2020届高考化学一轮复习原子结构与性质作业(2) 8页

跟踪检测（十四） 原子结构与性质 ‎1．(2019·西安中学模拟)以下表示氧原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是(　　)‎ A. 　　　　　　　　　B.‎ C．1s22s22p4 D. ‎ 解析：选D　A项，只能表示最外层电子数；B项，只表示核外电子的分层排布情况；C项，具体到亚层的电子数；D项，包含了能层、能级以及轨道内电子的自旋方向。‎ ‎2．在元素周期表的前18号元素中，最外层电子数是其电子层数的2倍的元素共有(　　)‎ A．1种 B．2种 C．3种 D．4种 解析：选C　He、C、S符合题意。‎ ‎3．某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是(　　)‎ A．X可能是金属元素 B．由X形成的含氧酸均为强酸 C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐 D．元素X的气态氢化物一定极易溶于水 解析：选D　由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意。HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。‎ ‎4．下列电子排布式或电子排布图正确的是(　　)‎ A．O的电子排布图： ‎ B．Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2‎ C．N的电子排布图：‎ ‎ D．Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6‎ 解析：选D　A项，O的电子排布图违背洪特规则，错误；B项，Ca的电子排布式违背能量最低原理，错误；C项，N的电子排布图违背泡利原理，错误。‎ ‎5．某元素的原子核外有三个电子层，其3p能级上的电子数是3s能级上的一半，则此元素是(　　)‎ A．S B．Al C．Si D．Cl 解析：选B　某元素的原子核外有三个电子层，其3p能级上的电子数是3s能级上的一半，该元素原子的价电子排布式为3s23p1，核电荷数为13，此元素是Al。‎ ‎6．某潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质，下列关于Al、Na原子结构的分析中正确的是(　　)‎ A．原子半径：Al>Na B．第一电离能：AlAl D．基态原子未成对电子数：Na＝Al 解析：选D　同周期自左向右原子半径逐渐减小，原子半径：AlNa，B错误；金属Na的硬度小于Al，C错误；Na和Al的基态原子未成对电子数都为1，D正确。‎ ‎7．某元素的第一电离能至第七电离能(kJ·mol－1)如表：‎ I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ I6‎ I7‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 575‎ ‎14 830‎ ‎18 376‎ ‎23 293‎ 该元素最有可能位于元素周期表的族是(　　)‎ A．ⅠA　　 　B．ⅡA　　 　C．ⅢA　　 　D．ⅣA 解析：选C　分析各级电离能，I3≪I4，该元素的原子最外层有3个电子，该元素处于第ⅢA族。‎ ‎8．五种元素的基态原子核外电子排布式如下：①1s22s22p63s23p63d54s2；②1s22s22p63s2；③1s22s22p6；④1s22s22p63s23p2；⑤[Ar]4s1。‎ 下列说法中不正确的是(　　)‎ A．③为稀有气体元素，①为金属元素 B．原子半径：⑤>②>④‎ C．电负性：②<④‎ D．第一电离能：②<⑤‎ 解析：选D　由题意可知，①为Mn元素，②为Mg元素，③为Ne 元素，④为Si元素，⑤为K元素。Ne元素为稀有气体元素，Mn为金属元素，A正确；同周期主族元素，从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素，从上到下，原子半径逐渐增大，故原子半径：K>Mg>Si，B正确；Mg为金属元素，Si为非金属元素，显然Si的电负性大于Mg，C正确；Mg元素的第一电离能大于K元素，D错误。‎ ‎9.如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形，下列有关说法正确的是(　　)‎ A．y轴表示的可能是电离能 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　A项，同一周期内元素的第一电离能在总体增大的趋势中有些曲折。当外围电子在能量相等的轨道上形成全空(p0，d0，f0)、半满(p3，d5，f7)或全满(p6，d10，f14)结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，故第ⅢA族的第一电离能小于第ⅡA族的电离能，第ⅥA族的第一电离能小于第ⅤA族的电离能，错误；B项，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，正确；C项，同周期元素从左到右，原子序数逐渐增大，原子半径逐渐减小，错误；D项，形成基态离子转移的电子数：钠为1，镁为2，铝为3，硅不易形成离子，磷为3，硫为2，氯为1，错误。‎ ‎10．图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法正确的是(　　)‎ A．图乙不可能表示元素的电负性随原子序数的变化关系 B．图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子序数的变化关系 C．图乙可能表示的是元素原子的半径随原子序数的变化关系 D．图甲可能表示的是元素原子的第一电离能随原子序数的变化关系 解析：选D　电负性是元素的原子在化合物中吸引电子的能力，随着核电荷数的增加呈周期性变化，故图乙可能表示元素的电负性随原子序数的变化，故A错误；同周期元素中，非金属单质的熔点较低，与图像不符，故B错误；同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，与图像不符，故C错误；同周期元素第一电离能从左到右逐渐增大，其中第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于相邻主族元素，与图像基本符合，故D正确。‎ ‎11．根据元素周期表中完整周期元素的性质，在下列空格中填上适当的元素符号。‎ ‎(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素是________，第一电离能最大的元素是________。‎ ‎(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是________，电负性最小的元素是________。‎ ‎(3)最活泼的金属元素是________。‎ ‎(4)最活泼的气态非金属原子是________。‎ ‎(5)第二、三、四周期，原子最外电子层中p能级半充满的元素是________。‎ ‎(6)已知某原子的各级电离能如下：I1＝577 kJ·mol－1，I2＝1 817 kJ·mol－1，I3＝2 745 kJ·mol－1，I4＝11 578 kJ·mol－1，则该原子在化合物中表现的化合价为______(填标号)。‎ A．＋1　　　B．＋2　　　C．＋3　　　D．＋4‎ 解析：(1)同周期中从左到右，元素的第一电离能(除第ⅡA族、第ⅤA族反常外)逐渐增大，同周期中第ⅠA族元素第一电离能最小，稀有气体最大，故第三周期中第一电离能最小的为Na，最大的为Ar。(2)电负性的递变规律：同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小。故元素周期表中，电负性最大的元素是氟，电负性最小的为铯。(3)金属性的递变规律：一般来说，同周期从左到右逐渐减小，同主族从上到下逐渐增大，故元素周期表中，金属性最强的元素是铯。(4)非金属性的递变规律：一般来说，同周期从左到右逐渐增大，同主族从上到下逐渐减小，故元素周期表中，非金属性最强的元素是氟。(5)第二、三、四周期原子中p层有三个轨道，p轨道半充满时p层有3个电子，故第二、三、四周期原子中p轨道半充满的元素是N、P、As。(6)由题可知，第三电离能到第四电离能发生突变，也就是在失去了3个电子后，原子达到稳定结构，再失去电子比较难，故该原子的最外层应该有3个电子，所以显示＋3价。‎ 答案：(1)Na　Ar　 (2)F　Cs　(3)Cs　 (4)F　(5)N、P、As　(6)C ‎12．(1)镁原子核外有________种不同运动状态的电子，________种不同能量状态的电子。‎ ‎(2)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：‎ ‎①A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。‎ ‎②B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B的原子结构示意图为________。‎ ‎③C元素是第三周期中无未成对电子的主族元素，它的电子排布图为________________。‎ ‎④D元素基态原子的M层全充满，N层有一个电子，D基态原子的电子排布式为________________。‎ ‎⑤E原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，指出该元素在周期表中所处的周期数和族序数________________。‎ ‎(3)用符号“>”“<”或“＝”连接下列各项关系。‎ ‎①第一电离能：N________O，Mg________Ca。‎ ‎②电负性：O________F，N________P。‎ ‎③能量高低：ns________np,4s________3d。‎ 解析：(1)Mg的原子序数是12，核外电子排布式为1s22s22p63s2，则Mg原子核外有12‎ 种不同运动状态的电子和4种不同能量状态的电子。(2)①A为N元素。②B－的电子层结构与氩相同，B为Cl元素，其原子结构示意图为。③C是Mg，Mg含有的核外电子数为12个，核外电子排布式为1s22s22p63s2，电子排布图为。④D为Cu元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。⑤E元素原子共有3个价电子，其中一个价电子位于第三能层d轨道，价电子排布式为3d14s2，补齐前面的电子得到核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2，最大能层数为4，说明位于第四周期，价电子排布式为3d14s2，说明位于第ⅢB族。(3)①非金属性越强，第一电离能越大，但处于半充满、全充满的状态第一电离能大于相邻元素，则第一电离能：N>O，Mg>Ca。②非金属性越强，电负性越大，则电负性：OP。③根据构造原理可知能量高低：ns　>　②<　>　‎ ‎③<　<‎ ‎13．(2019·黑龙江实验中学模拟)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示：‎ 元素 相关信息 A 原子核外有6种不同运动状态的电子 C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 D 原子半径在同周期元素中最大 E 基态原子最外层电子排布式为3s23p1‎ F 基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 G 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 H 是我国使用最早的合金中的最主要元素 请用化学用语填空：‎ ‎(1)A元素位于元素周期表第______周期第______族；C元素和F元素的电负性比较，较小的是________。‎ ‎(2)D的单质在空气中燃烧时火焰的颜色是______________________________________，‎ 请用原子结构的知识解释发光的原因：_______________________________________。‎ ‎(3)H元素位于元素周期表的________区。基态E原子的L层电子排布图为__________________。‎ ‎(4)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的VSEPR模型为________，‎ B元素与同周期相邻两元素的电离能大小关系为__________________，请解释原因________________________________________________________________________。‎ ‎(5)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是_________，F元素原子的价电子的电子排布图是______________________。‎ ‎(6)在基态G中，电子占据的最高能层符号为__________，该能层具有的原子轨道数为__________。‎ ‎(7)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为________________________。‎ ‎(8)与E元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性，写出该两性物质与D元素的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式：_____________________________。‎ 解析：A的原子核外共有6个电子，A为碳元素；C的核外电子排布式为1s22s22p4，C是氧元素；由于A、B、C原子序数依次递增，故B是氮元素；D是钠元素；E是铝元素；F的p轨道上有5个电子，是氯元素；G的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，是铁元素；H是铜元素；所以A、B、C、D、E、F、G、H分别是C、N、O、Na、Al、Cl、Fe、Cu。(1)A为碳元素，原子序数是6，位于元素周期表第二周期第ⅣA族；O与Cl形成的化合物中O元素表现负价，对电子的吸引能力更强，故Cl的电负性较小。(2)钠在空气中燃烧时火焰的颜色是黄色的，钠原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，处于激发态，处于激发态的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道(低能量的激发态或基态)，这时就将多余的能量以光的形式放出。(3)Cu是29号元素，价电子排布式为3d104s1，所以Cu元素位于元素周期表的ds区，Al原子的电子排布式是1s22s22p63s23p1，L层是第二层，电子排布图为。(4)N元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物为NH3，分子构型为三角锥形；C、N、O三种元素的第一电离能大小顺序是N>O>C；C、N、O元素是同一周期，在同周期中，随原子序数递增，第一电离能逐渐增大，但N元素的2p轨道处于半充满状态，比较稳定，较难失去电子，所以比相邻的氧元素要大。(5)G为Fe元素，其低价阳离子的离子结构示意图是；F为Cl元素，其原子的价电子构型的电子排布图(轨道表示式)是。(6)G为Fe元素，其基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，电子占据的最高能层是4s，所以最高能层符号为N；N层有s、p、d、f 4个能级，s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，d能级有5个轨道，f能级有7个轨道，所以共有轨道数：1＋3＋5＋7＝16。(7)G是Fe，H是Cu，Fe3＋与Cu反应生成Fe2＋与Cu2＋，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋。(8)E元素是Al，与Al元素成对角线关系的某元素的最高价氧化物的水化物具有两性，该元素为Be，其最高价氧化物的水化物为Be(OH)2，与NaOH反应的离子方程式：Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O。‎ 答案：(1)二　ⅣA　Cl ‎(2)黄色　电子由高能量的激发态跃迁到低能量的激发态或基态释放能量，以光辐射的形式表现出来 ‎(3)ds　 (4)四面体　CO>C，原因是非金属性越强，第一电离能越大，但由于N原子2p轨道电子半充满为稳定结构，比O原子更难失去电子，N原子的第一电离能最大。‎ 答案：(1)6　2p　3‎ ‎(2)铜元素　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)‎ ‎(3)O3　SO2　(4)N　非金属性越强，第一电离能越大，但由于N原子2p轨道电子半充满为稳定结构，比O原子更难失去电子，N原子的第一电离能最大