2022新高考化学一轮复习训练54原子结构与性质含解析.pdf

-1-专练 54 原子结构与性质 一、单项选择题 1下列说法正确的是()A电子云就是电子运动的形态 B焰色反应产生的是发射光谱 C铜原子处于基态时的核外电子排布式为 3d104s1 D核外电子运动状态可以用牛顿运动定律来描述，也可以用统计方法来描述 22021河南部分重点中学质检下列说法中正确的是()A所有金属元素都分布在 d 区和 ds 区 B最外层电子数为 2 的元素都分布在 s 区 C元素周期表中B 族到B 族 10 个纵列的元素都是金属元素 Ds 区均为金属元素 3下列说法正确的是()AFe3的最外层电子排布式为：3s23p63d5 B原子核外电子排布式为 1s2的原子与原子核外电子排布式为 1s22s2的原子化学性质相似 C基态铜原子的价电子排布图：D基态碳原子的价电子排布图：42021甘肃镇原二中期中下表列出了某短周期主族元素 R 的各级电离能数据(用 I1、I2表示，单位为 kJmol1)。元素 I1 I2 I3 I4 R 740 1500 7700 10500 下列关于 R 元素的叙述中一定正确的是()AR 的最高化合价为3 价 BR 元素位于元素周期表的第A 族 CR 元素的原子最外层共有 4 个电子 DR 元素基态原子的电子排布式为 1s22s2 5下列各组元素的性质正确的是()A最高正价：FSSi B原子半径：PNC C第一电离能：BAlGa-2-D电负性：FNO 62021保定高三月考下列是 A、B、C、D、E 五种短周期元素的某些性质 A B C D E 化合价 4 2 1 2 1 电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0 下列判断正确的是()AC、D、E 的氢化物的稳定性顺序为 CDE B元素 A 的最外层轨道中无自旋方向相同的电子 C元素 B、C 不可能形成化合物 D与元素 B 同周期第一电离能最小的元素的单质能与 H2O 发生置换反应 7现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：1s22s22p63s23p4 1s22s22p63s23p3 1s22s22p3 1s22s22p5 则下列有关比较中正确的是()A原子半径：B第一电离能：C电负性：D最高正化合价：82021河北卷用中子轰击NZX 原子产生 粒子(即氦核42He)的核反应为：NZX10n 7PY42He。已知元素 Y 在化合物中呈1 价。下列说法正确的是()AH3XO3可用于中和溅在皮肤上的 NaOH 溶液 BY 单质在空气中燃烧的产物是 Y2O2 CX 和氢元素形成离子化合物 D6Y 和7Y 互为同素异形体 92021高三专项综合测试具有下列电子层结构的原子，其对应元素一定属于同一周期的是()A两种原子的电子层上全部都是 s 电子 B3p 能级上只有一个空轨道的原子和 3p 能级上只有一个未成对电子的原子 C最外层电子排布为 2s22p6的原子和最外层电子排布为 2s22p6的离子 D原子核外 M 层上的 s 能级和 p 能级都填满了电子，而 d 轨道上尚未有电子的两种原子 102021华中师大附中高三月考长式周期表共有 18 个纵行，从左到右排为 118 列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第 18 列。按这种规定，下列说法正确的是()A第 9 列元素中没有非金属元素 B只有第二列的元素原子最外层电子排布为 ns2-3-C第四周期第 9 列元素是铁元素 D第 10、11 列为 ds 区 二、不定项选择题 11下列各组中的 X 和 Y 两种原子，在周期表中一定位于同一族的是()AX 原子和 Y 原子最外层都只是一个电子 BX 原子的核外电子排布式为 1s2，Y 原子的核外电子排布式为 1s22s2 CX 原子的 2p 能级上有三个电子，Y 原子的 3p 能级上有三个电子 DX 原子核外 M 层上仅有两个电子，Y 原子核外 N 层上也仅有两个电子 12下表为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.Y、Z 的阴离子电子层结构都与 R 原子的相同 BW 元素的第一电离能大于 Y 元素的第一电离能 Cp 能级未成对电子最多的是 Z 元素 DX 元素是电负性最大的元素 13已知 X、Y 元素同周期，且电负性 XY，下列说法错误的是()AX 与 Y 形成化合物时，X 可以显负价，Y 显正价 B第一电离能可能 Y 小于 X C最高价含氧酸的酸性：X 对应的酸性弱于 Y 对应的 D气态氢化物的稳定性：HmY 大于 HnX 14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，1s22s22p63s23p2 1s22s22p3 1s22s22p2 1s22s22p63s23p4原子半径最大的是 B具有下列价电子排布式的原子中，3s23p1 3s23p2 3s23p3 3s23p4第一电离能最大的是 CNa、K、Rb N、P、As O、S、Se Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是 D 某元素气态基态原子的逐级电离能(kJmol1)分别为 738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 X3 -4-15下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A原子核外电子排布式为 1s2的 X 原子与原子核外电子排布为 1s22s2的 Y 原子 B原子核外 M 层上仅有两个电子的 X 原子与原子核外 N 层上仅有两个电子的 Y 原子 C2P 轨道上有三个未成对电子的 X 原子与 3p 轨道上只有 3 个未成对电子的 Y 原子 D最外层都只有一个电子的 X、Y 电子 三、非选择题 162021辽宁大连测试2019 年 1 月 3 日，嫦娥四号探测器翩然落月，首次实现人类飞行器在月球背面的软着陆。其所搭载的“玉兔二号”月球车，通过砷化镓(GaAs)太阳能电池提供能量进行工作。回答下列问题：(1)基态 Ga 原子价电子排布式为_，核外电子占据最高能级的电子云形状为_；基态 As 原子最高能层上有_个电子。(2)镓失去电子的逐级电离能(单位：kJmol1)的数值依次为 577、1985、2962、6192，由此可推知镓的主要化合价为_和3，砷的第一电离能比镓_(填“大”或“小”)。(3)第四周期元素中，与基态 As 原子核外未成对电子数目相同的元素符号为_。(4)砷化镓可由(CH3)3Ga 和 AsH3在 700制得，(CH3)3Ga 中 Ga 原子的杂化方式为_，AsH3分子的空间构型为_。(5)相 同 压 强 下，AsH3的 沸 点 _(填“大 于”或“小 于”)NH3，原 因 为_。(6)GaAs 为原子晶体，其晶胞结构如图所示，Ga 与 As 以_(填“共价键”或“离子键”)键合。设阿伏加德罗常数的值为 NA，该晶胞边长为 apm，则 GaAs 晶体的密度为_gcm3(列出计算式即可)。172020全国卷钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料。回答下列问题：(1)基态 Ti 原子的核外电子排布式为_。(2)Ti 的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自 TiCl4至 TiI4熔点依次升高，原因是 _。化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/377 24.12 38.3 155-5-(3)CaTiO3的晶胞如图(a)所示，其组成元素的电负性大小顺序是_；金属离子与氧离子间的作用力为_，Ca2的配位数是_。(4)一种立方钙钛矿结构的金属卤化物光电材料的组成为 Pb2、I和有机碱离子 CH3NH3，其晶胞如图(b)所示。其中 Pb2与图(a)中_的空间位置相同，有机碱 CH3NH3中，N 原子的杂化轨道类型是_；若晶胞参数为 anm，则晶体密度为_gcm3(列出计算式)。(5)用上述金属卤化物光电材料制作的太阳能电池在使用过程中会产生单质铅和碘，降低了器件效率和使用寿命。我国科学家巧妙地在此材料中引入稀土铕(Eu)盐，提升了太阳能电池的效率和使用寿命，其作用原理如图(c)所示，用离子方程式表示该原理_、_。18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，请写出其基态原子的电子排布式_。(2)d 与 a 反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为_。(3)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 原 因：_。(4)o、p 两元素的部分电离能数据列于下表：元素 o p 电离能/kJmol1 I1 717 759 I2 1509 1561 I3 3248 2957 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_。(5)第三周期 8 种元素按单质熔点高低的顺序如图所示，其中电负性最大的是_(填下图中的序号)。-6-(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是_(填元素符号)。专练 54 原子结构与性质 1B 电子云表示电子在单位体积内出现概率的大小，不是电子运动形态，A 错；发生焰色反应时，物质的能量升高，电子向能力高的轨道跃迁，是发射光谱，B 正确；3d104s1是铜原子的外围电子排布式，C 错；电子运动状态不能用牛顿运动定律来描述，D 错。2C 金属元素在 s 区、d 区、ds 区和 p 区都有分布，A 错误；第B 族最外层电子数为 2，在 ds 区，B 错误；元素周期表中B 族到B 族 10 个纵行的元素，称为过渡元素全部为金属，C 正确；s 区的氢为非金属元素，D 错误。3A Fe 失去 3 个电子变成 Fe3，最外层电子排布为 3s23p63d5，A 正确；核外电子排布为 1s2的原子是 He，核外电子排布是 1s22s2的为铍(Be)，二者化学性质不相似，B 错；基态铜原子的价电子排布图-7-，C 错；基态碳原子是 2s 比 2p 轨道能量低，先填满 2s 再填 2p，即，D错。4B 由 R 元素的各级电离能数据可知，I2、I3之间相差较大，说明 R 原子最外层有 2 个电子，其最高化合价为2 价，A、C 错误；又因 R 元素为短周期主族元素，则 R 元素位于元素周期表的第A 族，R可能是 Be 元素或 Mg 元素，故其基态原子的电子排布式为 1s22s2或Ne3s2，B 正确、D 错误。5C F 无正化合价，A 错；原子半径：PCN，B 错；B、Al、Ga 为同主族元素，自上而下第一电离能逐渐减小，C 正确；F、N、O 同周期，电负性由左到右依次增大，D 错。6D 根据电负性和最低负化合价，推知 A 为 C、B 为 S、C 为 Cl、D 为 O、E 为 F。C、D、E 的氢化物为 HCl、H2O、HF，氢化物稳定性为：HFH2OHCl，A 错误；C 元素最外层电子排布为 2s22p2,2p2上的两个电子分占两个轨道，且自旋方向相同，B 错误；S 最外层有 6 个电子，Cl 原子最外层有 7 个电子，它们之间可形成化合物，如 S2Cl2，C 错误；Na 能与 H2O 发生置换反应生成 NaOH、H2，D 正确。7B 根据电子排布式可知，是 S、是 P、是 N、是 F。原子半径：，A 错；第一电离能为，B 正确；电负性：，C 错；F 无正价，、最高正化合价为5，的最高正化合价为6，D 错。8 A 根据元素 Y 在化合物中呈1 价及NZX10n 7PY42He 可知，X 为 B 元素、Y 为 Li 元素。H3BO3为弱酸，可用于中和溅在皮肤上的 NaOH 溶液，A 正确；Li 单质在空气中燃烧的产物是 Li2O，B 错误；B元素与 H 元素可形成多种共价化合物，如 B2H6、B4H10等，C 错误；同素异形体是指由同一种元素组成的不同形态的单质，故6Y 和7Y 不互为同素异形体，二者互为同位素，D 错误。9B 电子层上全部都是 s 电子的原子不一定属于同一周期，如 H 和 Li，故 A 错误；3p 能级上只有一个空轨道的原子是 Si 原子和 3p 能级上只有一个未成对电子的原子是 Al 或 Cl，对应元素一定属于第三周期，故 B 正确；最外层电子排布为 2s22p6的原子是 Ne、最外层电子排布为 2s22p6的离子是 F、Na等，故 C 错误；原子核外 M 层上的 s 能级和 p 能级都填满了电子，而 d 轨道上尚未有电子的原子可能是 Ar、K、Ca，不一定处于同一周期，故 D 错误。10A 第 9 列属于第族，没有非金属元素，A 正确；He 位于第 18 列，其最外层电子排布为 1s2，B 错误；第四周期第 9 列元素为钴元素，故 C 错误；ds 区元素包括元素周期表中的第B 族、第B 族，而第 10 列属于第族，D 错误。11C 金属钠和金属铜的最外层都是一个电子，二者不位于同一族，A 错；X 原子是 He，Y 原子是Be，二者不位于同一族，B 错；X 原子是 N，Y 原子是 P，都位于第A 族，C 正确；X 是 Mg，Y 是 Ca、Zn、Fe 等原子，D 错。12BD 根据各元素在周期表中的位置可知，X 为 F、W 为 P、Y 为 S、Z 为 Br、R 为 Ar。Br比 Ar多一个电子层，A 错；第一电离能 PS，B 正确；p 能级未成对电子最多的是 P，有 3 个，C 错；F 元素是电负性最大的元素，D 正确。13CD 电负性大的元素在化合物中显负价，故 X 显负价，Y 显正价，A 正确；第一电离能可能 Y大于 X，如 NO，也可能小于 X，B 正确；非金属性 XY，则 X 对应的最高价含氧酸的酸性强于 Y 对应的最高价含氧酸的酸性，气态氢化物的稳定性 HmY 小于 HnX，C、D 错误。-8-14D 根据电子排布式可知，为 Si、为 N、为 C、为 S，原子半径最大的为 Si，A 正确；根据价电子排布式可知，为 Al、为 Si、为 P、为 S，第一电离能最大的为 P，B 正确；同一主族元素，第一电离能从上到下逐渐减小；同一周期，第一电离能从左到右呈增大趋势，C 正确；根据电离能变化趋势，最外层应有 2 个电子，所以与 Cl2反应时应呈2 价，D 错。15C 原子核外电子排布式为 1s2的 X 原子为 He，原子核外电子排布为 1s22s2的 Y 原子为 Be，He是稀有气体，Be 为活泼的金属，二者化学性质差异较大，A 错误；原子核外 M 层上仅有两个电子的 X 为Mg 元素，原子核外 N 层上仅有两个电子的 Y 可能为 Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn 等元素，所以，其化学性质差异较大，B 错误；2p 轨道上有三个未成对电子的 X 原子为 N,3p 轨道上只有 3 个未成对电子的 Y 原子为 P，二者属于同一主族，化学性质相似，C 正确；最外层都只有一个电子的 X、Y 原子，可能是 H 和碱金属原子 Na，化学性质差异很大，D 错误。16(1)4s24p1 哑铃形(或纺锤形)5(2)1 大(3)V、Co(4)sp2 三角锥形(5)小于 NH3与 AsH3的结构相似，NH3之间能形成氢键，沸点更高(6)共价键 470751030NAa3 解析：(1)Ga 是 31 号元素，其基态原子价电子排布式为 4s24p1；核外电子占据的最高能级为 4p，其电子云形状为哑铃形；As 是 33 号元素，其基态原子核外电子排布式为Ar3d104s24p3，最高能层为 N 层，有5 个电子。(2)根据题中数据知，镓失去 1 个电子所需能量较小，失去 3 个电子后电离能突变，由此可推知镓的主要化合价为1 和3；基态 As 原子 4p 能级电子排布为半充满的较稳定状态，其第一电离能较大，故砷的第一电离能比镓的第一电离能大。(3)基态 As 原子核外未成对电子有 3 个，第四周期元素中未成对电子数目为 3 的还有 V 和 Co。(4)(CH3)3Ga 中 Ga 原子的价层电子对数是 3，根据价层电子对互斥理论推断Ga 原子的杂化类型为 sp2；AsH3分子中 As 原子的价层电子对数353124，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论推断其空间构型为三角锥形。(5)NH3与 AsH3的结构相似，但 NH3之间能形成氢键，沸点更高。(6)由 GaAs 为原子晶体知，Ga 和 As 原子之间以共价键键合，该晶胞中 Ga 原子个数是 4、As原子个数8186124，根据 mV，可得其密度为47075NAa10103gcm3470751030NAa3gcm3。17(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)TiF4为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高(3)OTiCa 离子键 12(4)Ti4 sp3 620a3NA1021(5)2Eu3Pb=2Eu2Pb2 2Eu2I2=2Eu32I 解析：(1)Ti 是 22 号元素，所以基态 Ti 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2。-9-(2)氟元素非金属性强，TiF4为离子化合物，熔点最高，TiCl4、TiBr4、TiI4为共价化合物，熔点较低，且 TiCl4、TiBr4、TiI4结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高。(3)元素的非金属性越强，电负性越大，所以 Ca、Ti、O 三种元素中，O 电负性最大，Ca 的金属性强于 Ti，则 Ti 的电负性强于 Ca；阴、阳离子间的作用力为离子键；距离 Ca2最近的为 O2，共有 12 个 O2与位于体心处的 Ca2距离相等且最近，故 Ca2的配位数为 12。(4)距离 Pb2最近的是处于面心的 I，Pb2的配位数为 6，图(a)中 Ti4的配位数也为 6，其与图(b)中 Pb2的空间位置相同；CH3NH3中，氮原子形成 4 个单键，其中有 1 个是配位键，N 原子采取 sp3杂化；根据均摊法，1 个晶胞中含有 I的个数为 61/23，CH3NH3的个数为 81/81，Pb2的个数为 1，化学式为PbCH3NH3I3，摩尔质量为 620gmol1，一个晶胞的质量为620NAg，体积为(a107)3cm3，则晶体密度为620a3NA1021gcm3。(5)根据图(c)可知，箭头是由反应物指向生成物，则该过程中 Pb 和 Eu3反应生成 Pb2和 Eu2，Eu2与 I2反应生成 Eu3和 I。18(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)sp3(3)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(4)Mn2的 3d 轨道电子排布为半满状态，比较稳定(5)2(6)Al 解析：(1)26 号为铁元素，核外有 26 个电子，其基态原子的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2；(2)d为 N 元素，a 为 H 元素，二者形成的 NH3中 N 的孤电子对数12(531)1，则其价电子对数134，故 NH3的中心原子 N 的杂化形式为 sp3；(3)h 为 Mg 元素，电子从能量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；(4)o 为 Mn 元素，p 为 Fe 元素，原子轨道处于半满、全满、全空时能量最低最稳定。Mn2的 3d 轨道电子排布为半满状态，比较稳定，故 Mn2再失去一个电子比气态 Fe2再失去一个电子难；(5)同周期自左而右电负性增大，则电负性最大的为 Cl，第三周期元素单质的熔点是：SiAlMgNaSPCl2Ar，故 2 为 Cl；(6)该主族元素第四电离能剧增，则其最外层有三个电子，为第三主族元素，为表中的 i 元素，即 Al。