内容正文:
章末复习建构课
第1章 原子结构与元素性质
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考向1 原子结构与性质
1.(2023·江苏卷,有改动)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均能导电
D.可在周期表中元素Si附近寻找新半导体材料
题号
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4
6
7
√
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D [A.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.同主族元素,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.SiC为共价化合物,不导电,C错误;D.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。]
题号
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2.(2022·河北卷)(1)基态S原子的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为________________。
(2)Cu与Zn相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是________,原因是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
题号
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1∶2或2∶1
Cu
Cu的第二电离能失去的是3d10的电子,第一电离能失去的是4s1电子,Zn的第二电离能失去的是4s1的电子,第一电离能失去的是4s2电子,3d10电子处于全充满状态,其与4s1电子能量差值更大
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3.(1)(2023·全国乙卷)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2-xSiO4)。则:基态Fe原子的价电子排布式为________。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为___________________,铁的化合价为________。
(2)(2023·浙江6月卷)氮的化合物种类繁多,应用广泛。则:基态N原子的价层电子排布式是________。
题号
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3d64s2
O>Si>Fe>Mg
+2
2s22p3
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(3)(2023·北京卷)硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。则:基态S原子价层电子排布式是________。比较S原子和O原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:___________________________________________________________________________。
题号
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3s23p4
I1(O)>I1(S),氧原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子
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[解析] (1)Fe为26号元素,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2。元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金属性越强则其电负性越大,因此,橄榄石(MgxFe2-xSiO4)中,各元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg;因为MgxFe2-xSiO4中Mg、Si、O的化合价分别为+2、+4、-2,根据化合物中各元素的化合价的代数和为0,可以确定铁的化合价为+2。
题号
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7
(2)N的核电荷数为7,核外有7个电子,基态N原子电子排布式为1s22s22p3,则基态N原子的价层电子排布式是2s22p3。
(3)S是第3周期ⅥA族元素,基态S原子价层电子排布式为3s23p4。S和O为同主族元素,O原子有2个电子层,S原子有3个电子层,O原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子,即O的第一电离能大于S的第一电离能。
题号
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4.(2022·全国甲卷)(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为
_________________。
题号
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(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号),判断的根据是____________________________________________________________________________________________________________________________________;第三电离能的变化图是________(填标号)。
题号
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a
同一周期主族元素的第一电离能呈现增大的趋势,但由于N元素的2p轨道上的电子排布为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高
b
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考向2 元素“位—构—性”之间的关系
5.(2023·全国甲卷)W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是( )
A.原子半径:X>W
B.简单氢化物的沸点:X<Z
C.Y与X可形成离子化合物
D.Z的最高价含氧酸是弱酸
√
题号
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C [W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序数的规律,则W为N,X为O,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,又因为Y的原子序数大于氧的,则Y电子层为3层,最外层电子数为2,所以Y为Mg,四种元素最外层电子数之和为19,则Z的最外层电子数为6,Z为S。A.X为O,W为N,同周期从左往右,原子半径依次减小,所以半径大小为W>X,A错误;B.X为O,Z为S,X的简单氢化物为H2O,可形成分子间氢键,Z的简单氢化物为H2S,不能形成氢键,所以简单氢化物的沸点为X>Z,B错误;C.Y为Mg,X为O,它们可形成MgO,为离子化合物,C正确;D.Z为S,硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误。]
题号
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6.(2023·全国乙卷)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是( )
A.X的常见化合价有-1、-2
B.原子半径大小为Y>X>W
C.YX的水合物具有两性
D.W单质只有4种同素异形体
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题号
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A [W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳。A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,如H2O2和H2O,A正确;B.W为C,X为O,Y为Mg,一般电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为Y>W>X,B错误;C.Y为Mg,X为O,它们可形成MgO,水合物为Mg(OH)2,Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水,不能与碱反应,所以YX的水合物没有两性,C错误;D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误。]
题号
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7.(2023·湖南卷)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
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题号
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C [根据题中所给的信息,基态X原子s轨道上的电子数与p轨道上的电子数相同,可以推测X为O元素或Mg元素,由荧光粉的结构可知,X主要形成的是酸根,因此X为O元素;基态X原子中未成对电子数为2,因此Y的未成对电子数为1,又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大,故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合,故Y为F元素或Cl元素;Z原子的未成对电子数为3,又因其原子序数大于Y,故
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Y应为F元素、Z应为P元素;从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素,故其为Ca元素;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca。A.电负性用来描述不同元素的原子在化合物中吸引电子能力的大小,根据其规律,电负性同一周期主族元素从左到右依次增大,同一主族元素从上到下依次减小,故四种原子的电负性大小为Y>X>Z>W,A错误;B.同一周期主族元素原子半径从左到右依次减小,同一主族原子半径从上到下依次增大,故四种原子的原子半径大小为:Y<X<Z<W,B错误;C.F2与水反应生成HF气体和O2,Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气,二者均可以生成气体,C正确;D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,几乎没有氧化性,D错误。]
题号
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