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2023年秋高中化学选择性必修2（苏教版2019）专题2 原子结构与元素性质 过关检测（含解析）
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这是一份2023年秋高中化学选择性必修2（苏教版2019）专题2 原子结构与元素性质 过关检测（含解析），共14页。
专题2 原子结构与元素性质 过关检测
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.[2023河北衡水第十三中学质检]下列说法正确的是( )
A.第3周期元素的基态原子最外层轨道上的电子半充满的有2种
B.电子吸收能量跃迁到高能级的轨道上发生了化学变化
C.电子云示意图中的小黑点表示电子运动的轨迹
D.不同种原子由激发态向基态跃迁时发出的光的颜色一定相同
2.[2023河北秦皇岛第一中学期末]下列叙述中,正确的是( )
A.霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.最外层有3个未成对电子的原子一定属于p区元素
D.基态C原子的外围电子轨道表示式违背了泡利不相容原理
3.下列说法错误的是( )
A.ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量
B.6C的电子排布式1s22s22px2违反了洪特规则
C.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理
4.[2023河北大名县第一中学月考]基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族为( )
A.p区、第5周期、ⅠB族
B.ds区、第5周期、Ⅷ族
C.d区、第4周期、ⅠB族
D.ds区、第5周期、ⅠB族
5.下列关于O、Na、S、Cl、K元素及其化合物的说法正确的是( )
A.第一电离能:I1(K)>I1(Na)
B.电负性:S>O
C.原子半径:r(K)>r(Cl)>r(S)>r(O)
D.热稳定性:HCl>H2S
6.关于如图所示的元素,下列叙述正确的是( )
A.钛元素原子的M层上共有10个电子
B.钛元素是ds区的过渡元素
C.钛元素原子最外层上有4个电子
D.钛元素位于第3周期
7.已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的轨道表示式为
B.X位于元素周期表中第3周期ⅤA族
C.电负性:Z>Y>X
D.第一电离能:X
A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子数最多的是Z元素
D.X元素是电负性最大的元素
9.[2023河北秦皇岛第一中学期末]下列叙述中正确的是( )
A.某主族金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
B.乳酸()分子中含有2个手性碳原子(连有4个不同原子或基团)
C.环戊烯()分子中所有碳原子共平面
D.具有相同核外电子排布的粒子,化学性质相同
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的族序数是周期序数的3倍,基态时Y原子核外s原子轨道上有1个未成对电子,Z与X处于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
11.由短周期主族元素组成的一种新型漂白剂的结构如图所示,其中W、X、Y、Z原子序数依次增大,W的族序数是周期序数的两倍,基态时Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍,Y与Z位于不同周期。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Y
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
12.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期序数等于族序数,W的外围电子排布式为ns2np5。下列有关说法正确的是( )
A.第一电离能:I(Y)
C.Z的最高价氧化物水化物可溶于X的最高价氧化物水化物溶液
D.氧化物的水化物的酸性:X
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.元素的第一电离能:Z>Y
C.Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液需保存在棕色细口瓶中
D.常温下,W的气态氢化物与其某种氧化物反应可生成黄色固体
14.下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。
X
Y
Z
R
W
J
下列说法正确的是( )
A.基态R原子的轨道表示式为
B.Y2-与Na+的半径大小关系为Y2->Na+
C.Y的第一电离能大于X的第一电离能
D.除J外电负性最大的元素为W
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(16分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区元素的是 (填元素符号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为 ;③和⑦形成的一种常见溶剂的化学式为 。
(3)某元素原子的外围电子排布式为nsnnpn+1,该元素单质的结构式为 。
(4)元素④的第一电离能 (填“>”“=”或“<”,下同)元素⑤的第一电离能;元素⑥的电负性 元素⑦的电负性。
(5)元素⑦和⑧形成的化合物的电子式为 。
(6)元素⑩的基态原子核外电子排布式是 。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素②与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
16.[2023河北沧州期末](16分)将铜、镁、锰等元素按照一定比例加到铝中可得到硬铝。硬铝等铝合金材料具有密度小、硬度大、强度高等优良性能,常被用于飞机部件和门窗等构件的制造。请回答下列问题:
(1)铝元素在周期表中的位置是 ,其基态原子核外具有 种空间运动状态不同的电子,其中能量最高的电子所处轨道的形状为 。
(2)镁和铝相比较,第一电离能较大的是 (填元素符号,下同),电负性较大的是 。
(3)若用In表示元素的第n电离能,锰元素的电离能变化趋势如图所示。
I7与I8的差值明显大于其他相邻电离能的差值,原因是 。
(4)表示基态铜原子的外围电子排布情况的是 (填字母)。
A.4s1
B.3d94s2
C.3d104s1
D.
(5)用洁净的铂丝蘸取硫酸铜溶液,在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈现绿色,从微观角度解释产生该现象的原因: 。
17.(13分)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中,第一电离能较大的是 ,基态原子核外未成对电子数较多的是 。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。
①氮原子的外围电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;氮元素的E1呈现异常的原因是 。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 (填字母)。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为 3373As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
18.(13分)科学家合成了一种化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,W是所在周期中第一电离能最小的元素,Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,Z元素的原子核外最外层电子数是X元素原子核外电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为 (用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为 。
(3)基态X原子外围电子轨道表示式为 。
(4)W元素基态原子核外电子有 种运动状态,其中电子占据能量最高的原子轨道符号为 。
(5)X的电负性 (填“大于”或“小于”)Y。
答案：
1.A 解析 第3周期元素的基态原子最外层轨道上的电子半充满的有3s1、3s23p3,一共有2种元素,A正确;电子吸收能量跃迁到高能级的轨道上没有新物质生成,不是化学变化,B错误;电子云示意图中的小黑点没有实际的意义,小黑点的疏密程度表示电子出现的机会的大小,C错误;不同种原子由激发态向基态跃迁时放出的能量不同,发出的光的颜色不相同,D错误。
2.C 解析 电子由基态获得能量跃迁到激发态,从激发态跃迁到较低的能级,多余的能量以光的形式释放出来,光的波长对应一定的颜色,故霓虹灯通电灯管变红不可能是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱,A错误;s能级的原子轨道呈球形,该轨道上的电子大概率在球壳内运动,小概率出现在球壳外,B错误;最外层有3个未成对电子的原子的外围电子排布式为属于p区元素的ns2np3,C正确;基态C原子的外围电子轨道表示式违背了洪特规则,D错误。
3.A 解析 A项,各能级能量由小到大的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量;B项,对于6C原子来说,2p能级有3个能量相同的原子轨道,最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上,违反了洪特规则;C项,根据轨道能量高低顺序可知E4s
5.D 解析 同主族元素从上至下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:I1(K)S,则电负性:O>S,B错误;同周期主族元素从左至右,原子半径逐渐减小,故原子半径:r(Cl)S,故氢化物热稳定性:HCl>H2S,D正确。
6.A 解析 钛元素原子的M层为第三层,其电子排布式为3s23p63d2,共有10个电子,A正确;钛元素是d区的过渡元素,B错误;钛元素原子最外层有2个电子,C错误;钛元素位于第4周期,D错误。
7.A 解析 基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以X为P元素;基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,Y为C或O元素;Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,若Y为C元素,则Z的原子序数为32-15-6=11,为Na元素,Na元素不能形成负价离子,故不符合题意,若Y为O元素,则Z的原子序数为32-15-8=9,为F元素,可以形成F-,符合题意,综上所述X为P元素,Y为O元素,Z为F元素。Y为O元素,原子核外有8个电子,轨道表示式为,A项错误;X为P元素,位于第3周期ⅤA族,B项正确;非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性F>O>P,即Z>Y>X,C项正确;同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以第一电离能P
9.A 解析 该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+,A正确;人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,中含1个手性碳原子(*所示),B错误;根据甲烷的正四面体结构可知环戊烯分子中这5个碳原子不可能共平面,C错误;具有相同核外电子排布的粒子,化学性质不一定相同,D错误。
10.A 解析 X的族序数是周期序数的3倍,X是O元素;Z与X处于同一主族,Z是S元素;短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W是Cl元素;基态时Y原子核外s原子轨道上有1个未成对电子,Y是Na元素。同周期主族元素从左到右,半径依次减小,原子半径:r(Cl)
14.B 解析 由J为0族元素及元素在周期表中的位置可知,X、Y、Z位于第2周期,R位于第3周期,W位于第4周期,J为第5周期的Xe元素,则X为N元素、Y为O元素、Z为F元素、R为S元素、W为Br元素。基态R原子3p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误;O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确;N原子的2p能级处于半充满状态,N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;除J外电负性最大的元素为F,D项错误。
15.答案 (1)Ti (2)苯 CCl4 (3)N≡N (4)> <
(5)
(6)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(7)Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O
解析 根据元素周期表的结构和位置关系,可知①~⑩号分别对应元素为H、Be、C、Mg、Al、P、Cl、Ca、Ti、Cu。
(3)由外围电子排布式为nsnnpn+1可知n为2,即2s22p3,该元素为N元素。
(7)Be、Al两元素及其化合物具有相似性,Be(OH)2和Al(OH)3都是两性氢氧化物,都可与NaOH溶液反应,生成对应的盐和水。
16.答案 (1)第3周期ⅢA族 7 纺锤形(或哑铃形)
(2)Mg Al
(3)基态锰原子的外围电子排布式为3d54s2,失去的第7个电子和第8个电子不在同一电子层,能量差别较大(其他合理答案也可)
(4)CD
(5)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光能的形式释放出能量(其他合理答案也可)
解析 (1)铝元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,铝元素在周期表中的位置是第3周期ⅢA族,其基态原子核外有7种空间运动状态不同的电子,其中能量最高的电子所处轨道为p轨道,轨道形状为纺锤形(或哑铃形)。
(2)根据同周期元素第一电离能和电负性的变化规律可知,镁和铝相比较,第一电离能较大的是Mg,电负性较大的是Al。
(3)基态锰原子的外围电子排布式为3d54s2,失去的第7个电子和第8个电子不在同一电子层,因此I7与I8的差值明显大于其他相邻电离能的差值。
(4)基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,轨道表示式为。
(5)从微观角度解释产生焰色的原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光能的形式释放出能量。
17.答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
(2)① ②同周期主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大 基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子 (3)D
解析 (1)Co是27号元素,在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故Mn的第一电离能小于Se;同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故Se的第一电离能小于O,则第一电离能:Mn
(2)①N为7号元素,基态N原子的外围电子排布式为2s22p3,故氮原子的外围电子轨道表示式为。
②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。
(3)N和As是ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等多种氧化物,A项正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则AsH3、H2S、HCl的稳定性逐渐增强,B项正确;中子数=质量数-质子数,则 3373As的中子数为73-33=40,C项正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左往右原子半径减小,则原子半径由大到小的顺序为As、Si、Cl,D项错误。
18.答案 (1)Na>Si>P>Cl
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3)
(4)11 3s
(5)小于
解析 W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,据题图可知X能形成4个共价键,则应为ⅣA族元素,Z原子核外最外层电子数是X原子核外电子数的一半,X为C元素或Si元素,若X为C元素,则Z为B元素,不符合题图成键规律,所以X为Si元素,Z为Cl元素,四种元素均位于第3周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,即Y为P元素;根据题图可知,W元素的阳离子带一个单位正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。
(1)同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。
(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。
(3)Si处于元素周期表中第3周期ⅣA族,基态Si原子的外围电子排布式为3s23p2,则基态硅原子外围电子的轨道表示式是。
(4)Na的核外电子数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外有11种不同的运动状态的电子;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。
(5)同周期元素原子P比Si吸引电子能力强,所以Si的电负性小于P。
专题2 原子结构与元素性质 过关检测
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.[2023河北衡水第十三中学质检]下列说法正确的是( )
A.第3周期元素的基态原子最外层轨道上的电子半充满的有2种
B.电子吸收能量跃迁到高能级的轨道上发生了化学变化
C.电子云示意图中的小黑点表示电子运动的轨迹
D.不同种原子由激发态向基态跃迁时发出的光的颜色一定相同
2.[2023河北秦皇岛第一中学期末]下列叙述中,正确的是( )
A.霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱
B.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.最外层有3个未成对电子的原子一定属于p区元素
D.基态C原子的外围电子轨道表示式违背了泡利不相容原理
3.下列说法错误的是( )
A.ns电子的能量可能低于(n-1)p电子的能量
B.6C的电子排布式1s22s22px2违反了洪特规则
C.电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理
4.[2023河北大名县第一中学月考]基态原子的核外电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族为( )
A.p区、第5周期、ⅠB族
B.ds区、第5周期、Ⅷ族
C.d区、第4周期、ⅠB族
D.ds区、第5周期、ⅠB族
5.下列关于O、Na、S、Cl、K元素及其化合物的说法正确的是( )
A.第一电离能:I1(K)>I1(Na)
B.电负性:S>O
C.原子半径:r(K)>r(Cl)>r(S)>r(O)
D.热稳定性:HCl>H2S
6.关于如图所示的元素,下列叙述正确的是( )
A.钛元素原子的M层上共有10个电子
B.钛元素是ds区的过渡元素
C.钛元素原子最外层上有4个电子
D.钛元素位于第3周期
7.已知基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32。下列说法不正确的是( )
A.Y元素原子的轨道表示式为
B.X位于元素周期表中第3周期ⅤA族
C.电负性:Z>Y>X
D.第一电离能:X
A.W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B.Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子数最多的是Z元素
D.X元素是电负性最大的元素
9.[2023河北秦皇岛第一中学期末]下列叙述中正确的是( )
A.某主族金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
B.乳酸()分子中含有2个手性碳原子(连有4个不同原子或基团)
C.环戊烯()分子中所有碳原子共平面
D.具有相同核外电子排布的粒子,化学性质相同
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X的族序数是周期序数的3倍,基态时Y原子核外s原子轨道上有1个未成对电子,Z与X处于同一主族。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(W)
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
11.由短周期主族元素组成的一种新型漂白剂的结构如图所示,其中W、X、Y、Z原子序数依次增大,W的族序数是周期序数的两倍,基态时Z原子K、L层上的电子总数是3p原子轨道上电子数的两倍,Y与Z位于不同周期。下列说法正确的是( )
A.简单离子半径:Y
D.W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
12.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子的最外层电子数是次外层的2倍,Y的电负性仅次于氟元素,Z所在周期序数等于族序数,W的外围电子排布式为ns2np5。下列有关说法正确的是( )
A.第一电离能:I(Y)
C.Z的最高价氧化物水化物可溶于X的最高价氧化物水化物溶液
D.氧化物的水化物的酸性:X
A.原子半径:W>Z>Y>X
B.元素的第一电离能:Z>Y
C.Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液需保存在棕色细口瓶中
D.常温下,W的气态氢化物与其某种氧化物反应可生成黄色固体
14.下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。
X
Y
Z
R
W
J
下列说法正确的是( )
A.基态R原子的轨道表示式为
B.Y2-与Na+的半径大小关系为Y2->Na+
C.Y的第一电离能大于X的第一电离能
D.除J外电负性最大的元素为W
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(16分)下表为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)表中属于d区元素的是 (填元素符号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为 ;③和⑦形成的一种常见溶剂的化学式为 。
(3)某元素原子的外围电子排布式为nsnnpn+1,该元素单质的结构式为 。
(4)元素④的第一电离能 (填“>”“=”或“<”,下同)元素⑤的第一电离能;元素⑥的电负性 元素⑦的电负性。
(5)元素⑦和⑧形成的化合物的电子式为 。
(6)元素⑩的基态原子核外电子排布式是 。
(7)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素②与元素⑤的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
16.[2023河北沧州期末](16分)将铜、镁、锰等元素按照一定比例加到铝中可得到硬铝。硬铝等铝合金材料具有密度小、硬度大、强度高等优良性能,常被用于飞机部件和门窗等构件的制造。请回答下列问题:
(1)铝元素在周期表中的位置是 ,其基态原子核外具有 种空间运动状态不同的电子,其中能量最高的电子所处轨道的形状为 。
(2)镁和铝相比较,第一电离能较大的是 (填元素符号,下同),电负性较大的是 。
(3)若用In表示元素的第n电离能,锰元素的电离能变化趋势如图所示。
I7与I8的差值明显大于其他相邻电离能的差值,原因是 。
(4)表示基态铜原子的外围电子排布情况的是 (填字母)。
A.4s1
B.3d94s2
C.3d104s1
D.
(5)用洁净的铂丝蘸取硫酸铜溶液,在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈现绿色,从微观角度解释产生该现象的原因: 。
17.(13分)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中,第一电离能较大的是 ,基态原子核外未成对电子数较多的是 。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。
①氮原子的外围电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;氮元素的E1呈现异常的原因是 。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 (填字母)。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为 3373As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
18.(13分)科学家合成了一种化合物(如图所示),其中W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,W是所在周期中第一电离能最小的元素,Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,Z元素的原子核外最外层电子数是X元素原子核外电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为 (用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为 。
(3)基态X原子外围电子轨道表示式为 。
(4)W元素基态原子核外电子有 种运动状态,其中电子占据能量最高的原子轨道符号为 。
(5)X的电负性 (填“大于”或“小于”)Y。
答案：
1.A 解析 第3周期元素的基态原子最外层轨道上的电子半充满的有3s1、3s23p3,一共有2种元素,A正确;电子吸收能量跃迁到高能级的轨道上没有新物质生成,不是化学变化,B错误;电子云示意图中的小黑点没有实际的意义,小黑点的疏密程度表示电子出现的机会的大小,C错误;不同种原子由激发态向基态跃迁时放出的能量不同,发出的光的颜色不相同,D错误。
2.C 解析 电子由基态获得能量跃迁到激发态,从激发态跃迁到较低的能级,多余的能量以光的形式释放出来,光的波长对应一定的颜色,故霓虹灯通电灯管变红不可能是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱,A错误;s能级的原子轨道呈球形,该轨道上的电子大概率在球壳内运动,小概率出现在球壳外,B错误;最外层有3个未成对电子的原子的外围电子排布式为属于p区元素的ns2np3,C正确;基态C原子的外围电子轨道表示式违背了洪特规则,D错误。
3.A 解析 A项,各能级能量由小到大的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量;B项,对于6C原子来说,2p能级有3个能量相同的原子轨道,最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上,违反了洪特规则;C项,根据轨道能量高低顺序可知E4s
5.D 解析 同主族元素从上至下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:I1(K)
6.A 解析 钛元素原子的M层为第三层,其电子排布式为3s23p63d2,共有10个电子,A正确;钛元素是d区的过渡元素,B错误;钛元素原子最外层有2个电子,C错误;钛元素位于第4周期,D错误。
7.A 解析 基态X原子的3p轨道上有3个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,所以X为P元素;基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2或1s22s22p4,Y为C或O元素;Z元素可以形成负价离子,且三种元素的原子序数之和等于32,若Y为C元素,则Z的原子序数为32-15-6=11,为Na元素,Na元素不能形成负价离子,故不符合题意,若Y为O元素,则Z的原子序数为32-15-8=9,为F元素,可以形成F-,符合题意,综上所述X为P元素,Y为O元素,Z为F元素。Y为O元素,原子核外有8个电子,轨道表示式为,A项错误;X为P元素,位于第3周期ⅤA族,B项正确;非金属性越强元素的电负性越大,所以电负性F>O>P,即Z>Y>X,C项正确;同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势,同主族元素自上而下第一电离能减小,所以第一电离能P
9.A 解析 该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+,A正确;人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,中含1个手性碳原子(*所示),B错误;根据甲烷的正四面体结构可知环戊烯分子中这5个碳原子不可能共平面,C错误;具有相同核外电子排布的粒子,化学性质不一定相同,D错误。
10.A 解析 X的族序数是周期序数的3倍,X是O元素;Z与X处于同一主族,Z是S元素;短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W是Cl元素;基态时Y原子核外s原子轨道上有1个未成对电子,Y是Na元素。同周期主族元素从左到右,半径依次减小,原子半径:r(Cl)
14.B 解析 由J为0族元素及元素在周期表中的位置可知,X、Y、Z位于第2周期,R位于第3周期,W位于第4周期,J为第5周期的Xe元素,则X为N元素、Y为O元素、Z为F元素、R为S元素、W为Br元素。基态R原子3p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误;O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确;N原子的2p能级处于半充满状态,N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;除J外电负性最大的元素为F,D项错误。
15.答案 (1)Ti (2)苯 CCl4 (3)N≡N (4)> <
(5)
(6)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(7)Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O
解析 根据元素周期表的结构和位置关系,可知①~⑩号分别对应元素为H、Be、C、Mg、Al、P、Cl、Ca、Ti、Cu。
(3)由外围电子排布式为nsnnpn+1可知n为2,即2s22p3,该元素为N元素。
(7)Be、Al两元素及其化合物具有相似性,Be(OH)2和Al(OH)3都是两性氢氧化物,都可与NaOH溶液反应,生成对应的盐和水。
16.答案 (1)第3周期ⅢA族 7 纺锤形(或哑铃形)
(2)Mg Al
(3)基态锰原子的外围电子排布式为3d54s2,失去的第7个电子和第8个电子不在同一电子层,能量差别较大(其他合理答案也可)
(4)CD
(5)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光能的形式释放出能量(其他合理答案也可)
解析 (1)铝元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,铝元素在周期表中的位置是第3周期ⅢA族,其基态原子核外有7种空间运动状态不同的电子,其中能量最高的电子所处轨道为p轨道,轨道形状为纺锤形(或哑铃形)。
(2)根据同周期元素第一电离能和电负性的变化规律可知,镁和铝相比较,第一电离能较大的是Mg,电负性较大的是Al。
(3)基态锰原子的外围电子排布式为3d54s2,失去的第7个电子和第8个电子不在同一电子层,因此I7与I8的差值明显大于其他相邻电离能的差值。
(4)基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1,轨道表示式为。
(5)从微观角度解释产生焰色的原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光能的形式释放出能量。
17.答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
(2)① ②同周期主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大 基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子 (3)D
解析 (1)Co是27号元素,在元素周期表中位于第4周期Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故Mn的第一电离能小于Se;同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故Se的第一电离能小于O,则第一电离能:Mn
(2)①N为7号元素,基态N原子的外围电子排布式为2s22p3,故氮原子的外围电子轨道表示式为。
②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。
(3)N和As是ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等多种氧化物,A项正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则AsH3、H2S、HCl的稳定性逐渐增强,B项正确;中子数=质量数-质子数,则 3373As的中子数为73-33=40,C项正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左往右原子半径减小,则原子半径由大到小的顺序为As、Si、Cl,D项错误。
18.答案 (1)Na>Si>P>Cl
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3)
(4)11 3s
(5)小于
解析 W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,据题图可知X能形成4个共价键,则应为ⅣA族元素,Z原子核外最外层电子数是X原子核外电子数的一半,X为C元素或Si元素,若X为C元素,则Z为B元素,不符合题图成键规律,所以X为Si元素,Z为Cl元素,四种元素均位于第3周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,即Y为P元素;根据题图可知,W元素的阳离子带一个单位正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。
(1)同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。
(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。
(3)Si处于元素周期表中第3周期ⅣA族,基态Si原子的外围电子排布式为3s23p2,则基态硅原子外围电子的轨道表示式是。
(4)Na的核外电子数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外有11种不同的运动状态的电子;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。
(5)同周期元素原子P比Si吸引电子能力强,所以Si的电负性小于P。
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