2020届一轮复习人教通用版第36讲原子结构与性质作业
一、选择题
1．下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A．氢原子的2s轨道能量较3p轨道高
B．锂原子的2s与5s轨道皆为球形
C．p能级的原子轨道呈哑铃(纺锤)形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也增多
D．能层n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
解析：选B。B项，s轨道为球形，所以锂原子的2s与5s轨道皆为球形，正确；C项，p能级的原子轨道呈哑铃(纺锤)形，p能级含有3个原子轨道，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数目不变，错误；D项，各能层最多容纳电子数为2n2，则能层n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，错误。
2．(2019·绍兴高三第一次模拟)下列有关化学用语正确的是( )
3．(2019·武汉高三调研)在核电荷数为26的元素Fe的原子核外3d、4s轨道内，下列电子排布图正确的是( )
解析：选C。核电荷数为26的Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，3d有5个轨道，只有1个轨道排满两个电子，且自旋方向相反，其他4个轨道各排1个电子，且自旋方向相同，4s轨道排满2个电子，且自旋方向相反，即C项正确。
4．(2019·银川一中月考)周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断( )
A．它位于周期表的第四周期ⅡA族
B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2
D．Co位于周期表中第9列
解析：选D。从左向右数，Co应为过渡元素，A项错误；“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应先失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布式为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。
5．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是( )
A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C．1s22s2―→1s22s12p1
D．1s22s22p―→1s22s22p
解析：选B。A项，吸收光能，形成吸收光谱；B项，由激发态→基态，释放光能，形成发射光谱；C项，形成吸收光谱；D项，2px与2py能量相同，不属于电子跃迁。
6．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )
A．y轴表示的可能是第一电离能
B．y轴表示的可能是电负性
C．y轴表示的可能是原子半径
D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
解析：选B。对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，比相邻元素要大，A项错误；随着原子序数的增大，原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al为3，Si
不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。
7．下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能依次增大
C．最外层电子排布式为ns2np6(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能：I1
O、Mg>Al，B项错；C项所述元素为0族元素，性质稳定，第一电离能较大，C项正确。
8．(2019·张掖高三月考)某主族元素的原子，M层上有一个半充满的能级，这种原子的质子数是( )
A．只能是7 B．只能是15
C．是11或15 D．是11或13
解析：选C。根据题意可知，该原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s23p3，所以原子序数为11或15。
9．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中，①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．具有下列最外层电子排布式的原子中，①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．某元素气态基态原子的逐级电离能(单位：kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
解析：选D。A项，①为Si，②为N，③为C，④为S，原子半径最大的为Si，正确；B项，①为Al，②为Si，③为P，④为S，第一电离能最大的为P，正确；C项，同主族元素电负性从上到下逐渐减小，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，正确；D项，根据电离能变化趋势，最外层应有2个电子，所以与Cl2反应时生成的阳离子应呈＋2价，错误。
二、非选择题
10．Ⅰ.Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第________周期________族；S的基态原子核外有________个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为____________________。
(2)用“>”或“<”填空：
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si____S
O2－____Na＋
NaCl____Si
H2SO4____ HClO4
Ⅱ.下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：
元素
o
p
电离能/
(kJ·mol－1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是__________________________________________。
(5)已知稀有气体熔、沸点均为同周期的最低者，第三周期8种元素按单质熔点由低到高的顺序排列如图甲所示，其中电负性最大的是________(填图中的序号)。
(6)表中所列的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是____________(填元素符号)。
解析：Ⅰ.(1)Na元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Na位于元素周期表中第三周期ⅠA族。S元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其中3p轨道有两个未成对电子。Si元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
(2)同周期元素的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，
但s、p、d等轨道处于全空、半满、全满的稳定状态时，则出现反常现象。Si、S元素基态原子的价电子排布式分别为3s23p2、3s23p4，其中3p轨道均处于不稳定状态，因此Si的第一电离能小于S。O2－和Na＋的核外电子排布相同，其电子排布式均为1s22s22p6，离子核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，因此O2－的离子半径大于Na＋。NaCl为离子晶体，Si为原子晶体，因此Si的熔点高于NaCl。一般来说，元素的非金属性越强，该元素的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，Cl元素的非金属性强于S元素，则HClO4的酸性强于H2SO4。
Ⅱ.(3)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。
(4)o元素为Mn，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，当其再失去一个电子时比较困难，而p元素为Fe，Fe2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，形成相对比较稳定的结构，故其再失去一个电子比较容易。
(5)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯气、氩气为气体，根据已知可知8种元素单质中熔点最低的为氩气，则氯气次之，故序号2代表氯气，其电负性最大。
(6)由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。
答案：Ⅰ.(1)三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)
(2)< > < <
Ⅱ.(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量
(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定
(5)2
(6)Al
11．(2019·江门高三模拟)有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。
请回答下列问题：
(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。
(2)由这五种元素组成的一种化合物是________(写化学式)。写出该物质的一种主要用途：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)写出C元素基态原子的电子排布式：________________________________。
(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布：__________________________。
(5)元素B与D的电负性大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小关系是C________E。(填“>”“<”或“＝”)
解析：A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E同主族且最外层电子排布式为ns1，故A、E为第ⅠA族，而A为非金属元素，则A为H；B、D同主族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布式为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为O，D为S，E为K；C原子最外层电子数为S原子最外层电子数的一半，则C为Al。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(O)的电负性大于D(S)；E(K)的第一电离能小于Na，Na的第一电离能小于C(Al)，故第一电离能Al>K。
答案：(1)H O Al S K(写元素名称也可)
(2)KAl(SO4)2·12H2O 做净水剂(答案合理即可)
(3)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)
(5)> >
12．(2019·石家庄质检)化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBaCu3O7，其中的Cu以罕见的Cu3＋形式存在。Cu在元素周期表中的位置为______________________，基态Cu3＋的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合做录音磁带磁粉原料的为________(填序号)。
A．V2O5 B．CrO2
C．PbO D．ZnO
(3)屠呦呦因在抗疟药青蒿素研究中的杰出贡献，成为我国首获科学类诺贝尔奖的人。青蒿素的结构简式如图所示，其组成元素的电负性由大到小的顺序为______________________。
解析：(1)Cu原子核外有29个电子，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu元素在周期表中处于第四周期ⅠB族。基态Cu原子失去3个电子得到Cu3＋，故基态Cu3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。
(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性，V5＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，不含未成对电子；Cr4＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，
含2个未成对电子；Pb和C元素同主族，Pb2＋的6s能级处于最外层，有2个电子，故Pb2＋不含未成对电子；Zn2＋的价电子排布式为3d10，不含未成对电子，故具有磁性的为CrO2。
(3)青蒿素中含有C、H、O三种元素，其电负性由大到小的顺序为O>C>H。
答案：(1)第四周期ⅠB族 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2)B (3)O>C>H
