内容正文:
综合拔高练
高考真题练
考点1 核外电子排布规律与表示方法
1.(高考组合)下列化学用语或表述正确的是( )
A.(2024山东,3C)激发态H原子的轨道表示式:
B.(2023浙江1月选考,3B)碳的基态原子轨道表示式:
C.(2023辽宁,2C)基态Ni原子价电子排布式:3
D.(2025北京,2D)基态30Zn原子的价层电子排布式:3d104s2
①辅助设问a.什么是价电子?其作用是什么?价电子一定是最外层电子吗?
b.写出基态Ni原子的电子排布式,基态Ni原子的价电子是指哪些电子?对点突破P141知识点2
2.(高考组合)回答下列问题:
(1)(2025河北,16节选)基态铬原子的价层电子排布式: 。
(2)(2025湖北,16节选)基态氟离子的电子排布式为 。
(3)(2025安徽,15节选)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态锶原子价电子排布式为 。
(4)(2025北京,15节选)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整:。
(5)(2023全国乙,35节选)基态Fe原子的价电子排布式为 。
(6)(2022湖南,18节选)基态Se原子的核外电子排布式为[Ar] 。
(7)(2022海南,19节选)基态O原子的电子排布式为 ,其中未成对电子有 个。
3.(高考组合)按要求填空:
(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全国甲,35节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。
该族元素基态原子核外未成对电子数为 ,在与其他元素形成化合物时,呈现的最高化合价为 。
(3)(2024山东,16节选)Mn在元素周期表中位于第 周期 族;同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是 (填元素符号)。
(4)(2024湖北,16节选)基态Be2+的轨道表示式为 。
(5)(2024湖南,16节选)Cu属于 区元素,其基态原子的价电子排布式为 。
考点2 电离能、电负性及其应用
4.(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。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
5.(2024河北,7改编)侯氏制碱法工艺流程中的主反应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关键点拨掌握元素第一电离能的递变规律及特殊情况。
对点突破P147定点2
6.(2023重庆,6)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物,其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇,原子序数比Fe大13)组成,下列说法正确的是( )
A.Y位于元素周期表的第ⅢB族①
B.基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C.5种元素中,第一电离能最小的是Fe
D.5种元素中,电负性最大的是P
①辅助设问“钇(Y),原子序数比Fe大13”,Y的原子序数是多少?如何确定Y在元素周期表中的位置?
7.(高考组合)回答下列问题:
(1)(2024全国甲,35节选)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是 。
(2)(2024浙江1月选考,17节选)下列说法正确的是 。
A.电负性:B>N>O
B.离子半径:P3-<S2-<Cl-
C.第一电离能:Ge<Se<As
D.基态Cr2+的简化电子排布式:[Ar]3d4
8.(2022全国甲,35节选)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 (填标号),判断的根据是 ;第三电离能的变化图是 (填标号)。
考点3 元素推断及元素周期律的应用
9.(2023浙江1月选考,10)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。X的2s轨道全充满,Y的s能级电子数量是p能级的两倍,M是地壳中含量最多的元素,Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是( )
A.电负性:Z>X
B.最高正价:Z<M
C.Q与M的化合物中可能含有非极性共价键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
10.(2025甘肃,5)X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是( )
A.X与Q组成的化合物具有还原性
B.Y与Q组成的化合物水溶液显碱性
C.Z、W的单质均可在空气中燃烧
D.Z与Y按原子数1∶1 组成的化合物具有氧化性
11.(2025陕晋青宁,9改编)一种高聚物(XYZ2)n被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的2p轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.X、Z的第一电离能:X>Z
B.X、Y的简单氢化物的稳定性:X>Y
C.最高价含氧酸的酸性:Z>X>Y
D.X、Y、Z均能形成多种氧化物
12.(2024湖北,9)主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y的价电子数相等,Z的价电子所在能层有16个轨道,4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是( )
A.电负性:W>Y
B.酸性:W2YX3>W2YX4
C.基态原子的未成对电子数:W>X
D.氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y
13(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辅助设问通过该表述能获得哪些信息?
②看图说“化”根据该物质分子结构中各原子形成共价键的数目,可辅助推出具体元素。
14.(2023湖南,6)日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是( )
A.电负性:X>Y>Z>W
B.原子半径:X<Y<Z<W
C.Y和W的单质都能与水反应生成气体
D.Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
高考模拟练
应用实践
1.(2025福建泉州四校联考)三星堆遗址出土了大量的青铜器,其主要成分为Cu、Sn、P,还含少量Fe、As、O等元素。对上述有关元素,下列说法正确的是( )
A.基态Cu原子的价电子轨道表示式为
B.基态Fe的最高能级的原子轨道形状为哑铃形
C.以上涉及元素中第一电离能最大的是As
D.以上涉及元素中电负性最大的是O
2.(2024山东青岛莱西期中)W、X、Y、Z、M为短周期原子序数依次递增的主族元素,其最外层电子数如图所示。下列有关说法正确的是( )
A.Y、Z可形成共价化合物Z3Y2
B.Z的第一电离能大于同周期相邻元素
C.W、Z的单质均为活泼金属
D.M的氧化物对应的水化物为强酸
3.(2025山东济南一中阶段测试)如图三条曲线表示C、Si和P三种元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是 ( )
A.最高价含氧酸的酸性:c>a
B.最简单氢化物的稳定性:c>a>b
C.电负性:c>b>a
D.第五电离能:a>c>b
4.(2025山东齐鲁名校教研共同体开学考试)W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,W的基态原子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.工业上电解某熔融盐可得到Z的单质
B.电负性:W大于X
C.化合物甲中X原子满足最外层8电子结构
D.原子半径:Z>X>Y
5.(2024山东省实验中学三诊)有机增塑剂X2Y5WR和X2Z5WR的质子数均为32,其相对分子质量相差5;X、W、R三种主族元素位于同周期,X原子的最外层电子数为R电子总数的一半。下列说法正确的是( )
A.Y、Z互为同素异形体
B.元素的第一电离能:W>R
C.原子半径:R>X
D.常温常压下,X、W的单质为固体
6.(2025河北邢台一中月考)X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如下表。
元素
元素性质或原子结构
X
位于p区,且基态原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等
Y
电离能/
(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
……
578
1 817
2 745
11 575
14 830
……
Z
前四周期元素中第一电离能最小
M
前四周期元素中基态原子核外未成对电子数最多
N
基态原子次外层电子数为最外层电子数的7倍
下列说法不正确的是( )
A.Y的第一电离能小于同周期相邻元素
B.基态N原子价电子排布式为4s24p5
C.向Z2MX4溶液中加入适量硫酸溶液,混合溶液变为橙色
D.N的某氧化物的水化物可以通过化合反应制得
7.(2025山东淄博阶段测试)如图为元素周期表的一部分:
(1)元素③的基态原子轨道表示式为 。
(2)元素③④⑤的第一电离能由大到小的顺序为 (填元素符号)。
(3)以下组合的原子间最容易形成离子键的是 (填字母)。
A.③和⑤ B.①和⑤
C.⑤和⑥ D.⑦和⑧
(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上图中元素⑦与元素②的单质及其化合物具有相似的性质。则元素②的最高价氧化物与NaOH溶液 (填“能”或“不能”)反应。
(5)用In表示元素的第n电离能,则下列说法正确的是 (填字母)。
A.a为I1、b为I2、c为I3
B.a为I3、b为I2、c为I1
C.a为I2、b为I3、c为I1
D.a为I1、b为I3、c为I2
迁移创新
8.(创新题新情境)(污水处理工艺)(2025上海洋泾中学期中)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[Fe2(OH)n(SO4]m(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
762
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
9.(创新题新情境)(2025山东威海乳山阶段测试)近年来,通过在介电材料中引入各种周期性或准周期结构,对晶体的非线性光学性质进行改进和设计,对非线性光学材料的发展起了很大的推进作用。ZnGeP2和KTiOPO4都是非线性光学晶体材料,在激光技术方面有广泛用途。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的价电子排布式为 。
(2)O、 P、 K、 Zn按电负性由大到小的顺序排列为 。
(3)①P4S3常用于制造火柴,P和S的第一电离能较大的是 。
②As4S4俗称雄黄,其中基态As原子的核外电子排布式为 ,有 个未成对电子。
③P、S、As电负性由大到小的顺序是 。
(4)如图为元素周期表中部分元素某种性质(χ值)随原子序数变化的关系:
①短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素是 (填元素符号)。
②同主族内不同元素的χ值变化的特点是 ;同周期内,随着原子序数的增大, χ值的变化总趋势是 。周期表中χ值的这种变化特点体现了元素性质的 变化规律。
③ χ值较小的元素集中在元素周期表的 (填字母)。
a.左下角 b.右上角 c.分界线附近
④下列关于元素此性质的说法正确的是 (填字母)。
a. χ值可反映元素最高正化合价的变化规律
b. χ值可反映原子在化合物中吸引电子的能力
c. χ值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
高考真题练
1.D 真题降维 辅助设问答案:a.价电子是指最外能级组中有可能参与化学反应的电子。它们决定了元素的化学性质。对于主族元素原子,价电子通常是最外层电子;而对于过渡元素原子,价电子除最外层电子外,还包括次外层的部分电子,甚至倒数第三层的电子。
b.1s22s22p63s23p63d84s2;基态Ni原子的价电子是指最外层的4s能级和次外层的3d能级上的电子。
第一能层没有p轨道,A项错误;由洪特规则知,基态碳原子2p轨道上的2个电子应分占两个轨道,B项错误;基态Ni原子价电子排布式为3d84s2,C项错误;基态30Zn原子的电子排布式为[Ar]3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D项正确。
归纳总结 在画基态原子的轨道表示式时,常出现以下错误:
①(违反能量最低原理);
②(违反泡利不相容原理);
③或(违反洪特规则);
④省略空轨道,如C的轨道表示式应为,而不是。
2.答案 (1)3d54s1 (2)1s22s22p6 (3)5s2
(4) (5)3d64s2 (6)3d104s24p4
(7)1s22s22p4 2
解析 (1)基态24Cr原子的价层电子排布式为3d54s1。
(2)基态氟离子的电子排布式为1s22s22p6。
(3)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族,则其基态原子价电子排布式为5s2。
(4)基态12Mg最外层电子的电子排布式为3s2,故其基态原子最外层轨道表示式为。
(5)Fe为26号元素,价电子排布式为3d64s2。
(6)Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4。
(7)基态O原子的电子排布式为1s22s22p4,其2p轨道有2个未成对电子,即基态O原子有2个未成对电子。
3.答案 (1)AB (2)2 +4 (3)4 ⅦB Cr
(4) (5)ds 3d104s1
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,但由于钠原子核电荷数多,钠原子难失去第二个电子,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)ⅣA族元素原子的价电子排布式为ns2np2,核外未成对电子数为2,元素呈现的最高化合价为+4。
(3)基态Mn原子的价电子排布式为3d54s2,Mn在元素周期表中位于第4周期ⅦB族,其未成对电子数为5,同周期中,基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1,其未成对电子数为6,是第4周期未成对电子数最多的基态原子。
(4)基态Be2+的电子排布式为1s2,其轨道表示式为。
(5)Cu的原子序数为29,位于第四周期ⅠB族,属于ds区元素,其基态原子的价电子排布式为3d104s1。
名师点睛 过渡元素中出现能级交错现象,(n-1)d能级后排入电子,但在书写时应将(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,书写时3d能级写在4s能级前面,形成Fe3+时首先失去4s上的2个电子,再失去3d上1个电子。
4.B 短周期元素的第一电离能的变化规律:每个周期的第一种元素(氢或碱金属)的第一电离能最小,最后一种元素(稀有气体)的第一电离能最大;同族元素从上到下第一电离能变小;第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。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。
5.C 真题降维 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、Cl。
一般,原子的电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,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;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,Na呈固态,可快速判断单质沸点:Cl2<Na,故C正确。
6.A 真题降维 辅助设问答案:Fe是26号元素,故Y是39号元素;第四周期0族元素Kr的原子序数为36,故39号元素位于第五周期的第三列,即第五周期第ⅢB族,A正确。
基态钙原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,核外电子填充在10个轨道中,B错误;Ca元素的第一电离能小于Fe,C错误;这5种元素中电负性最大的是O,D错误。
方法点津 0族定位法确定元素在周期表中的位置
(1)明确各周期0族元素的原子序数
周期序数
1
2
3
4
5
6
7
原子序数
2
10
18
36
54
86
118
(2)确定方法
①比大小定周期
比较该元素的原子序数与0族元素的原子序数大小,找出与其相邻近的0族元素,那么该元素就和原子序数大的0族元素位于同一周期。
②求差值定族数
a.若某元素的原子序数比相应的0族元素多1或2,则该元素应位于该0族元素所在周期的下一个周期的ⅠA族或ⅡA族。
b.若某元素的原子序数比相应的0族元素少1、2、3、4、5时,则分别位于同周期的ⅦA、ⅥA、ⅤA、ⅣA、ⅢA族。
c.若某元素的原子序数与相应的0族元素的差值为其他数,则由相应差值找出相应的位置。
7.答案 (1)C (2)CD
解析 (1)聚甲基硅烷中含C、Si、H三种元素,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性:C>Si,甲烷中碳元素显负价,氢元素显正价,则电负性C>H,电负性最大的元素是C。(2)一般,同周期主族元素从左到右,电负性依次增强,故电负性:O>N>B,A错误;核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径:P3->S2->Cl-,B错误;同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,但是As的4p轨道处于较稳定的半充满状态,其第一电离能在三者中最大,故第一电离能:Ge<Se<As,C正确;基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1,Cr失去2个电子后形成的基态Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4,D正确。
方法点津 比较电离能、电负性和原子半径大小时,可以先分析元素在周期表中的位置,然后根据递变规律判断。
8.答案 a 同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满较稳定结构,第一电离能比O原子大 b
解析 C、N、O、F均位于第二周期,同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满较稳定结构,第一电离能比O原子大,则第一电离能:C<O<N<F,故选a;C原子失去2个电子后,2s2轨道处于全充满状态,结构较稳定,N原子失去2个电子后,2p轨道中存在1个电子,第三电离能:C>N,F原子失去2个电子后,2p轨道为半充满结构,第三电离能最大,O原子失去2个电子后,2p轨道中存在2个电子,容易失去电子,第三电离能:O<F,故选b。
名师点睛 元素第一电离能的大小比较,主要是依据元素电离能的变化规律,包括横向(同周期主族元素从左往右)呈增大趋势、纵向(同主族元素从上到下)递减的周期性变化以及同一元素的电离能逐级增大(I1<I2<I3<......),同时要注意特例的存在,如前4周期第ⅡA族元素、第ⅤA族元素的第一电离能均大于同周期相邻主族元素。
9.B M是地壳中含量最多的元素,则M为O;X的2s轨道全充满,Y的s能级电子数量是p能级的两倍,考虑到原子序数:X<Y<Z<M<Q,则X的核外电子排布式为1s22s2或1s22s22p1,Y的核外电子排布式为1s22s22p2,故X为Be或B,Y为C,Z为N;Q是纯碱中的一种元素且其原子序数最大,故Q为Na。电负性:N>B或N>Be,A正确;氧元素没有最高正价,氮元素的最高正价为+5,B错误;Na与O可形成Na2O、Na2O2,Na2O2中含有非极性共价键,C正确;非金属性:N>C,最高价氧化物对应水化物的酸性:HNO3>H2CO3,D正确。
名师点睛 同周期主族元素从左到右,元素的最高正价从+1价升高至+7价,但第二周期O、F元素比较特殊,O元素无最高正价,F元素没有正价,故F元素不能形成含氧酸。
10.B X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Q基态原子的价电子数相同,说明Y、Q为同主族元素,均为其K层电子数的3倍,说明价电子数为6,Y、Q分别为O和S;X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和,符合条件的W为Mg,Z为Na,X为H。X与Q组成的化合物为H2S,S处于最低价,具有还原性,A正确;Y与Q组成的化合物为SO2或SO3,二者的水溶液均显酸性,B错误;Na、Mg都可以在空气中燃烧,C正确;Z与Y按原子数1∶1组成的化合物为过氧化钠,具有氧化性,D正确。
名师点睛 解答此类题目时,先根据题干推断出元素,然后结合选项分析相关元素及其化合物的性质。题目综合性较强,大多考查短周期主族元素及其化合物的性质,引导学生从元素视角认识物质多样性。
11.D X、Y价电子数相等,X、Y位于同一主族,且X形成5个共价键,Y形成3个共价键,基态Y的2p轨道半充满,则X为P,Y为N;X、Z电子层数相同,Z的最外层只有1个未成对电子,Z形成1个共价键,Z为Cl。同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Cl>P,A错误;X、Y的简单氢化物分别为PH3和NH3,非金属性:N>P,简单氢化物的稳定性:NH3>PH3,B错误;元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N>P,酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确。
12.D W、X、Y、Z为原子序数依次增大的主族元素,Z的价电子所在能层有16个轨道,Z位于第4周期,在题给化合物中Z显+1价,则Z为K元素;X、Y的价电子数相同,即位于同主族,由化合物中X、Y的成键情况可知,X为O元素、Y为S元素;W形成1个共价键,且原子序数小于O元素,则W为H元素。电负性:S>H,即Y>W,A错误;H2SO3为弱酸,H2SO4为强酸,故酸性:H2SO4>H2SO3,即W2YX4>W2YX3,B错误;基态H原子(W)有1个未成对电子,基态O原子(X)有2个未成对电子,即基态原子的未成对电子数:X>W,C错误;K的氧化物溶于水所得溶液为KOH溶液,溶液显碱性,S的氧化物为SO2或SO3,溶于水所得溶液为H2SO3溶液或H2SO4溶液,溶液均显酸性,故氧化物溶于水所得溶液的pH:Z>Y,D正确。
思维建模 复杂化合物中元素“位—构—性”推断模型
13.A 真题降维 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。
该物质分子中R、Y均形成1个共价键,结合R中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到右原子半径逐渐减小,则原子半径:Z(N)<X(B),A正确;同周期主族元素从左到右非金属性增强,则非金属性:Y(F)>Z(N),B错误;常温下B为固体,而F2为气体,则沸点:B>F2,C错误;最高正化合价:X(+3)>R(+1),D错误。
高考风向 从近几年全国各省市的命题来看,元素周期律的试题往往结合物质的结构进行综合考查,试题的文字量略有减少,通常结合原子成键数目判断该元素所属主族等辅助推断,选项一般围绕微粒半径、电离能和电负性、气态氢化物的稳定性、最高价氧化物水化物的酸(或碱)性等的比较设置选项。
14.C 基态X原子的s轨道和p轨道上的电子数相等,且基态X原子中含有未成对电子,则核外电子排布式为1s22s22p4,X为O;基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3,X原子的未成对电子数为2,则Y原子的未成对电子数为1,Z原子的未成对电子数为3,根据X、Y、Z、W原子序数依次增大及题给物质的化学式,可知Y为F,Z为P,根据W3(PO4)2知W元素为+2价,只能为Ca,代入题干验证合理。电负性:F>O>P>Ca,A项错误;原子半径:F<O<P<Ca,B项错误;F2与H2O反应生成HF和O2,Ca与H2O反应生成Ca(OH)2和H2,均生成气体,C项正确;P的最高价含氧酸H3PO4不具有强氧化性,D项错误。
高考模拟练
1.D 基态Cu的价电子排布式为3d104s1,价电子轨道表示式为,A项错误;基态Fe的价电子排布式为3d64s2,其最高能级是4s,4s轨道的形状是球形,B项错误;题目涉及的几种元素中,第一电离能最大的是O,电负性最大的也是O,C项错误,D项正确。
素养解读 本题以三星堆遗址出土的青铜器所含元素为情境载体,考查原子价电子的轨道表示式、原子轨道形状、元素的第一电离能及电负性大小比较等知识,体现了证据推理与模型认知的化学学科核心素养。
2.B W、X、Y、Z、M为短周期原子序数依次递增的主族元素,由题图可知,W、X、Y、Z、M最外层电子数分别为1、4、5、2、7,可推测W、X、Y、Z、M分别为H(或Li)、C、N、Mg、Cl。Y是N,Z是Mg,可形成Z3Y2(Mg3N2),Mg3N2为离子化合物,A错误;Z是Mg,Mg的价层电子排布式为3s2,为全充满结构,难失去一个电子,故其第一电离能大于同周期与之相邻的钠元素和铝元素,B正确;W可能为H或Li,W的单质不一定为活泼金属,C错误;Cl的氧化物有多种,其最高价氧化物对应的水化物HClO4是强酸,Cl2O对应的水化物HClO是弱酸,D错误。
3.D 由题图可知,曲线b表示的元素原子的I4剧增,应为P元素,三种元素中Si元素的第一电离能最小,即c曲线表示的元素为Si,则a曲线表示的元素为C。碳酸的酸性大于硅酸,A错误;三种元素中Si的非金属性最弱,SiH4的稳定性最差,B错误;Si的电负性最小,C错误;硅失去4个电子后,2p轨道为全充满状态,再失去1个电子时所需能量较大,P失去4个电子后,3s轨道中存在1个电子,C、Si位于同一主族,第五电离能C>Si,则第五电离能:C>Si>P,D正确。
4.C W的基态原子核外电子空间运动状态只有一种,则W为H元素;X的基态原子核外电子占有3个原子轨道,且X能形成3个共价键,则X为B元素;Y的基态原子的s、p能级上的电子数相等,且Y能形成2个共价键,则Y为O元素;Z形成+1价阳离子,且其为原子序数大于O的短周期主族元素,则Z为Na元素。工业上电解熔融NaCl可得到金属Na和Cl2,A正确;电负性:H>B,B正确;化合物甲中1个B与3个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,C错误;原子半径:Z(Na)>X(B)>Y(O),D正确。
5.B
Y、Z为氢元素的两种核素,互为同位素,A错误;N的2p轨道为半充满较稳定状态,第一电离能:N>O,B正确;原子半径:C>O,C错误;常温常压下,N2为气体,D错误。
6.B X、Y、Z、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,X位于p区,且基态原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,则X基态原子的电子排布式为1s22s22p4,故X为O;根据Y的电离能数据可知,其为第ⅢA族元素,Y为Al;Z为前四周期元素中第一电离能最小的,Z为K;M是前四周期元素中原子核外未成对电子数最多的元素,则其价电子排布式为3d54s1,M为Cr;N基态原子的次外层电子数为最外层电子数的7倍,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,N是Fe。同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但Mg的3s轨道为全满较稳定结构,其第一电离能大于同周期相邻元素,因此Al的第一电离能小于与之同周期且相邻的Mg和Si,A正确;N为Fe,其基态原子价电子排布式为3d64s2,B错误;向Z2MX4(即K2CrO4)溶液中加入适量硫酸溶液,2Cr(黄色)+2H+ Cr2(橙色)+H2O,平衡正向移动,混合溶液变为橙色,C正确;Fe(OH)3可通过反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3得到,该反应属于化合反应
易错点,D正确。
7.答案 (1) (2)F>N>O (3)C (4)能 (5)C
解析 (1)③为N元素,基态N原子的轨道表示式为 。
(2)同一周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大的趋势,但N原子2p能级为半满的较稳定结构,较难失去电子,其第一电离能大于同周期相邻元素,所以第一电离能:F>N>O。
(3)选项中最活泼的金属元素Na的原子和最活泼的非金属元素F的原子之间最容易形成离子键,C正确。
(4)由于Be与Al的单质及其化合物的性质相似,所以参照Al2O3与NaOH溶液能反应,知BeO与NaOH溶液也能反应。
(5)a中Na元素的电离能远大于Mg的电离能,则a应表示的是I2;b中Na元素的电离能小于Mg的电离能,Mg的电离能远大于Al的电离能,则b应表示的是I3;c中Al元素的电离能小于Mg元素的电离能,S元素的电离能小于P元素的电离能,并且从Na到Cl,电离能呈现较明显的增大的趋势,则c应表示的是I1,C正确。
8.D 设铁元素的化合价为x,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。
名师点睛 解答本题的关键是能根据PFS的化学式和各元素化合价代数和为0确定Fe元素的化合价为+3,再结合FeSO4到PFS的转化,分析制备过程;能根据表格数据分析利用I3的大小判断D项正误。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。
9.答案 (1)4s24p2 (2)O>P>Zn>K
(3)①P ②1s22s22p63s23p63d104s24p3(或[Ar]3d104s24p3) 3 ③S>P>As
(4)①O、Mg ②从上到下χ值逐渐减小 增大 周期性 ③a ④bc
解析 (1)基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,其价电子排布式为4s24p2。
(2)元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性O>P>Zn>K,则电负性O>P>Zn>K。
(3)①P原子的3p轨道处于半充满状态,结构较稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,所以第一电离能P>S。②As元素为33号元素,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3;核外4p轨道上有3个未成对电子。③非金属性S>P>As,所以电负性S>P>As。
(4)①短周期元素中p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的原子的电子排布式是1s22s22p4或1s22s22p63s2,即O和Mg。②根据题图可知,同主族元素从上到下,χ值逐渐减小,同周期从左到右主族元素 χ值呈增大趋势,体现了元素性质的周期性变化规律。④根据②分析可知,χ表示元素的电负性,它可以反映原子在化合物中吸引电子的能力,也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的依据。
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