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- 2021-07-05 发布
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一、选择题
1.下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A.氢原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.锂原子的2s与5s轨道皆为球形
C.p能级的原子轨道呈哑铃(纺锤)形,随着能层序数的增加,p能级原子轨道也增多
D.能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子
解析:选B。B项,s轨道为球形,所以锂原子的2s与5s轨道皆为球形,正确;C项,p能级的原子轨道呈哑铃(纺锤)形,p能级含有3个原子轨道,随着能层序数的增加,p能级原子轨道数目不变,错误;D项,各能层最多容纳电子数为2n2,则能层n=4的原子轨道最多可容纳32个电子,错误。
2.(2019·绍兴高三第一次模拟)下列有关化学用语正确的是( )
3.(2019·武汉高三调研)在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内,下列电子排布图正确的是( )
解析:选C。核电荷数为26的Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,3d有5个轨道,只有1个轨道排满两个电子,且自旋方向相反,其他4个轨道各排1个电子,且自旋方向相同,4s轨道排满2个电子,且自旋方向相反,即C项正确。
4.(2019·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2+的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co位于周期表中第9列
解析:选D。从左向右数,Co应为过渡元素,A项错误;“3d74s2”为Co的价电子排布,其简写式中也要注明3d轨道,B项错误;失电子时,应先失去最外层的电子,即先失去4s上的电子,Co2+的价电子排布式为3d7,C项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,D项正确。
5.下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( )
A.1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B.1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C.1s22s2―→1s22s12p1
D.1s22s22p―→1s22s22p
解析:选B。A项,吸收光能,形成吸收光谱;B项,由激发态→基态,释放光能,形成发射光谱;C项,形成吸收光谱;D项,2px与2py能量相同,不属于电子跃迁。
6.如图是第三周期11~17号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法中正确的是( )
A.y轴表示的可能是第一电离能
B.y轴表示的可能是电负性
C.y轴表示的可能是原子半径
D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
解析:选B。对于第三周期11~17号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但Mg、P特殊,比相邻元素要大,A项错误;随着原子序数的增大,原子半径逐渐减小,C项错误;形成基态离子转移的电子数依次为Na为1,Mg为2,Al为3,Si
不易形成离子,P为3,S为2,Cl为1,D项错误。
7.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能依次增大
C.最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的电离能:I1O、Mg>Al,B项错;C项所述元素为0族元素,性质稳定,第一电离能较大,C项正确。
8.(2019·张掖高三月考)某主族元素的原子,M层上有一个半充满的能级,这种原子的质子数是( )
A.只能是7 B.只能是15
C.是11或15 D.是11或13
解析:选C。根据题意可知,该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s23p3,所以原子序数为11或15。
9.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列最外层电子排布式的原子中,①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能(单位:kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
解析:选D。A项,①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,正确;B项,①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,正确;C项,同主族元素电负性从上到下逐渐减小,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,正确;D项,根据电离能变化趋势,最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时生成的阳离子应呈+2价,错误。
二、非选择题
10.Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第________周期________族;S的基态原子核外有________个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为____________________。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2-____Na+
NaCl____Si
H2SO4____ HClO4
Ⅱ.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:
(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:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:
元素
o
p
电离能/
(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
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__________________________________________。
(5)已知稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者,第三周期8种元素按单质熔点由低到高的顺序排列如图甲所示,其中电负性最大的是________(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乙所示,则该元素是____________(填元素符号)。
解析:Ⅰ.(1)Na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1,则Na位于元素周期表中第三周期ⅠA族。S元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,其中3p轨道有两个未成对电子。Si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
(2)同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势,
但s、p、d等轨道处于全空、半满、全满的稳定状态时,则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4,其中3p轨道均处于不稳定状态,因此Si的第一电离能小于S。O2-和Na+的核外电子排布相同,其电子排布式均为1s22s22p6,离子核外电子排布相同时,原子序数越大,离子半径越小,因此O2-的离子半径大于Na+。NaCl为离子晶体,Si为原子晶体,因此Si的熔点高于NaCl。一般来说,元素的非金属性越强,该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强,Cl元素的非金属性强于S元素,则HClO4的酸性强于H2SO4。
Ⅱ.(3)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,原因是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元素为Mn,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,Mn2+的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,其3d能级为半充满状态,相对比较稳定,当其再失去一个电子时比较困难,而p元素为Fe,Fe2+的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,其3d能级再失去一个电子即为半充满状态,形成相对比较稳定的结构,故其再失去一个电子比较容易。
(5)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;硅形成原子晶体;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯气、氩气为气体,根据已知可知8种元素单质中熔点最低的为氩气,则氯气次之,故序号2代表氯气,其电负性最大。
(6)由图可知,该元素的电离能I4远大于I3,故为第ⅢA族元素,周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期,应为Al。
答案:Ⅰ.(1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)
(2)< > < <
Ⅱ.(3)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)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定
(5)2
(6)Al
11.(2019·江门高三模拟)有A、B、C、D、E 5种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20。其中A为非金属元素;A和E属同一族,它们原子最外层电子排布为ns1,B和D也属同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。
请回答下列问题:
(1)A是________,B是________,C是________,D是________,E是________。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是________(写化学式)。写出该物质的一种主要用途:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出C元素基态原子的电子排布式:________________________________。
(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布:__________________________。
(5)元素B与D的电负性大小关系是B________D,C与E的第一电离能的大小关系是C________E。(填“>”“<”或“=”)
解析:A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20,A、E同主族且最外层电子排布式为ns1,故A、E为第ⅠA族,而A为非金属元素,则A为H;B、D同主族,其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍,故其最外层电子排布式为ns2np4,为第ⅥA族元素,B核电荷数小于D,则B为O,D为S,E为K;C原子最外层电子数为S原子最外层电子数的一半,则C为Al。同主族元素自上而下电负性逐渐减小,故B(O)的电负性大于D(S);E(K)的第一电离能小于Na,Na的第一电离能小于C(Al),故第一电离能Al>K。
答案:(1)H O Al S K(写元素名称也可)
(2)KAl(SO4)2·12H2O 做净水剂(答案合理即可)
(3)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)
(5)> >
12.(2019·石家庄质检)化学作为一门基础自然科学,在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7,其中的Cu以罕见的Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为______________________,基态Cu3+的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明,若构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性。下列物质适合做录音磁带磁粉原料的为________(填序号)。
A.V2O5 B.CrO2
C.PbO D.ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献,成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示,其组成元素的电负性由大到小的顺序为______________________。
解析:(1)Cu原子核外有29个电子,基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故Cu元素在周期表中处于第四周期ⅠB族。基态Cu原子失去3个电子得到Cu3+,故基态Cu3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。
(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时,则该化合物具有磁性,V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,不含未成对电子;Cr4+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2,
含2个未成对电子;Pb和C元素同主族,Pb2+的6s能级处于最外层,有2个电子,故Pb2+不含未成对电子;Zn2+的价电子排布式为3d10,不含未成对电子,故具有磁性的为CrO2。
(3)青蒿素中含有C、H、O三种元素,其电负性由大到小的顺序为O>C>H。
答案:(1)第四周期ⅠB族 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2)B (3)O>C>H