2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练14原子结构和核外电子排布

这是一份2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练14原子结构和核外电子排布，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1．(2022·海南卷)钠和钾是两种常见金属，下列说法正确的是( )
A．钠元素的第一电离能大于钾
B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠
D．钠元素与钾元素的原子序数相差18
解析：同一主族元素的第一电离能从上到下依次减小，金属性越强的元素，其第一电离能越小，因此，钠元素的第一电离能大于钾，A说法正确；基态钾原子价层电子为4s1，其轨道表示式为，B说法不正确；钾和钠均能与水发生置换反应，因此，钾不能置换出NaCl溶液中的钠，C说法不正确；钠元素与钾元素的原子序数分别为11和19，两者相差8，D说法不正确。
答案：A
2．(2022·天津南开中学月考)下列科学家所对应的理论或贡献正确的是( )
①汤姆生：在研究阴极射线时发现原子中存在电子
②徐光宪：在稀土金属串级萃取领域做出突出贡献
③鲍林：在一个原子轨道里最多容纳2个电子且自旋相反
④洪特：电子排布同一能级不同轨道时，基态原子总优先单独分占不同轨道且自旋相同
⑤侯德榜：侯氏制碱法，制取NaOH
⑥勒夏特列：提出工业合成氨的方法
A．①②③④⑤⑥B．①②④
C．②③④⑤D．①②⑤⑥
解析：汤姆生：在研究阴极射线时发现原子中存在电子，故①正确；徐光宪：在稀土金属串级萃取领域做出突出贡献，故②正确；鲍林：提出了杂化轨道理论，而“在一个原子轨道里最多容纳2个电子且自旋相反”是泡利提出的，故③错误；洪特：电子排布在相同能量的轨道时，基态原子总优先单独分占不同轨道且自旋相同，故④正确；侯德榜：侯氏制碱法，制取的是纯碱(Na2CO3)不是NaOH，故⑤错误；提出工业合成氨的方法的不是勒夏特列而是哈伯，故⑥错误。
答案：B
3．(2022·吕梁市孝义中学月考)地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素：16O、17O和18O，下列有关说法正确的是( )
A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同
B．Heq \\al(16,2)O、Heq \\al(17,2)O、Heq \\al(18,2)O互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．18O2和18O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3
D．电解一定量的Deq \\al(18,2)O时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
解析：同分异构体一般指分子式相同，结构不同的化合物，H2和D2为组成和结构都相同的无机物，A项错误；16O、17O、18O互为同位素，Heq \\al(16,2)O、Heq \\al(17,2)O、Heq \\al(18,2)O既不互为同位素，也不互为同素异形体，B项错误；18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C项错误；电解一定量的Deq \\al(18,2)O时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D项正确。
答案：D
4．(2022·东莞中学松山湖学校月考)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应：eq \\al(243, 95)Am＋eq \\al(48,20)Ca―→eq \\al(288,115)Mc＋3eq \\al(1,0)n得到。下列有关说法正确的是( )
A．Mc(镆)是长周期元素
B．eq \\al(287,115)Mc与eq \\al(288,115)Mc互为同素异形体
C．eq \\al(48,20)Ca2＋核内质子数为18
D．eq \\al(243, 95)Am原子的核外电子数为148
解析：镆元素的原子序数为115，位于元素周期表第七周期第ⅤA族，属于长周期元素，故A项正确；eq \\al(287,115)Mc与eq \\al(288,115)Mc的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B项错误；eq \\al(48,20)Ca2＋核内质子数为20，故C项错误；eq \\al(243, 95)Am原子的核外电子数与质子数相同，都为95，故D项错误。
答案：A
5．(2022·上海普陀第二次模拟)已知某微粒的核外电子排布式是1s22s22p63s23p4，下列判断错误的是( )
A．该元素在周期表的位置是第三周期第ⅣA族
B．该元素最高价是＋6，最低价是－2
C．该微粒原子核外有16种运动状态不同的电子
D．该微粒原子核外有5种能量不同的电子
解析：该元素为16硫元素，在第三周期第ⅥA族，A项错误；硫最高价为＋6价，最低价－2价，B项正确；硫元素有16个电子，有16种运动状态不同的电子，C项正确；该原子的电子占据5个不同电子能级，有5种能量不同的电子，D项正确。
答案：A
6．(2022·江苏泰州模拟)硼酸和乙醇可以发生酯化反应：B(OH)3＋3C2H5OHeq \(――→,\s\up14(浓H2SO4),\s\d5(△))(C2H5O)3B＋3H2O。生成的硼酸三乙酯点燃时产生绿色火焰，可通过该现象鉴定硼酸。下列表示正确的是( )
A．中子数为8的O原子：eq \\al(8,8)O
B．乙醇分子的比例模型：
C．基态C原子核外价电子的轨道表达式：
D．硼酸在水中的电离方程式：B(OH)3＋H2O===B(OH)eq \\al(－,4)＋H＋
解析：中子数为8的O原子的质量数为8＋8＝16，该核素为eq \a\vs4\al(eq \\al(16, 8)O)，故A项错误；乙醇分子的结构简式为CH3CH2OH，并且原子大小：C＞O＞H，则乙醇分子的比例模型为，故B项正确；基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，价电子排布式为2s22p2，根据洪特规则可知C原子的价电子的轨道表达式为，故C项错误；硼酸是一元弱酸，部分电离，电离方程式：B(OH)3＋H2OB(OH)eq \\al(－,4)＋H＋，故D项错误。
答案：B
7．(2022·山东省实验中学模拟)含有Neq \\al(－,3)、Neq \\al(＋,5)的材料Pb(N3)2、N5AsF6可以用于制炸药。下列说法正确的是( )
A．Pb属于d区元素
B．基态As原子的d轨道与p轨道上的电子数之比为3∶2
C．Neq \\al(－,3)的空间构型为直线形
D．基态F原子中，核外电子的空间运动状态有9种
解析：铅元素的原子序数为82，价电子排布式为6s26p2，处于元素周期表的p区，故A项错误；砷元素的原子序数为33，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，则原子的d轨道与p轨道上的电子数之比为10∶15＝2∶3，故B项错误；等电子体具有相同的空间构型，Neq \\al(－,3)离子与二氧化碳分子的原子个数都为3、价电子数都为16，互为等电子体，二氧化碳的空间构型为直线形，则Neq \\al(－,3)离子的空间构型为直线形，故C项正确；核外电子的空间运动状态与原子轨道的数目相同，氟元素的原子序数为9，电子排布式为1s22s22p5，氟原子的原子轨道数目为5，则核外电子的空间运动状态有5种，故D项错误。
答案：C
8．(2022·辽宁渤海大学附属高级中学模拟)反应2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2可用于呼吸面具。下列相关微粒的说法正确的是( )
A．中子数为8的碳原子：eq \\al(8,6)C
B．X射线衍射法确定CO2分子空间结构为直线形
C．基态钠原子的电子排布图为1s22s22p63s1
D．Na2O2的电子式：
解析：eq \\al(A,Z)X中A为质量数＝中子数＋质子数，Z为质子数。则中子数为8的碳原子为eq \\al(14, 6)C，A项错误；CO2中C为sp杂化，分子空间构型为直线形，B项正确；基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，C项错误；Na2O2为离子化合物，其电子式为，D项错误。
答案：B
9．(2022·赤峰二中高三)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子，Y在周期表中位于第ⅢA族，Z与X属于同一主族，基态W原子的核外有1个未成对电子。下列说法错误的是( )
A．原子半径：Y＞Z＞W
B．最高价含氧酸的酸性：W＞X＞Z
C．简单氢化物的还原性：X＞Z
D．X、Y、Z均可与W形成共价化合物
解析：基态X原子核外电子仅占据5个原子轨道且有3个未成对电子，则其核外电子排布式为1s22s22p3，为N元素；Z与X属于同一主族，则Z为P元素；Y在周期表中位于第ⅢA族，且原子序数大于N，则Y为Al元素；基态W原子的核外有1个未成对电子，且原子序数大于P，则W为Cl元素。同周期主族元素自左至右原子半径依次减小，所以原子半径：Al＞P＞Cl，即Y＞Z＞W，A项正确；非金属性越强最高价含氧酸的酸性越强，非金属性：Cl(W)＞N(X)＞P(Z)，所以最高价含氧酸的酸性：W＞X＞Z，B项正确；非金属性越强单质的氧化性越强，简单氢化物的还原性越弱，非金属性：N(X)＞P(Z)，则简单氢化物的还原性：Z＞X，C项错误；N可以和Cl形成共价化学物NCl3，Al可以和Cl形成共价化合物AlCl3，P可以和Cl形成共价化合物PCl3、PCl5，D项正确。
答案：C
10．(2022·南京外国语学校阶段练习)X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增大，X和Y位于同一周期，可组成多种化合物，其中一种是红棕色的大气污染物。Z元素的逐级电离能数据依次为738、1 451、7 733、10 540、13 630……下列有关说法正确的是( )
A．简单氢化物的沸点：Y>X
B．简单离子半径：X>Z>W
C．电负性：X>Y>Z
D．Z的最高价氧化物对应水化物的碱性大于W
解析：X、Y、Z、W四种短周期元素，原子半径依次增大，X和Y位于同一周期，可组成多种化合物，其中一种是红棕色的大气污染物，该红棕色的物质为二氧化氮，则X为O，Y为N；Z元素的逐级电离能数据依次为738、1 451、7 733、10 540、13 630……，Z的第三电离能剧增，说明其最外层有2个电子，位于第ⅡA族，且Z的原子核外电子数多于4个，则Z为Mg；W的原子半径大于Mg，则W为Na。常温下水为液态，氨为气态，则简单氢化物的沸点：Y＜X，故A项错误；电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越小，则简单离子半径：X＞W＞Z，故B项错误；同一周期主族元素从左向右电负性呈增大的趋势，故N答案：C
二、非选择题
11．(2022·重庆实验外国语学校月考)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗称摩尔盐。
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为______________________，其最外层电子的电子云形状为________________。
(2)Fe元素在周期表中位置是___________________________________________________，
属于______(填“s”“p”“d”或“ds”)区元素。
(3)O、S两元素的电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(4)N、O两元素的第一电离能由大到小的顺序为________________(用元素符号表示)。
(5)摩尔盐的水溶液中，各离子浓度的大小关系为__________________。
(6)称取3.920 g含有杂质的摩尔盐样品(杂质不参加反应)，溶于适量稀硫酸中，转入100 mL容量瓶定容，每次用移液管取25.00 mL溶液放入锥形瓶中，用0.020 00 ml·L－1的KMnO4溶液滴定(还原产物为Mn2＋)，三次平均消耗24.30 mL的KMnO4溶液。则产品中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为________(已知(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的相对分子质量为392)。
解析：(1)Fe元素为26号元素，其基态原子的价层电子排布图为，因该原子最外层为4s能级，则其最外层电子云形状为球形。(2)Fe为26号元素，在周期表中位置为第四周期第Ⅷ族，属于d区元素。(3)O与S同一主族，且O在S的上一周期，同主族元素的电负性从上而下逐渐减小，所以电负性大小顺序为O>S。(4)同一周期自左向右第一电离能呈增大趋势，但是N处于第ⅤA族，其最外层p能级处于半充满状态，较为稳定，则第一电离能比O高，即N>O。(5)摩尔盐的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O，由于NHeq \\al(＋,4)、Fe2＋水解显酸性，因此溶液中离子浓度大小顺序为c(SOeq \\al(2－,4))>c(NHeq \\al(＋,4))>c(Fe2＋)>c(H＋)>c(OH－)。(6)根据氧化还原反应原理，Fe2＋被氧化为Fe3＋，MnOeq \\al(－,4)被还原为Mn2＋，则有
5Fe2＋ ～MnOeq \\al(－,4) ～5e－
5 1 5
n0.020 00×24.30×10－3
则(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数＝eq \f(392n×\f(100,25),3.920)×100%＝eq \f(100×100×5×0.02×24.30×10－3,25)×100%＝97.20%。
答案：(1) 球形
(2)第四周期第Ⅷ族 d
(3)O>S
(4)N>O
(5)c(SOeq \\al(2－,4))>c(NHeq \\al(＋,4))>c(Fe2＋)>c(H＋)>c(OH－)
(6)97.20%
12．(2022·汾阳中学月考)现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
某同学根据上述信息，完成下列各题：
(1)画出A基态原子的核外电子轨道表示式：____________________________。
(2)某同学所画的B基态原子的核外电子轨道表示式为，则该同学所画的轨道表示式违背了________________。
(3)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个伸展方向，呈________形。
(4)写出C原子的电子排布式：________________________________________________；
写出E原子的简化电子排布式：_______________________________________________。
(5)写出F元素原子的价层电子排布式：________________________________________。
解析：A、B、C、D为短周期主族元素，原子序数依次增大，A元素原子的核外p电子数比s电子数少3，电子排布式为1s22s22p1，即A为B(硼)元素；B元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具，则B为C(碳)元素；C元素基态原子p轨道有3个未成对电子，价层电子排布式为ns2np3，D原子核外所有p轨道全充满或半充满，结合原子序数可知，价层电子排布式为3s23p3符合题意，即C为N(氧)元素、D为P(磷)元素；E在该周期中未成对电子数最多，又E为第四周期元素，则第四周期元素中未成对电子数最多的原子应该是3d能级容纳5个电子、4s能级容纳1个电子，其价层电子排布式为3d54s1，则E为Cr(铬)元素；F能形成红色(或砖红色)的F2O和黑色的FO两种氧化物，即F为Cu(铜)元素。据此分析解答。(1)A为硼元素，基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1，则核外电子轨道表示式为。(2)B为碳元素，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，由洪特规则可知，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行，则题给基态原子的核外电子轨道表示式违反了洪特规则。(3)D为磷元素，基态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，3p能级上电子能量最高，3p电子云在空间有3个伸展方向，呈哑铃形。(4)C为氮元素，氮原子的电子排布式为1s22s22p3；E为铬元素，铬原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1。(5)F为铜元素，铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，则价层电子排布式为3d104s1。
答案：(1) (2)洪特规则 (3)3 哑铃 (4)1s22s22p3 [Ar]3d54s1 (5)3d104s1
13．(2022·贺兰景博中学月考)元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素，A元素的原子最外层电子排布式为ns1；B元素的原子价电子排布式为ns2np2；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等；D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子；E元素原子有5个未成对电子。
(1)写出元素名称：C____________；D____________；E__________。
(2)C基态原子的电子排布图为__________________________________________________。
(3)当n＝2时，B的最简单气态氢化物的电子式为__________________，BC2分子的结构式是________________________________________________________________________；
当n＝3时，B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是____________________。
(4)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1，B元素的原子价电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______________________________
(用元素符号表示)。
(5)E元素原子的价电子排布式是_____________________________________________，
在元素周期表中的位置是____________，其最高价氧化物的化学式__________。
解析：元素周期表前四周期A、B、C、D、E五种元素，A元素的原子最外层电子排布式为ns1，可知A为第ⅠA族；B元素的原子价电子排布式为ns2np2，B位于第ⅣA族；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等，电子排布为1s22s22p4，C为O(氧)；D元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子，电子排布为1s22s22p63s23p3，D为P(磷)元素；E元素原子有5个未成对电子，电子排布应为1s22s22p63s23p63d54s2，E为Mn(锰)。(1)由上述分析可知，C、D、E的名称分别为氧、磷、锰。(2)C为O元素，基态O原子的核外电子总数为8，其电子排布图为。(3)当n＝2时，B是C(碳)，最简单气态氢化物甲烷的电子式为，BC2分子的结构式是O===C===O；n＝3时，B为Si(硅)元素，O、Si形成的化合物为二氧化硅，二氧化硅与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，该反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O。(4)若A元素的原子最外层电子排布为2s1，A为Li(锂)，B元素的原子价电子排布为3s23p2，B为Si(硅)，C为O(氧)、D为P(磷)，非金属性越强，第一电离能越大，P的3p电子半满为稳定结构，但第一电离能仍小于O，则A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O＞P＞Si＞Li。(5)E元素原子的价电子排布式是3d54s2，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅦB族，最高价为＋7价，其最高价氧化物的化学式为Mn2O7。
答案：(1)氧 磷 锰 (2)
(3) O===C===O SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O
(4)O＞P＞Si＞Li (5)3d54s2 第四周期第ⅦB族 Mn2O7
A元素原子的核外p电子数比s电子数少3
B元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
C元素基态原子p轨道有3个未成对电子
D原子核外所有p轨道全充满或半充满
E在该周期中未成对电子数最多
F能形成红色(或砖红色)的F2O和黑色的FO两种氧化物