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所属成套资源：2023版高中化学选择性必修二 物质结构与性质课件+练习
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高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第一节 原子结构精品复习练习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质第一节 原子结构精品复习练习题，文件包含章末复习课pptx、第一章测评docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共11页， 欢迎下载使用。
章末复习课
考点一 原子(离子)核外电子排布式(图)的书写
例1 (1)[2022广东卷]硒(Se)是人体必需微量元素之一,Se与S同族,基态硒原子价层电子排布式为 。 (2)[2022湖南卷]铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 。 (3)[2022山东卷]研究笼形包合物结构和性质具有重要意义,某笼形包合物的化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6,基态Ni原子的价层电子排布式为 ,在元素周期表中的位置为 。
答案 (1)4s24p4 (2)3d104s24p4 (3)3d84s2 第四周期第Ⅷ族解析 (1)S属于第三周期第ⅥA族,价层电子排布式为3s23p4,硒位于第四周期第ⅥA族,则基态硒原子价层电子排布式为4s24p4。(2)硒元素的原子序数为34,基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。(3)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
归纳总结 核外电子排布的表示方法
[针对训练1]按要求回答下列各题。(1)[2021湖南卷]基态硅原子最外层的电子排布图为 。 (2)[2021天津卷]基态Fe原子的价层电子排布式为 。
3d64s2
考点二 核外电子的运动状态的判断
例2 (1)[2022河北卷]基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。 (2)[2021全国乙卷]对于基态Cr原子,下列叙述正确的是 (填字母)。 A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动(3)[2021山东卷]基态F原子核外电子的运动状态有 种。
答案 (1)2∶1(或1∶2) (2)A (3)9解析 (1)基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,价层电子轨道表示式为 ,则两种自旋状态的电子数之比为2∶1(或1∶2)。(2)Cr是24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1,3d和4s轨道均处于半充满状态,此时体系总能量低,A项正确;4s电子能量较高,但其并不总是在比3s电子离核更远的地方运动,B项错误。(3)基态F原子核外有9个电子,运动状态各不相同。
[针对训练2]下列Li原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填字母)。
解析 根据构造原理知,基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1,则D项中能量最低;C项中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
D
C
考点三 第一电离能的比较及其应用
例3 (1)[2022河北卷]Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。 (2)[2020全国甲卷]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 。 I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 。
答案 (1)Cu Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,但Cu失去1个电子后形成的Cu+的价层电子排布式为3d10,较难失去电子,Zn失去1个电子后形成的Zn+的价层电子排布式为3d104s1,较易失去1个电子达到稳定状态,Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大(2)Na与Li同主族,Na电子层数多,原子半径大,易失电子 Li、Be、B同周期,核电荷数依次增加。Be为1s22s2全充满稳定结构,第一电离能最大。与Li相比,B核电荷数大,原子半径小,较难失去电子,第一电离能较大
解析 (1)Cu的价层电子排布为3d104s1,易失去1个电子达到稳定状态,Zn的价层电子排布为3d104s2,4s轨道为全充满稳定状态,不易失去电子,故Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,Cu+的价层电子排布为3d10,Zn+的价层电子排布为3d104s1,Cu+的3d能级处于全充满状态,较稳定,Zn+失去4s能级上的1个电子可形成稳定结构,故Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大,因此第二电离能与第一电离能差值更大的是Cu。(2)同主族元素从上至下,原子核外的电子层数增多,原子半径增大,原子核对电子的吸引作用逐渐减小,元素第一电离能逐渐减小,所以I1(Li)>I1(Na);同周期元素从左至右,核电荷数依次增加,原子半径逐渐减小,越来越难失去电子,第一电离能呈现增大的趋势,但由于第ⅡA族元素基态原子ns轨道处于全充满的状态,能量更低,更稳定,所以其第一电离能大于同一周期的相邻元素,因此I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。
归纳总结 解电离能及其应用类题的注意事项1.同周期元素的第一电离能变化规律存在一些反常,这与它们的原子核外电子排布有关。当原子核外电子排布在能量相等的轨道(同一能级)上形成全空、半充满和全充满结构时,能量较低,原子较稳定,该元素具有较大的第一电离能。2.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,尤其是发生突变的电离能。同一元素的逐级电离能常用于判断元素(主要是主族元素)的化合价、所处的族序数及核外电子排布情况。
[针对训练3](高考组合)(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 。(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是 。 (3)根据元素周期律,原子半径Ga (填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能Ga As。 (4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。
答案 (1)大于 Zn核外电子排布为全充满稳定结构,较难失去电子 (2)O (3)大于 小于 (4)3解析 (1)基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,4s轨道处于半充满状态,而Zn原子的4s轨道处于全充满状态,Zn原子更不易失去1个电子,所以Zn原子的第一电离能较大。(2)O是非金属元素,而Mn是金属元素,O易得电子而不易失电子,Mn则反之,所以O的第一电离能大于Mn的第一电离能。(3)同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,第一电离能总体呈增大趋势。Ga的原子半径大于As,Ga的第一电离能小于As。(4)同周期元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,但由于氮原子的2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能比氧的大,铍原子的2s轨道处于全充满状态,2p轨道处于全空状态,故铍的第一电离能比硼的大,所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。
考点四 电负性的比较及其应用
例4 (高考组合)(1)CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是 。(2)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是 。 (3)H、C、N的电负性由大到小的顺序为 。 (4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
答案 (1)O>Ti>Ca (2)O (3)N>C>H (4)O>Ge>Zn解析 (1)O为非金属元素,其电负性在三种元素中最大,Ca和Ti同为第四周期元素,金属性:Ca>Ti,故电负性:O>Ti>Ca。(2)同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,故O的电负性大于N;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,故N的电负性大于P,又H的电负性小于O,因此,NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。(3)H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H。(4)Zn、Ge位于同一周期,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大(稀有气体元素除外),而O是活泼非金属元素,电负性仅次于F,由此得出O、Ge、Zn的电负性依次减小。
误区警示 元素的电负性大小与元素原子得电子能力有关,与其最外层电子数多少无关;元素的电负性与元素的非金属性和金属性强弱相对应,一般来说,元素的电负性越大,非金属性越强,金属性越弱。
[针对训练4]下列不能说明X的电负性比Y大的是( )A.与氢化合时X单质比Y单质容易B.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强C.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来D.X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D
解析 与氢化合时X单质比Y单质容易,则说明X的非金属性比Y的非金属性强,则X的电负性比Y的电负性大,故A不符合题意;X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强,则X的非金属性比Y的非金属性强,即X的电负性比Y的电负性大,故B不符合题意;X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来说明X的非金属性比Y的非金属性强,即X的电负性比Y的电负性大,故C不符合题意;元素的电负性大小与元素原子最外层电子数多少无关,故D符合题意。
本 课 结 束
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考点一 原子(离子)核外电子排布式(图)的书写
例1 (1)[2022广东卷]硒(Se)是人体必需微量元素之一,Se与S同族,基态硒原子价层电子排布式为 。 (2)[2022湖南卷]铁和硒(Se)都是人体所必需的微量元素,基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 。 (3)[2022山东卷]研究笼形包合物结构和性质具有重要意义,某笼形包合物的化学式为Ni(CN)x·Zn(NH3)y·zC6H6,基态Ni原子的价层电子排布式为 ,在元素周期表中的位置为 。
答案 (1)4s24p4 (2)3d104s24p4 (3)3d84s2 第四周期第Ⅷ族解析 (1)S属于第三周期第ⅥA族,价层电子排布式为3s23p4,硒位于第四周期第ⅥA族,则基态硒原子价层电子排布式为4s24p4。(2)硒元素的原子序数为34,基态Se原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。(3)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族。
归纳总结 核外电子排布的表示方法
[针对训练1]按要求回答下列各题。(1)[2021湖南卷]基态硅原子最外层的电子排布图为 。 (2)[2021天津卷]基态Fe原子的价层电子排布式为 。
3d64s2
考点二 核外电子的运动状态的判断
例2 (1)[2022河北卷]基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。 (2)[2021全国乙卷]对于基态Cr原子,下列叙述正确的是 (填字母)。 A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动(3)[2021山东卷]基态F原子核外电子的运动状态有 种。
答案 (1)2∶1(或1∶2) (2)A (3)9解析 (1)基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,价层电子轨道表示式为 ,则两种自旋状态的电子数之比为2∶1(或1∶2)。(2)Cr是24号元素,基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1,3d和4s轨道均处于半充满状态,此时体系总能量低,A项正确;4s电子能量较高,但其并不总是在比3s电子离核更远的地方运动,B项错误。(3)基态F原子核外有9个电子,运动状态各不相同。
[针对训练2]下列Li原子轨道表示式表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填字母)。
解析 根据构造原理知,基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1,则D项中能量最低;C项中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
D
C
考点三 第一电离能的比较及其应用
例3 (1)[2022河北卷]Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是 ,原因是 。 (2)[2020全国甲卷]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是 。 I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是 。
答案 (1)Cu Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,但Cu失去1个电子后形成的Cu+的价层电子排布式为3d10,较难失去电子,Zn失去1个电子后形成的Zn+的价层电子排布式为3d104s1,较易失去1个电子达到稳定状态,Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大(2)Na与Li同主族,Na电子层数多,原子半径大,易失电子 Li、Be、B同周期,核电荷数依次增加。Be为1s22s2全充满稳定结构,第一电离能最大。与Li相比,B核电荷数大,原子半径小,较难失去电子,第一电离能较大
解析 (1)Cu的价层电子排布为3d104s1,易失去1个电子达到稳定状态,Zn的价层电子排布为3d104s2,4s轨道为全充满稳定状态,不易失去电子,故Cu的第一电离能比Zn的第一电离能小,Cu+的价层电子排布为3d10,Zn+的价层电子排布为3d104s1,Cu+的3d能级处于全充满状态,较稳定,Zn+失去4s能级上的1个电子可形成稳定结构,故Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大,因此第二电离能与第一电离能差值更大的是Cu。(2)同主族元素从上至下,原子核外的电子层数增多,原子半径增大,原子核对电子的吸引作用逐渐减小,元素第一电离能逐渐减小,所以I1(Li)>I1(Na);同周期元素从左至右,核电荷数依次增加,原子半径逐渐减小,越来越难失去电子,第一电离能呈现增大的趋势,但由于第ⅡA族元素基态原子ns轨道处于全充满的状态,能量更低,更稳定,所以其第一电离能大于同一周期的相邻元素,因此I1(Be)>I1(B)>I1(Li)。
归纳总结 解电离能及其应用类题的注意事项1.同周期元素的第一电离能变化规律存在一些反常,这与它们的原子核外电子排布有关。当原子核外电子排布在能量相等的轨道(同一能级)上形成全空、半充满和全充满结构时,能量较低,原子较稳定,该元素具有较大的第一电离能。2.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,尤其是发生突变的电离能。同一元素的逐级电离能常用于判断元素(主要是主族元素)的化合价、所处的族序数及核外电子排布情况。
[针对训练3](高考组合)(1)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn) (填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是 。(2)元素Mn与O中,第一电离能较大的是 。 (3)根据元素周期律,原子半径Ga (填“大于”或“小于”,下同)As,第一电离能Ga As。 (4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。
答案 (1)大于 Zn核外电子排布为全充满稳定结构,较难失去电子 (2)O (3)大于 小于 (4)3解析 (1)基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,4s轨道处于半充满状态,而Zn原子的4s轨道处于全充满状态,Zn原子更不易失去1个电子,所以Zn原子的第一电离能较大。(2)O是非金属元素,而Mn是金属元素,O易得电子而不易失电子,Mn则反之,所以O的第一电离能大于Mn的第一电离能。(3)同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,第一电离能总体呈增大趋势。Ga的原子半径大于As,Ga的第一电离能小于As。(4)同周期元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,但由于氮原子的2p轨道处于半充满状态,较稳定,其第一电离能比氧的大,铍原子的2s轨道处于全充满状态,2p轨道处于全空状态,故铍的第一电离能比硼的大,所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。
考点四 电负性的比较及其应用
例4 (高考组合)(1)CaTiO3的组成元素的电负性大小顺序是 。(2)NH4H2PO4中,电负性最高的元素是 。 (3)H、C、N的电负性由大到小的顺序为 。 (4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是 。
答案 (1)O>Ti>Ca (2)O (3)N>C>H (4)O>Ge>Zn解析 (1)O为非金属元素,其电负性在三种元素中最大,Ca和Ti同为第四周期元素,金属性:Ca>Ti,故电负性:O>Ti>Ca。(2)同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,故O的电负性大于N;同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,故N的电负性大于P,又H的电负性小于O,因此,NH4H2PO4中电负性最高的元素是O。(3)H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H。(4)Zn、Ge位于同一周期,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大(稀有气体元素除外),而O是活泼非金属元素,电负性仅次于F,由此得出O、Ge、Zn的电负性依次减小。
误区警示 元素的电负性大小与元素原子得电子能力有关,与其最外层电子数多少无关;元素的电负性与元素的非金属性和金属性强弱相对应,一般来说,元素的电负性越大,非金属性越强,金属性越弱。
[针对训练4]下列不能说明X的电负性比Y大的是( )A.与氢化合时X单质比Y单质容易B.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强C.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来D.X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D
解析 与氢化合时X单质比Y单质容易,则说明X的非金属性比Y的非金属性强,则X的电负性比Y的电负性大,故A不符合题意;X的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应的水化物的酸性强,则X的非金属性比Y的非金属性强,即X的电负性比Y的电负性大,故B不符合题意;X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来说明X的非金属性比Y的非金属性强,即X的电负性比Y的电负性大,故C不符合题意;元素的电负性大小与元素原子最外层电子数多少无关,故D符合题意。
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