人教版高考化学一轮复习第12章物质结构与性质第1讲原子结构与性质含答案

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课时跟踪练38一、选择题1．下列说法正确的是(　　)A．Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5B．原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似C．基态铜原子的价电子排布图：D．基态碳原子的价电子排布图：解析：铁是26号元素，故铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5，A项正确；原子核外电子排布式为1s2的原子为氦元素是稀有气体，而原子核外电子排布式为1s22s2的原子是铍元素，是较活泼的金属，二者化学性质不相似，B项错误；根据洪特规则，基态铜原子的价电子排布图：，C项错误；根据能量最低原则，基态碳原子的价电子排布图：，D项错误。答案：A2．下列各项叙述正确的是(　　)A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为3d104s1的元素位于第四周期第ⅠA族，是s区元素C．在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析D．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量解析：基态Mg原子由基态转化成激发态，电子能量增大，需吸收能量，故A项错误；价电子排布式为3d104s1的元素位于第四周期第ⅠB族，是ds区元素，故B项错误；在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，故C项正确；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，如2p电子能量比3s、4s能级的能量低，故D项错误。答案：C3．下列四种元素的基态原子的电子排布式如下，则下列比较正确的是(　　)①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5A．第一电离能：④＞③＞②＞①B．原子半径：④＞③＞②＞①C．电负性：④＞②＞①＞③D．最高正化合价：④＞③＝②＞①解析：由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素，据此分析解答。同周期自左向右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能：N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，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，同主族自上向下第一电离能降低，所以第一电离能：N＞P，所以第一电离能：S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故A项正确；同周期自左向右原子半径减小，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，故B项错误；同周期自左向右电负性增大，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：P＜N，故电负性：P＜S＜N＜F，即②＜①＜③＜④，故C项错误；最高正化合价等于最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②＝③，故D项错误。答案：A4．下列各组元素，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是(　　)A．K、Na、Li　　　　 B．N、O、CC．Cl、S、P D．Al、Mg、Na解析：金属性越强，第一电离能越小，A项正确。同样非金属性越强，第一电离能越大，但处于全充满或半充满的轨道中的电子稳定性强，相应元素的第一电离能大。答案：A5．第三周期，基态原子的第一电离能处于Al、P之间的元素有(　　)A．1种　　　B．2种 C．3种　　　D．4种解析：同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大；Mg、Al、Si、P、S、Cl属于同一周期且其原子序数依次增大，但Mg属于第ⅡA元素，Al属于第ⅢA族，P属于第ⅤA元素，S属于第ⅥA族，所Mg、Al、Si、P、S、Cl几种元素的第一电离能从大到小排序是P、S、Si、Mg、Al，所以第一电离能处于Al、P之间的元素有3种，C项正确。答案：C6．已知下列四组短周期元素的电离能数据(kJ·mol－1)，下列判断不正确的是(　　)A．W单质的还原性最强B．Y和Z可能位于同一族C．X、Z的氢氧化物都具有两性D．W、X、Y原子半径依次减小解析：元素原子轨道中电子处于半满、全满或全空时最稳定，当稳定状态再失去电子时，其电离能发生突变，W的I2电离能突然增大，说明最外层有1个电子，属于第ⅠA族，且W的第一电离能比X、Y、Z小，则W为Na元素，X的I4电离能突然增大，说明最外层有3个电子，属于第ⅢA族，第一电离能比Y、Z小，则X为Al元素，Y的I3电离能突然增大，说明最外层有2个电子，属于第ⅡA族，Z的I3电离能突然增大，说明最外层有2个电子，属于第ⅡA族，由Z的I1比Y的I1大，则Y为Mg元素，Z为Be元素；据此分析解答。Na单质的还原性最强，故A项正确；Mg和Be均位于第ⅡA族，故B项正确；Al和Be在周期表中位于对角线，符合对角线法则，则性质类似，则Al(OH)3具有两性，Be(OH)2也具有两性，故C项正确；Na、Mg、Al三种元素属于同周期元素，从左到右，原子半径依次减小，原子序数：Na＜Mg＜Al，原子半径：Na＞Mg＞Al，故D错误。答案：D7．下列微粒失去最外层1个电子需要能量最低的是(　　)解析：A项，Al＋[Ne] 失去最外层1个电子为Al的第二电离能；B项，Al[Ne] 为激发态Al原子，失去最外层1个电子为该激发态的第一电离能；C项，Al[Ne] 为基态Al原子，失去最外层1个电子为基态的第一电离能；D项，Al[Ne] 为激发态Al原子，但该激发态的能量比Al[Ne] 低，失去最外层1个电子为该激发态的第一电离能；铝的第二电离能＞第一电离能，基态大于激发态，所以失去最外层1个电子所需能量最低的是选项B。答案：B8．《Nature》杂志评选出的2019年世界十大科技进展之一是我国科研人员发现用于“点击化学”的一种新化合物(如图所示)，W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等，X、Z同主族。下列说法正确的是(　　)A．第一电离能：W＞X＞ZB．四种元素中，最高价含氧酸酸性最强的为YC．最简单氢化物的沸点：W＞XD．最简单氢化物的稳定性：W＞X＞Y解析：W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大，X、Z同主族，根据化合物中价键可知Z为＋6价，故Z为S元素，X为O元素，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等，W形成3个价键，且原子序数小于O元素，为N元素，则Y为F元素，据此分析解答。同一周期元素，第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素其第一电离能随着原子序数增大而减小，则第一电离能：W＞X＞Z，选项A正确；F的非金属性最强，不存在最高价含氧酸，选项B错误；氨气和水分子之间都存在氢键，但水分子之间形成氢键更多，水的沸点更高，即最简单氢化物的沸点：W＜X，选项C错误；元素的非金属性越强，其气态氢化物的稳定性越强，非金属性：F＞O＞N，则气态氢化物的稳定性：Y＞X＞W，选项D错误。答案：A二、非选择题9．碳、硅、铁、铜、铝、钛是重要的材料元素。请回答下列有关问题：(1)上述元素中属于主族元素的是________(填写元素符号，下同)，在元素周期表d区的元素是________。(2)原子核外电子含有4个能层的元素是________，基态原子的原子轨道中未成对电子数最多的是________。(3)基态钛原子外围电子的电子排布图为____________。(4)基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，由此可判断铜在元素周期表中位于第________周期________族。解析：(1)C、Si是第ⅣA族元素，Al是第ⅢA族元素；Cu、Ti属于副族，Fe是第Ⅷ族元素。C、Si、Al为p区，Ti、Fe为d区，Cu为ds区。(2)第四周期的Ti、Fe、Cu均有4个能层；基态Fe原子的外围电子排布式为3d64s2，d轨道中含有4个未成对电子。(3)钛位于第四周期ⅣB族，外围电子排布式为3d24s2。(4)由外围电子排布中的4s可推知Cu为第四周期，由外围电子排布式中有电子为11个可知Cu在元素周期表中第11列，位于第ⅠB族。答案：(1)C、Si、Al　Ti、Fe　(2)Ti、Fe、Cu　Fe(3) 　(4)四　ⅠB10．硫和钙的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：(1)元素S和Ca中，第一电离能较大的是________(填元素符号)，其基态原子价电子排布式为________。(2)O、S、Se的第一电离能由大到小的顺序是________，H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低的顺序是__________。(3)基态Ca原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，该能层为次外层时最多可以容纳的电子数为________。解析：(1)S原子吸引电子的能力大于Ca原子，第一电离能较大的是S，S是16号元素，基态原子价电子排布式为3s23p4。(2)O、S、Se处于同主族，同主族自上而下电离能降低，第一电离能由大到小的顺序是O＞S＞Se；H2O受氢键影响，所以沸点最高。H2S、H2Se的沸点主要受范氏力影响，分子量越大，沸点越高。H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低的顺序是H2O＞H2Se＞H2S。(3)基态Ca原子含有4个电子层，核外电子占据最高能层的符号是N，该能层为次外层时容纳的电子数不超过18个。答案：(1)S　3s23p4　(2)O＞Se＞Te　H2O＞H2Se＞H2S　(3)N　1811．(2020·海南省第一次模拟)三氟化氯(ClF3)可用作氟化剂、燃烧剂、推进剂中的氧化剂、高温金属的切割油等。回答下列问题：(1)ClF3中Cl的化合价为________价。(2)Cl与F的电负性大小关系为________。(3)ClF3可由Cl2和F2在200～300 ℃、铜反应器中制得，反应的化学方程式为Cl2＋3F2eq \o(=====,\s\up7(200～300 ℃))2ClF3。①每生成185 g ClF3，转移电子的物质的量为________。②ClF3能将NH3氧化生成N2，同时产生Cl2和一种能雕刻玻璃的物质。写出该反应的化学方程式：______________________________________________________________________________。(4)工业上可用Cl2与消石灰反应制备漂白粉。漂白粉是_____(填“纯净物”或“混合物”)，其有效成分的名称是________。解析：(1)ClF3中F为－1价，则Cl的化合价为＋3价。(2)同主族从下往上电负性逐渐增强，所以F的电负性大于Cl。(3)①185 g ClF3的物质的量为2 mol，根据化学方程式，每生成2 mol ClF3时，氯的化合价从0价升高到＋3价，所以转移电子的物质的量为6 mol。②已知ClF3能将NH3氧化生成N2，同时产生Cl2和一种能雕刻玻璃的物质，能雕刻玻璃的物质是HF，所以该反应的化学方程式为2ClF3＋2NH3===N2＋Cl2＋6HF。(4)漂白粉的主要成分有次氯酸钙和氯化钙，是混合物，有效成分是次氯酸钙。答案：(1)＋3　(2)Cl＜F　(3)6 mol　2ClF3＋2NH3===N2＋Cl2＋6HF　(4)混合物　次氯酸钙12．(2020·宁夏中卫第三次模拟节选)决定物质性质的重要因素是物质结构。请回答下列问题：(1)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。(2)已知元素M是组成物质Ca3(PO4)3F的一种元素。元素M的气态原子逐个失去第1个至第5个电子所需能量(即电离能，用符号I1至I5表示)如表所示：元素M化合态常见化合价是________价，其基态原子电子排布式为____________________。(3)Ca3(PO4)3F中非金属元素电负性由大到小的顺序为_______。解析：(1)基态K原子共有4个电子层，最高能层是N；价层电子排布式为4s1，该能层电子云轮廓为球形。(2)M的第三电离能远远大于第二电离能，说明该元素失去2个电子时为稳定结构，则该元素最外层有2个电子，则M为Ca元素，M化合态常见化合价是＋2价，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2。(3)Ca3(PO4)3F中非金属元素为P、O、F，同周期主族元素自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，所以电负性：F>O>P。答案：(1)N　球形　(2)＋2　1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2　(3)F>O>P电离能WXYZI1496573738899I24 5621 8171 4511 751I36 9122 7457 73314 848I49 54311 57510 54021 006电离能/(kJ·mol－1)I1I2I3I4I5589.81 145.44 912.46 4918 153