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2020-2021学年第一章 原子结构与性质本章综合与测试精练
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这是一份2020-2021学年第一章 原子结构与性质本章综合与测试精练，共9页。试卷主要包含了原子序数为83的元素位于，下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
第一章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 Si 28 P 31 Cl 35.5
一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)
1.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以红光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
答案A
解析霓虹灯管通电,灯管发出红色光的原因是电子从激发态(高能量态)跃迁到基态(低能量态)时释放的能量以红光的形式表现出来。
2.在学习核外电子排布的知识时,甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧:甲组认为第三周期元素的基态原子中不可能出现d电子,而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子。下列可作为甲组论据的是( )
A.能量守恒原理
B.泡利原理
C.洪特规则
D.3d能级能量比4s能级高
答案D
解析第三周期元素的原子只有3个电子层,因为3d能级能量比4s能级高,3d能级中的电子必然在4s能级填满电子后才能填充,故当填充3d能级时电子层已变为了4层。
3.下列原子的价层电子排布式或价层电子轨道表示式中,①②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是( )
A.氮原子:
B.钠原子:①3s1 ②3p1
C.铬原子:①3d54s1 ②3d44s2
D.碳原子:
答案A
解析A项中,状态②的2p能级半充满,能量相对较低。
4.原子序数为83的元素位于:①第五周期 ②第六周期 ③第ⅣA族 ④第ⅤA族 ⑤第ⅡB族,其中正确的组合是( )
A.①④ B.②③
C.②④ D.①⑤
答案C
解析根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时,可以依据其原子结构示意图或电子排布式,根据电子层数确定其所在周期,根据最外层电子数确定其所在族。另外用0族元素定位法更为方便,即根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡,83号元素比氡的原子序数小3,故该元素在周期表中的位置应该是氡左移3个格,即第六周期第ⅤA族。
5.当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,以下认识正确的是( )
A.此过程中,镁原子由基态转化成激发态,这一过程吸收能量
B.此过程中,镁原子由激发态转化成基态,这一过程释放能量
C.转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,且自旋相同
D.转化后镁原子与硅原子电子层结构相同,化学性质相似
答案A
解析1s22s22p63s2为基态Mg原子的电子排布式,1s22s22p63p2为激发态Mg原子的电子排布式,A项正确,B项错误;根据洪特规则,转化后位于p能级上的两个电子应处于两个轨道且自旋相同,C项错误;转化后的镁原子(核外有12个电子)与硅原子(核外有14个电子)电子层结构不同,D项错误。
6.下列说法正确的是( )
A.Na、Mg、Al的第一电离能依次增大
B.V、Cr、Mn的最外层电子数依次增多
C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小
D.O、F、Ne的电负性逐渐增大
答案C
解析同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但由于Mg原子的3p能级为全空的稳定状态,所以Mg元素的第一电离能比Al的大,A错误;V、Mn原子的最外层电子数都是2,而Cr原子3d、4s能级处于半充满的稳定状态,最外层电子只有1个,B错误;S2-、Cl-、K+是电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小,C正确;O、F的电负性逐渐增大,而Ne的原子轨道处于全充满的稳定状态,不用电负性衡量其性质,D错误。
7.某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是( )
A.X元素可能为+4价
B.X可能为非金属
C.X为第五周期元素
D.X与氟反应时最可能生成的阳离子为X3+
答案D
解析由图像可知,该元素的I4≫I3,故该元素最外层有3个电子,易形成+3价阳离子,A、B两项错误,D项正确;无法确定该元素是否位于第五周期,C项错误。
8.X和Y是原子序数大于4的短周期元素,Xm+和Yn-两种离子的核外电子排布相同,下列说法中正确的是( )
A.X的原子半径比Y的小
B.X和Y的核电荷数之差为(m-n)
C.电负性X>Y
D.第一电离能X
解析Xm+与Yn-的核外电子排布相同,核电荷数之差为(m+n),质子数X>Y;在元素周期表中,X位于Y的左下方,原子半径X>Y;X比Y更易失电子,第一电离能X
A.R的氧化物都能溶于水
B.R的最高价氧化物对应水化物的化学式都是H2RO3
C.R都是非金属元素
D.R的氧化物都能与NaOH溶液反应
答案C
解析由短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子可知,可能存在两种情况:p能级上只有两个电子,为第ⅣA族元素;p能级上有4个电子,为第ⅥA族元素。第ⅣA族元素Si的氧化物SiO2难溶于水,A错;第ⅣA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO3,但第ⅥA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO4,B错;短周期第ⅥA族和第ⅣA族的元素均为非金属元素,C正确;R的氧化物如CO与NaOH溶液不反应,D错。
10.不能说明X的电负性比Y的电负性大的是( )
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其气态氢化物中置换出来
答案C
解析电负性的大小和非金属性的强弱变化规律一致,因而可根据元素非金属性的强弱判断。X的电负性比Y大,表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D均能说明X的非金属性比Y强,原子最外层电子数的多少不能决定元素得失电子的能力。
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题4分,共20分)
11.已知M元素原子的价层电子排布式为3s23p1,短周期元素L的原子最外层p轨道为半充满状态,下列叙述错误的是( )
A.M为金属元素,L为非金属元素
B.M与L为同周期元素
C.L的电负性大于M
D.M的第一电离能大于L
答案BD
解析由已知信息可得M为铝元素,L为氮元素或磷元素,故A、C项均正确,B错误。第一电离能:N>P>Al,故D项错误。
12.图中三条曲线表示C、Si、P元素四级电离能的变化趋势。下列说法正确的是( )
A.电负性:c>b>a
B.最简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.第五电离能:a>c>b
D.最简单氢化物的沸点:a>b>c
答案C
解析根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律,结合电离能变化规律可知,a、c为同一主族元素,则a是碳元素,b是磷元素,c是硅元素。元素的非金属性越强,其电负性就越大,由于元素的非金属性:C>Si,所以元素的电负性:C>Si,A错误;元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性:C>Si,所以最简单氢化物的稳定性:C>Si,B错误;C、Si失去4个电子后达到稳定状态,能量更低,再失去1个电子消耗能量大,故第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后最外层为3s1状态,第四电离能与第五电离能相差不大,所以元素的第五电离能:C>Si>P,C正确;对于组成与结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点就越高,由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4且PH3是极性分子,所以最简单气态氢化物的沸点:PH3>SiH4>CH4,D错误。
13.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布的基态原子中,①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.下列基态原子的价层电子排布:①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,对应的第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D.X元素的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+
答案D
解析A项均为主族元素的原子,最外层电子数相同时电子层数越多半径越大,相同数目电子层时最外层电子数越少,半径越大,A项说法正确;B项中四种元素均为第三周期元素,由电离能的变化规律及核外电子的排布情况可知,③中3p能级半充满,第一电离能最大,B项说法正确;元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱,在元素周期表中,同一周期从左到右(稀有气体除外),元素的电负性逐渐增大,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,故C项说法正确;D项,判断电离能与元素化合价的关系,关键看各级电离能之间的差值大小,n和(n+1)两级电离能差值大,说明失去第(n+1)个电子的难度增大,由此可判断出该离子所带的电荷数,所以X元素最有可能生成的阳离子是X2+,D项说法错误。
14.下列说法正确的是( )
A.电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中,基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素只有1种
C.核电荷数为26的元素,基态原子核外价层电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含未成对电子
答案BC
解析电子由激发态跃迁到基态时,会产生发射光谱,电子由基态跃迁到激发态时,会产生吸收光谱,吸收光谱与发射光谱总称原子光谱,A项错误;该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级,即4s1,该原子4s能级未填满,情况之一是按照能级顺序正常填充的结果:1s22s22p63s23p64s1,为K元素,情况之二是按照洪特规则的特例填充的结果:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为24Cr和29Cu,位于d区的只有Cr元素,B项正确;Fe原子3d能级上有6个电子,4s能级上有2个电子,Fe原子价层电子轨道表示式为,C项正确;每个原子轨道最多容纳2个电子,核外电子数为奇数的基态原子,原子轨道中一定有未成对电子,D项错误。
15.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是( )
A.电负性:Y>Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.元素Y、Z、M的第一电离能:Y>M>Z
答案CD
解析由图示关系可知,X为氦元素,Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。A项,元素的电负性关系为F>Cl>S,故不正确;B项,离子半径关系为S2->Cl->F-,故不正确;C项,SCl2的电子式为 ··Cl······S······Cl······,故正确;D项,元素第一电离能大小关系为F>Cl>S,正确。
三、非选择题(本题包括5个小题,共60分)
16.(12分)(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道,则X元素是 ;其基态原子的轨道表示式为 。
(2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子,则R元素可能是 。
(3)Y元素原子的核电荷数为33,则其基态原子的价层电子排布式为 ,其位于元素周期表中的 ,属于 区元素。
答案(每空2分)(1)C(或碳)
(2)Al或Cl
(3)4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
解析(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2,是C元素。
(2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子排布式可能为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。
(3)Y元素原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规律可知,Y元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,价层电子排布式为4s24p3,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,属于p区元素。
17.(8分)(1)S的基态原子有 个未成对电子;Si的基态原子电子排布式为 。
(2)31Ga基态原子的电子排布式为 。
(3)基态硼原子的电子排布式为 。
(4)基态Cu+的电子排布式为 。
(5)XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Y元素基态原子的电子排布式是 。
(6)基态Fe原子有 个未成对电子,基态Fe3+的电子排布式为 。
答案(每空1分)(1)2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(3)1s22s22p1或[He]2s22p1
(4)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(5)1s22s22p4或[He]2s22p4
(6)4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
解析(1)基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,根据洪特规则和泡利原理可知基态S原子的核外有2个未成对电子;依据能量最低原理、洪特规则和泡利原理,14号元素Si的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
(2)Ga是31号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。
(3)硼原子的核外电子数是5,则基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。
(4)Cu为29号元素,Cu+核外有28个电子,按照核外电子排布规律可知,基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(5)根据题意可知,X为N元素,Y为O元素,O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4。
(6)Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,3d能级上有4个未成对电子,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
18.(10分)下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式: 。
(2)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的原因: 。
(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是 (填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是 (填元素符号)。
(Ⅱ)
答案(每空2分)(1)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
(2)电子从能量较高的原子轨道跃迁到能量较低的原子轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d能级为半充满状态,比较稳定
(4)2 (5)Al
解析(1)由元素在元素周期表中的位置可知n为钾元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是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)第三周期元素中电负性最大的元素是Cl,第三周期元素形成的单质只有Cl2和Ar在常温下是气态,Cl2的相对分子质量大于Ar,故Cl2的熔点高于Ar。
19.(12分)有A、B、C、D、E、F、G 七种前四周期元素,G的原子序数最大。已知:A、B、C三种元素的原子次外层电子排布都是(n-1)s2(n-1)p6;D、E、F三种元素的原子序数分别等于A、B、C的最外层电子数;G元素原子的最外层电子数和A相同,内层均填满电子;C的气态单质在标准状况下的密度为3.17 g·L-1;A与C能形成离子化合物AC,A离子比C离子少一个能层;E原子的最外电子层中p能级的电子数等于前一能层的电子总数。
回答下列问题:
(1)上述元素的基态原子中,含有2个未成对电子的元素是 (填元素符号);它们位于元素周期表的 区。
(2)A与D能形成离子化合物AD,则AD的电子式是 。
(3)C元素基态原子的价层电子排布式为 ;F元素基态原子最外层电子的轨道表示式为 ;G元素基态原子的电子排布式为 。
答案(每空2分)(1)C、S p (2)Na+[··H]-
(3)3s23p5 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
解析根据A、B、C次外层电子排布可知,A、B、C都属于第三周期元素;根据D、E、F原子序数分别等于A、B、C最外层电子数,可知D、E、F属于第一或第二周期元素;根据C的气态单质在标准状况下的密度可知,C的气态单质的摩尔质量为3.17 g·L-1×22.4 L·mol-1≈71 g·mol-1,则C为氯元素,由离子化合物AC可知A为钠元素,则D为氢元素,F为氮元素;根据G元素原子最外层电子数与A相同,且内层均填满电子,可知G为铜元素;根据E原子最外电子层中p能级电子数等于前一能层电子总数,可知E为碳元素,则B为硫元素。据此可以确定相关问题的答案。
20.(18分)根据下列一部分元素周期表中的信息,回答有关问题:
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
2
a
b
c
d
3
e
f
g
h
i
j
k
l
(1)在上表中,第一电离能最小的元素是 (写元素名称,下同),电负性最大的元素是 。
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中, 酸性最强(写出化学式,下同), 碱性最强。
(3)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性,则该元素是 (填对应的字母),该元素与c元素形成的化合物能否与NaOH溶液反应(若能,写出相应的离子方程式;若不能,则填“否”) 。
(4)在e~k元素的原子中,原子半径最小的是 (填元素符号),其价层电子排布式为 ;未成对电子数最多的是 (填元素符号),其最高价氧化物对应水化物的化学式为 ;有两个未成对电子的元素是 (填元素符号),第三周期中离子半径最小的是 (填离子符号),该离子的电子排布式为 。
(5)在上表所列元素的原子中电子所排布的能级数目相同的有 。
①a和b ②b和c ③f和g ④i和l
答案(除有标注的外,每空1分)(1)钠 氟
(2)HClO4 NaOH
(3)g Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O(2分)
(4)Cl 3s23p5 P H3PO4 Si、S(2分) Al3+ 1s22s22p6
(5)①②④(3分)
第一章测评
(时间:90分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 Si 28 P 31 Cl 35.5
一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)
1.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以红光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
答案A
解析霓虹灯管通电,灯管发出红色光的原因是电子从激发态(高能量态)跃迁到基态(低能量态)时释放的能量以红光的形式表现出来。
2.在学习核外电子排布的知识时,甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧:甲组认为第三周期元素的基态原子中不可能出现d电子,而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子。下列可作为甲组论据的是( )
A.能量守恒原理
B.泡利原理
C.洪特规则
D.3d能级能量比4s能级高
答案D
解析第三周期元素的原子只有3个电子层,因为3d能级能量比4s能级高,3d能级中的电子必然在4s能级填满电子后才能填充,故当填充3d能级时电子层已变为了4层。
3.下列原子的价层电子排布式或价层电子轨道表示式中,①②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是( )
A.氮原子:
B.钠原子:①3s1 ②3p1
C.铬原子:①3d54s1 ②3d44s2
D.碳原子:
答案A
解析A项中,状态②的2p能级半充满,能量相对较低。
4.原子序数为83的元素位于:①第五周期 ②第六周期 ③第ⅣA族 ④第ⅤA族 ⑤第ⅡB族,其中正确的组合是( )
A.①④ B.②③
C.②④ D.①⑤
答案C
解析根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时,可以依据其原子结构示意图或电子排布式,根据电子层数确定其所在周期,根据最外层电子数确定其所在族。另外用0族元素定位法更为方便,即根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡,83号元素比氡的原子序数小3,故该元素在周期表中的位置应该是氡左移3个格,即第六周期第ⅤA族。
5.当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,以下认识正确的是( )
A.此过程中,镁原子由基态转化成激发态,这一过程吸收能量
B.此过程中,镁原子由激发态转化成基态,这一过程释放能量
C.转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道,且自旋相同
D.转化后镁原子与硅原子电子层结构相同,化学性质相似
答案A
解析1s22s22p63s2为基态Mg原子的电子排布式,1s22s22p63p2为激发态Mg原子的电子排布式,A项正确,B项错误;根据洪特规则,转化后位于p能级上的两个电子应处于两个轨道且自旋相同,C项错误;转化后的镁原子(核外有12个电子)与硅原子(核外有14个电子)电子层结构不同,D项错误。
6.下列说法正确的是( )
A.Na、Mg、Al的第一电离能依次增大
B.V、Cr、Mn的最外层电子数依次增多
C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小
D.O、F、Ne的电负性逐渐增大
答案C
解析同一周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但由于Mg原子的3p能级为全空的稳定状态,所以Mg元素的第一电离能比Al的大,A错误;V、Mn原子的最外层电子数都是2,而Cr原子3d、4s能级处于半充满的稳定状态,最外层电子只有1个,B错误;S2-、Cl-、K+是电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小,C正确;O、F的电负性逐渐增大,而Ne的原子轨道处于全充满的稳定状态,不用电负性衡量其性质,D错误。
7.某元素X的逐级电离能如图所示,下列说法正确的是( )
A.X元素可能为+4价
B.X可能为非金属
C.X为第五周期元素
D.X与氟反应时最可能生成的阳离子为X3+
答案D
解析由图像可知,该元素的I4≫I3,故该元素最外层有3个电子,易形成+3价阳离子,A、B两项错误,D项正确;无法确定该元素是否位于第五周期,C项错误。
8.X和Y是原子序数大于4的短周期元素,Xm+和Yn-两种离子的核外电子排布相同,下列说法中正确的是( )
A.X的原子半径比Y的小
B.X和Y的核电荷数之差为(m-n)
C.电负性X>Y
D.第一电离能X
解析Xm+与Yn-的核外电子排布相同,核电荷数之差为(m+n),质子数X>Y;在元素周期表中,X位于Y的左下方,原子半径X>Y;X比Y更易失电子,第一电离能X
A.R的氧化物都能溶于水
B.R的最高价氧化物对应水化物的化学式都是H2RO3
C.R都是非金属元素
D.R的氧化物都能与NaOH溶液反应
答案C
解析由短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子可知,可能存在两种情况:p能级上只有两个电子,为第ⅣA族元素;p能级上有4个电子,为第ⅥA族元素。第ⅣA族元素Si的氧化物SiO2难溶于水,A错;第ⅣA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO3,但第ⅥA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO4,B错;短周期第ⅥA族和第ⅣA族的元素均为非金属元素,C正确;R的氧化物如CO与NaOH溶液不反应,D错。
10.不能说明X的电负性比Y的电负性大的是( )
A.与H2化合时X单质比Y单质容易
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多
D.X单质可以把Y从其气态氢化物中置换出来
答案C
解析电负性的大小和非金属性的强弱变化规律一致,因而可根据元素非金属性的强弱判断。X的电负性比Y大,表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D均能说明X的非金属性比Y强,原子最外层电子数的多少不能决定元素得失电子的能力。
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题4分,共20分)
11.已知M元素原子的价层电子排布式为3s23p1,短周期元素L的原子最外层p轨道为半充满状态,下列叙述错误的是( )
A.M为金属元素,L为非金属元素
B.M与L为同周期元素
C.L的电负性大于M
D.M的第一电离能大于L
答案BD
解析由已知信息可得M为铝元素,L为氮元素或磷元素,故A、C项均正确,B错误。第一电离能:N>P>Al,故D项错误。
12.图中三条曲线表示C、Si、P元素四级电离能的变化趋势。下列说法正确的是( )
A.电负性:c>b>a
B.最简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.第五电离能:a>c>b
D.最简单氢化物的沸点:a>b>c
答案C
解析根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律,结合电离能变化规律可知,a、c为同一主族元素,则a是碳元素,b是磷元素,c是硅元素。元素的非金属性越强,其电负性就越大,由于元素的非金属性:C>Si,所以元素的电负性:C>Si,A错误;元素的非金属性越强,其最简单气态氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性:C>Si,所以最简单氢化物的稳定性:C>Si,B错误;C、Si失去4个电子后达到稳定状态,能量更低,再失去1个电子消耗能量大,故第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后最外层为3s1状态,第四电离能与第五电离能相差不大,所以元素的第五电离能:C>Si>P,C正确;对于组成与结构相似的物质来说,相对分子质量越大,分子间作用力越大,物质的熔、沸点就越高,由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4且PH3是极性分子,所以最简单气态氢化物的沸点:PH3>SiH4>CH4,D错误。
13.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布的基态原子中,①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.下列基态原子的价层电子排布:①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,对应的第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D.X元素的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3+
答案D
解析A项均为主族元素的原子,最外层电子数相同时电子层数越多半径越大,相同数目电子层时最外层电子数越少,半径越大,A项说法正确;B项中四种元素均为第三周期元素,由电离能的变化规律及核外电子的排布情况可知,③中3p能级半充满,第一电离能最大,B项说法正确;元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱,在元素周期表中,同一周期从左到右(稀有气体除外),元素的电负性逐渐增大,同一主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,故C项说法正确;D项,判断电离能与元素化合价的关系,关键看各级电离能之间的差值大小,n和(n+1)两级电离能差值大,说明失去第(n+1)个电子的难度增大,由此可判断出该离子所带的电荷数,所以X元素最有可能生成的阳离子是X2+,D项说法错误。
14.下列说法正确的是( )
A.电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中,基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素只有1种
C.核电荷数为26的元素,基态原子核外价层电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含未成对电子
答案BC
解析电子由激发态跃迁到基态时,会产生发射光谱,电子由基态跃迁到激发态时,会产生吸收光谱,吸收光谱与发射光谱总称原子光谱,A项错误;该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级,即4s1,该原子4s能级未填满,情况之一是按照能级顺序正常填充的结果:1s22s22p63s23p64s1,为K元素,情况之二是按照洪特规则的特例填充的结果:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为24Cr和29Cu,位于d区的只有Cr元素,B项正确;Fe原子3d能级上有6个电子,4s能级上有2个电子,Fe原子价层电子轨道表示式为,C项正确;每个原子轨道最多容纳2个电子,核外电子数为奇数的基态原子,原子轨道中一定有未成对电子,D项错误。
15.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是( )
A.电负性:Y>Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.元素Y、Z、M的第一电离能:Y>M>Z
答案CD
解析由图示关系可知,X为氦元素,Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。A项,元素的电负性关系为F>Cl>S,故不正确;B项,离子半径关系为S2->Cl->F-,故不正确;C项,SCl2的电子式为 ··Cl······S······Cl······,故正确;D项,元素第一电离能大小关系为F>Cl>S,正确。
三、非选择题(本题包括5个小题,共60分)
16.(12分)(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道,则X元素是 ;其基态原子的轨道表示式为 。
(2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子,则R元素可能是 。
(3)Y元素原子的核电荷数为33,则其基态原子的价层电子排布式为 ,其位于元素周期表中的 ,属于 区元素。
答案(每空2分)(1)C(或碳)
(2)Al或Cl
(3)4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
解析(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2,是C元素。
(2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子排布式可能为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。
(3)Y元素原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规律可知,Y元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,价层电子排布式为4s24p3,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,属于p区元素。
17.(8分)(1)S的基态原子有 个未成对电子;Si的基态原子电子排布式为 。
(2)31Ga基态原子的电子排布式为 。
(3)基态硼原子的电子排布式为 。
(4)基态Cu+的电子排布式为 。
(5)XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Y元素基态原子的电子排布式是 。
(6)基态Fe原子有 个未成对电子,基态Fe3+的电子排布式为 。
答案(每空1分)(1)2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(3)1s22s22p1或[He]2s22p1
(4)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(5)1s22s22p4或[He]2s22p4
(6)4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
解析(1)基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,根据洪特规则和泡利原理可知基态S原子的核外有2个未成对电子;依据能量最低原理、洪特规则和泡利原理,14号元素Si的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
(2)Ga是31号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。
(3)硼原子的核外电子数是5,则基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。
(4)Cu为29号元素,Cu+核外有28个电子,按照核外电子排布规律可知,基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(5)根据题意可知,X为N元素,Y为O元素,O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4。
(6)Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,3d能级上有4个未成对电子,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
18.(10分)下表是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题:
(1)请写出n元素基态原子的电子排布式: 。
(2)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的原因: 。
(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难,其原因是 。
(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示,其中电负性最大的是 (填图中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示,则该元素是 (填元素符号)。
(Ⅱ)
答案(每空2分)(1)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1
(2)电子从能量较高的原子轨道跃迁到能量较低的原子轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d能级为半充满状态,比较稳定
(4)2 (5)Al
解析(1)由元素在元素周期表中的位置可知n为钾元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1。
(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是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)第三周期元素中电负性最大的元素是Cl,第三周期元素形成的单质只有Cl2和Ar在常温下是气态,Cl2的相对分子质量大于Ar,故Cl2的熔点高于Ar。
19.(12分)有A、B、C、D、E、F、G 七种前四周期元素,G的原子序数最大。已知:A、B、C三种元素的原子次外层电子排布都是(n-1)s2(n-1)p6;D、E、F三种元素的原子序数分别等于A、B、C的最外层电子数;G元素原子的最外层电子数和A相同,内层均填满电子;C的气态单质在标准状况下的密度为3.17 g·L-1;A与C能形成离子化合物AC,A离子比C离子少一个能层;E原子的最外电子层中p能级的电子数等于前一能层的电子总数。
回答下列问题:
(1)上述元素的基态原子中,含有2个未成对电子的元素是 (填元素符号);它们位于元素周期表的 区。
(2)A与D能形成离子化合物AD,则AD的电子式是 。
(3)C元素基态原子的价层电子排布式为 ;F元素基态原子最外层电子的轨道表示式为 ;G元素基态原子的电子排布式为 。
答案(每空2分)(1)C、S p (2)Na+[··H]-
(3)3s23p5 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
解析根据A、B、C次外层电子排布可知,A、B、C都属于第三周期元素;根据D、E、F原子序数分别等于A、B、C最外层电子数,可知D、E、F属于第一或第二周期元素;根据C的气态单质在标准状况下的密度可知,C的气态单质的摩尔质量为3.17 g·L-1×22.4 L·mol-1≈71 g·mol-1,则C为氯元素,由离子化合物AC可知A为钠元素,则D为氢元素,F为氮元素;根据G元素原子最外层电子数与A相同,且内层均填满电子,可知G为铜元素;根据E原子最外电子层中p能级电子数等于前一能层电子总数,可知E为碳元素,则B为硫元素。据此可以确定相关问题的答案。
20.(18分)根据下列一部分元素周期表中的信息,回答有关问题:
周期
族
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
2
a
b
c
d
3
e
f
g
h
i
j
k
l
(1)在上表中,第一电离能最小的元素是 (写元素名称,下同),电负性最大的元素是 。
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中, 酸性最强(写出化学式,下同), 碱性最强。
(3)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性,则该元素是 (填对应的字母),该元素与c元素形成的化合物能否与NaOH溶液反应(若能,写出相应的离子方程式;若不能,则填“否”) 。
(4)在e~k元素的原子中,原子半径最小的是 (填元素符号),其价层电子排布式为 ;未成对电子数最多的是 (填元素符号),其最高价氧化物对应水化物的化学式为 ;有两个未成对电子的元素是 (填元素符号),第三周期中离子半径最小的是 (填离子符号),该离子的电子排布式为 。
(5)在上表所列元素的原子中电子所排布的能级数目相同的有 。
①a和b ②b和c ③f和g ④i和l
答案(除有标注的外,每空1分)(1)钠 氟
(2)HClO4 NaOH
(3)g Al2O3+2OH-2AlO2-+H2O(2分)
(4)Cl 3s23p5 P H3PO4 Si、S(2分) Al3+ 1s22s22p6
(5)①②④(3分)
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