2020届高考化学一轮复习原子结构与性质作业(1)
[A级 全员必做题]
1.(2019·湖北襄阳考试)下列各项叙述中，正确的是( )
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B.价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析 A项镁原子由基态转化为激发态，要吸收能量；价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期ⅢA族，是p区元素；原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr原子的核外电子排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
答案 C
2.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.非金属元素全部位于元素周期表p区
B.金属与非金属分界线附近的元素属于过渡元素
C.原子最外层电子数为1的元素一定处于周期表ⅠA族
D.同周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1、11或25
解析 H元素位于元素周期表s区，A项错误；金属与非金属分界线附近的元素称为准金属或半金属，B项错误；原子最外层电子数为1的元素，可以为ⅠA族，也可以为副族，例如Cr和Cu，C项错误；第二、三周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差1，第四、五周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差11，第六、七周期ⅡA族、ⅢA族元素的原子序数相差25，D项正确。
答案 D
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；
④1s22s22p5
下列有关判断正确的是( )
A.第一电离能：④>③>②>①
B.原子半径：④>③>②>①
C.电负性：④>③>②>①
D.最高正化合价：④>③＝②>①
解析 由电子排布式可知①为S，②为P，③为N，④为F。第一电离能为④>③>②>①，A正确；原子半径应是②最大，④最小，B不正确；电负性应是④最大，②最小，C不正确；F无正价，②③最高正化合价为＋5，①的最高正化合价为＋6，D不正确。
答案 A
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 “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；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确；从左向右数，应为过渡元素，A项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失4s上的电子，Co2＋的价电子排布为3d7，C项错误。
答案 D
5.以下有关元素性质的说法正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中，①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p3；③[Ne]3s23p4；④[Ne]3s23p5，原子半径最大的是④
B.具有下列价电子排布式的原子中，①2s22p2；②2s22p3；③2s22p4，第一电离能最大的是①
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.元素X气态基态原子的逐级电离能(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 A项，①为Si，②为P，③为S，④为Cl，原子半径最大的为Si，错误；B项，①为C，②为N，③为O，第一电离能大小顺序为C
Se>As。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但由于As的4p能级半充满，为稳定结构，其第一电离能大于Se，故第一电离能：Br>As>Se。(5)根据Cu、Zn失去一个电子后的结构，分析再失去一个电子的难易，从而比较Cu、Zn的第二电离能。
答案 (1)第四周期第ⅦB族 d
(2)1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 K、Cu
(3)N 16 2
(4)Br>Se>As Br>As>Se
(5)Cu失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d10的Cu＋，能量较低，结构稳定，所以Cu的第二电离能相对较大(或Zn失去一个电子变成电子结构为[Ar]3d104s1的Zn＋，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小或Cu原子失去一个电子后，核外电子排布式为[Ar]3d10，而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为[Ar]3d104s1，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大)
7.(1)Co元素基态原子的外围电子排布式为________。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为________。
(2)下列说法正确的是________(填序号)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.第一电离能：As>Ga
C.电负性：As>Ga
D.原子半径：As>Ga
(3)锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子外围电子排布式为________。
(4)X、Y、Z、R均为短周期元素且原子序数依次增大。X、R原子核外电子层数等于其最外层电子数，Y元素的基态原子中电子分布在3个不同的能级，且每个能级中的电子总数相同，Z的两种同素异形体都存在于大气中，对生命起着重要作用。另有M元素位于周期表的第4周期第6列。上述5种元素中，电负性最大的是________(填名称)，M的基态原子的电子排布式是________。
解析 (1)Co是27号元素，基态原子外围电子排布式为3d74s2；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N元素原子的2p能级处于半充满状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N>O>C。(2)GaAs晶胞结构与NaCl不同，故A错误；原子半径AsO>C (2)BC (3)4s24p2
(4)氧 1s22s22p63s23p63d54s1 或[Ar]3d54s1
8.南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐，使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请回答以下问题：
(1)基态N原子的电子排布图为________，该原子中2p轨道上电子的排布遵循的原则是________。
(2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的有________。
(3)科学家目前合成了N4分子，该分子中N—N—N的键角为________；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途：________(写出一种即可)。
(4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质，已知阳离子由5个氮原子排列成V形，每个氮原子均达到8电子稳定结构，则阳离子的电子式为________。
解析 (1)基态氮原子核外有7个电子，其核外电子排布图为。2p轨道上3个电子分别单独占据1个轨道且自旋状态相同，遵循洪特规则。(2)Be原子2s能级处于全充满状态，其第一电离能比B大，N原子2p能级处于半充满状态，其第一电离能比O的大，所以第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O，共三种。(3)N4分子和P4分子类似，该分子中N—N—N的键角为60°。N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以制造火箭推进剂或炸药。(4)根据每个氮原子均达到8电子稳定结构，可以推断该离子为N。
答案 (1) 洪特规则
(2)Be、C、O
(3)60° 制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案均可)
(4)
9.(2018·长春月考)下表为元素周期表前三周期的一部分：
(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较________>________(填化学式)，原因是________。
(2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)，
另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。
A.能量最低原理 B.泡利原理
C.洪特规则
(3)以上五种元素中，________(元素符号)元素第一电离能最大。
(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________。
解析 根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。
(1)X、W的氢化物为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。
(2)
当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为。
(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。
(4)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，应是2NH3＋3F2===6HF＋N2。
答案 (1)NH3 PH3 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)
(2)② C (3)Ne
(4)2NH3＋3F2===6HF＋N2
[B级 拔高选做题]
10.下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素
原子半径(10－10m)
最高价态(价)
最低价态(价)
①
1.02
＋6
－2
②
2.27
＋1
－
③
0.74
－
－2
④
1.43
＋3
－
⑤
0.77
＋4
－4
⑥
1.10
＋5
－3
⑦
0.99
＋7
－1
⑧
1.86
＋1
－
⑨
0.75
＋5
－3
⑩
1.17
＋4
－4
请回答下列问题：
(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填序号)。
(2)上述⑤⑥⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是________(写分子式)。元素⑨和⑩
形成的化合物的化学式为________________________________________________________________，元素①的原子价电子排布式是________。
(3)①⑥⑦⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是_____________________________________________________________________
(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的________(双选；填选项字母)。
A.气态氢化物的挥发性和稳定性
B.单质中的键能
C.两元素的电负性
D.含氧酸的酸性
E.氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)
F.两单质在自然界的存在形式
解析 由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，从第ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元素的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构；根据化合价知氮和硅形成氮化硅Si3N4；硫元素的原子价电子排布式是3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱为Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3>SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。
答案 (1)② (2)PCl3、CCl4 Si3N4 3s23p4
(3)HCl>H2S>PH3>SiH4
(4)氮元素 CE
11.现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，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1/6；E元素正三价离子的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元素原子的电子排布图为________________________；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________(填字母)。
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______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
解析 现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，所以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1/6，所以D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序数是18＋5＋3＝26，即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)一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。
(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。
(3)根据核外电子排布规律可知氟元素的轨道表示式为；E3＋的离子符号为Fe3＋。
(4)铜元素位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar]3d104s1。
(5)G为As，位于金属与非金属的分界线处，其单质为半导体，其电负性小于磷，原子半径小于锗，第一电离能大于硒。(6)元素D为Mg，活泼性Mg>Al，I1(Mg)>I1(Al)，因为Mg的3p轨道处于全空状态，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)。
答案 (1)> N＜O＜F (2)3s2
(3)
(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1 或 [Ar]3d104s1 (5)A
(6)> > 镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定
12.(2018·山东青岛月考)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，它们的原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们的原子最外层的p能级电子数均是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为_________________________________________________________________。
(5)元素B与D的电负性的大小关系是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，故都为主族元素，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能逐渐减小，故B(氧)的电负性大于D(硫)的，E(钾)的第一电离能小于钠的，故钠的第一电离能小于C(铝)的，即第一电离能Al>K。
答案 (1)H O Al S K(写元素名称也可)
(2)KAl(SO4)2·12H2O 作净水剂
(3)1s22s22p63s23p1
(4)
(5)> >
