2020高中化学课时跟踪训练4原子结构与元素周期表含解析 人教版选修3

2020高中化学课时跟踪训练4原子结构与元素周期表含解析 人教版选修3

课时跟踪训练(四)‎ ‎[基础巩固]‎ ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因 B．周期序号越大，该周期所含金属元素越多 C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号 D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个第Ⅷ族，1个0族 ‎[解析]　除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。‎ ‎[答案]　C ‎2．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是(　　)‎ A．基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素 B．原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素 C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区 D．基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋y ‎[解析]　基态原子的N层上只有一个电子的元素，是ⅠA族元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的价电子排布为(n－1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)、可能为第Ⅷ族(10≥x＋y＞7)、还可能为y(x＝10)，D错误。‎ ‎[答案]　C ‎3．最活泼的金属、最活泼的非金属、常温下呈液态的金属(价电子排布为5d106s2)分别位于下面元素周期表中的(　　)‎ A．s区、p区、ds区 B．s区、p区、d区 C．f区、p区、ds区 D．s区、f区、ds区 ‎[解析]‎ 8‎ ‎　如果考虑放射性元素，最活泼的金属是Fr，如果不考虑放射性元素，最活泼的金属是Cs、而Cs和Fr都属于第ⅠA族元素，位于s区；最活泼的非金属是F，F位于p区；常温下呈液态的金属为Hg，Hg属于过渡元素，其价电子排布为5d106s2，可知Hg属于第六周期第ⅡB族元素，位于ds区。‎ ‎[答案]　A ‎4．下列各组元素属于p区的是(　　)‎ A．原子序数为1、2、7的元素 B．O、S、P C．Fe、Ar、Cl D．Na、Li、Mg ‎[解析]　原子序数为1的元素属于s区、A说法错误；Fe为过渡元素，属于d区，C说法错误；Na、Li、Mg均属于s区，D说法错误；O、S、P为p区元素。‎ ‎[答案]　B ‎5．外围电子排布为5s25p1的元素，在周期表中的位置是(　　)‎ A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族 C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族 ‎[解析]　由外围电子排布知，该元素是主族元素，因为最高能层的序数＝周期数，外围电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族。‎ ‎[答案]　B ‎6．某元素原子的最外电子层排布是5s25p1，该元素或其化合物不可能具有的性质是(　　)‎ A．该元素单质是导体 B．该元素单质在一定条件下能与盐酸反应 C．该元素氧化物的水化物显碱性 D．该元素的最高化合价呈＋5价 ‎[解析]　由原子核外最外层电子排布可知该元素位于周期表中第五周期第ⅢA族，是较活泼的金属元素，它应具有金属的一般性质，其最高化合价为＋3价，故D是不可能的。‎ ‎[答案]　D ‎7．长式周期表共有18个纵列，从左到右排为1～18列，即碱金属为第1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14列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的 B．只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2‎ C．第四周期第8列元素是铁元素 8‎ D．第15列元素原子的价电子排布为ns2np5‎ ‎[解析]　A中，第14列是碳族元素，价电子排布为ns2np2，未成对电子数为2，不如第15列(氮族元素)未成对电子数多。B中，周期表中第12列(即第ⅡB族)最外层电子排布也为ns2。D中，第15列元素原子价电子排布为ns2np3。‎ ‎[答案]　C ‎8．(双选) 某同学在研究前18号元素时发现，可以将它们排成如右图所示的蜗牛形状，图中每个点代表一种元素，其中O点代表氢元素。下列说法中不正确的是(　　)‎ A．离O点越远的元素原子半径越大 B．虚线相连的元素处于同一族 C．B、C最高价氧化物的水化物可相互反应 D．A、B组成的化合物中不可能含有共价键 ‎[解析]　O点代表氢元素，按照原子序数由小到大由里往外延伸，由图可知，O、B连线的三元素为第ⅠA族，A为氧元素，B为钠元素，C为铝元素，根据元素的种类可知虚线相连的元素处于同一族，结合对应元素的性质解答该题。离O点越远的元素原子的核电荷数越大，若电子层相同，半径越小，故A错误；由原子序数可知，虚线相连的元素处于同一族，故B正确；B为钠元素，C为铝元素，最高价氧化物的水化物分别为NaOH和Al(OH)3，Al(OH)3具有两性，可与强碱反应，故C正确；钠与氧元素可以形成过氧化钠，过氧根离子中氧原子之间为共价键，故D错误。‎ ‎[答案]　AD ‎9．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推论正确的是(　　)‎ A．甲与乙处于同一周期 B．甲与乙处于同一主族 C．甲与乙都位于元素周期表的p区 D．甲与乙的原子序数之和为偶数 ‎[解析]　甲、乙的电子层排布可能为1s22s22p2或1s22s22p63s2，即为碳或镁元素，它们位于不同的周期，不同的主族，不同的区域。‎ ‎[答案]　D 8‎ ‎10．第三周期元素R，它的原子最外电子层上达到饱和所需电子数小于次外层和最内层电子数之差，但等于最内层电子数正整数倍。下列说法正确的是(　　)‎ A．常温下，能稳定存在的R的氧化物都能与烧碱溶液反应 B．R的最高价氧化物对应的水化物都是强酸 C．R的价电子层上未成对电子数不同 D．在常温下，R的气态氢化物都能在空气中稳定存在 ‎[解析]　依题意推导知：R可能是Si或S；然后逐项分析，应知：硅酸是弱酸、硫酸是强酸；Si和S的价电子层上未成对电子都是2个；SiH4不稳定。而SO2、SiO2都是酸性氧化物，都可以与碱反应，所以只有A项是正确的。‎ ‎[答案]　A ‎11．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是(　　)‎ A．最外层有1个电子的原子 B．最外层电子排布为ns2的原子 C．最外层有3个未成对电子的原子 D．次外层无未成对电子的原子 ‎[解析]　在元素周期表中，凡s区、d区、ds区的元素，它们的原子最外层电子数均不超过2个，只有p区原子的最外层电子数可为3～8个。过渡元素的最外层只有1个或2个电子，稀有气体最外层一般为8个电子，氦为2个电子(1s2)，则最外层有1个电子的原子不一定是主族元素，故A不正确；而最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子(ns2np3)，故C正确；最外层电子排布为ns2的原子除第ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B不正确；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及第ⅠB、ⅡB族元素，故D不正确。‎ ‎[答案]　C ‎12．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是(　　)‎ A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形 B．铋元素的相对原子质量是209.0‎ C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子 D．铋原子最外层有5个能量相同的电子 8‎ ‎[解析]　根据图中信息确定原子序数为83，为第六周期第ⅤA族元素，相对原子质量为209.0。因为根据电子排布的规律在6p能级上先占据不同原子轨道，所以铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子。最外层电子能量不同(s和p)且s轨道为球形，p轨道为哑铃形。‎ ‎[答案]　D ‎13．某元素的原子序数为29，试问：‎ ‎(1)此元素原子的电子总数是________个。‎ ‎(2)它有________个电子层，有________个能级。‎ ‎(3)它的外围电子排布式是________。‎ ‎(4)它属于第________周期第________族。‎ ‎(5)它有________个未成对电子。‎ ‎[解析]　解答该题需要掌握原子核外电子排布与元素周期表的关系和原子核外电子排布的规律。根据核外电子排布原理，该元素的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63s104s1，共有29个电子，故为Cu元素。从核外电子排布式中可以得出n＝4，有四个电子层，所以为第四周期元素，外围电子排布式为3d104s1，所以在第ⅠB族。外围电子的电子排布图为，所以有1个未成对电子。‎ ‎[答案]　(1)29　(2)4　7　(3)3d104s1　(4)四　ⅠB　(5)1‎ ‎14．X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是________；其轨道表示式为________；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是________；Y原子的核电荷数为33，其外围电子排布是________，其在元素周期表中的位置是________，是属于________区的元素。‎ ‎[解析]　X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则其电子排布式为1s22s22p2，是碳元素，其轨道表示式为。R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33，根据构造原理和核外电子排布规则可知，Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。‎ ‎[答案]　C(或碳)　 　Al或Cl　4s24p3　第四周期第ⅤA族　p 8‎ ‎15．某核素R具有微弱的放射性，其原子核内中子数比质子数多43，由它组成的固体单质A，在一定条件下密度为6.88 g·cm－3。用X射线研究其固体表明：在边长为1.00×10－7 cm的立方体中含有20个原子。R4＋具有强氧化性，可将NO氧化为HNO3。请回答：‎ ‎(1)R原子的摩尔质量为________。‎ ‎(2)R原子最外层电子排布式是__________________。‎ ‎(3)R元素位于周期表中第________周期________族。‎ ‎(4)将少量R4＋加到FeCl2溶液中会发生反应，其离子方程式为________________________________。‎ ‎[解析]　R原子的摩尔质量为 ×6.02×1023 mol－1＝207 g·mol－1。由R的相对分子质量为207，其原子中中子数比质子数多43，可计算得R的质子数为82，可推知为铅元素，位于第六周期ⅣA族。‎ ‎[答案]　(1)207 g·mol－1　(2)6s26p2　(3)六　ⅣA　(4)R4＋＋2Fe2＋===R2＋＋2Fe3＋‎ ‎16．具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区，是金属元素还是非金属元素？‎ ‎(1)ns2(n≠1)__________________________ _______；‎ ‎(2)ns2np4_____________________________________；‎ ‎(3)(n－1)d5ns2_________________________________；‎ ‎(4)(n－1)d8ns2_________________________________。‎ ‎[解析]　根据元素核外电子排布与元素分区的关系确定；ns2(n≠1)为第ⅡA族元素，位于s区，金属元素；ns2np4为第ⅥA族元素，位于p区，非金属元素(钋为金属元素)；(n－1)d5ns2为第ⅦB族元素，位于d区，金属元素；(n－1)d8ns2为第Ⅷ族元素，位于d区，金属元素。‎ ‎[答案]　(1)s区，金属元素　(2)p区，非金属元素(钋为金属元素)　(3)d区，金属元素　(4)d区，金属元素 ‎17. X、Y、Z是ⅠA→ⅦA族的三种非金属元素，它们在周期表中的位置如下图所示：‎ X Y Z 试回答：‎ ‎(1)X元素单质的化学式是________。‎ ‎(2)Y元素的原子结构示意图是________________，Y与Na所形成化合物的电子式为________________________。‎ 8‎ ‎(3)Z元素的名称是________，从元素原子得失电子的角度看，Z元素具有________性；若从Z元素在周期表中所处位置看，它具有这种性质的原因是________________________，其价电子排布式为________________________________。‎ ‎[解析]　在元素周期表中，非金属元素位于元素周期表中的右上方，3种元素均为非金属元素，必位于ⅤA、ⅥA、ⅦA族3个主族，则可认定X为氟元素，Y为硫元素，Z为砷元素。‎ ‎[答案]　(1)F2　(2)　Na＋[∶∶]2－Na＋‎ ‎(3)砷　两　Z位于元素周期表中金属与非金属交界线附近　4s24p3‎ ‎[能力提升]‎ ‎18．某元素的最外层电子数为2，价电子层的电子总数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是(　　)‎ A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2‎ B．该元素为V C．该元素为ⅡA族元素 D．该元素位于d区 ‎[解析]　该元素为同族元素中原子序数最小的，所以该元素为第二周期或第四周期元素。又因其价电子层的电子总数≠最外层电子数，可推出该元素并不是第二周期元素，应为第四周期元素。价电子层为3d34s2，故为23号元素V，属于d区元素。‎ ‎[答案]　C ‎19．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子层相似的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为5个区，如图所示。‎ ‎(1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素是________，其原子的外围电子的电子云形状为________。 ‎ ‎(2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素是________，其常见离子的电子排布式为________，其中较稳定的是________。 ‎ 8‎ ‎(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素是________，其原子的价电子层为________。 ‎ ‎(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素原子的外围电子排布图为________________________。 ‎ ‎(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在周期表中位于________区。 ‎ ‎[解析]　(1)s区为第ⅠA族、第ⅡA族元素，符合题目要求的元素为Be，其电子排布式为1s22s2，外围电子的电子云形状为球形；‎ ‎(2)d区包含第ⅢB族(镧系、锕系元素除外)～第ⅦB族、第Ⅷ族元素，族序数最大且原子序数最小的为Fe，常见离子为Fe2＋、Fe3＋，Fe2＋、Fe3＋电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5，由两离子的电子排布式可知Fe3＋的3d能级为半充满状态，其稳定性强于Fe2＋；‎ ‎(3)ds区元素中符合条件的为Zn，其元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，价电子层为3d104s2；‎ ‎(4)该题中符合题意的为N原子，N原子的外围电子排布图为 ；‎ ‎(5)铀和钚均为锕系元素，位于f区。‎ ‎[答案]　(1)Be　球形 ‎(2)Fe　Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6，‎ Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5　Fe3＋‎ ‎(3)Zn　3d104s2‎ ‎(4) ‎ ‎(5)f 8‎