内容正文:
专题08 原子结构与性质
1.(23-24高二上·安徽·期末)基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是
A. B.
C. D.
2.(23-24高二上·安徽合肥·期末)下列说法正确的是:
A.24Cr原子的核外电子排布式是:
B.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
C.原子半径:P>S>Cl
D.电负性:Br>Cl>F
3.(23-24高二上·安徽合肥·期末)下列化学用语表达正确的是:
A.氮原子的L层电子轨道表示式:
B.Fe2+的价层电子排布式:3d54s1
C.K+的结构示意图:
D.HClO的电子式:
4.(23-24高二上·安徽·期末)下列有关化学用语表示错误的是
A.甲烷的球棍模型:
B.Be原子最外层电子的电子云轮廓图:
C.的结构示意图:
D.中子数为8的碳原子:
5.(23-24高二上·安徽六安·期末)下列有关原子结构与性质的叙述中正确的是
A.同一能层中,p能级的能量一定比s能级的能量高
B.电子从基态跃迁到激发态时能产生发射光谱
C.用表示基态P原子最外层电子排布违反能量最低原理
D.2s、3s、4s能级的轨道数目依次增多
6.(23-24高二上·安徽·期末)在基态多电子原子中,下列叙述不正确的是
A.2s和3s轨道形状均为球形
B.3d、4d、5d能级的轨道数相等
C.4px、4py、4pz轨道相互垂直,且能量相等
D.p能级能量一定比s能级的能量高
7.(23-24高二上·安徽·期末)以下表示钠原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是
A. B.
C.Na· D.
8.(23-24高二上·安徽·期末)已知甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素。基态时:乙原子最高能级的不同轨道内都有电子,且自旋方向都相同;丙原子中有两种形状的电子云,最高能层只有一种自旋方向的电子,丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1。下列说法不正确的是
A.电负性:甲>丙 B.第一电离能:乙>丁
C.原子半径:丙>丁 D.简单离子的半径:丙阳离子>乙阴离子
9.(23-24高二上·安徽·期末)下表是某些元素的各级电离能数据(单位:kJ·mol-1),下列说法不正确的是
电离能
元素代号
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
740
1500
7700
10500
Z
580
1800
2700
11600
A.X元素最有可能为Li B.基态Y原子的价层电子数可能为2
C.元素Y不一定是主族元素 D.Z的氯化物的化学式可能为ZCl3
10.(23-24高二上·安徽合肥·期末)若某元素原子处于能量最低状态时,原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,下列关于该元素的叙述正确的是:
A.该元素原子的M层有11个电子
B.该元素处于元素周期表中第一A族
C.该元素位于元素周期表的d区或p区
D.该元素基态原子的价电子排布式为(
11.(23-24高二上·安徽·期末)一种含B化合物可用作吸附材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.元素的电负性:
C.基态碳原子的核外电子的运动状态有4种
D.基态氮原子三个轨道相互垂直,能量相等
12.(23-24高二上·安徽滁州·期末)下列化学用语正确的是
A.HClO的结构式:H—Cl—O
B.C2H4中的共价键类型:极性键
C.NH3的VSEPR模型:
D.基态Cr原子的最外层电子排布图:
13.(23-24高二上·安徽滁州·期末)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。下列说法错误的是
A.氢化物的沸点:
B.X的第一电离能一定小于Y
C.Q与M组成的化合物中可能含有非极性键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
14.(23-24高二上·安徽·期末)电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键):
元素
Li
Be
B
C
N
F
Na
Mg
Al
Si
Cl
Ca
电负性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
0.9
a
1.5
1.8
3.0
1.0
下列说法不正确的是
A.根据电负性变化规律,确定a的最小范围为1.0<a<1.5
B.NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强
C.AlCl3是一种可溶性盐,属于离子化合物
D.可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC
15.(23-24高二上·安徽·期末)肼又称联氨,是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,具有强还原性,在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属,可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题:
(1)N元素位于元素周期表中 区;C与N、O同周期,C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)Ni元素在元素周期表中的位置为 ;基态的价电子排布式为 ;Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。
(3)在水溶液中的第一步电离方程式为 ;与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。
(4)肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水,利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池,其负极的电极反应式为 。
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专题08 原子结构与性质
1.(23-24高二上·安徽·期末)基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】基态原子外层只有一个电子由3s能级跃迁到3p能级所需能量较少,按洪特规则3p上两个电子分占不同轨道相对稳定,能量相对较低,所以基态铝原子转化为A选项的激发态时所需能量最少,故A正确;故选:A。
2.(23-24高二上·安徽合肥·期末)下列说法正确的是:
A.24Cr原子的核外电子排布式是:
B.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
C.原子半径:P>S>Cl
D.电负性:Br>Cl>F
【答案】C
【解析】A.24Cr原子半充满稳定性更好,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1,故A错误;B.最外层电子排布式为ns1的基态原子可能是氢元素,也可能是金属元素,故B错误;C.Cl、S、P位于同一周期,原子序数越大原子半径越小,则原子半径:P>S>Cl,故C正确;D.同主族从上到下元素的电负性逐渐增大,故电负性:Br<Cl<F,故D错误。答案选C。
3.(23-24高二上·安徽合肥·期末)下列化学用语表达正确的是:
A.氮原子的L层电子轨道表示式:
B.Fe2+的价层电子排布式:3d54s1
C.K+的结构示意图:
D.HClO的电子式:
【答案】A
【解析】A.N元素为7号元素,原子核外有7个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p3,L层电子轨道表示式:,故A正确;B.基态Fe2+的价层电子排布式:3d6,故B错误;C.K+核外共有18个电子,则结构示意图为:,故C错误;D.HClO分子中H形成1个共价键、O形成2个共价键、Cl形成1个共价键,电子式为:,故D错误。答案选A。
4.(23-24高二上·安徽·期末)下列有关化学用语表示错误的是
A.甲烷的球棍模型:
B.Be原子最外层电子的电子云轮廓图:
C.的结构示意图:
D.中子数为8的碳原子:
【答案】B
【解析】A.甲烷的分子式为CH4,呈正四面体形,球棍模型为,故A正确;B.Be原子最外层电子的电子云轮廓图为球形,故B错误。
C.Cl-的核电荷数为17,Cl-的结构示意图为,故C正确;D.中子数为8的碳原子的质量数为14,原子符号为,故D正确;故选B。
5.(23-24高二上·安徽六安·期末)下列有关原子结构与性质的叙述中正确的是
A.同一能层中,p能级的能量一定比s能级的能量高
B.电子从基态跃迁到激发态时能产生发射光谱
C.用表示基态P原子最外层电子排布违反能量最低原理
D.2s、3s、4s能级的轨道数目依次增多
【答案】A
【解析】A.同一能层中能级的能量按照s、p、d……依次升高,故A正确;B.激发态能量高于基态,需要吸收能量才能从基态跃迁到激发态,应该产生吸收光谱,故B错误;C.根据洪特规则,P原子3p轨道上的3个电子优先以相同自旋方向占据三个轨道,即图示违反了洪特规则,故C错误;D.只要是s能级,都是一个原子轨道,故D错误;本题选A。
6.(23-24高二上·安徽·期末)在基态多电子原子中,下列叙述不正确的是
A.2s和3s轨道形状均为球形
B.3d、4d、5d能级的轨道数相等
C.4px、4py、4pz轨道相互垂直,且能量相等
D.p能级能量一定比s能级的能量高
【答案】D
【解析】A.2s和3s轨道形状均为球形,A项正确;B.无论是哪个能层上的能级,d能级都有5个轨道,B项正确;C.同一能层,p轨道上原子轨道能量相等并且互相垂直,C项正确;D.当s和p能级不在同一能层时,p能级能量不一定比s能级的能量高,D项错误。故答案为:D
7.(23-24高二上·安徽·期末)以下表示钠原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是
A. B.
C.Na· D.
【答案】D
【解析】A.图示只能表示原子核外2p能级电子云轮廓图,不能表示其他能级上电子云轮廓图,A不符合题意;B.原子结构示意图只表示核外的电子分层排布情况,不能表示电子的运动状态,B不符合题意;C.电子式只能表示最外层电子数,C不符合题意;D.电子排布图包含了能层、能级、轨道以及轨道内电子的自旋状态,对电子运动状态描述最详尽,D符合题意;故答案为:D。
8.(23-24高二上·安徽·期末)已知甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素。基态时:乙原子最高能级的不同轨道内都有电子,且自旋方向都相同;丙原子中有两种形状的电子云,最高能层只有一种自旋方向的电子,丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1。下列说法不正确的是
A.电负性:甲>丙 B.第一电离能:乙>丁
C.原子半径:丙>丁 D.简单离子的半径:丙阳离子>乙阴离子
【答案】D
【分析】甲、乙、丙、丁是原子序数依次增大的短周期元素。甲是宇宙中含量最多的元素,则甲为H;基态时乙原子最高能级的不同轨道内都有电子,且自旋方向都相同,即乙的价电子排布式为2s22p3,则乙为N;丙原子中有两种形状的电子云,最高能层只有一种自旋方向的电子,则丙的最高能层为M,只有一个电子,所以丙为Na;丁原子的价电子排布式为nsn-1npn+1,n=3,即3s23p4,则丁为S。则甲、乙、丙、丁分别为H、N、Na、S。
【解析】A.H对电子的吸引力强于Na,则电负性:H>Na,A项正确;B.N的原子半径比S小,失去一个电子比S难,则第一电离能:N>S,B项正确;C.Na和S的电子层数相同,Na的质子数比S少,则原子半径:Na>S,C项正确;D.Na+和N3-电子层数相同,Na的质子数比N多,则简单离子半径:Na+<N3-,D项错误;故选D。
9.(23-24高二上·安徽·期末)下表是某些元素的各级电离能数据(单位:kJ·mol-1),下列说法不正确的是
电离能
元素代号
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
740
1500
7700
10500
Z
580
1800
2700
11600
A.X元素最有可能为Li B.基态Y原子的价层电子数可能为2
C.元素Y不一定是主族元素 D.Z的氯化物的化学式可能为ZCl3
【答案】A
【解析】A.X出现了I4,而锂原子核外只有3个电子,X元素不可能为Li元素,故A错误;B.Y的最高价为+2价,则基态Y原子的价层电子数可能为2,故B正确;C.最外层有2个电子的元素可能是主族元素,也可能是副族元素,故C正确;D.当时,元素的最高化合价为+n价,故X的最高价为+1,Y的最高价为+2,Z的最高价为+3,Z的氯化物的化学式可能为ZCl3,故D正确;故答案为:A。
10.(23-24高二上·安徽合肥·期末)若某元素原子处于能量最低状态时,原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,下列关于该元素的叙述正确的是:
A.该元素原子的M层有11个电子
B.该元素处于元素周期表中第一A族
C.该元素位于元素周期表的d区或p区
D.该元素基态原子的价电子排布式为(
【答案】D
【分析】原子处于能量最低状态时,原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,则其价电子为;
【解析】A.由于无法确定该元素是否为第4周期元素,故无法得知M层的电子数,故A错误;B.由分析可知,其价电子为,应该位于周期表第VB族,故B错误;C.该元素位于元素周期表的d区,故C错误;D.由分析可知,该元素基态原子的价电子排布式为( ,故D正确。答案选D。
11.(23-24高二上·安徽·期末)一种含B化合物可用作吸附材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.元素的电负性:
C.基态碳原子的核外电子的运动状态有4种
D.基态氮原子三个轨道相互垂直,能量相等
【答案】D
【解析】A.C、N、O、Cl四种原子中,Cl原子的电子层是三层,其他原子只有两层,所以氯原子半径最大;C、N、O的质子数分别是6、7、8,所以半径大小为,A项错误;B.在相同的周期中,元素从左到右的电负性递增,同主族元素自上而下地递减,元素的电负性:,B项错误;C.基态碳原子核外有6个电子,各电子的运动状态均不相同,共有6个,C项错误;D.基态N原子,,三个轨道相互垂直,同一能级的轨道上电子能量相等,D项正确;故选:D。
12.(23-24高二上·安徽滁州·期末)下列化学用语正确的是
A.HClO的结构式:H—Cl—O
B.C2H4中的共价键类型:极性键
C.NH3的VSEPR模型:
D.基态Cr原子的最外层电子排布图:
【答案】C
【解析】A.HClO的结构式为H-O-Cl,故A错误;B.C2H4中的共价键类型为极性键和非极性键,故B错误;C.NH3分子中N价层电子对数为4,孤电子对数为1,VSEPR模型为,故C正确;D.基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,最外层电子数为1,其最外层电子排布图为,故D错误;故答案为:C。
13.(23-24高二上·安徽滁州·期末)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。下列说法错误的是
A.氢化物的沸点:
B.X的第一电离能一定小于Y
C.Q与M组成的化合物中可能含有非极性键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】A
【分析】Y的s能级电子数量是p能级的两倍,Y为C,X的2s轨道全充满,原子序数,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,则Z为N,Q是纯碱中的一种元素,则Q为Na,据此分析。
【解析】A.Y、Z,M分别为C,N,O,其氢化物有多种,若改为简单氢化物的沸点;,即才正确,A错误;B.X为Be或B,Y为C,所以X的第一电离能一定小于Y,B正确;C.Na和O形成的过氧化钠中过氧根内含有O-O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A。
14.(23-24高二上·安徽·期末)电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,是元素的一种基本性质。下表为一些元素的电负性(已知两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键):
元素
Li
Be
B
C
N
F
Na
Mg
Al
Si
Cl
Ca
电负性
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
4.0
0.9
a
1.5
1.8
3.0
1.0
下列说法不正确的是
A.根据电负性变化规律,确定a的最小范围为1.0<a<1.5
B.NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强
C.AlCl3是一种可溶性盐,属于离子化合物
D.可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC
【答案】C
【解析】A.根据电负性的递变规律:同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小可知,在同周期中电负性:Na<Mg<Al,即0.9<a<1.5,同主族:Be>Mg>Ca,即1.0<a<1.5,取最小范围应为1.0<a<1.5,A项正确;B.两种元素电负性差值越大,键的极性越强,根据表中数值可知,N与F电负性差值大于N与Cl电负性差值,则NF3中N-F键的极性比NCl3中N-Cl键的极性强,B项正确;C.根据已知条件及表中数值可知,AlCl3化合物中Al与Cl电负性的差值为1.5,小于1.7,形成共价键,为共价化合物,C项错误;D.Li3N是离子化合物,在熔融状态下以离子形式存在,可以导电,SiC是共价化合物,不能导电,可以通过测定化合物在熔融状态下是否导电鉴别Li3N与SiC,D项正确。故本题选C。
15.(23-24高二上·安徽·期末)肼又称联氨,是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,具有强还原性,在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属,可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题:
(1)N元素位于元素周期表中 区;C与N、O同周期,C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)Ni元素在元素周期表中的位置为 ;基态的价电子排布式为 ;Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。
(3)在水溶液中的第一步电离方程式为 ;与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。
(4)肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水,利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池,其负极的电极反应式为 。
【答案】(1)p
(2)第四周期第Ⅷ族 绿色
(3)(或)
(4)
【解析】(1)N原子的最外层电子排布为,最后一个电子落在p能级上,在周期表中位于p区;由于C、N、O同周期,原子半径越小,第一电离能越大,由于N原子半充满,较稳定,其大小为;
(2)Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅶ族,基态为Cu原子失去最外层一个电子,即价电子排布式为,Cu原子由激发态跃迁到基态时发出绿色的光;
(3)在水中的第一步电离方程式与氨电离相似,即为,为二元弱碱与足量稀反应生成的酸式盐为;
(4)肼燃料电池中,通入肼的电极为负极,其在碱性电解质中的电极反应式为。
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