内容正文:
假期必刷35 原子结构与性质
1.“原子”原意是“不可再分”的意思.20世纪
初,人们才认识到原子不是最小的粒子.从
电子层模型分析,Ca原子核外 N能层中运
动的电子数为 ( )
A.8 B.2
C.18 D.10
2.下表列出了某短周期元素R的各级电离能
数据(用I1、I2表示,单位为kJmol-1).
下列关于元素R的判断中一定不正确的是
( )
I1 I2 I3 I4
740 1500 7700 10500
A.R的最高正价为+2价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡA族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
3.(双选)13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期
主族元素.下列有关说法正确的是 ( )
A.元素Al在周期表中位于第四周期第ⅢA族
B.元 素 P 的 简 单 气 态 氢 化 物 的 化 学 式
为PH4
C.第一电离能:I1(Al)<I1(S)<I1(P)
D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO4
<H2SO4<HClO4
4.短周期元素 W、X、Y和Z的原子序数依次
增大.W 是宇宙中最丰富的元素,W2X是
维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃
的刻蚀,ZX2 是酸雨的主要形成原因之一,
室温下化合物ZY4 是气体.下列说法错误
的是 ( )
A.Y的第一电离能在四种元素中最大
B.W2X和ZX2 的中心原子分别为sp3 和
sp2 杂化
C.W2X沸点高于 W2Z的沸点
D.ZY4 分子中原子均为8电子结构
5.金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和
氨合电子,向该溶液中加入穴醚类配体L,
得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物
[NaL]+Na-.下列说法错误的是 ( )
A.Na-的半径比F-的大
B.Na-的还原性比Na的强
C.Na-的第一电离能比 H-的大
D.该事实说明Na也可表现出非金属性
6.(双选)由徐光宪院士发起院士学子同创的
«分子共和国»科普读物生动形象地戏说了
BF3、NH3、H2S、O3、CH3COOH、SOCl2 等
众多“分子共和国”中的明星.下列说法正
确的是 ( )
A.键角:NH3<BF3
B.酸性:CH3COOH>CF3COOH
C.SOCl2 分子中只存在σ键,不存在π键
D.H2S、O3 分子的空间结构均为V形,且均
为极性分子
7.次磷酸(H3PO2)是一元中强酸,次磷酸钠
(NaH2PO2)广泛应用于化学镀镍,次磷酸
钠的生产与镀镍过程如图所示.下列有关
说法正确的是 ( )
A.Ni2+价层电子的轨道表示式为
B.“碱溶”时氧化剂与还原剂的物质的量之
比为3∶1
68
C.PH3、PO3-4 中P的杂化方式相同,键角
PO3-4 >PH3
D.次磷酸铵与足量氢氧化钠共热,发生反
应NH+4 +H2PO-2 +3OH-
△
NH3↑+
3H2O+PO3-2
8.四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;
③1s22s22p3;④1s22s22p5,则下列有关比较
中正确的是 ( )
A.原子半径:④>③>②>①
B.第一电离能:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③=②>①
9.短周期主族元素X、Y、Z、W 原子序数依次
增大,其中只有Y、Z处于同一周期且相邻,
Z是地壳中含量最多的元素,W 是短周期中
金属性最强的元素.下列说法正确的是
( )
A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)
B.气态氢化物的稳定性:Y>Z
C.第一电离能:Y<Z
D.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物和
离子化合物
10.(双选)抗氧化剂香豆酰缬氨酸乙酯(Z)可
由图中反应制得.
下列关于化合物X、Y、Z说法不正确的是
( )
A.化合物X中所有原子一定共平面
B.化合物Y中所含元素的电负性:
O>N>C>H
C.化合物Z中的含氧官能团有:酯基、酰
胺基、羟基
D.化合物Z的分子式为C16H20O4N
11.乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐类能与多种
金属离子发生络合反应,具有广泛用途.
EDTA的分子结构如图所示.
(1)EDTA所含元素电负性有小到大的顺
序为 .
(2)EDTA分子中碳原子采取的杂化类型
为 .基态氧原子核外电子有
种运动状态.
(3)EDTA可以与NH3 形成盐,NH3 分子
的VSEPR模型为 .氨熔沸点低,
铵盐熔沸点高,原因是 .
(4)EDTA及其盐可与Ca2+形成稳定络合
物,用于测定水的硬度,这一性质与EDTA
分子 中 原 子 能 够 提 供 孤 电 子 对
有关.
1.(2023浙江1月选考)X、Y、Z、M、Q五种
短周期元素,原子序数依次增大.X的2s
轨道全充满,Y的s能级电子数量是p能级
的两倍,M是地壳中含量最多的元素,Q是
纯碱中的一种元素.下列说法不正确
的是
( )
A.电负性:Z>X
B.最高正价:Z<M
C.Q与 M 的化合物中可能含有非极性共
价键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
2.(2022 江苏高考卷)工 业 上 电 解 熔 融
Al2O3 和冰晶石(Na3AlF6)的混合物可制得
铝.下列说法正确的是 ( )
A.半径大小:r(Al3+)<r(Na+)
B.电负性大小:χ(F)<χ(O)
C.电离能大小:I1(O)<I1(Na)
D.碱性强弱:NaOH<Al(OH)3
78
假期必刷35
素养提升
1.B 2.D 3.CD
4.D [W 是宇宙中最丰富的元素,则 W 是 H 元素;W2X是维
持生命过程的必需物质,则X为 O元素;W 元素可用于玻璃
的刻蚀,则 WY为 HF,Y为F元素;ZX2 是酸雨的主要形成
原因之一,且Z的原子序数比 Y 大,则 Z为 S元素;综上所
述,W、X、Y和Z分别为 H 元素、O 元素、F元素、S元素,据
此解答.一般规律:元素的非金属性越强,第一电离能越大,
第ⅡA族、第ⅤA 族元素 的 第 一 电 离 能 比 同 周 期 相 邻 元 素
大,因此F元素的第一电离能在四种元素中最大,A 正确;
H2O中 O的价层电子对数为2+
6-2×1
2 =4
,SO2 中 S的
价层电子对数为2+6-2×22 =3
,因此 H2O 和 SO2 的中心
原子分别为sp3 和sp2 杂化,B正确;O 和 S属于同主族元
素,但 H2O分子间存在氢键,而 H2S分子间不存在氢键,因
此 H2O的沸点高于 H2S的沸点,C 正确;SF4 中,S的最外
层电子数为10,D错误.]
5.C [A.Na- 核外有3个电子层、F- 核外有2个电子层,故
Na- 的半径比 F- 的大,A 项 正 确;B.Na- 的 半 径 比 Na的
大,Na- 中原子核对最外层电子的引力小,易失电子,故 Na-
的还原性比 Na的强,B项正确;C.H- 的1s上有2个电子,
为全充满稳定结构,不易失去电子,故 Na- 的第一电离能比
H- 的小,C项错误;D.该事实说明 Na可以形成 Na- ,得电
子表现出非金属性,D项正确.故选 C.]
6.AD [A.NH3 中的 N为sp3 杂化,BF3 中的 B为sp2 杂化,
故键角 NH3<BF3,A正确;B.氟的电负性较强,使 O—H 的
极性 增 强,更 易 电 离 出 氢 离 子,故 酸 性:CH3COOH <
CF3COOH,B错误;C.该分子中含 有 两 个 S—Cl键 和 一 个
SO键,单键是σ键,双键中有一个σ键和一个π键,C错
误;D.H2S、O3 分子的空间结构均为 V 形,均为极性分子,D
正确;答案选 AD.]
7.C [A.基态 Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,Ni原子
失去2个4s电子变为 Ni2+ ,则 Ni2+ 的价层电子排布式为
3d8,故其价层电子的轨道表示式为 ,故 A 错
误;B.“碱 溶”时,发 生 的 反 应 为 P4+3NaOH+3H2O
3NaH2PO2+PH3↑,氧化剂与还原剂均为 P4,根据化合价
变化,二者物质的量之比为1∶3,故 B错误;C.PH3 中 P原
子价层电子对数为:3+5-3×12 =4
,采取sp3 杂化,有1对
孤电子对,空间结构为三角锥形;PO3-4 中 P原子价层电子
对数为:4+5+3-4×22 =4
,采取sp3 杂化,无孤电子对,空
间结构为正四面体形,所以 PO3-4 中 P的杂化方式相同,键
角 PO3-4 > PH3,故 C 正 确;D.H3PO2 是 一 元 酸,则
NH4H2PO2 为正盐,H2PO-2 不电离,次磷酸铵与足量氢氧
化钠共热,发生反应 NH+4 +OH-
△
NH3↑+H2O,故 D
错误;答案选 C.]
8.B [由 四 种 元 素 基 态 原 子 电 子 排 布 式 可 知,①
1s22s22p63s23p4 是S元素、②1s22s22p63s23p3 是P元素、③
1s22s22p3 是 N 元素、④1s22s22p5 是 F元素.A.同周期元
素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原
子半径依次增大,则原子半径 P>S>N>F,即②>①>③
>④,选项 A错误;B.同主族元素,从上到下第一电离能依
次降低,同周期元素,从左到右第一电离能依次增大,但ⅤA
族元素的原子p轨道为半充满的稳定状态,第一电离能大
于同周期的相邻元素,则第一电离能S<P<N<F,即④>
③>②>①,选项B正确;C.同周期元素,从左到右电负性
依次增大,同主族元素,从上到下电负性依次减小,N 元素
非金属性比S元素强,则电负性 P<S<N<F,④>③>①
>②,选项C错误;D.元素的最高正化合价等于核外最外层
电子数,但F元素没有正化合价,则元素的最高正化合价:
①>②=③,选项 D错误;答案选B.]
9.D [短周期主族元素 X、Y、Z、W 原子序数依次增大,Z是地
壳中含量最多的元素,W 是短周期中电负性最小的元素,则
Z是 O元素,W 是 Na元素;其中只有 Y、Z处于同一周期且
相邻,且 Y 原子序数小于 Z,则 Y 是 N 元素,X 是 H 元素,
据此解答.由 分 析 可 知 X、Y、Z、W 分 别 是:H、N、O、Na.
A.原子的电子层数越多其半径越大,原子的电子层数相同
时,原子半径随着原子序数的增大而减小,X位于第一周期,
Y、Z位于第二周期且原子序数 Y<Z,W 位于第三周期,所
以原子半径大小顺序为:r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W),A 错
误;B.Y、Z分别是 N、O,元素的非金属性越强,其最简气态
氢化物的稳定性越强,非金属性 O>N,所以稳定性:H2O>
NH3,B错误;C.同一周期,从左到右,元素的第一电离能依
次增大,但是第ⅡA 族、ⅤA 族的第一电离能均高于其相邻
的元素,故第一电离能:Y(N)>Z(O),C错误;D.X、Y、Z三
种元素组成的化合物可能是 HNO3、NH4NO3,其中 HNO3
是共 价 化 合 物,NH4NO3 是 离 子 化 合 物,D 正 确.答 案
选 D.]
10.AD [A.化合物 X 中,所有同一
框内原子一定共平面,相邻的不同框,只共用2个原子,两
框内原子不一定共平面,因此,所有原子不一定共平面,A
不正确;B.化合物 Y中所含元素为 C、H、O、N,非金属性 O
>N>C>H,则电负性:O>N>C>H,B正确;C.化合物Z
HO
O
N
H O
O
中,含氧官能团有:酰 胺 基、
酚羟基、酯基,C正确;D.化合物Z
HO
O
N
H O
O
中,含 16 个 碳 原 子、1 个 N
原子、4个氢原子、不饱和度为7,氢原子数为17×2+2-1
-7×2=21,分子式为 C16H21O4N,D错误;故选 AD.]
11.解析:(1)EDTA的组成元素有碳、氢、氮、氧,因此四种元素
的电负性从大到小的顺序为 H、C、N、O 或 H<C<N<O;
(2)EDTA中羧基上 C原子价层电子对数是3、亚甲基上 C
原子价层电子对数是4,根据价层电子对互斥模型判断 C
原子杂化轨道类型,前者为sp2 杂化、后者为sp3杂化,答案
为sp2、sp3;同一核外没有两个电子的各个参数完全相同,
原子核外每个电子的运动状态都是不同的,基态氧原子核
外电子数为8,所以电子的运动状态有8种;(3)NH3 中 N
原子有3个σ键,有一个未成键的孤电子对,杂化轨道数为
4,采取sp3 杂化,VSEPR模型为四面体形;氨是分子晶体,
相邻分子靠分子间作用力相互吸引,铵盐是离子晶体,离子
间存在离子键,离子键的相互作用比分子间作用力强,所以
熔、沸点高;(4)EDTA 分子中 N、O 原子能够提供孤电子
对,EDTA及其盐可与 Ca2+ 形成稳定络合物,用于测定水
的硬度.
答案:(1)H、C、N、O 或 H<C<N<O (2)sp2、sp3 8
(3)四面体形 氨是分子晶体,相邻分子靠分子间作用力相
互吸引,铵盐是离子晶体,离子间存在离子键,离子键的相
互作用比分子间作用力强,所以熔、沸点高 (4)N、O
真题再现
1.B [Y的s能级电子数量是p能级的两倍,Y 为 C,X 的轨
道2s全充满,原子序数 X<Y,则 X为 Be或 B,M 是地壳中
含量最多的元素,M 为 O,原子序数 Y<Z<M,则Z为 N,Q
是纯碱中的一种元素,则 Q 为 Na,据此分析.A.同一周期
元素从左至右,电负性逐渐增大,Z>X,A 正确;B.N 最高正
价为+5价,O无最高正价,最高正价 N 大于 O,B错误;C.
Na和 O形成的过氧化钠中含有非极性共价键,C正确;D.
非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金
属性 N大于 C,硝酸酸性强于碳酸,D正确;故选B.]
041
2.A [A.核外电子数相同时,核电荷数越大半径越小,故半径
大小为r(Al3+ )<r(Na+ ),故 A正确;B.同周期元素核电荷
数越大电负性越大,故χ(F)>χ(O),故 B错误;C.同周期从
左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从上往下第一电离能
呈减小趋势,故电离能大小为I1(O)>I1(Na),故 C 错误;
D.元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越
强,故碱性强弱为 NaOH>Al(OH)3,故 D错误;故选 A.]
假期必刷36
素养提升
1.A 2.A 3.C
4.B [A.甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到
的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A 正确;B.
N2H4 中 N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;C.
N2H4 分子中连接 N 原子的 H 原子数多,存在氢键的数目
多,而偏二甲肼((CH3)2NNH2)只有一端可以形成氢键,另
一端的两个 甲 基 基 团 比 较 大,影 响 了 分 子 的 排 列,沸 点 较
N2H4 的低,C正确;D.CH3OH 为四面体结构,-OH 结构
类 似 于 水 的 结 构,(CH3 )2NNH2 的 结 构 简 式 为
N
N
H
H ,两者分子中 C、O、N 杂化方式均为sp3,D 正
确;故选B.]
5.C [A.水分子间存在氢键,使水分子之间形成孔穴,造成冰
的微观空间存在空隙,宏观上表现在冰的密度比水小,冰能
浮在水面上,A 项 正 确;B.乙 醇 分 子 与 水 分 子 间 能 形 成 氢
键,甲醚分子与水分子间不能形成氢键,所以乙醇比甲醚更
易溶于水,B项正确;C.HF分子间存在氢键,HCl、HBr、HI
分子间不存在氢键,相对分子质量越大,分子间作用力越强,
沸点越高,则有沸点:HF>HI>HBr>HCl,C项错误;D.蛋
白质上的氨基和羰基之间能形成氢键,从而影响了蛋白质分
子独特的结构,D项正确;答案选 C.]
6.B [A.CH3NH+3 相当于甲基取代 NH+4 中的1个 H 原子,
NH+4 中 N原子的价层电子对数是4,则 CH3NH+3 中 N 原
子的价层电子对数是4,则 N原子采用sp3 杂化,故 A正确;
B.甲基的供电子能力强于氢原子,导致亚氨基中的 N 原子
电负性更大,电负性越大,接受质子能力越强,所以接受质子
能力:CH3NH2<(CH3)2NH,故B错误;C.N原子中含有孤
电子对、连接 N原子的其中一个 H 原子含有空轨道,所以该
离子中存在配位键,故C正确;D.该晶胞中白色球个数是2、
大的黑色球个数=8× 18 +4×
1
4 =2
、小的黑色球个数=
10×12+1=6
,则白色球、大的黑色球、小的黑色球个数之
比=2∶2∶6=1∶1∶3,结 合 其 化 学 式 知,白 色 球 代 表
Pb2+ ,小的黑色球表示I- ,每个晶胞中含有I- 的数目为3,
故 D正确;故选B.]
7.B [A.NH3 与 H2O 以 氢 键 (用 “”表 示)结 合 形 成
NH3H2O分子,氨气中 N 和水中 H 形成氢键,则 NH3
H2O的结构式为 H N
H
H
H O
H
,A 正 确;B.NF3 中 N
原子价层电子对数=3+5-3×12 =4
,BF3 分子中 B原子价
层电子对数=3+3-3×12 =3
,中心原子杂化类型:前者为
sp3、后者为sp2,B错误;C.HCHO 中 C原子价层电子对数
=3+4-2×1-1×22 =3
且不含孤电子对,CH+3 中 C原子
价层电子对数=3+4-1-3×12 =3
且不含孤电子对,SO3
分子中S原子价层电子对数=3+6-3×22 =3
且不含孤电
子对,这三 种 微 粒 空 间 结 构 都 是 平 面 三 角 形,C 正 确;D.
H3PO4 的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数,
所以磷酸的酸性大于次氯酸,D正确;故答案选B.]
8.D [A.SO2 分子中正负电中心不重合,因此属于极性分子,
而SO3 分子中正负电中心重合,因此该分子属于非极性分
子,A 错误;B.SO2Cl2 分子中与中心 S原子形成共价键的
O、Cl原子半径不同,因此该分子呈四面体结构,但不是正四
面体结构,B错误;C.SO3 分子中的中心 S原子价层电子对
数为3+6-2×32 =3
,则S原子是sp2 杂化;SO2-3 中S原子
价层电子对数是3+6+2-2×32 =4
,因此 S原子杂化类型
是sp3 杂化,C错误;D.根据(SO3)3 分子结构可知:在1个
(SO3)3 分子中含有12个σ键,则在1mol(SO3)3 分子中含
有12molσ键,D正确;故合理选项是 D.]
9.BC [X元素是宇宙中含量最多的元素,X为 H;元素 Y、Z、
W 原子序数依次增大,且均位于 X的下一周期,即位于第二
周期,由化合物中化学键可知,Y 为 C、Z为 O、W 为 F;元素
E的原子比 W 原子多8个质子,E的质子数为9+8=17,E
为 Cl.由上述分析可知,X为 H、Y 为 C、Z为 O、W 为 F、E
为 Cl.A.第一电离能:C<O<F,即 Y<Z<W,A 正确;B.
电子层数越多、原子半径越大,同周期,从左向右原子半径减
小,则原子半径:Cl>O>F,即 E>Z>W,B错误;C.元素非
金属性越强,简单气态氢 化 物 的 稳 定 性 越 强,非 金 属 性 W
(F)>E(Cl),则简单气态氢化物的稳定性:HF>HCl,C错
误;D.X2Z2 分子即 H2O2 中含有极性共价键和非极性共价
键,D正确;故选BC.]
10.A [A.反应过程中,含氨有机物中氮原子的杂化方式均为
sp3,A错误;B.氢键可表示为 X—HY(X、Y 为氟、氧或
氮),过渡态中“O—HO”和“O—HN”可看作初步形成
的氢键,B正确;C.反应过程中生成了水,后又消耗掉水,水
为中间 产 物,C 正 确;D.上 述 过 程 可 看 作 CH3COCH3 与
RCHO发生加成反应,D正确;故选 A.]
11.解析:(1)Cu的原子序数为29,核外有29个电子,其电子排
布式 为:1s22s22p63s23p63d104s1,Cu 失 去 2 个 电 子 得 到
Cu2+ ,则 Cu2+ 电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9,核外电
子的空间运动状态数等于轨道数,即:1+1+3+1+3+5=
14,所以 Cu2+ 空间的运动状态为14种;(2)CN- 中的 C和
N均有孤电子对,但 N的电负性强配位能力弱.所以配位
原子为 C;CN- 中 C的价层电子对数为1+4-3+12 =2
,所
以杂化方式为sp杂化.CN- 为三键连接,有2个π键和一
个σ键.[Fe(CN)6]4- 中含有特殊的共价键配位键6个,
所以σ键共有1×6+6=12而π键2×6=12,比值为1∶
1;(3)晶胞中S2- 为4个,而 S2- 与 Cu+ 个数比为1∶2,则
Cu+ 有8个.由于组成原子:四面体空隙:八面体空隙为1
∶2∶1,则 四 面 体 空 隙 为 8 个,所 以 空 隙 占 有 率 为
Cu+ 个数
四面体空隙数×100% =
8
8 ×100% =100%
.Cu+ 位 于
S2- 构成的四面体体心,则 Cu+ 配位数为4,则 S2- 为8;由
于ρ=
MN
NA×V晶胞
带入数据计算 得d= 64×8+32×4
NA×a3×10-21
g/
cm3,则 NA=
6.4
da3
×1023g/cm3;(4)由转化图可以看出,加
入盐酸溶液由黄绿色变为绿色,即 Cl- 与 Cu2+ 进行配位形
成[CuCl4]2- 为绿色,则黄绿色应该是混有[CuCl4]2- .要
观察到蓝色,即要使[CuCl4]2- 转化为[Cu(H2O)4]2- ,加水
降低 Cl- 浓度减低配位能力.变化量为4c[CuCl4]2- =4c
mol/L,起始 量 为 (4c+b)mol/L.则 转 化 率 为 4c4c+b×
100%.Ksp =c(Cu2+ )×c2 (OH- ),由 于 pH =m,则
c(OH- )= Kw
c(H+)
=10
-14
10-m
mol/L=10m-14 mol/L.则c(Cu2+)
=
Ksp
c2(OH-)
=2.2×10
-20
102m-28
mol/L=2.2×108-2m mol/L.
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