考点18 原子结构与性质-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（江苏专用）

考点18 原子结构与性质 目 录 1 1．高考真题考点分布 1 2．命题规律及备考策略 1 考法01 原子结构 考法02 核外电子运动规律 考法03 电离能、电负性 1.高考真题考点分布 考点内容 考题统计 原子结构 2019·江苏卷，2，2分；2018·江苏卷，2，2分；；2017·江苏卷，2，2分； 核外电子排布与核外电子 运动状态 2020·江苏卷，21(1)；2019·江苏卷，21(1)；2018·江苏卷，21(2)；2017·江苏卷，21(1)； 电负性与电离能 2024·江苏卷，4，3分；2023•江苏卷，4，3分；2022·江苏卷，3，3分； 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从近三年江苏高考试题来看，试题以选择题为主，考查核素、电子排布式、同位素、同素异形体、电负性、电离能等。考查形式趋于稳定，一般以给定相关元素的情境，考查电子排布式、元素的电离能及电负性等。 【备考策略】 1．了解原子结构，原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的排布式和电子排布图。 2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3．了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。 4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 【命题预测】 预计2025年高考仍会以新的情境载体考查电负性、电离能、化学用语、电子排布式等知识，题目难度适中。特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点，侧重于电负性与电离能的考查，注意掌握常见元素电负性与电离能的比较方法及特殊情况，备考时加以关注。 考法01 原子结构与核外电子运动规律 1．原子结构 (1)构成原子的微粒及作用 原子(X) (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A)＝_________数(Z)＋_________数(N)； ③阳离子的核外电子数＝_________数－阳离子所带的_________数； ④阴离子的核外电子数＝_________数＋阴离子所带的_________数。 (3)微粒符号周围数字代表的信息 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的_________不同，_________相同，化学性质__________________，物理性质_________。 ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 H：名称为氕，不含中子； H：用字母_____表示，名称为氘或重氢； H：用字母_____表示，名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【名师点睛】 (1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C原子质量的的比值，其近似值可用质量数代替。 (2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。其近似值是用各核素质量数算出的平均值，即Ar(Cl)≈35×a%＋37×b%。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)核聚变如 H＋H→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (2)Cl与Cl得电子能力几乎相同( ) (3)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子( ) (4)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同( ) (5)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素( ) (6)当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个( ) (7)原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强( ) (8)原子核外电子中，最外层上的电子能量最高( ) (9)当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构( ) (10)若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素( ) 考向1 原子结构 【例1】 我国限制稀土金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是(　　) A．Nd和Nd是同一核素 B．一个Nd原子的质量约为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值) C．Nd原子的中子数与质子数之差为80 D．14 g钕元素含有6 mol电子 【易错警示】 (1)原子不一定都有中子，如H。 (2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。 (3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。 (4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。 (5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。 (6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 考向2 核素、同位素、 【例2】天然铊有两种稳定同位素Tl和Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是( ) A．Tl和Tl质子数相同 B．Tl和Tl互为同素异形体 C．Tl和Tl中子数之差为2 D．Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43 【思维建模】四同的比较 定义 对象 分子式 结构 性质 同位素 质子数相同、中子数不同的核素(原子)互称为同位素 核素(原子) 符号表示不同，如：H、H、H 电子排布相同，原子核结构不同 物理性质不相同，化学性质相同 同素异形体 同一元素组成的不同单质 单质 元素符号表示相同，分子式可不同，如：金刚石和石墨、O2和O3 单质的组成或结构不同 物理性质不同，化学性质相似 同分异构体 分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体 化合物 相同 不同 物理性质不同，化学性质不一定相同 同系物 结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物 化合物 不相同 相似 物理性质不同，化学性质相似 【对点01】关于的描述，下列正确的是( ) A．该微粒核外有Z个电子 B．该微粒核外有A个电子 C．该微粒核外有Z+n个电子 D．该微粒核外有Z-n个电子 【对点02】X元素的化合价是＋m价，Y元素的化合价是-n价，那么X元素与Y元素组成的化合物一个分子中，原子个数( ) A．一定是m个 B．一定是n个 C．一定是(m＋n)个 D．可能是(m＋n)个 【对点03】下列说法不正确的是(　　) A．32S和34S互为同位素 B．C70和纳米碳管互为同素异形体 C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体 D．C3H6和C4H8一定互为同系物 【对点04】是目前发现的最后一种元素，也是最重的一种元素，元素符号为Og，是人工合成的放射性稀有气体元素，它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子撞击锎(Cf)靶，可以产生Og，其反应可表示为：，下列说法错误的是( ) ( ) A．原子核内有176个中子，质子数为118 B．与的化学性质几乎相同 C．Og是一种性质稳定的非金属元素 D．锎为过渡元素 考法02 核外电子运动规律 1．核外电子运动状态 核外电子按能量不同分成电子层，同一电子层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (1)原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。 电子层(n) 一 二 三 四 电子层符号 ____ ____ ____ ____ 能级符号 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 各能级原子轨道数 ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ ____ 各电子层原子轨道数 ____ ____ ____ ____ 最多容纳电子数 ____ ____ ____ ____ (2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈____形、p电子云轮廓图呈____形。p电子云有____种伸展方向。 2．基态与激发态　原子光谱 (1)基态原子：处于________________的原子。 激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会________到较高能级，变为激发态原子。 (2)原子光谱 不同元素原子的电子发生跃迁时会________或________不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 3．原子核外电子排布的规范书写 (1)排布原则 ①________________：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 ②________________：一个原子轨道中最多只能容纳________电子，且它们的自旋状态________。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。 ③________________：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同。 如2p3的电子排布为 ，不能表示为或。 【易错提醒】 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 (2)填充顺序——构造原理 (3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例) 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 价电子排布式 3s23p4 价电子轨道表示式 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)基态磷原子的电子排布图为( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (5)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (6)2px、2py、2pz的能量相等( ) (7)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( ) (8)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2( ) (9)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz) ( ) (10)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则( ) 考向1 核外电子排布规律 【例1】(2024·江苏省无锡市高三二模)下列说法正确的是(　　) A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族 B．d区元素的原子一定都有d轨道电子 C．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素 D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素 考向2 电子式 【例2】 下列表述方法正确的是 A．氯化铵的电子式： B．二氧化碳的电子式： C．氯化氢的形成过程： D．氟化镁的形成过程： 【对点01】下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　) A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子 B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子 C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子 D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子 【对点02】下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　) A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素 C．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族 D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素 【对点03】下列关于电子式的描述正确的是( ) A．的电子式： H+ B．的形成过程：→ C．的电子式： D．氨气的电子式： 考法03 电离能、电负性 1.电离能 (1)第一电离能：气态电中性基态原子________一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。符号：________，单位：________。 (2)变化规律 同周期元素从左到右，元素第一电离能呈________趋势，原因是同周期元素从左到右，核电荷数增大，原子半径减小，原子失去电子越来越困难。 同一主族元素从上到下，元素第一电离能逐渐________。同种原子逐级电离能越来越____ (即I1_____I2_____I3…)。 元素 X Y Z 电离能/ (kJ·mol－1) I1 738 578 496 I2 1 415 1 817 4 562 I3 7 733 2 745 6 912 I4 10 540 11 575 9 543 I5 13 630 14 830 13 353 I6 17 995 18 376 16 610 I7 21 703 23 293 20 114 (3)电离能的应用 判断元素的金属性和非金属性强弱 一般来说，I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。 判断元素核外电子的分层排布情况 如Li：I1≪I2<I3表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L)上，且最外层上只有一个电子 判断元素在化合物中的化合价 如K：I1≪I2<I3表明K原子易失去1个电子形成＋1价阳离子 2．电负性 (1)电负性是元素的原子_________________能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子________________的能力越________。 (2)以最活泼的非金属元素氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。 (3)变化规律 ①金属元素的电负性一般________1.8，非金属元素的电负性一般________1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。 ②在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐________，同主族从上到下，元素的电负性逐渐________。 (4)电负性的三大应用 ①判断元素金属性与非金属性的强弱：金属元素的电负性一般________1.8，金属元素的电负性越________，金属元素越________；非金属元素的电负性一般________1.8，非金属元素的电负性越________，非金属元素越________。 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大的元素易呈现________价；电负性小的元素易呈现________价。 ③判断化学键类型：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是________键；电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是________键。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大( ) (2)在元素周期表中，同周期主族元素电负性从左到右越来越大( ) (3)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价( ) (4)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( ) (5)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( ) (6)第2周期主族元素的原子半径随核电荷数的增大依次减小( ) (7)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C( ) (8)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( ) (9)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( ) (10)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( ) 考向1 电离能、电负性的递变规律 【例1】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 【答案】A 【解析】核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，故A正确；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；同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族元素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；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。 【思维建模】元素第一电离能的周期性变化规律 一般规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小 特殊情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能 考向2 电离能、电负性的应用 【例2】(2024·江苏省宿迁市高三模拟)根据下表中五种元素的电离能(单位：kJ·mol－1)数据，下列说法不正确的是(　　) 　 电离能 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2 080 4 000 6 100 9 400 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 500 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 A．T的氯化物最可能的化学式为TCl3 B．氦元素最有可能与Q元素位于同一族 C．在周期表中，最可能处于同一族的是R和U D．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li 【对点01】 x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　) A．x的原子半径大于y的原子半径 B．x的电负性小于y的电负性 C．x的氧化性大于y的氧化性 D．x的第一电离能小于y的第一电离能 【对点02】已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是(　　) 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的常见化合价是＋1价 B．元素Y是第ⅢA族的元素 C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应 【对点03】X、Y是同周期的两种主族元素，它们的逐级电离能(I)数据如下表所示： 电离能/kJ·mol－1 I1 I2 I3 I4 I5 …… X 496 4 562 6 912 9 543 13 353 …… Y 738 1 451 7 733 10 540 13 630 …… 下列有关说法正确的是(　　) A．电负性：X＞Y B．与水反应剧烈程度：X<Y C．X的最外层电子数为1 D．Y的最高化合价为＋3 题型一 原子结构 1．X元素原子的最外层有7个电子，Y元素原子的最外层有4个电子，它们形成的化合物中，X元素和Y元素的化合价依次为( ) A．+7，-4 B．-1，+4 C．+4，-7 D．+4，-1 2．下列化学用语正确的是( ) A．H2、D2、T2互为同素异形体 B．M2+核外有a个电子、b个中子，M的核素符号： C．H2O2的电子式： D．用电子式表示Na2S的形成过程： 3．质子数和中子数之和为A，核内中子数为N的R2＋与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为( ) A． (A-N＋8) mol B． (A-N＋10) mol C．(A-N＋8) mol D． (A-N＋6) mol 题型二 核外电子排布规律 4．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　) A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 5．下列关于价电子排布为3s23p4的原子描述正确的是(　　) A．它的元素符号为O B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4 C．可以与H2化合生成液态化合物 D．其轨道表示式为 6．下列电子排布式或电子排布图正确的是(　　) ①基态C原子的电子排布图： ②基态Cr原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d44s2 ③基态O原子的电子排布图： ④基态Br原子的外围电子排布式：3d104s24p5 ⑤基态B原子的电子排布图： A．①②③ B．②③④ C．①②④⑤ D．只有③ 题型三 电离能与电负性 7．(2024·江苏省南京市高三一模)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kJ·mol－1)。 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　) A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡB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 8．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( ) 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．元素的第一电离能最大的可能是Q元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素 9．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是( ) 元素 X Y Z Q 结构信息 有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 有8个不同运动状态的电子 能级上有2个电子 价电子排布式为 A．电负性： B．第一电离能： C．单质的硬度： D．最高价含氧酸的酸性： 10．(2024·江苏南京外国语学校、金陵中学、海安中学高三三校联考测)对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是( ) A．电离能大小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：H2S>H2O>NH3 C．酸性强弱：H2SO3>HNO3>H2CO3 D．半径大小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-) 11．(2024·江苏省徐州一中、淮阴中学、姜堰中学高三联考)元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如S24、S6、S8等，用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO2可用来生产H2SO4，硫酸及硫酸盐是重要化工原料；H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为-1)，是制取多种硫化物的原料；用SO2与SeO2(白色晶体)的水溶液反应可制备硒，硒(34Se)是一种半导体材料。碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。下列说法正确的是( ) A．S2、S4、S6、S8互为同位素 B．SO2中S原子杂化轨道类型为sp2 C．34Se核外电子排布式为24 D．H2S和H2O的空间构型相同，且均为非极性分子 12．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 13．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　) X Y Z A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4 B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多 D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 14．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。 (1)请用元素符号完成下列空白： ①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有___________种。 ②A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是：___________。 ③B、C、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序是：___________。 (2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。 元素 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 I5 某种元素 578 1817 2745 11575 14830 (3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。 15．嫦娥五号返回器带回月球土壤样品。研究发现，月球土壤样品中存在铁、金、银、铅、锌、铜等矿物颗粒。请回答下列问题： (1)基态Fe原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为_______。 (2)写出基态硅原子的电子轨道表示式_______，其中具有最高能级轨道电子云轮廓图的形状为_______。 (3)碳、氮和氧3种元素第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)，碳、氮和氧3种元素的电负性最大的是_______(填元素符号)。 (4)分析Cu、Zn的核外电子排布，推测Cu的第二电离能I2_______Zn的第二电离能I2(填写“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)资料显示：N元素电负性略大于Cl；NCl3可溶于水发生水解反应。试判断NCl3可能的水解方程式为_______。 16．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。 A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中含量最丰富的元素 B元素是形成化合物种类最多的元素 C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1 D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子 E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别如下：I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol F元素的主族序数与周期数的差为4 G元素是前四周期中电负性最小的元素 H元素位于元素周期表中的第八纵列 (1)的电子式为_______(用元素符号表示，下同)，其易溶于水的原因为_______。 (2)B元素的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。B元素的一种单质B60分子中每个B原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个B60分子中π键的数目为_______个。 (3)E元素的原子I3远远大于I2，其原因是_______。 (4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示)。 (5)H位于元素周期表中_______区(按电子排布分区)，其基态原子的价层电子轨道表示式为_______，实验室用一种含G元素的黄色溶液检验时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为_______。 1．(2024·江苏卷，4，3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( ) A．半径： B．电负性： C．沸点：H2S＞H2O D．碱性：Al(OH)3＞KOH 2．(2023•江苏卷，4，3分)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是( ) A．原子半径：r(C)＞r(Si)＞r(Ge) B．第一电离能：I1(C)＜I1(Si)＜I1(Ge) C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料 3．(2022·江苏卷，3，3分)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： B．电负性大小： C．电离能大小： D．碱性强弱： 4．(2019·江苏卷，2，2分)反应NH4Cl+NaNO2==NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( ) A．中子数为18的氯原子： B．N2的结构式：N=N C．Na+的结构示意图： D．H2O的电子式： 5．(2018·江苏卷，2，2分)用化学用语表示 NH3+ HClNH4Cl中的相关微粒，其中正确的是( ) A． 中子数为8 的氮原子： B． HCl 的电子式： C． NH3的结构式： D． Cl−的结构示意图： 6．(2017·江苏卷，2，2分)下列有关化学用语表示正确的是( ) A．质量数为31的磷原子： 3115P B．氟原子的结构示意图： C． CaCl2的电子式： D．明矾的化学式： Al2(SO4)3 7．(2020·江苏卷，21，12分)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵((NH4)3Fe(C6H5O7)2)。 (1)Fe基态核外电子排布式为___________；[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是________(填元素符号)。 (2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是____________；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________。 (3)与NH4+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。 (4)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_________mol。 8．(2019·江苏卷，21，12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为____。 (2)的空间构型为____(用文字描述)；Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子为____(填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为____；推测抗坏血酸在水中的溶解性：____(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为____。 9．(2018·江苏卷，21，12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为___________；NO3-的空间构型为_____________(用文字描述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为__________________。 (3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。 (4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。 (5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 10．(2017·江苏卷，21，12分)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。 (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。 (5)某FexNy的晶胞如题21图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考点18 原子结构与性质 目 录 1 1．高考真题考点分布 1 2．命题规律及备考策略 1 考法01 原子结构 考法02 核外电子运动规律 考法03 电离能、电负性 1.高考真题考点分布 考点内容 考题统计 原子结构 2019·江苏卷，2，2分；2018·江苏卷，2，2分；；2017·江苏卷，2，2分； 核外电子排布与核外电子 运动状态 2020·江苏卷，21(1)；2019·江苏卷，21(1)；2018·江苏卷，21(2)；2017·江苏卷，21(1)； 电负性与电离能 2024·江苏卷，4，3分；2023•江苏卷，4，3分；2022·江苏卷，3，3分； 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从近三年江苏高考试题来看，试题以选择题为主，考查核素、电子排布式、同位素、同素异形体、电负性、电离能等。考查形式趋于稳定，一般以给定相关元素的情境，考查电子排布式、元素的电离能及电负性等。 【备考策略】 1．了解原子结构，原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的排布式和电子排布图。 2．了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。 3．了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。 4．了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。 【命题预测】 预计2025年高考仍会以新的情境载体考查电负性、电离能、化学用语、电子排布式等知识，题目难度适中。特别是基态原子的核外电子排布式是考查重点，侧重于电负性与电离能的考查，注意掌握常见元素电负性与电离能的比较方法及特殊情况，备考时加以关注。 考法01 原子结构与核外电子运动规律 1．原子结构 (1)构成原子的微粒及作用 原子(X) (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字代表的信息 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的概念及相互关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。 ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 H：名称为氕，不含中子； H：用字母D表示，名称为氘或重氢； H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【名师点睛】 (1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C原子质量的的比值，其近似值可用质量数代替。 (2)元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。其近似值是用各核素质量数算出的平均值，即Ar(Cl)≈35×a%＋37×b%。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)核聚变如 H＋H→He＋n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (2)Cl与Cl得电子能力几乎相同( ) (3)最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素原子( ) (4)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同( ) (5)某元素的原子最外层只有一个电子，则它一定是金属元素( ) (6)当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个( ) (7)原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强( ) (8)原子核外电子中，最外层上的电子能量最高( ) (9)当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构( ) (10)若两种不同的核素具有相同的中子数，则二者一定不属于同种元素( ) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)× (6)×　(7)×　(8)√　(9)×　(10)√　 考向1 原子结构 【例1】 我国限制稀土金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是(　　) A．Nd和Nd是同一核素 B．一个Nd原子的质量约为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值) C．Nd原子的中子数与质子数之差为80 D．14 g钕元素含有6 mol电子 【答案】B 【解析】Nd和 Nd是不同核素，A项错误；1 mol Nd原子的质量约为140 g，一个原子的质量约为 g，B项正确；Nd原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C项错误；元素的相对原子质量是由该元素的各种天然同位素所占的一定百分比计算出来的平均值，因此14 g钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1 mol，含有的电子也不是6 mol，D项错误。 【易错警示】 (1)原子不一定都有中子，如H。 (2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。 (3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。 (4)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。 (5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。 (6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 考向2 核素、同位素、 【例2】天然铊有两种稳定同位素Tl和Tl。下列有关铊的同位素说法中，不正确的是( ) A．Tl和Tl质子数相同 B．Tl和Tl互为同素异形体 C．Tl和Tl中子数之差为2 D．Tl原子核内中子数与核外电子数之差为43 【答案】B 【解析】A项，同位素是质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子，两种核素均为铊元素的核素，质子数相同，均为81，故A正确；B项，同种元素构成的不同种单质互称为同素异形体，此为两种原子，不是单质，故B错误；C项，中子数=质量数-质子数，Tl的中子数为203-81=122，Tl的中子数为205-81=124，两者之差为2，故C正确；D项，原子的核外电子数=质子数，Tl的电子数为81，中子数为205-81=124，两者之差为124-81=43，故D正确。故选B。 【思维建模】四同的比较 定义 对象 分子式 结构 性质 同位素 质子数相同、中子数不同的核素(原子)互称为同位素 核素(原子) 符号表示不同，如：H、H、H 电子排布相同，原子核结构不同 物理性质不相同，化学性质相同 同素异形体 同一元素组成的不同单质 单质 元素符号表示相同，分子式可不同，如：金刚石和石墨、O2和O3 单质的组成或结构不同 物理性质不同，化学性质相似 同分异构体 分子式相同，结构不同的化合物互称为同分异构体 化合物 相同 不同 物理性质不同，化学性质不一定相同 同系物 结构相似，分子组成上相差若干个CH2原子团的有机物 化合物 不相同 相似 物理性质不同，化学性质相似 【对点01】关于的描述，下列正确的是( ) A．该微粒核外有Z个电子 B．该微粒核外有A个电子 C．该微粒核外有Z+n个电子 D．该微粒核外有Z-n个电子 【答案】D 【解析】原子符号左上角数字表示质量数，左下角数字表示质子数，所以该元素的原子核内有Z个质子，原子核外有Z个电子，但该微粒为阳离子，带n个正电荷，所以核外有Z-n个电子；故选D。 【对点02】X元素的化合价是＋m价，Y元素的化合价是-n价，那么X元素与Y元素组成的化合物一个分子中，原子个数( ) A．一定是m个 B．一定是n个 C．一定是(m＋n)个 D．可能是(m＋n)个 【答案】D 【解析】①若m、n没有公约数，则原子个数等于(m＋n)个，如HCl、MgCl2等。②若m、n有公约数，则原子个数一般小于(m＋n)个，如CO2、SO2等；但也有不少特例，如H2O2、Na2O2、有机化合物C2H2等，其原子个数大于(m＋n)，故选D。 【对点03】下列说法不正确的是(　　) A．32S和34S互为同位素 B．C70和纳米碳管互为同素异形体 C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体 D．C3H6和C4H8一定互为同系物 【答案】D　 【解析】A．32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；B．C70和纳米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确；C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故C正确；D．C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，故D错误。 【对点04】是目前发现的最后一种元素，也是最重的一种元素，元素符号为Og，是人工合成的放射性稀有气体元素，它的发现标志着元素周期表第七周期被全部填满。用钙离子撞击锎(Cf)靶，可以产生Og，其反应可表示为：，下列说法错误的是( ) ( ) A．原子核内有176个中子，质子数为118 B．与的化学性质几乎相同 C．Og是一种性质稳定的非金属元素 D．锎为过渡元素 【答案】C 【解析】，即。A项，为，则其原子核内有294-118=176个中子，质子数为118，A正确；B项，与互为同位素，电子数相同，基态原子电子排布方式相同，化学性质几乎相同，B正确；C项，Og具有放射性，不稳定，C不正确；D项， 锎核电荷数为98，位于第七周期ⅢB，是一种锕系元素，属于过渡元素，D正确；故选C。 考法02 核外电子运动规律 1．核外电子运动状态 核外电子按能量不同分成电子层，同一电子层的电子，还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道。 (1)原子核外电子层、能级、原子轨道之间的关系。 电子层(n) 一 二 三 四 电子层符号 K L M N 能级符号 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 各能级原子轨道数 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 各电子层原子轨道数 1 4 9 16 最多容纳电子数 2 8 18 32 (2)常用电子云轮廓图的形状和取向来表示原子轨道的形状和取向。s电子云轮廓图呈球形、p电子云轮廓图呈哑铃形。p电子云有3种伸展方向。 2．基态与激发态　原子光谱 (1)基态原子：处于最低能量状态的原子。 激发态原子：基态原子吸收能量，它的电子会跃迁到较高能级，变为激发态原子。 (2)原子光谱 不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。 3．原子核外电子排布的规范书写 (1)排布原则 ①能量最低原理：在构建基态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道，使整个原子的能量最低。 ②泡利不相容原理：一个原子轨道中最多只能容纳两个电子，且它们的自旋状态不同。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。 ③洪特规则：对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，应尽可能分占不同的原子轨道且自旋状态相同。 如2p3的电子排布为 ，不能表示为或。 【易错提醒】 当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如基态24Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，而不是1s22s22p63s23p63d44s2。 (2)填充顺序——构造原理 (3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例) 电子排布式 1s22s22p63s23p4 简化电子排布式 [Ne]3s23p4 价电子排布式 3s23p4 价电子轨道表示式 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)基态磷原子的电子排布图为( ) (2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (3)p能级的能量一定比s能级的能量高( ) (4)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多( ) (5)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等( ) (6)2px、2py、2pz的能量相等( ) (7)铁元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6( ) (8)Cr的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d44s2( ) (9)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)＜E(2s)＜E(2px)＜E(2py)＜E(2pz) ( ) (10)电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则( ) 【答案】 (1)×　(2)×　(3)×　(4)× (5)×　(6)√ 　(7)×　(8)×　(9)×　(10)× 考向1 核外电子排布规律 【例1】(2024·江苏省无锡市高三二模)下列说法正确的是(　　) A．最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族 B．d区元素的原子一定都有d轨道电子 C．最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素一定是金属元素 D．基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素 【答案】B 【解析】最外层电子排布式为ns2的基态原子所对应元素不一定位于第ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，故A错误；d区元素的基态原子都含有d轨道电子，故B正确；最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素不一定是金属元素，如H，故C错误；基态原子价电子排布式为nsnnpn的元素，s能级上最多排列2个电子，则n＝2，所以该原子价电子排布式为2s22p2，为C元素，是非金属元素，故D错误。 考向2 电子式 【例2】 下列表述方法正确的是 A．氯化铵的电子式： B．二氧化碳的电子式： C．氯化氢的形成过程： D．氟化镁的形成过程： 【答案】B 【解析】A项，氯化铵是离子化合物，电子式为 ，故A错误；B项，二氧化碳是共价化合物，含有2个碳氧双键，电子式为，故B正确；C项，氯化氢是共价化合物，形成过程为，故C错误；D项，氟化镁是离子化合物，形成过程为 ，故D错误；故选B。 【对点01】下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　) A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子 B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子 C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子 D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子 【答案】B 【解析】A项，3p能级有一个空轨道，说明3p能级有2个电子，3s能级肯定已填满，价电子排布式为3s23p2，因此A中两微粒相同，不符合题意。B项，M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即价电子排布为3d104s2，应该是锌元素，3d64s2是铁元素的价电子排布式，符合题意。C项，价电子排布式为4s24p5，则3d能级已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5，不可能；最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能；同理，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子，不符合题意。D项，2p能级有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定属于同种元素的原子，不符合题意。 【对点02】下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　) A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素 B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素 C．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族 D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素 【答案】B 【解析】0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。故选B。 【对点03】下列关于电子式的描述正确的是( ) A．的电子式： H+ B．的形成过程：→ C．的电子式： D．氨气的电子式： 【答案】D 【解析】A项，为共价化合物，电子式为： ，A错误；B项，为离子化合物，形成过程为：，B错误；C项，的电子式：，C错误；D项，氨气的电子式：，D正确；故选D。 考法03 电离能、电负性 1.电离能 (1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。符号：I1，单位：kJ·mol－1。 (2)变化规律 同周期元素从左到右，元素第一电离能呈增大趋势，原因是同周期元素从左到右，核电荷数增大，原子半径减小，原子失去电子越来越困难。 同一主族元素从上到下，元素第一电离能逐渐减小。同种原子逐级电离能越来越大(即I1<I2<I3…)。 元素 X Y Z 电离能/ (kJ·mol－1) I1 738 578 496 I2 1 415 1 817 4 562 I3 7 733 2 745 6 912 I4 10 540 11 575 9 543 I5 13 630 14 830 13 353 I6 17 995 18 376 16 610 I7 21 703 23 293 20 114 (3)电离能的应用 判断元素的金属性和非金属性强弱 一般来说，I1越大，元素的非金属性越强；I1越小，元素的金属性越强。 判断元素核外电子的分层排布情况 如Li：I1≪I2<I3表明Li原子核外的三个电子排布在两个能层(K、L)上，且最外层上只有一个电子 判断元素在化合物中的化合价 如K：I1≪I2<I3表明K原子易失去1个电子形成＋1价阳离子 2．电负性 (1)电负性是元素的原子吸引键合电子能力的标度。元素的电负性越大，表示其原子吸引键合电子的能力越强。 (2)以最活泼的非金属元素氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。 (3)变化规律 ①金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。 ②在元素周期表中，同周期从左到右，元素的电负性逐渐变大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐变小。 (4)电负性的三大应用 ①判断元素金属性与非金属性的强弱：金属元素的电负性一般小于1.8，金属元素的电负性越小，金属元素越活泼；非金属元素的电负性一般大于1.8，非金属元素的电负性越大，非金属元素越活泼。 ②判断元素在化合物中的价态：电负性大的元素易呈现负价；电负性小的元素易呈现正价。 ③判断化学键类型：电负性差值大的元素原子之间形成的化学键主要是离子键；电负性差值小的元素原子之间形成的化学键主要是共价键。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大( ) (2)在元素周期表中，同周期主族元素电负性从左到右越来越大( ) (3)在形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价( ) (4)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( ) (5)钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能( ) (6)第2周期主族元素的原子半径随核电荷数的增大依次减小( ) (7)C、N、O、F四种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>F>C( ) (8)正三价阳离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5的元素在周期表中位于Ⅷ族( ) (9)价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族，是p区元素( ) (10)元素的电负性越大，非金属性越强，第一电离能也越大( ) 【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)× (6)√　(7)× 　(8)√　(9)√　(10)×　 考向1 电离能、电负性的递变规律 【例1】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 【答案】A 【解析】核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越小，故半径大小为r(Al3＋)<r(Na＋)，故A正确；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；同周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，同主族元素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；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。 【思维建模】元素第一电离能的周期性变化规律 一般规律 同一周期，随着原子序数的增加，元素的第一电离能呈现增大的趋势，稀有气体元素的第一电离能最大，碱金属元素的第一电离能最小；同一主族，随着电子层数的增加，元素的第一电离能逐渐减小 特殊情况 第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下，当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空(p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时，原子的能量较低，该元素具有较大的第一电离能 考向2 电离能、电负性的应用 【例2】(2024·江苏省宿迁市高三模拟)根据下表中五种元素的电离能(单位：kJ·mol－1)数据，下列说法不正确的是(　　) 　 电离能 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2 080 4 000 6 100 9 400 R 500 4 600 6 900 9 500 S 740 1 500 7 700 10 500 T 580 1 800 2 700 11 600 U 420 3 100 4 400 5 900 A．T的氯化物最可能的化学式为TCl3 B．氦元素最有可能与Q元素位于同一族 C．在周期表中，最可能处于同一族的是R和U D．U元素最有可能为K，R元素最有可能为Li 【答案】D 【解析】当In＋1≫In时，元素的最高化合价为＋n，故R和U最高价为＋1，S最高价为＋2，T最高价为＋3，A、C项正确；由表中数据可知，Q元素各电离能都较大，而且各级电离能之间无太大差距，故Q最可能为稀有气体元素，所以氦元素最有可能与Q元素位于同一族，B项正确；R出现了I4，而锂核外只有3个电子，D项错误。 【对点01】 x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　) A．x的原子半径大于y的原子半径 B．x的电负性小于y的电负性 C．x的氧化性大于y的氧化性 D．x的第一电离能小于y的第一电离能 【答案】C 【解析】阴离子是由原子得电子形成，阳离子是由原子失电子形成，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，所以x应位于y的上一周期，原子序数x＜y，且x为非金属元素，最外层电子数较多，y为金属元素，最外层电子数相对较少。x位于y的上一周期，原子的电子层数较少，所以原子半径较小，故A错误；x为非金属元素，且位于y的上一周期，非金属性更强，所以x的电负性大于y的电负性，故B错误；x电负性较大，更容易得到电子，氧化性更强，故C正确；x为非金属元素，y为金属元素，且x位于y的上一周期，故x的第一电离能大于y的第一电离能，故D错误。 【对点02】已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。根据下表所列数据判断错误的是(　　) 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的常见化合价是＋1价 B．元素Y是第ⅢA族的元素 C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应 【答案】D 【解析】根据表中提供的电离能的数据，可推断出X是第ⅠA族的元素，常见化合价是＋1价，和氯气化合形成XCl型的氯化物，Y是第ⅢA族的元素，选项A、B、C项均正确。当Y处于第三周期时，是铝元素，不能和冷水反应，D项错误。故选D。 【对点03】X、Y是同周期的两种主族元素，它们的逐级电离能(I)数据如下表所示： 电离能/kJ·mol－1 I1 I2 I3 I4 I5 …… X 496 4 562 6 912 9 543 13 353 …… Y 738 1 451 7 733 10 540 13 630 …… 下列有关说法正确的是(　　) A．电负性：X＞Y B．与水反应剧烈程度：X<Y C．X的最外层电子数为1 D．Y的最高化合价为＋3 【答案】C 【解析】由X的I2突然增大，说明X的最外层有1个电子，Y的I3突然增大，说明Y的最外层有2个电子；因X、Y同周期，可推断Y在X的右侧。 题型一 原子结构 1．X元素原子的最外层有7个电子，Y元素原子的最外层有4个电子，它们形成的化合物中，X元素和Y元素的化合价依次为( ) A．+7，-4 B．-1，+4 C．+4，-7 D．+4，-1 【答案】B 【解析】X元素原子的最外层有7个电子，易得1个电子，显-1价；Y元素原子的最外层有4个电子，易形成4个共用电子对，显+4价，它们形成的化合物中，X元素和Y元素的化合价依次为-1，+4，故选B。 2．下列化学用语正确的是( ) A．H2、D2、T2互为同素异形体 B．M2+核外有a个电子、b个中子，M的核素符号： C．H2O2的电子式： D．用电子式表示Na2S的形成过程： 【答案】B 【解析】A项，同素异形体是由同种元素组成的不同单质，H2、D2、T2均为氢分子、不互为同素异形体，A错误；B项，M2+核外有a个电子、则M的质子数为a+2，b个中子，则质量数为a+b+2，M的核素符号：，B正确；C项， H2O2是共价化合物，不存在离子键。题中所写双氧水的电子式错误，C错误；D项， 硫化钠是离子化合物，含离子键、不含共价键，题中所写的用电子式表示Na2S的形成过程错误，D错误；故选B。 3．质子数和中子数之和为A，核内中子数为N的R2＋与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为( ) A． (A-N＋8) mol B． (A-N＋10) mol C．(A-N＋8) mol D． (A-N＋6) mol 【答案】A 【解析】R2＋带2个单位正电荷，所以其氧化物的化学式为RO，该氧化物的摩尔质量为(A＋16) g·mol-1，W g该氧化物的物质的量为mol；核内中子数为N的R2＋的质量数为A，所以质子数为A-N，1 mol氧化物中含有(A-N＋8) mol质子，所以W g该氧化物中所含质子的物质的量为(A-N＋8) mol，综上所述A符合题意，故选A。 题型二 核外电子排布规律 4．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　) A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道 C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴 D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向 【答案】D 【解析】电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，图甲就是电子云图(即概率密度分布图)。由于电子云图难以绘制，所以通常把电子出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，实际上这种电子云轮廓图就是我们常说的原子轨道图，故A错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px(沿x轴方向)、py(沿y轴方向)、pz(沿z轴方向)三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。 5．下列关于价电子排布为3s23p4的原子描述正确的是(　　) A．它的元素符号为O B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4 C．可以与H2化合生成液态化合物 D．其轨道表示式为 【答案】B 【解析】价电子排布为3s23p4的粒子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其核外电子数为16，为S元素， A错误， B正确；一定条件下，它可与H2生成气态化合物H2S，C错误；S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其轨道表示式为，D错误。 6．下列电子排布式或电子排布图正确的是(　　) ①基态C原子的电子排布图： ②基态Cr原子的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d44s2 ③基态O原子的电子排布图： ④基态Br原子的外围电子排布式：3d104s24p5 ⑤基态B原子的电子排布图： A．①②③ B．②③④ C．①②④⑤ D．只有③ 【答案】D 【解析】①应为，②应为1s22s22p63s23p63d54s1，④应为4s24p5，⑤应为 题型三 电离能与电负性 7．(2024·江苏省南京市高三一模)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kJ·mol－1)。 I1 I2 I3 I4 …… R 740 1 500 7 700 10 500 下列关于元素R的判断中一定正确的是(　　) A．R的最高正价为＋3价 B．R元素位于元素周期表中第ⅡB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 【答案】C 【解析】由表中数据可知，R元素的第三电离能与第二电离能的差距较大，故最外层有2个电子，最高正价为＋2价，位于第ⅡA族，可能为Be或Mg元素，故A、B、D错误；短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素，因np轨道处于全空状态，比较稳定，故其第一电离能大于同周期相邻主族元素，C正确。 8．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( ) 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．元素的第一电离能最大的可能是Q元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素 【答案】B 【解析】A项，根据表格数据，元素的第一电离能最大的可能是Q元素，故A正确；B项，R、U的第一电离能与第二电离能相差较大，可知R、U都是ⅠA族元素，R、U在同一主族；S的第二电离能与第三电离能相差较大，S是ⅡA族元素，故B错误；C项，U元素的第一电离能与第二电离能相差较大，U是ⅠA族元素，在元素周期表的s区，故C正确；D项，T的第三电离能与第四电离能相差较大，T是ⅢA族元素，原子的价电子排布为ns2np1，故D正确；故选B。 9．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是( ) 元素 X Y Z Q 结构信息 有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 有8个不同运动状态的电子 能级上有2个电子 价电子排布式为 A．电负性： B．第一电离能： C．单质的硬度： D．最高价含氧酸的酸性： 【答案】C 【解析】X由有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子，可知X的核外电子排布式为1s22s22p3，X为N；Y有8个不同运动状态的电子，则Y有8个核外电子，Y为O；Z的核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C；Q的价电子排布式为 3d104s1，则Q为Cu。A项，同周期从左到右电负性依次增大，则电负性O＞N，A项正确；B项，N为半充满状态，比较稳定，第一电离能大于O，B项正确；C项，C有多种同素异形体，比如金刚石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金刚石的硬度大于Cu，C项不一定正确；D项，N的最高价含氧酸为HNO3，C的最高价含氧酸为H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D项正确。故选C。 10．(2024·江苏南京外国语学校、金陵中学、海安中学高三三校联考测)对金属材料中C、O、N、S的含量进行定性和定量分析，可以确定金属材料的等级。下列说法正确的是( ) A．电离能大小：I1(N)>I1(O)>I1(S) B．沸点高低：H2S>H2O>NH3 C．酸性强弱：H2SO3>HNO3>H2CO3 D．半径大小：r(S2-)>r(O2-)>r(N3-) 【答案】A 【解析】A项，同一周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势，但N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，则N大于O，同主族元素的第一电离能从上往下逐渐减小，则O大于S，可知电离能大小：I1(N)>I1(O)>I1(S)，故A正确；B项，H2S、H2O、NH3均为分子晶体，而水分子、氨分子间均存在氢键，但相同状态下，水分子形成的氢键更多，且形成的氢键更稳定，因此水分子的沸点更高，因此沸点： H2O>NH3> H2S，故B错误；C项，元素的非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，N的非金属性强于C，H2SO3并非是硫元素的最高价，因此亚硫酸为弱酸，但酸性比碳酸强，因此酸性：HNO3> H2SO3 >H2CO3，故C错误；D项，S2-的核外电子排布为三层，O2-和N3-的核外电子排布相同，但只有两层，阴离子的电子层数越多则离子半径越大，但N的核电荷数小，核外电子层数相同时，序大径小，半径：，则半径大小为：r(S2-)>r(N3-)>r(O2-)，故D错误；故选A。 11．(2024·江苏省徐州一中、淮阴中学、姜堰中学高三联考)元素周期表中VIA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂；O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质，如S24、S6、S8等，用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO2可用来生产H2SO4，硫酸及硫酸盐是重要化工原料；H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为-1)，是制取多种硫化物的原料；用SO2与SeO2(白色晶体)的水溶液反应可制备硒，硒(34Se)是一种半导体材料。碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。下列说法正确的是( ) A．S2、S4、S6、S8互为同位素 B．SO2中S原子杂化轨道类型为sp2 C．34Se核外电子排布式为24 D．H2S和H2O的空间构型相同，且均为非极性分子 【答案】B 【解析】A项，S2、S4、S6、S8为硫元素形成的不同单质，应互为同素异形体，A错误；B项，SO2中S的价层电子对数为，故原子杂化轨道类型为sp2，B正确；C项，34Se位于第四周期第ⅥA族，核外电子排布式为，C错误；D项，H2S和H2O的中心原子均为sp3杂化，空间构型均为“V”型，故均为极性分子，D错误； 故选B。 12．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 【答案】A 【解析】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。 13．元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，则下列说法不正确的是(　　) X Y Z A．Y元素原子的外围电子排布为4s24p4 B．Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族 C．X元素所在周期中所含非金属元素最多 D．Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3 【答案】A 【解析】Y元素原子的外围电子排布为ns(n－1)np(n＋1)，s能级最多容纳2个电子，n－1＝2，解得n＝3，故Y元素原子的外围电子排布为3s23p4，Y为S元素，由X、Y、Z在周期表中的位置可知，X为F元素，Z为As元素。 14．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。 (1)请用元素符号完成下列空白： ①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有___________种。 ②A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是：___________。 ③B、C、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序是：___________。 (2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。 元素 电离能/(kJ·mol-1) I1 I2 I3 I4 I5 某种元素 578 1817 2745 11575 14830 (3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。 【答案】(1) 8 5 O>N>H N>O> Al >Na (2)Al (3) ds 【解析】A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大，A是宇宙中含量最多的元素，故A是H；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，故B是N；C元素原子的价层电子排布式为，n=2，即价层电子排布式为2s22p4，故C是O；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子，故D是Na；E与D的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数，故E是Al；F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，故F是Cu；综上所述，A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、Al、Cu。(1)①C为O，核外电子排布式为1s22s22p4，基态原子核外有8种运动状态不同的电子，核外电子的空间运动状态有5种；②A、B、C为H、N、O，三种元素的电负性由大到小的顺序是O>N>H；③B、C、D、E分别为N、O、Na、Al，四种元素的第一电离能由大到小的顺序是：N>O> Al >Na；(2)由表可知，该元素第四电离能剧增，说明该元素最外层电子数为3，应是Al元素；(3)F为Cu，位于周期表的ds区，其价电子排布式为3d104s1，其价层电子排布图为 。 15．嫦娥五号返回器带回月球土壤样品。研究发现，月球土壤样品中存在铁、金、银、铅、锌、铜等矿物颗粒。请回答下列问题： (1)基态Fe原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为_______。 (2)写出基态硅原子的电子轨道表示式_______，其中具有最高能级轨道电子云轮廓图的形状为_______。 (3)碳、氮和氧3种元素第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)，碳、氮和氧3种元素的电负性最大的是_______(填元素符号)。 (4)分析Cu、Zn的核外电子排布，推测Cu的第二电离能I2_______Zn的第二电离能I2(填写“大于”、“小于”或“等于”)。 (5)资料显示：N元素电负性略大于Cl；NCl3可溶于水发生水解反应。试判断NCl3可能的水解方程式为_______。 【答案】(1) 3d64s2 第四周期第VIII族 4：5 (2) 哑铃形或纺锤形 (3) C<O<N O (4)大于 (5)NCl3+3H2O=3HClO+NH3或NCl3+4H2O=3HClO+NH3·H2O 【解析】(1)Fe是26号元素，根据构造原理可知基态Fe原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s23p63d64s2，则其价电子排布式为3d64s2；在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族；基态Fe2+是Fe原子失去最外层的2个4s电子形成的，则Fe2+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6，其未成对电子数是4；基态Fe3+是Fe2+再失去1个3d电子形成的，Fe3+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d5，未成对电子数是5，故基态Fe2+与Fe3+离子中未成对电子数之比为4：5。(2)硅元素是元素周期表中第14号元素，基态硅原子的轨道表示式为：，具有最高能量的电子所处能级符号为3p，该能级轨道电子云轮廓图形状为哑铃状或纺锤形。(3)每一周期的第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，C、N、O位于第二周期，由于N的2p轨道为半充满的稳定结构，O的第一电离能比N的低，因此它们的第一电离能由小到大的顺序为：C<O<N。一般来说，同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐变大，因此负性最大的是O元素。(4)Cu是29号元素，基态Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，其第二电离能是由1s22s22p63s23p63d10再失去1个电子变为1s22s22p63s23p63d9，由于原子核外电子处于全满、半满或全空时是稳定结构，因此从稳定的1s22s22p63s23p63d10再失去1个电子变为不稳定的1s22s22p63s23p63d9，电离就会消耗很高能量，即Cu的第二电离能较大；而基态Zn原子的核外电子排布式是：1s22s22p63s23p63d104s2，其第二电离能是由1s22s22p63s23p63d104s1失去1个电子变为稳定的1s22s22p63s23p63d10，其电离消耗能量比较少，即Zn第二电离能比较小，所以Cu的第二电离能I2大于Zn的第二电离能I2。(5)根据资料，NCl3可能的水解方程式为NCl3+3H2O=3HClO+NH3或NCl3+4H2O=3HClO+NH3·H2O。 16．现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答有关问题。 A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中含量最丰富的元素 B元素是形成化合物种类最多的元素 C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1 D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子 E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别如下：I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol F元素的主族序数与周期数的差为4 G元素是前四周期中电负性最小的元素 H元素位于元素周期表中的第八纵列 (1)的电子式为_______(用元素符号表示，下同)，其易溶于水的原因为_______。 (2)B元素的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈_______形。B元素的一种单质B60分子中每个B原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则一个B60分子中π键的数目为_______个。 (3)E元素的原子I3远远大于I2，其原因是_______。 (4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是_______(用离子符号表示)。 (5)H位于元素周期表中_______区(按电子排布分区)，其基态原子的价层电子轨道表示式为_______，实验室用一种含G元素的黄色溶液检验时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为_______。 【答案】(1) 极性分子且和水分子间能形成氢键 (2) 6 哑铃 30 (3)Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难 (4)Cl->O2->Mg2＋ (5) d Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓ 【解析】现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B元素是形成化合物种类最多的元素，则B为C元素；C元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则C为N元素；D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子，其电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；G元素是前四周期中电负性最小的元素，则G为K元素；E原子的第一到第四电离能分别是：I1=738kJ/mol、I2=1451kJ/mol、I3=7733kJ/mol、I4=10540kJ/mol，说明E最外层有2个电子，其原子序数小于K，则E为Mg元素；F元素的主族序数与周期数的差为4，其原子序数大于Mg，则F位于第三周期，最外层含有7个电子，为Cl元素；H元素位于元素周期表中的第八列，为前四周期元素，且原子序数大于K，则H为Fe元素。(1)C2A4为N2H4，N2H4为共价化合物，其电子式为 ，N2H4和H2O都是极性分子，且N2H4和水分子间可以形成氢键，所以N2H4易溶于水。(2)B为C元素，核外电子总数=原子序数=6，每个电子的运动状态都不同，则C原子有6种不同的运动状态；C元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为p轨道，呈哑铃形，C元素的一种单质分子中每个C和3个C相连，有3个σ键，但1个σ键由2个C共有，所以每个C60有 =90个σ键，60个C一共有240个价电子，其中90×2=180个用于形成σ键了，显然剩下60个用于形成π键，所以共有30个π键。(3)由于Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难，则Mg元素的原子I3远远大于I2。(4)电子层越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径大小为：Cl->O2->Mg2＋。(5)为Fe元素，位于元素周期表中的d区，Fe元素的原子序数为26，其基态原子的价电子排布式为3d64s2，价层电子轨道表示式为，实验室用一种黄色溶液检验Fe2+时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为：Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓。 1．(2024·江苏卷，4，3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( ) A．半径： B．电负性： C．沸点：H2S＞H2O D．碱性：Al(OH)3＞KOH 【答案】B 【解析】A项，Al3+有2个电子层，而K+有3个电子层，因此，K+的半径较大，A错误；B项，同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的电负性较大，B正确；C项，虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；D项，元素的金属性越强，其最高价的氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误；故选 B。 2．(2023•江苏卷，4，3分)元素C、Si、Ge位于周期表中ⅣA族。下列说法正确的是( ) A．原子半径：r(C)＞r(Si)＞r(Ge) B．第一电离能：I1(C)＜I1(Si)＜I1(Ge) C．碳单质、晶体硅、SiC均为共价晶体 D．可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料 【答案】D 【解析】A项，同主族元素原子半径从上往下原子半径增大，故原子半径：r(C)＜r(Si)＜r(Ge)，A错误；B项，同周期主族元素，从上往下原子半径增大，更易失电子，第一电离能：I1(C)＞I1(Si)＞I1(Ge)，B错误；C项，晶体硅、SiC均为共价晶体，碳单质中金刚石为共价晶体，而石墨为混合晶体，C60为分子晶体，C错误；D项，周期表中元素Si附近存在许多准金属，可在其周围寻找半导体材料，D正确。故选D。 3．(2022·江苏卷，3，3分)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： B．电负性大小： C．电离能大小： D．碱性强弱： 【答案】A 【解析】A项，核外电子数相同时，核电荷数越大半径越小，故半径大小为，故A正确；B项，同周期元素核电荷数越大电负性越大，故，故B错误；C项，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，故C错误；D项，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，故D错误；故选A。 4．(2019·江苏卷，2，2分)反应NH4Cl+NaNO2==NaCl+N2↑+2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是( ) A．中子数为18的氯原子： B．N2的结构式：N=N C．Na+的结构示意图： D．H2O的电子式： 【答案】D 【解析】A项，表示的是中子数为1的氯原子与题意不符；B项，因为氮原子最外层电子数为5，还需要3个电子形成8电子稳定结构，所以俩个氮原子共用3对电子因此氮气的结构式为氮氮三键的形式，故B错误；C项，钠原子的核外有11个电子，而钠离子是由钠原子失去一个电子形成的，那么钠离子的一共有10个电子，C选项有11个，表示的钠原子的结构示意图，故错误。D项，氧原子最外层六个电子，两个氢分别和氧公用一对电子。D正确。故选D。 5．(2018·江苏卷，2，2分)用化学用语表示 NH3+ HClNH4Cl中的相关微粒，其中正确的是( ) A． 中子数为8 的氮原子： B． HCl 的电子式： C． NH3的结构式： D． Cl−的结构示意图： 【答案】C 【解析】A项，中子数为8的氮原子的质量数为15，表示为，A项错误；B项，HCl中只含共价键，HCl的电子式为，B项错误；C项，NH3中含3个N-H键，NH3的结构式为，C项正确；D项，Cl-最外层有8个电子，Cl-的结构示意图为，D项错误。 6．(2017·江苏卷，2，2分)下列有关化学用语表示正确的是( ) A．质量数为31的磷原子： 3115P B．氟原子的结构示意图： C． CaCl2的电子式： D．明矾的化学式： Al2(SO4)3 【答案】A 【解析】A项，P的质子数是15，A正确；B项，F原子的电子数为9，B错误；C项，离子化合物中阴、阳离子间隔排列，其电子式中离子分开写、不能合并，C错误；D项，明矾是十二水合硫酸铝钾，D错误。 7．(2020·江苏卷，21，12分)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵((NH4)3Fe(C6H5O7)2)。 (1)Fe基态核外电子排布式为___________；[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是________(填元素符号)。 (2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是____________；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________。 (3)与NH4+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。 (4)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_________mol。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 O (2)sp3 N＞O＞C (3)CH4或SiH4 (4)7 【解析】(1)Fe核外有26个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；由于H2O中O原子有孤对电子，因此[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是O；(2)NH3分子中氮原子价层电子对数为，因此氮杂化类型为sp3，同周期，从左到右，第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，因此C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；(3)根据价电子数Si＝C＝N+，得出NH4+互为等电子体的分子是CH4或SiH4；(4)羧基的结构是，一个羧基中有碳原子与氧原子分别形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为7mol。 8．(2019·江苏卷，21，12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为____。 (2)的空间构型为____(用文字描述)；Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子为____(填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为____；推测抗坏血酸在水中的溶解性：____(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为____。 【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)正四面体 O (3)sp3、sp2 易溶于水 (4)4 【解析】(1)Cu位于第四周期IB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)SO42－中S有4个σ键，孤电子对数为(6＋2－2－4×2)/2=0，因此SO42－空间构型为正四面体形；[Cu(OH)4]2－中Cu2＋提供空轨道，OH－提供孤电子对，OH－只有O有孤电子对，因此[Cu(OH)4]2－中的配位原子为O；(3)根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，单键的碳原子和双键的碳原子，单键碳原子以sp3杂化，双键的碳原子以sp2杂化；根据抗环血酸分子结构，其中含有－OH，能与水形成分子间氢键，增加在水中的溶解度，因此抗坏血酸易溶于水；(4)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为8×1/8+1=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4。 9．(2018·江苏卷，21，12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为___________；NO3-的空间构型为_____________(用文字描述)。 (2)Fe2+基态核外电子排布式为__________________。 (3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为_____________(填化学式)。 (4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。 (5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中，NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。 【答案】[物质结构与性质] (1)sp3 平面(正)三角形 (2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2− (4)1∶2 (5) 【解析】(1)SO42-中中心原子S的价层电子对数为(6+2-4×2)+4=4，SO42-中S为sp3杂化。NO3-中中心原子N的孤电子对数为(5+1-3×2)=0，成键电子对数为3，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于N原子上没有孤电子对，NO3-的空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)用替代法，与O3互为等电子体的一种阴离子为NO2-。(4)N2的结构式为N≡N，三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目比为n(σ)：n(π)=1:2。(5)根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子，答案为：。 10．(2017·江苏卷，21，12分)铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。 (1)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。 (3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为________________。 (4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为____________________。 (5)某FexNy的晶胞如题21图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 【答案】(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp3 9 mol (3)H<C<O (4)乙醇分子间存在氢键 (5)Fe3CuN 【解析】(1)铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5；(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个σC―H键，1个σC―C键，为sp3 杂化，羰基中的C形成3个σC―C键，一个π键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9 mol；(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O；(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性较大的O原子相连的H原子，不能形成氢键；(5)a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe，6×1/2=3，N为1个，从题21图-2看出：Cu替代a位置Fe型产物的能量更低，将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$