2020高考化学二轮复习专题限时集训5原子结构与性质（含元素周期律和周期表）（含解析）

专题限时集训(五)　原子结构与性质(含元素周期律和周期表)

(限时：45分钟)

(对应学生用书第138页)

1．(2019·浙江4月选考)2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。根据元素周期律和元素周期表，下列推断不合理的是(　　)

A．第35号元素的单质在常温常压下是液体

B．位于第四周期第ⅤA族的元素为非金属元素

C．第84号元素的最高化合价是＋7

D．第七周期0族元素的原子序数为118

C　[第35号元素为溴，溴单质在常温常压下是液体，A项正确；位于第四周期第ⅤA族的元素为砷，砷为非金属元素，B项正确；第84号元素位于第六周期第ⅥA族，最高化合价不可能是＋7，C项错误；第七周期0族元素的原子序数为118，D项正确。]

2．(2019·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)

A．它位于周期表的第四周期ⅡA族

B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2

C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2

D．Co位于周期表中第9列

[答案]　D

3．以下有关元素性质的说法正确的是    (　　)

A．具有下列电子排布式的原子中，①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p3；③[Ne]3s23p4；④[Ne]3s23p5，原子半径最大的是④

B．具有下列价电子排布式的原子中，①2s22p2；②2s22p3；③2s22p4，第一电离能最大的是①

C．①Na、K、Rb；②N、P、As；③O、S、Se；④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④

D．元素X气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋

[答案]　C

4．(2019·江苏高考)反应NH4Cl＋NaNO2===NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(　　)

A．中子数为18的氯原子：Cl

B．N2的结构式：N===N

C．Na＋的结构示意图：

D．H2O的电子式：

D　[A项，中子数为18的氯原子为Cl，错误；B项，N2的结构式为N≡N，错误；C项，Na＋的结构示意图为，错误。]

5．(2019·济南模拟)X、Y、Z、Q、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大，X、Y是组成空气的主要元素，Y2－与Z＋核外电子排布相同，Q的原子序数为Y的2倍。下列说法正确的是(　　)

A．X、Y组成的原子个数比为1∶1和1∶2的两种化合物均是共价化合物

B．Y和Z可组成阴阳离子个数比为1∶1和1∶2的两种物质

C．Y、Q的简单氢化物的热稳定性：Q>Y

D．X、Q、W的最高价氧化物对应的水化物的酸性：X>W>Q

A　[根据X、Y是组成空气的主要元素，结合原子序数关系知X为N，Y为O；Y2－与Z＋核外电子排布相同，则Z为Na；Q的原子序数为Y的2倍，Q的原子序数为16，Q为S；五种元素均为短周期主族元素，则W为Cl。]

6．(2019·贵阳模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X形成的单质是大气中含量最多的物质，Z元素的原子半径是短周期主族元素中最大的，Y与W位于同一主族，Y原子的2p轨道上有2个未成对电子。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：r(W)>r(Y)>r(X)

B．W的价电子排布式为3s23p4

C．X的最简单氢化物的水溶液酸性强于W的

D．X的最简单氢化物的热稳定性比Y的强

B　[根据X形成的单质是大气中含量最多的物质，可推出X为N；根据同周期和同主族元素原子半径变化规律可知Z为Na，根据Y原子的2p轨道上有2个未成对电子和原子序数X<Y，以及Y、W同主族，可推出Y为O，W为S。]

7．(2019·衡阳第一次联考)主族元素W、X、Y、Z的原子序数均不大于20，其原子半径依次增大。W与X的核电荷数之比为4∶3，且都能形成电子总数相等的简单氢化物分子a、b；Y原子最外层电子数少于其最内层电子数；Z原子的各层电子数呈对称分布。下列叙述错误的是(　　)

A．a、b分子的稳定性：a>b

B．自然界存在多种含W、X元素的化合物

C．W的原子序数一定比Y的原子序数小

D．Z的最高价氧化物对应的水化物可为强碱

C　[W与X的核电荷数之比为4∶3，若W的核电荷数为4，即W为Be，X的核电荷数为3，即X为Li，W与X都能形成电子总数相等的简单氢化物，则W不是Be，X不是Li，若W为O，X为C，则a为H2O，b为CH4，Y原子最外层电子数少于其最内层电子数，即Y可能是Na，也可能是Li，Z原子的各层电子数呈对称分布，且四种元素原子半径依次增大，则Z为Ca。]

8．R、X、Y、Z、A是短周期主族元素，它们在周期表中的相对位置如图所示。X原子最外层电子数等于其电子层数的3倍。下列推断正确的是(　　)

A.气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为Z＞R＞X＞Y

B．原子半径由小到大的顺序为Z＜A＜Y＜X

C．最高价氧化物对应的水化物酸性由弱到强的顺序为Z＜R＜A

D．X、R的第一电离能和电负性均为X>R

C　[由元素在周期表中的位置关系知，X位于第二周期，只有氧原子的最外层电子数等于其电子层数的3倍，则X为氧元素，由此推知R为氮元素，Y为氟元素，Z为磷元素，A为氯元素。A项，热稳定性：PH3＜NH3＜H2O＜HF，错误；B项，原子半径：r(P)＞r(Cl)＞r(O)＞r(F)，错误；D项，N的第一电离能大于O，而电负性为N<O，错误。]

9．(2019·浙江4月选考)下列说法不正确的是    (　　)

A．纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同

B．加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏

C．CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变

D．石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏

C　[ Na2CO3和NaOH都是离子化合物，熔化时破坏的都是离子键，A项正确；蒸发氯化钾水溶液的过程中，水从液态变成气态，破坏了分子间作用力，B项正确；CO2溶于水，一部分CO2与水反应生成H2CO3，有共价键的断裂和生成，C项错误；在石墨晶体结构中，层与层之间存在分子间作用力，层内存在共价键，故石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，D项正确。]

10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y和氢(H)位于同一主族，X和W的质子数之和是Z的2倍，a、c、e、f是由这些元素及氢元素组成的二元化合物，a的摩尔质量为100 g·mol－1，b为不溶于水的碱，c气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝，d和e都是“84”消毒液的化学成分，c和d按2∶1反应生成等物质的量的e、f。下列说法正确的是(　　)

A．原子半径：X<Y<Z<W

B．c和f的共价键类型相同

C．单质与水或等浓度酸的反应速率：Y<Z

D．b可作为阻燃剂、酸性废水处理剂

D　[由题意知，X、Y、Z、W分别是N、Na、Mg、Cl。a是Mg3N2，b是Mg(OH)2，c是NH3，d是NaClO，e是NaCl，f是N2H4。原子半径：Na>Mg>Cl>N，A项错误；NH3中只含有极性共价键，N2H4中既含有极性共价键又含有非极性共价键，B项错误；Na比Mg活泼，Na与水或等浓度酸的反应速率比Mg快，C项错误。]

11．(2019·唐山模拟)原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别依次处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，B原子核外电子有6种不同的运动状态，B与C可形成正四面体形分子，D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子。请回答下列问题：

(1)这四种元素中电负性最大的元素，其基态原子的价电子排布图为______，第一电离能最小的元素是_______(填元素符号)。

(2)D原子的外围电子排布式为_______________________________。

(3)B原子核外电子轨道表达式为_____________________________。

(4)D与氧形成稳定氧化物的化学式为_______，理由是____________。

(5)D2＋的结构示意图为______________。

[解析]　原子序数依次增大的四种元素A、B、C、D分别依次处于第一至第四周期，自然界中存在多种A的化合物，则A为氢元素；B原子核外电子有6种不同的运动状态，即核外有6个电子，则B为碳元素；D的基态原子的最外能层只有一个电子，其他能层均已充满电子，D原子外围电子排布式为3d104s1，则D为铜元素；结合原子序数可知，C只能处于第三周期，B与C可形成正四面体形分子，则C为氯元素。

12．下表为元素周期表前三周期的一部分：

(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较________>________(填化学式)，原因是_________________。

(2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)。

另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。

A．能量最低原理

B．泡利原理

C．洪特规则

(3)以上五种元素中，________(元素符号)元素第一电离能最大。

(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是__________。

[解析]　根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。

(1)X、W的氢化物为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。

(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为

(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。

(4)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，应是2NH3＋3F2===6HF＋N2。

[答案]　(1)NH3　PH3　氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)

(2)②　C　(3)Ne

(4)2NH3＋3F2===6HF＋N2

13．(2019·模拟精选)(1)基态Se原子核外电子占据的轨道中，电子云轮廓图形状为哑铃形的有________个；第四周期的过渡金属中，基态原子核外未成对电子数与基态Se原子相同的有________种。

(2)Se与其同周期相邻元素相比，三种元素的基态原子的第一电离能由大到小的顺序为____________________________。

(3)基态磷原子价电子轨道表示式为______________，其第一电离能比硫的________(填“大”或“小”)。

(4)羰基镍[Ni(CO)4]用于制备高纯度镍粉。羰基镍[Ni(CO)4]中Ni、C、O 的电负性由大到小的顺序为________。

(5)基态铬原子的外围电子排布式为________；与铬同周期的所有元素中，基态原子最高能层电子数与铬原子未成对电子数相同的元素是________。

(6)铬原子的各级电离能[I/(kJ·mol－1)]数据如下表所示，铬原子逐级电离能增大的原因是__________________________。

[答案]　(1)9　2　(2)Br>As>Se　(3)　大　(4)O>C>Ni　(5)3d54s1　Se(或硒)　(6)随着电子的逐个失去，阳离子所带正电荷数越来越大，再失一个电子需要克服的电性引力也越来越大，消耗的能量也越来越多

14．下表列出了九种元素在元素周期表中的位置。

(1)这九种元素电负性最大的是________，第一电离能最小的元素是________，最不活泼的是________(均用元素符号填空)。

(2)这九种元素中形成的最高价氧化物的水化物碱性最强的是________，酸性最强的是________。

(3)这九种元素中最外层电子排布为4s1的元素为________(用元素符号填空)。

(4)c、d、e三种元素第一电离能由大到小的顺序是________，电负性由大到小的顺序是________(均用元素符号填空)。

(5)写出d元素原子的轨道表示式：_____________________________，

i元素原子基态电子排布式：_______________________________。

[答案]　(1)F　K　Ne　(2)KOH　H2SO4　(3)K和Cu　(4)P>S>Si　S>P>Si

(5)

1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)