2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)規(guī)范演練含解析新人教版

PAGE7-第一講原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．(2024·江門(mén)模擬)有A、B、C、D、E5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?cè)幼钔鈱与娮优挪紴閚s1，B和D也屬同一族，它們?cè)幼钔鈱拥膒能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出各元素的符號(hào)：A_______，B_________，C_________，D__________，E________。(2)由這五種元素組成的一種化合物是______________(寫(xiě)化學(xué)式)。寫(xiě)出該物質(zhì)的一種主要用途：__________________________________________________________________________________。(3)寫(xiě)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：___________。(5)元素B與D的電負(fù)性大小關(guān)系是B________D(填“>”“<”或“＝”，下同)，C與E的第一電離能的大小關(guān)系是C________E。解析：A、B、C、D、E5種元素核電荷數(shù)都小于20，A、E同主族且最外層電子排布式為ns1，故A、E為第ⅠA族，而A為非金屬元素，則A為H；B、D同主族，其原子最外層的p能級(jí)電子數(shù)是s能級(jí)電子數(shù)的兩倍，故其最外層電子排布式為ns2np4，為第ⅥA族元素，B核電荷數(shù)小于D，則B為O，D為S，E為K；C原子最外層電子數(shù)為S原子最外層電子數(shù)的一半，則C為Al。同主族元素自上而下電負(fù)性漸漸減小，故B(O)的電負(fù)性大于D(S)；E(K)的第一電離能小于Na，Na的第一電離能小于C(Al)，故第一電離能Al>K。答案：(1)HOAlSK(2)KAl(SO4)2·12H2O作凈水劑(或其他合理答案)(3)1s22s22p63s23p1(或[Ne]3s23p1)(4)(5)>>2．(2024·石家莊質(zhì)檢)化學(xué)作為一門(mén)基礎(chǔ)自然科學(xué)，在材料科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。(1)高溫超導(dǎo)材料釔鋇銅氧的化學(xué)式為YBaCu3O7，其中eq\f(1,3)的Cu以罕見(jiàn)的Cu3＋形式存在。Cu在元素周期表中的位置為_(kāi)_____________，基態(tài)Cu3＋的核外電子排布式為_(kāi)_______________。(2)磁性材料在生活和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用廣泛。探討表明，若構(gòu)成化合物的陽(yáng)離子有未成對(duì)電子時(shí)，則該化合物具有磁性。下列物質(zhì)適合作錄音磁帶磁粉原料的為_(kāi)_______(填字母)。A．V2O5 B．CrO2C．PbO D．ZnO(3)屠呦呦因在抗瘧藥青蒿素探討中的杰出貢獻(xiàn)，成為我國(guó)首獲科學(xué)類(lèi)諾貝爾獎(jiǎng)的人。青蒿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示，其組成元素的電負(fù)性由大到小的依次為_(kāi)_______。解析：(1)Cu原子核外有29個(gè)電子，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu元素在周期表中處于第四周期第ⅠB族?；鶓B(tài)Cu原子失去3個(gè)電子得到Cu3＋，故基態(tài)Cu3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。(2)構(gòu)成化合物的陽(yáng)離子有未成對(duì)電子時(shí)，則該化合物具有磁性，V5＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，不含未成對(duì)電子；Cr4＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，含2個(gè)未成對(duì)電子；Pb和C元素同主族，Pb的6s能級(jí)處于最外層，有2個(gè)電子，故Pb2＋不含未成對(duì)電子；Zn2＋的價(jià)電子排布式為3d10，不含未成對(duì)電子，故具有磁性的為CrO2。(3)青蒿素中含有C、H、O三種元素，其電負(fù)性由大到小的依次為O>C>H。答案：(1)第四周期第ⅠB族1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)(2)B(3)O>C>H3．南京理工高?；W(xué)院胡炳成教授團(tuán)隊(duì)于2024年1月勝利合成世界首個(gè)全氮陰離子鹽，使氮原子簇化合物的探討又有了新的突破。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：(1)基態(tài)N原子的電子排布圖為_(kāi)_______________，該原子中2p軌道上電子的排布遵循的原則是____________。(2)其次周期元素原子的第一電離能介于B、N之間的有_______。(3)科學(xué)家目前合成了N4分子，該分子中N—N—N的鍵角為_(kāi)_______；N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量，推想其用途：______________________(寫(xiě)出一種即可)。(4)N8是一種由全氮陽(yáng)離子和全氮陰離子構(gòu)成的特別物質(zhì)，已知陽(yáng)離子由5個(gè)氮原子排列成V形，每個(gè)氮原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則陽(yáng)離子的電子式為_(kāi)_______________________________。解析：(1)基態(tài)氮原子核外有7個(gè)電子，其核外電子排布圖為。2p軌道上3個(gè)電子分別單獨(dú)占據(jù)1個(gè)軌道且自旋狀態(tài)相同，遵循洪特規(guī)則。(2)Be原子2s能級(jí)處于全充溢狀態(tài)，其第一電離能比B大，N原子2p能級(jí)處于半充溢狀態(tài)，其第一電離能比O的大，所以第一電離能介于B和N之間的有Be、C、O，共3種。(3)N4分子和P4分子類(lèi)似，該分子中N—N—N的鍵角為60°。N4分解后能產(chǎn)生N2并釋放出大量能量，可以制造火箭推動(dòng)劑或炸藥。(4)依據(jù)每個(gè)氮原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，可以推斷該離子為Neq\o\al(＋,5)。答案：(1)洪特規(guī)則(2)Be、C、O(3)60°制造火箭推動(dòng)劑或炸藥(或其他合理答案)(4)4．下表為元素周期表前三周期的一部分，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(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)，緣由是__________________________________________________________________________。(2)X的基態(tài)原子的電子排布圖是________(填序號(hào))。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蟔_______(填字母)。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(hào))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(xiàn)形分子G反應(yīng)，生成兩種直線(xiàn)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：依據(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(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)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(duì)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(gè)電子須要的能量最多，即第一電離能最大。(4)依據(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)NH3PH3氮元素的非金屬性(或電負(fù)性)比磷強(qiáng)(或N—H鍵的鍵長(zhǎng)比P—H的短)(2)②C(3)Ne(4)2NH3＋3F2=6HF＋N25．下表列出前20號(hào)元素中的某些元素性質(zhì)的一些數(shù)據(jù)：元素原子半徑/(10－10m)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(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)以上10種元素中，第一電離能最小的是__________(填字母)。(2)上述⑤⑥⑦3種元素中的某2種元素形成的化合物中，每一個(gè)原子都滿(mǎn)意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的物質(zhì)可能是________________(寫(xiě)分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______，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)到弱的依次是________________(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(chēng))，可以驗(yàn)證你的結(jié)論的是下列中的________(填字母)。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(zhǎng)(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(hào)元素，依據(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(shì)；同一主族中，從上向下，元素的第一電離能漸漸減小，故在10種元素中，第一電離能最小的是②K。(2)C、P、Cl中的某2種元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一個(gè)原子都滿(mǎn)意8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)；依據(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(guò)C、E驗(yàn)證。答案：(1)②(2)PCl3、CCl4Si3N43s23p4(3)HCl>H2S>PH3>SiH4(4)氮元素CE6．現(xiàn)有屬于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素，原子序數(shù)依次增大。A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn＋1；C元素為最活潑的非金屬元素；D元素核外有三個(gè)電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,6)；E元素正三價(jià)離子的3d軌道為半充溢狀態(tài)；F元素基態(tài)原子的M層全充溢，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子；G元素與A元素位于同一主族，其某種氧化物有劇毒。(1)A元素的第一電離能________(填“<”“>”或“＝”)B元素的第一電離能，A、B、C三種元素電負(fù)性由小到大的依次為_(kāi)_____________(用元素符號(hào)表示)。(2)D元素原子的價(jià)電子排布式是______________________________________________________________________________。(3)C元素原子的電子排布圖為_(kāi)____________________；E3＋的離子符號(hào)為_(kāi)_______。(4)F元素位于元素周期表的________區(qū)，其基態(tài)原子的電子排布式為_(kāi)_____________________。(5)G元素可能的性質(zhì)________(填字母)。A．其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B．其電負(fù)性大于磷C．其原子半徑大于鍺D．其第一電離能小于硒(6)活潑性：D________Al(填“>”或“<”，下同)，I1(Mg)________I1(Al)，其緣由是____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：現(xiàn)有屬于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七種元素，原子序數(shù)依次增大。A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N元素；C元素為最活潑的非金屬元素，則C是F元素，所以B是O元素；D元素核外有三個(gè)電子層，最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,6)，所以D是Mg元素；E元素正三價(jià)離子的3d軌道為半充溢狀態(tài)，則E的原子序數(shù)是18＋5＋3＝26，即E是Fe元素；F元素基態(tài)原子的M層全充溢，N層沒(méi)有成對(duì)電子，只有一個(gè)未成對(duì)電子，則F是Cu元素；G元素與A元素位于同一主族，其某種氧化物有劇毒，則G是As元素。(1)一般來(lái)講非金屬性越強(qiáng)，第一電離能越大，但由于氮元素的2p軌道電子處于半充溢狀態(tài)，穩(wěn)定性強(qiáng)，則氮元素的第一電離能大于氧元素的第一電離能；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，則A、B、C三種元素電負(fù)性由小到大的依次為N＜O＜F。(2)依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知鎂元素原子的外圍電子排布式是3s2。(3)依據(jù)核外電子排布規(guī)律可知氟元素的軌道表示式為；E3＋的離子符號(hào)為Fe3＋。(4)銅元素位于元素周期表的ds區(qū)，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)G為As，位于金屬與非金屬的分界線(xiàn)處，其單質(zhì)為半導(dǎo)體，其電負(fù)性小于磷，原子半徑小于鍺，第一電離能大于硒。(6)元素D為Mg，活潑性Mg>Al，I1(Mg)>I1(Al)，因?yàn)镸g的3p軌道處于全空狀態(tài)，比較穩(wěn)定，而Al的3p軌道只有一個(gè)電子，不穩(wěn)定，故活潑性Mg>Al，而第一電離能則是I1(Mg)>I1(Al)。答案：(1)>N＜O＜F(2)3s2(3)Fe3＋(4)ds1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(5)A(6)>>鎂原子的3p軌道處于全空狀態(tài)，比較穩(wěn)定，而鋁原子3p軌道只有一個(gè)電子，不穩(wěn)定7．有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所示：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A短周期元素中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素某種合金是原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑BB與A同周期，其最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來(lái)水生產(chǎn)過(guò)程中常用的消毒殺菌劑EL層上有2對(duì)成對(duì)電子請(qǐng)依據(jù)表中信息回答下列問(wèn)題：(1)A原子的核外電子排布式為_(kāi)_________________。(2)B元素在周期表中的位置為_(kāi)_____________；簡(jiǎn)潔離子半徑：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(gè)未成對(duì)電子，能量最高的電子為_(kāi)_______軌道上的電子，其軌道呈________形。(4)D原子的電子排布式為_(kāi)___________