为O，M为F，W为Si，甲为SO2，X、Y、Z3种元素形成化合物乙，乙为HNO3、NH4NO3等，据此判断。8．(河南省林州市林虑中学高二月考)下图为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是()A．W元素的第一电离能大于Y元素的第一电离能B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同C．p能级未成对电子最多的是Z元素D．X元素是电负性最大的元素答案AD解析根据元素在周期表中的相对位置可知，X是F，Y是S，Z是Br，W是P，R是Ar。P元素的3p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，第一电离能大于S元素的第一电离能，A正确；Z的阴离子含有36个电子，其电子层结构与R原子的不相同，B错误；p轨道未成对电子最多的是P元素，C错误；F是最活泼的非金属元素，电负性最大，D正确。9．X、Y、Z、W均为短周期主族元素，它们在周期表中的相对位置如图所示，下列说法中正确的是()A．Y的价层电子排布式是ns2np5B．四种元素所形成的最简单氢化物中，沸点最高的可能是Y的氢化物C．Y、Z之间可形成离子化合物D．X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物可能均是强酸答案BD解析根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知，Y可能为C、N、O，当Y为N时，形成的最简单氢化物为氨气，分子间能够形成氢键，沸点最高，当Y为O时，X为N，Z为S，W为Cl，水常温下为液体，水的沸点最高，故B正确；根据X、Y、Z、W在周期表中的相对位置可知，Y可能为C、N、O，Y、Z同主族，且为短周期元素，二者不可能形成离子化合物，故C错误；当X、Z、W分别为N、S、Cl时，对应最高价含氧酸分别为硝酸、硫酸和高氯酸，都是强酸，故D正确。10．某化合物的结构如图所示，分子中所有原子都达到了8电子稳定结构，X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，原子半径：r(X)>r(Y)>r(Z)，W的单质可用来制取漂白剂和自来水消毒。下列说法正确的是()A．YZ2属于酸性氧化物B．X的氧化物的水化物酸性弱于W的氧化物的水化物酸性C．第一电离能：Z>Y>XD．Z分别与W、X、Y形成的二元化合物均不止一种答案D解析化合物分子中所有原子都达到了8电子稳定结构。X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，W的单质可用来制取漂白剂和自来水消毒，则W是Cl元素；原子半径r(X)>r(Y)>r(Z)，同一周期原子序数越大原子半径越小，Z能够形成1个双键，X形成4个共价键，Y形成3个共价键，W形成1个共价键，W位于第三周期，X、Y、Z位于第二周期，X为C，Y为N，Z为O，W为Cl元素，据此解答。三、非选择题11．(河南省林州市林虑中学高二月考)有A、B、C、D、E、F六种主族元素，有关信息如下：①短周期元素C原子的价电子排布式为：ns2np2，E的单质可在空气中燃烧；②如图是元素周期表中主族元素的一部分：③A、B同周期，其电离能数据如下(单位：kJ·mol－1)：I1I2I3I4A7381451773310540B5781817274511575试回答下列问题：(1)F原子的核外电子排布式为__________________________________________。(2)C、D、E元素的电负性相对大小为______________________(用元素符号表示)。(3)C的最高价氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式为_________________________________。(4)化合价是元素的一种性质，由A、B的电离能数据判断下列说法正确的是________(填字母)。a．A通常显＋1价，B通常显＋4价b．B元素的第一电离能较小，其活泼性比A强c．A、B的单质分别与盐酸反应放出等量氢气时，消耗单质的物质的量之比为3∶2答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p4(2)S>P>Si(3)SiO2＋2OH－=SiOeq\o\al(2－,3)＋H2O(4)c解析根据题意，满足价电子排布式为ns2np2的元素为碳、硅；元素C、D、E在同一周期，假设C为碳，则E为氧，氧气不能在空气中燃烧，所以C为硅，则D为磷，E为硫，单质硫能在空气中燃烧生成SO2，所以F为硒，根据电离能数据可知，A的第三电离能远远大于第二电离能，则A是第ⅡA族元素，通常显＋2价；B元素的第四电离能远远大于第三电离能，则B是第ⅢA族元素，通常显＋3价，根据以上分析进行解答。(4)根据表中数据，A的第三电离能远远大于第二电离能，则A是第ⅡA族元素，通常显＋2价；B元素的第四电离能远远大于第三电离能，则B是第ⅢA族元素，通常显＋3价，a错误；B元素的第一电离能小，但它在反应时需要失去3个电子，判断其活泼性不能只看第一电离能，根据同周期元素的性质递变规律可知，b错误；产生等量的H2，A、B失去电子数相等，即可得出消耗A、B的单质的物质的量之比为3∶2，c正确。12．电离能是衡量元素失电子能力的重要依据，随着元素核电荷数的递增，电离能的值呈现周期性变化规律。根据所学知识，回答下列问题。(1)第一电离能指的是__________________________________________。(2)下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化关系(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。①根据图示变化规律，可推测S的第一电离能的大小(最小)范围为________＜S＜________(填元素符号)。②据图可知，第二周期元素原子第一电离能I1出现反常的元素是________。③图中第四周期第一电离能最小的元素在周期表中的位置________。④根据对角线规则铍元素最高价氧化物的水化物应该具有________。(3)用In表示元素的第n电离能，则图中的a、b、c分别代表________(填字母)。A．a为I1、b为I2、c为I3B．a为I3、b为I2、c为I1C．a为I2、b为I3、c为I1D．a为I1、b为I3、c为I2(4)铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：电离能/(kJ·mol－1)I1I2Cu7461958Zn9061733铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，其主要原因是_______________________________________________________________。(5)与电离能的定义相类似，元素的气态基态原子得到一个电子形成气态负一价阴离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)，负一价阴离子再获得一个电子的能量变化叫做第二电子亲和能(E2)，部分元素或离子的电子亲和能数据如下表所示：元素ClBrIOO－电子亲和能/(kJ·mol－1)349343295141－780①下列说法中错误的是________。A．元素的电子亲和能越大，越容易得到电子B．一个基态的气态氧原子得到一个电子成为Oeq\o\al(－,2)时放出141kJ的能量C．氧元素的第二电子亲和能是－780