内容正文:
小题与大题双向突破1 原子结构与性质
1.(2025·江苏苏北四市一模)尿素[CO(NH2)2]是一种氮肥。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(C)>r(O)
B.电离能:I1(O)>I1(N)
C.沸点:CH4>H2O
D.酸性:H2CO3>HNO3
2.(2025·江苏南京、盐城一模)丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色的二丁二酮肟合镍沉淀,其结构如图所示。该反应可鉴定Ni2+的存在。下列说法不正确的是( )
A.沸点高低:CH4<NH3<H2O
B.半径大小:r(O)<r(N)<r(C)
C.电离能大小:I1(C)<I1(N)<I1(O)
D.Ni2+提供空轨道,N原子提供孤电子对
3.(2025·广东高考9题)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。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
4.(2025·山东烟台、德州二模节选)(1)基态Mn2+的价层电子排布式为 ,Mn的第三电离能 (填“>”“<”或“=”)铁的第三电离能。
5.(2025·山东潍坊一模)超导材料具有高载流能力和低能耗特性,应用广泛。回答下列问题:
高温超导材料YBaCu3O2中有部分铜以Cu3+形式存在。元素钇(Y)的价层电子排布式为4d15s2,则Y在周期表中的位置为第五周期 族;第四周期主族元素基态原子中,和Cu3+未成对电子数相同的元素有 种。
6.(2025·山东济宁二模)铜元素在生命体系和超导领域研究中发挥着至关重要的作用。已知含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。以5-磺基水杨酸和咪唑衍生物为配体合成了单核心的铜配合物如图所示:
基态Cu原子的价层电子排布图为 ,该配合物中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序 。
7.回答下列问题。
(1)基态F原子的价层电子排布图(轨道表示式)为 。
(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 (填字母),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填字母)。
8.(2025·济宁段考)按要求回答下列问题。
(1)中国科学研究院研究团队制备的高质量CsV3Sb5单晶具有非常规超导态的独特性质。回答下列问题:
①V位于元素周期表第 周期第 族,V原子变成V+优先失去 轨道上的电子;Sb是与As同一主族相邻元素,基态Sb原子价层电子的轨道表示式为 。
②第一电离能I1(N)、I1(As)、I1(Se)由大到小的顺序为 ,原因是 。
(2)钴及其配合物在催化、药物和材料科学领域具有广泛应用,根据所学知识回答下列问题:
①Co元素位于元素周期表中的 区。
②下列状态的钴中,电离最外层一个电子所需能量最大的是 (填字母)。
a.[Ar]3d74s2 b.[Ar]3d74s1
c.[Ar]3d74s14p1 d.[Ar]3d74p1
③钴的一种配合物Na3[Co(NO2)6]在分析化学中常用来检验K+,原理为2K++Na++K2Na[Co(NO2)6]↓(亮黄色)。配离子[Co(NO2)6]3-的组成元素中,电负性从大到小的顺序为 。
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小题与大题双向突破1 原子结构与性质
1.A 同周期元素从左到右,原子半径依次减小,所以原子半径:r(C)>r(O),A正确;N原子的2p轨道半充满,第一电离能反常,所以电离能:I1(O)<I1(N),B错误;CH4、H2O都形成分子晶体,二者的相对分子质量相近,但由于H2O分子间能形成氢键,使得H2O分子间的作用力增大,沸点升高,所以沸点:CH4<H2O,C错误;非金属性:C<N,则酸性:H2CO3<HNO3,D错误。
2.C CH4、NH3、H2O的相对分子质量都比较接近,但H2O在常温下呈液态,而CH4、NH3呈气态,NH3分子间能形成氢键,则沸点高低:CH4<NH3<H2O,A正确;C、N、O为同周期相邻元素且从左往右排列,则半径大小:r(O)<r(N)<r(C),B正确;C、N、O为同周期相邻元素,但N原子的2p轨道半充满,第一电离能反常,则电离能大小:I1(C)<I1(O)<I1(N),C不正确;二丁二酮肟合镍配离子中,Ni2+为中心离子,提供空轨道,N原子为配位原子,提供孤电子对,D正确。
3.B 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,第ⅡA族和第ⅤA族例外,由题图可知,c、h的第一电离能均大于其相邻同周期元素,又f和g的第一电离能相差较大,说明f和g不在同一周期,结合原子序数大小关系可知,a~i代表B~Al。g、h、i分别为Na、Mg、Al,同周期主族元素从左到右,金属性逐渐减小,故金属性:Na>Mg>Al,B正确;a为B,g为Na,二者为不同主族元素,A错误;c、d、e分别为N、O、F,同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,原子半径:N>O>F,C错误;b为C,c为N,最简单氢化物分别为CH4、NH3,NH3分子间存在氢键,沸点升高,故最简单氢化物的沸点:NH3>CH4,D错误。
4.3d5 >
解析:锰的原子序数为25,基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,失去两个电子形成Mn2+,则Mn2+的价层电子排布式为3d5,处于半充满稳定结构,再失去1个电子会破坏这种稳定结构,需要较高能量。铁(Fe)原子失去2个电子后,价层电子排布式为3d6,再失去1个电子可使3d轨道达到半充满稳定结构,相对比较容易。因此,锰的第三电离能>铁的第三电离能。
5.ⅢB 2
解析:元素钇(Y)的价层电子排布式为4d15s2,则Y在周期表中的位置为第五周期第ⅢB族;Cu3+的价层电子排布式为3d8,含有2个未成对电子,第四周期主族元素基态原子中,和Cu3+未成对电子数相同的元素有Ge和Se共2种。
6. N>O>C
解析:铜元素的原子序数为29,基态原子的价层电子排布式为3d104s1,价层电子排布图为,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则该配合物中所含第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
7.(1)
(2)a 同周期元素第一电离能的总体趋势是依次升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 b
解析:(1)F为9号元素,基态F原子的电子排布式为1s22s22p5,则其价层电子排布图(轨道表示式)为 。(2)C、N、O和F的价层电子排布式分别为2s22p2、2s22p3、2s22p4、2s22p5,同周期元素的第一电离能从左向右呈依次升高的趋势,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高,则第一电离能大小关系为C<O<N<F,符合的图形为a;第三电离能的变化趋势与第一电离能变化趋势相似,当这四种原子失去2个电子后的价层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3,但C原子失去2个电子后处于2s能级全充满稳定结构,失去第3个电子所需能量反而比N高,比O和F低,故第三电离能大小关系为N<C<O<F,符合的图形为b。
8.(1)①四 ⅤB 4s ②I1(N)>I1(As)>I1(Se) N与As同主族,N比As原子半径小,原子核对核外电子的有效吸引作用强;As与Se同周期,As失去的是相对稳定的半充满的p电子,需要的能量更多
(2)①d ②b ③O>N>Co
解析:(1)①V为23号元素,位于第四周期第ⅤB族,V的价层电子排布式为3d34s2,V失去最外层(4s)的1个电子,生成V+;Sb与As同族,且相邻,故其价层电子排布式为5s25p3,其价层电子轨道表示式为②同主族从上往下,随着原子序数增大,原子的半径递增,原子核对核外电子的吸引能力减弱,故第一电离能递减,同周期第ⅤA族元素原子的p能级为半满的稳定结构,第一电离能要高于相邻元素,故第一电离能:I1(N)>I1(As)>I1(Se)。(2)①Co是27号原子,位于元素周期表第Ⅷ族,属于元素周期表中的d区;②由题给信息知,b、d项代表Co+,a、c项代表Co原子,Co+再失去一个电子较难,即第二电离能大于第一电离能,排除a、c选项;4p能级的能量高于4s,4p能级上电子较4s上电子易失去,故电离最外层一个电子所需能量b大于d;③配离子[Co(NO2)6]3-的组成元素为Co、N、O,同周期的元素,从左到右电负性依次增大,金属元素的电负性小于非金属元素的电负性,所以Co、N、O的电负性从大到小的顺序为O>N>Co。
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