高考化学总复习 课时跟踪检测 三十四 原子结构与性质 Word版含答案
展开一、选择题(每小题6分,共36分)
1.下列有关化学用语正确的是( )
A.O原子的电子排布图为
B.氯化钠的分子式:NaCl
C.Cl-的结构示意图:
D.Ca原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2
解析:O原子的2s能级的2个电子的运动方向应该相反,A项错误;氯化钠是离子化合物,NaCl只是化学式,不是分子式,B项错误;氯离子的核内有17个质子,核外有18个电子,C项正确;Ca的电子排布式应是1s22s22p63s23p64s2,D项错误。
答案:C
2.(2017届衡水模拟)下列有关电子排布图的表述正确的是( )
A.可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B.此图错误,违背了泡利原理
C.表示基态N原子的价电子排布
D.表示处于激发态的B的电子排布图
解析:A.单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6,每个轨道内排布2个电子,自旋方向相反,正确;B.此图违背了洪特规则,错误;C.正确的价电子排布图为 ,错误;D.该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上,错误。
答案:A
3.(2017届德州市统考)以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子:①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb ②N、P、S ③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D.某主族元素气态基态离子的逐级电离能数据(单位:kJ·ml-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……它与氯气反应时,生成的阳离子是X3+
解析:A项正确,①~④分别表示Si、N、C、S;B项正确,①~④分别表示Al、Si、P、S;C项正确,因为元素非金属性越强,电负性越大;根据电离能数据可知,D项中所述元素的最高价是+2,属于第ⅡA族元素,D项不正确。
答案:D
4.下列说法中错误的是( )
A.所有的非金属元素都分布在p区
B.元素周期表中ⅢB族至ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C.除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8
D.同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同
解析:H是非金属,H在s区,故A项错误;B、C、D三项均正确。
答案:A
5.(2017届四川省雅安中学月考)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式为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的电子的X原子与3p轨道上有三个未成对的电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
解析:原子核外电子排布式为1s2结构的原子为He,原子核外电子排布式为1s22s2结构的原子为Be,两者不在同一族,性质不相似,A项错误;B项X原子为Mg,Y原子N层上仅有两个电子的有多种元素,如第四周期的Ca、Fe等都符合,它们的化学性质不一定相同,B项错误;2p轨道上有三个未成对电子与3p轨道上有三个未成对电子的元素,均为ⅤA族元素,其化学性质一定相似,C项正确;最外层只有1个电子的元素,可能是ⅠA族元素,也可能是过渡元素ⅠB族元素、Cr元素等,它们的化学性质不一定相似,D项错误。
答案:C
6.如图是第三周期11~17号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法中正确的是 ( )
A.y轴表示的可能是第一电离能
B.y轴表示的可能是电负性
C.y轴表示的可能是原子半径
D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
解析:对于第三周期11~17号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但Mg、P特殊,A项错误;原子半径逐渐减小,C项错误;形成基态离子转移的电子数依次为:Na为1,Mg为2, Al为3,Si不易形成离子,P为3,S为2,Cl为1,D项错误。
答案:B
二、非选择题(共64分)
7.(16分)已知元素周期表中共有18纵行,如图实线表示元素周期表的边界。按电子排布,可把周期表里的元素划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。
(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并分别用阴影和表示d区和ds区。
(2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区,你认为应排在________区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。
(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3+比Fe2+更稳定的原因:___________。
(5)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。若把第七周期排满,则元素周期表共可以排布________种元素。
解析:(1)第1、2纵行为s区,第3~10纵行为d区,第11、12纵行为ds区,第13~18纵行为p区。(2)第6纵行的铬价电子排布为3d54s1,第7纵行的Mn元素,价电子排布为3d54s2,可以认为先填了3d能级再填4s能级,所以可以排在ds区。(3)4s半充满的元素为K、Cr、Cu。(4)Fe3+的价电子排布为3d5,3d轨道处于半充满结构更稳定,故Fe3+比Fe2+更稳定。(5)根据各周期的元素个数规律,第六和第七周期都为32种,则元素周期表共可以排布118种元素。
答案:(1)如下图
(2)ds (3)见上表
(4)Fe价电子的排布式为3d64s2,Fe2+为3d6,Fe3+为3d5,依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则,3d5处于半充满状态,结构更稳定,故Fe3+比Fe2+更稳定 (5)118
8.(17分)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:________________。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有_____个方向,原子轨道呈_____形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为,该同学所画的电子排布图违背了________。
(4)G位于第________族________区,该元素的核外电子排布式为________________。
(5)D、E元素的名称为________、________,D、E两元素最高价含氧酸酸性较强的是________(填化学式)。
(6)检验F元素的方法是______,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:______。
解析:由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子,p电子云有3个方向,原子轨道呈哑铃形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同,违背了泡利原理。(5)D、E元素的名称分别为磷、氯,二者位于同一周期,Cl的原子序数较大,根据元素周期律可知Cl的非金属性较强,最高价含氧酸酸性HClO4>H3PO4。(6)检验钾元素的方法是用焰色反应。其原理是电子跃迁时会吸收或释放能量,释放特定频率的光谱。
答案:(1) (2)3 哑铃
(3)泡利原理 (4)ⅦB d 1s22s22p63s23p63d54s2
(5)磷 氯 HClO4
(6)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
9.(18分)(2017届安庆市第二中学质检)四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期,已知它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是________、________;杂化轨道分别是________、________;a分子的立体结构是________。
(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型分别是________晶体,________晶体。
(3)X的氧化物与Y的氧化物中,分子极性较小的是(填分子式)________________。
(4)Y与Z比较,电负性较大的________。
(5)W元素的化学式为________,其+2价离子的核外电子排布式是________。
解析:Y原子的L层p轨道中有2个电子,其核外电子排布式为1s22s22p2,则Y为碳元素。W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5∶1,含有d轨道,应位于第四周期,其最外层电子数为2,d轨道电子数为10,则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,故W为Zn。Z与Y原子的价层电子数相同,则Z与Y位于同一主族,则Z的原子序数小于Zn,则Z为Si元素。X、Y、Z、W的核电荷数之和为51,则X为H元素。(1)C与Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物CH4、SiH4,则a为CH4,b为SiH4。CH4、SiH4分子中C、Si原子都形成4个σ键,不含孤对电子,故C、Si原子都是采取sp3杂化,甲烷分子的立体构型是正四面体。(2)Y元素最高价氧化物为CO2,其晶体类型为分子晶体。Z的最高价氧化物是SiO2,SiO2是原子晶体。(3)X的氧化物为H2O,Y的氧化物为CO2,H2O是极性分子,CO2是非极性分子,故分子极性较小的是CO2。(4)C、Si是同一主族元素,同一主族元素中元素的电负性随着原子序数的增大而减小,故电负性较大的是C。(5)W为Zn元素,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。
答案:(1)CH4 SiH4 sp3 sp3 正四面体
(2)分子 原子 (3)CO2 (4)C
(5)Zn 1s22s22p63s23p63d10
10.(13分)现有部分元素的原子结构特点如下表:
(1)画出W原子结构示意图:________。
(2)元素X与元素Z相比,非金属性较强的是________(填元素符号),写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式:________________________________。
(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物,其水溶液显强酸性,该化合物的化学式为______________。
(4)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q,元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的电子总数相等,以M为燃料,Q为氧化剂,可作火箭推进剂,最终生成无毒的,且在自然界中稳定存在的物质,写出该反应的化学方程式:_________。
解析:(1)W的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍,则次外层一定不是8个电子,所以W有2层电子,次外层也是第一层电子数是2,所以W是N元素,其原子结构示意图为。
(2)X的L层电子数是K层电子数的3倍,则L层有6个电子,所以X是O元素,Z的L层电子数是K层和M层电子数之和,K层有2个电子,L层有8个电子,所以M层有6个电子,所以Z是S元素,根据元素周期律可知,则O元素的非金属性较强,表示O比S非金属性强的化学方程式为S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( ))SO2,SO2中O显负价,S显正价(或2H2S+O2===2H2O+2S)。
(3)Y的核外电子层数等于原子序数,则Y是H元素,所以X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物,该离子化合物为铵盐,其水溶液显强酸性,说明该化合物在水溶液中可以电离产生氢离子,所以该化合物是硫酸氢铵,化学式为NH4HSO4。
(4)H与O形成1∶1的化合物是过氧化氢,含有18个电子,由题知N与H形成的化合物中也含有18个电子,该化合物是N2H4,N2H4与H2O2反应生成水和氮气,无污染,化学方程式为N2H4+2H2O2eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( ))N2+4H2O。
答案:(1)
(2)O S+O2eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( ))SO2(或2H2S+O2===2H2O+2S)
(3)NH4HSO4 (4)N2H4+2H2O2eq \(=====,\s\up7(点燃),\s\d5( ))N2+4H2O
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子第一至第四电离能如下:
I1=738 kJ·ml-1,I2=1 451 kJ·ml-1,I3=7 733kJ·ml-1,I4=10 540 kJ·ml-1
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
X
L层电子数是K层电子数的3倍
Y
核外电子层数等于原子序数
Z
L层电子数是K层和M层电子数之和
W
最外层电子数是次外层电子数的2.5倍
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