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2019-2020年高考化學一輪復習 專題十二 第1講 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 蘇教版
[考綱要求] 1.了解原子核外電子的排布原理，能用電子排布式表示常見元素(1～36號)原子核外電子、價電子的排布。了解原子核外電子的運動狀態(tài)。2.了解元素電離能的含
義，并能用以說明元素的某些性質(zhì)。3.了解原子核外電子在一定條件下會發(fā)生躍遷，了解其簡單應用。4.了解電負性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負性的關(guān)系。
考點一 原子核外電子排布原理
1．電子層與原子軌道
(1)電子層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)原子軌道：同一電子層里的電子的能量也可能不同，又將其分成不同的軌道，通常用s、p、d、f等表示，同一電子層里，各軌道的能量按s、p、d、f的順序升高，即：E(s)
S>Se
各省市高考題調(diào)研
(一)原子核外電子排布
1．[xx·江蘇，21(A)—(1)]Cu＋基態(tài)核外電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
解析 Cu的原子序數(shù)為29，根據(jù)洪特規(guī)則特例：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，因此Cu原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋核外基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。
2．[xx·安徽理綜，25(1)]Na位于元素周期表第____周期第____族；S的基態(tài)原子核外有________個未成對電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為________________________________________________________________________。
答案 三?、馎 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
解析 Na元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1，則Na位于元素周期表中第三周期第ⅠA族。S元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，其中3p軌道有兩個未成對電子。Si元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
3．[xx·四川理綜，8(1)改編]已知XY2是紅棕色氣體，Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等。Y基態(tài)原子的電子排布式是__________________________；Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是_____________________________________________________。
答案 1s22s22p4 Cl
解析 根據(jù)題意可以判斷XY2為NO2，Z為Mg。O元素基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p4；第三周期元素中第一電離能最大的主族元素為Cl元素。
4．[xx·福建理綜，31(1)]基態(tài)硼原子的電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 1s22s22p1
解析 B的原子序數(shù)為5，故其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p1。
5．[xx·浙江自選模塊，15(1)節(jié)選]31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s24p1
6．[xx·福建理綜，31(2)②]基態(tài)銅原子的核外電子排布式為____________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
7．[xx·江蘇，21(A)—(1)①]Mn2＋基態(tài)的電子排布式可表示為__________。
答案 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(二)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
1．[xx·山東理綜，32(3)]第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。
答案 3
2．[xx·安徽理綜，25(1)(2)]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，已知X的最高價氧化物對應的水化物化學式為H2XO3，Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14。
則：(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”)。
答案 (1)三?、鬉 大 (2)小
3．[xx·山東理綜，32(1)]下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是________。
答案 a
4．[xx·安徽理綜，25(2)]已知X的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則X的電負性比Y的________(填“大”或“小”)。
答案 小
5．[2011·福建理綜，30(2)]C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。
答案 N＞O＞C
6．[xx·山東理綜，32(2)]Ni是元素周期表中第28號元素，第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與Ni相同且電負性最小的元素是__________。
答案 C(碳)
7．[xx·福建理綜，31(1)]依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照右圖中B、F元素的位置，用小黑點標出C、N、O三種元素的相對位置。
答案
練出高分
1．現(xiàn)代大爆炸理論認為：天然元素源于氫、氦等發(fā)生的原子核融合反應。這與100多年前，普魯特運用思辨性推測作出“氫是所有元素之母”的預言恰好“一致”。下列說法正確的是 ( )
A．科學研究中若能以思辨性推測為核心，就能加快科學的進程
B．普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的
C．“一致”是巧合，普魯特的預言沒有科學事實和理論支撐，它只是一種猜測
D．“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論
答案 C
2．關(guān)于1s、2s、3s、4s原子軌道的說法，正確的是 ( )
A．電子只能在電子云輪廓圖中運動
B．軌道不同，電子云輪廓圖形狀相同
C．軌道數(shù)目相同，電子云輪廓圖形狀、大小完全相同
D．能層不同，電子云輪廓圖形狀也不相同
答案 B
解析 A項，電子在電子云輪廓圖中出現(xiàn)的機會多；C項，1s、2s、3s、4s 電子云輪廓圖大小不相同；D項，電子云輪廓圖形狀相同。
3．符號“3px”沒有給出的信息是( )
A．電子層
B．電子亞層
C．電子云在空間的伸展方向
D．電子的自旋方向
答案 D
4．下列表示氮原子結(jié)構(gòu)的化學用語中，對核外電子運動狀態(tài)描述正確且能據(jù)此確定電子的原子軌道的是( )
A.
B.
C．ls22s22p3
D.
答案 C
5.以下表示重氫原子結(jié)構(gòu)或核外電子運動狀態(tài)的圖式中一定錯誤的是 ( )
A. B.H
C.1s1 D．↓
答案 B
解析 重氫原子應表示為H或D。
6.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是 ( )
A.第一電離能：④＞③＞②＞①
B.原子半徑：④＞③＞②＞①
C.電負性：④＞③＞②＞①
D.最高正化合價：④＞①＞③＝②
答案 A
解析 ①表示S，②表示P，③表示N，④表示F。第一電離能：F＞N＞P＞S，A項正確；原子半徑：P＞S＞N＞F，B項錯誤；電負性：F＞N＞S＞P，C項錯誤；F無正價，D項錯誤。
7.下列各組原子中，化學性質(zhì)一定相似的是 ( )
A.原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子
B.原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子
C.2p軌道上只有2個電子的X原子與3p軌道上只有2個電子的Y原子
D.最外層都只有一個電子的X、Y原子
答案 C
解析 A項，X原子為He，Y原子為Be；B項，X原子為Mg，Y原子可以為Ca，也可以為Zn；C項，X只能為C，Y只能為Si，同一主族，化學性質(zhì)相似；D項，X、Y可以為H、Li、Na、Cr、Cu等。
8.下列敘述正確的是 ( )
A.除0族元素外，短周期元素的最高化合價在數(shù)值上都等于該元素所屬族的族序數(shù)
B.除短周期外，其他周期均為18種元素
C.副族元素沒有非金屬元素
D.堿金屬元素是指ⅠA族的所有的元素
答案 C
解析 A項，O無最高正價，F(xiàn)無正價；B項，第6周期為32種元素；D項，H不屬于堿金屬元素。
9.已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯誤的是 ( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A.元素X的常見化合價是＋1價
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X與氯形成化合物時，化學式可能是XCl
D.若元素Y處于第3周期，它可與冷水劇烈反應
答案 D
解析 X為第ⅠA族元素，Y為第ⅢA族元素；D項，若元素Y處于第3周期，則Y為Al，Al不與冷水反應。
10.回答下列問題：
(1)已知元素M是組成物質(zhì)NH4Al(SO4)2的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個失去第1個至第4個電子所需能量(即電離能，用符號I1至I4表示)如下表所示：
I1
I2
I3
I4
電離能(kJ·mol－1)
578
1 817
2 745
11 578
元素M是____________(填寫元素符號)。
(2)硫原子核外有________種不同運動狀態(tài)的電子，有________種不同形狀的電子云。
(3)請用一個事實證明氧氣的氧化性比硫的氧化性強：__________________________。
(4)寫出碳原子最外層電子的電子排布圖________________，該化學用語不能表達出碳原子最外層電子的________(填字母)。
a．電子層 b．原子軌道
c．所有電子云的伸展方向 d．自旋狀態(tài)
答案 (1)Al (2)16 2
(3)2H2S＋O2===2H2O＋2S(答案合理即可)
(4) c
11．現(xiàn)有1～20號元素A、B、C、D所對應的物質(zhì)的性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)如下表：
元素
物質(zhì)性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)
A
M層上有2對成對電子
B
B的離子與D的離子具有相同電子層結(jié)構(gòu)，且可以相互組合形成干燥劑
C
常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性
D
元素最高正價是＋7價
(1)元素A的原子最外層共有________種不同運動狀態(tài)的電子，有________種能量不同的電子。B的離子與D的離子相互組合形成的干燥劑的化學式是________。
(2)元素C與氫元素形成帶一個單位正電荷的離子，寫出該微粒的電子式________________________________________________________________________(用元素符號表示)。
(3)元素A與元素D相比，非金屬性較強的是________(用元素符號表示)，下列表述中能證明這一事實的是________。
A．常溫下A的單質(zhì)和D的單質(zhì)狀態(tài)不同
B．A的氫化物比D的氫化物穩(wěn)定
C．一定條件下D能從A的氫化物水溶液中置換出A單質(zhì)
D．HD的酸性比HA酸性強
(4)C的氫化物固態(tài)時屬于________晶體，該氫化物與A的最高價氧化物對應的水化物反應的化學方程式是________________________________。
答案 (1)6 2 CaCl2 (2)
(3)Cl C (4)分子 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
解析 根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和微粒結(jié)構(gòu)，A為S，D為Cl，B為Ca，C為N。
(1)S的最外層有6個電子，其運動狀態(tài)各不相同，3s、3p軌道上電子能量不相同，所以應有2種能量不同的電子。CaCl2是一種中性干燥劑。
(2)該離子應為NH，其電子式為[]＋。
(3)S和Cl相比較，Cl的非金屬性強，可以根據(jù)氫化物的穩(wěn)定性，最高價氧化物對應水化物的酸性以及Cl2＋H2S===2HCl＋S↓進行判斷。
(4)NH3為分子晶體，NH3和H2SO4反應生成(NH4)2SO4。
12．不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來表示，x越大，其原子吸引電子的能力越強。下面是某些短周期元素的x值：
元素符號
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
x值
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)通過分析x值變化規(guī)律，確定Mg的x值范圍：____＜x(Mg)＜________。
(2)推測x值與原子半徑的關(guān)系是________________________________________；
根據(jù)短周期元素的x值變化特點，體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________________變化規(guī)律。
(3)分別指出下列兩種化合物中氧元素的化合價：HClO________，HFO________。
(4)經(jīng)驗規(guī)律告訴我們：成鍵的兩原子相應元素x數(shù)值的差值為Δx，當Δx＞1.7時，一般為離子鍵，當Δx＜1.7時，一般為共價鍵，試推斷AlBr3中化學鍵類型是________________。
(5)預測元素周期表中，x值最小的元素位于第________周期第________族(放射性元素除外)。
答案 (1)0.9 1.5 (2)同周期(同主族)中，x值越大，其原子半徑越小 周期性 (3)－2 0 (4)共價鍵 (5)第6 第ⅠA
解析 (1)x代表電負性的大小，根據(jù)位置關(guān)系判斷x(Na)＜x(Mg)＜x(Be)，即0.9＜x(Mg)＜1.5。
(2)x值越大，其原子半徑越小，電負性隨著原子序數(shù)的遞增，呈現(xiàn)周期性變化。
(3)根據(jù)電負性的數(shù)值，在HClO中氧為－2價，根據(jù)
H，H和O的共用電子對偏向O，而O和F的共用電子對又偏向F，所以O為0價。
(4)x(Br)－x(Al)＜x(Cl)－x(Al)＝3.0－1.5＝1.5，所以AlBr3中化學鍵類型為共價鍵。
(5)電負性最小的應為金屬性最強的。
13．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學元素。
(1)下列________(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導體。
①a、c、h?、赽、g、k ③c、h、l?、躣、e、f
(2)如給核外電子足夠的能量，這些電子便會擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：①原子核對核外電子的吸引力，②形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ·mol－1)：
鋰
X
Y
失去第一個電子
519
502
580
失去第二個電子
7 296
4 570
1 820
失去第三個電子
11 799
6 920
2 750
失去第四個電子
9 550
11 600
①通過上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量：__________________________________________________。
②表中X可能為以上13種元素中的________(填寫字母)元素，則該元素屬于________區(qū)。用元素符號表示X和j所能形成的化合物的化學式是__________。
③Y是周期表中________族元素。
④以上13種元素中，________(填寫字母)元素原子失去核外第一個電子需要的能量最多。
答案 (1)①④ (2)①鋰原子失去核外第一個電子后即達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以鋰原子失去核外第二個電子時所需的能量要遠遠大于失去第一個電子所需的能量?、赼 s Na2O和Na2O2 ③ⅢA?、躮
解析 根據(jù)位置可以判斷b為H，a為Na，c為Mg，d為Sr，e為Ti，f為Al，g為Ge，h為C，i為P，j為O，k為Te，l為Cl，m為Ar。
(1) 金屬以及石墨為電的良導體，所以①④都符合。
(2)①由于Li失去一個電子后，達到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以再失去一個電子所需能量遠遠大于失去第一個電子所需能量。②表中所給數(shù)據(jù)即電離能，根據(jù)X的逐級電離能數(shù)據(jù)，X最外層應有1個電子，應為Na元素，即a，Na在s區(qū)，Na與j(O)可形成Na2O、Na2O2兩種化合物。③根據(jù)Y的逐級電離能數(shù)據(jù)，Y最外層應有3個電子，對應的應為Al(f)。④稀有氣體元素原子最穩(wěn)定，失去第一個電子需要的能量最多。
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