届高考化学精选考点突破原子结构与性质解析版.docx
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届高考化学精选考点突破原子结构与性质解析版
原子结构与性质
1.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是()
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
【答案】C
【解析】A.能量越高的电子通常离核越远,故最易失去的电子能量最高,A正确;B.电离能最小的电子只需要较少的能量即可脱离原子核的吸引,故其能量最高,B正确;C.p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量,同一能层的p轨道电子能量高于s轨道电子能量,C不正确;D.根据能量最低原理可知,在离核最近区域内运动的电子能量最低,D正确。
综上所述,关于核外电子能量的叙述错误的是C。
2.下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是
A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【答案】BD
【解析】碳和锗同主族,碳在第二周期,而锗在第四周期,锗是金属元素,故其第一电离能低于碳,A错;四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同,B对;金属的氧化物不是气体,C错;锗和碳都易于形成四个键,能形成原子晶体结构的单质,D对。
3.金属铝质轻且有良好的防腐蚀性,在国防工业中有非常重要的作用。
完成下列填空:
(1)铝原子核外电子云有______种不同的伸展方向,有_____种不同运动状态的电子。
(2)镓(Ga)与铝同族。
写出镓的氯化物和氨水反应的化学方程式_____。
【答案】
(1)413
(2)GaCl3+3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓
【解析】
(1)铝原子核外电子云有s、p,分别有1种、3种,共有4中不同的伸展方向,其核外有13个电子,则有13种不同运动状态;
(2)类似氯化铝与氨水反应,则镓的氯化物和氨水反应的化学方程式为GaCl3+3NH3+3H2O=3NH4Cl+Ga(OH)3↓;
4.下列叙述正确的有_______。
A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高正价为+7
B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能
C.高氯酸的酸性与氧化性均大于次氯酸的酸性和氧化性
D.邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点
【答案】AD
【解析】A、某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,此元素是Br,位于VIIA族,最高正价为+7价,正确;B、金属钠比镁活泼,容易失去电子,因此钠的第一电离能小于Mg的第一电离能,Na最外层只有一个电子,再失去一个电子,出现能层的变化,需要的能量增大,Mg最外层有2个电子,因此Na的第二电离能大于Mg的第二电离能,错误;C、HClO4可以写成(HO)ClO3,HClO写成(HO)Cl,高氯酸的中非羟基氧多于次氯酸,因此高氯酸的酸性强于次氯酸,但高氯酸的氧化性弱于次氯酸,错误;D、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,降低物质熔点,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,增大物质熔点,因此邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点,正确;
5.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。
请回答下列问题:
(1)X元素原子基态时的电子排布式为__________,该元素的符号是__________;
(2)Y元素原子的价层电子的轨道表示式为________,该元素的名称是__________;
【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3As
(2)
氧
【解析】X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子,X为As元素;Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子,Y为O元素;X、Y、Z的原子序数之和等于42,则Z的原子序数为42-33-8=1,Z可以形成负一价离子,Z为H元素;
(1)X为As,As原子基态时核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,该元素的符号是As。
(2)Y为O,基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p2,其价层电子的轨道表示式为
,该元素名称为氧。
6.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为:
nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23,中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第周期第族,其基态原子最外层有个电子。
(2)X的电负性比Y的(填“大”或“小”);X和Y的气态氢化物中,较稳定的是(写化学式)
【答案】⑴4Ⅷ2⑵小H2O
【解析】由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O(n=2)、Na(根据质量数=质子数+中子数推得)、Fe(根据氢氧化物由白色变为灰绿色最后为红褐色)四种元素。
⑴Fe位于周期表第4周期第Ⅷ族元素,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子。
⑵根据同一周期电负性自左向右逐渐增大,非金属性逐渐增强知X(C)的电负小比Y(O)的小,X的气态氢化物CH4没有Y的氢化物H2O稳定,而H2O比H2O2稳定。
7.X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。
请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为__________、_________;
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是_________和_________,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是_________(写分子式),理由是_________;
(3)Q的元素符号是_________,它属于第_________周期,它的核外电子排布式为_________,在形成化合物时它的最高化合价为_________;
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键_________。
【答案】
(1)SC
(2)V形直线形SO2因为CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中的溶解度较大(3)Cr四1s22s22p63s23p63d54s1+6
【解析】X原子核外的M层中只有两对成对电子,核外电子排布应为1s22s22p63s23p4,为S元素,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,应为C元素,Z是地壳内含量最高的元素,为O元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,原子序数为24,为Cr元素,E在元素周期表的各元素中电负性最大,应为F元素,结合元素对应单质、化合物的结构和性质解答该题。
(1)由以上分析可知,X为S,Y为 C,故答案为S;C;
(2)SO2中,S和O形成2个
键,有1个孤电子对,为V形,CO2中,C和O形成2个
键,没有孤电子对,为直线形,SO2是极性分子,H2O也是极性分子,相似相溶,而CO2是非极性分子,故SO2在水中溶解度更大,
故答案为V形;直线形;SO2 ;因为CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中的溶解度较大;
(3)Q为Cr,原子序数为24,位于周期表第四周期ⅥB族,价电子层电子排布式为3d54s1,最高化合价为+6价,
故答案为Cr;四;3d54s1;+6;
8.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_____。
【答案】
(1)1s22s22p4;Cl
【解析】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,该气体是NO2,则X是氮元素,Y是氧元素;X与氢元素可形成XH3,该气体是氨气;Z基态原子的M层与K层电子数相等,则该元素的原子序数是2+8+2=12,即为镁元素;R2+离子的3d轨道中有9个电子,因此R的原子序数是18+9+2=29,即为铜元素。
(1)氧元素的原子序数是8,则根据核外电子排布规律可知,氧元素基态原子的电子排布式是1s22s22p4;同周期自左向右元素的第一电离能逐渐增大,镁是第三周期,则所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。
9.四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期,已知它们的核电荷数
依次增加,且核电荷数之和为51;Y原子的L层p轨道中有2个电子;Z与Y原子的价层电子数相同;W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4:
1,其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5:
1。
(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是_____、_______;杂化轨道分别是________、_________;a分子的立体结构是____________。
(4)Y与Z比较,电负性较大的____________,其+2价离子的核外电子排布式是_________。
【答案】
(1)CH4SiH4sp3sp3正四面体(4)C1s22s2
【解析】由“Y原子的L层p轨道中有2个电子”可知Y原子的电子排布式是1s22s22p2,为碳元素;由“Z与Y原子的价层电子数相同”可知Z与碳元素同主族,又因Z位于元素周期表的前四周期且核电荷数大于Y,所以Z可能为硅元素(14号)或锗元素(32号),若Z为锗元素,则四种元素的核电荷数之和大于51(因W的核电荷数比Z的还要大),即Z只能为硅元素;由“W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4︰1”可知W的最外层电子数为2,由“d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5︰1”可知d轨道中的电子数为10,所以W原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s2,即W为锌元素;又因四种元素的核电荷数之和为51,所以X元素的核电荷数为1,是氢元素。
(1)C和Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物a、b,它们的分子式分别是CH4、SiH4;杂化轨道分别是sp3、sp3;两种分子的立体结构都是正四面体。
(4)C与Si是同一主族的元素,非金属性越强的电负性越大,电负性较大的是C,其+2价离子的核外电子排布式是1s22s2。
10.(2020·天津高考真题)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。
用表中信息判断下列说法正确的是
元素
X
Y
Z
W
最高价氧化物的水化物
H3ZO4
溶液对应的pH(25℃)
1.00
13.00
1.57
0.70
A.元素电负性:
ZWC.元素第一电离能:
ZX【答案】A
【解析】四种短周期元素,均可以形成最高价氧化物对应的水化物。
有H3ZO4可知,该酸为弱酸,则Z为P元素;0.1mol∙L−1W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70,说明该物质为多元强酸,为硫酸,则W为S元素;0.1mol∙L−1Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00,说明该物质为一元强碱,为氢氧化钠,则Y为Na元素;0.1mol∙L−1X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00,说明该物质为一元强酸,为硝酸,则Y为N元素,据此回答。
A.同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大,因S的原子序数大于P,则S的电负性大于P,正确;B.电子层数越多离子半径越大,Na+有两个电子层而S2−有三个电子层,因此S2−的离子半径较大,错误;C.同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大,但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态,原子结构较为稳定,故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大,故P的第一电离能大于S,错误;D.相对分子质量越大,物质的熔沸点越高,但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键,因此NH3的沸点高于PH3的沸点,错误;综上所述,答案为A。
11.(2020·山东高考真题)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2,Y、W最外层电子数相同。
下列说法正确的是
A.第一电离能:
W>X>Y>ZB.简单离子的还原性:
Y>X>W
C.简单离子的半径:
W>X>Y>ZD.氢化物水溶液的酸性:
Y>W
【答案】C
【解析】四种短周期主族元素,基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,设若X为第二周期元素原子,则X可能为Be或O,若X为第三周期元素原子,则均不满足题意,Z与X能形成Z2X2的淡黄色化合物,该淡黄色固体为Na2O2,则X为O元素,Z为Na元素;Y与W的最外层电子数相同,则Y为F元素,W为Cl元素,据此分析。
A.同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大,同一主族从上到下第一电离能逐渐减小,故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F>O>Cl>Na,A错误;B.单质的氧化性越强,简单离子的还原性越弱,O、F、Cl三种元素中F2的氧化性最强O2的氧化性最弱,故简单离子的还原性O2->Cl->F-,B错误;C.电子层数越多简单离子半径越大,相同结构的离子,原子序数越大半径越小,故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+,C正确;D.F元素的非金属性强于Cl元素,则形成氢化物后F原子束缚H原子的能力强于Cl原子,在水溶液中HF不容易发生电离,故HCl的酸性强于HF,D错误;故选C。
12.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。
下列有关这些元素性质的说法一定正确的是
A.X元素的氢化物的水溶液显碱性
B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
【答案】C
【解析】X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质,则X是N或O。
Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等,Y是C或Si。
Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同,Z是Mg。
W元素原子的M层有1个未成对的p电子,W是Al或Cl。
则A、X元素的氢化物的水溶液显碱性(NH3)或中性(H2O),A不正确;B、若W是氯元素,则氯离子半径大于镁离子半径;B不正确;C、镁既能和氮气反应生成氮化镁,也能和氧气反应生成氧化镁,C正确;D、若Y是碳元素,则CO2形成的是分子晶体,熔沸点低,D不正确;答案选C。
13.下列说法中错误的是:
A.SO2、SO3都是极性分子
B.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C.元素电负性越大的原子,吸引电子的能力越强
D.原子晶体中原子以共价键结合,具有键能大、熔点高、硬度大的特性
【答案】A
【解析】A.三氧化硫分子是非极性分子,它是由一个硫原子和三个氧原子通过极性共价键结合而成,分子形状呈平面三角形,硫原子居中,键角120°,错误;B.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键,前者是氮原子提供配对电子对给氢原子,后者是铜原子提供空轨道,正确;C.元素的原子在化合物中把电子吸引向自己的本领叫做元素的电负性,所以电负性越大的原子,吸引电子的能力越强,正确;D.原子晶体中原子以共价键结合,一般原子晶体结构的物质键能都比较大、熔沸点比较高、硬度比较大,正确。
答案选A。
14.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是
A.:
HeB.
C.1s2D.
【答案】D
【解析】A.只能表示最外层电子数;B.只表示核外的电子分层排布情况;C.具体到亚层的电子数;D.包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向;描述最详尽,答案选D。
15.中学化学中很多“规律”都有其使用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出
通入NaClO溶液中能生成HClO
【答案】D
【解析】A.同周期元素,第一电离能的变化趋势为:
从左到右呈增大趋势,但是镁的价电子排布是3s2,3s轨道全满较稳定,则铝的第一电离能比镁小,错误;B.卤族元素中的F元素非金属性很强,没有正价,错误;C.溶液呈酸性是指溶液中c(H+)>c(OH-),而pH实际反映的是c(H+),水的离子积常数受温度影响,pH=6.8不能说明溶液一定显酸性,如100℃时pH=6.8的溶液呈碱性,错误;D.根据强酸制弱酸原理,强酸可以与弱酸的盐溶液反应制取弱酸,酸性:
H2CO3>HClO,所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO,正确;答案选D。
16.元素周期表中铋元素的数据如图,下列说法正确的是( )
A.Bi元素的质量数是209
B.Bi元素的相对原子质量是209.0
C.Bi原子6p亚层有一个未成对电子
D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子
【答案】B
【解析】A.Bi元素没有同位素,核素才有同位素,A不正确;B.根据图示,Bi元素的相对原子质量是209.0,B正确;C.Bi原子6p亚层有三个未成对电子,C不正确;D.s能级和p能级的能量是不相同的,所以Bi原子最外层的5个电子能量不相同,D不正确;故选B。
17.下列关于含氮微粒的表述正确的是()
A.N2的电子式为
B.N3-的最外层电子数为6
C.N3-的质子数是20D.氮原子未成对电子的电子云形状相同
【答案】D
【解析】A.N2分子中N原子之间形成三对共用电子对,每个氮原子还剩一对孤对电子,其电子式为:
,错误;B.N原子得到3个电子形成N3-,其最外层电子数为8,错误;C.质子数=原子序数=核电荷数,N3-的质子数为7,错误;D.N原子中未成对电子处于2p轨道,p轨道的电子云形状都为哑铃形,正确;答案选D。
18.在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。
下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是:
A.Li,FB.Na,FC.Na,ClD.Mg,O
【答案】B
【解析】比较两原子电负性的差,其中Na与F的电负性差最大,故合理选项为B。