高中化学选择性必修2课时作业3

课时作业3原子结构与元素周期表1．根据下列基态原子的最外层电子排布，能确定该元素在元素周期表中位置的是()A．4s1B．3d104snC．nsnnp3nD．ns2np32．下列各组元素属于p区的是()A．原子序数为1、2、7的元素B．O、S、PC．Fe、Ar、ClD．Na、Li、Mg3．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是()A．第三周期Ⅷ族，p区B．第三周期ⅤB族，ds区C．第四周期Ⅷ族，d区D．第四周期ⅤB族，f区4．下列说法不正确的是()A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因B．周期序数越大，该周期所含金属元素越多C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个Ⅷ族，1个0族5．下列说法中正确的是()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ⅢB族到ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素D．s区均为金属元素6．最活泼的金属、最活泼的非金属、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的()A．s区、p区、ds区B．s区、p区、d区C．f区、p区、ds区D．s区、f区、ds区7．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是()A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素B．原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区D．基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为(x＋y)8．具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是()A．两种元素原子的电子层上全部都是s电子B．3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D．原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子，而d轨道未排电子的两种原子9．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子的最外层电子数的3倍。下列说法正确的是()A．X的氢化物溶于水显酸性B．Y原子的电子排布式为1s22s22p63s2C．Z元素在周期表中的位置为第三周期第Ⅵ族D．X和Z的最高价氧化物对应水化物都是弱酸10．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11．金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题：(1)上述金属中属于主族元素的有________。(2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子的电子排布图为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第________周期第________族。(4)已知Ag与Cu位于同一族，则Ag在元素周期表中位于________区(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。12．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布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，原子的价电子的电子云形状为________。(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____________________________(填元素符号)。(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为________。(4)在p区中，第二周期ⅤA族元素原子的价电子排布图为________。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在________区中。13．已知稀有气体元素氡(86Rn)和锕系元素钍(90Th)均是放射性元素，其中某种同位素进行如下放射性衰变化：eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,84)X＋eq\o\al(4,2)α，eq\o\al(232,90)Th→eq\o\al(228,88)Y＋eq\o\al(4,2)α。在上述两式中，分别用X和Y代表它们衰变后生成的新元素。试回答下列问题：(1)X在元素周期表中的位置是________，判断依据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)Y元素最高价氧化物的化学式为________，其对应水化物显________(填“强酸”“强碱”“弱酸”“弱碱”或“中”)性。(3)在上述变化中产生的α射线是一种微粒流，每个微粒带2个单位正电荷，若它结合2个电子，应变为________(填元素符号)。14．假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。(1)已知元素周期表中的各周期可排元素种类如下：周期一二三四五六七元素种类28818183232人们预测元素周期表第八周期将来也会排满，那么该周期排满后的元素种数是________。A．18B．32C．50D．无法判断(2)根据每个周期最后一种金属元素出现的族序数，预测周期表中原子序数最大的金属元素将在第________周期第________族(注：把0族看做ⅧA族，下同)。周期表中元素在填满第________周期后将结束。15．某核素R具有微弱的放射性，其原子核内中子数比质子数多43，由它组成的固体单质A，在一定条件下密度为6.88g·cm－3。用X－射线研究其固体表明：在边长为1.00×10－7cm的立方体中含有20个原子。R4＋具有强氧化性，可将NO氧化为HNO3。请回答：(1)R原子的摩尔质量为________。(2)R原子最外层电子排布式是________。(3)R元素位于周期表中第________周期________族。(4)将少量R4＋加到FeCl2溶液中会发生反应，其离子方程式为________________________________________________________________________。课时作业31．解析：A项中最外层为4s1的价电子排布包括4s1、3d54s1、3d104s1；B项中3d104sn的电子排布包括3d104s1、3d104s2等；C项中n为2，即2s22p6；D项中n可能为2、3、4、5、6。答案：C2．答案：B3．解析：＋3价离子的核外有23个电子，则原子核外有26个电子，26号元素是铁，位于第四周期Ⅷ族，位于d区。答案：C4．解析：除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。答案：C5．解析：A项，s区、p区也有金属元素；B项，最外层电子数为2的元素有的也位于d区或ds区；D项，s区中的氢是非金属元素。答案：C6．解析：如果考虑放射性元素，最活泼的金属是Fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属是Cs、而Cs和Fr都属于第ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属是F2，F位于p区；常温下呈液态的金属为Hg，Hg属于过渡元素，其价电子排布为5d106s2，可知Hg属于第六周期第ⅡB族元素，位于ds区。答案：A7．解析：基态原子的N层上只有一个电子的元素，是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、可能为第Ⅷ族(10≥x＋y＞7)、还可能为y(x＝10)，D错误。答案：C8．解析：两种元素原子的电子层上全部都是s电子，即为1s1或1s2或1s22s1或1s22s2，对应的分别是H、He、Li、Be，可能属于第一周期或第二周期。3p能级上只有1个空轨道的原子：1s22s22p63s23p2，是硅元素；3p能级上只有1个未成对电子的原子：1s22s22p63s23p1，是铝元素或1s22s22p63s213p5，是氯元素，都属于第三周期。最外层电子排布为2s22p6的原子是氖元素，属于第二周期元素；最外层电子排布为2s22p6的离子对应的元素可能为氮、氧、氟、钠、镁、铝等，很显然不一定属于同一周期。原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，可能为Ar、K、Ca，很显然不一定属于同一周期。答案：B9．解析：Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，则X原子内层应为2个电子，Z原子最外层电子数为6，根据题意，Z应在第三周期，所以Z为S。Z原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的3倍，且Y、Z同周期，Y为Mg。根据题意，X为N。答案：B10．解析：48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，A项正确；22Ti的外围电子排布式为3d24s2，因此钛是d区第四周期的过渡元素，故B、D两项叙述正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，钛的同位素原子的质子数相同，在周期表中的同一位置，故C项叙述不正确。答案：C11．解析：(1)铝属于主族元素，其余属于过渡元素。(2)钛位于第四周期第ⅣB族，外围电子排布为3d24s2。(3)金元素的外围电子排布为5d106s1，应位于第六周期第ⅠB族。(4)Ag位于第五周期第ⅠB族，外围电子排布为4d105s1，属于ds区。答案：(1)铝(2)(3)六ⅠB(4)ds12．解析：(1)s区为ⅠA族、ⅡA族，符合条件的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，价电子的电子云形状为球形。(2)d区为ⅢB族～ⅦB族、Ⅷ族，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6、1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5，由离子的电子排布式可知Fe3＋的3d轨道“半满”，其稳定性大于Fe2＋。(3)ds区符合条件的为Zn，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，价电子排布式为3d104s2。(4)该题中符合题意的为N，价电子排布图为。(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。答案：(1)球形(2)Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)，Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)Fe3＋(3)3d104s2(4)(5)f13．解析：选择稀有气体中86号元素为基准，先确定84号、88号元素所处的位置。86－84＝2，第六周期第ⅥA族；88－86＝2，第七周期ⅡA族。88号元素最外层只有2个电子，化合价为＋2价，金属性极强，故Y(OH)2为强碱。答案：(1)第六周期第ⅥA族86Rn元素在周期表第六周期0族，而84X的质子数比Rn少2个，故X在同周期ⅥA族(2)YO强碱(3)He14．解析：(1)方法1：观察不难发现，从2到7周期，相邻的两周期种数相同，且不同的两个数之差依次为6,10,14，是等差数列，即第8周期元素种数为32＋18＝50；方法2：用公式：如周期序数为奇数，容纳的元素种数为(n＋1)2/2，如周期序数为偶数，容纳的元素种数为(n＋2)2/2。(2)观察周期表可知：第六周期倒数第三种元素为金属元素，第七周期倒数第二种元素为金属元素，第八周期倒数第一种元素即为原子序数最大的金属元素，该元素处于ⅧA族。答案：(1)C(2)八ⅧA八15．解析：R原子的摩尔质量eq\f(1.00×10－7cm3×6.88g·cm－3,20)×6.02×1023mol－1≈207g·mol－1。即R的相对原子质量为207，其原子中中子数比质子数多43，可计算得R的质子数为82，可推知为铅元素，位于第六周期ⅣA族。答案：(1)207g·mol－1(2)6s26p2(3)六ⅣA(4)R4＋＋2Fe2＋=R2＋＋2Fe3＋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)349343295141－78