内容正文:
综合拔高练
高考真题练
考点1 原子核外电子排布
1.(高考组合)(1)(2025湖北,16节选)基态氟离子的电子排布式为 。
(2)(2025广东,19节选)基态Ti原子的价层电子排布式为 。
2.(高考组合)回答下列问题:
(1)(2024浙江6月选考,17节选)下列有关单核微粒的描述正确的是 。
A.Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B.Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C.Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D.Fe原子变成Fe+,优先失去3d轨道上的电子
(2)(2024新课标,29节选)Ni基态原子价电子的轨道表示式为 。
(3)(2024河北,16节选)钒原子的价层电子排布式为 。
(4)(2024广东,19节选)基态N原子价层电子的轨道表示式为 。
考点2 电离能、电负性及其大小比较
3.(2025广东,9)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图①。下列说法正确的是( )
A.a和g同主族 B.金属性:g>h>i
C.原子半径:e>d>c D.最简单氢化物沸点:b>c
①看图说“化”由于是短周期元素,结合图像可知a~ f为第二周期元素,而g~ i为第三周期元素。结合同周期元素第一电离能的递变规律可知c为N元素,则a、b、d、e、f分别为B、C、O、F、Ne,g~ i分别为Na、Mg和Al元素
4.(2024河北,7改编)侯氏制碱法工艺流程中的主反应为QR+YW3+XZ2+W2Z QWXZ3↓+YW4R①,其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是( )
A.原子半径:W<X<Y
B.第一电离能:X<Y<Z②
C.单质沸点:R<Q
D.电负性:W<Q<R
①辅助设问能写出侯氏制碱法的反应原理吗?
②关键点拨掌握第一电离能的递变规律及特殊情况
考点3 元素推断及元素周期律的应用
5.(2025安徽,9改编)某化合物的结构如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,其中X、Z位于同一主族。下列说法错误的是( )
A.元素电负性:X>Z>Y
B.简单氢化物稳定性:Y<Z
C.基态原子未成对电子数:W<X<Y
D.基态原子的第一电离能:X>Z>Y
6.(2024重庆,12)R、X、Y和Z为短周期元素,XY3ZR3的分子结构如图所示。R中电子只有一种自旋取向,X、Y和Z处于同一周期,X的核外电子数等于Y的最高能级电子数,且等于Z的最外层电子数①。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z<X B.非金属性:Y<Z
C.单质的沸点:X<Y D.最高正化合价:X<R
①辅助设问结合该表述能获得什么信息?
高考模拟练
应用实践
1.(2025重庆万州二中月考)2024年12月3日,国产大飞机C919首次落地重庆江北国际机场,C919上用到较多的镁铝合金。下列叙述正确的是( )
A.Al原子核外有7种空间运动状态不同的电子
B.基态镁离子能量最高的电子的电子云轮廓图为球形
C.镁和铝都位于元素周期表的s区
D.基态Al原子价层电子排布式:3s23p3
2.(2025广东番禺中学月考)已知元素X简单氢化物和其最高价含氧酸可化合生成一种盐,基态Y原子最外层电子排布为nsnnpn+2。下列说法错误的是( )
A.原子半径:X>Y
B.X、Y均属于p区元素
C.X、Y的电负性:X>Y
D.X、Y的简单氢化物热稳定性:X<Y
3.(2025山东齐鲁名校教研共同体开学考)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子空间运动状态只有一种,X的基态原子核外电子占有3个原子轨道,Y的基态原子的s、p能级上的电子数相等,X、Y、Z三种元素组成的化合物甲的结构如下。
下列说法错误的是( )
A.工业上用电解某熔融盐得到Z的单质
B.X2W6中电负性:W>X
C.化合物甲中X原子满足8电子结构
D.原子半径:Z>X>Y
4.(2025湖北武汉一中联考)离子液体是一类应用价值很高的绿色溶剂,由五种短周期主族元素P、Q、X、Y、Z组成的某离子液体的结构如图所示。Q、X、Y、Z处于同一周期,基态P原子的电子层数与核外电子总数相等,Q的一种核素可用于文物年代的测定,基态X原子的p能级处于半充满状态。下列说法错误的是( )
A.基态Z原子的核外电子占据的最高能层有4个原子轨道
B.Y的最高价氧化物对应的水化物是一元酸
C.同周期元素中,第一电离能介于X、Y之间的有3种
D.Q、X分别与P形成的化合物的沸点:Q<X
迁移创新
5.(创新题·新情境)(2024江苏徐州期末)现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物,以吸附Mn2+等重金属离子,聚合铁简称PFS,化学式为(n<5,m<10)。下列说法错误的是( )
A.PFS中铁元素显+3价
B.基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2
C.由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程
D.由表可知失去1个电子时,气态Fe2+比气态Mn2+难
元素
Mn
Fe
电离能/
(kJ·mol-1)
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
高考真题练
1.答案 (1)1s22s22p6 (2)3d24s2
解析 (1)氟的原子序数为9,基态氟离子的电子排布式为1s22s22p6。(2)Ti为22号元素,基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2。
知识拓展
阳离子的核外电子排布式书写
基态原子转化为相应阳离子时,原子失去电子时总是先失去最外层电子,然后失去次外层电子、倒数第三层电子……如:
2.答案 (1)AB (2) (3)3d34s2
(4)
解析 (1)Ar的基态原子电子排布方式只有一种,为1s22s22p63s23p6,A正确;钠原子失去1个电子后,和Ne原子核外电子排布相同,都是1s22s22p6,但由于Na+核电荷数多,对最外层电子的吸引能力强,所以Na的第二电离能大于Ne的第一电离能,B正确;Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]3d104s24p2,C错误;Fe的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,Fe原子变成Fe+,优先失去的是4s轨道上的电子,D错误。
(2)Ni基态原子的价电子排布式为3d84s2,其轨道表示式为。
(3)钒原子核外有22个电子,由构造原理可写出其价层电子排布式为3d34s2。
(4)基态N原子价层电子排布式为2s22p3,其轨道表示式为。
名师点睛
过渡元素中出现能级交错现象,其ns能级先排入电子,(n-1)d能级后排入电子,但在书写电子排布式时应将(n-1)d能级写在ns能级前面,即按照能层的顺序书写;在形成简单离子时首先失去的是ns能级上的电子,如基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,即书写时3d能级写在4s前面,形成Fe3+时首先失去4s上的2个电子,再失去3d上1个电子。
3.B 考教衔接
本题命题以教材为依据,考查第一电离能的递变规律及其应用。试题中图像来自教材P23图1-22元素的第一电离能的周期性。要做好本题需以第一电离能递变规律中的特殊元素为突破口,完成各元素的推断。
元素a~i为短周期元素,f的第一电离能最大,则f为Ne,依次推出a为B、b为C、c为N、d为O、e为F、g为Na、h为Mg、i为Al。B为第ⅢA族元素,Na为第ⅠA族元素,A错误;同周期主族元素从左到右元素金属性逐渐减弱,则金属性:Na>Mg>Al,B正确;同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:N>O>F,C错误;NH3分子间形成氢键,CH4分子间不能形成氢键,则沸点:NH3>CH4,D错误。
4.C
真题降维
①辅助设问答案:侯氏制碱法的反应原理为NaCl+NH3+CO2+H2O NaHCO3↓+NH4Cl、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O。由第一个反应可推出W、X、Y、Z、Q、R分别为H、C、N、O、Na和Cl元素。
②关键点拨:同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但一般第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能高于同周期相邻元素。
一般原子的电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:H<N<C,A错误;第一电离能:C<O<N,B错误;Cl2常温下为气体,Na常温下为固体,则沸点:Cl2<Na,C正确;一般,同周期主族元素,从左往右电负性逐渐增大,同主族元素,从上到下电负性逐渐减小,电负性:Na<H,Na<Cl,HCl中Cl显负价,电负性H<Cl,则电负性:Na<H<Cl,D错误。
考场速决
根据常温下,Cl2呈气态,金属Na呈固态,可快速判断单质沸点:Cl2<Na。
5.D W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X、Z位于同一主族,且均形成2个共价键,则X为O,Z为S;W形成1个共价键,且原子序数最小,则W为H;Y形成5个共价键,且原子序数介于O和S的原子序数之间,则Y为P。一般,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性:O>S>P,A项正确。非金属性:P<S,简单氢化物的稳定性:PH3<H2S,B项正确。基态H原子的价层电子排布式为1s1,有1个未成对电子;基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,有2个未成对电子;基态P原子的价层电子排布式为3s23p3,有3个未成对电子,故未成对电子数:H<O<P,C项正确。同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但P的3p轨道半充满,较稳定,其第一电离能大于同周期相邻元素的,故第一电离能:P>S,D项错误。
归纳总结
元素的电负性与元素的非金属性和金属性强弱相对应,一般来说,元素的电负性越大,非金属性越强,金属性越弱。
6.A
真题降维
①辅助设问答案:短周期元素最高能级若为2p或3p,最多能排布6个电子,即X的核外电子数≤6,据此可确定X、Y、Z均为第二周期元素。
该物质中R、Y均形成1个共价键,结合R的电子只有一种自旋取向,可知R为H元素,Y为F元素;X、Z均形成4个共价键,结合F的最高能级2p电子数为5,可知X为B元素,Z的最外层电子数为5,即Z为N元素。同周期主族元素从左向右原子半径减小,则原子半径:Z(N)<X(B),A正确;同周期主族元素从左向右非金属性增强,则非金属性:Y(F)>Z(N),B错误;常温下B为固体,而F2为气体,则单质沸点:X(B)>Y(F2),C错误;最高正化合价:X(+3)>R(+1),D错误。
名师点睛
解答此类试题应根据化合物的结构快速找到解题的突破口:
①根据形成的简单阳离子,可快速确定元素所在的主族序数;
②根据形成共价键的数目,可确定原子的最外层电子数,据此确定所在的主族;
③根据原子序数和所在周期等信息,快速完成元素推断。
高考模拟练
1.A Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,有1+1+3+1+1=7个原子轨道有电子,即核外有7种空间运动状态不同的电子,A正确;基态Mg2+能量最高的电子为2p电子,电子云轮廓图为哑铃形,B错误;Mg、Al分别是第ⅡA、ⅢA族元素,分别位于元素周期表的s区和p区,C错误;基态Al原子价层电子排布式为3s23p1,D错误。
素养解读
本题以C919用到的镁铝合金为载体,考查核外电子排布、电子云轮廓图、元素周期表的分区等知识的应用,培养学生证据推理与模型认知的化学学科素养。
2.C 根据对X的描述可知X为N元素,由基态Y原子最外层电子排布式,可知n=2,即Y为O元素(破题关键)。原子半径N>O,A正确;N、O均为p区元素,B正确;由非金属性N<O,可知电负性:N<O,C错误;由非金属性可知简单氢化物热稳定性:NH3<H2O,D正确。
3.C W的核外电子空间运动状态只有一种,即W为H元素;基态X原子核外电子占有3个原子轨道,且X形成3个共价键,即X为B元素;基态Y原子s、p能级上的电子数相等,且Y形成2个共价键,即Y为O元素;Z形成+1价阳离子,即Z为Na元素。工业上用电解熔融NaCl得到金属Na和Cl2,A正确;X2W6是B2H6,电负性:H>B,B正确;化合物甲中B与O原子形成3对共用电子对,即B原子最外层是6电子结构,不满足最外层8电子结构(易错点),C错误;原子半径:Z(Na)>X(B)>Y(O),D正确。
4.D
基态F原子核外电子占据的最高能层为L层,有4个原子轨道,A正确;B的最高价氧化物对应的水化物是硼酸(H3BO3),属于一元酸(易错点),B正确;同周期元素中,第一电离能介于N、B之间的元素有Be、C、O,共3种,C正确;C、N分别与H形成的化合物均有多种,无法比较其沸点,D错误。
素养解读
本题结合离子液体的结构和文字表述,综合考查关于元素周期表和元素周期律的相关知识,同时考查原子轨道等知识点的实际应用,培养学生证据推理与模型认知的化学学科素养。
5.D 设铁元素的化合价为x,根据化合物中各元素正、负化合价代数和为0可得2x-n-2×(3-)=0,解得x=+3,即PFS中铁元素的化合价为+3价,A正确;基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2,B正确;硫酸亚铁中铁元素为+2价,PFS中铁元素为+3价,铁离子水解生成氢氧化铁,则由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程,C正确;电离能越大,失电子越难,Fe的第三电离能小于Mn的第三电离能,所以气态Fe2+失去1个电子比气态Mn2+失去1个电子容易,D错误。
试题剖析
解答本题关键是能根据PFS的化学式和各元素正、负化合价代数和为0确定Fe元素的化合价为+3价,再结合FeSO4到PFS的转化,分析制备过程;能根据电离能的大小判断粒子失去1个电子的难易程度。整体看试题虽然综合性较强,但掌握适当的方法还是相对容易分析的。
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