2020届高考化学一轮复习原子结构与性质作业(4)
第36讲 原子结构与性质
1. (1) (2018·青岛一模)
①在现代化学中,常利用 上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析。
②写出 Cu2+的外围电子排布式: ;比较铁与锰的第三电离能(I3):铁 (填“>”“=”或“<”)锰,原因是 。
(2) (2018·广东肇庆一检)基态碳原子价电子的轨道表达式为 ,第一电离能:Ga (填“>”“<”或“=”)As。
(3) (2018·广东茂名五校联盟联考)
①钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为 (填字母)nm。
A. 435 B. 500 C. 580 D. 605 E. 700
②元素S和Ca中,第一电离能较大的是 (填元素符号),其基态原子核外电子排布式为 。
(4) (2018·安徽宿州一检)基态钛原子中有 个状态不同的电子,最高能层电子的电子云轮廓图形状为 ,写出其价电子的轨道表达式: 。
(5) (2018·河南周口期末调研)镓(Ga)价电子排布式为 ;镓(Ga)与铟(In)同主族,第一电离能较小的为
(用元素符号表示)。
(6) (2018·河南名校压轴)
①科学家可以通过 法发现太阳存在有大量的铁元素,写出基态Fe原子的价电子排布图: 。从结构上分析Fe3+比Fe2+稳定的原因: 。
②SCN-常用来检测Fe3+的存在,SCN- 三种元素电负性由大到小的顺序为 。
2. (1) (2018·广东潮州二模)基态Ti原子的核外电子排布式为[Ar] ,其中s轨道上总共有 个电子。
(2) (2018·广东六校联盟二模)基态 Ni 原子中,电子填充的能量最高的能级符号为 ,价层电子的轨道表达式为 。
(3) (2018·广东佛山二模)基态Co原子价电子轨道表达式为 ,第四电离能I4(Co)
IZn的原因是 。
(6) (2017·山东潍坊二模)C、O、N、Cl四种元素中基态原子未成对电子数最多的是 ;C、O、Cl原子得到电子时放出热量,而N原子得到电子却吸收热量的原因是 。
(7) (2018·深圳第一次调研)K元素处于元素周期表的 区,其基态原子中,核外电子占据的电子云轮廓图为球形的能级有 个。
3. (1) a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,相关信息如下表所示。
a
原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同
b
基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1
c
在周期表所列元素中电负性最大
d
位于周期表中第4纵行
e
基态原子M层全充满,N层只有一个电子
①按顺序写出a、b、c、d、e的元素符号: 、 、 、 、 。
②d属于 区的元素,其基态原子的价电子排布图为 。
③b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(2) ①铬的基态原子电子排布式为 ,则价电子排布式为 。
②镁元素与其同周期相邻两种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示),试解释原因: 。
③依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照下图中B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
4. (1) (2015·福建卷)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为 。
(2) (2018·安徽联盟联考)O2、O3、N2、N4是氧和氮元素的几种单质。
①O原子中价电子占据的轨道数目为 。
②第一电离能I1:N (填“>”或“<”)O,O的第二电离能大于N的原因是 。
(3) (2018·安徽马鞍山模拟)
①基态Fe2+的核外电子排布式为[Ar] ,有 个未成对电子。
②已知Al 的第一电离能为578 kJ·mol-1、第二电离能为1 817 kJ·mol-1、第三电离能为2 745 kJ·mol-1、第四电离能为11 575 kJ·mol-1。请解释其第二电离能增幅较大的原因: 。
(4) (2018·河南新乡一模)锌基态原子核外电子排布式为 。元素锗与砷中,第一电离能较大的是 (填元素符号,下同),基态原子核外未成对电子数较少的是 。
(5) (2018·河南许昌一模)基态As原子的电子排布式为 。N、P、As第一电离能的大小顺序为 。
5. (1) (2018·郑州模拟)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。
①基态Cu原子的价电子排布式为 。
②从原子结构角度分析,第一电离能:I1(Fe) (填“>”“<”或“=”)I1(Cu)。
(2) (2018·河南安阳第一中学)基态B原子的电子排布式为 ;B和N相比,电负性较大的是 ,BN中B元素的化合价为 。
(3) (2018·河南濮阳二模)
①铜或铜盐的焰色反应为绿色,下列有关原理分析的叙述正确的是 (填字母)。
a. 电子从基态跃迁到较高的激发态
b. 电子从较高的激发态跃迁到基态
c. 焰色反应的光谱属于吸收光谱
d. 焰色反应的光谱属于发射光谱
②基态Cu原子中,核外电子占据的最高能层符号是 ,其核外电子排布式中未成对电子数为 个。
(4) (2018·河南4月模拟)B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(5) (2018·河南豫南九校联考)
①基态As原子的核外电子排布式为 。
②N的第一电离能比O大,原因是 。
6. (1) Fe3+基态的电子排布式可表示为 。
(2) C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为 (填化学式)。
(3) C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(4) 钒原子的价电子排布式为 ,所以在元素周期表中它应位于 B族。
(5) 组成青蒿素(C15H22O5)的三种元素电负性由大到小的排序是 ,在基态O原子中,核外存在
对自旋相反的电子。
7. 根据信息进行推断并回答相关问题:
(1) X、Y、Z为短周期中除氢以外原子序数依次增大的元素,X基态原子未成对电子数在所处周期中最多;Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和;Z的单质常温下为淡黄色固体,ZY3分子呈平面正三角形。X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(2) Y、Z、W为三种短周期主族元素,原子序数依次增大,其中Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍。Y、Z、W的电负性由小到大的顺序为 (填元素符号)。
(3) 原子序数小于36的非金属元素X、Y、Z,原子序数依次增大。X价电子排布式为nsnnpn,元素Z基态原子s电子总数与p电子总数相等。X、Y、Z三种原子第一电离能由大到小的顺序为 (用具体元素符号表示)。
(4) 短周期元素T、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中元素T、X基态原子均有2个未成对电子,元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等,元素Z的价电子数等于能层数。元素X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
8. 根据信息进行推断并回答相关问题:
(1) (2016·海南卷改编)M是第4周期元素,最外层只有1个电子,次外层的所有原子轨道均充满电子。元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。元素M基态原子的核外电子排布式为 ,元素Y基态原子的核外电子排布式为 ,Y的同周期元素中,第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(2) M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物。R基态原子的电子排布式是 ,X和Y中电负性较大的是 (填元素符号)。
(3) (2015·全国Ⅱ卷)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型,C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍,D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是 (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为 。
(4) A、B、C、D为1~20号元素,A的M层上有2对成对电子,B的离子与D的离子具有相同的电子层结构,且可以相互组合形成干燥剂,C的单质为双原子分子,氢化物的水溶液呈碱性,D元素最高正价是+7价。元素A的原子最外层共有 种不同运动状态的电子,有 种能量不同的电子。B的离子与D的离子相互组合形成的干燥剂的化学式是 。元素C与氢元素形成带一个单位正电荷的离子,该微粒的电子式为 。A和D元素中,电负性较大的为 (填元素符号)。足量C的氢化物与A的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为 。
(5) A原子中只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子;C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反;D原子的第三电子层上有8个电子,第四电子层上只有1个电子;E原子的价电子排布式为3s23p6。B原子的结构示意图为 ;C原子的电子排布图为 ;D原子的核外电子排布式为 ;B离子的电子式为 。
1. (1) ①原子光谱 ②3d9 小于 Mn2+、 Fe2+的价电子排布式分别为 3d5、 3d6,Mn2+处于 3d5半满较稳定结构,再失去一个电子所需能量较高
(2) <
(3) ①E ②S 1s22s22p63s23p4
(4) 22 球形
(5) 4s24p1 In
(6) ①原子光谱 Fe3+价电子排布式为3d5,为半满较稳定结构,而Fe2+价电子排布式为3d6 ②N>S>C
解析 (3) ①钙元素的焰色反应呈砖红色,其中红色对应的辐射波长为770622 nm,故选E。②同周期元素从左至右第一电离呈增大趋势,同主族元素从上至下第一电离能逐渐减小,元素S和Ca中,第一电离能较大的是S。
2. (1) 3d24s2 8
(2) 3d
(3) Fe3+、Co3+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Fe3+处于3d5半满较稳定结构,再失去一个电子所需能量较高 钴的原子半径比钙小,价电子数比钙多,钴中金属键比钙中强
(4) +5
(5) 失去第二个电子,Cu失去的是全充满的3d10电子,Zn失去的是4s1电子,所以Zn的第二电离能比Cu小
(6) N N的核外电子排布为1s22s22p3,2p轨道半充满,比较稳定,如果得到电子,破坏稳定状态,需要吸收能量
(7) s 4
3. (1) ①C N F Ti Cu
②d ③N>O>C
(2) ①[Ar]3d54s1 3d54s1 ②Mg>Al>Na Mg的3s轨道为全满结构,第一电离能异常增大
③
解析 (1) a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大。a原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,核外电子排布为1s22s22p2,故a为C元素;b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1,核外电子排布为1s22s22p3,故b为N元素;c在周期表所列元素中电负性最大,则c为F元素;d位于周期表中第4纵行,处于第4周期,故d为Ti元素;e的基态原子M层全充满,N层只有一个电子,则核外电子数为2+8+18+1=29,故e为Cu元素。
4. (1) H 失去一个电子后O+的2p轨道处于半充满状态,比较稳定,再失去一个电子消耗能量高
(3) ①3d6 4 ②Al原子失去一个电子后,其3s轨道上有2个电子,为全充满状态,较稳定,再失去一个电子所需能量高
(4) 1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2) As Ge
(5) 1s22s22p63s23p63d104s24p3 N>P>As
5. (1) ①3d104s1 ②>
(2) 1s22s22p1 N +3
(3) ①bd ②N 1
(4) N>O>C>B
(5) ①1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3)
②N 的2p轨道是半充满状态,比较稳定,所以第一电离能比氧大
解析 (1) ②Cu原子的价电子排布式为3d104s1,失去1个电子后,变为3d10全充满状态,结构稳定,所以铜原子易失去1个电子,而Fe原子的价电子排布式为3d64s2,4s轨道全充满,失去1个电子较困难,故Cu的第一电离能较小。(2) B与N均为同周期非金属元素,且N的非金属性强于B,因此N电负性较大,N显-3价,B显+3价。(3) ①铜或铜盐的焰色反应为绿色,电子由较高能级跃迁到较低能级,以光的形式释放能量,属于发射光谱。
6. (1) 1s22s22p63s23p63d5
(2) NH3>CH4
(3) N>O>C
(4) 3d34s2 Ⅴ
(5) O>C>H 3
7. (1) N>O>S
(2) CO>C
(4) O>Mg>Al
解析 (1) Y元素原子核外共有3个能级,且最高能级电子数是前两个能级电子数之和,则Y的核外电子排布式为1s22s22p4,为O元素;X基态原子未成对电子数在所处周期中最多,则X处于ⅤA族,结合原子序数可知X为N元素;Z的单质常温下为淡黄色固体,则Z为S元素。元素非金属性越强,则原子的第一电离能越大,由于N原子的2p轨道处于半满状态,其第一电离能大于O原子,所以第一电离能大小为N>O>S。(2) Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,则Y元素的电子排布式为1s22s22p2,为C元素;W内层电子数为2,最外层电子数为6,为O元素;根据原子序数依次增大,则Z为N元素。同周期元素的电负性从左向右依次增大,故电负性的大小顺序为CO>C。(4) 元素T、X基态原子均有2个未成对电子,则T的电子排布式为1s22s22p2,为C元素,X的电子排布式为1s22s22p4,为O元素;元素Y基态原子s能级的电子总数与p能级的电子总数相等,且原子序数大于O,则Y的电子排布式为1s22s22p63s2,为Mg元素;Z的原子序数比Mg大,且为短周期元素,所以Z的能层数=价电子数目=3,为Al元素。元素非金属性越强,则原子的第一电离能越大,由于Mg原子的3s轨道处于全充满状态,其第一电离能大于Al原子,所以第一电离能大小为O>Mg>Al。
8. (1) 1s22s22p63s23p63d104s1 1s22s22p63s23p5 Ar
(2) 1s22s22p63s1 Cl
(3) O 1s22s22p63s23p3
(4) 6 2 CaCl2 [H··N··HH·· ··H]+ Cl 2NH3+H2SO4(NH4)2SO4
(5) 1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) [··Cl······]-
解析 (1) 由题意可得,M为铜元素,Y为Cl元素;同周期元素由左向右第一电离能呈增大趋势,故Cl的同周期元素中第一电离能最大的是Ar。(2) M基态原子L层p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,则M的核外电子排布式为1s22s22p4,M是O元素;R是同周期元素中最活泼的金属元素,且原子序数大于O,则R为第3周期的Na元素;X和M形成的一种化合物是形成酸雨的主要大气污染物,则X是S元素,进而知Y为Cl元素。(3) 由题意可推知,A、B、C、D分别为O、Na、P、Cl元素。周期表中同一周期从左向右电负性逐渐增大,从上往下电负性逐渐减小,氯的氧化物中O元素为负价,所以O的电负性大于Cl,因此四种元素中电负性最大的为O元素。(4) 由题意可推知,A、B、C、D分别为S、Ca、N、Cl元素。原子最外层上有几个电子就有几种不同的运动状态,同一能级上电子的能量相同,所以S原子最外层有6种不同运动状态的电子,这些电子占据3s和3p能级,故有两种不同能量的电子;N元素和H元素形成的正一价阳离子为铵根离子;同周期自左而右电负性逐渐增大。(5) 由题意可知,A原子中只有1个电子,A为H;B原子的3p轨道上有5个电子,则B为Cl;C原子的2p轨道上有4个电子,则C为O;D原子的价电子排布式为4s1,则D为K;E为Ar。
