第10周 原子结构与核外电子排布的表示方法-【周测必刷】2025-2026学年高二化学选择性必修1+2（人教版2019）

— 38 — 第十周 原子结构与核外电子排布的表示方法 (时间:45分钟 满分:100分) 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌􀤌 􀤌 􀤌 􀦌 􀦌 􀦌􀦌 周推好题 第14题。该题通过对电子排布式或轨道表示式书写的评价,考查核外电子排布规 律,题目设置灵活,紧扣概念,对学生的理解和应用能力要求较高,值得推荐。 一、选择题(本题包括14小题,每小题4分,共56分,每小题只有一个选项符合题目要求) 【考点·一应俱全】 考点一 同素能层、能级 1.若能层序数n=3,则下列能级符号错误的是 ( ) A.ns B.np C.nd D.nf 2.某一能层上nd能级最多可容纳的电子数为 ( ) A.6 B.10 C.14 D.15 3.下列有关能层和能级的叙述正确的是 ( ) A.M能层有s、p共2个能级,最多能容纳8个电子 B.3d能级最多容纳5个电子,3f能级最多可容纳7个电子 C.无论哪一能层的s能级容纳的最多电子数均为2 D.任一能层都有s、p能级,但不一定有d能级 考点二 基态与激发态 原子光谱 4.下列关于同一种原子的基态和激发态的说法正确的是 ( ) A.基态时的能量比激发态时高 B.激发态时比较稳定 C.由基态转化为激发态吸收能量 D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱 5.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪直接摄取 ( ) A.电子的运动轨迹图像 B.原子的吸收光谱 C.电子体积大小的图像 D.原子的发射光谱 考点三 构造原理与电子排布式 6.下列有关构造原理的说法错误的是 ( ) A.原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d B.某基态原子部分核外电子排布式为3d64s2 C.所有基态原子的核外电子排布都遵循构造原理 D.根据构造原理可知,随着核电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入下一个能层 7.某元素基态原子4s轨道上有2个电子,则该基态原子价层电子排布式不可能的是 ( ) A.3d14s2 B.3d84s2 C.3d44s2 D.3d104s2 考点四 电子云与原子轨道 8.对于1s轨道电子云图,下列说法正确的是 ( ) A.小点表示电子,小点多的地方电子的密度大 B.1s轨道的电子云形状为圆形的面 C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转 D.任何基态原子都存在球形的电子云轮廓图 9.符号3px 所代表的含义是 ( ) A.px 轨道上有3个电子 B.第三能层px 轨道有3个伸展方向 C.px 电子云有3个伸展方向 D.第三能层沿x轴方向伸展的p轨道 10.下列有关原子轨道的叙述正确的是 ( ) A.氢原子的2s轨道能量较3p轨道高 B.能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子 C.p能级的原子轨道呈哑铃形,随着能层序数的增加,p能级原子轨道数也在增多 D.锂原子的2s与5s轨道皆为球形 考点五 核外电子排布式与轨道表示式 11.钛(Ti)是一种机械强度大、容易加工的耐高温金属,常用于制造合金。下列有关22Ti的化学用语 中错误的是 ( ) A.原子结构示意图: B.简化电子排布式:[Ar]3d24s2 C.轨道表示式:↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓↑↓↑↓ 2p ↑↓ 3s ↑↓↑↓↑↓ 3p ↑ ↓ 3d ↑↓ 4s D.电子排布式:1s22s22p63s23p63d24s2 12.下列基态原子价层电子的轨道表示式正确的是 ( ) A.O:↑↓ 2s ↑↓ ↑ ↓ 2p B.Fe:↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑↓ 4s C.Si:↑↑ 3s ↑ ↑ 3p D.Cr:↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑↓ 4s 考点六 核外电子排布规则的应用 13.若某元素原子处于能量最低状态时,价层电子排布为4d15s2,下列说法正确的是 ( ) A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有3个未成对电子 B.该元素原子核外共有5个电子层 C.该元素原子的 M层共有8个电子 D.该元素原子最外层有3个电子 — 37 — — 40 — 14.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是 ( ) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态O原子的轨道表示式:↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓↑↓ 2p 错误;违反泡利原理 B 基态N原子的轨道表示式:↑↑ 1s ↑↑ 2s ↑ ↑ ↑ 2p 错误;违反洪特规则 C 基态K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d1 错误;违反能量最低原理 D 基态Cu原子的电子排布式:[Ar]3d94s2 正确;符合构造原理 二、非选择题(本题包括3小题,共44分) 【探究·一举突破】 探究主题 (14分)已知A原子中只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子;C原 子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反;D原子的第三能层上有8个 电子,第四能层上只有1个电子;E原子的价层电子排布为3s23p6。 探究问题: (1)按要求书写下列图示: ①B的原子结构示意图: 。 ②C原子的轨道表示式: 。 ③D原子的核外电子排布式: 。 ④B离子的电子式: 。 (2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式: (至少写出3种)。 (3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式: (至少写出2个)。 (4)写出E的元素符号: ,要证明太阳光中含有E元素,可采用的方法是 。 【综合·一练到底】 (16分)A、B、C、D是四种短周期元素,E是过渡元素。A、B、C为同周期元素,C、D为同主族元 素。A元素原子的结构示意图为 ,B元素原子是同周期除稀有气体元素原子外半径最 大的元素原子,C元素原子的 M 层p能级上有3个电子,E元素原子的价层电子排布为3d64s2。 回答下列问题: (1)A为 (填元素符号,下同),其基态原子的电子排布式为 。 (2)B为 ,其基态原子的简化电子排布式为 。 (3)C为 ,其基态原子的价层电子排布为 。 (4)D为 。 (5)E为 ,其原子结构示意图为 。 【选做·一飞冲天】 (14分)下表给出了五种元素的相关信息,其中A、B、C、D为短周期元素。 元素 相关信息 A 在常温、常压下,其单质是气体,随着人类对环境的认识和要求的提高,它将成为备受青睐的清洁燃料 B 工业上通过分离液态空气获得其单质,其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障 C 植物生长三要素之一,它能形成多种氧化物,其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂 D 室温下其单质呈粉末状固体,加热易熔化。该单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰 E 它是人体不可缺少的微量元素,其单质也是日常生产和生活中不可缺少的金属原材料,常用于制造桥 梁、楼房等 根据上述信息填空: (1)B元素的基态原子含有 个能层,其中第二能层中含有的能级为 ;D的原子结 构示意图: 。 (2)C与A形成的某一化合物能和C与B形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数 比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂,写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式: 。 (3)某矿藏主要含D、E两种元素组成的化合物,它在空气中高温条件下生成一种有刺激性气味的 气体和一种红色氧化物。试写出反应的化学方程式: 。 【错题重做】 错因 基础不牢 题意不明 思路不对 理解不够 分析不透 方法不对 根本不会 其他原因 题号 题号 题号 — 39 — — 76 — 【综合·一练到底】 解析 原电池的形成条件:①相对活泼的金属与电解质 溶液发生自发的氧化还原反应,②有活动性不同的两个 电极,③两电极插入电解质溶液中,④两极用导线相连 形成闭合回路。 答案 (1)电流表指针不偏转 (2)锌片溶解,锌片上有 气泡产生 (3)无明显现象 (4)铜片上有大量气泡产 生,锌片上没有气泡或有少量气泡,锌片溶解 (5)有电 子从锌片经导线向铜片移动 (6) 【选做·一飞冲天】 解析 (1)原电池中电流方向是由正极b流向负极a。 (2)由于负极材料Li是活泼的金属,能够与水发生反应, 所以不可用水代替电池中的混合有机溶剂。 答案 (1)b a (2)否 电极Li是活泼金属,能与水反应 (3)MnO2+e-+Li+􀪅􀪅LiMnO2 第九周 电解池和电解原理综合应用 【考点·一应俱全】 1.D [电解池中阳极若为活泼金属,在反应中失去电子而 被氧化,D错误。] 2.B [根据题图知,该装置有外接电源,属于电解池,根据 电子流向知,c是负极,d是正极,a是阴极,b是阳极,电 解时,电解质溶液中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极 移动,则Q离子是阳离子,P离子是阴离子,故B正确。] 3.B [装置①右侧石墨电极为阳极,阳极是 H2O电离出 的OH-放电,阳极的电极反应为2H2O-4e-􀪅􀪅O2↑ +4H+;装置②中Cu作正极,正极上H+被还原,电极反 应为2H++2e-􀪅􀪅H2↑,B正确;装置①中相当于电解 水,硫酸浓度增大;装置②中消耗 H+,硫酸浓度减小,C 错误;电解池工作时,阳离子向阴极移动,原电池中阳离 子向正极移动,D错误。] 4.C [用惰性电极电解硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸钠溶液 的实质是电解水,浓度增大,硫酸溶液的pH减小,氢氧 化钠溶液的pH增大,硫酸钠溶液的pH不变;电解氯化 钠溶液时生成氢氧化钠,溶液的pH增大。] 5.C [用惰性电极电解CuCl2 溶液时,阴极析出Cu,阳极 生成Cl2,要使溶液复原应加入适量CuCl2,A错误;用惰 性电极 电 解 AgNO3 溶 液 时,阴 极 析 出 Ag,阳 极 生 成 O2,要使溶液复原应加入适量 Ag2O,B错误;用惰性电 极电解H2SO4 溶液时,阳极生成O2,阴极生成 H2,相当 于电解水,要使溶液复原应加入适量水,C正确;用惰性 电极电解KCl溶液时,生成KOH、H2、Cl2,要使溶液复 原应通入适量HCl气体,D错误。] 6.C [因为Cu2+得电子能力强于H+,所以电解开始时阴 极有Cu析出,A错误;电解时阳极失电子,B错误;SO2-4 失电子能力弱于OH-,在水溶液中没有机会失电子,所 以整个电解过程中SO2-4 不参与电极反应,C正确;当电 路中通过电子的量超过0.2mol时,Cu2+ 在阴极放电完 成,此时阴极放电的离子为H+,D错误。] 7.D [得电子能力:H+>Na+,电解饱和食盐水阴极发生 反应:2H++2e-􀪅􀪅H2↑,故A正确;失电子能力:Cl- >OH-,阳极发生反应:2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑,故C正 确;电解池中,总反应化学方程式为2NaCl+2H2O􀪅􀪅 2NaOH+Cl2↑+H2↑,所以电解过程中Na+ 的物质的 量不变且电解后溶液呈碱性,故B正确,D错误。] 8.D [电解食盐水时,阳极发生氧化反应,消耗 NaCl,则 应在阳极补充NaCl,故A正确;阴极生成OH-,且Na+ 向阴极移动,则产品烧碱溶液从阴极区Z处流出,故B 正确;未用离子交换膜时,阴极区混有NaCl,产品不纯, 而用离子交换膜时,只有 Na+ 向阴极移动,产品较为纯 净,故C正确;电解方程式为2NaCl+2H2O 电解 􀪅􀪅2NaOH +Cl2↑+H2↑,每转移 NA 个电子理论上可生成1mol 烧碱,故D错误。] 9.B [在金属表面镀银,应把镀件挂在电镀池的阴极,镀 层金属银作阳极,电镀液是含有银离子的溶液,AgCl溶 解度太小,不适合作电镀液,硝酸银溶液满足条件,故B 正确。] 10.A [在铁片上镀锌时,铁片作电解池的阴极,与电源负 极相连,①错误;锌片作电解池的阳极,和电源正极相 连,②正确;在铁片上发生的反应是Zn2++2e-􀪅􀪅Zn, ③正确;在锌片上发生的反应是Zn-2e-􀪅􀪅Zn2+,④ 错误;电解质溶液为含锌离子的溶液,不能用FeSO4 溶 液,需用ZnSO4 溶液,⑤错误、⑥正确。] 11.D [由于粗铜中含有Zn和Ag,在电解过程中阳极先 是锌失去电子,然后是铜失去电子,Ag形成阳极泥;而 阴极一直是铜析出。在电解过程中,两极得失电子相 等,所以溶解的锌和铜的物质的量之和等于析出的铜 的物质的量,A、B正确,但由于 M(Zn)>M(Cu),且还 有一部分Ag形成阳极泥,所以阳极减少的金属的质量 大于 阴 极 析 出 铜 的 质 量,即b<x,C 项 正 确、D 项 错误。] 12.C [铝土矿的主要成分是Al2O3,可用石墨作电解池的 阴、阳极电解熔融氧化铝冶炼铝,A正确;Al2O3 的熔点 较高,加入冰晶石和氟化钙可降低氧化铝的熔点,B正 确;氯化铝是共价化合物,熔融状态下不导电,无法电 解,C错误;用石墨电极电解熔融氧化铝,高温下阳极生 成的氧气能氧化碳生成CO、CO2,则冶炼过程中,阳极 材料可能会因不断被消耗而需要定期更换,D正确。] 13.C [由4NaOH(熔融)􀪅􀪅4Na+O2↑+2H2O可知, 阳极OH- 放电生成O2 和 H2O,电极反应式为4OH- -4e-􀪅􀪅2H2O+O2↑,A错误;Na的还原性强于Fe, 但Na的沸点比Fe低得多,盖·吕萨克法制钠利用了 Fe与Na的沸点差异,B错误;由电解原理可知,戴维法 制取4molNa时转移4mol电子,但盖·吕萨克法制 取4molNa时转移8mol电子,则转移的电子总数不 同,C正确;用电解熔融氯化钠法制钠时,铁为阳极时, 阳极上Fe放电,D错误。] 14.D [电解精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,则电极 A为粗铜,电极B为纯铜,A正确;阴极反应式为Cu2+ +2e-􀪅􀪅Cu,当电路中通过1mol电子时,生成0.5 molCu,即生成32gCu,B正确;根据电解原理,SO2-4 向阳极移动,C正确;阳极泥是阳极区产物,所以膜 A 为过滤膜,阻止阳极泥及杂质进入阴极区,膜B为阳离 子交换膜,D错误。] 【探究·一举突破】 探究路径 (1)电解过程中阳极发生氧化反应,溶液中 的氯离子放电生成氯气:2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑,氯气溶 于水,溶液可能呈绿色。(2)阳极生成了氯气,但阳极附 近溶液仍为蓝色,说明不是生成氯气的缘故。(3)①根 据信息,取电解后绿色溶液2mL,加20mL水稀释,静 置5分钟后溶液中产生白色沉淀,说明电解后的绿色溶 液中存在[CuCl2]-,故a的目的是证明在上述实验条件 下,电解后的绿色溶液中存在[CuCl2]-。③c的步骤就 是证明电解时阴极附近生成[CuCl2]- 是导致溶液变绿 的原因,因此操作及现象为加入CuCl2 蓝色溶液,直至 溶液颜色与电解后绿色溶液基本相同。 参考答案 (1)Cl2 2Cl--2e-􀪅􀪅Cl2↑ (2)阳极附近溶液仍为蓝色 (3)①证明在上述实验条件下,电解后的绿色溶液中存 在[CuCl2]- ②Cu2++4Cl-+Cu △ 􀪅􀪅2[CuCl2]- ③ 加入CuCl2 蓝色溶液,直至溶液颜色与电解后绿色溶液 基本相同 【综合·一练到底】 解析 (1)通入氢气的电极为负极;由于电解质溶液是 碱性的,所 以 该 电 极 反 应 式 为 H2-2e- +2OH-􀪅􀪅 2H2O。(2)由于铁电极与电源的负极连接,所以铁电极 为阴极,石墨电极为阳极;反应一段时间后,在乙装置中 滴入酚酞溶液,溶液中的水电离出的 H+ 在阴极(铁电 极)放电,破坏了附近的水的电离平衡,该区域的溶液呈 碱性,因此铁极区的溶液变红。(3)因为粗铜中的锌等 活动性比Cu强的杂质金属优先失去电子,而得到电子 的只有Cu2+,所以丙装置中反应一段时间,硫酸铜溶液 的浓度会减小;精铜电极上的电极反应式为Cu2++2e- 􀪅􀪅Cu。 答案 (1)负极 H2-2e-+2OH-􀪅􀪅2H2O (2)阳极 铁极 (3)减小 Cu2++2e-􀪅􀪅Cu 【选做·一飞冲天】 (1)①3Cl2+8OH-+2NO􀪅􀪅2NO-3 +6Cl-+4H2O ②次氯酸钠在酸性条件下氧化能力增强 (2)①A 阳 ②NO2-e-+H2O􀪅􀪅NO-3 +2H+ (3)2NO-2 + 8H++6e-􀪅􀪅N2↑+4H2O 第十周 原子结构与核外电子排布的表示方法 【考点·一应俱全】 1.D [每一能层含有的能级数与其能层数相等,则n=3 时,能层数为3,则有3s、3p、3d能级,不存在3f,从n=4 时开始出现f能级,故选D。] 2.B [能级按照s、p、d、f…的顺序,最多可容纳的电子数 依次为1、3、5、7…的2倍,所以nd能级最多可容纳的电 子数为2×5=10。] 3.C [A项,M能层有s、p、d共3个能级,最多容纳18个 电子;B项,3d能级最多容纳10个电子,从N能层开始 有f能级,最多容纳14个电子,不存在3f能级;C项,每 个能层都从s能级开始,且s能级最多容纳2个电子;D 项,K能层只有s能级,不含有p能级。] 4.C [同一原子处于激发态时能量较高,较不稳定,A、B 不正确;原子光谱分为吸收光谱和发射光谱,电子从基 态跃迁到激发态时,也会产生原子光谱,D不正确。] 5.B [E(3d)<E(4p),故电子由3d能级跃迁至4p能级 时,吸收能量,形成吸收光谱。] 6.C [某基态原子部分核外电子排布式为3d64s2,符合构 造原理中电子填入能级的顺序,故B正确;绝大多数基 态原子的核外电子排布都遵循构造原理,但也有少数例 外,如Cu、Cr等,故C错误;根据构造原理可知,随着核 电荷数递增,电子并不总是填满一个能层后再开始填入 下一个能层,即能级交错现象,故D正确。] 7.C 8.D 9.D [p能级有3个轨道,沿x、y、z轴三个不同的方向延 伸,3px 所代表的含义是第三能层沿x 轴方向伸展的p 轨道。] 10.D [H原子的2s轨道能量低于3p轨道,A错误;每个 能层最多能容纳2n2 个电子,所以能层n=4的原子轨 道最多可容纳32个电子,B错误;所有的p能级都含有 3个轨道,所以随着能层序数的增加,p能级原子轨道 数不变,C错误;所有的s轨道电子云轮廓图都是球形, 所以锂原子的2s与5s轨道皆为球形,D正确。] 11.C [Ti的核电荷数为22,核外电子数也为22,共分布 在四个电子层上,其原子结构示意图为 ,A 正确;根 据 构 造 原 理,Ti的 核 外 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p63d24s2,简 化 电 子 排 布 式 为 [Ar] 3d24s2,B、D正确;根据洪特规则可知,基态原子中填入 简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,3d轨道 电子自旋方向错误,C错误。] 12.B [根据洪特规则可知,填入简并轨道的电子应先单 独分占,且自旋平行,正确的基态O原子价层电子轨道 表示式为↑↓ 2s ↑↓ ↑ ↑ 2p ,A错误;基态Fe原子价层电 子排布为3d64s2,轨道表示式为↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑↓ 4s , B正确;根据泡利原理可知,基态Si原子价层电子轨道 表示式的3s能级中电子应该自旋相反,正确的为↑↓ 3s ↑ ↑ 3p ,C错误;原子轨道处于半充满状态时,体系 的能量 较 低,正 确 的 基 态 Cr原 子 价 层 电 子 排 布 为 3d54s1,而不是3d44s2,轨道表示式为 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑ 4s ,D错误。] 13.B [由题意知,该元素原子的价层电子排布为4d15s2, 则其 基 态 原 子 的 电 子 排 布 式 为1s22s22p63s23p63d10 4s24p64d15s2。A项,该 元 素 原 子 处 于 能 量 最 低 状 态 时,原子中只有4d1 中的1个未成对电子,错误;B项, 由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层,正 确;C项,M层共有18个电子,错误;D项,原子最外层 有2个电子,错误。] 14.C [基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分 占,且自旋平行,选项给出的轨道表示式违反了洪特规 则,A不符合题意;同一原子轨道中的两个电子自旋相 反,选项给出的轨道表示式违反了泡利原理,B不符合 题 意; 基 态 K 原 子 的 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p64s1,选项给出的电子排布式错误,违反 能量最低原理,C符合题意;基态Cu原子的电子排布 式为[Ar]3d104s1,不符合构造原理,是洪特规则的特 例,D不符合题意。] 【探究·一举突破】 探究路径 由题意可知,A为 H,B为Cl,C为O,D为 K,E为Ar。(2)由 H、Cl、O、K中的三种元素组成的化 合物可以是酸,如 HClO、HClO2、HClO3、HClO4;也可 以是碱,如KOH;还可以是盐,如KClO、KClO2、KClO3、 KClO4 等。(3)A的单质为 H2,可以通过电解水、电解 KOH溶液或K和水反应等方法来制取。(4)对太阳光 进行光谱分析,便可确定太阳光中所含元素的种类。 参考答案 (1)① ②↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓ ↑ ↑ 2p 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 75 — — 78 — ③1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) ④[··Cl ·· ·· · ·]- (2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(任写3种,其他 合理答案也可) (3)2H2O 电解 􀪅􀪅2H2↑+O2↑、2K+2H2O􀪅􀪅2KOH+ H2↑(其他合理答案也可) (4)Ar 对太阳光进行光谱分析 【综合·一练到底】 解析 A、B、C、D是四种短周期元素,A元素原子的结 构示意图为 ,则x=2,故A为Si元素;A、B、 C为同周期元素,即均处于第三周期,B元素原子是同周 期除稀有气体元素原子外半径最大的元素原子,则B为 Na元素;C元素原子 M层p能级上有3个电子,则其价 层电子排布为3s23p3,故C为P元素;因C、D为同主族 元素,故D为N元素;E是过渡元素,其原子的价层电子 排布为3d64s2,故E为Fe元素。 答案 (1)Si 1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2) (2)Na [Ne]3s1 (3)P 3s23p3 (4)N (5)Fe 【选做·一飞冲天】 解析 (1)氢气是一种清洁燃料,所以A为氢元素;臭氧 对紫外线有吸收作用,是保护地球地表环境的重要屏 障,所以B为氧元素,其基态原子含有K层与L层2个 能层,L层为第二能层,有2s、2p两个能级;氮、磷、钾是 植物生长三要素,N2O俗名“笑气”,是早期医疗中使用 的麻醉剂,所以C为氮元素;硫熔点低,加热易熔化,在 氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,所以D为硫元素;日 常生产和生活中常用的金属是铁、铜和铝,其中只有铁是 人体不可缺少的微量元素,所以E为铁元素。(2)氮和氢 形成的原子个数比为1∶2的化合物为N2H4,氮和氧形 成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2 和N2O4,其中 N2O4 是无色气体,NO2 是红棕色气体,N2H4 和 N2O4 反应生成无毒的N2 和 H2O。(3)工业上一般以黄铁矿 (其主要成分是FeS2)为原料制备硫酸,其第一阶段的主 要反应是煅烧黄铁矿,反应为4FeS2+11O2 高温 􀪅􀪅2Fe2O3 +8SO2。 答案 (1)2 2s和2p (2)2N2H4+N2O4 点燃 􀪅􀪅3N2+4H2O (3)4FeS2+11O2 高温 􀪅􀪅2Fe2O3+8SO2 第十一周 原子结构与元素的性质 【考点·一应俱全】 1.B [由价层电子排布知,该元素是主族元素。因为最高 能层的序数=周期数,价层电子数=主族序数,所以该 元素位于第五周期第ⅢA族。] 2.A [锌的原子序数为30,在周期表中位于第四周期第ⅡB 族,在ds区,故A错误;基态Al原子核外电子占据的最高 能级为3p能级,电子云轮廓图为哑铃形,故B正确;钒的 原子序数为23,在周期表中位于第四周期第ⅤB族,其基 态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,则钒 的价层电子排布为3d34s2,故C、D正确。] 3.B [基态R2+ 的核外电子排布式为[Ar]3d7,则基态原 子R的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,R为Co元素,则 质子数为27,A正确;Co元素位于第四周期第Ⅷ族,处 于d区,属于过渡金属元素,B错误,C、D正确。] 4.D [s区的氢为非金属元素,d区和ds区全部为金属元 素,p区包含大多数非金属元素。] 5.A [A项,第9列属于第Ⅷ族,全部为金属元素;B项, 第15列为第ⅤA族,其元素原子的最外层电子排布为 ns2np3;C项,He的最外层电子排布为1s2,在第18列;D 项,第11、12列为ds区元素。] 6.D [A.在多电子原子中,电子能量越低,运动区域离核 越近,故A错误;B.在F、Cl、S、P附近寻找制备农药的 元素,即元素周期表的右上方寻找制备新型农药的元 素,故B错误;C.稀有气体元素 He的原子最外层电子 数为2,故C错误;D.元素周期表有18个纵列,8、9、10 三个纵列共同组成第Ⅷ族,故D正确;答案选D。] 7.C [同主族元素,从上到下,同价态离子半径逐渐增大, ①②正确;能层结构相同的离子,随核电荷数增大,离子 半径逐渐减小,③错误;不同价态的同种元素的离子,核 外电子多的半径大,④错误。] 8.C [同一周期主族元素的原子半径随着原子序数的增 大而减小,由此可推知磷原子的半径在硅原子和硫原子 之间,C项正确。] 9.A [碱金属离子半径:r(Li+)<r(Na+)<r(K+)<r (Cs+);卤素离子半径:r(F-)<r(Cl-)<r(Br-)<r (I-),显 然,阴 离 子 半 径 和 阳 离 子 半 径 之 比 最 大 的 是LiI。] 10.D [第三周期主族元素中 Mg的第三电离能最大,Al 的第三电离能最小,故选D。] 11.C [根据I3 到I4 发生突变,说明失去第四个电子很 难,则前面三个电子是最外层,第四个电子是次外层, 因此该元素的化合价为+3价。] 12.D [分析表中给出的数据,元素X的I1、I2 差别很大, 说明X易失去一个电子,而难失去更多的电子,因此X 易形成+1价阳离子,A、C项正确;元素Y的I3、I4 差 别很大,说明Y易失去3个电子,即Y原子的最外层上 有3个电子,应位于ⅢA族,B项正确;若Y位于第三 周期,则为Al,不能与冷水剧烈反应,D项错误。] 13.A 14.C [同周期元素从左到右,原子序数依次增大,原子半 径依次减小,非金属性依次增强,电负性依次增大。电 负性大的元素在化合物中一般显负价,所以X和Y形 成化合物时,X显负价,Y显正价,故A正确;同周期元 素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但第ⅤA族元 素的p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于第ⅥA 族元素,第一电离能Y可能大于X,也可能小于X,故B 正确;元素非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化 物的酸性越强,非金属性:X>Y,则X最高价氧化物对 应的水化物的酸性强于Y最高价氧化物对应的水化物 的酸性,故C错误;元素非金属性越强,气态氢化物越 稳定,则 气 态 氢 化 物 的 稳 定 性:HmY<HnX,故 D 正确。] 【探究·一举突破】 探究路径 依据题表可得,X是钠元素,Y是铝元素,Z 是硫元素,M 是氯元素,W 是氮元素,Q是氧元素,R是 氢元素。(1)Na在周期表中的位置是第三周期第ⅠA 族;在电子层结构相同的情况下,核电荷数越大,半径越 小,X、Y、Q各自形成的简单离子电子层结构相同,离子 半径由大到小的顺序是O2->Na+>Al3+;氮和氢按原 子个数比1∶3构成的粒子(氨)中所含的化学键类型为 共价键。(2)同一周期元素从左到右,金属性越来越弱, 最高价氧化物对应水化物的碱性越来越弱,钠与铝相 比,金属性较强的是钠,两元素最高价氧化物对应的水 化物中,碱性较强的是NaOH。(5)Cl2 与H2S溶液反应, 溶液变浑浊,生成了S单质:Cl2+H2S􀪅􀪅2HCl+S↓,氧 化剂的氧化性大于氧化产物,氧化性:Cl2>S,氧化性越 强,元素非金属性越强,故a正确;非金属性的强弱与得 电子的能力有关,与得电子的数目无关,故b错误;氯和 硫两元素的简单氢化物受热分解,前者的分解温度高, 说明前者的稳定性高,气态氢化物的稳定性越高,元素 非金属性越强,故c正确。 参考答案 (1)第三周期第ⅠA族 O2->Na+>Al3+ 共价键 (2)钠 NaOH (3)Al2O3+2NaOH+3H2O􀪅􀪅2Na[Al(OH)4] (4)MnO2+4HCl(浓) △ 􀪅􀪅MnCl2+Cl2↑+2H2O (5)ac 【综合·一练到底】 解析 A是元素周期表中原子半径最小的元素,A是 H 元素;C与A可形成10电子分子,C元素原子的最外层 电子数是内层电子总数的3倍,C为O元素;B元素原子 最外电子层的p能级上的电子处于半满状态,B的价层 电子排布式为ns2np3,且B的原子序数小于C,B为 N 元素;D3B中阴、阳离子具有相同的电子层结构,D为Na 元素;C、F位于同一主族,F为S元素;G是比F原子序 数大的短周期主族元素,G为Cl元素;E元素原子的最 外层电子数比最内层电子数多1,即最外层电子数为3, E的原子序数介于D和F之间,E为Al元素。(3)F、G 分别为S、Cl元素,S、Cl都是第三周期元素,同周期元素 从左到右,元素的非金属性逐渐增强,最高价含氧酸的 酸性逐 渐 增 强,故 酸 性:HClO4>H2SO4。(4)D+ 为 Na+,B3-为N3-,Na+与N3-具有相同的电子层结构,核 电荷数越大,离子半径越小,离子半径:D+<B3-。B、C 分别为N、O元素,第一电离能:B(N)>C(O)。C、F分 别为O、S元素,同主族元素从上到下电负性逐渐减小, 电负性:C(O)>F(S)。(5)A、C分别为H、O元素,H与 O形成的原子个数比为1∶1的分子为 H2O2,即X的电 子式为 H·· O ·· ·· · · O ·· ·· · ·H。Cu、稀硫酸与 H2O2 反应制备 CuSO4 的离 子 方 程 式 为 Cu+2H+ +H2O2 􀪅􀪅Cu2+ +2H2O。 答案 (1)1s22s22p63s23p1 (2)↑↓ 3s ↑↓ ↑ ↑ 3p (3)HClO4 (4)< > > (5)H·· O ·· ·· · · O ·· ·· · · H Cu+2H+ + H2O2 􀪅􀪅Cu2+ +2H2O 【选做·一飞冲天】 解析 分析可知,A为P,B为S,C为Cl;D的基态原子 的价层电子排布为3d54s2,D为 Mn;E的基态原子的价 层电子排布为3d104s1,E为Cu,据此分析回答问题。 (1)由以上分析知,A为P,B为S,C为Cl。A、B、C三种 元素最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺 序为HClO4>H2SO4>H3PO4。(2)D为锰元素,其在 元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族,其基态原子 的简化核外电子排布式为[Ar]3d54s2。(4)E为铜元素, 位于元素 周 期 表 的ds区,其 基 态 原 子 电 子 排 布 式 为 1s22s22p63s23p63d104s1,填有电子的轨道数为15。 答案 (1)HClO4>H2SO4>H3PO4 (2)第四周期第ⅦB族 [Ar]3d54s2 (3)↑↓ 3s ↑↓ ↑ ↑ 3p (4)ds 15 第十二周 共价键及键参数 【考点·一应俱全】 1.B [一般电负性相差不大的非金属元素原子之间易形 成共价键。] 2.A [由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键, H形成1个共价键,N形成3个共价键,O、S均形成2 个共价键。A项中O原子间是双键,且每个氧原子与1 个氢原子再形成1个单键,即每个氧原子形成3个共价 键,与其饱和性不相符。] 3.A [硫原子有两个未成对电子,根据共价键的饱和性, 形成的氢化物为 H2S,A项正确;两个原子轨道发生重 叠后,只有共用电子对在两核之间绕两个原子核运动,D 项错误。] 4.D [由2个s原子轨道重叠形成的共价键没有方向性, 其他原子轨道重叠形成的共价键都有方向性,故A不正 确;非金属元素的原子形成的共价键数目一般等于该原 子最外层的未成对电子数,不能说一定等于该元素原子 的价电子数,故B不正确;N原子最外层2p轨道上共有 3个未成对电子,1个N原子可以与3个 H原子结合形 成NH3,此时共价键饱和,故D正确。] 5.B [σ键为轴对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴 旋转,π键不能绕键轴旋转,故 A正确;H 只有1s轨道 上的电子,O的2p轨道上的电子与 H的1s轨道上的电 子以“头碰头”方式重叠形成s pσ键,故B错误;乙烯 分子中氢原子和碳原子之间存在共价单键,为σ键,碳原 子与碳原子之间存在共价双键,有1个σ键和1个π键, 则C2H4 分子中有5个σ键和1个π键,N2H4 分子中只 有5个共价单键,即含有5个σ键,故C正确。] 6.C [H2O是共价化合物,电子式为 H×· O ·· ·· × ·H,A项错 误;共价单键是σ键,共价三键中有1个σ键、2个π键, 故1个H2N—C≡N分子中含有4个σ键、2个π键,B 项错误,C项正确;1个CO(NH2)2 分子中只含有1个碳 氧双键,其余为单键,故1个CO(NH2)2 分子中含有1 个π键,D项错误。] 7.C [X分子中含有N—Hs pσ键和N—Np pσ键, 故A正确;1molX分子中所含的σ键数目为11NA,故 C错误;单键都是σ键,双键中含一个σ键和一个π键, 故X分子中既含σ键又含π键,故D正确。] 8.B [键能是指气态分子中1mol化学键解离成气态原子 所吸收的能量,键能越大,意味着化学键越稳定,越不容 易断裂,A正确;键长是形成共价键的两个原子之间的 核间距,键长越短,往往键能越大,共价键越稳定,B错 误;相邻两个共价键之间的夹角称为键角,多原子分子 的键角一定,说明共价键具有方向性,C正确;元素的原 子形成共价键时,当一个原子的所有未成对电子和另一 些原子中的未成对电子配对成键后,就不再跟其他原子 的未成对电子配对成键,因此,共 价 键 具 有 饱 和 性,D 正确。] 9.B 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 — 77 —