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課時規(guī)范練35　原子結構與性質 非選擇題(共8小題,共100分) 1.(10分)A、B、C、D、E、F代表6種元素。請?zhí)羁? (1)A元素基態(tài)原子的最外層有2個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為　　　　　　。 (2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結構都與氬相同,B的元素符號為　　　　　,C的元素符號為　　　　　。 (3)D元素的正三價離子的3d能級為半充滿,D的元素符號為　　　　　,其基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　　。 (4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對電子,只有一個未成對電子,E的元素符號為　　　　　,其基態(tài)原子的電子排布式為　　　　　　。 (5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+1,則n=　　　　;原子中能量最高的是　　　　　　　電子。 2.(12分)(1)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。 ①Si位于元素周期表第　　　　周期第　　　族。 ②N的基態(tài)原子核外電子排布式為　　　　;Cu的基態(tài)原子最外層有　　　個電子。 ③用“>”或“<”填空: 原子半徑 電負性 熔點 沸點 Al　　Si N　　O 金剛石　晶體硅 CH4　SiH4 (2)①N、Al、Si、Zn四種元素中,有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下: 電離能 I1 I2 I3 I4 …… In/(kJmol-1) 578 1 817 2 745 11 578 …… 則該元素是　　　　(填寫元素符號)。 ②基態(tài)鍺(Ge)原子的電子排布式是　　　　　　　。Ge的最高價氯化物的分子式是　　　　　　　。 ③Ge元素可能的性質或應用有　　　。 A.是一種活潑的金屬元素 B.其電負性大于硫 C.其單質可作為半導體材料 D.其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點 3.(10分)銅、鎵、硒、硅等元素的化合物是生產(chǎn)第三代太陽能電池的重要材料。請回答: (1)已知高溫下CuOCu2O+O2,從銅原子價層電子結構(3d和4s軌道上應填充的電子數(shù))變化角度來看,能生成Cu2O的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)硒、硅均能與氫元素形成氣態(tài)氫化物,若“Si—H”中共用電子對偏向氫元素,氫氣與硒反應時單質硒是氧化劑,則硒與硅的電負性相對大小為Se　　　Si(填“>”或“<”)。與Si同周期部分元素的電離能如圖所示,其中a、b和c分別代表　　　　(填字母)。 A.a為I1、b為I2、c為I3 B.a為I2、b為I3、c為I1 C.a為I3、b為I2、c為I1 D.a為I1、b為I3、c為I2 4.(2018湖北八校高三聯(lián)考)(12分)根據(jù)下列五種短周期元素的電離能數(shù)據(jù)(單位:kJmol-1),回答下面各題。 元素代號 I1 I2 I3 I4 I5 Q 800.6 2 427.1 3 659.7 25 025.8 32 826.7 R 495.8 4 562 6 910.3 9 543 13 354 S 577.5 1 816.7 2 744.8 11 577 14 842 T 1 402.3 2 856 4 578.1 7 475.0 9 444.9 U 2 080.7 3 952.3 6 122 9 371 12 177 (1)在這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是　　　　(填元素符號),S元素最可能是　　　　　區(qū)元素。 (2)基態(tài)Q元素原子的價電子排布式是　　　　　　　。Q和T同周期?；衔颭T中T元素的化合價為　　　　;第一電離能介于Q、T之間的同周期元素有　　　　種。 (3)化合物RT3中化學鍵類型為　　　　,RT3的陰離子的幾何構型為　　　　　　　。 (4)下列元素中,化學性質和物理性質最像U元素的是　　　　　　　　。 A.硼　B.鈹　C.鋰　D.氦　E.碳 5.(12分)(1)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同,b的價電子層中的未成對電子有3個,c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍,d與c同族,e的最外層只有1個電子,但次外層有18個電子。 請?zhí)顚懴铝锌瞻住? ①e元素基態(tài)原子的核外電子排布式為　　　　　。 ②b、c、d三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為　　　　　　　(填元素符號),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (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相同且電負性小的元素是　　　　　　　;26號元素價層電子排布式為　　　　　;L原子核外電子占有9個軌道,而且有一個未成對電子,L是　　　　元素。 (3)硒(Se)是一種有抗癌、抗氧化作用的元素,可以形成多種化合物。 ①基態(tài)硒原子的價層電子排布式為　　　　　　　　　　　　　　。 ②鍺、砷、硒的第一電離能大小排序為　。 6.(12分)下表是周期表的一部分,試回答下列問題。 　　族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 2 ① ② 3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ 4 ⑩ (1)表中元素中,第一電離能最小的元素是　　　　　　(填元素符號,下同),電負性最大的元素是　　　　,單質中化學性質最不活潑的是　　　　　　　　(填化學式)。 (2)表中元素的最高價氧化物對應水化物中,酸性最強的是　　　　　　　(填化學式,下同),堿性最強的是　　　　　,呈兩性的氫氧化物是　　　　　　　　。 (3)表中ⅦA族元素中最不穩(wěn)定的氫化物是　　　　　　　　　　(填化學式)。 (4)為什么表中的④第一電離能比⑤大?　　　　　　。 7.(16分)現(xiàn)有七種元素,其中A、B、C、D、E為短周期主族元素,F、G為第四周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)下列相關信息,回答問題。 A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等 B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1 C原子的第一至第四電離能依次為I1=738 kJmol-1,I2=1 451 kJmol-1,I3=7 733 kJmol-1,I4=10 540 kJmol-1 D原子核外所有p軌道全滿或半滿 E元素的主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4 F是前四周期中電負性最小的元素 G在元素周期表的第七列 (1)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式:　　　　　　　　。 (2)B元素基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有　　　　　個方向,原子軌道呈　　　　　　形。 (3)某同學根據(jù)上述信息,推斷C的基態(tài)原子的核外電子排布圖如下: 該同學所畫的電子排布圖違背了　。 (4)G位于　　　　　　　族　　　　　　　區(qū),該元素的價電子排布式為　　　　　　　　。 (5)檢驗F元素的方法是　　　　　　　　　　　,請用原子結構的知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 8.(16分)Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常見的六種元素。 (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　。 (2)用“>”或“<”填空: 第一電離能 離子半徑 熔點 酸性 Si　S O2-　Na+ NaCl　Si H2SO4　HClO4 Ⅱ.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表一種化學元素。 試回答下列問題: (3)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因:　。 (4)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表: 元素 o p 電離能(kJmol-1) I1 717 759 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 比較兩元素的I2、I3可知,氣態(tài)o2+再失去一個電子比氣態(tài)p2+再失去一個電子難。對此,你的解釋是　。 (5)第三周期8種元素,其單質熔點高低的順序如圖甲所示,其中電負性最大的是　　　　　　　　　(填圖中的序號)。 (6)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖乙所示,則該元素是　　　　(填元素符號)。  課時規(guī)范練35　原子結構與性質 1.答案 (1)C或O　(2)Cl　K (3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 (5)2　2p 解析 (1)A元素基態(tài)原子次外層有2個電子,故次外層為K層,A元素有2個電子層,由題意可寫出其電子排布圖為,則該元素核外有6個電子,為碳元素,其元素符號為C,另外氧原子同樣也符合要求,其電子排布圖為。 (2)B-、C+的電子層結構都與Ar相同,即核外都有18個電子,則B為17號元素Cl,C為19號元素K。 (3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成+3價離子,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即為26號元素鐵。 (4)根據(jù)題意要求,首先寫出電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1,該元素為29號元素Cu。 (5)s能級只有1個原子軌道,故最多只能容納2個電子,即n=2,所以元素F的原子最外層電子排布式為2s22p3,由此可知F是N元素;根據(jù)核外電子排布的能量最低原理,可知氮原子的核外電子中的2p能級能量最高。 2.答案 (1)①三?、鬉?、?s22s22p3　1?、?　<　>　< (2)①Al?、?s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4?、跜D 解析 (1)①Si是14號元素,位于元素周期表中第三周期第ⅣA族。②N是7號元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3;Cu是29號元素,其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,故最外層有1個電子。③同周期元素,原子序數(shù)越大,原子半徑越小,故原子半徑:Al>Si;同周期元素,原子序數(shù)越大,電負性越強,故電負性:NSi—Si,故熔點:金剛石>晶體硅;CH4和SiH4都是分子晶體,且兩者結構相似,SiH4的相對分子質量大,故沸點:CH4　B 解析 (1)CuO中銅的價層電子排布為3d9,Cu2O中銅的價層電子排布為3d10,3d10為穩(wěn)定結構,所以在高溫時能生成Cu2O。 (2)若“Si—H”中共用電子對偏向氫原子,說明硅顯正價,氫氣與硒反應時單質硒是氧化劑,硒的氫化物中硒顯負價,所以硒與硅的電負性相對大小為Se>Si;在第三周期元素中,鈉原子失去1個電子后,就已經(jīng)達到穩(wěn)定結構,所以鈉的第二電離能最大;鎂原子最外層為2個電子,失去2個電子后為穩(wěn)定結構,所以鎂的第二電離能較小;鋁原子最外層有3個電子,失去2個電子后還未達穩(wěn)定結構,而鋁的金屬性比鎂弱,所以第二電離能比鎂略高;硅原子最外層的3p軌道有2個電子,全部失去后,留下的3s軌道上有2個電子,相對較穩(wěn)定,所以硅的第二電離能比鋁要低;磷、硫非金屬性逐漸增大,第二電離能也增大,由于硫失去1個電子后,3p軌道上是3個電子,是較穩(wěn)定結構,所以硫的第二電離能要高于氯;綜上分析,a代表第二電離能I2、b代表第三電離能I3、c代表第一電離能I1。 4.答案 (1)B和Al　p　(2)2s22p1　-3　3 (3)離子鍵、共價鍵　直線形　(4)D 解析 Q元素的I4?I3,Q元素的原子最外層有3個電子,Q處于ⅢA族;R元素的I2?I1,R元素的原子最外層有1個電子,R處于ⅠA族;S元素的I4?I3,S元素的原子最外層有3個電子,S處于ⅢA族;T、U元素的I1~I5沒有突變,T、U的最外層電子數(shù)至少5個。 (1)根據(jù)上述分析,這五種元素中,最可能處于同一族的兩種元素是Q和S,Q和S都處于ⅢA族,Q的I1大于S的I1,Q為B元素,S為Al元素。最可能處于同一族的兩種元素是B和Al。S元素為Al元素,基態(tài)Al原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1,最后一個電子填入3p能級,Al是p區(qū)元素。 (2)Q為B元素,B原子核外有5個電子,基態(tài)B原子核外電子排布式為1s22s22p1,基態(tài)B原子的價電子排布式為2s22p1。Q的化合價為+3價,根據(jù)化合物中元素的正負化合價代數(shù)和為0,QT中T元素的化合價為-3價。Q屬于第二周期,Q和T同周期,T也屬于第二周期,T為N元素,第一電離能介于B和N之間的有Be、C、O,共3種元素。 (3)R為ⅠA族元素,R原子核外電子數(shù)大于5,R為Na元素;T為N元素,RT3為NaN3,其中含有離子鍵和共價鍵。NaN3中陰離子為N3-,N3-與CO2互為等電子體,CO2為直線形,則N3-也為直線形。 (4)U的最外層電子數(shù)至少5個,U不可能是ⅠA族~ⅣA族元素,U的第一電離能較大,U可能是0族元素,化學性質和物理性質最像U元素的是氦,答案選D。 5.答案 (1)①1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 ②SSe>Ge 解析 (1)根據(jù)已知信息,可以推出a為H,b為N,c為O,d為S,e為Cu。 ①Cu元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 ②b、c、d三種元素的第一電離能數(shù)值由小到大的順序為SSe>Ge。 6.答案 (1)K　F　Ar　(2)HClO4　KOH　Al(OH)3 (3)HBr　(4)鎂的外圍電子為3s2,處于全滿狀態(tài),是相對穩(wěn)定結構 解析 由元素在周期表中的位置可知,①是N、②是F、③是Na、④是Mg、⑤是Al、⑥是Si、⑦是S、⑧是Cl、⑨是Ar、⑩是K、是Ca、是Br。 (1)同周期自左而右第一電離能增大,同主族自上而下第一電離能降低,故第一電離能最小的是K;同周期自左而右電負性增大,同主族自上而下電負性降低,故電負性最大的是F;最不活潑的元素是0族元素單質Ar。 (2)F沒有正化合價,沒有含氧酸,除F外Cl元素的非金屬性最強,HClO4的酸性最強;K元素金屬性最強,故KOH的堿性最強;Al(OH)3是兩性氫氧化物。 (3)表中ⅦA族元素中非金屬性F>Cl>Br,故最不穩(wěn)定的氫化物是HBr。 (4)鎂的外圍電子為3s2,處于全滿狀態(tài),是相對穩(wěn)定結構,第一電離能高于同周期相鄰元素。 7.答案 (1)[HNHHH]+[H]-　(2)3　啞鈴 (3)泡利原理　(4)第ⅦB　d　3d54s2 (5)焰色反應　當基態(tài)原子的電子吸收能量后,電子會躍遷到較高能級,變成激發(fā)態(tài)原子;電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)或基態(tài)時,將以光的形式釋放能量 解析 由題給信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分別為H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。 (1)NH5為離子化合物,由NH4+和H-兩種離子組成,故其電子式為[HNHHH]+[H]-。 (2)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3,能量最高的電子位于2p能級,共有3個,其電子云在空間有3個方向,原子軌道呈啞鈴形。 (3)該同學所畫電子排布圖中的3s能級的兩個電子自旋方向相同,違背了泡利原理。 (4)G為Mn,是25號元素,位于第四周期第ⅦB族,最后填充的是d電子,為d區(qū)元素,價電子排布式為3d54s2。 8.答案 (1)三?、馎　2　1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 (2)<　>　<　< (3)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量 (4)Mn2+的3d能級有5個電子,為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定 (5)2　(6)Al 解析 (1)Na元素位于元素周期表第三周期第ⅠA族;S的基態(tài)原子核外未成對電子處于3p能級,共有2個未成對電子;基態(tài)Si原子電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。 (2)同一周期元素,隨著原子序數(shù)的增加,原子核對電子的吸引力增強,第一電離能增大,所以第一電離能:S>Si;核外電子排布相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以離子半徑:O2->Na+;原子晶體(Si)的熔點高于離子晶體(NaCl)的熔點,故熔點:Si>NaCl;元素的非金屬性越強,元素最高價氧化物對應水化物的酸性越強,因為非金屬性Cl>S,所以酸性:HClO4>H2SO4。 (3)h為Mg元素,Mg單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光,原因是電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時,以光(子)的形式釋放能量。 (4)o元素為Mn,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,基態(tài)Mn2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,其3d能級為半充滿結構,相對比較穩(wěn)定,當失去第三個電子時比較困難,而基態(tài)Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,其3d能級再失去一個電子,形成相對比較穩(wěn)定的半充滿結構,故Fe2+失去第三個電子比較容易。 (5)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬,其單質中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體,熔點依次升高;硅形成原子晶體;磷、硫、氯、氬形成分子晶體,常溫下磷、硫為固體,氯氣、氬為氣體,故8種元素按單質熔點由高到低的順序為硅、鋁、鎂、硫、磷、鈉、氯、氬,其中電負性最大的為氯。 (6)由題圖可知,該元素的電離能I4遠大于I3,故為第ⅢA族元素,周期表中所列的第ⅢA族元素i屬于第三周期的Al。