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人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷8 原子结构与元素的性质
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这是一份人教版新高考化学一轮复习训练-目标检测卷8 原子结构与元素的性质，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
章末目标检测卷8 原子结构与元素的性质
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020江苏海安高级中学高三调研)下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.对硝基甲苯的结构简式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.CH2F2的电子式:H··C····FF··H
D.CO2的空间填充模型:
2.(2020天津高三第三次质量调查)下列各粒子的电子排布式或轨道表示式不符合能量最低原理的是( )。
A.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
B.Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
C.F
D.Na+
3.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,下列说法中错误的是( )。
A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B.该元素原子核外有8种能量不同的电子
C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D.该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
4.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5,则下列有关比较中正确的是( )。
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
5.下列说法或有关化学用语的表述正确的是( )。
A.在基态多电子原子中,p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B.因O的电负性比N的电负性大,故O的第一电离能也比N的第一电离能大
C.基态Fe原子的价层电子的轨道表示式为
D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区
6.如图是五种短周期元素的原子序数与其在氢化物中化合价的关系图,则下列说法不正确的是( )。
A.X的氢化物具有很强的还原性
B.YW2、ZW2、X2W2都能使品红溶液褪色,且褪色原理相同
C.Y、Z元素的最高价氧化物对应的水化物都呈酸性,而且酸性:HZO4> H2YO4
D.W、T元素的氢化物的沸点比同主族中相邻元素的氢化物高,是因为这两种氢化物分子间存在氢键
7.具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②价层电子排布式为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列说法正确的是( )。
A.第一电离能:②>③>①>④
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:①>②>④>③
D.最高正化合价:②>③>①>④
8.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中:①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列价层电子排布式的原子中:①3s23p1,②3s23p2,③3s23p3,④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738 kJ·mol-1、1 451 kJ·mol-1、7 733 kJ·mol-1、10 540 kJ·mol-1、13 630 kJ·mol-1、17 995 kJ·mol-1、21 703 kJ·mol-1,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
9.(2020山东高三模拟)W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,X、Z同主族。下列说法正确的是( )。
A.第一电离能:W>X>Z
B.四种元素中,最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的为Y
C.最简单氢化物的沸点:W>X
D.最简单氢化物的稳定性:W>X>Y
10.(2020甘肃兰州第一中学高三一模改编)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是Y、W元素的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.Y、Z、W三种元素电负性:W>Z>Y
B.Y、Z、W三种元素第一电离能:Z>W>Y
C.L的沸点一定比X、Y组成的化合物沸点高
D.四种元素组成的化合物中可能含有共价键也可能含有离子键
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列说法不正确的是( )。
A.气体单质中一定有σ键,可能有π键
B.每一能层的能级总是从s能级开始,且能级数等于该能层序数
C.电子从激发态跃迁到基态时将释放能量,光是电子释放能量的重要形式之一
D.同主族元素的第一电离能随核电荷数的递增依次增大
12.X、Y为两种元素的原子,X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,下列有关说法正确的是( )。
A.X的原子半径大于Y的原子半径
B.X的电负性大于Y的电负性
C.X的阴离子半径大于Y的阳离子半径
D.X的第一电离能小于Y的第一电离能
13.(2020山东潍坊高三模拟)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Y与W同族。X、Y、Z三种原子最外层电子数的关系为X+Z=Y。电解Z与W形成的化合物的水溶液,产生W元素的气体单质,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到化合物ZWX的溶液。下列说法正确的是( )。
A.W的氢化物的稳定性强于Y的氢化物的稳定性
B.Z与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.Z与Y形成的化合物的水溶液呈碱性
D.对应的简单离子半径大小为W>Z>X>Y
14.某短周期元素R的各级电离能数据如下表所示。下列关于R元素的说法中正确的是( )。
元素
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
R
740
1 500
7 700
10 500
A.R元素基态原子的价层电子排布式为ns1
B.R的最高正化合价为+4价
C.R元素可能属于非金属元素
D.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
15.一种新型漂白剂(见下图)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期、不同主族的短周期元素,Y的最外层p能级上只有一个单电子, X是地壳中含量最多的元素。W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,W、 X对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法不正确的是( )。
A.Z原子中只有1个电子,故其核外只有1个原子轨道
B.原子序数:W>X,对应的简单离子半径顺序:W
D.M元素是与Y同主族的短周期元素,则金属性W>M,第一电离能W
16.(10分)(1)(2018全国Ⅲ节选)Zn原子核外电子排布式为 。
(2)氮原子价层电子的轨道表达式为 。
(3)Co基态原子核外电子排布式为 。
(4)Fe3+基态核外电子排布式为 。
(5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。
(6)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。
(7)写出基态As原子的核外电子排布式 。
17.(12分)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见的元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素
相关信息
A
原子核外有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期主族元素中最大
E
基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H
是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第 周期、第 族;B和C的第一电离能比较,较大的是 ;D和E的金属性比较,较强的是 ;C和F的电负性比较,较小的是 。
(2)G元素的低价阳离子的结构示意图是 ,F原子的价层电子的轨道表示式是 ,H的基态原子核外电子排布式是 。
(3)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为 。
18.(13分)R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子。W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高。Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻。
(1)W的原子结构示意图是 。
(2)WX2的电子式是 。
(3)R2X、R2Y中,稳定性较高的是 (填化学式),请从原子结构的角度解释其原因: 。
(4)Se与Y是同一主族的元素,且在元素周期表中与Y相邻。
①根据元素周期律,下列推断正确的是 (填字母)。
A.Se的最高正化合价为+7价
B.H2Se的还原性比H2Y强
C.H2SeO3的酸性比H2YO4强
D.SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3,可得到两种单质和H2O,该反应的化学方程式为 。
(5)科研人员从矿石中分离出一种氧化物,化学式可表示为M2O3。为确定M元素的种类,进行了一系列实验,结果如下:
①M的相对原子质量介于K和Rb(铷)之间;
②0.01 mol M2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到M的简单氢化物,反应完全时,被M2O3氧化的Zn为0.06 mol;
综合以上信息推断,M可能位于元素周期表第 族。
19.(13分)X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大。其相关信息如下表所示:
X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同
Y原子的2p轨道中有3个未成对电子
Z元素的族序数是其周期数的3倍
W原子的第一至第六电离能分别为I1=578 kJ·mol-1;I2=1 817 kJ·mol-1;I3=2 745 kJ·mol-1;I4=11 575 kJ·mol-1;I5=14 830 kJ·mol-1;I6=18 376 kJ·mol-1
Q为前四周期中电负性最小的元素
元素R位于元素周期表的第11列
请回答下列问题:
(1)Y元素的基态原子的电子排布式为 ;R元素的价电子排布式为 。
(2)元素X、Y、Z电负性由大到小的顺序为 (填元素符号);X、Y、Z中第一电离能最大的是 (填元素名称)。
(3)W在周期表中的位置是 ;X的最简单氢化物分子中键角为 ;化合物Q2Z2中所含化学键类型为 。
(4)YZ2与水反应的离子方程式为 。
20.(12分)X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素。Y原子核外p电子数比s电子数少1;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,且质子数等于X与Y之和;W的价层电子排布式为nsn-1npn+1;R位于元素周期表第5列。
(1)基态W原子中不同运动状态的电子有 种;R的价层电子轨道表示式为 。
(2)X2Z2的电子式为 。
(3)Y2X4常作火箭燃料,其沸点高于Z2的原因是 。
(4)过渡金属配合物常满足“18电子规则”,即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18。
①下列R的配合物中,满足18电子规则的是 (填字母)。
A.[R(H2O)6]2+ B.[R(CN)6]4-
C.[R(CO)6]- D.[R(O2)4]3-
②CO作配体时,配位原子是C而不是O,其原因是 。
答案：
1.B 解析:对硝基甲苯的结构简式中,硝基中的氮应与苯环上的碳相连,故A项错误。质子数为35、中子数为45的溴原子可写为 3580Br,符合书写原子符号的要求,故B项正确。电子式中未表示出F的孤对电子,故C项错误。CO2的空间填充模型中,氧原子半径应该比碳原子半径小,故D项错误。
2.B 解析:Fe2+核外电子数为24,由能量最低原理可知,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故A项不符合题意;Cu原子核外电子数为29,满足半满、全满的稳定结构,能量最低,核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1,故B项符合题意;F原子最外层有7个电子,价层电子排布为2s22p5,由泡利原理与洪特规则可知,价层电子的轨道表示式为,故C项不符合题意;Na+最外层有8个电子,价层电子排布式为2s22p6,由泡利原理与洪特规则可知,价层电子的轨道表示式为,故D项不符合题意。
3.D 解析:该基态原子的核外电子排布式为
[Ar]3d104s24p4,则原子序数为34,为硒元素,是第ⅥA族元素。原子核外有34个电子,电子的运动状态各不相同,故A项正确。核外电子分布于8个不同的能级,则有8种不同的能量,故B项正确。34个电子位于18个轨道,有18种空间运动状态,故C项正确。硒元素为第ⅥA族元素,价层电子排布式为4s24p4,故D项错误。
4.A 解析:由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4是硫元素,②1s22s22p63s23p3是磷元素,③1s22s22p3是氮元素,④1s22s22p5是氟元素。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能NP,则第一电离能S③>②>①,故A项正确。同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,所以原子半径P>S,N>F,电子层数越多原子半径越大,故原子半径P>S>N>F,即②>①>③>④,故B项错误。同周期元素从左到右电负性逐渐增大,所以电负性P②=③,故D项错误。
5.C 解析:在基态多电子原子中,同一能层的p能级电子能量一定高于s能级电子能量,不同能层就不一定了,如3s>2p,A项错误。O的电负性比N的电负性大,但由于N的2p轨道上处于半充满的稳定状态,而O则失去1个电子达到半充满状态,故O的第一电离能比N的第一电离能小,B项错误。Fe是26号元素,根据能级构造原理,基态Fe原子的价层电子的轨道表示式为,C项正确。根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于ds区,D项错误。
6.B 解析:短周期元素中,W、Y的化合价均有-2价,在元素周期表中位于第ⅥA族,且Y的原子序数较大,故W为O,Y为S;Z有-1价,原子序数大于S,故Z为Cl,X有+1价,原子序数大于O,则X为Na,T有-3价,在元素周期表中位于第ⅤA族,原子序数小于O,则T为N。X为Na,其氢化物为NaH,具有很强的还原性,故A项正确。SO2、ClO2、Na2O2都能使品红溶液褪色,二氧化硫与有色物质化合为无色物质,而ClO2、Na2O2具有强氧化性,将有色物质氧化为无色物质,褪色原理不相同,故B项错误。Y、Z元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、HClO4,都呈酸性,由于非金属性Cl>S,故酸性:HClO4> H2SO4,故C项正确。W、T元素的氢化物分别为H2O、NH3,这两种氢化物分子间均存在氢键,它们的沸点比同主族中相邻元素的氢化物的沸点高,故D项正确。
7.C 解析:①2p轨道上有2对成对电子的原子,则其2p能级电子排布为2p5,为氟原子;②价层电子排布式为2s22p3的原子为氮原子;③短周期第一电离能最小的元素为钠元素;④第三周期离子半径最小的元素为铝元素。同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,F的第一电离能大于N的第一电离能,即①>②,故A项错误。同周期主族元素的原子半径从左到右依次减小,所以Na的原子半径大于Al的原子半径,即③>④,故B项错误。非金属性越强电负性越大,所以电负性①>②>④>③,故C项正确。氟元素没有最高正化合价,故D项错误。
8.D 解析:A项,①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,正确;B项,①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,正确;C项,同一主族元素,电负性从上到下呈减小趋势,同一周期主族元素,电负性从左到右呈增大趋势,正确;D项,根据各级电离能变化趋势,基态原子的最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时应失去最外层2个电子而显+2价,错误。
9.A 解析:W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大, X、Z同主族,根据化合物中价键可知,Z为+6价,故Z为S,X为O,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,W形成3个共价键,且原子序数小于O,则W为N,Y为F。同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素其第一电离能随着原子序数增大而减小,则第一电离能W>X>Z,A项正确。F的非金属性最强,不存在最高价氧化物对应的水化物,B项错误。氨和水分子之间都存在氢键,但O的非金属性比N的非金属性强,形成的氢化物稳定性H2O>NH3,最简单氢化物的沸点WO>N,则气态氢化物的稳定性Y>X>W,D项错误。
10.C 解析:K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,得出K为二氧化氮,丙为硝酸,乙为氧气,L为水,甲是单质,与硝酸反应生成M,M为氧化物,则M为二氧化碳,因此X为H,Y为C,Z为N,W为O。同周期元素从左到右电负性逐渐增大,因此Y、Z、W三种元素电负性:W>Z>Y,故A项正确。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,因此Y、Z、W三种元素第一电离能:Z>W>Y,故B项正确。L的沸点不一定比X、Y组成的化合物沸点高,水的沸点可能低于碳原子数比较大的烃的沸点,故C项错误。由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物中可能含有共价键,也可能含有离子键,比如碳酸氢铵,故D项正确。
11.AD 解析:气体单质中不一定有σ键,例如稀有气体中不存在化学键,气体单质中可能有π键,例如氮气分子,A项不正确。每一能层的能级总是从能量低的s能级开始,并且能层序数等于该能层所具有的能级数,如第三能层,具有3s、3p、3d能级,B项正确。电子从激发态跃迁到基态时,常将能量以光的形式释放出来,C项正确。第一电离能可以衡量元素的气体原子失去一个电子的难易程度,第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子,同主族元素的第一电离能随核电荷数的递增依次减小,D项不正确。
12.BC 解析:X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,则Y在周期表中位于X的下一周期,且X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故原子半径Y>X,A项错误。由题给信息可知,X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故电负性X>Y,B项正确。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径,C项正确。X为非金属元素,易得电子形成阴离子,而Y为金属元素,易失电子形成阳离子,故第一电离能X>Y,D项错误。
13.C 解析:X、Y、Z、W为短周期且原子序数依次增大的元素,电解Z与W形成的化合物的水溶液,产生W元素的气体单质,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到化合物ZWX的溶液,可推出W为氯元素,Z为钠元素,X为氧元素,Y与W同族,可推出Y为氟元素。简单氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,非金属性越强,简单气态氢化物就越稳定,根据分析,Y为氟元素,W为氯元素,非金属性F>Cl,氢化物的稳定性HF>HCl,故A项错误。Z为钠元素,钠与氧形成Na2O2既有离子键又有共价键,故B项错误。钠与氟形成氟化钠,属于强碱弱酸盐,F-会发生水解,F-+H2OHF+OH-,水溶液呈碱性,故C项正确。对应的简单离子分别为O2-、F-、Na+、Cl-,可知O2-、F-、Na+电子层结构相同,原子序数越大半径越小,离子半径:O2->F->Na+,又因为Cl-有三个电子层,故Cl-半径最大,因此半径大小为Cl->O2->F->Na+,故D项错误。
14.D 解析:由表中数据可知,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能突然增大,容易失去2个电子,最高正化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第ⅡA族元素。R元素可能是Mg或Be,基态原子的价层电子排布式为ns2,故A项错误。R元素最外层有2个电子,所以R的最高正化合价为+2价,故B项错误。R元素可能是Mg或Be,不可能属于非金属元素,故C项错误。最外层有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故D项正确。
15.AD 解析:W、Y、Z为不同周期、不同主族的短周期元素,说明有一种元素为H,根据图示结构可知,W形成+2价阳离子,X形成2个共价键,Z形成1个共价键,则Z为H,W位于元素周期表中第ⅡA族,X位于元素周期表中第ⅥA族;W、X对应的简单离子核外电子排布相同,则W为Mg,X为O;W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,Y的最外层电子数为6-2-1=3,Y的最外层p能级上只有一个单电子,Y与H、Mg不同周期,则Y为B。Z原子中只有1个电子,占据核外1个原子轨道,其他原子轨道也有,只不过没有电子,故A项错误。镁离子和氧离子都含有2个电子层,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:WM, 第一电离能W>M,故D项错误。
16.答案:(1)[Ar]3d104s2
(2)
(3)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
(4)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(5)3d104s24p2 2
(6)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
解析:(1)Zn为第四周期、第ⅡB族元素,属于ds区元素,可直接判断价电子层结构为3d104s2,故Zn的电子层结构为[Ar]3d104s2。
(2)N原子位于第二周期、第ⅤA族,价层电子是最外层电子,即轨道表示式是。
(3)Co是27号元素,位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
(4)Fe是26号元素,故Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。
(5)Ge的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,p轨道有2个未成对电子。
(6)镍元素位于第四周期、第Ⅷ族,原子序数为28,依据能量最低原理,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,其3d能级上未成对电子数为2。
(7)As位于第四周期、第ⅤA族,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
17.答案:(1)二 ⅣA N Na Cl (2)
1s22s22p63s23p63d104s1或
[Ar]3d104s1 (3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
解析:A的原子核外有6种不同运动状态的电子,即核外共有6个电子,A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则核外电子排布式为1s22s22p4,C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大,故B是氮元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1,是铝元素。D的原子半径在同周期主族元素中最大,且D的原子序数比C大比E小,故D是钠元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反,说明p轨道上有5个电子,是氯元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,是铁元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素,是铜元素。
18.答案:(1)
(2)
(3)H2O 氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S
(5)ⅤA
解析:R最常见同位素的原子核中不含中子,则R为H;W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高,则WX2为CO2,W为C,X为O;Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻,则Y为S。
(1)W为C,原子结构示意图为。
(2)WX2为CO2,电子式是。
(3)R为H,X为O,Y为S,R2X、R2Y分别为H2O、H2S,氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3,可得到两种单质和H2O,根据元素质量守恒,生成的单质应为N2和Se,利用氧化还原反应得失电子守恒知,该反应的化学方程式为3SeO2+4NH33Se+2N2+6H2O。
(5)0.01 mol M2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到M的简单氢化物,则氢化物中M的化合价为最低价态,M为主族元素,M最高正化合价=8-M最低负化合价的绝对值,设M的氢化物中化合价为-x价,则M由+3价变为-x价,0.01 mol M2O3完全反应共得到2×(3+x)×0.01 mol的电子,金属Zn由0价变为+2价,被M2O3氧化的Zn为0.06 mol,共失去2×0.06 mol电子,根据得失电子守恒,2×(3+x)×0.01=2×0.06,解得x=3,则M的氢化物中化合价为-3价,则M最高正化合价为+5价,主族元素最高正化合价等于最外层电子数,最外层电子数等于主族序数,故M可能位于元素周期表第ⅤA族。
19.答案:(1)1s22s22p3 3d104s1
(2)O>N>C 氮
(3)第三周期、第ⅢA族 109°28' 离子键、非极性共价键
(4)3NO2+H2O2H++2NO3-+NO
解析:X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大,X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同,则X原子的电子排布式为1s22s22p2,则X为碳元素;Y原子的2p轨道中有3个未成对的电子,Y原子价层电子排布式为2s22p3,则Y为氮元素;Z元素的族序数是其周期数的3倍,Z处于第二周期,最外层电子数为6,则Z为氧元素;W原子的第四电离能剧增,表现+3价,原子序数大于氧元素,故W为铝元素;Q为前四周期中电负性最小的元素,即为金属性最强的元素,为K元素;R元素位于元素周期表的第11列,R位于元素周期表第四周期,为铜元素。
(1)据分析,Y元素即氮的基态原子的电子排布式为1s22s22p3;R元素即铜的价层电子排布式为3d104s1。
(2)X、Y、Z元素分别为碳、氮和氧元素,同周期元素原子序数越大电负性越强,元素电负性由大到小的顺序为O>N>C;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p能级有3个电子,处于半充满稳定状态,第一电离能比O的大,故第一电离能N>O>C ,故第一电离能最大的是氮。
(3)W为铝元素,W在周期表中的位置是第三周期、第ⅢA族;X的最简单氢化物为甲烷,甲烷分子是正四面体构型,则键角为109°28';化合物Q2Z2为K2O2,是由K+和O22-构成的离子化合物,O22-中含非极性共价键,故所含化学键类型为离子键、非极性共价键。
(4)YZ2为NO2,与水反应生成硝酸和NO,则离子方程式为3NO2+H2O2H++2NO3-+NO。
20.答案:(1)16
(2)H··O······O······H
(3)N2H4与O2均为分子晶体,但N2H4分子之间存在氢键,故其沸点较高
(4)①C ②C的电负性小于O,C对孤对电子吸引能力弱,给出电子对更容易
解析:X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素。Y原子核外p电子数比s电子数少1,则Y的核外电子排布式为1s22s22p3,则Y为N;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Z为O;Z的质子数等于X与Y之和,则X为H;W的价层电子排布式为nsn-1npn+1,则n=3,W的价层电子排布式为3s23p4,则W为S;R位于周期表第5列,则R为V。
(1)原子核外的电子运动状态均不一样,S为16号元素,则基态W原子中不同运动状态的电子有16种;V的价层电子排布式为3d34s2,则其轨道表示式为。
(2)X2Z2为H2O2,为共价化合物,则其电子式为
H··O······O······H。
(3)Y2X4为N2H4,N2H4与O2均为分子晶体,但N2H4分子之间存在氢键,故其沸点较高。
(4)①A项,[R(H2O)6]2+中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5-2+6×2=15,错误;B项,[R(CN)6]4-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+4+6×2=21,错误;C项,[R(CO)6]-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+1+6×2=18,正确;D项,[R(O2)4]3-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+3+4×2=16,错误。②由于C的电负性小于O,C对孤对电子吸引能力弱,给出电子对更容易,则CO作配体时,配位原子是C而不是O。
章末目标检测卷8 原子结构与元素的性质
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020江苏海安高级中学高三调研)下列有关化学用语表示正确的是( )。
A.对硝基甲苯的结构简式:
B.质子数为35、中子数为45的溴原子:3580Br
C.CH2F2的电子式:H··C····FF··H
D.CO2的空间填充模型:
2.(2020天津高三第三次质量调查)下列各粒子的电子排布式或轨道表示式不符合能量最低原理的是( )。
A.Fe2+ 1s22s22p63s23p63d6
B.Cu 1s22s22p63s23p63d94s2
C.F
D.Na+
3.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,下列说法中错误的是( )。
A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B.该元素原子核外有8种能量不同的电子
C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D.该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
4.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5,则下列有关比较中正确的是( )。
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
5.下列说法或有关化学用语的表述正确的是( )。
A.在基态多电子原子中,p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B.因O的电负性比N的电负性大,故O的第一电离能也比N的第一电离能大
C.基态Fe原子的价层电子的轨道表示式为
D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区
6.如图是五种短周期元素的原子序数与其在氢化物中化合价的关系图,则下列说法不正确的是( )。
A.X的氢化物具有很强的还原性
B.YW2、ZW2、X2W2都能使品红溶液褪色,且褪色原理相同
C.Y、Z元素的最高价氧化物对应的水化物都呈酸性,而且酸性:HZO4> H2YO4
D.W、T元素的氢化物的沸点比同主族中相邻元素的氢化物高,是因为这两种氢化物分子间存在氢键
7.具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②价层电子排布式为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列说法正确的是( )。
A.第一电离能:②>③>①>④
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:①>②>④>③
D.最高正化合价:②>③>①>④
8.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中:①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4,原子半径最大的是①
B.具有下列价层电子排布式的原子中:①3s23p1,②3s23p2,③3s23p3,④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl中,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738 kJ·mol-1、1 451 kJ·mol-1、7 733 kJ·mol-1、10 540 kJ·mol-1、13 630 kJ·mol-1、17 995 kJ·mol-1、21 703 kJ·mol-1,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
9.(2020山东高三模拟)W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,X、Z同主族。下列说法正确的是( )。
A.第一电离能:W>X>Z
B.四种元素中,最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的为Y
C.最简单氢化物的沸点:W>X
D.最简单氢化物的稳定性:W>X>Y
10.(2020甘肃兰州第一中学高三一模改编)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,K、L、M均是由这些元素组成的氧化物,甲、乙分别是Y、W元素的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体。K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.Y、Z、W三种元素电负性:W>Z>Y
B.Y、Z、W三种元素第一电离能:Z>W>Y
C.L的沸点一定比X、Y组成的化合物沸点高
D.四种元素组成的化合物中可能含有共价键也可能含有离子键
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列说法不正确的是( )。
A.气体单质中一定有σ键,可能有π键
B.每一能层的能级总是从s能级开始,且能级数等于该能层序数
C.电子从激发态跃迁到基态时将释放能量,光是电子释放能量的重要形式之一
D.同主族元素的第一电离能随核电荷数的递增依次增大
12.X、Y为两种元素的原子,X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,下列有关说法正确的是( )。
A.X的原子半径大于Y的原子半径
B.X的电负性大于Y的电负性
C.X的阴离子半径大于Y的阳离子半径
D.X的第一电离能小于Y的第一电离能
13.(2020山东潍坊高三模拟)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,Y与W同族。X、Y、Z三种原子最外层电子数的关系为X+Z=Y。电解Z与W形成的化合物的水溶液,产生W元素的气体单质,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到化合物ZWX的溶液。下列说法正确的是( )。
A.W的氢化物的稳定性强于Y的氢化物的稳定性
B.Z与其他三种元素分别形成的化合物中只含有离子键
C.Z与Y形成的化合物的水溶液呈碱性
D.对应的简单离子半径大小为W>Z>X>Y
14.某短周期元素R的各级电离能数据如下表所示。下列关于R元素的说法中正确的是( )。
元素
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
R
740
1 500
7 700
10 500
A.R元素基态原子的价层电子排布式为ns1
B.R的最高正化合价为+4价
C.R元素可能属于非金属元素
D.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
15.一种新型漂白剂(见下图)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期、不同主族的短周期元素,Y的最外层p能级上只有一个单电子, X是地壳中含量最多的元素。W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,W、 X对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法不正确的是( )。
A.Z原子中只有1个电子,故其核外只有1个原子轨道
B.原子序数:W>X,对应的简单离子半径顺序:W
D.M元素是与Y同主族的短周期元素,则金属性W>M,第一电离能W
16.(10分)(1)(2018全国Ⅲ节选)Zn原子核外电子排布式为 。
(2)氮原子价层电子的轨道表达式为 。
(3)Co基态原子核外电子排布式为 。
(4)Fe3+基态核外电子排布式为 。
(5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。
(6)镍元素基态原子的电子排布式为 ,3d能级上的未成对电子数为 。
(7)写出基态As原子的核外电子排布式 。
17.(12分)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见的元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素
相关信息
A
原子核外有6种不同运动状态的电子
C
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D
原子半径在同周期主族元素中最大
E
基态原子最外层电子排布式为3s23p1
F
基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G
基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子
H
是我国使用最早的合金中的最主要元素
请用化学用语填空:
(1)A元素位于元素周期表第 周期、第 族;B和C的第一电离能比较,较大的是 ;D和E的金属性比较,较强的是 ;C和F的电负性比较,较小的是 。
(2)G元素的低价阳离子的结构示意图是 ,F原子的价层电子的轨道表示式是 ,H的基态原子核外电子排布式是 。
(3)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为 。
18.(13分)R、W、X、Y、M是原子序数依次增大的五种主族元素。R最常见同位素的原子核中不含中子。W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高。Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻。
(1)W的原子结构示意图是 。
(2)WX2的电子式是 。
(3)R2X、R2Y中,稳定性较高的是 (填化学式),请从原子结构的角度解释其原因: 。
(4)Se与Y是同一主族的元素,且在元素周期表中与Y相邻。
①根据元素周期律,下列推断正确的是 (填字母)。
A.Se的最高正化合价为+7价
B.H2Se的还原性比H2Y强
C.H2SeO3的酸性比H2YO4强
D.SeO2在一定条件下可与NaOH溶液反应
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3,可得到两种单质和H2O,该反应的化学方程式为 。
(5)科研人员从矿石中分离出一种氧化物,化学式可表示为M2O3。为确定M元素的种类,进行了一系列实验,结果如下:
①M的相对原子质量介于K和Rb(铷)之间;
②0.01 mol M2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到M的简单氢化物,反应完全时,被M2O3氧化的Zn为0.06 mol;
综合以上信息推断,M可能位于元素周期表第 族。
19.(13分)X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大。其相关信息如下表所示:
X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同
Y原子的2p轨道中有3个未成对电子
Z元素的族序数是其周期数的3倍
W原子的第一至第六电离能分别为I1=578 kJ·mol-1;I2=1 817 kJ·mol-1;I3=2 745 kJ·mol-1;I4=11 575 kJ·mol-1;I5=14 830 kJ·mol-1;I6=18 376 kJ·mol-1
Q为前四周期中电负性最小的元素
元素R位于元素周期表的第11列
请回答下列问题:
(1)Y元素的基态原子的电子排布式为 ;R元素的价电子排布式为 。
(2)元素X、Y、Z电负性由大到小的顺序为 (填元素符号);X、Y、Z中第一电离能最大的是 (填元素名称)。
(3)W在周期表中的位置是 ;X的最简单氢化物分子中键角为 ;化合物Q2Z2中所含化学键类型为 。
(4)YZ2与水反应的离子方程式为 。
20.(12分)X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素。Y原子核外p电子数比s电子数少1;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,且质子数等于X与Y之和;W的价层电子排布式为nsn-1npn+1;R位于元素周期表第5列。
(1)基态W原子中不同运动状态的电子有 种;R的价层电子轨道表示式为 。
(2)X2Z2的电子式为 。
(3)Y2X4常作火箭燃料,其沸点高于Z2的原因是 。
(4)过渡金属配合物常满足“18电子规则”,即中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于18。
①下列R的配合物中,满足18电子规则的是 (填字母)。
A.[R(H2O)6]2+ B.[R(CN)6]4-
C.[R(CO)6]- D.[R(O2)4]3-
②CO作配体时,配位原子是C而不是O,其原因是 。
答案：
1.B 解析:对硝基甲苯的结构简式中,硝基中的氮应与苯环上的碳相连,故A项错误。质子数为35、中子数为45的溴原子可写为 3580Br,符合书写原子符号的要求,故B项正确。电子式中未表示出F的孤对电子,故C项错误。CO2的空间填充模型中,氧原子半径应该比碳原子半径小,故D项错误。
2.B 解析:Fe2+核外电子数为24,由能量最低原理可知,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,故A项不符合题意;Cu原子核外电子数为29,满足半满、全满的稳定结构,能量最低,核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1,故B项符合题意;F原子最外层有7个电子,价层电子排布为2s22p5,由泡利原理与洪特规则可知,价层电子的轨道表示式为,故C项不符合题意;Na+最外层有8个电子,价层电子排布式为2s22p6,由泡利原理与洪特规则可知,价层电子的轨道表示式为,故D项不符合题意。
3.D 解析:该基态原子的核外电子排布式为
[Ar]3d104s24p4,则原子序数为34,为硒元素,是第ⅥA族元素。原子核外有34个电子,电子的运动状态各不相同,故A项正确。核外电子分布于8个不同的能级,则有8种不同的能量,故B项正确。34个电子位于18个轨道,有18种空间运动状态,故C项正确。硒元素为第ⅥA族元素,价层电子排布式为4s24p4,故D项错误。
4.A 解析:由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4是硫元素,②1s22s22p63s23p3是磷元素,③1s22s22p3是氮元素,④1s22s22p5是氟元素。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能N
5.C 解析:在基态多电子原子中,同一能层的p能级电子能量一定高于s能级电子能量,不同能层就不一定了,如3s>2p,A项错误。O的电负性比N的电负性大,但由于N的2p轨道上处于半充满的稳定状态,而O则失去1个电子达到半充满状态,故O的第一电离能比N的第一电离能小,B项错误。Fe是26号元素,根据能级构造原理,基态Fe原子的价层电子的轨道表示式为,C项正确。根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于ds区,D项错误。
6.B 解析:短周期元素中,W、Y的化合价均有-2价,在元素周期表中位于第ⅥA族,且Y的原子序数较大,故W为O,Y为S;Z有-1价,原子序数大于S,故Z为Cl,X有+1价,原子序数大于O,则X为Na,T有-3价,在元素周期表中位于第ⅤA族,原子序数小于O,则T为N。X为Na,其氢化物为NaH,具有很强的还原性,故A项正确。SO2、ClO2、Na2O2都能使品红溶液褪色,二氧化硫与有色物质化合为无色物质,而ClO2、Na2O2具有强氧化性,将有色物质氧化为无色物质,褪色原理不相同,故B项错误。Y、Z元素的最高价氧化物对应的水化物分别为H2SO4、HClO4,都呈酸性,由于非金属性Cl>S,故酸性:HClO4> H2SO4,故C项正确。W、T元素的氢化物分别为H2O、NH3,这两种氢化物分子间均存在氢键,它们的沸点比同主族中相邻元素的氢化物的沸点高,故D项正确。
7.C 解析:①2p轨道上有2对成对电子的原子,则其2p能级电子排布为2p5,为氟原子;②价层电子排布式为2s22p3的原子为氮原子;③短周期第一电离能最小的元素为钠元素;④第三周期离子半径最小的元素为铝元素。同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,F的第一电离能大于N的第一电离能,即①>②,故A项错误。同周期主族元素的原子半径从左到右依次减小,所以Na的原子半径大于Al的原子半径,即③>④,故B项错误。非金属性越强电负性越大,所以电负性①>②>④>③,故C项正确。氟元素没有最高正化合价,故D项错误。
8.D 解析:A项,①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,正确;B项,①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,正确;C项,同一主族元素,电负性从上到下呈减小趋势,同一周期主族元素,电负性从左到右呈增大趋势,正确;D项,根据各级电离能变化趋势,基态原子的最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时应失去最外层2个电子而显+2价,错误。
9.A 解析:W、X、Y、Z为短周期主族元素且原子序数依次增大, X、Z同主族,根据化合物中价键可知,Z为+6价,故Z为S,X为O,Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等,W形成3个共价键,且原子序数小于O,则W为N,Y为F。同一周期元素,第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,同一主族元素其第一电离能随着原子序数增大而减小,则第一电离能W>X>Z,A项正确。F的非金属性最强,不存在最高价氧化物对应的水化物,B项错误。氨和水分子之间都存在氢键,但O的非金属性比N的非金属性强,形成的氢化物稳定性H2O>NH3,最简单氢化物的沸点W
10.C 解析:K是红棕色气体,丙的浓溶液具有强氧化性,得出K为二氧化氮,丙为硝酸,乙为氧气,L为水,甲是单质,与硝酸反应生成M,M为氧化物,则M为二氧化碳,因此X为H,Y为C,Z为N,W为O。同周期元素从左到右电负性逐渐增大,因此Y、Z、W三种元素电负性:W>Z>Y,故A项正确。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,因此Y、Z、W三种元素第一电离能:Z>W>Y,故B项正确。L的沸点不一定比X、Y组成的化合物沸点高,水的沸点可能低于碳原子数比较大的烃的沸点,故C项错误。由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物中可能含有共价键,也可能含有离子键,比如碳酸氢铵,故D项正确。
11.AD 解析:气体单质中不一定有σ键,例如稀有气体中不存在化学键,气体单质中可能有π键,例如氮气分子,A项不正确。每一能层的能级总是从能量低的s能级开始,并且能层序数等于该能层所具有的能级数,如第三能层,具有3s、3p、3d能级,B项正确。电子从激发态跃迁到基态时,常将能量以光的形式释放出来,C项正确。第一电离能可以衡量元素的气体原子失去一个电子的难易程度,第一电离能数值越小,原子越容易失去一个电子,同主族元素的第一电离能随核电荷数的递增依次减小,D项不正确。
12.BC 解析:X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,则Y在周期表中位于X的下一周期,且X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故原子半径Y>X,A项错误。由题给信息可知,X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故电负性X>Y,B项正确。电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故X的阴离子半径大于Y的阳离子半径,C项正确。X为非金属元素,易得电子形成阴离子,而Y为金属元素,易失电子形成阳离子,故第一电离能X>Y,D项错误。
13.C 解析:X、Y、Z、W为短周期且原子序数依次增大的元素,电解Z与W形成的化合物的水溶液,产生W元素的气体单质,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到化合物ZWX的溶液,可推出W为氯元素,Z为钠元素,X为氧元素,Y与W同族,可推出Y为氟元素。简单氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,非金属性越强,简单气态氢化物就越稳定,根据分析,Y为氟元素,W为氯元素,非金属性F>Cl,氢化物的稳定性HF>HCl,故A项错误。Z为钠元素,钠与氧形成Na2O2既有离子键又有共价键,故B项错误。钠与氟形成氟化钠,属于强碱弱酸盐,F-会发生水解,F-+H2OHF+OH-,水溶液呈碱性,故C项正确。对应的简单离子分别为O2-、F-、Na+、Cl-,可知O2-、F-、Na+电子层结构相同,原子序数越大半径越小,离子半径:O2->F->Na+,又因为Cl-有三个电子层,故Cl-半径最大,因此半径大小为Cl->O2->F->Na+,故D项错误。
14.D 解析:由表中数据可知,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能突然增大,容易失去2个电子,最高正化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第ⅡA族元素。R元素可能是Mg或Be,基态原子的价层电子排布式为ns2,故A项错误。R元素最外层有2个电子,所以R的最高正化合价为+2价,故B项错误。R元素可能是Mg或Be,不可能属于非金属元素,故C项错误。最外层有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,故D项正确。
15.AD 解析:W、Y、Z为不同周期、不同主族的短周期元素,说明有一种元素为H,根据图示结构可知,W形成+2价阳离子,X形成2个共价键,Z形成1个共价键,则Z为H,W位于元素周期表中第ⅡA族,X位于元素周期表中第ⅥA族;W、X对应的简单离子核外电子排布相同,则W为Mg,X为O;W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,Y的最外层电子数为6-2-1=3,Y的最外层p能级上只有一个单电子,Y与H、Mg不同周期,则Y为B。Z原子中只有1个电子,占据核外1个原子轨道,其他原子轨道也有,只不过没有电子,故A项错误。镁离子和氧离子都含有2个电子层,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径:W
16.答案:(1)[Ar]3d104s2
(2)
(3)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
(4)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5
(5)3d104s24p2 2
(6)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3
解析:(1)Zn为第四周期、第ⅡB族元素,属于ds区元素,可直接判断价电子层结构为3d104s2,故Zn的电子层结构为[Ar]3d104s2。
(2)N原子位于第二周期、第ⅤA族,价层电子是最外层电子,即轨道表示式是。
(3)Co是27号元素,位于元素周期表第四周期、第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
(4)Fe是26号元素,故Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。
(5)Ge的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2,p轨道有2个未成对电子。
(6)镍元素位于第四周期、第Ⅷ族,原子序数为28,依据能量最低原理,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,其3d能级上未成对电子数为2。
(7)As位于第四周期、第ⅤA族,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。
17.答案:(1)二 ⅣA N Na Cl (2)
1s22s22p63s23p63d104s1或
[Ar]3d104s1 (3)2Fe3++Cu2Fe2++Cu2+
解析:A的原子核外有6种不同运动状态的电子,即核外共有6个电子,A为碳元素。C的基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则核外电子排布式为1s22s22p4,C是氧元素。由于A、B、C原子序数依次增大,故B是氮元素。E的基态原子最外层电子排布式为3s23p1,是铝元素。D的原子半径在同周期主族元素中最大,且D的原子序数比C大比E小,故D是钠元素。F的基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反,说明p轨道上有5个电子,是氯元素。G的基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,是铁元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素,是铜元素。
18.答案:(1)
(2)
(3)H2O 氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S
(5)ⅤA
解析:R最常见同位素的原子核中不含中子,则R为H;W与X可形成两种稳定的化合物:WX和WX2。工业革命以来,人类使用的化石燃料在燃烧过程中将大量WX2排入大气,在一定程度上导致地球表面平均温度升高,则WX2为CO2,W为C,X为O;Y与X是同一主族的元素,且在元素周期表中与X相邻,则Y为S。
(1)W为C,原子结构示意图为。
(2)WX2为CO2,电子式是。
(3)R为H,X为O,Y为S,R2X、R2Y分别为H2O、H2S,氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,得电子能力S
②室温下向SeO2固体表面吹入NH3,可得到两种单质和H2O,根据元素质量守恒,生成的单质应为N2和Se,利用氧化还原反应得失电子守恒知,该反应的化学方程式为3SeO2+4NH33Se+2N2+6H2O。
(5)0.01 mol M2O3在碱性溶液中与Zn充分反应可得到M的简单氢化物,则氢化物中M的化合价为最低价态,M为主族元素,M最高正化合价=8-M最低负化合价的绝对值,设M的氢化物中化合价为-x价,则M由+3价变为-x价,0.01 mol M2O3完全反应共得到2×(3+x)×0.01 mol的电子,金属Zn由0价变为+2价,被M2O3氧化的Zn为0.06 mol,共失去2×0.06 mol电子,根据得失电子守恒,2×(3+x)×0.01=2×0.06,解得x=3,则M的氢化物中化合价为-3价,则M最高正化合价为+5价,主族元素最高正化合价等于最外层电子数,最外层电子数等于主族序数,故M可能位于元素周期表第ⅤA族。
19.答案:(1)1s22s22p3 3d104s1
(2)O>N>C 氮
(3)第三周期、第ⅢA族 109°28' 离子键、非极性共价键
(4)3NO2+H2O2H++2NO3-+NO
解析:X、Y、Z、W、Q、R均为前四周期元素,且原子序数依次增大,X元素的基态原子中电子分布在三个不同的能级中,且每个能级中的电子总数相同,则X原子的电子排布式为1s22s22p2,则X为碳元素;Y原子的2p轨道中有3个未成对的电子,Y原子价层电子排布式为2s22p3,则Y为氮元素;Z元素的族序数是其周期数的3倍,Z处于第二周期,最外层电子数为6,则Z为氧元素;W原子的第四电离能剧增,表现+3价,原子序数大于氧元素,故W为铝元素;Q为前四周期中电负性最小的元素,即为金属性最强的元素,为K元素;R元素位于元素周期表的第11列,R位于元素周期表第四周期,为铜元素。
(1)据分析,Y元素即氮的基态原子的电子排布式为1s22s22p3;R元素即铜的价层电子排布式为3d104s1。
(2)X、Y、Z元素分别为碳、氮和氧元素,同周期元素原子序数越大电负性越强,元素电负性由大到小的顺序为O>N>C;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p能级有3个电子,处于半充满稳定状态,第一电离能比O的大,故第一电离能N>O>C ,故第一电离能最大的是氮。
(3)W为铝元素,W在周期表中的位置是第三周期、第ⅢA族;X的最简单氢化物为甲烷,甲烷分子是正四面体构型,则键角为109°28';化合物Q2Z2为K2O2,是由K+和O22-构成的离子化合物,O22-中含非极性共价键,故所含化学键类型为离子键、非极性共价键。
(4)YZ2为NO2,与水反应生成硝酸和NO,则离子方程式为3NO2+H2O2H++2NO3-+NO。
20.答案:(1)16
(2)H··O······O······H
(3)N2H4与O2均为分子晶体,但N2H4分子之间存在氢键,故其沸点较高
(4)①C ②C的电负性小于O,C对孤对电子吸引能力弱,给出电子对更容易
解析:X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的前四周期元素。Y原子核外p电子数比s电子数少1,则Y的核外电子排布式为1s22s22p3,则Y为N;Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则Z为O;Z的质子数等于X与Y之和,则X为H;W的价层电子排布式为nsn-1npn+1,则n=3,W的价层电子排布式为3s23p4,则W为S;R位于周期表第5列,则R为V。
(1)原子核外的电子运动状态均不一样,S为16号元素,则基态W原子中不同运动状态的电子有16种;V的价层电子排布式为3d34s2,则其轨道表示式为。
(2)X2Z2为H2O2,为共价化合物,则其电子式为
H··O······O······H。
(3)Y2X4为N2H4,N2H4与O2均为分子晶体,但N2H4分子之间存在氢键,故其沸点较高。
(4)①A项,[R(H2O)6]2+中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5-2+6×2=15,错误;B项,[R(CN)6]4-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+4+6×2=21,错误;C项,[R(CO)6]-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+1+6×2=18,正确;D项,[R(O2)4]3-中心原子的价电子数加上配体提供的电子数之和等于5+3+4×2=16,错误。②由于C的电负性小于O,C对孤对电子吸引能力弱,给出电子对更容易,则CO作配体时,配位原子是C而不是O。
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