2021高考化学一轮复习课时规范练31原子结构与元素性质含解析苏教版
课时规范练31 原子结构与元素性质
(时间:45分钟 满分:100分)
非选择题(共8小题,共100分)
1.(12分)现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G 7种元素,原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能 (填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)D元素原子的价电子排布式是 。
(3)C元素的电子排布图为 ;E3+的离子符号为 。
(4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)G元素可能的性质是 。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.其原子半径大于锗
D.其第一电离能小于硒
(6)活泼性:D (填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg) I1(Al),其原因是 。
答案:(1)> N
> 镁原子的3p轨道处于全空,比较稳定,而铝原子的3p轨道只有一个电子,不稳定
解析:A元素的价电子构型为nsnnpn+1,则A是N;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F,那么B是O;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的16,则D是Mg;E元素+3价离子的3d轨道为半充满状态,则E是Fe;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As。(1)由于N的最外层电子处于半充满状态,失去电子比O难,所以元素的第一电离能A>B;一般情况下同一周期的元素,原子序数越大,元素的电负性越大。所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NAl,I1(Mg)>I1(Al),因为Mg的3p轨道处于全空,比较稳定,而Al的3p轨道只有一个电子,不稳定,故活泼性Mg>Al,而第一电离能则是I1(Mg)>I1(Al)。
2.(12分)T、W、X、Y、Z是元素周期表前4周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如表格所示。
元素
相关信息
T
T元素可形成自然界中硬度最大的单质
W
W与T同周期,核外有一个未成对电子
X
X原子的第一电离能至第四电离能分别是:I1=578 kJ·mol-1,I2=1 817 kJ·mol-1,I3=2 745 kJ·mol-1,I4=11 575 kJ·mol-1
Y
常温、常压下,Y单质是固体,其氧化物是形成酸雨的主要物质
Z
Z的一种同位素的质量数为63、中子数为34
(1)TY2是一种常用的溶剂,是 (填“极性分子”或“非极性分子”),分子中存在 个σ键。W的最简单氢化物容易液化,理由是 。
(2)在25 ℃、101 kPa下,已知13.5 g的X固体单质在O2气体中完全燃烧后恢复至原状态,放热419 kJ,该反应的热化学方程式为 。
(3)基态Y原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。Y、氧、W元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号作答)。
(4)ZYO4的溶液常作电镀液,其中YO42-的空间构型是 ,其中Y原子的杂化轨道类型是 。
答案:(1)非极性分子 2 分子间形成氢键
(2)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH=-3 352 kJ·mol-1
(3)M 9 6 F>O>S
(4)正四面体结构 sp3
解析:T能形成自然界硬度最大的单质(即金刚石),则T是碳元素;原子序数依次增大,W与碳元素同周期,核外有一个未成对电子,即W是氟元素;X的第四电离能发生突变,即最外层有三个电子,故X是铝元素;Y的氧化物是形成酸雨的主要物质,即Y是硫元素;Z的质子数=63-34=29,Z是铜元素。
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(1)TY2形成的化合物为CS2,空间构型为直线形,因此属于非极性分子,其结构式为SCS,两个成键原子之间只能形成1个σ键,因此CS2分子中有2个σ键;W的氢化物为HF,因为分子间形成氢键,所以容易液化。
(2)4molAl燃烧放出的热量为419kJ13.5g27g·mol-1×4mol=3352kJ,即热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s) ΔH=-3352kJ·mol-1。
(3)硫元素为第3周期第ⅥA族元素,能层分别为K、L、M,离核越远能层的能量越高,最高能层为M,该能层具有的原子轨道数为9,电子数为6;同一周期元素从左向右第一电离能呈增大的趋势,同主族元素从上到下,第一电离能逐渐减小,即第一电离能由大到小的顺序是F>O>S。
(4)SO42-中含有4个σ键,孤电子对数=12×(6+2-4×2)=0,因此价层电子对数为4,属于正四面体结构,杂化轨道数=价层电子对数=4,即硫原子的杂化类型为sp3。
3.(12分)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第4周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
元素
性质或结构信息
A
核外电子数和电子层数相等
B
原子的核外p电子数比s电子数少1
C
原子的第一至第四电离能如下:
I1=738 kJ·mol-1;I2=1 451 kJ·mol-1;
I3=7 733 kJ·mol-1;I4=10 540 kJ·mol-1
D
原子核外所有p轨道全满或半满
E
主族序数与周期数的差为4
F
前4周期中电负性最小
G
位于元素周期表的第七列
(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式: 。
(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个方向,原子轨道呈 形。
(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违背了 。
(4)G位于第 族,属于 区元素,该元素的核外电子排布式为 。
(5)DE3中心原子的杂化方式为 ,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为 。
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答案:(1)[H··N··H··H··H]+[··H]-
(2)3 纺锤
(3)泡利不相容原理
(4)ⅦB d 1s22s22p63s23p63d54s2
(5)sp3 三角锥形
解析:由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子,p电子云有三个方向,原子轨道呈纺锤形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同,违背了泡利不相容原理。(5)PCl3的中心原子P的价层电子对数为4,故为sp3杂化;因外层有一对孤电子对,故空间构型为三角锥形。
4.(12分)下图为元素周期表中部分元素的某种性质(X值)随原子序数变化的关系。
(1)短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素是 (写元素符号)。
(2)同主族内不同元素的X值变化的特点是 ,同周期内,随着原子序数的增大,X值变化的总趋势是 。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的 变化规律。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表的 。
A.左下角
B.右上角
C.分界线附近
(4)下列关于元素该性质的说法中正确的是 (选填代号)。
A.X值可反映元素最高正化合价的变化规律
B.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力
C.X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱
答案:(1)O、Mg
(2)同一主族,从上到下,X值逐渐减小 逐渐增大 周期性
(3)A
(4)BC
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解析:(1)由于p轨道最多容纳6个电子,s轨道最多容纳2个电子,因此短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素其电子排布可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即分别为O和Mg。
(2)根据图示,同主族元素从上到下,X值逐渐减小,同周期元素从左到右,X值逐渐增大。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。
(4)X值能够反映原子在分子中吸引电子的能力,能够衡量元素金属性和非金属性的强弱。
5.(12分)已知A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大。A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外层s能级和p能级上的电子数相等,C+与B2-具有相同的电子层结构,D原子的最外层电子数等于其电子层数,且A、B、C、D、E五种元素的原子序数之和是F元素原子序数的2倍。请回答下列问题:
(1)元素E基态原子的电子排布式为 。
(2)B、C、D三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。
(3)F元素在元素周期表中的位置为 。
(4)B、E两种元素形成的晶体类型为 。
(5)电负性:A (填“>”或“<”, 下同)B,氢化物的稳定性:B E,第一电离能:C D,最高价氧化物对应水化物的碱性:C D。
答案:(1)1s22s22p63s23p2
(2)O2->Na+>Al3+
(3)第4周期第Ⅷ族
(4)原子晶体
(5)< > < >
解析:A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外层s能级和p能级上的电子数相等,则A为C(碳),E为Si,C+与B2-具有相同的电子层结构,则B为O,C为Na,D原子的最外层电子数等于其电子层数,则D为Al,A、B、C、D、E五种元素的原子序数之和是F元素原子序数的2倍,则F为26号元素铁。
(1)E为Si,硅元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。
(2)B、C、D三种元素分别是O、Na、Al,形成的简单离子具有相同的电子层结构,质子数越大,半径越小,三种离子的半径由大到小的顺序是O2->Na+>Al3+。
(3)F元素是铁,在元素周期表中的位置是第4周期第Ⅷ族。
(4)B、E两种元素形成的物质是SiO2,晶体类型为原子晶体。
(5)同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:CSi,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,非金属性逐渐增强,
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最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱,则第一电离能:NaAl(OH)3。
6.(12分)四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。
元素
性质或结构信息
A
室温下单质呈粉末状固体,加热易熔化,单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
B
单质在常温、常压下是气体,能溶于水,原子的M层上只有1个未成对的p电子
C
单质质软、银白色固体、导电性强,单质在空气中燃烧发出黄色火焰
D
原子最外电子层上s电子数等于p电子数,单质为空间网状晶体,具有很高的熔、沸点
(1)B元素在周期表中的位置是 ,写出A原子的电子排布式: 。
(2)写出C单质与水反应的化学方程式: 。
A与C形成的化合物溶于水后,溶液的pH (填“大于”“等于”或“小于”)7。
(3)A、B两元素非金属性较强的是 (写元素符号)。写出能证明这一结论的一个实验事实: 。
(4)元素B和D形成的化合物中中心原子的杂化方式是 。
答案:(1)第3周期第ⅦA族 1s22s22p63s23p4
(2)2Na+2H2O2NaOH+H2↑ 大于
(3)Cl 高氯酸的酸性比硫酸的酸性强(或氯化氢稳定性比硫化氢稳定性强等,合理即可)
(4)sp3
解析:从“明亮的蓝紫色火焰”,再结合其他信息可知A元素是硫元素;B元素从“气体”可知是非金属元素,从M层上只有“1个未成对的p电子”知是氯元素,与气体“能溶于水”相符合。从“黄色火焰”可知C元素是钠元素,再由前面的信息进行验证。D元素原子最外层上s电子数等于p电子数,结合空间网状结构和“很高的熔、沸点”知应该是硅元素或碳元素。比较元素非金属性的强弱可从它们之间的相互置换、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性强弱等方面去判断。
7.(14分)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填空。
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(1)A原子的核外电子排布式为 。
(2)B元素在周期表中的位置为 ;离子半径:B (填“大于”或“小于”)A。
(3)C原子的轨道表示式是 ,其原子核外有 个未成对电子,能量最高的电子为 轨道上的电子,其轨道呈 形。
(4)D原子的电子排布式为 ,D-的结构示意图是 。
答案:(1)1s22s22p63s1
(2)第3周期第ⅢA族 小于
(3) 3 p 纺锤
(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
解析:根据题中信息可推出A为Na,B为Al,C为N,D为Cl。
(1)A为Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1。
(2)B为Al,其在元素周期表中的位置为第3周期第ⅢA族,Na+与Al3+核外电子排布相同,核电荷数:Al3+>Na+,故r(Al3+)
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