2019屆高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)頂層設(shè)計(jì)配餐作業(yè)：37 《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》 含解析 練習(xí)

配餐作業(yè)(三十七)　原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)??見學(xué)生用書P4291．(2018·長春月考)下表為元素周期表前三周期的一部分：(1)X的氫化物的穩(wěn)定性與W的氫化物的穩(wěn)定性比較________＞________(填化學(xué)式)，原因是____________________。(2)X的基態(tài)原子的電子排布圖是________(填序號)，另一電子排布圖不能作為基態(tài)原子的電子排布圖是因?yàn)樗环?/span>________(填選項(xiàng)字母)。A．能量最低原理 B．泡利原理　       C．洪特規(guī)則(3)以上五種元素中，________(填元素符號)元素第一電離能最大。(4)由以上某種元素與氫元素組成的三角錐形分子E和由以上某種元素組成的直線形分子G反應(yīng)，生成兩種直線形分子L和M(組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10)，反應(yīng)如圖所示，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是______________________。解析　根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)可知X為N，Z為F，R為Ne，W為P，Y為S。(1)X、W的氫化物為NH3和PH3，非金屬性越強(qiáng)氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定。(2)當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個軌道，且自旋狀態(tài)相同，因此氮元素的基態(tài)原子的電子排布圖為。(3)原子失電子所需能量不僅與原子核對核外電子的吸引力有關(guān)，還與形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向有關(guān)。結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定，失去電子所需能量越高，在所給五種元素中，氖元素最外層已達(dá)8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此失去核外第一個電子需要的能量最多，即第一電離能最大。(4)根據(jù)題給圖示可知E為NH3，G為F2，L為HF，M為N2，應(yīng)是2NH3＋3F2===6HF＋N2。答案　(1)NH3　PH3　氮元素的非金屬性(或電負(fù)性)比磷強(qiáng)(或者是N—H鍵的鍵長比P—H的短)(2)②　C　(3)Ne(4)2NH3＋3F2===6HF＋N2【拓展延伸】本部分高考考查的視角主要有：①電子排布式、價(jià)層電子排布式、價(jià)層電子排布圖；②基態(tài)原子電子云形狀(主要考查球形和啞鈴形)；③不同運(yùn)動狀態(tài)、能級、能層、軌道數(shù)等；④第一電離能、電負(fù)性大小比較。 2．(2018·衡水月考)有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑BB與A同周期，其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性C在空氣中含量第二，在地殼中含量第一D海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請根據(jù)表中信息填寫：(1)A原子的核外電子排布式為______________。(2)B元素在周期表中的位置是____________；離子半徑：B________A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的電子排布圖是__________，其原子核外有______個未成對電子，能量最高的電子為________軌道上的電子，其軌道呈________形。(4)D原子的電子排布式為____________________，D－的結(jié)構(gòu)示意圖是______________________。(5)B的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物與A的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________。與D的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________。解析　根據(jù)題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為O，D為Cl。(1)A為Na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al，其在元素周期表中的位置為第三周期第ⅢA族，Na＋與Al3＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)＜r(Na＋)。(3)C為O，其電子排布圖為，其中有2個未成對電子，能量最高的為2p軌道上的電子，其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，簡化電子排布式為[Ne]3s23p5，Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為。(5)Al(OH)3與NaOH和鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式分別為Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。答案　(1)1s22s22p63s1(2)第三周期第ⅢA族　小于(3) 　2　2p　啞鈴(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5　(5)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O3．下表列出前20號元素中的某些元素性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)：元素原子半徑(10－10 m)最高價(jià)態(tài)(價(jià))最低價(jià)態(tài)(價(jià))①1.02＋6－2②2.27＋1－③0.74－－2④1.43＋3－⑤0.77＋4－4⑥1.10＋5－3⑦0.99＋7－1⑧1.86＋1－⑨0.75＋5－3⑩1.17＋4－4請回答下列問題：(1)以上10種元素中，第一電離能最小的是________(填序號)。(2)上述⑤⑥⑦三種元素中的某兩種元素形成的化合物中，每一個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可能是________________(寫分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化學(xué)式為______________________，元素①的原子價(jià)電子排布式是________。(3)①⑥⑦⑩四種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性，由強(qiáng)到弱的順序是________________(填化學(xué)式)。(4)③和⑨兩元素比較，非金屬性較弱的是________(填名稱)，可以驗(yàn)證你的結(jié)論的是下列中的________(雙選；填選項(xiàng)字母)。A．氣態(tài)氫化物的揮發(fā)性和穩(wěn)定性B．單質(zhì)中的鍵能C．兩元素的電負(fù)性D．含氧酸的酸性E．氫化物中X—H鍵的鍵長(X代表③和⑨兩元素)F．兩單質(zhì)在自然界的存在形式解析　由題意可知，10種元素是前20號元素，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，我們不難推出①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。(1)在同一周期中，從第ⅠA族到第ⅦA族，元素的第一電離能呈增大趨勢；同一主族中，從上向下，元素的第一電離能逐漸減小，故在10種元素中，第一電離能最小的是②K。(2)C、P、Cl中的某兩種元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一個原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；根據(jù)化合價(jià)知氮和硅形成氮化硅Si3N4；硫元素的原子價(jià)電子排布式是3s23p4。(3)元素的非金屬性越強(qiáng)，形成氣態(tài)氫化物越穩(wěn)定，非金屬性強(qiáng)弱為Cl>S>P>Si，故其氫化物穩(wěn)定性為HCl>H2S>PH3>SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金屬性較弱的是氮元素，可通過C、E驗(yàn)證。答案　(1)②　(2)PCl3、CCl4　Si3N4　3s23p4(3)HCl>H2S>PH3>SiH4(4)氮元素　CE4．A、B、C、D、E、F為原子序數(shù)依次增大的六種元素，其中A、B、C、D、E為短周期元素，F為第四周期元素，F還是前四周期中電負(fù)性最小的元素。已知：A原子的核外電子數(shù)與電子層數(shù)相等；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1個；C原子的第一至第四電離能為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軌道為全充滿或半充滿；E元素的族序數(shù)與周期序數(shù)的差為4。(1)寫出E元素在周期表中的位置：________；D元素的原子的核外電子排布式：_____________________________________。(2)某同學(xué)根據(jù)題目信息和掌握的知識分析C的核外電子排布為。該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了________。(3)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式：________。(4)基態(tài)F原子的電子排布式為___________________________。解析　由題意分析知F為K，A為H，B為N；由電離能知C的＋2價(jià)穩(wěn)定，為Mg，D為P，E為Cl。(2)該同學(xué)未排滿3s能級就排3p能級，違背了能量最低原理。(3)NH5為離子化合物，則為銨鹽，存在NH和H－。(4)F為19號元素鉀，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1。答案　(1)第三周期第ⅦA族　1s22s22p63s23p3(2)能量最低原理　(3) (4)1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s15．(2018·山東青島月考)有A、B、C、D、E 5種元素，它們的核電荷數(shù)依次增大，且都小于20。其中A為非金屬元素；A和E屬同一族，它們的原子最外層電子排布為ns1，B和D也屬同一族，它們的原子最外層的p能級電子數(shù)均是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子最外層電子數(shù)等于D原子最外層電子數(shù)的一半。請回答下列問題：(1)A是________，B是__________，C是__________，D是__________，E是__________。(2)由這五種元素組成的一種化合物是____________________(寫化學(xué)式)。寫出該物質(zhì)的一種主要用途：______________________。(3)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式：__________。(4)用電子排布圖表示D元素原子的價(jià)電子排布為___________。(5)元素B與D的電負(fù)性的大小關(guān)系是B________D，C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C__________E。(填“＞”“＜”或“＝”)解析　A、B、C、D、E 5種元素核電荷數(shù)都小于20，故都為主族元素，A、E屬同一族且最外層電子排布為ns1，故為ⅠA族元素，而A為非金屬元素，則A為氫元素；B、D為同一族其原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍，故其原子最外層電子排布為ns2np4，為第ⅥA族元素，B的核電荷數(shù)小于D的，則B為氧元素，D為硫元素，E為鉀元素；C原子最外層電子數(shù)為硫原子最外層電子數(shù)的一半，則C為鋁元素。同主族元素自上而下電負(fù)性、第一電離能(第ⅡA族和第ⅤA族元素除外)逐漸減小，故B(氧)的電負(fù)性大于D(硫)的，E(鉀)的第一電離能小于鈉的，又同周期元素從左到右第一電離能逐漸增大，故鈉的第一電離能小于C(鋁)的，即第一電離能Al＞K。答案　(1)H　O　Al　S　K(寫元素名稱也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O　作凈水劑(3)1s22s22p63s23p1(4) (5)＞?。?/span>6．已知元素周期表中共有18縱行，如圖實(shí)線表示元素周期表的邊界。按電子排布，可把周期表里的元素劃分為幾個區(qū)：s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)等。除ds區(qū)外，其他區(qū)的名稱來自按構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號。(1)請?jiān)趫D中用實(shí)線畫出s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)的邊界線，并分別用陰影和表示d區(qū)和ds區(qū)。(2)有的同學(xué)受這種劃分的啟發(fā)，認(rèn)為d區(qū)內(nèi)6、7縱行的部分元素可以排在另一區(qū)，你認(rèn)為應(yīng)排在______區(qū)。(3)請?jiān)谠刂芷诒碇杏迷胤枠?biāo)出4s軌道半充滿的元素。(4)請利用電子排布的相關(guān)知識解釋Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定的原因_____________________________。(5)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，不斷有新的元素被發(fā)現(xiàn)。若把第七周期排滿，則元素周期表共可以排布________種元素。解析　本題從深層次上考查了元素周期表的結(jié)構(gòu)。依據(jù)構(gòu)造原理最后填入的電子的能級符號，將元素周期表劃分為幾個區(qū)，對于24號元素，其核外價(jià)電子排布似乎應(yīng)該是3d44s2，而實(shí)際上是3d54s1，原因是能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時(shí)能量最低，而29號元素也正是因?yàn)檫@一點(diǎn)而排成3d104s1，而不是3d94s2，故29號、30號元素所在縱行歸為ds區(qū)，所以該同學(xué)認(rèn)為d區(qū)內(nèi)6、7縱行的部分元素可以排在ds區(qū)是有道理的。對于Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定的原因也可從鐵的核外電子排布特點(diǎn)來解釋。答案　(1)如圖：(2)ds　(3)見上表(4)Fe價(jià)電子的排布式為3d64s2，Fe2＋為3d6，Fe3＋為3d5，依據(jù)“能量相同的軌道處于全空、全充滿和半充滿時(shí)能量最低”的原則，3d5處于半充滿狀態(tài)，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，故Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定(5)1187．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問題：(1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子電子排布式________。(2)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光的原因____________________________________。(3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：元素op電離能/(kJ·mol－1)I1717759I21 5091 561I33 2482 957比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是___________________________。(4)第3周期8種元素按單質(zhì)熔點(diǎn)高低的順序如圖甲所示，其中電負(fù)性最大的是________(填下圖中的序號)。(5)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖乙所示，則該元素是________(填元素符號)。甲乙解析　(1)根據(jù)能量最低原理、泡利原理和洪特規(guī)則可知26號元素基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(2)h為鎂元素，Mg單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光(子)的形式釋放能量。(3)o元素為Mn，其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，其3d能級為半充滿結(jié)構(gòu)，相對比較穩(wěn)定，當(dāng)其失去第三個電子時(shí)比較困難，而Fe2＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，其3d能級再失去一個電子即為半充滿結(jié)構(gòu)，形成相對比較穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，故其失去第三個電子比較容易。(4)第三周期8種元素分別為鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、氯、氬，應(yīng)是氯的電負(fù)性最大，其單質(zhì)中鈉、鎂、鋁形成金屬晶體，熔點(diǎn)依次升高；硅形成原子晶體，熔點(diǎn)最高；磷、硫、氯、氬形成分子晶體，且常溫下磷、硫?yàn)楣腆w，氯氣、氬氣為氣體，故8種元素中單質(zhì)熔點(diǎn)最低的為氬，其次是氯，應(yīng)是圖中的2。(5)由圖乙可知，該元素的電離能I4遠(yuǎn)大于I3，故為第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i屬于第3周期，應(yīng)為Al。答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時(shí)，以光(子)的形式釋放能量(3)Mn2＋的3d軌道電子排布為半滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定(4)2　(5)Al