高考化学人教大一轮全程复习构想检测 第十二章.docx
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高考化学人教大一轮全程复习构想检测第十二章
课时训练33 原子结构与性质
一、选择题（本题包括8小题，每小题4分，共32分，每小题只有一个选项符合题目要求）
1.
关于1s、2s、3s、4s原子轨道的说法，正确的是（ ）
A．电子只能在电子云轮廓图中运动
B．能级不同，但电子云轮廓图形状相同
C．轨道数目相同，电子云轮廓图形状、大小完全相同
D．能层不同，电子云轮廓图形状也不相同
解析：
A.电子在电子云轮廓图外出现的概率小，错误；B.都是s轨道，电子云轮廓图形状相同为球形，故B项正确，D项错误；C.大小不同，1s、2s、3s、4s逐渐变大，错误。
答案：
B
2.
下列现象与原子核外电子跃迁无关的是（ ）
A．激光B．焰火
C．核辐射D．霓虹灯光
解析：
电子跃迁本质上是组成物质的粒子（原子、离子或分子）中电子的一种能量变化。
核辐射是原子核从一种能量状态结构或转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出的微观离子流，核辐射与电子跃迁无关。
激光、霓虹灯广告、节日里燃放的焰火是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，因此正确的答案选C。
答案：
C
3．下列叙述正确的是（ ）
A．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子
B．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反
C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相同
D．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量
解析：
按照各能级能量的大小顺序，原子中电子排满4s轨道后应排布3d轨道，A项错误；根据洪特规则，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，B项错误；根据泡利原理，同一轨道上的2个电子自旋方向相反，C项错误。
答案：
D
4.
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：
①1s22s22p63s23p2；②1s22s22p3；③1s22s22p2；④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．具有下列价电子排布式的原子：
①3s23p1；②3s23p2；③3s23p3；④3s23p4，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb；②N、P、S；③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而增大的是③
D．某主族元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……它与氯气反应时，生成的阳离子是X3＋
解析：
A正确，①～④分别表示Si、N、C、S。
B正确，①～④分别表示Al、Si、P、S。
C正确，因为元素非金属性越强，电负性越大。
根据电离能数据可知，D中所述元素的最高价是＋2，属于第ⅡA族元素，D不正确。
答案：
D
5．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
解析：
①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N、P>S，又由于第一电离能N>P，所以A项正确。
原子半径N>F，故B项错误。
电负性应S>P，即①>②，故C项错误。
F无正化合价，N、S、P最高正化合价分别为＋5、＋6、＋5价，故应为①>③＝②，D项错误。
答案：
A
6．下列关于钠元素的几种表达式错误的是（ ）
A．Na＋的电子排布图：
B．Na＋的结构示意图：
C．Na的电子排布式：
1s22s22p63s1
D．Na的简化电子排布式：
[Na]3s1
解析：
Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。
即上一周期的稀有气体[元素符号]＋该原子的价电子排布。
答案：
D
7．下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据（用I1、I2表示，单位为kJ·mol－1）。
I1
I2
I3
I4
……
R
740
1500
7700
10500
……
下列关于元素R的判断中一定正确的是（ ）
A．R的最高正价为＋3价
B．R元素位于元素周期表中第ⅡA族
C．R元素的原子最外层共有4个电子
D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
解析：
由表中数据I3≫I2知其最高正价为＋2价，R元素位于ⅡA族，最外层有2个电子，R不一定是Be元素。
答案：
B
8．下列说法正确的是（ ）
A．元素的电负性越大，其吸引电子的能力越强
B．在周期表中，第一电离能和电负性的变化趋势完全相同
C．电负性最大的元素，其氢化物的水溶液为强酸
D．电负性的变化规律是由原子半径的变化引起的
解析：
B项中第一电离能和电负性的变化规律基本相同，但第ⅤA族和第ⅡA族元素的第一电离能大多高于相邻同周期元素的第一电离能；C项中，氢氟酸为弱酸；D项中，电负性的变化是核外电子排布的周期性变化引起的。
答案：
A
二、非选择题（本题共6小题，共68分）
9．（8分）
过渡元素Ti、Mn、Fe等可与C、H、O形成多种化合物。
（1）根据元素原子的外围电子排布的特征，可将元素周期表分成五个区域，其中Ti属于________区。
（2）Mn和Fe的部分电离能数据如下表：
元素
Mn
Fe
电离能
kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
Mn元素价电子排布式为________，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，其原因是______________。
（3）电镀厂排放的废水中常含有剧毒的CN－，可在TiO2的催化下，先用NaClO将CN－氧化成CNO－，再在酸性条件下将CNO－继续氧化成N2和CO2。
请回答：
①H、C、N、O四种元素的电负性由小到大的顺序为________。
②与CNO－互为等电子体的微粒的化学式为________（写出一种即可）。
解析：
（1）Ti的外围电子排布式为3d24s2，最后填充的电子的能级为3d，因此位于元素周期表中d区。
（2）Mn元素原子核外有25个电子，价电子排布式为3d54s2。
Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态。
（3）①根据周期表中电负性强的元素位于周期表右上方，则电负性：
H②CO2、N2O、SCN－与CNO－互为等电子体。
答案：
（1）d
（2）3d54s2 Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态（或Fe2＋转化为Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态） （3）①H10．（8分）有A、B、C、D四种元素，其原子序数依次增大，且质子数均小于18。
A元素原子的最外层只有1个电子，该元素的阳离子与N3－的核外电子排布相同；B元素原子核外各轨道上均无成单电子；C元素原子的价电子排布式为ns2np1；D的－1价阴离子的核外电子构型与Ar相同。
（1）写出A、C、D的元素符号：
A________，C______，D________。
（2）写出B元素原子的核外电子排布式：
________；D元素原子的电子排布图为________。
（3）A、B、C、D四种元素的第一电离能由小到大的顺序为________（填元素符号，下同），电负性由小到大的顺序为________。
解析：
A形成的阳离子A＋与N3－的核外电子排布相同，则A是Na；C的价电子排布式为ns2np1，是ⅢA族元素，只能是Al；四种元素的原子序数依次增大，B为第三周期元素，且原子核外各轨道上均无成单电子，应为Mg；D的－1价阴离子的核外电子构型与Ar相同，D为Cl。
答案：
（1）Na Al Cl
（2）1s22s22p63s2
（3）Na11．（15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＝578kJ·mol－1 I2＝1817kJ·mol－1
I3＝2745kJ·mol－1 I4＝11575kJ·mol－1
I5＝14830kJ·mol－1 I6＝18376kJ·mol－1
Q为前4周期中电负性最小的元素
元素R位于周期表的第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________；X、Y、Z中第一电离能最大的是________（填元素符号），原因是_____________。
（2）W在周期表中的位置是________，W和Q的最高价氧化物对应水化物__________（填“能”或“不能”）发生反应，如果能反应，其离子方程式是______________（不能则不填）。
（3）Z的氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是__________________________________________________________。
（4）R的基态原子核外电子排布式为________，R的氯化物的水溶液与Q单质发生反应的离子方程式为______________________。
解析：
本题通过元素推断考查物质的结构与性质，着重考查我们对构造原理、电离能和电负性的认知能力。
（1）根据构造原理可知电子的排布顺序是1s、2s、2p、3s等，s能级最多排布2个电子，则X为C（碳）；Y原子的2p轨道中有3个未成对电子，因此Y是N；族序数是周期数的3倍的元素一定是O；N原子2p轨道电子半充满，第一电离能最大。
（2）W的I3和I4相差较大，表明W最外层有3个电子，前4周期中电负性最小的元素是K，即Q为K，结合原子序数依次增大可知，W是Al。
氢氧化铝具有两性，能与氢氧化钾发生反应。
（3）由于H2O分子中存在氢键，分子间的作用力大，因此H2O的沸点在同族元素所形成的氢化物中最高。
（4）位于周期表第11列的元素是Cu，Cu原子中3d能级电子全充满时，体系能量较低，CuCl2溶液与K反应时，K先与H2O反应，产物氢氧化钾再与氯化铜反应。
答案：
（1）1s22s22p3 N 同周期元素的第一电离能呈增大的趋势，但N的2p能级半充满，因此其第一电离能比O的大
（2）第三周期ⅢA族 能 Al（OH）3＋OH－===AlO
＋2H2O
（3）水分子间存在氢键，分子间的作用力大
（4）1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}
2K＋Cu2＋＋2H2O===2K＋＋Cu（OH）2↓＋H2↑
12．（12分）
A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中五种常见的元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
A
原子核外L层电子数是K层的2倍
B
其一种单质可构成地球生物的“保护伞”
C
原子的第一电离能在第三周期中最小
D
基态原子最外层电子排布式为（n＋1）sn（n＋1）p（n＋2）
E
可形成多种氧化物，其中一种为具有磁性的黑色晶体
请回答下列问题：
（1）C在元素周期表中位于第________周期、第________族；E的基态原子核外电子排布式是________________________________。
（2）B、C、D的简单离子半径由大到小的顺序为（用化学符号表示，下同）______________________________，B、D的简单气态氢化物中稳定性较大的是________。
（3）B、C的单质按物质的量之比为12形成的化合物中化学键的类型为__________；该化合物属于________晶体。
解析：
（1）同一周期从左到右，第一电离能逐渐增大，则C为钠元素，根据题给信息可推知E为铁元素。
（2）臭氧层是地球生物的“保护伞”，则B为氧元素；根据D的基态原子最外层电子排布式可知n＝2，则D为硫元素。
（3）B、C的单质按物质的量之比为12形成的化合物为Na2O2，既含共价键，又含离子键，为离子晶体。
答案：
（1）三 ⅠA 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
（2）S2－>O2－>Na＋ H2O
（3）共价键、离子键 离子
13．（12分）已知X、Y、Z都是短周期的元素，它们的原子序数依次递增，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，而Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，Y和Z可以形成两种以上的气态化合物。
则：
（1）X是________，Y是________，Z是________（填元素名称）。
（2）由X、Y、Z中的两种元素组成，且与X2Z分子具有相同电子数的两种离子是______________和__________。
（3）三种元素的原子中第一电离能最大的是_____，原因是______。
（4）三种元素中电负性最大的是________。
解析：
（1）短周期元素，原子的电子层数与其核外电子总数相同的只有H元素；由Z原子的最外层电子数是次外层的3倍，可知Z为O元素；Y和Z可以形成两种以上气态化合物，则Y为N元素。
（2）X2Z为H2O，其分子中有10个电子，由X、Y、Z中的两种元素组成的10电子离子为NH
、OH－和H3O＋。
（3）N、O两元素位于同周期，氮原子2p能级的电子排布为半充满稳定状态，失电子较难，故I1（N）>I1（O）。
（4）同周期元素从左到右电负性依次增大。
故电负性最大的是O元素。
答案：
（1）氢 氮 氧
（2）NH
OH－（或H3O＋）
（3）N 氮原子的电子排布式为1s22s22p3,2p能级为半充满状态，较稳定，失电子较难
（4）O
14．（13分）
X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。
XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。
请回答下列问题：
（1）Y基态原子的电子排布式是________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。
（2）XY
离子的立体构型是________；R2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是________。
（3）Z与某元素形成的化合物的晶胞如图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
（4）将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是_________________。
解析：
本题考查元素周期表和元素周期律、物质结构与性质。
红棕色气体可能是NO2，X的氢化物是NH3，所以X是N，Y是O，Z基态原子M层是2个电子，Z是Mg，R原子核外电子排布式：
[Ar]3d104s1，R是Cu。
（1）同周期主族元素第一电离能随原子序数的递增呈逐渐增大的趋势，但也有反常的情况，第三周期主族元素第一电离能大小顺序：
Na（2）NO
中N原子的杂化数是（5＋1）/2＝3，杂化方式是sp2，呈V形；Cu2＋与水形成的配离子中Cu2＋提供空轨道，O原子提供孤对电子。
（3）由晶胞示意图可知4个阴离子在面上、2个阴离子在内部，所以平均每个晶胞所含阴离子数为4×
＋2＝4个，8个阳离子位于顶点、1个阳离子位于体心，所以平均每个晶胞所含阳离子数为8×
＋1＝2个，阴阳离子个数比为21。
（4）溶液变成深蓝色说明生成了[Cu（NH3）4]2＋，由得失电子守恒可知：
n（Cu）n（O2）＝21，再根据质量守恒和电荷守恒配平方程式。
答案：
（1）1s22s22p4 Cl
（2）V形 O （3）21 （4）2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu（NH3）4]2＋＋4OH－＋6H2O
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