2022版高考化学一轮复习第9章物质结构与性质第1节原子结构与性质训练含解析

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第1节 原子结构与性质[A组·基础练习]1．电子构型为[Ar]3d54s2的元素属于下列哪一类元素　(　　)A．稀有气体　　　　 B．主族元素　　C．过渡元素　　　　 D．卤族元素【答案】C【解析】根据电子排布式知，该原子含有4个能层，所以位于第四周期，外围电子总数为7，即处于ⅦB族，故该元素位于第四周期第ⅦB族，是过渡元素，C正确。2．①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较正确的是(　　)A．第一电离能：④＞③＞②＞①B．原子半径：④＞③＞②＞①C．电负性：④＞③＞②＞①D．最高正化合价：④＞①＞③＝②【答案】A【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知①是S元素，②是P元素，③是N元素，④是F元素。同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p、P元素原子3p能级均容纳3个电子，为半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能N＞P，因此第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，A正确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径P＞S，N＞F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，B错误；同周期自左而右电负性增大，所以电负性P＜S，N＜F，N元素非金属性比S元素强，所以电负性S＜N，故电负性P＜S＜N＜F，即④＞③＞①＞②，C错误；最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，D错误。3．(2020·福建宁德期中联考)某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，在下列L层分布中正确的是(　　)A．　　　　 B．C．　　　　 D．【答案】D【解析】某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，那么核外的电子排布式为1s22s22p2。A项违背了能量最低原理；B项违背了洪特规则；C项违背了泡利不相容原理。 4．(2020·山东济南模拟)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示，单位为kJ·mol－1)。电离能I1I2I3I4…R7401 5007 70010 500…下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　)A．R元素的原子最外层共有4个电子　　B．R的最高正价为＋3价C．R元素位于元素周期表中第ⅡA族D．R元素基态原子的电子排布式一定为1s22s2【答案】 C【解析】从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，可失去2个电子，最高化合价为＋2价，即最外层应有2个电子，应为第ⅡA族元素，A、B均错误，C正确；R元素可能是Mg或Be，R元素基态原子的电子排布式不一定为1s22s2，D错误。5．下列有关能层、能级的认识正确的是(题中n表示能层序数)(　　)A．各能级s、p、d、f可容纳的电子数按顺序依次为1、3、5、7的二倍B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C．各能层含有的能级数为n－1D．各能层含有的电子数为2n2【答案】A【解析】各能层中的能级数等于其所处的能层数，即当n＝1时，他只有一个s能级，当n＝2时，含有两个能级分别为s、p能级，所以B、C错误；每个能层最多能填充2n2个电子，但不是一定含有2n2个电子，D错误。6．(2020·山东临沂质检)下列说法中，正确的是(　　)A．在周期表里，主族元素所在的族序数等于原子核外电子数B．在周期表里，元素所在的周期数等于原子核外电子层数C．最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子D．元素的原子序数越大，其原子半径也越大【答案】 B【解析】在周期表里，主族元素所在的族序数等于原子核外最外层电子数，A错误；最外层电子数为8的粒子可能为原子或离子，C错误；同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，若为同主族，则原子序数越大，半径越大，D错误。7．下列各组元素，按原子半径依次减小、电负性逐渐升高顺序排列的是(　　)A．K、Na、Li　　　　 B．Al、Mg、NaC．N、O、C　　　　 D．Cl、S、P【答案】A【解析】同一周期元素中，从左向右原子半径依次减小，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，同一主族中，从上向下原子半径依次增大，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以元素的非金属性越强，其电负性越大，元素的金属性越强，其电负性越小。[B组·提高练习]8．下列各项叙述中，正确的是(　　)A．铜原子电子排布式为[Ar]3d94s2B．价电子排布为3d104s1的元素位于第四周期ⅠA族，是s区元素C．硅有14种不同运动状态的电子D．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量【答案】C【解析】铜原子电子排布式为[Ar]3d104s1, A错误； 价电子排布为3d104s1的元素位于第四周期ⅠB族，是ds区元素，B错误；硅原子核外有14个电子，每个电子的运动状态不相同，C正确；在原子核外同一能层中不同轨道， p轨道电子能量高于s轨道电子能量， 若处于不同能层，则能层数越多，电子具有的能量就越高，D错误。9．(2020·河南郑州模拟)现有下列几组粒子：①N2、CO、C2H2；②NH、H3O＋、OH－；③C、O、CN－；④PO、SO、ClO。对上述四组粒子归类正确的是(　　)A．质子数相等、电子数和原子数不相等：①B．质子数和电子数相等、原子数不相等：②C．电子数相等、质子数和原子数不相等：③D．原子数和电子数相等、质子数不相等：④ 【答案】D【解析】①N2、CO、C2H2的质子数和电子数都等于14，原子数不相等，A错误；②NH、H3O＋、OH－的原子数和质子数不相等，电子数都为10，B错误；③C、O、CN－的原子数和电子数都相等，质子数不相等，C错误。10．表中①～⑥为短周期元素及相应部分原子半径的数据。下列说法正确的是(　　)元素性质元素编号①②③④⑤⑥原子半径/nma0.075b0.110cd最高化合价＋6＋5 ＋5 ＋7最低化合价－2－3－2－3－1－1A．元素①的最外层电子排布为2s22p4B．元素②氢化物与元素⑥氢化物反应形成化合物中只有共价键C．原子半径：a>d>b>cD．非金属性：元素⑤>元素④>元素①【答案】C【解析】由表格数据可推知①～⑥分别为S、N、O、P、F、Cl元素。S元素的最外层电子排布为3s23p4，A错误；N元素的氢化物为氨气，Cl元素的氢化物为HCl，氨气与氯化氢反应生成氯化铵，氯化铵中含有离子键和极性键，B错误；同一周期，从左到右，非金属性逐渐增强；同一主族，从上到下，非金属性逐渐减弱，非金属性F最强，P最弱，即非金属性：元素⑤>元素①>元素④，D错误。11．(2020·山东烟台月考)X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是(　　)A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp2杂化B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<YC．ZO的空间构型为平面三角形D．MZ2仅含离子键，可用于制备乙炔【答案】C【解析】根据题意可推出X为Be元素，Y为B元素，Z为C元素，Q为F元素，E为K元素，M为Ca元素。EYQ4即KBF4，阴离子BF的价层电子对数为4＋(3＋1－4)＝4，且无孤电子对，杂化方式为sp3杂化，A错误；MZ2即CaC2，既含离子键，又含共价键，可用于制备乙炔，D错误。12．短周期主族元素W、Q、X、Y、Z的原子序数依次增大，灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间，一种制备晶体Y的路线如下图所示，通常状态下YW4呈气态。下列说法正确的是(　　)A．元素的电负性：W>Q>ZB．YQ2中Y为sp杂化，YQ2为直线形分子C．简单离子半径：Z>X>QD．氢化物的稳定性：Q>Z>Y【答案】D【解析】根据“灰黑色晶体Y的导电性介于导体和绝缘体之间”可判断Y是硅元素，硅元素的常见化合价为＋4，则“YQ2”中的Q元素显－2价，结合Q的原子序数小于硅可判断Q是氧元素，由“通常状态下YW4呈气态”和W的原子序数小于氧，判断W是氢元素；结合“WZ溶液”和Z的原子序数大于硅判断Z是氯元素，硅元素还可以显－4价，则“X2Y”中X元素显＋2价，结合X的原子序数介于氧和硅之间可判断X是镁元素。电负性：O>Cl>H，A错误；“YQ2”是SiO2，Si原子为sp3杂化，SiO2为原子晶体，B错误；离子半径：Cl－>O2－>Mg2＋，C错误。13．A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如下表：元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反G基态原子核外有7个能级且最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素请用化学用语填空：(1)A元素位于元素周期表第______周期第__族；B元素和C元素的第一电离能比较，较大的是______(填元素符号，下同)；C元素和F元素的电负性比较，较小的是____________。(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为____________，B元素所形成的单质分子中σ键与π键数目之比为________。(3)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是________________，F元素原子的价电子的轨道表示式是________________，H元素的基态原子核外电子排布式是__。(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为__________________________；与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性，写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：_________________________。【答案】(1)2　ⅣA　N　Cl(2)三角锥形　1∶2(3)　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(4)2Fe3＋＋Cu══2Fe2＋＋Cu2＋　Be(OH)2＋2NaOH══Na2BeO2＋2H2O【解析】A的原子核外有6种不同运动状态的电子，即核外共有6个电子，A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等，则核外电子排布式为1s22s22p4，C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大，故B是氮元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1，是铝元素。D的原子半径在同周期元素中最大，且D的原子序数比C大比E小，故D是钠元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，说明p轨道上有5个电子，是氯元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，是铁元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素，是铜元素。14．(1)下列N原子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别是______、______(填字母)。(2)基态铜原子有______种不同运动状态的电子，基态Cu原子的价电子排布式为__________，二价铜离子的电子排布式为______________。(3)铜在元素周期表中位置是____________，属于周期表的____区。(4)铜能与类卤素(CN)2反应生成Cu(CN)2,1 mol (CN)2分子中含有π键的数目为________。(5)CuO在加热条件下容易转化为Cu2O，从原子结构的角度解释原因：________________________。【答案】(1)D　C(2)29　3d104s1　1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)(3)第四周期第ⅠB族　ds　(4)4NA(5)Cu＋外围电子3d10轨道全充满，稳定；Cu2＋外围电子3d9，轨道电子为非全充满状态，不稳定