2020届高考化学一轮复习原子结构与性质作业(6) 16页

考点36　原子结构与性质 ‎1．下列元素中，基态原子的价电子排布式、电子排布式或价电子排布图不正确的是(　　)‎ A．Al　3s23p1 B．As　[Ar]4s24p3‎ C．Ar　3s23p6 D．Ni　‎ 答案　B 解析　B项应为[Ar]3d104s24p3。‎ ‎2．下列关于电离能和电负性的说法不正确的是(　　)‎ A．第一电离能的大小：Mg>Al B．锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳 C．第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳 D．F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F 答案　B 解析　同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族元素的第一电离能比同周期第ⅢA族元素的第一电离能大，A正确；锗是金属元素而碳是非金属元素，第一电离能小于碳，B不正确；Ni的价电子排布式为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期未成对电子数为2的元素有碳和氧，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：C③>②>①‎ B．原子半径：④>③>②>①‎ C．电负性：④>③>②>①‎ D．最高正化合价：④>③＝②>①‎ 答案　A 解析　由题中基态原子的电子排布式可知，①是S，②是P，③是N，④是F。P原子的3p轨道处于半充满状态，比S原子稳定，笫一电离能比S大。原子半径：②>①>③>④；电负性：④>③>①>②；最高正化合价：①>③＝②，F无正价。‎ ‎8．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是(　　)‎ A．甲与乙位于同一周期 B．甲与乙位于同一主族 C．甲与乙都位于元素周期表的p区 D．甲与乙的原子序数之和为偶数 答案　D 解析　甲和乙的电子层排布可能为1s22s22p2和1s22s22p63s2，即为碳和镁元素，它们位于不同的周期、不同的主族、不同的区域。‎ ‎ ‎ ‎[题组一　基础大题]‎ ‎9．按要求写出下列微粒的核外电子排布式：‎ ‎(1)基态镓(Ga)原子的电子排布式为________。‎ ‎(2)基态氮原子的价电子排布式是________。‎ ‎(3)氧元素基态原子核外未成对电子数为________个。‎ ‎(4)将乙炔通入[Cu(NH3)2]Cl溶液生成Cu2C2红棕色沉淀。Cu＋基态核外电子排布式为________。‎ ‎(5)元素金(Au)处于周期表中的第六周期，与Cu同族，Au原子最外层电子排布式为________。‎ ‎(6)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布为________，Q2＋的未成对电子数是________。‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1‎ ‎(或[Ar]3d104s24p1)‎ ‎(2)2s22p3‎ ‎(3)2‎ ‎(4)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)‎ ‎(5)6s1‎ ‎(6)3d84s2　4‎ 解析　(1)Ga是31号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。‎ ‎(2)基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，注意不要写成基态氮原子的电子排布式。‎ ‎(3)氧元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4，据洪特规则可知，2p轨道上有2个未成对电子。‎ ‎(4)先写铜原子的核外电子排布式，再失电子。‎ ‎(5)铜在周期表中位于第四周期ⅠB族，金也属于ⅠB族，最外层电子排布式为6s1。‎ ‎(6)位于同一周期、同一族的只能为Ⅷ族，原子序数小于36且T比Q多2，则T为28Ni、Q为26Fe，Fe2＋的价电子排布式为3d6，d能级共有5个轨道，电子排布是1双、4单，即有4个未成对电子。‎ ‎10．过渡元素Ti、Mn、Fe等可与C、H、O形成多种化合物。‎ ‎(1)根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于________区。‎ ‎(2)Mn和Fe的部分电离能数据如下表：‎ 元素 Mn Fe 电离能(kJ·mol－1)‎ I1‎ ‎717‎ ‎759‎ I2‎ ‎1509‎ ‎1561‎ I3‎ ‎3248‎ ‎2957‎ Mn元素价电子排布式为________，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是 ‎________________________________________________________________。‎ ‎(3)电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下将CNO－继续氧化成N2和CO2。请回答：‎ ‎①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为____________________。‎ ‎②与CNO－互为等电子体的微粒的化学式为________(写出一种即可)。‎ 答案　(1)d　(2)3d54s2　Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态(或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态)　(3)①H”或“<”填空：‎ 原子半径 电负性 熔点 沸点 Al____Si N____O 金刚石____晶体硅 CH4____SiH4‎ 答案　Ⅰ.电子云　2‎ Ⅱ.(1)[Ar]3d104s24p3　(2)大于　小于 Ⅲ.(1)三　ⅣA　(2)>　<　>　<‎ 解析　Ⅰ.电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述。‎ 的电子排布图为，所以其基态原子中核外存在2对自旋相反的电子。‎ Ⅱ.(1)As为33号元素，位于元素周期表第四周期第ⅤA族，故其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。‎ ‎(2)Ga和As同属第四周期元素，且Ga原子序数小于As，则原子半径Ga大于As，第一电离能Ga小于As。‎ Ⅲ.(2)同一周期元素的原子半径随着原子序数的增大而减小，所以原子半径：Al>Si；对于非金属而言，非金属性越强电负性越大，所以电负性：O>N；金刚石与晶体硅均属于原子晶体，由于C原子半径小于Si，C—C键的键长小于Si—Si键的键长，键长越短，键能越大，熔点越高，故熔点：金刚石>晶体硅；CH4与SiH4属于结构相似的分子，范德华力随着相对分子质量的增大而增大，范德华力越大，沸点越高，所以沸点：CH4N>C>H　②sp2、sp3　③C===O>C===N>C—N ‎④‎ 解析　(1)铁原子位于第四周期第Ⅷ族，能层序数等于周期序数，距离原子核越远的电子具有的能量越高，即Fe原子的电子占据的能量最高的能层是N层，铁原子价电子排布式为3d64s2，最外层有2个电子，第四周期过渡元素中和铁原子最外层电子数不同的是Cr、Cu元素，二者的最外层只有1个电子。‎ ‎(2)Fe2＋是由铁原子失去4s轨道的2个电子得到，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，A正确；铁元素位于第四周期第Ⅷ族，B错误；每种元素都有特征的谱线，铁丝可用于焰色反应中蘸取待测物，是因为铁的原子光谱并不在可见光区域，C错误；CO整体显0价，化合物中元素化合价代数和为0，因此Fe的化合价为0，D正确。‎ ‎(3)①该化合物含有的主族元素是H、C、O、N，元素的非金属性越强，电负性越大；同周期主族元素从左向右，元素的电负性逐渐增强，故电负性：O>N>C>H。②形成三个单键的N原子是形成了3个σ键，且含有1对孤电子对，则该N原子的杂化类型为sp3；形成4个键的N原子是形成3个σ键和1个π键，无孤电子对，则该N原子的杂化类型为sp2。③C===O和C===N对比，N的原子半径大于O，所以C===N键的键长大于C===O 键，而键长越长，键能越小，则键能：C===NC—N，故键能由大到小的顺序为C===O>C===N>C—N。④N原子的最外层有5个电子，能形成3个共价键和1对孤电子对；C===N键中的N与Fe2＋之间形成配位键，N提供孤电子对，Fe提供空轨道，C—N键中的N原子带1个单位负电荷，与Fe2＋之间形成离子键。‎ ‎15．(2018·湖北荆州质检)‎ 已知A、B、C、D、E、F、G为前四周期中的七种元素且原子序数依次增大，其中A的基态原子中没有成对电子；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C原子核外成对电子数比未成对电子数多1个，其氢化物常用作制冷剂；D原子未成对电子数与周期数相同；在E元素所在周期中该原子的第一电离能最小；F原子价电子排布式为nsn－1npn＋1；G原子有6个未成对电子。请回答下列问题：‎ ‎(1)G元素基态原子的价电子排布式为____________。‎ ‎(2)B、C、D三种元素的最简单氢化物的键角由小到大的顺序为____________(填元素符号)，常温下硬度最大的B单质、E2F、A2D及A2F的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式)。‎ ‎(3)D元素与氟元素相比，电负性：D元素________氟元素(填“>”“＝”或“<”)，下列表述中能证明这一事实的是________(填选项序号)。‎ a．常温下氟气的颜色比D单质的颜色深 b．氟气与D的氢化物剧烈反应，产生D的单质 c．氟与D形成的化合物中D元素呈正价态 d．比较两元素的单质与氢气化合时得电子的数目 ‎(4)B2A4是重要的基本石油化工原料。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________；1 mol B2A4分子中含σ键________mol。‎ 答案　(1)3d54s1‎ ‎(2)ONa2S>H2O>H2S ‎(3)<　bc ‎(4)sp2杂化　5‎ 解析　A的基态原子中没有成对电子，则A为氢元素；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，每种轨道中的电子总数相同，则B的核外电子排布式为1s22s22p2，则B为碳元素；C的氢化物可作制冷剂，则C为氮元素；根据同一周期元素的第一电离能从左往右逐渐增大，故E属于第ⅠA族，结合F中n＝3知F为S元素，则E为Na元素；D原子未成对电子数与周期数相同，知D为氧元素；由G原子有6个未成对电子知该元素为铬元素。‎ ‎(1)24号Cr元素的价电子排布式为3d54s1。‎ ‎(2)CH4、NH3、H2O的键角分别为109.5°、107.3°、104.5°，则键角由小到大的顺序为O离子晶体>分子晶体，故它们沸点由高到低的顺序为C>Na2S>H2O>H2S。‎ ‎(3)D元素为氧元素，其电负性比氟小，b项氟气从水中置换出氧气，说明氟的非金属性强于氧，故其电负性大于氧，c项根据OF2中氧显正价、氟显负价，可判断电负性氟大于氧。‎ ‎(4)C2H4是乙烯，分子中C原子采用sp2杂化；根据其结构简式CH2===CH2知1 mol C2H4分子中含σ键5 mol。‎ ‎16．(2018·辽宁五校联考)明代宋应星所著《天工开物》中记载了我国古代用炉甘石(主要成分为ZnCO3)和煤冶炼锌的工艺，锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题：‎ ‎(1)基态Zn原子的核外电子排布式为____________。‎ ‎(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。‎ ‎①SO中中心原子的杂化轨道类型为________，与它互为等电子体的阴离子的化学式为____________(写出一种)。‎ ‎②在[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间形成的化学键为________，提供孤电子对的成键原子是________。‎ ‎(3)黄铜是由铜和锌所组成的合金，元素铜与锌的第一电离能分别为ICu＝746 kJ·mol－1，IZn＝906 kJ·mol－1，ICuC>Zn　平面三角形 解析　(1)Zn为30号元素，基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。‎ ‎(2)①SO中中心原子S采取sp3杂化，PO、ClO与SO均互为等电子体。②[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与NH3之间形成配位键，其中N原子提供孤电子对。‎ ‎(4)电负性：O>C>Zn，CO的空间构型为平面三角形。‎ ‎17．(2018·福州质检)后母戊鼎是国家一级文物，世界上出土最大、最重的青铜(含铜84.77%、锡11.64%、铅2.79%)礼器，享有“镇国之宝”的美誉。‎ ‎(1)铜原子基态电子排布式为________________。‎ ‎(2)[Cu(NH3)4]SO4是一种重要染料及合成农药的中间体。‎ ‎①[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为____________， NH3中心原子的杂化方式为________________。‎ ‎②[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为____________。‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1‎ ‎(2)①N>O>S　sp3　②平面正方形(或平面四边形)‎ 解析　(2)①同一主族从上到下，I1依次减小；同一周期从左到右呈增大趋势，但有特例：I1(ⅤA族)>I1(ⅥA 族)，故I1从大到小的顺序为N>O>S。NH3中N原子的价电子对数n＝(5＋1×3)＝4，故中心原子的杂化方式为sp3。‎ ‎②[Cu(NH3)4]2＋中形成4个配位键，具有对称的空间构型，可能为平面正方形(或平面四边形)，也可能为正四面体，若为正四面体，则[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，只有一种结构，因此其空间构型只能为平面正方形(或平面四边形)。‎ ‎18．(2018·河北石家庄第一次检测)甲醇(CH3OH)是一种用途广泛的基础有机原料和优质燃料。‎ ‎(1)甲醇可以在铜作催化剂的条件下直接氧化成甲醛(HCHO)‎ ‎①基态Cu原子的价层电子的轨道表达式为____________________，其核外电子共占据________个能级。‎ ‎②甲醇和甲醛中碳原子的杂化方式分别为________，其组成元素的电负性由小到大的顺序为________。‎ ‎(2)在一定条件下，甲醇(沸点64.7 ℃)可转化为乙酸甲酯(CH3COOCH3，沸点57.1 ℃)。‎ ‎①乙酸甲酯分子σ键和π的个数之比为________。‎ ‎②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水，理由为 ‎_____________________________________________________________。‎ 答案　(1)① 　7‎ ‎②sp3、sp2　H、C、O ‎(2)①10∶1‎ ‎②乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出 解析　(1)①Cu元素为29号元素，原子核外有29个电子，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价层电子的轨道表达式为，其核外电子共占据7个能级。‎ ‎②甲醇中碳原子的杂化方式为sp3，而甲醛中碳原子的杂化方式为sp2，元素非金属性越强电负性越大，则其组成元素C、H、O的电负性由小到大的顺序为H、C、O。‎ ‎(2)①乙酸甲酯分子中除了碳氧双键中含一个σ键和一个π键外，另有9个σ键，故σ键和π键的个数之比为10∶1。‎ ‎②甲醇与乙酸甲酯的混合物因沸点接近而不易分离，乙酸甲酯不易与水形成氢键，而甲醇易与水形成氢键使甲醇沸点升高，使得乙酸甲酯容易从混合物中蒸出，故工业上用蒸馏的方法分离二者时常先加适量水。‎