内容正文:
本章复习提升
易混易错练
易错点1 对电子云理解不充分造成错解
1.(2025河北石家庄七县联考)下列说法正确的是 ( )
A.s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
B.电子云图中的小点密度大,说明该原子核外空间电子数目多
C.p电子云轮廓图可表示为
D.3d3表示的电子排布图为
易错点2 对电子能量高低、原子轨道理解不充分造成错解
2.(不定项)在基态多电子原子中,下列说法正确的是 ( )
A.3d、4d、5d能级的轨道数依次增多
B.p能级的能量一定比s能级的能量高
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直、能量相等
D.从空间分布范围看,2s轨道半径比1s轨道半径大
3.(2024山东历城二中月考)在基态多电子原子中,下列关于核外电子能量的叙述错误的是( )
A.原子由1s22s22p33p1→1s22s22p33s1时,原子吸收能量
B.在离核较远的区域内运动的电子能量较高
C.最易失去的电子能量最高
D.基态钠原子能量最高的电子有1个
易错点3 电子排布式或轨道表示式书写错误
4.(2025湖南名校联盟开学考试)制作紫砂壸所用的紫砂泥主要含有O、Si、Al和Fe元素,还含有少量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是( )
A.若将基态Fe原子的核外电子排布式写为1s22s22p63s23p63d8,则未违反能量最低原理
B.若将基态Si原子的核外电子排布图写为,则违反了泡利不相容原理
C.若将基态Mn原子的核外电子排布式写为1s22s22p63s23p63d7,则违反了构造原理
D.若将基态O原子的价层电子的轨道表示式写为,则违反了洪特规则
5.(2025天津南开附中月考)下列有关化学用语的表述正确的是( )
A.基态磷原子的最外层电子排布图:
B.基态As的简化电子排布式:[Ar]4s24p3
C.基态铜原子价层电子轨道表示式:
D.基态铝原子的电子排布式:[Ne]3s3
易错点4 忽视电离能的反常造成错解
6.下列四种元素中,第一电离能由大到小的顺序正确的是 ( )
①原子含有未成对电子数最多的第2周期元素
②原子核外电子排布式为1s2的元素
③元素周期表中电负性最大的元素
④原子最外层电子排布式为2s22p4的元素
A.②③①④
B.③①④②
C.①③④②
D.②③④①
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;又如同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,但一般ⅡA族、ⅤA族元素反常。
1.(2025内蒙古巴彦淖尔第一中学月考)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浙江七彩阳光新高考研究联盟开学联考)前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大且周期数都不相同。X的最高正价与最低负价的代数和等于0,Y原子的最外层电子数是核外电子总数的,Z的原子半径是同周期主族元素中最大的,W基态原子的最外层电子排布为4s1。下列说法正确的是( )
A.第一电离能:Z>Y>X
B.Y可以分别和X、Z形成原子个数比为1∶1的化合物
C.用焰色试验检验W的简单离子,透过蓝色钴玻璃,观察到的火焰一定呈紫色
D.常温下,Z单质在纯氧中反应,生成Z2O2
3.(不定项)(2025山东潍坊临朐一中开学考试)短周期元素原子组成的某种分子的结构如图所示。X原子的核外电子只有一种运动状态。W、Y、Z位于同一周期,Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道所含电子数相等。E与W有相同数目的价电子。下列说法错误的是 ( )
A.电负性:E>X>Y
B.简单阴离子半径:Z>W>X
C.同周期中第一电离能大于Z的元素有2种
D.同主族元素中W形成的气态氢化物最稳定
4.(2025湖南名校联盟开学考试)短周期主族元素W、Q、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的一种核素被用作相对原子质量的测定标准;Q的基态原子最高能级的不同轨道都有电子;X与Z同主族,Z的基态原子外围电子排布式为nsn-1npn+1;Y的基态原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋状态的电子;G为第四周期副族元素,且其基态原子的最外层只有1个电子,其他内层各能级所有轨道电子均成对。回答下列问题:
(1)下列不同状态的W原子中,失去1个电子需要吸收能量最多的是 (填字母)。
A. B.
C. D.
(2)Z元素基态原子的电子排布式为 ,基态Z原子的核外电子中,两种自旋状态的电子数之比为 。
(3)在第四周期元素中,基态原子的未成对电子数最多的元素是 (填元素符号)。题干所述六种元素中有 种金属元素。
(4)元素W、Q、X的第二电离能最大的是 (填元素符号),判断的依据是 。
(5)G元素的元素符号为 ;含有Y元素的盐的焰色为黄色,许多金属盐在灼烧时都会产生特殊的火焰颜色,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是 。
答案与分层梯度式解析
本章复习提升
易混易错练
1.D s电子云轮廓图呈球形,不代表电子绕核做圆周运动,A错误;电子云图中的小点密度大,说明电子在该处出现的概率大,不是该原子核外空间电子数目多,B错误;p电子云轮廓图呈哑铃形,C错误;3d3表示3d能级上有3个电子,电子排布图为,D正确。
易错分析 误认为电子云类似于宏观物体的运动轨迹,实际电子云图中的小点并不代表电子,小点的数目也不代表电子真实出现的次数,只表示电子在核外该处空间出现概率的相对大小,电子云图中小点越密,表示电子出现的概率越大。
2.CD 3d、4d、5d能级的轨道数都是5,轨道数相等,A错误;相同电子层的p能级的能量比s能级的能量高,不同电子层不一定,如2p能级的能量低于3s能级,B错误;2px、2py、2pz轨道相互垂直,同一能级的不同轨道的能量相等,所以2px、2py、2pz轨道的能量相等,C正确;从空间分布范围看,2s轨道半径比1s轨道半径大,D正确。
易错分析 易忽略B项中未明确p能级与s能级是否在同一电子层,想当然认为p能级的能量高于s能级,而误认为B项正确。
3.A 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;在离核较远的区域内运动的电子能量较高,B正确;电子的能量越高,越易失去,C正确;钠元素基态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。
4.C 基态26Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,此时能量最低,A错误;选项中Si的核外电子排布图违反了洪特规则,B错误;若将基态Mn原子的核外电子排布式写为1s22s22p63s23p63d7,则违反了构造原理,应先排4s轨道,再排3d轨道,C正确;选项中的写法违反了泡利不相容原理,基态O原子的价层电子轨道表示式为,D错误。
易错分析 解答此类问题时常因忽略以下关键点而不能正确解题:
(1)并不是所有元素的基态原子核外电子排布都符合构造原理,在1~36号元素中,Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不完全一致。
(2)要注意题目的要求,分清电子排布式、电子排布图(轨道表示式)、价层电子排布式和最外层电子排布式。
(3)不能正确理解能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则的内容。
5.C 基态磷原子的最外层电子排布式为3s23p3,其中p轨道上有3个电子且应分占3个不同的原子轨道,其最外层电子排布图为,A错误;As是33号元素,基态As的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3,B错误;基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,则基态铜原子的价层电子轨道表示式为,C正确;3s轨道最多排2个电子,D错误。
6.A 根据题意可知①为N元素、②为He元素、③为F元素、④为O元素。He为稀有气体元素,难以失去电子,第一电离能最大;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p能级为半充满状态,其第一电离能大于与之相邻的O元素,则第一电离能由大到小的顺序为②③①④。
易错分析 同一周期从左到右,主族元素的第一电离能呈增大的趋势,但一般ⅡA族、ⅤA族元素出现反常。
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 “一般与特殊”的思想方法在高中阶段非常重要。对此题来说,前四种容易写出,但是特殊的Cr、Cu需要加强记忆。
2.B 前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大且周期数都不相同,X的最高正价与最低负价的代数和等于0,X为H;Y在第二周期,原子的最外层电子数是核外电子总数的,Y为C;Z的原子半径是同周期主族元素中最大的,为第三周期第ⅠA族元素,Z为Na;W在第四周期,基态W原子的最外层电子排布为4s1,W可以是K、Cr、Cu。第一电离能:H>C>Na,A错误;Y可以分别和X、Z形成原子个数比为1∶1的化合物:C2H2、Na2C2,B正确;用焰色试验检验W的简单离子(W可以是K、Cr、Cu),透过蓝色钴玻璃,观察到的火焰不一定呈紫色,C错误;常温下,Z单质(Na)在纯氧中反应,生成Na2O,D错误。
3.AC X原子的核外电子只有一种运动状态,说明X元素原子核外只有一个电子,则X为H;Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道所含电子数相等,且题给分子结构中Z原子形成2个共价键,故基态Z原子核外电子排布式为1s22s22p4,Z为O;W、Y、Z位于同一周期,且题给分子结构中W原子形成1个共价键,E与W有相同数目的价电子,即两者处于同一主族,则W为F、E为Cl;Y处于第二周期,由题给分子的结构可知Y原子形成4个共价键,则Y为C。电负性:Cl>C>H,A错误;一般,电子层数越多离子半径越大,核外电子排布相同时,核电荷数越大离子半径越小,则简单阴离子半径:O2->F->H-,B正确;Z为O,同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N原子的2p能级处于半充满状态,故其第一电离能比同周期相邻元素的大,第二周期中第一电离能大于O的元素有N、F、Ne,共3种,C错误;W为F,同主族元素从上到下非金属性减弱,对应气态氢化物的稳定性也减弱,因此同主族元素中W(F)形成的气态氢化物最稳定,D正确。
4.答案 (1)C
(2)1s22s22p63s23p4{或[Ne]3s23p4} 9∶7(或7∶9)
(3)Cr 2
(4)O 基态C、N、O失去第一个电子后的电子排布式分别为1s22s22p1、1s22s22p2、1s22s22p3,正一价氧离子的2p能级为半充满状态,再失去一个电子所需能量最大(答案合理均可)
(5)Cu 某些金属原子的电子吸收能量后,激发到能量较高的轨道,但处在能量较高轨道上的电子会很快以光的形式辐射能量而跃迁回能量较低的轨道
解析 W的一种核素被用作相对原子质量的测定标准,则W为C元素;Z的基态原子外围电子排布式为nsn-1npn+1,则n-1=2,得n=3,Z为S元素;X与Z同主族,且X的原子序数小于Z(S),则X为O元素;Q的基态原子最高能级的不同轨道都有电子,且Q的原子序数大于C元素,小于O元素,可知Q为N元素;Y的基态原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋状态的电子,则Y为Na元素;G为第四周期副族元素,且其基态原子的最外层只有1个电子,其他内层各能级所有轨道电子均成对,则G为Cu元素。
(1)同种元素,激发态原子的能量高于基态原子,失去1个电子所需能量小于基态原子,元素的第二电离能大于第一电离能;基态C原子的轨道表示式为,失去1个电子后生成的基态正一价阳离子的轨道表示式为,为激发态碳原子的电子排布图,为激发态正一价阳离子的电子排布图,题给选项中失去一个电子需要吸收的能量最多,故选C。
(2)基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4或[Ne]3s23p4;核外电子排布图为,两种自旋状态的电子数之比为9∶7(或7∶9)。
(3)第四周期元素中,基态原子的未成对电子数最多的是Cr元素,其价层电子轨道表示式为。题干所述六种元素中有Na、Cu这两种金属元素。
(4)基态C、N、O失去第一个电子后的电子排布式分别为1s22s22p1、1s22s22p2、1s22s22p3,此时正一价氧离子的2p能级为半充满状态,再失去一个电子所需能量最大,故C、N、O这三种元素中O元素的第二电离能最大。
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