内容正文:
第一章 原子结构与性质
测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共42分)
1、 选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。
1.人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是
A.电子在线性轨道上绕核运行
B.p能级的能量一定比s能级的能量低
C.2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等
D.基态Li原子最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形
2.下列关于原子结构或元素性质的说法正确的是
A.电子云图中的每个点都表示一个电子
B.基态Cu原子的、、轨道是简并轨道
C.激光、焰火都与核外电子跃迁吸收能量有关
D.根据对角线规则,Mg和B的化学性质相似
3.钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。在元素周期表中钴元素的部分信息如图所示。下列说法正确的是
A.钴元素是ds区元素,且基态钴原子最外层有2个电子
B.钴元素位于元素周期表的第五周期第Ⅷ族
C.钴元素所在周期基态原子未成对电子数最多的元素是Cr元素
D.的核外价层电子排布式为
4.下列各项叙述错误的是
A.铍原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理
B.若硫原子核外电子排布图为,则违反了泡利原理
C.若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则违反了构造原理
D.原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4能释放特定能量产生发射光谱
5.下列化学用语表达正确的是
A.的离子结构示意图:
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.基态的核外电子排布式为
D.基态硫原子的价层电子轨道表示式:
6.下列说法中正确的是
①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量;
②M能层可以有s、p、d、f能级;
③表示有3个轨道;
④在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子;
⑤2s电子云有两个空间取向。
A.①②③ B.①④ C.②⑤ D.③④⑤
7.短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知X的简单氢化物的沸点高于Y的简单氧化物。下列叙述一定正确的是
A.Z、Y二者的简单氢化物相遇产生“白烟”
B.X的简单氢化物中X的最外层电子满足8电子稳定结构
C.高纯度的W单质可用于制造太阳能电池板
D.W、Y的氧化物对应的水化物都是强酸
8.下列说法正确的是
A.最外层电子数为2的元素都分布在s区
B.同一主族元素从上到下,金属性呈周期性变化
C.所有非金属元素都分布在p区
D.元素周期表中第ⅢB 族到第ⅡB 族10个纵列的元素都是金属元素
9.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①;②;③;④。则下列有关比较中正确的是
A.第一电离能:④>③>①>② B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>①>② D.最高正化合价:④>①>③=②
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
原子半径
主要化合价
、、
下列叙述正确的是
A.、元素的金属性
B.第一电离能Z<W
C.的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,单质可以将单质从其氢化物中置换出来
11.下列对各组物质性质的比较中,正确的是
①熔点:,②导电性:,③密度:,④氟的电负性大于氯的电负性,导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,⑤熔、沸点:⑥第一电离能:,⑦非金属氢化物的稳定性顺序:
A.①②③⑥⑦ B.③④⑤⑦ C.②③④⑥ D.①②④⑤
12.扑热息痛又叫对乙酰氨基酚(结构如图所示),是重要的解热镇痛药,下列说法正确的是
A.第一电离能:N>O>H>C
B.基态碳原子的简化电子排布式为
C.对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构
D.某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为,则该轨道表示式违背了能量最低原理
13.下列各组原子(1~36号)中,彼此的化学性质一定相似的是
选项
a原子
b原子
A
最外电子层上有2个电子
最外电子层上有2个电子
B
2p能级上有2个未成对电子
3p能级上也有2个未成对电子
C
电子排布式为
电子排布式为
D
最外电子层(L层)上只有1个空轨道
最外电子层(M层)也只有1个空轨道
A.A B.B C.C D.D
14.前四周期的A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大。A元素的价层电子排布式为nsnnpn+1,元素B最外层电子数是其内层的3倍,C元素是地壳中含量最多的金属元素,D元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,下列说法不正确的是
A.第一电离能A>B
B.简单氢化物的稳定性A<B
C.工业上通过电解C元素的氯化物获得C单质
D.基态D原子未成对电子数目为4
第II卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本大题共5个小题,共58分)
15.(10分)在原子结构理论中,有四个原理,分别是①构造原理,②泡利原理,③洪特规则,④能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号,各只填一项)。
(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍 。
(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3 。
(3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个 。
(4)铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2 。
(5)在磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子 。
(6)第四周期元素中,4p轨道半充满的是 ,3d轨道半充满的是 ,4s轨道半充满的是 。(填元素符号)
16.(12分)如图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈 形,每个s能级有 个原子轨道;p电子的原子轨道呈 形,每个p能级有 个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是 电子,其电子云在空间有 方向。
(3)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 (填序号)
①K+:
②F:
③P:
④Cu:
⑤Fe2+:
⑥Mg:
⑦O:
17.(12分)现有、、、、、、、8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。
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
元素是形成化合物种类最多的元素
元素基态原子的核外能级电子数比能级电子总数少1个
元素基态原子的核外轨道中有两个未成对电子
元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是,,,
元素的主族序数与周期数的差为4
元素是前四周期中电负性最小的元素
元素位于元素周期表中的第8列
(1)的电子式为___________。(A、C为字母代号,请将字母代号用元素符号表示,下同)
(2)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。
(3)元素原子的远远大于,其原因是 。
(4)、、三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 。
(5)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排布式为 。
(6)G单质投入水中所得溶液阳离子检验方法 。
18.(12分)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低的为 ,能量最高的为 (填标号)。
A. B.
C. D.
(2)基态与离子中未成对的电子数之比为 。
(3)与具有相同的电子构型,小于,原因是 。
(4)与铁同周期元素中,4s轨道半充满的元素 (用元素符号表示)。
(5)已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是 (填字母)。
a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol
b.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
19.(12分)甲醛有毒,能使人体内蛋白质失去活性,损害人体健康。
(1)蛋白质中主要含有、、、四种元素。
①下列关于C、H、O、N的说法中,正确的是 (填序号)。
a.的电子云呈球形 b.、、、中,的原子半径最大
c.、、、均位于区 d.基态O中含有8种不同运动状态的电子
②第一电离能,原因是 。
(2)酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。
①基态Mn原子的价电子排布式为 。
②已知基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是 。
(3)甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下,二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应。
已知:部分元素电负性:C2.5、H2.1、O3.5、N3.0
①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因: 。
②补全第二步反应 (断键位置已用虚线标出,反应类型为取代反应)。
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第一章 原子结构与性质
测试卷
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
第I卷 选择题(共42分)
1、 选择题(本大题共14个小题,每题3分,共42分,每题只有一个选项符合题目要求。
1.人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是
A.电子在线性轨道上绕核运行
B.p能级的能量一定比s能级的能量低
C.2px、2py、2pz轨道相互平行、能量相等
D.基态Li原子最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形
【答案】D
【解析】A.电子在原子核外一定的空间内绕核运动,还有自旋运动,不能准确测定位置和速度,A错误;
B.p能级的能量不一定比s能级的能量低,如2p的能量大于1s,B错误;
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等,C错误;
D.基态Li原子电子排布1s22s1,最外层电子的电子云轮廓图的形状为球形,D正确;
故选D。
2.下列关于原子结构或元素性质的说法正确的是
A.电子云图中的每个点都表示一个电子
B.基态Cu原子的、、轨道是简并轨道
C.激光、焰火都与核外电子跃迁吸收能量有关
D.根据对角线规则,Mg和B的化学性质相似
【答案】B
【解析】A.电子云图中,小黑点的疏密表示电子出现的概率,故A错误;
B.、、轨道的能量相同,故B正确;
C.激光、焰火都与核外电子从高能级跃迁到低能级释放能量有关,故C错误;
D.根据对角线规则,Mg和Be的化学性质相似,故D错误;
选B。
3.钴是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。在元素周期表中钴元素的部分信息如图所示。下列说法正确的是
A.钴元素是ds区元素,且基态钴原子最外层有2个电子
B.钴元素位于元素周期表的第五周期第Ⅷ族
C.钴元素所在周期基态原子未成对电子数最多的元素是Cr元素
D.的核外价层电子排布式为
【答案】C
【解析】A.钴元素为d区元素,基态钴原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2,最外层有2个电子,A错误;
B.钴元素位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族,B错误;
C.钴元素所在周期基态原子未成对电子数最多的元素是Cr元素,含有6个未成对电子,C正确;
D.的核外价层电子排布式为3d7,D错误;
答案选C。
4.下列各项叙述错误的是
A.铍原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理
B.若硫原子核外电子排布图为,则违反了泡利原理
C.若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则违反了构造原理
D.原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4能释放特定能量产生发射光谱
【答案】B
【解析】A.铍原子的核外电子排布图为,符合洪特规则和泡利原理,故A正确;
B.所画的电子排布图中3p能级,在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,违背了洪特规则,故B错误;
C.因为4s轨道能量比3d轨道能量还低,所以21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,违反了能量最低原理,应该为1s22s22p63s23p63d14s2,故C正确;
D.s能级的能量大于2p能级的能量,原子的电子排布式由1s22s22p33s1→1s22s22p4,能量较低,所以能释放特定能量产生发射光谱,故D正确;
故选:B。
5.下列化学用语表达正确的是
A.的离子结构示意图:
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.基态的核外电子排布式为
D.基态硫原子的价层电子轨道表示式:
【答案】D
【解析】
A.最外层有8个电子,其离子结构示意图为,A错误;
B.镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2,最外层为s能级,s能级的电子云图为球形,B错误;
C.基态的核外电子排布式为,C错误;
D.基态硫原子的价层电子排布式为,其轨道表示式为 ,D正确;
故选D。
6.下列说法中正确的是
①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量;
②M能层可以有s、p、d、f能级;
③表示有3个轨道;
④在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子;
⑤2s电子云有两个空间取向。
A.①②③ B.①④ C.②⑤ D.③④⑤
【答案】B
【解析】①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量,故正确;
②M能层含有s、p、d三个能级,不含f能级,故错误;
③表示第三能层的轨道,故错误;
④在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,故正确;
⑤s轨道为球形对称,只有1个空间取向,故错误;
故选B。
7.短周期主族元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知X的简单氢化物的沸点高于Y的简单氧化物。下列叙述一定正确的是
A.Z、Y二者的简单氢化物相遇产生“白烟”
B.X的简单氢化物中X的最外层电子满足8电子稳定结构
C.高纯度的W单质可用于制造太阳能电池板
D.W、Y的氧化物对应的水化物都是强酸
【答案】B
【分析】X的简单氢化物沸点高于Y,则X可能为氟、氧、氮,由此推之,Y可能是氯、硫、磷,Z可能是氮、碳、硼,W可能是硫、磷、硅。
【解析】A.若Z为碳,Y为硫,与相遇不产生“白烟”,A错误;
B.X的简单氢化物可能是、、,其中F、O、N原子外层都有8个电子,B正确;
C.若W为S或P,则其单质不能用于制造太阳能电池板,C错误;
D.是弱酸、是中强酸,D错误;
故选B。
8.下列说法正确的是
A.最外层电子数为2的元素都分布在s区
B.同一主族元素从上到下,金属性呈周期性变化
C.所有非金属元素都分布在p区
D.元素周期表中第ⅢB 族到第ⅡB 族10个纵列的元素都是金属元素
【答案】D
【解析】A.最外层电子数为2的元素不一定分布在s区,如He分布在p区,Fe等元素分布在d区,故A错误;
B.同一主族元素从上到下,金属性逐渐增强,不是呈周期性变化,故B错误;
C.非金属元素H分布在s区,故C错误;
D.元素周期表中IIIB族到IIB族10个纵行的元素在d区,是过渡元素,都是金属元素,故D正确;
故答案为D。
9.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①;②;③;④。则下列有关比较中正确的是
A.第一电离能:④>③>①>② B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>①>② D.最高正化合价:④>①>③=②
【答案】C
【分析】
根据元素的电子排布式,①是S、②是P、③是N、④是F。
【解析】A.根据元素周期律,同一周期从左向右,元素的第一电离能逐渐增大,同主族从上向下,电离能减小,且第三周期存在反常情况:N>S,因此,第一电离能关系为:F>N>P>S,即④>③>②>①,A错误;
B.原子半径的变化规律为:同主族从上向下,原子半径增大,同周期从左向右,原子半径减小,因此F半径最小,P半径大于N,半径②>①>③>④,B错误;
C.同周期元素从左向右,元素电负性逐渐增大,同主族,从上到下,电负性逐渐减小,电负性:④>③>①>②,C正确;
D.元素的最高正价等于其族序数,F无正价,因此关系为:S>P=N,D错误。
本题选C。
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
原子半径
主要化合价
、、
下列叙述正确的是
A.、元素的金属性
B.第一电离能Z<W
C.的最高价氧化物对应的水化物能溶于稀氨水
D.一定条件下,单质可以将单质从其氢化物中置换出来
【答案】D
【分析】X、Y的半径比较大,在第三周期,X和Y为同周期,它们的主要化合价分别为+2和+3,分别为Mg和Al元素;Z元素原子半径比W大,Z的最高价为+5价,为N元素;W的化合价-2,而且没有正化合价,为O元素,据此解答。
【解析】A.同周期金属元素从左到右金属性逐渐减弱,可知金属性Mg(X)>Al(Y),故A错误;
B.同周期主族元素从左往右第一电离能呈现增大的趋势,但由于氮元素的2p轨道是半充满,稳定性强,所以第一电离能:N>O,故B错误;
C.Y的最高价氧化物的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3溶于强碱,不溶于弱碱,所以不与NH3·H2O反应,故C错误;
D.Z为N元素,W为O元素,W单质为O2,Z的氢化物如NH3,其中N元素为负价,O2具有强氧化性,因此可以氧化N元素为0价的N2,如:,属于置换反应,故D正确;
故答案选D。
11.下列对各组物质性质的比较中,正确的是
①熔点:,②导电性:,③密度:,④氟的电负性大于氯的电负性,导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,⑤熔、沸点:⑥第一电离能:,⑦非金属氢化物的稳定性顺序:
A.①②③⑥⑦ B.③④⑤⑦ C.②③④⑥ D.①②④⑤
【答案】C
【解析】同主族的金属单质,原子序数越大,熔点越低,这是因为它们的价电子数相同,随着原子半径的增大,金属键逐渐减弱,①错误;
常用的金属导体中,导电性顺序为:,②正确;
是同周期的金属单质,密度逐渐增大,③正确;
氟的电负性大于氯的电负性,导致三氟乙酸中的羟基极性大于三氯乙酸中的羟基极性,三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸,④正确;
分子间存在氢键,熔、沸点最高,与的熔、沸点高低取决于分子间作用力大小,相对分子质量越大,熔、沸点越高,则熔、沸点:,⑤错误;同一周期元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第族元素第一电离能大于第族元素,第一电离能:,⑥正确;
因非金属性,元素的非金属性越强,元素对应的氢化物越稳定,则非金属氢化物的稳定性顺序:,⑦错误;
综上所述,②③④⑥正确,故C正确;
故选C。
12.扑热息痛又叫对乙酰氨基酚(结构如图所示),是重要的解热镇痛药,下列说法正确的是
A.第一电离能:N>O>H>C
B.基态碳原子的简化电子排布式为
C.对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构
D.某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为,则该轨道表示式违背了能量最低原理
【答案】A
【解析】A.N、O第一电离能反常,N>O>C,又因为O的第一电离能大于H,且C的第一电离能小于H,故第一电离能:N>O>H>C,故A正确;
B.基态碳原子的简化电子排布式为,故B错误;
C.对乙酰氨基酚结构中H是2电子稳点结构,不满足8电子稳定结构,故C错误;
D.某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为,则该轨道表示式违背了洪特规则,故D错误;
故选A。
13.下列各组原子(1~36号)中,彼此的化学性质一定相似的是
选项
a原子
b原子
A
最外电子层上有2个电子
最外电子层上有2个电子
B
2p能级上有2个未成对电子
3p能级上也有2个未成对电子
C
电子排布式为
电子排布式为
D
最外电子层(L层)上只有1个空轨道
最外电子层(M层)也只有1个空轨道
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.若a为Be,则为金属元素,b为He,为惰性元素,性质不同,故A错误;
B.a原子2p能级上有2个未成对电子,可能为C或者O,b原子3p能级上有2个未成对电子,可能为Si或S,化学性质不一定相似,故B错误;
C.a原子电子排布式为,则为He,惰性元素;b原子电子排布式为,则为Ca,性质不相似,故C错误;
D.a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道,为C;b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道,为Si,两者为同主族元素,性质相似,故D正确;
故选D。
14.前四周期的A、B、C、D四种元素,原子序数依次增大。A元素的价层电子排布式为nsnnpn+1,元素B最外层电子数是其内层的3倍,C元素是地壳中含量最多的金属元素,D元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,下列说法不正确的是
A.第一电离能A>B
B.简单氢化物的稳定性A<B
C.工业上通过电解C元素的氯化物获得C单质
D.基态D原子未成对电子数目为4
【答案】C
【分析】前四周期的A、B、C、D元素,原子序数依次增大。A元素的价层电子排布式为nsnnpn+1,则A为氮元素;元素B最外层电子数是其内层的3倍,则B为氧元素;C元素是地壳中含量最多的金属元素,则C为铝元素;D元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则D为铁元素。从而得出A、B、C、D分别为N、O、Al、Fe。
【解析】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,A、B分别为N、O,N的2p轨道半充满,电子的能量低,第一电离能反常,则第一电离能N>O,A正确;
B.A、B分别为N、O,O的非金属性大于N,则简单氢化物的稳定性NH3<H2O,B正确;
C.C为Al,AlCl3为共价化合物,熔融时不导电,工业上通过电解熔融的Al元素的氧化物获得Al单质,C不正确;
D.D为Fe,基态Fe原子的价层电子的轨道表示式为,未成对电子数目为4,D正确;
故选C。
第II卷 非选择题(共58分)
二、非选择题(本大题共5个小题,共58分)
15.(10分)在原子结构理论中,有四个原理,分别是①构造原理,②泡利原理,③洪特规则,④能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号,各只填一项)。
(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍 。
(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3 。
(3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个 。
(4)铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2 。
(5)在磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子 。
(6)第四周期元素中,4p轨道半充满的是 ,3d轨道半充满的是 ,4s轨道半充满的是 。(填元素符号)
【答案】(1)②
(2)④
(3)①
(4)③
(5)③
(6) As Cr、Mn K、Cr、Cu
【解析】(1)泡利原理:每个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反,各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍,其主要决定因素是泡利原理,故选②。
(2)基态原子的核外电子在排布时首先要遵循能量最低原理,所以碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3,其主要决定因素是能量最低原理,故选④。
(3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个,其主要决定因素是构造原理,故选①。
(4)原子轨道中电子处于全充满、全空或半充满时较稳定,所以在简并轨道上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行,铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2,其主要决定因素是洪特规则,故选③。
(5)在简并轨道上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋平行,磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子,其主要决定因素是洪特规则,故选③。
(6)第四周期元素中,4p轨道半充满时其4s轨道全充满,该原子是As;3d轨道半充满时4s轨道可能有1个电子或2个电子,如果4s轨道是1个电子为Cr,如果4s轨道有2个电子为Mn;4s轨道半充满时,3d轨道可能没有电子、可能有5个电子、可能有10个电子,如果3d轨道没有电子时该原子是K、如果3d轨道有5个电子时该原子是Cr、如果3d轨道有10个电子时该原子是Cu。
16.(12分)如图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈 形,每个s能级有 个原子轨道;p电子的原子轨道呈 形,每个p能级有 个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是 电子,其电子云在空间有 方向。
(3)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 (填序号)
①K+:
②F:
③P:
④Cu:
⑤Fe2+:
⑥Mg:
⑦O:
【答案】(1) 球 1 哑铃 3
(2) 2p 三个互相垂直的伸展
(3)①⑤⑥
【解析】(1)s电子的原子轨道为球形;每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道,故答案为:球;1;哑铃;3;
(2)np轨道已填充电子,说明ns轨道已经排满电子,故n=2,元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3,原子中能量最高的是2p电子,其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向,故答案为:2p;三个互相垂直的伸展;
(3)①K+核外有18个电子,核电子排布式为1s22s22p63s23p6,故①正确;
②3p能级能量比2p能级高,应是2p能级填充5个电子,故②错误;
③3p能级应是3个电子优先单独占据1个轨道,且自旋方向相同,故③错误;
④应满足洪特规则特例,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故④错误;
⑤原子形成阳离子先失去高能级中电子,Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6,故⑤正确;
⑥符合能量最低原理,故⑥正确;
⑦同一轨道中2个电子自旋方向相反,故⑦错误,
故答案为:①⑤⑥。
17.(12分)现有、、、、、、、8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。
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
元素是形成化合物种类最多的元素
元素基态原子的核外能级电子数比能级电子总数少1个
元素基态原子的核外轨道中有两个未成对电子
元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是,,,
元素的主族序数与周期数的差为4
元素是前四周期中电负性最小的元素
元素位于元素周期表中的第8列
(1)的电子式为___________。(A、C为字母代号,请将字母代号用元素符号表示,下同)
(2)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。
(3)元素原子的远远大于,其原因是 。
(4)、、三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 。
(5)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排布式为 。
(6)G单质投入水中所得溶液阳离子检验方法 。
【答案】(1)
(2) 6 哑铃
(3)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)
(5)
(6)取待测液做焰色实验透过蓝色钴玻璃,若有紫色,则含K+
【分析】A、B、C、D、E、F、G、H8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元素形成的化合物种类最多,则B为C元素;
C元素基态原子的核外p能级电子数比s能级电子数少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,则D为O元素;
E的第三电离能剧增,则E为元素Mg;
F元素的主族序数与周期数的差为4,则F为Cl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;
H元素位于元素周期表中的第8列,则H为Fe元素。
【解析】(1)
A为H元素,C为N元素,C2A4则为N2H4,其电子式为
(2)B为C元素,原子核外共有6种不同运动状态的电子;基态原子中能量最高的电子为轨道上的电子,p轨道呈哑铃(纺锤)形;
(3)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,导致其远远大于;
(4)电子层数越多,粒子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,粒子半径越小,D为O元素,E为Mg元素,F为Cl元素,D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是;
(5)H为Fe元素,位于元素周期表的d区;其基态原子的价层电子排布式为;
(6)G为K元素,G单质投入水中所得溶液阳离子为K+,检验K+可以:取待测液做焰色实验透过蓝色钴玻璃,若有紫色,则含K+。
18.(12分)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低的为 ,能量最高的为 (填标号)。
A. B.
C. D.
(2)基态与离子中未成对的电子数之比为 。
(3)与具有相同的电子构型,小于,原因是 。
(4)与铁同周期元素中,4s轨道半充满的元素 (用元素符号表示)。
(5)已知:元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能。下列有关说法正确的是 (填字母)。
a.Cl-Cl键的键能为119.6kJ/mol
b.Na的第一电离能为603.4kJ/mol
c.Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol
【答案】(1) D C
(2)4:5
(3)与具有相同的电子构型,前者核电荷数大,原子核对核外电子的束缚力大半径小
(4)K、Cr、Cu
(5)c
【解析】(1)Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低的为处于基态的D,能量最高的是1s两个电子跃迁到2p上的C;
(2)与的价电子排布式分别为:3d6、3d5,未成对电子数分别为:4、5,离子中未成对的电子数之比为4:5;
(3)小于,原因是:与具有相同的电子构型,前者核电荷数大原子核对核外电子的束缚力大半径小;
(4)与铁同周期元素即第四周期元素,4s轨道半充满的元素有:K、Cr、Cu;
(5)图示能量变化可知:Cl-Cl键的键能为(2×348.3)kJ/mol=696.6 kJ/mol,a错误;气态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叫做第一电离能,Na的第一电离能为495.0kJ/mol,b错误;元素的一个气态原子获得电子成为气态阴离子时所放出的能量称为电子亲和能,Cl的第一电子亲和能为348.3kJ/mol,c正确。
19.(12分)甲醛有毒,能使人体内蛋白质失去活性,损害人体健康。
(1)蛋白质中主要含有、、、四种元素。
①下列关于C、H、O、N的说法中,正确的是 (填序号)。
a.的电子云呈球形 b.、、、中,的原子半径最大
c.、、、均位于区 d.基态O中含有8种不同运动状态的电子
②第一电离能,原因是 。
(2)酸性高锰酸钾溶液、新制氧化银等氧化剂能去除甲醛。
①基态Mn原子的价电子排布式为 。
②已知基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是 。
(3)甲醛使蛋白质失活的第一步反应如下,二者遵循“正找负、负找正”的规律发生加成反应。
已知:部分元素电负性:C2.5、H2.1、O3.5、N3.0
①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因: 。
②补全第二步反应 (断键位置已用虚线标出,反应类型为取代反应)。
【答案】(1) abd N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高
(2) 第五周期IB族
(3) 的电负性大于,共用电子对偏向而偏离
【解析】(1)①a.的1s电子云呈球形 故正确;
b.电子层数越多,原子或离子的半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,对核外电子的吸引能力越强,离子半径越小,、、、中,的原子半径最大,故正确;
c.、、均位于区,但位s区,故错误;
d.原子中有1个电子就有一种运动状态,基态O中含有8种不同运动状态的电子,故正确;
故答案为:abd;
②第一电离能,原因是N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高。故答案为:N的价层电子排布为,处于半满状态,较稳定,第一电离能较高;
(2)①Mn为25号元素,基态Mn原子的价电子排布式为。故答案为:;
②基态Ag原子的简化电子排布式为,银元素在周期表中的位置是第五周期IB族。故答案为:第五周期IB族;
(3)①结合电负性解释与N相连的H带部分正电荷的原因:的电负性大于,共用电子对偏向而偏离。故答案为:的电负性大于,共用电子对偏向而偏离;
②反应类型为取代反应,-OH与H结给生成水,余下的部分结合得到,故答案为:。
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