新高考2024版高考化学一轮复习微专题小练习专练54原子结构与性质

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1．[2022·江苏卷]工业上电解熔融Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)的 混合物可制得铝。下列说法正确的是( )
A．半径大小：r(Al3＋)＜r(Na＋)
B．电负性大小：F＜O
C．电离能大小：I1(O)＜I1(Na)
D．碱性强弱：NaOH＜Al(OH)3
2．下列说法正确的是( )
A．电子云就是电子运动的形态
B．焰色反应产生的是发射光谱
C．铜原子处于基态时的核外电子排布式为3d104s1
D．核外电子运动状态可以用牛顿运动定律来描述，也可以用统计方法来描述
3．[2023·甘肃镇原二中期中]下表列出了某短周期主族元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示，单位为 kJ·ml－1)。
下列关于R元素的叙述中一定正确的是( )
A．R的最高化合价为＋3价
B．R元素位于元素周期表的第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
4．[2023·保定高三月考]下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质
下列判断正确的是( )
A．C、D、E的氢化物的稳定性顺序为C>D>E
B．元素A的最外层轨道中无自旋方向相同的电子
C．元素B、C不可能形成化合物
D．与元素B同周期第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
5．[2023·高三专项综合测试]具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是( )
A．两种原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一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M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的两种原子
6．[2023·湖北十一校联考]下列说法正确的是( )
A．基态锰原子的价电子排布图：
B．ZnGeAs2是重要的半导体化合物，其中元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为Ge>As>Zn
C．在共价化合物中，一定存在极性键，可能存在非极性键，一定不存在离子键
D．CCl4、PCl5、CS2分子中所有原子都满足最外层8电子稳定结构
7．[2023·江苏泰州期末]短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子核外有2个未成对电子，Y的L层上p电子数比s电子数多2，W与X同主族，Z元素的逐级电离能(kJ·ml－1)依次为578、1 817、2 745、11 575、14 830……下列说法正确的是( )
A．简单离子的半径：r(Z)>r(Y)
B．元素Z在周期表中位于第三周期第ⅠA族
C．简单氢化物的沸点：WD．X的一种核素可用于测定一些文物的年代
8．[2023·辽宁卷]下列化学用语或表述正确的是( )
A．BeCl2的空间结构：V形
B．P4中的共价键类型：非极性键
C．基态Ni原子价电子排布式：3d10
D．顺­2­丁烯的结构简式：
9．已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是( )
A．X与Y形成化合物时，X可以显负价，Y显正价
B.第一电离能可能Y小于X
C．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的
D．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX
10．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有三个未成对电子的X原子与3p轨道上只有3个未成对电子的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y电子
二、非选择题
11．[2023·辽宁大连测试]嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。其所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：
(1)基态Ga原子价电子排布式为__________，核外电子占据最高能级的电子云形状为______________；基态As原子最高能层上有________个电子。
(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJ·ml－1)的数值依次为577、1 985、2 962、6 192，由此可推知镓的主要化合价为______和＋3，砷的第一电离能比镓________(填“大”或“小”)。
(3)第四周期元素中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素符号为________。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700 ℃制得，(CH3)3Ga中Ga原子的杂化方式为______________，AsH3分子的空间构型为______________。
(5)相同压强下，AsH3的沸点________(填“大于”或“小于”)NH3，原因为________________________________________________________________________。
(6)GaAs为共价晶体，其晶胞结构如图所示，Ga与As以________(填“共价键”或“离子键”)键结合。设阿伏加德罗常数的值为NA，该晶胞边长为a pm，则GaAs晶体的密度为________ g·cm－3(列出计算式即可)。
12．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式________________________。
(2)d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为________。
(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光原因：____________________________________________。
(4)、p两元素的部分电离能数据列于下表：
比较两元素的I2、I3可知，气态2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是__________________________________________________________________。
(5)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图所示，其中电负性最大的是________(填下图中的序号)。
(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是________(填元素符号)。
专练54 原子结构与性质
1．A
2．B 电子云表示电子在单位体积内出现概率的大小，不是电子运动形态，A错；发生焰色反应时，物质的能量升高，电子向能力高的轨道跃迁，是发射光谱，B正确；3d104s1是铜原子的外围电子排布式，C错；电子运动状态不能用牛顿运动定律来描述，D错。
3．B 由R元素的各级电离能数据可知，I2、I3之间相差较大，说明R原子最外层有2个电子，其最高化合价为＋2价，A、C错误；又因R元素为短周期主族元素，则R元素位于元素周期表的第ⅡA族，R可能是Be元素或Mg元素，故其基态原子的电子排布式为1s22s2或[Ne]3s2，B正确、D错误。
4．D 根据电负性和最低负化合价，推知A为C、B为S、C为Cl、D为O、E为F。C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，氢化物稳定性为：HF>H2O>HCl，A错误；C元素最外层电子排布为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个轨道，且自旋方向相同，B错误； S最外层有6个电子，Cl原子最外层有7个电子，它们之间可形成化合物，如S2Cl2，C错误； Na能与H2O发生置换反应生成NaOH、H2，D正确。
5．B 电子层上全部都是s电子的原子不一定属于同一周期，如H和Li，故A错误；3p能级上只有一个空轨道的原子是Si原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子是Al或Cl，对应元素一定属于第三周期，故B正确；最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne、最外层电子排布为2s22p6的离子是F－、Na＋等，故C错误；原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的原子可能是Ar、K、Ca，不一定处于同一周期，故D错误。
6．C 锰为25号元素，基态锰原子的价电子排布图为，A项错误；同周期元素电负性从左往右逐渐增大，元素Zn、Ge、As的电负性由大到小的顺序为As>Ge>Zn，B项错误；共价化合物指只含共价键的化合物，一定不存在离子键，一定存在极性键，可能存在非极性键，C项正确；PCl5的P原子最外层为10个e－，不满足最外层8电子稳定结构，D项错误。
7．D 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y的L层上p电子数比s电子数多2，则Y是O元素；基态X原子核外有2个未成对电子，且原子序数小于O，则X为C元素，W与X同主族，W为Si元素；Z元素的逐级电离能（kJ·ml－1）依次为578、1 817、2 745、11 575、14 830……，Z元素的第四电离能突变，则Z为Al元素。电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则铝离子的离子半径小于氧离子，故A错误；铝元素位于元素周期表第三周期第ⅢA族，故B错误；结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高，则甲烷的沸点低于甲硅烷，故C错误；14C是碳元素的一种核素，可用于测定一些文物的年代，故D正确。
8．B BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线形分子，A错误；P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误；顺­2­丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误；故答案选B。
9．C 电负性大的元素在化合物中显负价，故X显负价，Y显正价，A正确；第一电离能可能Y大于X，如N＞O，也可能小于X，B正确；非金属性X＞Y，则X对应的最高价含氧酸的酸性强于Y对应的最高价含氧酸的酸性，气态氢化物的稳定性HmY小于HnX，C错误，D正确。
10．C 原子核外电子排布式为1s2的X原子为He，原子核外电子排布为1s22s2的Y原子为Be，He是稀有气体，Be为活泼的金属，二者化学性质差异较大，A错误； 原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、C、Ni、Zn等元素，所以，其化学性质差异较大，B错误；2p轨道上有三个未成对电子的X原子为N，3p轨道上只有3个未成对电子的Y原子为P，二者属于同一主族，化学性质相似，C正确； 最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能是H和碱金属原子Na，化学性质差异很大，D错误。
11．答案：（1）4s24p1 哑铃形（或纺锤形） 5
（2）＋1 大
（3）V、C
（4）sp2 三角锥形
（5）小于 NH3与AsH3的结构相似，NH3之间能形成氢键，沸点更高
（6）共价键 eq \f(4×（70＋75）×1030,NA×a3)
解析：（1）Ga是31号元素，其基态原子价电子排布式为4s24p1；核外电子占据的最高能级为4p，其电子云形状为哑铃形；As是33号元素，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3，最高能层为N层，有5个电子。（2）根据题中数据知，镓失去1个电子所需能量较小，失去3个电子后电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为＋1和＋3；基态As原子4p能级电子排布为半充满的较稳定状态，其第一电离能较大，故砷的第一电离能比镓的第一电离能大。（3）基态As原子核外未成对电子有3个，第四周期元素中未成对电子数目为3的还有V和C。（4）（CH3）3Ga中Ga原子的价层电子对数是3，根据价层电子对互斥理论推断Ga原子的杂化类型为sp2；AsH3分子中As原子的价层电子对数＝3＋ eq \f(5－3×1,2) ＝4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论推断其空间构型为三角锥形。（5）NH3与AsH3的结构相似，但NH3之间能形成氢键，沸点更高。（6）由GaAs为共价晶体知，Ga和As原子之间以共价键键合，该晶胞中Ga原子个数是4、As原子个数＝8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，根据ρ＝ eq \f(m,V)，可得其密度为 eq \f(4×（70＋75）,NA×（a×10－10）3) g·cm－3＝ eq \f(4×（70＋75）×1030,NA·a3) g·cm－3。
12．答案：（1）1s22s22p63s23p63d64s2 （2）sp3
（3）电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量
（4）Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定
（5）2 （6）Al
解析：（1）26号为铁元素，核外有26个电子，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2；（2）d为N元素，a为H元素，二者形成的NH3中N的孤电子对数＝ eq \f(1,2) ×（5－3×1）＝1，则其价电子对数＝1＋3＝4，故NH3的中心原子N的杂化形式为sp3；（3）h为Mg元素，电子从能量高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光（子）的形式释放能量；
（4）为Mn元素，p为Fe元素，原子轨道处于半满、全满、全空时能量最低最稳定。Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定，故Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难；
（5）同周期自左而右电负性增大，则电负性最大的为Cl，第三周期元素单质的熔点是：Si＞Al＞Mg＞Na＞S＞P＞Cl2＞Ar，故2为Cl；
（6）该主族元素第四电离能剧增，则其最外层有三个电子，为第三主族元素，为表中的i元素，即Al。
元素
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1 500
7 700
10 500
……
A
B
C
D
E
化合价
－4
－2
－1
－2
－1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
元素
p
电离能/kJ·ml－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957