试题库化学二轮复习届全程复习方略课时加固训练四 选修3 1原子结构与性质.docx
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试题库化学二轮复习届全程复习方略课时加固训练四选修31原子结构与性质
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课时加固训练(四)
原子结构与性质
(45分钟 100分)
1.(15分)
(1)(2012·浙江高考)①可正确表示原子轨道的是 。
A.2s B.2d C.3px D.3f
②写出基态镓(Ga)原子的电子排布式:
。
(2)(2013·四川高考)Fe基态原子的核外电子排布式为 _________________。
(3)(2013·福建理综)基态铜原子的核外电子排布式为 __________________。
2.(12分)
(1)(2013·新课标全国卷Ⅰ)基态硅原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)(2013·福建高考)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照如图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(3)(2013·浙江高考)①N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
电离能I1I2I3I4……
In/kJ·mol-15781817274511578……
则该元素是 (填写元素符号)。
②基态锗(Ge)原子的电子排布式是 ____________________________ 。
Ge的最高价氯化物分子式是 ______________________________。
③Ge元素可能的性质或应用有 ______________________________。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
3.(14分)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。
其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,
最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第 周期第 族,其基态原子最外层有____
个电子。
(2)X的电负性比Y的 (填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是 _______________________________________ (写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目:
_____。
(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中,有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢,写出其中一种分子的名称:
。
氢原子与X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子。
写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式:
_____________________________________________________。
4.(15分)(2013·石家庄模拟)四种短周期元素的性质或结构信息如下表。
请根据信息回答下列问题。
元素
性质或结构信息
A
室温下单质呈粉末状固体,加热易熔化,单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
B
单质常温、常压下是气体,能溶于水,原子的M层上只有1个未成对的p电子
C
单质质软、银白色固体、导电性强,单质在空气中燃烧发出黄色火焰
D
原子最外电子层上s电子数等于p电子数,单质为空间网状晶体,具有很高的熔、沸点
(1)B元素在周期表中的位置是 ,写出A原子的电子排布式 ________。
(2)写出C单质与水反应的化学方程式 _________________________________。
A与C形成的化合物溶于水后,溶液的pH 7(填“大于”“等于”或“小于”)。
(3)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号) ______________________。
写出能证明这一结论的一个实验事实 _________________________________。
(4)D元素位于周期表中的第 纵行,在与B元素形成的化合物中显
价。
5.(15分)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第4周期元素,它们的原子序数依次增大。
请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C原子第一至第四电离能如下:
I1=738kJ·mol-1
I2=1451kJ·mol-1 I3=7733kJ·mol-1
I4=10540kJ·mol-1
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:
____________________________。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为
该同学所画的电子排布图违背了 。
(4)G位于第 族 区,该元素的核外电子排布式为___________
___________________ 。
(5)检验F元素的方法是 __________________________________________,
请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:
_________________________
______________________________________________。
6.(14分)T、X、Y、Z、Q、R、W为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素
相关信息
T
T原子所处的周期数、族序数分别与其原子序数相等
X
X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数相同
Z
Z的基态原子价电子排布为ns2npn+2
Q
在该元素所在周期中,Q的基态原子的第一电离能最小
R
3p能级上有1个未成对电子
W
W的一种核素的质量数为65,中子数为36
(1)X、Y、Q三种元素的电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2)W的基态原子的核外电子排布式为 ________________________________。
利用电解可提纯W物质,在该电解反应中阳极物质是 ,阴极物质是 ,电解质溶液是____________________________ 。
(3)T、X两种元素组成的一种化合物M是重要的化工原料,常把它的产量作为衡量石油化工发展水平的标志,则M分子中σ键和π键的个数比为 ________。
在T—Y、T—Z两种共价键中,键长较长的是 _________________________。
(4)已知25℃、101kPa条件下:
4R(s)+3Z2(g)====2R2Z3(s)ΔH=-2834.9kJ·mol-1
4R(s)+2Z3(g)====2R2Z3(s)ΔH=-3119.1kJ·mol-1
则16gZ2(g)完全转化为Z3(g)的ΔH= 。
7.(15分)(能力挑战题)下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据:
元素
原子半径(10-10m)
最高价态
最低价态
①
1.02
+6
-2
②
2.27
+1
-
③
0.74
-
-2
④
1.43
+3
-
⑤
0.77
+4
-4
⑥
1.10
+5
-3
⑦
0.99
+7
-1
⑧
1.86
+1
-
⑨
0.75
+5
-3
⑩
1.17
+4
-4
试回答下列问题:
(1)以上10种元素中,第一电离能最小的是 (填编号)。
(2)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是 (写分子式)。
元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为 ,元素①的原子价电子排布式是 。
(3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性,由强到弱的顺序是___________
_________(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较,非金属性较弱的是 (填名称),可以验证你的结论的是下列中的 (填选项字母)。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性
B.单质分子中的键能
C.两元素的电负性
D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)
F.两单质在自然界的存在形式
答案解析
1.【解析】
(1)①电子层数为2的能级包括s、p;电子层数为3的能级包括s、p、d;
②镓(Ga)的原子序数为31,电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p。
(2)Fe的原子序数为26,电子分布的能级为1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s。
(3)Cu是29号元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
答案:
(1)①A、C ②1s22s22p63s23p63d104s24p1
(2)1s22s22p63s23p63d64s2
(3)1s22s22p63s23p63d104s1
【方法技巧】离子的电子排布式的书写流程
离子的电子排布式在书写时应以原子的电子排布式为基础,首先根据构造原理,写出相应原子的电子排布式,再根据原子得失电子的情况作出相应的调整,写出相应离子的电子排布式。
比如,钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1,当它失去1个电子时就变成钠离子,其电子排布式就变成1s22s22p6。
2.【解析】
(1)基态硅原子中,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层中有3个能级:
3s、3p和3d,3s能级有1个原子轨道,3p能级有3个原子轨道,3d能级有5个原子轨道,所以该能层具有的原子轨道数为9,填充的电子数为4。
(2)同周期从左到右第一电离能有增大趋势,但第2周期第ⅡA族元素的第一电离能比相邻的第ⅠA和第ⅢA族元素大,第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素。
(3)①由电离能数据可知,该元素呈+3价。
②Ge的最高正价为+4价。
③Ge位于金属和非金属的分界线上,故其单质可作为半导体材料,其氯化物和溴化物为分子晶体,相对分子质量越大,其沸点越高。
答案:
(1)M 9 4
(2)
(3)①Al ②1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4
③C、D
3.【解析】由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。
(1)Fe位于周期表中第4周期第Ⅷ族,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。
(2)X(C)、Y(O)位于同一周期,自左向右电负性增大,故X的电负性比Y的小,非金属性越强,气态氢化物越稳定,故较稳定的为H2O。
(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2====2Na2CO3+O2,在标电子转移的方向和数目时,应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高,一部分降低。
(4)本小题为发散型试题,答案不唯一。
烃分子中含有两种氢原子的烃较多,如丙烷(CH3CH2CH3)、丙炔(CH3C≡CH)等,由C、H、O三种元素形成的分子很多,但形成的无机阴离子只有HC
因此能与HC
反应的分子必须为羧酸,如CH3COOH等。
答案:
(1)4 Ⅷ 2
(2)小 H2O
(3)
(4)丙烷(其他合理答案均可)
CH3COOH+HC
====CH3COO-+CO2↑+H2O(其他合理答案均可)
4.【解析】A元素从“明亮的蓝紫色火焰”,再结合其他信息可知是硫元素;B元素从“气体”可知是非金属元素,从“M层上只有1个未成对的p电子”知是氯元素,与气体能溶于水相吻合。
C元素,从“黄色火焰”可知是钠元素,再由前面的信息印证。
D元素原子最外层上s电子数等于p电子数,结合空间网状结构,和“很高的熔、沸点”应该是硅元素或碳元素。
在周期表中的第14纵行,是第ⅣA族。
比较元素非金属性的强弱可从它们之间的相互置换、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性强弱等方面去判断。
答案:
(1)第3周期第ⅦA族 1s22s22p63s23p4
(2)2Na+2H2O====2NaOH+H2↑ 大于
(3)Cl 高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氢稳定性比硫化氢强)
(4)14 +4
5.【解析】由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。
(1)离子化合物NH5为氢化铵。
(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子,p电子云有3个方向,原子轨道呈哑铃形。
(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同,违背了泡利原理。
(5)检验钾元素的方法是用焰色反应。
其原理是电子跃迁时会吸收或释放能量,释放特定频率的光谱。
答案:
(1)
(2)3 哑铃
(3)泡利原理
(4)ⅦB d 1s22s22p63s23p63d54s2
(5)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子。
电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
6.【解析】本题考查元素物质结构与元素周期律。
(1)T、X、Y、Z、Q、R、W依次为H、C、N、O、Na、Al、Cu。
同一周期从左向右电负性递增,同主族从上到下电负性减弱,电负性:
N>C>Na;
(2)Cu的基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1,电解精炼可提纯Cu,即是从粗铜中精炼铜,故该电解反应中阳极物质是粗铜,阴极物质是精铜,电解质溶液则是可溶性的铜盐;
(3)H2C=CH2分子中有5个σ键和1个π键,原子半径:
N>O,因此键长较长的是H—N;
(4)上式减下式得3O2(g)===2O3(g) ΔH=+284.2kJ·mol-1,可知,0.5molO2(g)完全转化为O3(g)的ΔH=+47.4kJ·mol-1。
答案:
(1)N>C>Na
(2)[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1
粗铜 精铜 CuSO4溶液(或其他可溶性的铜盐)
(3)5∶1 H—N (4)+47.4kJ·mol-1
【加固训练】现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:
元素编号
元素的性质或原子结构
T
M层上有2对成对电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价
(1)元素T的原子最外层共有 种不同运动状态的电子。
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与氢元素形成一种离子Y
写出该微粒的电子式 。
(3)探寻物质性质的差异性是学习的重要方法之一。
T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是 ,理由是 __
______________________________________。
【解析】
(1)因T的M层上有2对成对电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p4,因此它是硫元素,其最外层有6种不同运动状态的电子。
从X的原子结构:
“最外层电子数是次外层电子数的2倍”,且其一种同位素可测定文物年代推知X为碳元素,其同位素符号是
C。
(2)由元素Y单质为双原子分子,其氢化物水溶液显碱性推出Y为氮元素,Y与H形成的Y
即N
其电子式为
。
(3)从T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应水化物来看,分子式为H2SO4、H2CO3、HNO3和HClO4,显然H2CO3的性质与其他三种不同,因只有它是非氧化性酸且是弱酸。
答案:
(1)6
C
(2)
(3)H2CO3 H2CO3是弱酸且是非氧化性酸
7.【解题指南】解答本题的思路是:
(1)首先根据原子半径和主要化合价的规律推出各元素。
(2)再结合元素周期律分析各问题。
【解析】由题意可知,10种元素均是前20号元素,根据表中数据,我们不难推出①S,②K,③O,④Al,⑤C,⑥P,⑦Cl,⑧Na,⑨N,⑩Si。
(1)在同一周期中,从第ⅠA族到第ⅦA族,元素的第一电离能呈增大趋势;同一主族中,从上向下,元素的第一电离能逐渐减小,故在10种元素中,第一电离能最小的是②K。
(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中,PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构;根据化合价知氮和硅形成氮化硅:
Si3N4;硫元素的原子价电子排布式是3s23p4。
(3)元素的非金属性越强,形成气态氢化物越稳定,非金属性强弱为Cl>S>P>Si,故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3>SiH4。
(4)氧元素和氮元素相比,非金属性较弱的是氮元素,可通过C、E验证。
答案:
(1)②
(2)PCl3、CCl4 Si3N4 3s23p4
(3)HCl>H2S>PH3>SiH4
(4)氮元素 C、E
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