2020届高考化学一轮复习原子结构与性质作业(2) 9页

第1讲　原子结构与性质 A组　基础题组 ‎1.X、Y、Z、W、J是元素周期表前四周期中的五种常见元素。其相关信息如下表:‎ 元素 相关信息 X X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等 Y M层上有2对成对电子 Z Z和Y同周期,Z的电负性大于Y W W的一种核素的质量数为63,中子数为34‎ J J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐 ‎(1)元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是　　　　。 ‎ ‎(2)元素Y位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族。 ‎ ‎(3)元素Z的原子最外层共有　　　　种不同运动状态的电子。 ‎ ‎(4)W的基态原子核外价电子排布图是　。 ‎ ‎(5)J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐的化学式为　　　　　　　。 ‎ 答案　(1‎)‎‎6‎‎14‎C ‎(2)三　ⅥA ‎(3)7‎ ‎(4)‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎ ‎‎3d‎　‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎4s ‎(5)NH4NO3‎ 解析　X的基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等,根据构造原理,X的基态原子核外电子排布式为1s22s22p2,X为C;Y的M层上有2对成对电子,Y的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4‎ ‎,Y为S;Z和Y同周期,Z的电负性大于Y,Z为Cl;W的一种核素的质量数为63,中子数为34,质子数为63-34=29,W为Cu;J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐,J为N。(1)X为C,C的同位素中用于测定文物年代的是‎ ‎‎6‎‎14‎C。(2)Y为S,S的原子结构示意图为,S位于元素周期表第三周期第ⅥA族。(3)Z为Cl,Cl原子核外有17个电子,最外层有7个电子,Cl原子最外层有7种不同运动状态的电子。(4)W为Cu,基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,价电子排布式为3d104s1,价电子排布图为 ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎↑↓‎ ‎ ‎‎3d‎　‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎4s‎。(5)J为N,J的气态氢化物为NH3,J的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,NH3与HNO3反应的化学方程式为NH3+HNO3 NH4NO3,NH3与HNO3反应生成的盐的化学式为NH4NO3。‎ ‎2.元素周期表前四周期元素R、X、Y、Z原子序数依次增大,RO2是红棕色气体;X位于元素周期表第ⅣB族;同周期元素的基态原子中,Y的未成对电子最多;基态Z+最外层有18个电子。请回答下列问题:‎ ‎(1)基态Y原子的价层电子轨道表示式为　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)RO‎3‎‎-‎的立体构型是　　　　　　　　,写出两个与RO‎3‎‎-‎具有相同立体构型和键合形式的分子或离子:　　　　　　　。 ‎ ‎(3)R及与R相邻的同周期元素中,第一电离能最大的是　　　　(填元素符号),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)若过渡金属离子具有未成对d电子,则容易吸收可见光而发生d-d跃迁,因而它们的水合离子常常具有颜色;若过渡金属离子无未成对d电子,则其水合离子是无色的。下列离子的水合离子为无色的是(　　)‎ A.Ti2+ B.Ti4+ C.Cr3+ D.Cu2+‎ 答案　(1)‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎3d‎　‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎4s ‎(2)平面三角形　CO‎3‎‎2-‎、SO3(或SeO3等)‎ ‎(3)N　N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定 ‎(4)B 解析　根据题给信息,可以推断R为N,X为Ti,Y为Cr,Z为Cu。(1)Cr的价层电子排布式为3d54s1,故价层电子轨道表示式为 ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎3d‎　‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎4s‎。(2)NO‎3‎‎-‎中N无孤电子对,立体构型为平面三角形。与NO‎3‎‎-‎互为等电子体的微粒有CO‎3‎‎2-‎、SO3等,它们与NO‎3‎‎-‎具有相同的立体构型和键合形式。(3)与N同周期且相邻的元素有C、O,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N的2p轨道为半充满状态,较稳定,其第一电离能比O大,故第一电离能最大的为N。(4)A项,Ti2+的电子排布式为[Ar]3d2,有2个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误;B项,Ti4+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,无未成对d电子,其水合离子无色,正确;C项,Cr3+的电子排布式为[Ar]3d3,有3个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误;D项,Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9,有1个未成对d电子,其水合离子有颜色,错误。‎ ‎3.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。‎ A B C D E F G H I J K L M N O 试回答下列问题:‎ ‎(1)I的元素符号为　　　　,K的元素名称为　　　　。 ‎ ‎(2)写出基态时J元素原子的电子排布式:　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)下列比较正确的是　　　　。 ‎ a.原子半径:H>G>B>A b.第一电离能:E>D>C>B c.电负性:A>H>G>K d.最高价氧化物的水化物的酸性:B>A>H>G ‎(4)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是　　　　。 ‎ a.L位于元素周期表中第五周期ⅠA族,属于s区元素 b.O位于元素周期表中第七周期ⅧB族,属于d区元素 c.M的外围电子排布式为6s1,属于ds区元素 d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2,属于p区元素 ‎(5)1 mol某种短周期元素的最高价氧化物与12 mol NaOH恰好完全反应生成正盐,该元素在元素周期表中的位置为第　　　　周期　　　　族。 ‎ 答案　(1)Sc　镓 ‎(2)1s22s22p63s23p63d64s2‎ ‎(3)cd ‎(4)bc ‎(5)三　ⅤA 解析　(1)I位于第四周期第ⅢB族,为Sc。K位于第四周期第ⅢA族,元素名称为镓。(2)J为铁元素,基态铁原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2。(3)原子半径:G>H>A>B,a项错误;B为N元素,2p轨道半充满,第一电离能:B>C,b项错误;电负性:A>H>G>K,c项正确;根据元素非金属性的变化规律知d项正确。(4)O位于第Ⅷ族,而不是ⅧB族;M的外围电子排布式为5d106s1。(5)根据题意,某短周期元素的最高价氧化物与NaOH按物质的量之比为1∶12恰好完全反应生成正盐,可知该元素的氧化物为P4O10,该元素为第三周期ⅤA族的磷元素。‎ ‎4.第四周期有14种金属元素,其中4种为主族元素,10种为过渡元素。‎ ‎(1)锰元素在周期表中的位置为　　　　　　　　　　,属于　　　　区元素。 ‎ ‎(2)基态铬原子的电子排布式为　　　　　　　　,与铬元素同周期的所有元素的基态原子中,最外层电子数与铬原子相同的有　　　　。 ‎ ‎(3)基态Fe原子中,电子占据的最高能层的符号为　　　　,该能层具有的原子轨道数为　　　　,电子数为　　　　。 ‎ ‎(4)As、Se、Br元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　　,第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　。 ‎ ‎(5)铜、锌两种元素原子的第一电离能、第二电离能如表所示:‎ 电离能/kJ·mol-1‎ I1‎ I2‎ 铜 ‎746‎ ‎1 958‎ 锌 ‎906‎ ‎1 733‎ 铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)第四周期第ⅦB族　d ‎(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　K、Cu ‎(3)N　16　2‎ ‎(4)Br>Se>As　Br>As>Se ‎(5)Cu失去一个电子变成Cu+,Cu+的电子排布式为[Ar]3d10,能量较低,结构较稳定,所以Cu的第二电离能相对较大 解析　(1)Mn的原子序数为25,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,位于第四周期第ⅦB族,属于d区元素。(2)基态铬原子核外有24个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,第四周期最外层电子数为1的原子还有K、Cu。(3)基态Fe原子核外有4个电子层,电子占据的最高能层为第四层,符号为N。该能层有s、p、d、f四个能级,原子轨道数为1+3+5+7=16。基态Fe原子价层电子排布式为3d64s2,故N层的电子数为2。(4)同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故电负性:Br>Se>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于As的4p能级半充满,较稳定,其第一电离能大于Se,故第一电离能:Br>As>Se。(5)根据Cu、Zn失去一个电子后的结构,分析再失去一个电子的难易程度,从而比较Cu、Zn的第二电离能。‎ B组　提升题组 ‎5.(1)Co元素基态原子的外围电子排布式为　　　　。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为　　　　　　。 ‎ ‎(2)下列说法正确的是　　　(填序号)。 ‎ A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B.第一电离能:As>Ga C.电负性:As>Ga D.原子半径:As>Ga ‎(3)锗(Ge)是用途很广的半导体材料,基态锗原子外围电子排布式为　　　　　。 ‎ ‎(4)X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大。X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数,Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级,且每个能级中的电子总数相同;Z 的两种同素异形体都存在于大气中,对生命起着重要作用。另有M元素位于周期表的第4周期第6列。上述5种元素中,电负性最大的是　　　(填名称),M的基态原子的电子排布式是　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)3d74s2　N>O>C ‎(2)BC ‎(3)4s24p2‎ ‎(4)氧　1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1‎ 解析　(1)Co是27号元素,基态原子外围电子排布式为3d74s2;同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但N元素原子的2p能级处于半充满状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻的元素,所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N>O>C。(2)GaAs晶胞结构与NaCl不同,故A错误;原子半径As”“<”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为　　　　　　(用元素符号表示)。 ‎ ‎(2)D元素原子的价电子排布式是　　　　　　。 ‎ ‎(3)C元素原子核外电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　　　;E3+的离子符号为　　　　。 ‎ ‎(4)F元素位于元素周期表的　　　　区,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(5)G元素可能具有的性质有　　　　　　(填字母)。 ‎ A.其单质可作为半导体材料 B.其电负性大于磷 C.最高价氧化物对应水化物为强酸 答案　(1)>　N”或“=”) ‎ ‎(5)A、C形成的一种绿色氧化剂X有广泛应用,X分子中A、C原子个数比为1∶1,X的电子式为　　　　　　　　,试写出Cu、稀硫酸与X反应制备硫酸铜的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p1‎ ‎(2)‎ ‎↑↓‎ ‎ ‎‎3s‎　‎ ‎↑↓‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎3p ‎(3)HClO4(4)<　>　>‎ ‎(5)H··O‎··‎‎··‎··O‎··‎‎··‎··H　Cu+2H++H2O2 Cu2++2H2O 解析　由题意可推出A为H,B为N,C为O,D为Na,E为Al,F为S,G为Cl。‎ ‎(1)E为Al,Al原子核外有13个电子,根据构造原理,基态Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1。‎ ‎(2)F为S,S原子核外有16个电子,S原子的价电子排布式为3s23p4,S原子的价电子排布图为 ‎↑↓‎ ‎ ‎‎3s‎　‎ ‎↑↓‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎ ‎‎3p‎。‎ ‎(3)F、G分别为S、Cl,S、Cl都是第三周期元素,同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,最高价含氧酸的酸性逐渐增强,酸性:HClO4>H2SO4。‎ ‎(4)D+为Na+,B3-为N3-,Na+与N3-具有相同的电子层结构,根据“序大径小”,离子半径:D+C(O)。C、F分别为O、S,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,电负性:C(O)>F(S)。‎ ‎(5)A、C分别为H、O,H、O形成的原子个数比为1∶1的分子为H2O2,即X为H2O2,H2O2的电子式为H··O‎··‎‎··‎··O‎··‎‎··‎··H。Cu、稀硫酸与H2O2反应制备CuSO4的离子方程式为Cu+2H++H2O2 Cu2++2H2O。‎