内容正文:
第四章 物质结构 元素周期律
课时冲关十 原子结构 原子核外电子排布
一、选择题:每题只有一个选项符合题意
1.(2024·洛阳市一中高三开学考)化学上,将质量数相同、质子数不同的原子称为同量素。某核衰变方程式为X+He→n+Y。下列说法错误的是( )
A.电负性:Y>X
B.Y与C互为同量素
C.X与B互为同位素
D.同量素的化学性质相似
解析:D [根据质量守恒有2b+1=11+4,则b=7,Y为N;根据质子守恒有a+2=0+7,a=5,X为B。A.同周期元素从左到右电负性依次增大,N的电负性大于B的电负性,故A正确;B.N与C的质量数都是14,质子数分别为7、6,互为同量素,故B正确;C.B和B的质子数相同、质量数不同,互为同位素,故C正确;D.互为同量素的原子质子数不同,核外电子排布不同,化学性质不同,故D错误。]
2.(2024·山西省实验中学月考)下列说法或化学用语表达正确的是( )
A.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
B.Fe2+的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6
C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层的增加,p能级原子轨道也在增多
D.某原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p63d54s1属于激发态
解析:B [A.s能级的原子轨道呈球形,处在该轨道上的电子不只在球壳内运动,还在球壳外运动,只是在球壳外运动概率较小,A错误;B.Fe为26号元素,原子核外有26个电子,Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,失去2个电子形成Fe2+,则Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,B正确;C.p 能级的原子轨道呈哑铃形,任何能层上的p能级都有3个原子轨道,与能层的大小无关,C错误;D.当轨道中的电子处于半充满或全充满状态时,能量较低,属于稳定状态,所以某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1处于低能态,D错误。]
3.(2024·长郡中学高三开学考)下列符号表征错误的是( )
A.H2分子中σ键的电子云轮廓图:
B.H2S的VSEPR模型:
C.HCO的水解方程式为HCO+H2OH3O++CO
D.MgCl2的形成过程:
解析:C [A.H2由两个氢原子构成,氢原子的电子1s1与另一个氢原子的1s1相互靠拢,原子轨道互相重叠,形成了s-s σ键,其电子云轮廓图是,A项正确;B.H2S中,S与H之间形成两对共用电子对,S本身存在两对孤电子对,以S为中心原子的杂化方式是sp3,VSEPR模型是四面体,如,B项正确;C.HCO的水解方程式为:HCO+H2OOH-+H2CO3,而HCO+H2OH3O++CO是电离方程式,C项错误;D.MgCl2是离子化合物,形成过程,D项正确。]
4.(2024·洛阳市一中高三开学考)下列表示不正确的是( )
A.用电子式表示H2S的形成过程:
B.CS2的空间填充模型:
C.基态铬原子的价层电子排布图:
D.H3O+的VSEPR模型:
解析:A [A.H2S为共价化合物,硫原子和氢原子通过共用电子对相结合,形成过程为,A错误;B.CS2和CO2为等电子体,空间结构为直线形,硫原子的原子半径大于碳原子的,CS2的空间填充模型为,B正确;C.铬元素的原子序数为24,基态铬原子的价层电子排布图为,C正确;D.H3O+中氧原子的价层电子对数为3+=4,H3O+的VSEPR模型为,D正确。]
5.(2024·南阳市一中高三开学考)M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素,基态X原子2p能级上仅有2个电子,Y元素原子的价电子数是W的两倍,由五种元素组成的某电极材料的结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.简单氢化物沸点:Z>Y
B.该化合物中必然存在配位键
C.由M和Y形成的化合物中可能存在共价键
D.基态X原子的价电子排布式:2s22p2
解析:A [M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期主族元素,基态X原子2p能级上仅有2个电子,X原子核外电子排布式为1s22s22p2,则X为C;M形成+1价阳离子,其中原子序数小于碳,可知M为Li;五种元素组成的电极材料阴离子结构中,Y形成2条共价键,其价电子数为6,而Y元素原子的价电子数是W的两倍,W的价电子数为3,则W为B、Y为O;Z形成1条共价键,则Z为F。由分析可知,M为Li、W为B、X为C、Y为O、Z为F。A.Z、Y的简单氢化物分别为HF、H2O,常温下HF是气体,而H2O是液体,则沸点:HF<H2O,故A错误;B.B原子最外层仅有3个电子,阴离子中B原子形成4条共价键中有1条是配位键,故B正确;C.锂与氧可以形成Li2O2,该化合物中氧原子之间形成共价键,故C正确;D.基态C原子的价电子排布式为2s22p2,故D正确。]
6.对充有氖气的霓虹灯管通电,灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是( )
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应
解析:A [在电流作用下,基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红色光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红光,故A项正确。]
7.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是( )
A.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种:球形和哑铃形
B.基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n=2或3)
C.基态R原子的原子轨道总数为9
D.基态R原子的轨道表示式为
解析:A [由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知,可能有两种情况:p能级上只有2个电子,R为第ⅣA族元素,C或Si;p能级上有4个电子,R为第ⅥA族元素,O或S,故只有A正确。]
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意
8.X、Y、Z、W是短周期元素,X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质;Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等;Z元素+2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )
A.X元素的氢化物的水溶液显碱性
B.Z元素的离子半径大于W元素的离子半径
C.Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应
D.Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点
解析:C [根据题意,Z元素为Mg,Y元素原子最外电子层电子排布为ns2np2,是C或Si,X为N或O,W为Al或Cl,N的氢化物的水溶液显碱性,但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性,A错误;Cl-的半径比Mg2+大,Al3+的半径比Mg2+小,B错误;氮气、氧气均能与镁反应,C正确;CO2形成的晶体熔、沸点低,D错误。]
9.(2022·山东等级模拟考)某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是( )
A.3p64s1 B.4s1
C.3d54s1 D.3d104s1
解析:A [基态原子电子排布符合4s1的,在第四周期中只有K、Cr、Cu三种元素满足,三者的价电子排布分别为4s1、3d54s1、3d104s1。]
10.(2024·临沂市高三检测)下列对电子排布式或轨道表示式书写及评价正确的是( )
选项
电子排布式或轨道表示式
评价
A
N原子的轨道表示式:
错误;违反洪特规则
B
O原子的轨道表示式:
错误;违反泡利不相容原理
C
K原子的轨道表示式:1s22s22p63s23p63d1
错误;违反能量最低原理
D
Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6
正确;符合能量最低原理
解析:CD [A.相同轨道中的两个电子运动方向相反,违反了泡利不相容原理,不符合题意,A错误;B.电子应先充满同能级的轨道,违反了洪特规则,不符合题意,B错误;C.K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s1,违反能量最低原理,符合题意,C正确;D.Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6,符合题意,D正确。]
三、非选择题
11.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如下所示的转化关系。
(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,请写出:A的结构式________________;D的电子式________________。
(2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子,请写出:
①A与B在溶液中反应的离子方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②根据上述离子方程式,可判断C与B结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)________>________。
(3)已知肼(H2N—NH2)和甲胺(CH3—NH2)都是18个电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中受到启发,写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式(至少写两个):
________________________________________________________________________。
解析:(1)观察框图,容易想到NH+OH-NH3↑+H2O或HF+OH-===F-+H2O反应。
(2)①18电子微粒很多,酸碱中和容易想到的:H2S+OH-===HS-+H2O或HS-+OH-===S2-+H2O。②联想强酸制弱酸的道理,可得到强碱制弱碱,结合质子的能力显然B>C。(3)按C、H、O、F替换即可。
答案:(1) (或H—F)
(2)①H2S+OH-===HS-+H2O
(或HS-+OH-===S2-+H2O)
②OH- S2-(或HS-)
(3)CH3—CH3,CH3—OH,CH3—F(任写两个即可)
12.(2024·广东模拟)有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是核反应堆的传热介质
B
B与A同周期,其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写:
(1)A原子的核外电子排布式是___________________________________________。
(2)B元素在周期表中的位置是________,离子半径:B________(填“大于”或“小于”)A。
(3)C原子的轨道表示式是________________________,其原子核外有____个未成对电子,能量最高的电子为______轨道上的电子,其轨道呈____形。
(4)D原子的核外电子排布式为_______________________________________________,
D-的结构示意图是____________________________________________________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为______________________________,与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为______________________________。
答案:(1)1s22s22p63s1
(2)第三周期第ⅢA族 小于
(3) 3 2p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
(5)NaOH+Al(OH)3===Na[Al(OH)4]
3HCl+Al(OH)3===AlCl3+3H2O
13.现有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间,两两皆能反应且均能生成盐和水。D和E各有如下表的电子层结构:
元素
最外层电子数
次外层电子数
D
x
x+4
E
x+1
x+4
回答下列问题:
(1)A元素原子的电子排布式为________,质子数比中子数少2的B元素的一种核素的符号为______________,F原子的结构示意图为________________。
(2)C单质与A元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)D和E的氢化物中稳定性较强的是________________(填化学式)。
(4)工业上制取单质D的化学反应方程式为
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)D的氧化物溶于某酸的化学反应方程式为
________________________________________________________________________。
解析:由“D的最外层电子数为x,次外层电子数为x+4”可知,x+4=8,x=4,则D为Si,E为P。 由“A、C、F三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间,两两皆能反应且均能生成盐和水”可知,必为Al(OH)3与酸、碱反应,则C为Al,A为Na,由“A、C、F三原子的最外层共有11个电子”可推出F为Cl。而B的原子序数在A、C之间,则B为Mg。D的氧化物(SiO2)只溶于氢氟酸。
答案:(1)1s22s22p63s1 Mg
(2)2Al+2OH-+6H2O===2[Al(OH)4]-+3H2↑
(3)PH3
(4)SiO2+2CSi+2CO↑
(5)SiO2+4HF===SiF4↑+2H2O
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