内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 对电子云理解不清楚造成错解
1.(2024陕西汉中期末)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.图甲中的每个小点都表示1个电子
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
2.(2024福建福州一中月考)下列关于电子云说法正确的是( )
A.s电子云在空间各个方向上的伸展程度相同
B.p电子云是平面“8”字形的
C.电子云中一个小点表示1个自由运动的电子
D.s能级的电子云呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
易错点2 对电子能量高低理解不透造成错解
3.(2025上海吴淞中学期中)下列轨道表示式所表示的不同状态的硼原子中,能量最高的是( )
4.(2024山东济南历城二中月考)在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.原子由1s22s22p33p1→1s22s22p33s1时,吸收能量
B.最易失去的电子一般能量最高
C.在离核最近区域运动的电子能量较低
D.基态钠原子能量最高的电子有1个
易错点3 构造原理、泡利原理、洪特规则、能量最低原理理解错误
5.(2025山东菏泽月考)下列说法错误的是 ( )
A.若基态碳原子电子排布式为1s22s22违反了洪特规则
B.铍原子的核外电子排布式为1s22s2,符合构造原理
C.若硅原子核外电子排布图为,则违反了泡利原理
D.若镁元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s13p1,则违反了能量最低原理
6.(2025河南洛阳新安一中月考)下列电子排布式或轨道表示式书写正确的是( )
A.O原子的轨道表示式:
B.Ca原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d2
C.Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d44s2
D.Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6
易错点4 忽视第一电离能的反常造成错解
7.(2024浙江金华月考)下列选项中的各组元素(从左到右)同时满足下列三个条件的是( )
a.原子半径依次减小;b.第一电离能逐渐增大;c.电负性逐渐增大。
A.Na、Mg、Al B.C、O、N C.Li、Na、K D.I、Cl、F
8.(2025吉林梅河口五中期末)现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:③>②>①
B.原子半径:③>②>①
C.电负性:③>②>①
D.最高正化合价:③=②>①
思想方法练
利用“一般与特殊”的思想方法解决原子结构与性质的相关问题
方法概述
化学中存在很多一般规律下的特殊情况,因此恰当运用“一般与特殊”的思想方法解题能起到事半功倍的效果。例如电子填入不同能级时会有能级交错现象,即填入顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np;又如元素原子的第一电离能同周期从左到右呈增大趋势,但一般第ⅡA族、第ⅤA族元素原子反常。
1.在核电荷数为1~36的元素中,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
2.(2025山东泰安一中月考)下列说法正确的是( )
A.多电子原子中,原子轨道的能量高低总是遵循ns<np<nd
B.最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表的第2列
C.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素,其族序数一定为x+y
D.由金属活动性顺序可推出钙的第一电离能小于钠的第一电离能
3.(2025北京师大附中期末)如图所示是元素周期表前四周期的一部分,下列关于五种元素的叙述中正确的是( )
X
W
Y
R
Z
A.X的基态原子最外层p轨道上有2个未成对电子
B.简单氢化物的稳定性:Y>X
C.Z的基态原子价层电子排布式为3d104s24p5
D.第一电离能:R>W>Y
4.(2024湖北武汉调研)下列对物质性质的比较,相应解释错误的是( )
物质性质
解释
A
酸性:HCl>HF
非金属性:Cl>F
B
第一电离能:N>O
N原子2p轨道为稳定的半充满结构
C
电负性:Cl>S>As
非金属性:Cl>S>As
D
半径:r(Mg2+)<r(F-)
Mg2+、F-核外电子排布相同,Mg2+核电荷数大,半径小
5.(2025辽宁沈阳一二○中学月考)如图为元素周期表的一部分,元素①~⑥在元素周期表中的位置如图所示。请回答下列问题:
(1)第二周期元素中,第一电离能比①大的有 种。
(2)元素②与③焰色不同的原因是 。
(3)元素④在周期表中的位置是 ;
元素⑤位于元素周期表 区,其基态正二价离子的最高能层的能层符号为 。
(4)元素⑥的基态原子简化的电子排布式为 ,该元素对应基态原子具有 种空间运动状态不同的电子。
(5)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称为第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素E1的变化趋势如图所示。元素氮的E1最小,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 。
答案与分层梯度式解析
易混易错练
1.D 电子云轮廓图是常说的原子轨道图,A错误;图甲中小点的疏密表示电子出现概率大小,小点并不是真实的电子,B错误;s能级电子云轮廓图呈球形,而不是圆形,C错误;p能级原子轨道图呈哑铃形,有px、py、pz三个伸展方向,且互相垂直,D正确。
易错分析
电子云表示电子在核外空间出现的概率密度分布,不表示电子运动的轨迹,其中小点并不代表电子,小点的数目也不代表电子真实出现的次数;电子云中小点密度越大,表示电子出现的概率密度越大。
2.A ns能级的电子云呈球形,在空间各个方向上的伸展程度相同,A正确;p电子云是哑铃形,不是平面“8”字形,B错误;电子云中的小点不表示电子,而是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,C错误;处在s原子轨道上的电子,出现在球壳内空间的概率为90%,D错误。
3.B A项,为基态硼原子,此时能量最低,错误;B项,2s轨道中2个电子跃迁到2p轨道上,且有2个电子占据同1个2p轨道,此时能量为四种状态中最高,正确;C项,2s轨道中2个电子跃迁到2p轨道上,但3个电子分占3个2p轨道,此时能量比B低,错误;D项,2s轨道上1个电子跃迁到2p轨道上,此时能量比C低,错误。
易错分析
一般来说电子分占简并轨道且自旋方向相同时,能量较低,而B项2p能级中2个电子填充在同一轨道,其能量较高。
4.A 基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4,而1s22s22p33p1、1s22s22p33s1都是氧原子的激发态,前者能量更高,原子由1s22s22p33p1→1s22s22p33s1时,释放能量,A错误;通常离核越远的电子,能量越高,越容易失去,B正确;在离核最近区域运动的电子能量较低,C正确;钠元素原子核外电子排布式为[Ne]3s1,3s能级的电子能量最高,D正确。
5.C 基态碳原子电子排布式为1s22s22p2,依据洪特规则,2p能级上的2个电子应分占2个2p轨道,故1s22s22违反了洪特规则,A正确;铍原子核外电子数为4,1s、2s能级均只有1个原子轨道,各排布2个电子,符合构造原理,B正确;填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行,该排布图违反了洪特规则,C错误;基态Mg原子电子排布式为1s22s22p63s2,而写成1s22s22p63s13p1,违反了能量最低原理,D正确。
易错分析
书写基态原子的轨道表示式需同时满足泡利原理、洪特规则、能量最低原理等,违背的哪种原理或规则易判断错误,而导致误选。
6.D 根据洪特规则,O原子的轨道表示式为,A错误;Ca原子核外电子数为20,由构造原理可写出其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,B错误;Cr原子3d能级半充满,其电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1,C错误;Br-核外有36个电子,其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p6,D正确。
7.D Na、Mg、Al的原子半径逐渐减小,电负性逐渐增大,Mg原子的第一电离能比Al大,A错误;原子半径C>N>O,电负性C<N<O,N原子2p能级为半充满,第一电离能比相邻元素大,即第一电离能C<O<N,B错误;同主族元素Li、Na、K的原子半径逐渐增大,第一电离能和电负性均逐渐减小,C错误;同主族元素I、Cl、F的原子半径逐渐减小,第一电离能和电负性均逐渐增大,D正确。
易错分析
同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势,但一般第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。注意和电负性递变规律的区别,二者易混淆。
8.A 由基态原子的核外电子排布式可知①为S、②为P、③为N。P的3p能级半充满,较稳定,其第一电离能大于S,即第一电离能:③>②>①,A正确;原子半径:P>S>N,即②>①>③,B错误;由非金属性:N>S>P,可知电负性:③>①>②,C错误;S、P、N最高正化合价分别为+6、+5、+5,即最高正化合价:①>③=②,D错误。
思想方法练
1.D 核电荷数为1~36的元素为前四周期元素,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素有H(1s1)、Li(2s1)、Na(3s1)、K(4s1)、Cr(4s1)、Cu(4s1),共6种,故选D。
方法点津
化学中的特例贯穿整个高中化学学习过程,分析选项的表述是否严谨,要时刻考虑是否存在特例,因此“一般与特殊”的思想方法在高中阶段非常重要。对此题来说,一般情况下前四种容易写出:H(1s1)、Li(2s1)、Na(3s1)、K(4s1),但是特殊的Cr(4s1)、Cu(4s1)需要加强记忆。
2.A 多电子原子中,相同能层上不同能级能量的高低为ns<np<nd,A正确;最外层电子数为ns2的元素,可能是第ⅡA族元素,也可能是第ⅡB族、0族元素,如Zn和He等,即不一定位于第2列,B错误;基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy,该元素可能位于d区或ds区,若为Cu元素,价层电子排布式为3d104s1,为第ⅠB族元素,其族序数不为x+y,C错误;第一电离能Ca>Na,不能用金属活动性顺序去比较第一电离能的大小,D错误。
3.D 根据元素在周期表中的位置可知,X为F,Y为S,Z为Br,W为P,R为Ar元素。基态F原子价层电子排布式为2s22p5,即最外层p轨道上有1个未成对电子,A错误;由非金属性F>S,可知简单氢化物稳定性:HF>H2S,B错误;Br为第ⅦA族元素,基态原子价层电子排布式为4s24p5,C错误;P原子3p轨道半充满,其第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能Ar>P>S,D正确。
4.A 简单氢化物的酸性强弱不能用元素非金属性的强弱解释,且非金属性:F>Cl,A错误;N原子2p轨道为稳定的半充满结构,第一电离能大于同周期相邻元素,B正确;非金属性:Cl>S>As,电负性:Cl>S>As,C正确;Mg2+、F-具有相同的电子层结构,Mg2+核电荷数大,半径小,D正确。
5.答案 (1)3
(2)钠和钾的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同,则放出的光的波长不同
(3)第四周期第Ⅷ族 ds M
(4)[Ar]3d104s24p3 18
(5)第二周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性逐渐增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子
解析 根据元素周期表,元素①~⑥分别表示O、Na、K、Fe、Cu、As元素。(1)第二周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族、第ⅤA族元素反常,即第二周期元素中,第一电离能比O大的有N、F、Ne 3种元素。(2)由于钠和钾的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同,则放出的光的波长不同,故产生的焰色也不同。(3)Fe为26号元素,在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;Cu的价层电子排布式为3d104s1,位于元素周期表ds区,其基态正二价离子的价层电子排布式为3d9,其最高能层为M。(4)As原子核外有33个电子,基态原子简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p3,核外电子占有18个轨道,即基态As原子具有18种空间运动状态不同的电子。(5)元素氮的E1最小,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是:第二周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性逐渐增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。
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