新高考化学一轮总复习练13第五章第13讲原子结构元素周期表含解析

第五章　原子结构　元素周期律 第13讲　原子结构　元素周期表

A组　基础必做题

1．(2021·湖南，7,3分)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2︰1的18e－分子。下列说法正确的是(　B　)

A．简单离子半径：Z>X>Y

B．W与Y能形成含有非极性键的化合物

C．X和Y的最简单氢化物的沸点：X>Y

D．由W、X、Y三种元素所组成化合物的水溶液均显酸性

[解析]　W为H，X为N，Y为O，Z为Na。A项，X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同，根据“径大序小”，简单离子半径：X>Y>Z，错误；B项，W与Y可形成H2O2，H2O2中含有非极性键，正确；C项，X和Y的最简单氢化物分别为NH3、H2O，常温下NH3为气体，H2O为液体，则沸点：NH3<H2O，错误；D项，W、X、Y三种元素可以组成NH3·H2O，其水溶液显碱性，错误。

2．元素周期表中第113号、115号、117号和118号元素的中文名称分别为(113Nh)、镆(115Mc)、(117Ts)、(118Og)。下列预测或说法肯定不合理的是(　B　)

A．元素Nh和Mc是金属元素，Ts和Og是非金属元素

B．Nh的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H3NhO3，是一种强酸

C．Mc的最高价阳离子为Mc5＋，氧化性比较弱

D．Og是第七周期中的最后一种元素，其原子序数是所有已发现元素中最大的

[解析]　根据四种元素的中文名称，结合金属和非金属的分界线，推测Nh和Mc应为金属元素，Ts和Og为非金属元素，故A正确；同主族元素从上到下金属性增强，则Nh的最高价氧化物对应的水化物应是一种碱，故B错误；Mc位于第ⅤA族，金属性较强，则最高价阳离子为Mc5＋，氧化性比较弱，故C正确；Og是第七周期中的最后一种元素，为0族元素，其原子序数是所有已发现元素中最大的，故D正确。

3．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　A　)

A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4

B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族

C．X元素所在周期中所含非金属元素最多

D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3

[解析]　Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，s能级最多容纳2个电子，故n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。

4．(2022·山东滨州高三检测)电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是(　C　)

①电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同　②电子排布在不同能级时，一定优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道　③电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反　④电子的排布一定遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”

A．①② B．②④

C．①③ D．②③④

[解析]　电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，即遵循洪特规则，①正确；电子排布在不同能级时，若电子先占据能量高的轨道，使高能级处于半充满或全充满的稳定状态，此时整个体系能量最低，这种情况为洪特规则特例，②、④错误；电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反，即遵循泡利原理，③正确。综上所述，C正确。

5．(2022·江西安福考试)(1)X表示原子：

①AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数N＝__A－x－n__。

②12C16O2分子中的中子数N＝__22__。

(2)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是：____。

(3)已知某粒子的结构示意图为，试回答：

①当x－y＝10时，该粒子为__原子__(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。

②写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式：__Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O__。

(4)现有我们熟悉的物质：H2O2、KCl、Na2SO4、Ar、Na2O2、HCl、O2等。

①其中只含离子键的是__KCl__，只含极性键的是__HCl__，既含离子键又含极性键的是__Na2SO4__，既含离子键又含非极性键的是__Na2O2__，不含化学键的是__Ar__。

②Na2O2的电子式为____，与水反应时断裂的化学键类型是__离子键和共价键__。

③用电子式表示下列化合物的形成过程：

H2S：____；

KCl：__―→K＋[︰︰]－__。

[解析]　(1)①AXn＋共有x个电子，则中性原子X的电子数为x＋n，即该阳离子的中子数N＝A－x－n；②12C16O2分子中的中子数为6＋8×2＝22。(2)设题给原子的核电荷数、质子数均为a，电子层数为x，最外层电子数为y，则a＝5x，a＝3y，则5x＝3y，x＝，因原子最外层电子数不超过8，即y为1～8的正整数，只有当y＝5，x＝3时合理。则该元素的核电荷数为15，其原子结构示意图为。(3)①当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，即该粒子应为原子；②y＝3和y＝7时该微粒分别为Al和Cl，最高价氧化物对应的水化物分别为Al(OH)3和HClO4，反应的离子方程式Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。(4)①H2O2含极性键和非极性键，KCl只含离子键，Na2SO4含离子键和极性键，单原子分子Ar不含任何化学键，Na2O2含离子键和非极性键，HCl只含极性键，O2只含非极性键。②Na2O2是由Na＋和O构成的离子化合物，电子式为，与水反应时，离子键和共价键均断裂。③H2S是共价化合物，KCl是离子化合物，书写电子式时阴离子需写出电荷数目，并用“[　]”括起来，书写KCl的形成过程需标出电子转移方向。

6．写出下列原子或离子的①电子排布式、②价电子排布图、③电子占的原子轨道数、④未成对电子数。

(1)N：①__1s22s22p3__；②____；③__5__；

④__3__。

(2)Cl：①__1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)__；

②____；③__9__；④__1__；

(3)Fe2＋：①__1s22s22p63s23p63d6(或[Ar]3d6)__；

②____；③__14__；④__4__。

(4)Cu：①__1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)__；

②____；③__15__；

④__1__。

(5)Se：①__1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)__；

②____；③__18__；④__2__。

(6)Br－：①__1s22s22p63s23p63d104s24p6(或[Ar]3d104s24p6)__；

②____；③__18__；④__0__。

B组　能力提升题

7．(2022·四川威远中学校月考)(双选)已知锰的核电荷数为25，下列有关基态锰原子核外电子排布正确的是(　BC　)

A．价层电子轨道表示式为

B．核外电子排布时，先排满4s轨道，再排3d轨道

C．锰原子失去电子形成Mn2＋时应先失去4s轨道上的电子

D．锰原子的2p和3p轨道的形状、能量均相同

[解析]　按洪特规则知，基态锰原子核外电子排布时，5个3d轨道上各有1个电子且自旋状态相同，价层电子轨道表示式为，A错误；4s轨道能量比3d轨道低，故核外电子排布时，先排满4s轨道，再排3d轨道，B正确；锰原子失去电子形成Mn2＋时应先失去4s轨道上的电子，C正确；锰原子的2p和3p轨道的形状均为哑铃形、能量高低则不同，2p轨道能量低于3p轨道，D错误。

8．(2022·黑龙江哈尔滨模拟)(双选)下列有关化学用语表示正确的是(　BC　)

A．钾离子的电子排布式：[Ar]4s1

B．基态氮原子的电子排布图：

C．水的电子式：

D．基态铬原子(24Cr)的价电子排布式：3d44s2

[解析]　K的原子序数为19，核内19个质子，核外19个电子，K＋表示失去最外层一个电子，核外只有18个电子，钾离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，故A错误；N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p轨道，基态氮原子的电子排布图为，故B正确；H2O中O原子与每个H原子形成一对共用电子对，只有共价键，电子式为，故C正确；电子排布处于全满或半满状态是稳定状态，则基态铬原子的价电子排布式为3d54s1，故D错误。

9．(2022·山东潍坊一模，5)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W原子的价电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示，下列说法正确的是(　C　)

A．原子半径：Z>Y>X

B．气态氢化物的稳定性：Y>Z

C．加热时该离子首先失去的组分是X2Z

D．两种配体中的键角：X2Z>YX3

[解析]　半径最小的原子为氢原子，则X为H；价电子排布为3d104s1，则W为Cu；Z最外层电子数为次外层电子数的三倍，则Z为O；由图可以看出，连接三个键的为N，即Y为N。原子半径大小为Y>Z>X，A项错误；非金属性O>N，则气态氢化物稳定性O>N，即Z>Y，B项错误；加热时先脱水，C项正确；水中O原子有两对孤电子对，NH3中N原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对对成键电子对排斥作用更明显，H2O键角<NH3键角，D项错误。

10．(2022·山东荷泽一模，3)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与Y形成的某一种化合物易生成二聚体，且X、Y两元素基态原子核外电子的空间运动状态相同，Z元素基态原子的最高能级电子数是Y元素基态原子最低能级电子数的一半，W在周期表中的周期数与族序数相等。下列有关说法正确的是(　D　)

A．X、Y、Z、W四种元素中，X的非金属性最强

B．简单离子的半径：Y>X>Z>W

C．X的气态氢化物与其最高价氧化物的水化物反应，生成物中只含共价键

D．X、Z、W元素的最高价氧化物的水化物之间可以相互反应

[解析]　由X与Y形成的某一化合物易生成二聚体知该化合物为NO2，X为N元素，Y为O元素；W的周期数与族序数相等且W为短周期元素，则W位于第三周期ⅢA族，是Al元素；Y的核外电子排布为1s22s22p4，最低能级电子数为2，则Z的最高能级电子数为1，且Z的原子序数比Y大，所以Z有三个电子层，Z为Na元素。N、O、Na、Al四种元素中，O元素非金属性最强，A项错误；简单离子分别为N3－、O2－、Na＋、Al3＋，四种离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”的规则，知四种离子的半径依次减小，即X>Y>Z>W，B项错误；X为氮元素，X元素最高价氧化物的水化物与其气态氢化物反应的产物为硝酸铵，属于离子化合物，其中含有离子键和共价键，C项错误；三种元素对应的最高价氧化物的水化物为HNO3、NaOH和Al(OH)3，其中Al(OH)3为两性氢氧化物，能和酸、碱反应，D项正确。

11．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：

(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式：__1s22s22p63s23p63d64s2__。

(2)元素O的价电子排布图为____。

(3)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：__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)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：

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。对此，你的解释是__Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定__。

(5)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__2__(填图中的序号)。

(6)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__Al__(填元素符号)。

[解析]　(1)26号元素为铁，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)元素o为Mn，价电子排布图为。(3)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，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)o2＋为Mn2＋，Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，难失去电子。(5)第三周期电负性最大的为Cl，其单质的熔点只比Ar大。(6)根据图(Ⅱ)可知该元素的最外层有3个电子，再根据所列元素，可确定为Al。

12．依据原子结构知识回答下列问题。

(1)基态硅原子的电子排布式是__1s22s22p63s23p2__；基态硫原子的价电子排布式是__3s23p4__。

(2)基态的铁原子有__4__个未成对电子，基态Fe2＋的价电子排布图为____。

(3)Cu、K、O、F四种元素中第一电离能最小的是__K__，电负性最大的是__F__。

(4)下列有关微粒性质的排列顺序错误的是__B__。

A．元素的电负性：P<O<F

B．元素的第一电离能：C<N<O

C．离子半径：O2－>Na＋>Mg2＋

D．原子的未成对电子数：Mn>Si>Cl

(5)下列基态原子或离子的电子排布式或排布图正确的是__①④⑤__(填序号，下同)，违反能量最低原理的是__②__，违反洪特规则的是__③__，违反泡利原理的是__⑥__。

①Ca2＋：1s22s22p63s23p6　②F－：1s22s23p6

③P：

④Fe：1s22s22p63s23p63d64s2　⑤Mg2＋：1s22s22p6

⑥C：

(6)下列硼原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为__B__、__D__(填选项字母)。

[解析]　(1)硅元素为14号元素，原子核外有14个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；硫元素为16号元素，原子核外有16个电子，所以其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，则其价电子排布式为3s23p4。(2)Fe为26号元素，原子核外有26个电子，基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则有4个未成对电子；Fe2＋的价电子排布式为3d6，其价电子排布图为。(3)通常情况下，元素的金属性越强，其第一电离能越小，则Cu、K、O、F四种元素中K的第一电离能最小；元素的非金属性越强，其电负性越大，所以F的电负性最大。(4)得电子能力P<O<F，所以元素的电负性P<O<F，故A正确；C的电子排布式为1s22s22p2，N的电子排布式为1s22s22p3，p轨道处于半充满状态，O的电子排布式为1s22s22p4，第一电离能应该是N的最大，则元素的第一电离能：C<O<N，故B错误；电子层数相同时，核电荷数越大半径越小，则离子半径：O2－>Na＋>Mg2＋，故C正确；Mn、Si、Cl原子的未成对电子数分别为5、2、1，即原子的未成对电子数：Mn>Si>Cl，故D正确。(5)基态原子或离子的电子排布式或排布图正确的是①④⑤，违反能量最低原理的是②，违反洪特规则的是③，违反泡利原理的是⑥。(6)根据核外电子排布规律可知，基态硼原子的核外电子排布式为1s22s22p1，基态时能量最低，则B项能量最低；D项电子全部处于能量较高的第二能层上，能量最高。