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专题2复习提升-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份专题2复习提升-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共15页。
专题2 原子结构与元素性质
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 基态原子、电子云和原子轨道的理解错误
1.(2020山西吕梁孝义中学高二下月考,)下列说法正确的是 ( )
A.“电子云”表示电子像云一样分布在原子核周围
B.原子轨道即电子的运动轨迹
C.s轨道形状为圆形
D.2s轨道与1s轨道都是球形,但2s电子云半径更大
2.(2020山西太原二十四中高二下月考,)下列说法中,正确的是 ( )
A.电子云通常是用小点的疏密来表示电子的多少
B.处于最低能量状态的原子叫基态原子
C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动
D.电子仅由激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
易错点2 原子轨道能量高低的判断错误
3.(2020辽宁丹东第一中学高二下月考,)下列叙述中,正确的是 ( )
A.在一个基态多电子的原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子
B.在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完全相同的电子
C.在一个基态多电子的原子中,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高
D.如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,它们的自旋状态必然不同
4.(2020天津一中高三上月考,)已知下列轨道表示式所表示的是元素的原子,其中正确且能量处于最低状态的是 ( )
易错点3 不能准确判断核外未成对电子数
5.(2020山东青岛胶州一中高二下期末,)新型光催化剂Zn2GeO4具有较高的催化活性。下列有关其组成元素的说法正确的是 ( )
A.Zn处于元素周期表中的d区
B.Ge的价电子排布式为3d104s24p2
C.基态O原子中成对电子数是未成对电子数的2倍
D.三种元素电负性由大到小的顺序:O>Ge>Zn
6.(2020山东东营高二下线上考试,)若某元素原子处于能量最低状态时价电子排布式为3d14s2,则下列说法正确的是 ( )
A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子
B.该元素原子最外层有3个电子
C.该元素原子的M层共有8个电子
D.该元素原子核外共有4个电子层
易错点4 核外电子排布式、轨道表示式的书写错误
7.()下列化学用语错误的是 ( )
A.Mg2+的轨道表示式:
B.Na+的结构示意图:
C.24Cr的外围电子排布式:3d54s1
D.C的电子排布式:1s22s12p3
8.()下列有关原子结构或元素性质的说法正确的是 ( )
A.原子核外电子排布式为1s2的元素与原子核外电子排布式为1s22s2的元素化学性质相似
B.基态碳原子的外围电子轨道表示式:
C.基态铜原子的外围电子轨道表示式:
D.Fe3+的最外层电子排布式:3s23p63d5
9.()下列各组元素,按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐增大的顺序排列的是 ( )
A.K Na Li B.Al Mg Na
C.N O C D.Cl S P
10.(2021山东泰安高二下期末,)某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)如下表所示。关于元素R的判断中,正确的是( )
I1
I2
I3
I4
R
740
1 500
7 700
10 500
A.R元素基态原子的价电子排布式为ns1
B.R的最高正价为+4价
C.R元素可能属于非金属元素
D.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
思想方法练
用证据推理与模型认知的思想方法分析元素周期律
元素周期律的核心在于构建“位、构、性”的系统认知模型,并学习基于此模型分析和解决有关无机物的问题,在构建模型时,均需要基于物质的化学性质的实验和事实依据进行推理和论证。具有证据意识,能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。对原子结构的变化规律的分析、元素性质的递变性和相似性的推断即“证据推理”,应用元素周期律解决问题即“模型认知”。“证据推理”与“模型认知”并不是分开的、孤立的,而是相互依存、相辅相成的。
1.(2021辽宁辽阳高三上期末,)掺镱的Ca5(PO4)3F是约束核聚变研究所需要的首选激光材料。下列关于Ca、P、O、F四种元素的说法正确的是 (深度解析)
A.P的第一电离能最大 B.O的原子半径最小
C.F的电负性最大 D.Ca的价电子数最多
2.(2021辽宁沈阳郊联体高二上期末,)X、Y是同周期的两种非金属元素,不能说明X元素的非金属性比Y元素的非金属性强的事实有 (深度解析)
①将X的单质通入HnY溶液中产生Y单质
②加热至300 ℃,HnY发生分解而HmX不分解
③第一电离能:X>Y
④电负性:X>Y
⑤单质的熔点:X
⑦X与Y形成的化合物YmXn中X元素显负价
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
3.()已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是 ( )
A.Y元素原子的轨道表示式为
B.X位于元素周期表中第三周期ⅤA族
C.电负性:Z>Y>X
D.第一电离能:X
A.第一电离能:Y>W>Z
B.简单离子半径:W>Y>Z>X
C.Y与W具有相同的最高正化合价
D.Z2W水溶液呈碱性
5.(2021山东济南高三上期末,)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式为。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:Y>Z>X>W
B.简单离子半径:W>Z>Y
C.简单离子的还原性:Z>Y
D.最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
6.(2020山东省实验中学高二下诊断,)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体形,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子的半径最小;T元素原子的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
7.(2021江苏无锡高三下调研,)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期序数等于族序数,W的外围电子排布式为ns2np5。下列有关说法正确的是 ( )
A.第一电离能:I(Y)
C.简单气态氢化物的沸点:Y
(1)请写出W基态原子的电子排布式: 。
(2)写出X原子价电子的轨道表示式: 。
(3)X、Y、Z三种元素第一电离能从大到小的顺序是 ,三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
答案全解全析
专题2 原子结构与元素性质
本专题复习提升
易混易错练
1.D 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间某处单位体积内的概率密度分布的形象化描述,故A错误;原子轨道不是电子的运动轨迹,故B错误;s轨道是球形的,故C错误;s轨道呈球形,2s轨道的电子能量比1s轨道电子能量高,2s电子云半径更大,故D正确。
易错提示
电子云表示电子在原子核外空间某处出现的概率密度分布,不代表电子的运动轨道和运动轨迹。
2.B 电子云中的小点疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率的大小,而不表示具体电子的多少,故A错误;处于最低能量状态的原子叫基态原子,故B正确;距核越近,电子的能量越低,则能量高的电子在离核远的区域运动,能量低的电子在离核近的区域运动,故C错误;电子由基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱,故D错误。
易错提示
电子云中的小点不代表电子,而是电子在原子核外单位体积内出现概率大小的形象描述,点密的地方表示在那里电子在单位体积内出现的概率大;点稀疏的地方表示在那里电子在单位体积内出现的概率小。
3.C 同一轨道上的两个电子能量相同,自旋状态不同,运动状态不同,A、B错误;M层电子能量一定比L层电子能量高,C项正确;3p轨道上2个电子占据2个轨道,自旋状态相同,D项错误。
易错提示
对于电子层、原子轨道的异同对电子能量的影响不能混淆。
4.A A为基态碳原子的轨道表示式,原子能量最低;B为B原子的激发态,能量较高;C不满足洪特规则;D为C原子处于能量较高的激发态。故选A。
易错提示
在表示原子核外电子排布时,要综合考虑能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则,不能顾此失彼。
5.D 基态Zn原子的价电子排布式:3d104s2,位于元素周期表的ds区,故A错误;Ge原子核外有32个电子,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2,则价电子排布式为4s24p2,故B错误;基态O原子的轨道表示式为 ,成对电子数为6,未成对电子数为2,故C错误;非金属性越强,元素电负性越大,同周期主族元素从左到右非金属性依次增强,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,所以三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn,故D正确。
易错提示
忽视洪特规则,导致对2p轨道电子排布情况不熟悉,从而无法判断成对电子数和未成对电子数。
6.D 根据价电子排布式可知,该元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,原子中只有3d上一个未成对电子,故A不正确;该元素原子的最外层有2个电子,故B不正确;该元素原子的M层共有9个电子,故C不正确;该元素的原子核外共有4个电子层,故D正确。
易错提示
没有掌握核外电子排布规律而导致错选。
7.D Mg2+含有10个电子,电子排布式为1s22s22p6,轨道表示式为,故A正确;钠离子核内有11个质子,核外有2个电子层,第一层上有2个电子,第二层上有8个电子,其结构示意图为,故B正确;原子序数为24,说明原子核外电子数为24,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,外围电子排布式为3d54s1,故C正确;C的电子排布式为1s22s22p2,故D错误。
易错提示
电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序,另外还需注意电子排布式与外围电子排布式的区别。
8.D 原子核外电子排布式为1s2的元素是He,原子核外电子排布式为1s22s2的元素是Be,二者化学性质不相似,A错误;基态碳原子的外围电子的轨道表示式为
,B错误;能量相同的原子轨道全满、半满、全空时体系能量最低,原子最稳定,因此基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,C错误;Fe的基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2,失去3个电子后,最外层的电子排布式为3s23p63d5,D正确。
易错提示
26Fe核外电子应先排4s后排3d,但Fe失电子时,先失4s电子再失3d电子。
9.A K、Na、Li处于同一主族,原子半径依次减小,同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,所以K、Na、Li的第一电离能逐渐增大,A正确;Al、Mg、Na位于同一周期,原子半径逐渐增大,同周期自左而右元素的第一电离能呈增大的趋势,但Mg的第一电离能比铝大,第一电离能Mg>Al>Na,B错误;C、N、O属于同一周期元素,且原子序数依次增大,原子半径依次减小,同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但N的2p轨道半充满,较稳定,故N的第一电离能大于O,所以第一电离能N>O>C,C错误;Cl、S、P原子半径依次增大,同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但P的3p轨道半充满,较稳定,故P的第一电离能大于S,第一电离能Cl>P>S,D错误。
易错提示
忽视全空、半充满、全充满状态的特殊性而导致错选。
10.D 根据题表中原子的第一至第四电离能的数据可知,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能突然增大,容易失去2个电子,最高化合价为+2价,即原子最外层应有2个电子,应为第ⅡA族元素。R元素可能是Mg或Be,基态原子的价电子排布式为ns2,A项错误;原子最外层有2个电子,所以R的最高正价为+2价,B项错误;R元素可能是Mg或Be,不可能属于非金属元素,C项错误;原子最外层有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,D项正确。
易错提示
应用逐级电离能数据解题时,要关注逐级电离能之间的差值,尤其是发生突跃性变化的电离能。同一元素的逐级电离能常用于判断元素的化合价、所处的族序数(主要是主族元素)等。
思想方法练
1.C Ca、P、O、F分别位于元素周期表的第四周期ⅡA族、第三周期ⅤA族、第二周期ⅥA族和第二周期ⅦA族。一般来说,同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但ⅡA族大于ⅢA族,ⅤA族大于ⅥA族;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小。结合四种元素位于周期表的位置,可知F的第一电离能最大,A项错误。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐变小;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。结合四种元素位于周期表的位置,可知F的原子半径最小,B项错误。同周期主族从左到右,元素的电负性逐渐变大;同主族从上到下,元素的电负性呈减小趋势,结合四种元素位于周期表的位置,可知F元素的电负性最大,C项正确。在主族元素中价电子数即最外层电子数,Ca的价电子数为2,P的价电子数为5,O的价电子数为6,F的价电子数为7,故F的价电子数最多,D项错误。
方法点津
以陌生材料为情境载体,以元素周期律为模型认知,对原子结构和元素性质进行证据推理,注意相关规律或结论的一般性和特殊性。
2.B X的单质与HnY溶液反应产生Y单质,说明X单质能置换出Y单质,故非金属性X强于Y,①不符合题意;加热至300 ℃,HnY分解而HmX不分解,说明热稳定性:HmX>HnY,故非金属性X强于Y,②不符合题意;第一电离能指气态基态电中性原子失去第一个电子所需的最低能量,存在反常现象,如:I1(N)>I1(O),但非金属性:O>N,故第一电离能大小不能说明非金属性强弱关系,③符合题意;元素的非金属性越强,电负性越大,故电负性X>Y,能说明非金属性X比Y强,④不符合题意;熔点属于物理性质,非金属性属于化学性质,两者无一定关系,故不能说明非金属性强弱关系,⑤符合题意;HCl为强酸,HF为弱酸,相同条件下酸性:HCl>HF,而非金属性:F>Cl,故气态氢化物水溶液酸性强弱不能说明非金属性强弱关系,⑥符合题意;YmXn中X元素显负价,说明X吸引电子能力强,电负性X>Y,故非金属性X>Y,能说明非金属性强弱关系,⑦不符合题意;综上所述,③⑤⑥符合题意,B项正确。
方法点津
该类试题选项的设置一般直接或间接涉及元素的性质,如化合价、原子或离子半径、第一电离能、电负性、金属性和非金属性,简单氢化物的稳定性;常见物质的物理性质,如状态、熔点、沸点;物质的化学性质,如溶液的酸碱性。解决方法是构建元素周期律模型,根据模型进行证据推理。
3.A 基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以X为P元素;基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,Y为C或O元素;Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,若Y为C元素,则Z的原子序数为32-15-6=11,为Na元素,Na元素不能形成负价离子,故不符合题意,若Y为O元素,则Z的原子序数为32-15-8=9,为F元素,可以形成F-,符合题意,综上所述X为P元素,Y为O元素,Z为F元素。Y为O元素,原子核外有8个电子,轨道表示式为
,A项错误;X为P元素,位于第三周期ⅤA族,B项正确;非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性F>O>P,即Z>Y>X,C项正确;同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以第一电离能P
5.A X、Y、Z、W 是四种原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期,由化合物(ZXY)2的结构式可知,X形成4个共价键,位于ⅣA族,Y形成3个共价键,位于ⅤA族,Z形成2个共价键,位于ⅥA族,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,则W最外层电子数为3,为Al元素,结合原子序数大小关系可知X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X>W,A项正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数增大,离子半径依次减小,则电子层结构相同的铝离子、氧离子和氮离子中,铝离子的半径最小,B项错误;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,则氮离子的还原性强于氧离子,C项错误;元素的非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,三种元素中C元素的非金属性最弱,最简单氢化物的稳定性最弱,D项错误。
6.C 前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体形,则该氢化物为甲烷,X为C;T元素原子的价电子排布式为3d104s1,其原子序数为29,为Cu元素;根据题意可知Y、Z、W位于第三周期,同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,则Z为Al元素;Y在同周期中电负性最小,则Y为Na元素;二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,Y、W位于同一周期,则W为S元素。电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大离子半径越小,所以离子半径:S2->Na+>Al3+,即简单离子半径W>Y>Z,故A错误;非金属性S>C>Al,所以最高价氧化物对应水化物的酸性W>X>Z,B错误;S单质的氧化性较弱,则S与Cu单质混合加热反应生成Cu2S,故C正确;S与氧气反应生成的是二氧化硫,二氧化硫溶于水生成的亚硫酸为弱酸,故D错误。
7.B 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,则X为碳元素;Y的电负性仅次于氟元素,则Y为氧元素;Z所在周期序数等于族序数,则Z为铝元素;W的外围电子排布式为ns2np5,则W为氯元素。第一电离能:I(O)>I(C)>I(Al),A错误;Y和Z形成的化合物为Al2O3,具有两性,B正确;因为水分子间能形成氢键,常温下水呈液态,而氯化氢呈气态,所以简单气态氢化物的沸点:H2O>HCl,C错误;X、W分别为C、Cl,虽然非金属性Cl比C强,但没有指明最高价氧化物的水化物,所以氧化物的水化物的酸性不一定满足X
解析 X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,其核外电子排布式为1s22s22p2,则X为C元素;Y与X同周期,其第一电离能高于同周期与之相邻的元素,则Y为N元素;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同,则Z为O;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则W为Cu元素。(1)基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价电子的轨道表示式为。(3)X是C,Y为N,Z为O,同周期元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于O,第一电离能从大到小的顺序是N>O>C;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,所以电负性由大到小的顺序是O>N>C。
专题2 原子结构与元素性质
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 基态原子、电子云和原子轨道的理解错误
1.(2020山西吕梁孝义中学高二下月考,)下列说法正确的是 ( )
A.“电子云”表示电子像云一样分布在原子核周围
B.原子轨道即电子的运动轨迹
C.s轨道形状为圆形
D.2s轨道与1s轨道都是球形,但2s电子云半径更大
2.(2020山西太原二十四中高二下月考,)下列说法中,正确的是 ( )
A.电子云通常是用小点的疏密来表示电子的多少
B.处于最低能量状态的原子叫基态原子
C.能量高的电子在离核近的区域运动,能量低的电子在离核远的区域运动
D.电子仅由激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
易错点2 原子轨道能量高低的判断错误
3.(2020辽宁丹东第一中学高二下月考,)下列叙述中,正确的是 ( )
A.在一个基态多电子的原子中,可以有两个运动状态完全相同的电子
B.在一个基态多电子的原子中,不可能有两个能量完全相同的电子
C.在一个基态多电子的原子中,M层上的电子能量肯定比L层上的电子能量高
D.如果某一基态原子3p轨道上仅有2个电子,它们的自旋状态必然不同
4.(2020天津一中高三上月考,)已知下列轨道表示式所表示的是元素的原子,其中正确且能量处于最低状态的是 ( )
易错点3 不能准确判断核外未成对电子数
5.(2020山东青岛胶州一中高二下期末,)新型光催化剂Zn2GeO4具有较高的催化活性。下列有关其组成元素的说法正确的是 ( )
A.Zn处于元素周期表中的d区
B.Ge的价电子排布式为3d104s24p2
C.基态O原子中成对电子数是未成对电子数的2倍
D.三种元素电负性由大到小的顺序:O>Ge>Zn
6.(2020山东东营高二下线上考试,)若某元素原子处于能量最低状态时价电子排布式为3d14s2,则下列说法正确的是 ( )
A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子
B.该元素原子最外层有3个电子
C.该元素原子的M层共有8个电子
D.该元素原子核外共有4个电子层
易错点4 核外电子排布式、轨道表示式的书写错误
7.()下列化学用语错误的是 ( )
A.Mg2+的轨道表示式:
B.Na+的结构示意图:
C.24Cr的外围电子排布式:3d54s1
D.C的电子排布式:1s22s12p3
8.()下列有关原子结构或元素性质的说法正确的是 ( )
A.原子核外电子排布式为1s2的元素与原子核外电子排布式为1s22s2的元素化学性质相似
B.基态碳原子的外围电子轨道表示式:
C.基态铜原子的外围电子轨道表示式:
D.Fe3+的最外层电子排布式:3s23p63d5
9.()下列各组元素,按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐增大的顺序排列的是 ( )
A.K Na Li B.Al Mg Na
C.N O C D.Cl S P
10.(2021山东泰安高二下期末,)某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)如下表所示。关于元素R的判断中,正确的是( )
I1
I2
I3
I4
R
740
1 500
7 700
10 500
A.R元素基态原子的价电子排布式为ns1
B.R的最高正价为+4价
C.R元素可能属于非金属元素
D.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
思想方法练
用证据推理与模型认知的思想方法分析元素周期律
元素周期律的核心在于构建“位、构、性”的系统认知模型,并学习基于此模型分析和解决有关无机物的问题,在构建模型时,均需要基于物质的化学性质的实验和事实依据进行推理和论证。具有证据意识,能基于证据对物质组成、结构及其变化提出可能的假设,建立观点、结论和证据之间的逻辑关系。对原子结构的变化规律的分析、元素性质的递变性和相似性的推断即“证据推理”,应用元素周期律解决问题即“模型认知”。“证据推理”与“模型认知”并不是分开的、孤立的,而是相互依存、相辅相成的。
1.(2021辽宁辽阳高三上期末,)掺镱的Ca5(PO4)3F是约束核聚变研究所需要的首选激光材料。下列关于Ca、P、O、F四种元素的说法正确的是 (深度解析)
A.P的第一电离能最大 B.O的原子半径最小
C.F的电负性最大 D.Ca的价电子数最多
2.(2021辽宁沈阳郊联体高二上期末,)X、Y是同周期的两种非金属元素,不能说明X元素的非金属性比Y元素的非金属性强的事实有 (深度解析)
①将X的单质通入HnY溶液中产生Y单质
②加热至300 ℃,HnY发生分解而HmX不分解
③第一电离能:X>Y
④电负性:X>Y
⑤单质的熔点:X
⑦X与Y形成的化合物YmXn中X元素显负价
A.2项 B.3项 C.4项 D.5项
3.()已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是 ( )
A.Y元素原子的轨道表示式为
B.X位于元素周期表中第三周期ⅤA族
C.电负性:Z>Y>X
D.第一电离能:X
A.第一电离能:Y>W>Z
B.简单离子半径:W>Y>Z>X
C.Y与W具有相同的最高正化合价
D.Z2W水溶液呈碱性
5.(2021山东济南高三上期末,)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式为。下列说法正确的是 ( )
A.第一电离能:Y>Z>X>W
B.简单离子半径:W>Z>Y
C.简单离子的还原性:Z>Y
D.最简单氢化物的稳定性:X>Y>Z
6.(2020山东省实验中学高二下诊断,)前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间结构为正四面体形,Y在同周期中电负性最小,二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16;同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子的半径最小;T元素原子的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是 ( )
A.简单离子的半径:Y>Z>W
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>Z>X
C.W和T的单质混合加热可得化合物T2W
D.W的单质在足量的氧气中燃烧,所得产物溶于水可得强酸
7.(2021江苏无锡高三下调研,)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期序数等于族序数,W的外围电子排布式为ns2np5。下列有关说法正确的是 ( )
A.第一电离能:I(Y)
C.简单气态氢化物的沸点:Y
(1)请写出W基态原子的电子排布式: 。
(2)写出X原子价电子的轨道表示式: 。
(3)X、Y、Z三种元素第一电离能从大到小的顺序是 ,三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
答案全解全析
专题2 原子结构与元素性质
本专题复习提升
易混易错练
1.D 电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间某处单位体积内的概率密度分布的形象化描述,故A错误;原子轨道不是电子的运动轨迹,故B错误;s轨道是球形的,故C错误;s轨道呈球形,2s轨道的电子能量比1s轨道电子能量高,2s电子云半径更大,故D正确。
易错提示
电子云表示电子在原子核外空间某处出现的概率密度分布,不代表电子的运动轨道和运动轨迹。
2.B 电子云中的小点疏密表示电子在核外空间某处单位体积内出现概率的大小,而不表示具体电子的多少,故A错误;处于最低能量状态的原子叫基态原子,故B正确;距核越近,电子的能量越低,则能量高的电子在离核远的区域运动,能量低的电子在离核近的区域运动,故C错误;电子由基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱,故D错误。
易错提示
电子云中的小点不代表电子,而是电子在原子核外单位体积内出现概率大小的形象描述,点密的地方表示在那里电子在单位体积内出现的概率大;点稀疏的地方表示在那里电子在单位体积内出现的概率小。
3.C 同一轨道上的两个电子能量相同,自旋状态不同,运动状态不同,A、B错误;M层电子能量一定比L层电子能量高,C项正确;3p轨道上2个电子占据2个轨道,自旋状态相同,D项错误。
易错提示
对于电子层、原子轨道的异同对电子能量的影响不能混淆。
4.A A为基态碳原子的轨道表示式,原子能量最低;B为B原子的激发态,能量较高;C不满足洪特规则;D为C原子处于能量较高的激发态。故选A。
易错提示
在表示原子核外电子排布时,要综合考虑能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则,不能顾此失彼。
5.D 基态Zn原子的价电子排布式:3d104s2,位于元素周期表的ds区,故A错误;Ge原子核外有32个电子,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2,则价电子排布式为4s24p2,故B错误;基态O原子的轨道表示式为 ,成对电子数为6,未成对电子数为2,故C错误;非金属性越强,元素电负性越大,同周期主族元素从左到右非金属性依次增强,同主族元素从上到下非金属性依次减弱,所以三种元素电负性由大到小的顺序是O>Ge>Zn,故D正确。
易错提示
忽视洪特规则,导致对2p轨道电子排布情况不熟悉,从而无法判断成对电子数和未成对电子数。
6.D 根据价电子排布式可知,该元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,原子中只有3d上一个未成对电子,故A不正确;该元素原子的最外层有2个电子,故B不正确;该元素原子的M层共有9个电子,故C不正确;该元素的原子核外共有4个电子层,故D正确。
易错提示
没有掌握核外电子排布规律而导致错选。
7.D Mg2+含有10个电子,电子排布式为1s22s22p6,轨道表示式为,故A正确;钠离子核内有11个质子,核外有2个电子层,第一层上有2个电子,第二层上有8个电子,其结构示意图为,故B正确;原子序数为24,说明原子核外电子数为24,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,外围电子排布式为3d54s1,故C正确;C的电子排布式为1s22s22p2,故D错误。
易错提示
电子排布式的书写按电子层由里到外和s、p、d、f的顺序,另外还需注意电子排布式与外围电子排布式的区别。
8.D 原子核外电子排布式为1s2的元素是He,原子核外电子排布式为1s22s2的元素是Be,二者化学性质不相似,A错误;基态碳原子的外围电子的轨道表示式为
,B错误;能量相同的原子轨道全满、半满、全空时体系能量最低,原子最稳定,因此基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,C错误;Fe的基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2,失去3个电子后,最外层的电子排布式为3s23p63d5,D正确。
易错提示
26Fe核外电子应先排4s后排3d,但Fe失电子时,先失4s电子再失3d电子。
9.A K、Na、Li处于同一主族,原子半径依次减小,同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,所以K、Na、Li的第一电离能逐渐增大,A正确;Al、Mg、Na位于同一周期,原子半径逐渐增大,同周期自左而右元素的第一电离能呈增大的趋势,但Mg的第一电离能比铝大,第一电离能Mg>Al>Na,B错误;C、N、O属于同一周期元素,且原子序数依次增大,原子半径依次减小,同周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但N的2p轨道半充满,较稳定,故N的第一电离能大于O,所以第一电离能N>O>C,C错误;Cl、S、P原子半径依次增大,同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势,但P的3p轨道半充满,较稳定,故P的第一电离能大于S,第一电离能Cl>P>S,D错误。
易错提示
忽视全空、半充满、全充满状态的特殊性而导致错选。
10.D 根据题表中原子的第一至第四电离能的数据可知,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能突然增大,容易失去2个电子,最高化合价为+2价,即原子最外层应有2个电子,应为第ⅡA族元素。R元素可能是Mg或Be,基态原子的价电子排布式为ns2,A项错误;原子最外层有2个电子,所以R的最高正价为+2价,B项错误;R元素可能是Mg或Be,不可能属于非金属元素,C项错误;原子最外层有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,D项正确。
易错提示
应用逐级电离能数据解题时,要关注逐级电离能之间的差值,尤其是发生突跃性变化的电离能。同一元素的逐级电离能常用于判断元素的化合价、所处的族序数(主要是主族元素)等。
思想方法练
1.C Ca、P、O、F分别位于元素周期表的第四周期ⅡA族、第三周期ⅤA族、第二周期ⅥA族和第二周期ⅦA族。一般来说,同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但ⅡA族大于ⅢA族,ⅤA族大于ⅥA族;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小。结合四种元素位于周期表的位置,可知F的第一电离能最大,A项错误。同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐变小;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大。结合四种元素位于周期表的位置,可知F的原子半径最小,B项错误。同周期主族从左到右,元素的电负性逐渐变大;同主族从上到下,元素的电负性呈减小趋势,结合四种元素位于周期表的位置,可知F元素的电负性最大,C项正确。在主族元素中价电子数即最外层电子数,Ca的价电子数为2,P的价电子数为5,O的价电子数为6,F的价电子数为7,故F的价电子数最多,D项错误。
方法点津
以陌生材料为情境载体,以元素周期律为模型认知,对原子结构和元素性质进行证据推理,注意相关规律或结论的一般性和特殊性。
2.B X的单质与HnY溶液反应产生Y单质,说明X单质能置换出Y单质,故非金属性X强于Y,①不符合题意;加热至300 ℃,HnY分解而HmX不分解,说明热稳定性:HmX>HnY,故非金属性X强于Y,②不符合题意;第一电离能指气态基态电中性原子失去第一个电子所需的最低能量,存在反常现象,如:I1(N)>I1(O),但非金属性:O>N,故第一电离能大小不能说明非金属性强弱关系,③符合题意;元素的非金属性越强,电负性越大,故电负性X>Y,能说明非金属性X比Y强,④不符合题意;熔点属于物理性质,非金属性属于化学性质,两者无一定关系,故不能说明非金属性强弱关系,⑤符合题意;HCl为强酸,HF为弱酸,相同条件下酸性:HCl>HF,而非金属性:F>Cl,故气态氢化物水溶液酸性强弱不能说明非金属性强弱关系,⑥符合题意;YmXn中X元素显负价,说明X吸引电子能力强,电负性X>Y,故非金属性X>Y,能说明非金属性强弱关系,⑦不符合题意;综上所述,③⑤⑥符合题意,B项正确。
方法点津
该类试题选项的设置一般直接或间接涉及元素的性质,如化合价、原子或离子半径、第一电离能、电负性、金属性和非金属性,简单氢化物的稳定性;常见物质的物理性质,如状态、熔点、沸点;物质的化学性质,如溶液的酸碱性。解决方法是构建元素周期律模型,根据模型进行证据推理。
3.A 基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以X为P元素;基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,Y为C或O元素;Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,若Y为C元素,则Z的原子序数为32-15-6=11,为Na元素,Na元素不能形成负价离子,故不符合题意,若Y为O元素,则Z的原子序数为32-15-8=9,为F元素,可以形成F-,符合题意,综上所述X为P元素,Y为O元素,Z为F元素。Y为O元素,原子核外有8个电子,轨道表示式为
,A项错误;X为P元素,位于第三周期ⅤA族,B项正确;非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性F>O>P,即Z>Y>X,C项正确;同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以第一电离能P
5.A X、Y、Z、W 是四种原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Y、Z位于同一周期,由化合物(ZXY)2的结构式可知,X形成4个共价键,位于ⅣA族,Y形成3个共价键,位于ⅤA族,Z形成2个共价键,位于ⅥA族,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1,则W最外层电子数为3,为Al元素,结合原子序数大小关系可知X为C元素、Y为N元素、Z为O元素。同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为Y>Z>X>W,A项正确;电子层结构相同的离子,随核电荷数增大,离子半径依次减小,则电子层结构相同的铝离子、氧离子和氮离子中,铝离子的半径最小,B项错误;元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,则氮离子的还原性强于氧离子,C项错误;元素的非金属性越强,最简单氢化物的稳定性越强,三种元素中C元素的非金属性最弱,最简单氢化物的稳定性最弱,D项错误。
6.C 前四周期元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,Y、Z、W位于同一周期,X的最简单氢化物分子的空间构型为正四面体形,则该氢化物为甲烷,X为C;T元素原子的价电子排布式为3d104s1,其原子序数为29,为Cu元素;根据题意可知Y、Z、W位于第三周期,同周期元素简单离子中,元素Z形成的离子半径最小,则Z为Al元素;Y在同周期中电负性最小,则Y为Na元素;二元化合物E中元素Y和W的质量比为23∶16,Y、W位于同一周期,则W为S元素。电子层数越多离子半径越大,电子层数相同时核电荷数越大离子半径越小,所以离子半径:S2->Na+>Al3+,即简单离子半径W>Y>Z,故A错误;非金属性S>C>Al,所以最高价氧化物对应水化物的酸性W>X>Z,B错误;S单质的氧化性较弱,则S与Cu单质混合加热反应生成Cu2S,故C正确;S与氧气反应生成的是二氧化硫,二氧化硫溶于水生成的亚硫酸为弱酸,故D错误。
7.B 短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,则X为碳元素;Y的电负性仅次于氟元素,则Y为氧元素;Z所在周期序数等于族序数,则Z为铝元素;W的外围电子排布式为ns2np5,则W为氯元素。第一电离能:I(O)>I(C)>I(Al),A错误;Y和Z形成的化合物为Al2O3,具有两性,B正确;因为水分子间能形成氢键,常温下水呈液态,而氯化氢呈气态,所以简单气态氢化物的沸点:H2O>HCl,C错误;X、W分别为C、Cl,虽然非金属性Cl比C强,但没有指明最高价氧化物的水化物,所以氧化物的水化物的酸性不一定满足X
解析 X的基态原子有3个不同的能级,各能级中电子数相等,其核外电子排布式为1s22s22p2,则X为C元素;Y与X同周期,其第一电离能高于同周期与之相邻的元素,则Y为N元素;Z的基态原子2p能级上的未成对电子数与X原子相同,则Z为O;W元素原子最外层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,则W为Cu元素。(1)基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价电子的轨道表示式为。(3)X是C,Y为N,Z为O,同周期元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能大于O,第一电离能从大到小的顺序是N>O>C;同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,所以电负性由大到小的顺序是O>N>C。
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