2019版高考化学一轮优化探究练习:第12章 第37讲 原子结构与性质 (含解析)
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1.元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的( )
A.红外光谱 B.质谱
C.原子光谱 D.核磁共振谱
答案:C
2.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是( )
A.He B.
C.1s2 D.
解析:A项只能表示最外层电子数;B项只表示核外的电子分层排布情况;C项具体到能级上的电子数;而D项包含了能层、能级、轨道以及轨道内电子的自旋方向,故该项符合题意。
答案:D
3.原子核外电子填充在6个轨道上的元素有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
解析:此元素可能的排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s2,所以B正确,选B。
答案:B
4.下列关于价电子排布式3s23p4的叙述正确的是( )
A.它的元素符号为O
B.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C.它的单质可以与H2化合生成液态化合物
D.其电子排布图为
解析:由价电子排布式为3s23p4,可知该元素为S,S单质与H2化合生成H2S气体,D项电子排布图违背了洪特规则。
答案:B
5.下列叙述正确的是( )
A.可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1
的原子
B.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,而且自旋方向相反
C.1个原子轨道里最多容纳2个电子,且自旋方向相同
D.基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子,而激发态原子变为基态原子,则要放出能量
解析:按照各能级能量的大小顺序,原子中电子排满4s轨道后应排3d轨道,A项错误;根据洪特规则,电子排布在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,B项错误;根据泡利原理,同一轨道上的2个电子自旋方向相反,C项错误。
答案:D
6.某元素原子外围电子排布式为3d54s2,其应在( )
A.第四周期ⅡA族 B.第四周期ⅡB族
C.第四周期ⅦA族 D.第四周期ⅦB族
解析:该元素是Mn,位于第四周期ⅦB族。
答案:D
7.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
解析:“3d74s2”为Co的外围电子排布,其简写式中,也要注明3d轨道,B项错误;“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,D项正确;从左向右数,应为过渡元素,A项错误;失电子时,应失去最外层的电子,即先失4s上的电子,Co2+的外围电子排布为3d7,C项错误。
答案:D
8.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3 ④1s22s22p5
则下列有关比较正确的是( )
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③=②>①
解析:①~④四种元素分别为S、P、N、F,第一电离能:F>N、P>S,又由于第一电离能:N>P,所以A项正确;原子半径:N>F,故B项错误;电负性应:S>P,即①>②,故C项错误;F无正化合价,N、S、P最高正化合价分别为+5、+6、+5价,故应为①>③=②,D项错误。
答案:A
9.如图是第三周期11~17号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法正确的是( )
A.y轴表示的可能是第一电离能
B.y轴表示的可能是电负性
C.y轴表示的可能是原子半径
D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
解析:对于第三周期11~17号元素,随着原子序数的增大,第一电离能呈现增大的趋势,但Mg、P特殊,A项错误;原子半径逐渐减小,C项错误;形成基态离子转移的电子数依次为Na为1,Mg为2,Al为3,Si不易形成离子,P为3,S为2,Cl为1,D项错误。
答案:B
10.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子:①1s22s22p63s23p2;②1s22s22p3;③1s22s22p2;④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列价电子排布式的原子:①3s23p1;②3s23p2;③3s23p3;④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb;②N、P、S;③Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D.某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……它与氯气反应时,生成的阳离子是X3+
解析:A正确,①~④分别表示Si、N、C、S;B正确,①~④分别表示Al、Si、P、S;C正确,因为元素非金属性越强,电负性越大;根据电离能数据可知,D中所述元素的最高价是+2,属于第ⅡA族元素,D不正确。
答案:D
11.如图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈________形,每个p能级有________个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是________电子,其电子云在空间有________方向;元素X的名称是________,它的氢化物的电子式是________________。
若元素X的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,那么X的元素符号为________,原子的电子排布图为
________________________________________________________________________。
答案:(1)球 1 哑铃(纺锤) 3 (2)2p 三个互相垂直的伸展 氮
12.有A、B、C、D四种元素,其原子序数依次增大,且质子数均小于18。A元素原子的最外层只有1个电子,该元素的阳离子与N3-的核外电子排布相同;B元素原子核外各轨道上均无成单电子;C元素原子的价电子排布为ns2np1;D的-1价阴离子的核外电子构型与Ar相同。
(1)写出A、C、D的元素符号:A________,C________,D________。
(2)写出B元素原子的核外电子排布式:________;D元素原子的电子排布图为
________________________________________________________________________。
解析:A形成的阳离子A+与N3-的核外电子排布相同,则A是Na;C的价电子排布为ns2np1,是第ⅢA族元素,只能是Al;B为第三周期元素,且原子核外各轨道上均无成单电子,应为Mg;D的-1价阴离子的核外电子构型与Ar相同,D为Cl。
答案:(1)Na Al Cl
(2)1s22s22p63s2
13.现有五种元素,其中A、B、C为短周期主族元素,D、E为第四周期元素,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,也是宇宙中最丰富的元素 |
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1 |
C原子的第一至第四电离能分别是:I1=738 kJ·mol-1, I2=1 451 kJ·mol-1,I3=7 733 kJ·mol-1, I4=10 540 kJ·mol-1 |
D是前四周期中电负性最小的元素 |
E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)E位于__________族__________区,价电子排布式为________。
(5)检验D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是
________________________________________________________________________。
解析:根据提供信息,可以推断A为H,B为N,C为Mg,D为K, E为Mn。
(1)NH5的电子式为。
(2)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子,电子云在空间有3个方向,原子轨道呈纺锤形或哑铃形。
(3)该同学所画的电子排布图中3s能级上的两个电子自旋方向相同,违背了泡利不相容原理。
(4)Mn的价电子排布式为3d54s2,位于第四周期ⅦB族,属于d区元素。
(5)检验钾元素可以利用焰色反应。
答案:(1)
(2)3 纺锤或哑铃
(3)泡利不相容原理
(4)第ⅦB d 3d54s2
(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乃至基态时,将以光的形式释放能量
14.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题。
(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子电子排布式:
________________________________________________________________________。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)o、p两元素的部分电离能数据如下表:
元素 电离能/kJ·mol-1 | o | p |
I1 | 717 | 759 |
I2 | 1 509 | 1 561 |
I3 | 3 248 | 2 957 |
比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。对此,
你的解释是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示,其中电负性最大的是________(填图1中的序号)。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示,则该元素是________(填元素符号)
答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定
(4)2 (5)Al