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人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试导学案
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试导学案，共6页。
1．元素推断的一般思路
2．推断元素名称的方法
(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。
稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。
①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。
②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。
③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
(2)利用常见元素及其化合物的特征。
①形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
④单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。
⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。
⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
3．确定元素位置的方法
(1)由基态原子的价电子排布式给元素定位。
周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数
主族元素的族序数＝价电子数
第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位。
①原子序数－稀有气体元素的原子序数(相近且小)＝元素所在的纵列数。
第1、2纵列为第ⅠA族、ⅡA族，第3～7纵列为第ⅢB族～第ⅦB族，第8～10纵列为第Ⅷ族，第11、12纵列为第ⅠB族、ⅡB族，第13～17纵列为第ⅢA族～第ⅦA族。该元素的周期数＝稀有气体元素的周期数＋1。
如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。
分析：41与36接近，有41－36＝5，故该元素位于第五周期第ⅤB族。
注意：使用此法若为第六、七周期第ⅢB族(合镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。
②稀有气体元素的原子序数(相近且大)－原子序数＝18－该元素所在纵列数。
如判断114号元素在元素周期表中的位置。
分析：118－114＝4，为顺数第14纵列或倒数第5纵列，故114号元素位于第七周期第ⅣA族。
1．已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，下列判断正确的是( )
A．元素的第一电离能：X>W
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X
B [1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，则W和X是金属元素，且在周期表中W位于X的右侧，Y和Z是非金属元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右侧。同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即金属性：X>W，非金属性：Z>Y，所以元素的第一电离能：XW，离子的还原性：Y2－>Z－，氢化物的稳定性：H2Y
2．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子，下列说法正确的是( )
A．X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]4s24p3
B．X元素是第四周期第ⅤA族元素
C．Y元素原子的轨道表示式为
D．Z元素具有两性
B [X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子即4p3，结合构造原理，可推出X原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar]3d104s24p3，A项错误，B项正确；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，可能是碳或氧元素；若是碳，则Z为Li，不可能形成负一价离子，所以Y只能是氧元素，Z为氢元素，所以C、D均错误。]
3．如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、 Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A．通常情况下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．W的电负性比X的电负性大
D．第一电离能：R＞W＞Y
D [根据元素在周期表中的位置可判断出：R为Ar、Z为Br、Y为S、W为P、X为N。Br2在常温下为液体，而S和P在常温下为固体，所以五种元素的单质中，不是Br2的沸点最高，A错误； S2－的电子层结构与Ar相同，而Br－的电子层结构与Ar不相同，B错误； N的电负性大于P的电负性，C错误；同周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族的，第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的，所以第一电离能大小关系为Ar>P>S，D正确。]
4．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为16。Y的原子半径比X的大，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A．原子半径的大小顺序：r(W)>r(Z)>r(Y)
B．元素X、Y只能形成一种化合物
C．元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D．Y、W最高价氧化物所对应的水化物均能溶解Z的氢氧化物
D [Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z是Al元素；X、Y、Z、W的原子序数依次增大，原子最外层电子数之和为16，X与W同主族，则W、X是第ⅣA～ⅥA族元素；Y的原子半径比X的大，则X、Y分别在2个不同周期；Y是第ⅠA～ⅡA族元素，所以W、X是第ⅥA族元素，X是O元素、W是S元素；Y是ⅠA族元素，是Na元素。原子半径的大小顺序：r(S)
5．某元素A的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：
(1)a的M层比N层多________个电子；b的L层比M层少________个电子。a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
(2)写出A的电子排布式：_______________________________。
a的最外层轨道表示式为________。
[解析] 本题考查的是由原子核外电子排布推断元素名称。由于第K、L层电子排布不出现能级交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第M层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子分别为Fe3＋和Fe2＋，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。
[答案] (1)13 6 大于 (2)1s22s22p63s23p63d64s2
6．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素，A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为 ，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E元素的正三价离子的3d亚层为半充满。回答下列问题：
(1)写出下列元素的名称：A__________， B_________，
C________，D________。
(2)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是________。
(3)D的氢化物比C的氢化物的沸点________(填“高”或“低”)，原因是______________________________________。
(4)E元素的正三价离子的电子排布式为____________。E元素在周期表中的位置是________。
(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_________________________________________________________。
[解析] 根据A的原子结构示意图知道x＝2，所以A为硅，B与A同周期且第一电离能最小，所以B为钠，C为第三周期元素且最外层有三个成单电子，所以C的价电子排布式为3s23p3，所以C为磷，D与磷同主族且为短周期元素，所以D为氮， E元素的正三价离子的3d亚层为半充满，所以E的三价离子的价电子排布式为3d5，则其原子的价电子排布式为3d64s2，所以E为铁。根据元素及化合物的性质和元素周期律解答即可。
[答案] (1)硅 钠 磷 氮 (2)Ne F (3)高 NH3分子间形成氢键 (4)[Ar]3d5 第四周期Ⅷ族 (5)SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O
7．在元素周期表前四周期中，有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，A原子有3个未成对电子；B元素原子次外层有8个电子，1 ml B单质与足量盐酸反应可生成1 ml H2，B单质不易与冷水反应；C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的；D元素易形成－1价离子。
(1)填写下表：
(2)A元素位于第________周期________族，B元素位于第________周期________族。
(3)C元素位于第________周期________族，C2＋的电子排布式为________。
(4)写出B与D两种元素形成的化合物的电子式：__________，此化合物属于________化合物。
(5)四种元素中电负性最大的元素是________(用元素符号表示，下同)，第一电离能最小的元素是________。A、B两种元素的原子半径大小关系是________________，单核离子的离子半径大小是________。
[解析] A原子有3个未成对电子，其价电子排布为2s22p3或3s23p3；1 ml B与盐酸反应产生1 ml H2，B为第ⅡA族元素Mg或Ca，又由于B比A的原子序数大且不易与冷水反应，则B为Mg元素，那么A为氮元素。C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的即3d5，那么它的原子的价电子排布式为3d64s2，C为铁元素；D元素在第四周期(原子序数比C大)且易形成－1价阴离子，它是溴元素。
[答案] (1)
(2)二 ⅤA 三 ⅡA
(3)四 Ⅷ 1s22s22p63s23p63d6
(5)N Mg Mg>N Mg2＋
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
周期序数
一
二
三
四
五
六
原子序数
2
10
18
36
54
86
元素
A
B
C
D
名称
电子排布式
轨道表示式
属于哪个区
元素
A
B
C
D
名称
氮
镁
铁
溴
电子排布式
1s22s22p3
1s22s22p6
3s2
1s22s22p63s2
3p63d64s2
1s22s22p63s23p6
3d104s24p5
轨道表示式
属于哪个区
p区
s区
d区
p区
1．元素推断的一般思路
2．推断元素名称的方法
(1)利用稀有气体元素原子结构的特殊性。
稀有气体元素原子的电子层结构与同周期的非金属元素原子形成的阴离子的电子层结构相同，与下一周期的金属元素原子形成的阳离子的电子层结构相同。
①与He电子层结构相同的离子有H－、Li＋、Be2＋等。
②与Ne电子层结构相同的离子有F－、O2－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。
③与Ar电子层结构相同的离子有Cl－、S2－、K＋、Ca2＋等。
(2)利用常见元素及其化合物的特征。
①形成化合物种类最多的元素之一、单质是自然界中硬度最大的物质的元素或气态氢化物中氢的质量分数最高的元素：C。
②空气中含量最多的元素或气态氢化物的水溶液呈碱性的元素：N。
③地壳中含量最多的元素或氢化物在通常情况下呈液态的元素：O。
④单质密度最小的元素：H；单质密度最小的金属元素：Li。
⑤单质在常温下呈液态的非金属元素：Br；金属元素：Hg。
⑥最高价氧化物及其对应水化物既能与强酸反应，又能与强碱反应的元素：Be、Al。
⑦元素的气态氢化物和它的最高价氧化物对应水化物能发生化合反应的元素：N；能发生氧化还原反应的元素：S。
⑧元素的单质在常温下能与水反应放出气体的短周期元素：Li、Na、F。
3．确定元素位置的方法
(1)由基态原子的价电子排布式给元素定位。
周期序数＝电子层数(能层序数)＝最高能层序数
主族元素的族序数＝价电子数
第ⅢB族～第ⅦB族的价电子排布式为(n－1)d1～10ns1～2(镧系、锕系除外)，族序数＝价电子数。如锰的价电子排布式为3d54s2，它位于元素周期表中第四周期第ⅦB族。
(2)根据原子序数以0族为基准给元素定位。
①原子序数－稀有气体元素的原子序数(相近且小)＝元素所在的纵列数。
第1、2纵列为第ⅠA族、ⅡA族，第3～7纵列为第ⅢB族～第ⅦB族，第8～10纵列为第Ⅷ族，第11、12纵列为第ⅠB族、ⅡB族，第13～17纵列为第ⅢA族～第ⅦA族。该元素的周期数＝稀有气体元素的周期数＋1。
如判断原子序数为41的元素在元素周期表中的位置。
分析：41与36接近，有41－36＝5，故该元素位于第五周期第ⅤB族。
注意：使用此法若为第六、七周期第ⅢB族(合镧系、锕系元素)后的元素需再减14定位。
②稀有气体元素的原子序数(相近且大)－原子序数＝18－该元素所在纵列数。
如判断114号元素在元素周期表中的位置。
分析：118－114＝4，为顺数第14纵列或倒数第5纵列，故114号元素位于第七周期第ⅣA族。
1．已知元素周期表中1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，下列判断正确的是( )
A．元素的第一电离能：X>W
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X
B [1～18号元素中的四种元素的简单离子W3＋、X＋、Y2－、Z－都具有相同的电子层结构，则W和X是金属元素，且在周期表中W位于X的右侧，Y和Z是非金属元素，在周期表中位于W和X的上一周期，其中Z位于Y的右侧。同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，即金属性：X>W，非金属性：Z>Y，所以元素的第一电离能：X
2．已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子，下列说法正确的是( )
A．X元素原子基态时的电子排布式为[Ar]4s24p3
B．X元素是第四周期第ⅤA族元素
C．Y元素原子的轨道表示式为
D．Z元素具有两性
B [X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子即4p3，结合构造原理，可推出X原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，即[Ar]3d104s24p3，A项错误，B项正确；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，可能是碳或氧元素；若是碳，则Z为Li，不可能形成负一价离子，所以Y只能是氧元素，Z为氢元素，所以C、D均错误。]
3．如图是元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、 Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A．通常情况下五种元素的单质中，Z单质的沸点最高
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．W的电负性比X的电负性大
D．第一电离能：R＞W＞Y
D [根据元素在周期表中的位置可判断出：R为Ar、Z为Br、Y为S、W为P、X为N。Br2在常温下为液体，而S和P在常温下为固体，所以五种元素的单质中，不是Br2的沸点最高，A错误； S2－的电子层结构与Ar相同，而Br－的电子层结构与Ar不相同，B错误； N的电负性大于P的电负性，C错误；同周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族的，第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族的，所以第一电离能大小关系为Ar>P>S，D正确。]
4．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，且原子最外层电子数之和为16。Y的原子半径比X的大，X与W同主族，Z是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是( )
A．原子半径的大小顺序：r(W)>r(Z)>r(Y)
B．元素X、Y只能形成一种化合物
C．元素W的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
D．Y、W最高价氧化物所对应的水化物均能溶解Z的氢氧化物
D [Z是地壳中含量最高的金属元素，则Z是Al元素；X、Y、Z、W的原子序数依次增大，原子最外层电子数之和为16，X与W同主族，则W、X是第ⅣA～ⅥA族元素；Y的原子半径比X的大，则X、Y分别在2个不同周期；Y是第ⅠA～ⅡA族元素，所以W、X是第ⅥA族元素，X是O元素、W是S元素；Y是ⅠA族元素，是Na元素。原子半径的大小顺序：r(S)
5．某元素A的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：
(1)a的M层比N层多________个电子；b的L层比M层少________个电子。a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
(2)写出A的电子排布式：_______________________________。
a的最外层轨道表示式为________。
[解析] 本题考查的是由原子核外电子排布推断元素名称。由于第K、L层电子排布不出现能级交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第M层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子分别为Fe3＋和Fe2＋，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。
[答案] (1)13 6 大于 (2)1s22s22p63s23p63d64s2
6．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素，A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为 ，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E元素的正三价离子的3d亚层为半充满。回答下列问题：
(1)写出下列元素的名称：A__________， B_________，
C________，D________。
(2)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是________，电负性最大的元素是________。
(3)D的氢化物比C的氢化物的沸点________(填“高”或“低”)，原因是______________________________________。
(4)E元素的正三价离子的电子排布式为____________。E元素在周期表中的位置是________。
(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式_________________________________________________________。
[解析] 根据A的原子结构示意图知道x＝2，所以A为硅，B与A同周期且第一电离能最小，所以B为钠，C为第三周期元素且最外层有三个成单电子，所以C的价电子排布式为3s23p3，所以C为磷，D与磷同主族且为短周期元素，所以D为氮， E元素的正三价离子的3d亚层为半充满，所以E的三价离子的价电子排布式为3d5，则其原子的价电子排布式为3d64s2，所以E为铁。根据元素及化合物的性质和元素周期律解答即可。
[答案] (1)硅 钠 磷 氮 (2)Ne F (3)高 NH3分子间形成氢键 (4)[Ar]3d5 第四周期Ⅷ族 (5)SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O
7．在元素周期表前四周期中，有A、B、C、D四种元素，它们的原子序数依次增大，A原子有3个未成对电子；B元素原子次外层有8个电子，1 ml B单质与足量盐酸反应可生成1 ml H2，B单质不易与冷水反应；C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的；D元素易形成－1价离子。
(1)填写下表：
(2)A元素位于第________周期________族，B元素位于第________周期________族。
(3)C元素位于第________周期________族，C2＋的电子排布式为________。
(4)写出B与D两种元素形成的化合物的电子式：__________，此化合物属于________化合物。
(5)四种元素中电负性最大的元素是________(用元素符号表示，下同)，第一电离能最小的元素是________。A、B两种元素的原子半径大小关系是________________，单核离子的离子半径大小是________。
[解析] A原子有3个未成对电子，其价电子排布为2s22p3或3s23p3；1 ml B与盐酸反应产生1 ml H2，B为第ⅡA族元素Mg或Ca，又由于B比A的原子序数大且不易与冷水反应，则B为Mg元素，那么A为氮元素。C元素的＋3价离子的d轨道是半充满的即3d5，那么它的原子的价电子排布式为3d64s2，C为铁元素；D元素在第四周期(原子序数比C大)且易形成－1价阴离子，它是溴元素。
[答案] (1)
(2)二 ⅤA 三 ⅡA
(3)四 Ⅷ 1s22s22p63s23p63d6
(5)N Mg Mg>N Mg2＋
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
周期序数
一
二
三
四
五
六
原子序数
2
10
18
36
54
86
元素
A
B
C
D
名称
电子排布式
轨道表示式
属于哪个区
元素
A
B
C
D
名称
氮
镁
铁
溴
电子排布式
1s22s22p3
1s22s22p6
3s2
1s22s22p63s2
3p63d64s2
1s22s22p63s23p6
3d104s24p5
轨道表示式
属于哪个区
p区
s区
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p区
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