2021版高考化学一轮复习1原子结构与性质强化训练1（含解析）新人教版选修3
展开原子结构与性质
角度1原子核外电子排布的表示方法
1.(1)[2019·全国卷Ⅲ·35(1)]在周期表中,与Li的化学性质最相似的邻族元素是______,该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。
(2)[2018·全国卷Ⅰ·35(1)]Li是最轻的固体金属,采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能,得到广泛应用。下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为________(填标号)。
(3)[2018·全国卷Ⅱ·35(1)]基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为______________________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__ __________形。
(4)[2018·全国卷Ⅲ·35(1)]锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。Zn原子核外电子排布式为____________________。
(5)[2018·江苏高考·21(2)]Fe2+基态核外电子排布式为___________________。
【解析】(1)根据对角线原则,与Li化学性质最相似的邻族元素是Mg。Mg中M层电子为3s2,根据泡利不相容原理,M层电子自旋状态相反。
(2)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1,则D项中能量最低;选项C中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
(3)基态铁原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d64s2,故基态铁原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为
基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,电子占据最高能级为3p,电子云轮廓图为哑铃形。
(4)Zn是第30号元素,所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(5)Fe原子核外有26个电子,根据构造原理,基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。
答案:(1)Mg 相反
(2)D、C
(4)[Ar]3d104s2或1s22s22p63s23p63d104s2
(5)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
2.(2017·全国卷Ⅱ节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。氮原子价层电子对的轨道表达式(电子排布图)为____________。
【解析】N原子位于第二周期第ⅤA族,价电子是最外层电子,其价层电子排布式为2s22p3,所以其电子排布图为
答案:
3.(2017·全国卷Ⅰ节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)元素K的焰色反应呈紫红色,其中紫色对应的辐射波长为________nm(填标号)。
A. 404.4 B. 553.5 C.589.2
D.670.8 E.766.5
(2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是________,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
【解析】(1)可见光波长范围大约在400 nm到760 nm之间,紫光高能高频波长短,选A。(2)基态K原子中,最外层电子为4s1,核外电子占据的最高能层为第四层,符号是N,占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形。
答案:(1)A (2)N 球形
4.(2017·全国卷Ⅲ节选)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2
====CH3OH+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。回答下列问题:
Co基态原子核外电子排布式为 ___________。
【解析】Co是27号元素,位于元素周期表第4周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。
答案:1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2
角度2根据核外电子排布推断元素
5.(2019·阜阳模拟)现有部分短周期元素的性质或原子结构如表:
元素编号 | 元素性质或原子结构 |
W | 单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性 |
X | X位于第二周期,基态原子的s轨道电子与p轨道电子数相等 |
Y | 第三周期元素的金属简单离子中半径最小 |
Z | L层有三个未成对电子 |
T | 该元素的正三价离子的3d能级为半充满 |
(1)W、X、Y三种元素的离子半径由大到小的顺序是____________(用离子符号表示);化合物ZW3的电子式是____________。
(2)在W、X的气态氢化物中,较稳定的是____________(用化学式表示,下同),沸点较高的是____________,沸点高的原因是______________。
(3)Y的价电子轨道表示式为____________,写出Y元素最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式:______________________。
(4)T在周期表中的位置是__________ ,T2+的电子排布式为__________;T的单质在高温下与X的氢化物反应,其化学方程式为________________________。
(5)基态Z原子中,核外电子占据的最高能层的符号是____________,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为________________。
【解析】在短周期元素中,单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性,则W为F,X基态原子的s轨道电子与p轨道电子数相等,核外电子排布为1s22s22p4 ,则X为O,第三周期元素的简单离子中半径最小的离子为Al3+,则Y为Al,Z的L层有三个未成对电子,核外电子排布为1s22s22p3,则Z为N,T元素的正三价离子的3d能级为半充满, T原子外围电子排布为3d64s2,则T为Fe。
(1)F、O、Al三种元素的离子具有相同的电子层结构,核电荷数越大半径越小,故半径由大到小的顺序是O2-> F->Al3+;NF3的电子式是
(2)F、O处于同一周期,非金属性F>O,气态氢化物稳定性HF>H2O,较稳定的是HF,由于水分子间存在氢键,故沸点较高的是H2O。
(3)Y是Al,Al价电子排布式为3s23p1,根据洪特规则和泡利不相容原理即可进一步写出价电子的轨道表示式为 ,铝的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3具有两性,与NaOH溶液反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- Al +2H2O。
(4)T是Fe,Fe在周期表中的位于第四周期第Ⅷ族,Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6;Fe在高温下与水蒸气反应,其化学方程式为3Fe+4H2O(g)
Fe3O4+4H2。
(5)Z为N,N原子电子排布式为1s22s22p3,基态氮原子中,核外电子占据的最高能层的符号是L层,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为哑铃形。
答案:(1)O2->F->Al3+
(2)HF H2O 水分子间存在氢键
(3) Al(OH)3+OH- ====Al+2H2O
(4)第四周期第Ⅷ族 [Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6
3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2
(5)L 哑铃形
【加固训练】
(2014·全国卷Ⅰ节选)基态Fe有________个未成对电子。Fe3+的电子排布式为________。可用硫氰化钾检验Fe3+,形成的配合物的颜色为________。
【解析】基态Fe的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,其中3d轨道有4个轨道未充满,含有4个未成对电子。Fe失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3+,则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。检验Fe3+时,Fe3+与SCN-形成配合物而使溶液显红色。
答案:4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5 红色
