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2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題十二 第1講 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 蘇教版
[考綱要求] 1.了解原子核外電子的排布原理，能用電子排布式表示常見(jiàn)元素(1～36號(hào))原子核外電子、價(jià)電子的排布。了解原子核外電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。2.了解元素電離能的含
義，并能用以說(shuō)明元素的某些性質(zhì)。3.了解原子核外電子在一定條件下會(huì)發(fā)生躍遷，了解其簡(jiǎn)單應(yīng)用。4.了解電負(fù)性的概念，知道元素的性質(zhì)與電負(fù)性的關(guān)系。
考點(diǎn)一 原子核外電子排布原理
1．電子層與原子軌道
(1)電子層(n)：在多電子原子中，核外電子的能量是不同的，按照電子的能量差異將其分成不同電子層。通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。
(2)原子軌道：同一電子層里的電子的能量也可能不同，又將其分成不同的軌道，通常用s、p、d、f等表示，同一電子層里，各軌道的能量按s、p、d、f的順序升高，即：E(s)
S>Se
各省市高考題調(diào)研
(一)原子核外電子排布
1．[xx·江蘇，21(A)—(1)]Cu＋基態(tài)核外電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 [Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
解析 Cu的原子序數(shù)為29，根據(jù)洪特規(guī)則特例：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)和全空(如p0和d0)狀態(tài)時(shí)，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定，因此Cu原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu＋核外基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。
2．[xx·安徽理綜，25(1)]Na位于元素周期表第____周期第____族；S的基態(tài)原子核外有________個(gè)未成對(duì)電子；Si的基態(tài)原子核外電子排布式為_(kāi)_______________________________________________________________________。
答案 三?、馎 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
解析 Na元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1，則Na位于元素周期表中第三周期第ⅠA族。S元素基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，其中3p軌道有兩個(gè)未成對(duì)電子。Si元素基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。
3．[xx·四川理綜，8(1)改編]已知XY2是紅棕色氣體，Z基態(tài)原子的M層與K層電子數(shù)相等。Y基態(tài)原子的電子排布式是__________________________；Z所在周期中第一電離能最大的主族元素是_____________________________________________________。
答案 1s22s22p4 Cl
解析 根據(jù)題意可以判斷XY2為NO2，Z為Mg。O元素基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p4；第三周期元素中第一電離能最大的主族元素為Cl元素。
4．[xx·福建理綜，31(1)]基態(tài)硼原子的電子排布式為
________________________________________________________________________。
答案 1s22s22p1
解析 B的原子序數(shù)為5，故其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p1。
5．[xx·浙江自選模塊，15(1)節(jié)選]31Ga基態(tài)原子的核外電子排布式是________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s24p1
6．[xx·福建理綜，31(2)②]基態(tài)銅原子的核外電子排布式為_(kāi)___________。
答案 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
7．[xx·江蘇，21(A)—(1)①]Mn2＋基態(tài)的電子排布式可表示為_(kāi)_________。
答案 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(二)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
1．[xx·山東理綜，32(3)]第一電離能介于B、N之間的第二周期元素有________種。
答案 3
2．[xx·安徽理綜，25(1)(2)]X、Y、Z、W是元素周期表中原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素，已知X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物化學(xué)式為H2XO3，Z的基態(tài)原子最外層電子排布式為3s23p1，W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為28，中子數(shù)為14。
則：(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半徑比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一電離能比W的________(填“大”或“小”)。
答案 (1)三?、鬉 大 (2)小
3．[xx·山東理綜，32(1)]下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢(shì)，正確的是________。
答案 a
4．[xx·安徽理綜，25(2)]已知X的基態(tài)原子L層電子數(shù)是K層電子數(shù)的2倍，Y的基態(tài)原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則X的電負(fù)性比Y的________(填“大”或“小”)。
答案 小
5．[2011·福建理綜，30(2)]C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是________。
答案 N＞O＞C
6．[xx·山東理綜，32(2)]Ni是元素周期表中第28號(hào)元素，第二周期基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與Ni相同且電負(fù)性最小的元素是__________。
答案 C(碳)
7．[xx·福建理綜，31(1)]依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律，參照右圖中B、F元素的位置，用小黑點(diǎn)標(biāo)出C、N、O三種元素的相對(duì)位置。
答案
練出高分
1．現(xiàn)代大爆炸理論認(rèn)為：天然元素源于氫、氦等發(fā)生的原子核融合反應(yīng)。這與100多年前，普魯特運(yùn)用思辨性推測(cè)作出“氫是所有元素之母”的預(yù)言恰好“一致”。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．科學(xué)研究中若能以思辨性推測(cè)為核心，就能加快科學(xué)的進(jìn)程
B．普魯特“既然氫最輕，它就是其他一切元素之母”的推理是符合邏輯的
C．“一致”是巧合，普魯特的預(yù)言沒(méi)有科學(xué)事實(shí)和理論支撐，它只是一種猜測(cè)
D．“現(xiàn)代大爆炸理論”是解釋宇宙誕生的唯一正確的理論
答案 C
2．關(guān)于1s、2s、3s、4s原子軌道的說(shuō)法，正確的是 ( )
A．電子只能在電子云輪廓圖中運(yùn)動(dòng)
B．軌道不同，電子云輪廓圖形狀相同
C．軌道數(shù)目相同，電子云輪廓圖形狀、大小完全相同
D．能層不同，電子云輪廓圖形狀也不相同
答案 B
解析 A項(xiàng)，電子在電子云輪廓圖中出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多；C項(xiàng)，1s、2s、3s、4s 電子云輪廓圖大小不相同；D項(xiàng)，電子云輪廓圖形狀相同。
3．符號(hào)“3px”沒(méi)有給出的信息是( )
A．電子層
B．電子亞層
C．電子云在空間的伸展方向
D．電子的自旋方向
答案 D
4．下列表示氮原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中，對(duì)核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述正確且能據(jù)此確定電子的原子軌道的是( )
A.
B.
C．ls22s22p3
D.
答案 C
5.以下表示重氫原子結(jié)構(gòu)或核外電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的圖式中一定錯(cuò)誤的是 ( )
A. B.H
C.1s1 D．↓
答案 B
解析 重氫原子應(yīng)表示為H或D。
6.現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。則下列有關(guān)比較中正確的是 ( )
A.第一電離能：④＞③＞②＞①
B.原子半徑：④＞③＞②＞①
C.電負(fù)性：④＞③＞②＞①
D.最高正化合價(jià)：④＞①＞③＝②
答案 A
解析 ①表示S，②表示P，③表示N，④表示F。第一電離能：F＞N＞P＞S，A項(xiàng)正確；原子半徑：P＞S＞N＞F，B項(xiàng)錯(cuò)誤；電負(fù)性：F＞N＞S＞P，C項(xiàng)錯(cuò)誤；F無(wú)正價(jià)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。
7.下列各組原子中，化學(xué)性質(zhì)一定相似的是 ( )
A.原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子
B.原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子
C.2p軌道上只有2個(gè)電子的X原子與3p軌道上只有2個(gè)電子的Y原子
D.最外層都只有一個(gè)電子的X、Y原子
答案 C
解析 A項(xiàng)，X原子為He，Y原子為Be；B項(xiàng)，X原子為Mg，Y原子可以為Ca，也可以為Zn；C項(xiàng)，X只能為C，Y只能為Si，同一主族，化學(xué)性質(zhì)相似；D項(xiàng)，X、Y可以為H、Li、Na、Cr、Cu等。
8.下列敘述正確的是 ( )
A.除0族元素外，短周期元素的最高化合價(jià)在數(shù)值上都等于該元素所屬族的族序數(shù)
B.除短周期外，其他周期均為18種元素
C.副族元素沒(méi)有非金屬元素
D.堿金屬元素是指ⅠA族的所有的元素
答案 C
解析 A項(xiàng)，O無(wú)最高正價(jià)，F(xiàn)無(wú)正價(jià)；B項(xiàng)，第6周期為32種元素；D項(xiàng)，H不屬于堿金屬元素。
9.已知X、Y是主族元素，I為電離能，單位是kJ·mol－1。請(qǐng)根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，錯(cuò)誤的是 ( )
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4 600
6 900
9 500
Y
580
1 800
2 700
11 600
A.元素X的常見(jiàn)化合價(jià)是＋1價(jià)
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X與氯形成化合物時(shí)，化學(xué)式可能是XCl
D.若元素Y處于第3周期，它可與冷水劇烈反應(yīng)
答案 D
解析 X為第ⅠA族元素，Y為第ⅢA族元素；D項(xiàng)，若元素Y處于第3周期，則Y為Al，Al不與冷水反應(yīng)。
10.回答下列問(wèn)題：
(1)已知元素M是組成物質(zhì)NH4Al(SO4)2的一種元素。元素M的氣態(tài)原子逐個(gè)失去第1個(gè)至第4個(gè)電子所需能量(即電離能，用符號(hào)I1至I4表示)如下表所示：
I1
I2
I3
I4
電離能(kJ·mol－1)
578
1 817
2 745
11 578
元素M是____________(填寫(xiě)元素符號(hào))。
(2)硫原子核外有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有________種不同形狀的電子云。
(3)請(qǐng)用一個(gè)事實(shí)證明氧氣的氧化性比硫的氧化性強(qiáng)：__________________________。
(4)寫(xiě)出碳原子最外層電子的電子排布圖________________，該化學(xué)用語(yǔ)不能表達(dá)出碳原子最外層電子的________(填字母)。
a．電子層 b．原子軌道
c．所有電子云的伸展方向 d．自旋狀態(tài)
答案 (1)Al (2)16 2
(3)2H2S＋O2===2H2O＋2S(答案合理即可)
(4) c
11．現(xiàn)有1～20號(hào)元素A、B、C、D所對(duì)應(yīng)的物質(zhì)的性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)如下表：
元素
物質(zhì)性質(zhì)或微粒結(jié)構(gòu)
A
M層上有2對(duì)成對(duì)電子
B
B的離子與D的離子具有相同電子層結(jié)構(gòu)，且可以相互組合形成干燥劑
C
常溫下單質(zhì)為雙原子分子，其氫化物水溶液呈堿性
D
元素最高正價(jià)是＋7價(jià)
(1)元素A的原子最外層共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子，有________種能量不同的電子。B的離子與D的離子相互組合形成的干燥劑的化學(xué)式是________。
(2)元素C與氫元素形成帶一個(gè)單位正電荷的離子，寫(xiě)出該微粒的電子式________________________________________________________________________(用元素符號(hào)表示)。
(3)元素A與元素D相比，非金屬性較強(qiáng)的是________(用元素符號(hào)表示)，下列表述中能證明這一事實(shí)的是________。
A．常溫下A的單質(zhì)和D的單質(zhì)狀態(tài)不同
B．A的氫化物比D的氫化物穩(wěn)定
C．一定條件下D能從A的氫化物水溶液中置換出A單質(zhì)
D．HD的酸性比HA酸性強(qiáng)
(4)C的氫化物固態(tài)時(shí)屬于________晶體，該氫化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________________________。
答案 (1)6 2 CaCl2 (2)
(3)Cl C (4)分子 2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4
解析 根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)和微粒結(jié)構(gòu)，A為S，D為Cl，B為Ca，C為N。
(1)S的最外層有6個(gè)電子，其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)各不相同，3s、3p軌道上電子能量不相同，所以應(yīng)有2種能量不同的電子。CaCl2是一種中性干燥劑。
(2)該離子應(yīng)為NH，其電子式為[]＋。
(3)S和Cl相比較，Cl的非金屬性強(qiáng)，可以根據(jù)氫化物的穩(wěn)定性，最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的酸性以及Cl2＋H2S===2HCl＋S↓進(jìn)行判斷。
(4)NH3為分子晶體，NH3和H2SO4反應(yīng)生成(NH4)2SO4。
12．不同元素的原子在分子內(nèi)吸引電子的能力大小可用一定數(shù)值x來(lái)表示，x越大，其原子吸引電子的能力越強(qiáng)。下面是某些短周期元素的x值：
元素符號(hào)
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
x值
1.0
1.5
2.0
2.5
3.5
4.0
0.9
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
(1)通過(guò)分析x值變化規(guī)律，確定Mg的x值范圍：____＜x(Mg)＜________。
(2)推測(cè)x值與原子半徑的關(guān)系是________________________________________；
根據(jù)短周期元素的x值變化特點(diǎn)，體現(xiàn)了元素性質(zhì)的________________變化規(guī)律。
(3)分別指出下列兩種化合物中氧元素的化合價(jià)：HClO________，HFO________。
(4)經(jīng)驗(yàn)規(guī)律告訴我們：成鍵的兩原子相應(yīng)元素x數(shù)值的差值為Δx，當(dāng)Δx＞1.7時(shí)，一般為離子鍵，當(dāng)Δx＜1.7時(shí)，一般為共價(jià)鍵，試推斷AlBr3中化學(xué)鍵類(lèi)型是________________。
(5)預(yù)測(cè)元素周期表中，x值最小的元素位于第________周期第________族(放射性元素除外)。
答案 (1)0.9 1.5 (2)同周期(同主族)中，x值越大，其原子半徑越小 周期性 (3)－2 0 (4)共價(jià)鍵 (5)第6 第ⅠA
解析 (1)x代表電負(fù)性的大小，根據(jù)位置關(guān)系判斷x(Na)＜x(Mg)＜x(Be)，即0.9＜x(Mg)＜1.5。
(2)x值越大，其原子半徑越小，電負(fù)性隨著原子序數(shù)的遞增，呈現(xiàn)周期性變化。
(3)根據(jù)電負(fù)性的數(shù)值，在HClO中氧為－2價(jià)，根據(jù)
H，H和O的共用電子對(duì)偏向O，而O和F的共用電子對(duì)又偏向F，所以O(shè)為0價(jià)。
(4)x(Br)－x(Al)＜x(Cl)－x(Al)＝3.0－1.5＝1.5，所以AlBr3中化學(xué)鍵類(lèi)型為共價(jià)鍵。
(5)電負(fù)性最小的應(yīng)為金屬性最強(qiáng)的。
13．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。
(1)下列________(填寫(xiě)編號(hào))組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。
①a、c、h?、赽、g、k?、踓、h、l?、躣、e、f
(2)如給核外電子足夠的能量，這些電子便會(huì)擺脫原子核的束縛而離去。核外電子離開(kāi)該原子或離子所需要的能量主要受兩大因素的影響：①原子核對(duì)核外電子的吸引力，②形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向。下表是一些氣態(tài)原子失去核外不同電子所需的能量(kJ·mol－1)：
鋰
X
Y
失去第一個(gè)電子
519
502
580
失去第二個(gè)電子
7 296
4 570
1 820
失去第三個(gè)電子
11 799
6 920
2 750
失去第四個(gè)電子
9 550
11 600
①通過(guò)上述信息和表中的數(shù)據(jù)分析為什么鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量：__________________________________________________。
②表中X可能為以上13種元素中的________(填寫(xiě)字母)元素，則該元素屬于________區(qū)。用元素符號(hào)表示X和j所能形成的化合物的化學(xué)式是__________。
③Y是周期表中________族元素。
④以上13種元素中，________(填寫(xiě)字母)元素原子失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多。
答案 (1)①④ (2)①鋰原子失去核外第一個(gè)電子后即達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以鋰原子失去核外第二個(gè)電子時(shí)所需的能量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需的能量?、赼 s Na2O和Na2O2 ③ⅢA?、躮
解析 根據(jù)位置可以判斷b為H，a為Na，c為Mg，d為Sr，e為T(mén)i，f為Al，g為Ge，h為C，i為P，j為O，k為T(mén)e，l為Cl，m為Ar。
(1) 金屬以及石墨為電的良導(dǎo)體，所以①④都符合。
(2)①由于Li失去一個(gè)電子后，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以再失去一個(gè)電子所需能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于失去第一個(gè)電子所需能量。②表中所給數(shù)據(jù)即電離能，根據(jù)X的逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)，X最外層應(yīng)有1個(gè)電子，應(yīng)為Na元素，即a，Na在s區(qū)，Na與j(O)可形成Na2O、Na2O2兩種化合物。③根據(jù)Y的逐級(jí)電離能數(shù)據(jù)，Y最外層應(yīng)有3個(gè)電子，對(duì)應(yīng)的應(yīng)為Al(f)。④稀有氣體元素原子最穩(wěn)定，失去第一個(gè)電子需要的能量最多。
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