统考版高考化学复习高频考点分层集训第十二单元物质结构与性质课练37原子结构与性质含答案

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（1）锰元素在周期表中的位置为 ；属于 区元素（填“s”“p”“d”“ds”或“f”）。
（2）基态铬原子的电子排布式为 ，与铬同周期的所有元素的基态原子中，最外层电子数与铬原子相同的有 。
（3）基态Fe原子中，电子占据的最高能层的符号为 ，该能层具有的原子轨道数为 ，电子数为 。
（4）As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为 ，第一电离能由大到小的顺序为 。
（5）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：
铜的第一电离能（I1）小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能（I2）却大于锌的第二电离能，其主要原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
2.下表为元素周期表前三周期的一部分：
（1）X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较 > （填化学式），原因是______________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）X的基态原子的电子排布图（轨道表示式）是 （填序号）。
另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合 （填选项字母）。
A．能量最低原理
B．泡利不相容原理
C．洪特规则
（3）以上五种元素中， （元素符号）元素第一电离能最大。
（4）由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M（组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10），反应过程如图所示，该反应的化学方程式为________________________________。
3.（1）C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。
①Si位于元素周期表第 周期 族。
②N的基态原子核外电子排布式为 ；Cu的基态原子最外层有 个电子。
③用“>”或“”或“”“Se>As Br>As>Se （5）Cu失去一个电子变成电子排布为[Ar]3d10的Cu＋，能量较低，结构稳定，所以Cu的第二电离能相对较大（或Zn失去一个电子变成电子排布为[Ar]3d104s1的Zn＋，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小。或Cu原子失去一个电子后，核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大）
解析：（1）Mn的原子序数为25，Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，位于第四周期ⅦB族，属于d区元素。（2）基态铬原子核外有24个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，第四周期最外层电子数为1的原子还有K、Cu。（3）基态Fe原子核外有4个电子层，电子占据的最高能层为第四层，符号为N。该能层有s、p、d、f四个能级，原子轨道数为1＋3＋5＋7＝16。其价层电子排布式为3d64s2，故N层的电子数为2。（4）同周期元素从左到右（稀有气体除外）电负性逐渐增大，故电负性为Br>Se>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于As的4p能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于Se，故第一电离能为Br>As>Se。（5）根据Cu、Zn失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较Cu、Zn的第二电离能。
2．答案：（1）NH3 PH3 氮元素的非金属性（或电负性）比磷强（或者是N—H键的键长比P—H键的短） （2）② C （3）Ne （4）2NH3＋3F2===6HF＋N2
解析：根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。（1）X、W的氢化物分别为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。（2）当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的轨道表示式为。（3）原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。（4）根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，反应的化学方程式为2NH3＋3F2===6HF＋N2。
3．答案：（1）①三 ⅣA ②1s22s22p3 1 ③> < > < （2）①Al
②1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 ③CD
解析：（1）①Si是14号元素，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族。②N是7号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p3；Cu是29号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故最外层有1个电子。③同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，故原子半径：Al>Si；同周期元素，原子序数越大（稀有气体除外），电负性越大，故电负性：NSi—Si键，故熔点：金刚石>晶体硅；CH4和SiH4都是分子晶体，且两者结构相似，SiH4的相对分子质量大，故沸点：CH4 B
解析：（1）CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，3d10为稳定结构，所以在高温时能生成Cu2O。（2）若“Si—H”中共用电子对偏向氢原子，说明硅显正价，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，硒的氢化物中硒显负价，所以电负性为Se>Si；在第三周期元素中，钠原子失去1个电子后，就已经达到稳定结构，所以钠的第二电离能较大；镁原子最外层为2个电子，失去2个电子后为稳定结构，所以镁的第二电离能较小；铝原子最外层有3个电子，失去2个电子后还未达稳定结构，而铝的金属性比镁弱，所以第二电离能比镁略高；硅原子最外层的3p轨道有2个电子，全部失去后，留下的3s轨道上有2个电子，相对较稳定，所以硅的第二电离能比铝要低；磷、硫非金属性逐渐增强，第二电离能也增大，由于硫失去1个电子后，3p轨道上是3个电子，是较稳定结构，所以硫的第二电离能要高于氯；综上分析，a代表第二电离能I2、b代表第三电离能I3、c代表第一电离能I1。
5．答案：（1）B和Al p （2）2s22p1 －3价 3 （3）离子键、共价键 直线形 （4）D
解析：Q元素的I4≫I3，Q元素的原子最外层有3个电子，Q处于ⅢA族；R元素的I2≫I1，R元素的原子最外层有1个电子，R处于ⅠA族；S元素的I4≫I3，S元素的原子最外层有3个电子，S处于ⅢA族；T、U元素的I1～I5没有突变，T、U的最外层电子数至少5个。
（1）根据上述分析，这五种元素中，最可能处于同一族的两种元素是Q和S，Q和S都处于ⅢA族，Q的I1大于S的I1，Q为B元素，S为Al元素。最可能处于同一族的两种元素是B和Al。S为Al元素，基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，最后一个电子填入3p能级，Al是p区元素。（2）Q为B元素，B原子核外有5个电子，基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1，基态B原子的价电子排布式为2s22p1。Q的化合价为＋3价，根据化合物中元素的正、负化合价代数和为0，QT中T元素的化合价为－3价。Q属于第二周期，Q和T同周期，T也属于第二周期，T为N元素，第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O，共3种元素。（3）R为ⅠA族元素，R原子核外电子数大于5，R为Na元素；T为N元素，RT3为NaN3，其中含有离子键和共价键。NaN3中阴离子为N eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) ，N eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) 与CO2互为等电子体，CO2为直线形，则N eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(3)) 也为直线形。（4）U的最外层电子数至少5个，U不可能是ⅠA～ⅣA族元素，U的第一电离能较大，U可能是0族元素，化学性质和物理性质最像U元素的是氦，D项正确。
6．答案：（1）K F Ar （2）HClO4 KOH Al（OH）3 （3）HBr （4）镁的外围电子为3s2，处于全满状态，是相对稳定结构
解析：由元素在周期表中的位置可知，①是N、②是F、③是Na、④是Mg、⑤是Al、⑥是Si、⑦是S、⑧是Cl、⑨是Ar、⑩是K、⑪是Ca、⑫是Br。（1）同周期自左向右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能降低，故第一电离能最小的是K；同周期自左向右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故电负性最大的是F；最不活泼的元素是0族元素单质Ar。（2）F没有正化合价，没有含氧酸，除F外Cl元素的非金属性最强，HClO4的酸性最强；K元素金属性最强，故KOH的碱性最强；Al（OH）3是两性氢氧化物。（3）表中ⅦA族元素中非金属性F>Cl>Br，故最不稳定的氢化物是HBr。（4）镁的外围电子排布式为3s2，处于全满状态，是相对稳定的结构，第一电离能高于同周期相邻元素。
7．答案：（1）H O Al S K （2）KAl（SO4）2·12H2O 作净水剂 （3）1s22s22p63s23p1
（4） （5）> >
解析：A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能逐渐减小，故B（氧）的电负性大于D（硫）的，E（钾）的第一电离能小于钠的，故钠的第一电离能小于C（铝）的，即第一电离能Al>K。电离能/（ kJ·ml－1）
I1
I2
铜
746
1 958
锌
906
1 733
原子半径
电负性
熔点
沸点
Al Si
N O
金刚石 晶体硅
CH4 SiH4
电离能
I1
I2
I3
I4
……
In/（kJ·ml－1）
578
1 817
2 745
11 578
……
元素代号
I1
I2
I3
I4
I5
Q
800.6
2 427.1
3 659.7
25 025.8
32 826.7
R
495.8
4 562
6 910.3
9 543
13 354
S
577.5
1 816.7
2 744.8
11 577
14 842
T
1 402.3
2 856
4 578.1
7 475.0
9 444.9
U
2 080.7
3 952.3
6 122
9 371
12 177
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
①
②
3
③
④
⑤
⑥
⑦
⑧
⑨
4
⑩
⑪
⑫