③寒假提升练-专题14 原子结构与元素的性质-2025年高二化学寒假衔接讲练 (人教版)

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☛第一层 巩固提升练（3大考点）
考点一 核外电子排布与元素周期表
考点二 微粒半径大小的比较方法
考点三 电离能、电负性变化规律及其应用
☛第二层 能力提升练
☛第三层 拓展突破练
\l "_Tc17993" 核外电子排布与元素周期表
⭐积累与运用
1．核外电子排布与族的关系
(1)主族元素的价电子排布
主族序数
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
价电子排布
ns1
ns2
ns2np1
ns2np2
ns2np3
ns2np4
ns2np5
(2)稀有气体的价电子排布为1s2或ns2np6。
(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)的价电子排布：(n－1)d1～10ns1～2，24号的铬元素3d54s1（半充满），29号的铜元素3d104s1（全充满）例外。
2．核外电子排布与周期表的分区
按核外电子排布式中最后填入电子的能级符号可将元素周期表(ⅠB族、ⅡB族除外)分为s、p、d、f 4个区，而ⅠB族、ⅡB族这2个纵列的元素原子的核外电子因先填充满(n－1)d能级而后再填充ns能级而得名ds区。5个区的位置关系如图所示。
3．对角线规则
在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的，这种相似性被称为对角线规则。
1．下列说法中正确的是
A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到
B．元素周期表中可以把元素分成s、p、d三个区
C．最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子
D．元素周期表中IIIB到IIB的10个纵行的元素都是金属，所以称为过渡金属元素
【答案】D
【详解】A．第一周期元素的最外层电子排布由1s1过渡到1s2，A错误；
B．元素周期表共分成5个区，s区(ⅠA、ⅡA)、p区(ⅢA~ⅦA、0族)、d区(ⅢB~ⅦB、Ⅷ族)、ds区(ⅠB、ⅡB)、f区(镧系、锕系)，B错误；
C．最外层电子数为8的粒子可能是稀有气体原子，也可能是离子，比如Na+、F-等，C错误；
D．周期表ⅢB~ⅡB称过渡元素，又这10列均为金属元素，所以又叫过渡金属元素，D正确；
故答案选D。
2．某元素简化电子排布式为，其应在
A．s区B．p区C．d区D．ds区
【答案】D
【详解】由简化电子排布式为可知，该元素与Zn位于同一族，位于元素周期表第六周期IIB族，处于ds区，故选D。
3．高纯度的锗是半导体材料，下图是锗在周期表中的信息。下列有关锗的说法正确的是
A．位于Ⅵ族B．中子数为32
C．质量数为D．属于区元素
【答案】D
【分析】元素周期表信息图中，元素名称的左上角的数字为元素的原子序数，右上角为元素符号，中间的汉字表示元素名称，下边是元素的相对原子质量。
【详解】A．锗为32号元素，位于ⅣA族，A错误；
B．32为原子序数不是中子数，B错误；
C．相对原子质量为72.63，C错误；
D．锗原子的价电子排布为4s24p2，属于P区，D正确；
故选D。
4．下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是
A．第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为
B．第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C．元素周期表有3个短周期4个长周期
D．除第一周期外，其余各周期的原子核外电子排布总是从开始，以结束
【答案】B
【详解】A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2，故A正确；
B．第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA均相差8，ⅢA-0族同主族元素均相差18，故B错误；
C．元素周期表有3个短周期4个长周期，故C正确；
D．第一周期只有两种元素，以1s1开始，1s2结束，其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始，以np结束，故D正确；
故答案选：B。
微粒半径大小的比较方法
⭐积累与运用
1．三看法比较粒子半径大小
(1)一看电子层数：先看电子层数，电子层数越多，一般微粒半径越大。
如r(Li)①>② D．②>④>③>①
【答案】D
【解析】②、③、④三种离子分别是S2－、O2－、Cl－，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，则有②>④，③>①；电子层数越多，半径越大，则大小顺序为②>④>③>①。
6．下列关于粒子半径的说法正确的是
A．同种元素的离子半径一定小于其原子半径
B．核外电子排布相同的单核粒子半径相同
C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多，半径越大
D．原子序数越大，原子半径越大
【答案】C
【解析】同种元素的阳离子半径小于原子半径，但阴离子半径大于原子半径；对于核外电子排布相同的单核离子和原子，半径是不同的，它们的半径随核电荷数的增加而减小；质子数相同的不同单核粒子，阴离子半径>原子半径>阳离子半径；在元素周期表中，随着原子序数的递增，原子半径呈现周期性变化，在同一主族中原子序数越大，原子半径越大。
7．下列微粒半径大小比较正确的是
A．Na Mg，故C正确；
D．Mg的电子排布式为[Ne]3s2，Al的电子排布式为[Ne]3s23p1，成对电子数相同，故D错误；
故答案为C。
10．下列性质的比较，正确的是
A．电负性：SAlB．第一电离能：NaAl，故A正确；
B．同一周期主族元素第一电离能从左至右呈增大趋势，第一电离能的特殊情况：ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA，故第一电离能：Na O，故D错误；
故选B。
8．下列有关原子结构和元素性质的说法正确的是
A．能级最多能容纳10个电子
B．基态原子轨道排布式：违背了洪特规则
C．最外层电子数为2的元素均分布在周期表的区
D．共价化合物中，电负性大的成键元素表现为正价
【答案】B
【详解】A．第2能层不存在d能级，故A错误；
B．基态原子的核外电子在能量相同的轨道上排布时，尽可能分占不同的轨道，中电子排布违背了洪特规则，故B正确；
C．He原子K层有2个电子，位于0族，是p区元素，故C错误；
D．价化合物中，电负性大的成键元素表现为负价，故D错误；
答案选B。
9．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2；②1s22s22p2；③[Ne]3s2。则下列说法中正确的是
A．三种元素均为金属元素B．最高正化合价：①=②=③
C．原子半径：③＞②＞①D．第一电离能：②＞①＞③
【答案】D
【分析】三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s2；②1s22s22p2；③[Ne]3s2，则①为Be，②为C，③为Mg；
【详解】A．由分析，②为C，C是非金属元素，A错误；
B．C的最高正化合价为+4价，Be和Mg最高正化合价为+2价，三种元素最高正化合价不相等，B错误；
C．原子核外电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，故原子半径③＞①＞②，C错误；
D．Be、Mg是金属元素，第一电离能都小于C，Mg的金属性大于Be，第一电离能更小，故第一电离能：②＞①＞③，D正确；
本题选D。
10．金云母的化学式为KMg3AlSi3O10Fx(OH)(2-x)。下列说法正确的是
A．非金属性：OY>X
【答案】A
【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期元素，Y与Z是同一主族元素，Y能形成2个共价键，则Y是O元素、Z是S元素；X能形成3个共价键，X是N元素；W形成1个共价键，W是Cl元素。
【详解】A．根据分析可知，X、Y、Z分别为N、O、S元素，同周期从左到右元素第一电离能呈现增大的趋势，但由于N原子的2p能级为半充满状态，较稳定，因此第一电离能大于O，同主族从上到下元素第一电离能逐渐减小，所以O大于S，故第一电离能最大的为N，故A正确；
B．同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同主族从上到下元素电负性逐渐减弱，且Cl与O形成化合物时，O为负价，则电负性最大的是：O元素，故B错误；
C．X是N元素，Z是S元素，W是Cl元素，均是多价态的元素，如：HNO2、H2SO3、HClO均是弱酸，故C错误；
D．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多半径越小，简单离子半径，故D错误；
故选A。
14．软包电池的关键组件是一种离子化合物，其结构如图。X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，X元素基态原子最外层电子数是次外层电子数的一半，W和Q同主族。下列说法错误的是
A．简单离子半径：
B．简单氢化物的稳定性：
C．第一电离能：
D．W2和W3互称同素异形体
【答案】C
【分析】X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，X元素最外层电子数是次外层电子数的一半，则X为Li元素；W和Q同主族，由阴离子的结构示意图可知，W、Q形成共价键的数目分别为2和6，则W为O元素、Q为S元素；Y、M形成共价键的数目分别为4和1，则Y为C元素、Z为N元素、M为F元素，据此回答。
【详解】A．S2-有3个电子层，离子半径最大，Li+只有1个电子层，半径最小，F-和O2-电子层数结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则氟离子的离子半径小于氧离子，故离子半径：，A正确；
B．元素的非金属性越强，简单气态氢化物的热稳定性越强，元素的非金属性强弱顺序为F>O>S，则氢化物的稳定性强弱顺序为HF>H2O>H2S，B正确；
C．同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但是N原子价电子为半满结构，失电子困难，第一电离能比O大，故第一电离能：，C错误；
D．O2和O3是氧元素的不同单质，互称同素异形体，D正确；
故选C。
15．短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，W是元素周期表中s区电负性最大的元素；Y基态原子s能级电子数等于p能级电子数，X的最高正价与最低负价代数和为0；Y、M同主族，Z的逐级电离能(单位kJ/ml)依次为578、1817、2745、11578。下列说法不正确的是
A．MY2与O3价电子总数相等B．Z、Y形成的化合物中阴阳离子个数比为1：2
C．简单离子半径大小：M>Y>ZD．电负性：Y>M>X
【答案】B
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z、M的原子序数依次增大，W是元素周期表中s区电负性最大的元素，则W是H元素；Y基态原子s能级电子数等于p能级电子数，Y、M同主族，且为短周期，则Y为第二周期元素，Y原子核外电子排布式是1s22s22p4，所以Y是O；X的最高正价与最低负价代数和为0，则X是C元素；Y、M同主族，则M是S元素；Z的逐级电离能(单位kJ/ml)依次为578、1817、2745、11578，可见Z最外层有3个电子，因此Z是13号Al元素。根据上述分析可知：W是H，X是C，Y是O，Z是Al，M是S元素。
【详解】A．SO2与O3分子中原子数相同，原子最外层电子数也相同，价电子总数相等，故A正确；
B．Y是O，Z是Al，二者形成的化合物Al2O3是离子化合物，其中阳离子Al3+与阴离子O2-个数比是2：3，故B错误；
C．Y是O，Z是Al，M是S元素。电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，三种元素形成的简单离子中，S2-核外有3个电子层，Al3+、O2-核外有2个电子层，所以离子半径大小关系为：S2->O2->Al3+，C正确；
D．根据上述分析可知：X是C，Y是O，M是S元素。元素的非金属性越强，其电负性也越大。O、S是同一主族元素，元素的原子序数越大，元素的非金属性越小，则元素的电负性：O>S；C、S是非金属性元素，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。酸性：H2SO4>H2CO3，可知元素的非金属性：S>C，则元素的电负性：S>C，故电负性大小关系为：O>S>C，故D正确；
选B。
16．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
①基态氮原子的轨道表示式为 ，占据最高能级电子的电子云轮廓图为 形。
②分子中，与N原子相连的显正电性。N、H电负性大小顺序为N H(填“>”“”“
(2) 或[Ar]3d54s1 > N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构 第四周期、ⅠB族 最外层上3s能级上有两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子 13
【详解】（1）
①基态氮原子的轨道表示式为；最高能级为2p能级，电子云轮廓图为哑铃形；
②一般情况下，化合物中电负性较小的元素显正价，与N原子相连的显正电性，说明H的电负性较小，故电负性为N>H；
故答案为：；哑铃；>；
（2）①所涉及的元素有，处于元素周期表中d区的元素是；原子序数为24，电子排布式为或[Ar]3d54s1；
②同主族元素第一电离能从上到下逐渐减小，故第一电离能的大小为>；同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但，是因为N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构，不易失电子；
③Cu的原子序数为29，在周期表的第四周期、ⅠB族；
④从表中镁逐级失去电子的电离能可看出，第一电离能和第二电离能都较小，故最外层上3s能级上两个电子易同时失去，使化合价常为+2；
⑤Al的原子序数为13，核外有13个电子，电子的运动状态相互间都不同，故有13种不同运动状态的电子；
故答案为：；或[Ar]3d54s1；>；N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构；第四周期、ⅠA族；最外层上3s能级上有两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子；13。
元素
I1
I2
I3
I4
X
496
4562
6912
9543
Y
738
1451
7733
10542
Z
578
1817
2745
11575
①
②
③
④
⑤
元素
电离能()
496
738
578
4562
1451
1817
6912
7733
2745
9543
10540
11575