第05讲 元素周期律与原子结构关系的综合应用 （重难点专练）化学苏教版选择性必修2

第05讲 元素周期律与原子结构关系的综合应用 类型一 微粒半径的比较 1．(1)哑铃 (2)[Ar]3d104s1 (3) (4)大于 (5) < < (6) p 5 3．B 类型二 第一电离能与电负性 4．(1)cd (2) 6 球形 (3)Cu+的价电子排布式为3d10，Cu+没有未成对电子 (4)a (5) -1 SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O 5．(1) p 3d6 (2) 3 3s (3)N>O>Na (4) < C、N同周期，核电荷数C<N，原子半径C>N，原子核对最外层电子（键合电子）的吸引力依次增强，因此电负性逐渐增大，即电负性C<N。 6．(1)d (2) 2 2p (3)基态N原子的价层电子排布2p轨道为半充满状态，结构较稳定，不易失电子，第一电离能较大 (4) 四 Ⅷ d (5)1s22s22p63s23p63d5 类型三 元素推断 7．(1) 4 哑铃形 (2)O、Mg (3) 5 6 3 p (4)C 8．A 9．D 10．B 类型四 位构性综合 11．(1)Fe (2) N (3) 2p 哑铃 2 5 (4)BeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O 12．D 13．(1) 2s22p2 (2) d (3) 7 哑铃形（或纺锤形） (4) 发射 (5) 14．C 1．(1)发射 (2) d 球 (3) 第四周期第Ⅷ族 [Ar]3d104s1 Cu2+的价层电子排布式为3d9，Cu+的价层电子排布式为3d10，Cu+的价层电子处于全充满状态，故Cu+比Cu2+稳定 (4)b (5)C 2．(1)D (2)AD (3) A B (4)及时收集钾蒸气组分 (5) (6)通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，钠离子的焰色为黄色，而钾离子为紫色 3．(1) 1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4 (2) 不相同。价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子就是最外层电子；副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。 Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布式为3d54s2，最外层电子排布式为4s2，二者不相同 4．(1)5s2 (2) (3)2 (4) s 3d8 (5)4：5 (6)1s22s22p6 (7)3d84s2 (8)3d104s1 1．(1)d (2) 提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可） 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O (3) Fe2O3 CaSiO3 (4)在NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃，而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，从而实现钒和铬的分离 (5)氧化 (6)2CrO42− + 3SO32− + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3SO42− + 5H2O 2．C 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 元素周期律与原子结构关系的综合应用 类型一 微粒半径的比较 1．（2024-2025高二上·内蒙古·期末）采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用，反应的热化学方程式为，回答下列问题： (1)基态O原子的核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。 (2)基态铜原子的简化电子排布式为________。 (3)H2O的电子式为________。 (4)该反应的反应物的总能量________（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。 (5)离子半径：O2−________（填“>”或“<”，下同）Cl−，Cu2+________Cu+。 (6)在前四周期元素中： ①O元素位于________（填“s”“p”“d”或“ds”）区。 ②基态原子有3个未成对电子的元素有________种。 【答案】(1)哑铃 (2)[Ar]3d104s1 (3) (4)大于 (5) < < (6) p 5 【解析】（1）基态O原子的核外电子排布为1s22s22p4，占据电子的最高能级为2p，p电子云的轮廓为哑铃形； （2）Cu的原子序数为29，基态Cu原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1； （3） O原子有6个价电子，每个H原子各有1个价电子，O分别与两个H各形成一对共用电子，O上还保留两对孤电子，故其电子式为； （4）题给热化学方程式中ΔH<0，该反应放热，因此反应物的总能量大于生成物的总能量； （5）O2−有2个电子层，Cl−有3个电子层，故r(O2−)<r(Cl−)；Cu2+和Cu+的核电荷数相同，前者核外电子数更少，核对核外电子的吸引更强，故r(Cu2+)<r(Cu+)； （6）①O原子的价电子排布以2p4结束，因此O元素位于p区； ②N、P、As的价电子排布分别以2p3、3p3、4p3结束，V、Co的简化电子排布分别为[Ar]3d34s2、[Ar]3d74s2，这些元素的基态原子均有3个未成对电子，共5种。 2．（2024-2025高一上·广东深圳·期末）下列关于元素周期表的说法不正确的是 A．门捷列夫最初按照元素的核电荷数大小排序，绘制元素周期表 B．门捷列夫预言的“类铝”——镓元素的发现，体现了元素周期表的科学性 C．目前常使用的元素周期表中，最长的周期含有32种元素 D．第ⅡA族元素的最外层电子数均为2 3．（2025-2026高一上·内蒙古赤峰·期末）根据下表给出的有关周期表部分原子半径和化合价的信息，以下叙述错误的是 元素代号 W X Y Z Q R 原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.102 0.099 0.074 主要化合价 +1 +2 +3 -2、+6 -1、+7 -2 A．单质与盐酸反应的剧烈程度：W>X>Y B．Q、R与氢元素形成的化合物只有极性共价键 C．Y对应的单质，氧化物，氢氧化物都既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应 D．离子半径：Z2−>Q−>R2−>W+>X2+>Y3+ 【答案】B 【分析】根据化合价和原子半径推出元素：W为Na，X为Mg，Y为Al，Z为S，Q为Cl，R为O，依据以上元素，分析选项。 【解析】A．W、X、Y分别为Na、Mg、Al，同周期从左到右金属性减弱，与盐酸反应剧烈程度依次降低，即W>X>Y，A正确； B．Q为Cl、R为O，二者分别与氢形成的H2O2中存在O-O非极性共价键，并非只有极性共价键，B错误； C．Al单质、Al2O3、Al(OH)3均为两性物质，既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应，C正确； D．离子半径规律：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，因此离子半径顺序为Z2−>Q−>R2−>W+>X2+>Y3+，D正确； 故选B。 类型二 第一电离能与电负性 4．（2024-2025高二上·湖北·期末）前四周期元素及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： (1)下列状态的N原子或离子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是________(填字母)。 a．1s22s22p3    b．1s22s2    c．1s22s12p4    d．1s22s12p3 (2)基态Na原子中，核外电子的空间运动状态有________种；Ti原子的最高能级电子的电子云轮廓图形状为________。 (3)宋代《千里江山图》历经千年色彩依然，研究发现，阳离子的颜色与未成对电子数有关，例如：Cu2+、Fe2+、Fe3+等。Cu+是无色的原因是_____________________________。 (4)用In表示元素的第n电离能，则图a、b、c中代表第三周期元素I2随原子序数递增的变化的是________(填字母)。 (5)已知电负性Cl>H>Si，则SiHCl3中H的化合价为________，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为________________________________。 【答案】(1)cd (2) 6 球形 (3)Cu+的价电子排布式为3d10，Cu+没有未成对电子 (4)a (5) -1 SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O 【解析】（1）电子从激发态到基态会释放能量形成发射光谱，因此用光谱仪可捕捉到N原子或离子的发射光谱的是1s22s12p4和1s22s12p3，故选cd； （2）Na是11号元素，根据构造原理可知基态Na原子核外电子排布式是1s22s22p63s1，空间运动状态为轨道数，因此基态Na原子中，核外电子的空间运动状态有6种；Ti原子为22号元素，价电子排布式为3d24s2，最高能级为4s能级，电子云轮廓图形状为球形； （3）阳离子的颜色与未成对电子数有关，Cu+的价电子排布式为3d10，Cu+没有未成对电子； （4）第三周期，Mg的基态原子3s轨道为全充满，较稳定，比相邻的ⅠA和ⅢA族元素的第一电离能大，P的3p能级上半充满，较稳定，比相邻的ⅣA和ⅥA族元素的第一电离能大，故c图表示第一电离能；当第三周期元素原子均失去1个电子后，Na+的2p轨道全充满，较稳定，故第二电离能陡然升高，故a图表示第二电离能；当失去两个电子后，Mg2+的2p轨道全充满，较稳定，故第三电离能比Na大，故b图表示第三电离能，故选a； （5）电负性Cl>H>Si，Si−H中，电子偏向于H，则SiHCl3中H的化合价为-1，SiHCl3水解生成硅酸、HCl和H2，故SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为SiHCl3+5NaOH=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O。 5．（2024-2025高二上·北京西城·期末）Nax[MnFe(CN)6]常作为钠离子电池的正极材料。制备时，用柠檬酸钠(Na3C6H5O7)溶液作为添加剂。 (1)C元素处于元素周期表的________区，基态O原子的轨道表示式是________，基态Fe2+的价层电子排布式是________。 (2)基态Na原子电子占据________个能层，电子占据的最高能级的符号是________。 (3)N、O、Na三种元素第一电离能由大到小的顺序是________（填元素符号）。 (4)电负性C________N（填“>”“<”或“=”），从原子结构的角度说明原因：________________。 【答案】(1) p 3d6 (2) 3 3s (3)N>O>Na (4) < C、N同周期，核电荷数C<N，原子半径C>N，原子核对最外层电子（键合电子）的吸引力依次增强，因此电负性逐渐增大，即电负性C<N。 【解析】（1）C元素的原子序数为6，基态电子排布式为1s22s22p2，最后填入的电子在p轨道，因此属于p区。O元素的原子序数为8，基态电子排布式为1s22s22p4，根据泡利不相容原理和洪特规则，其轨道表示式（电子排布图）为。Fe元素的原子序数为26，基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2，失去最外层两个4s电子形成Fe2+，其价层电子排布式为3d6。 （2）Na元素的原子序数为11，基态电子排布式为1s22s22p63s1，电子占据了1、2、3共3个能层，电子占据的最高能级为3s。 （3）Na为活泼金属，第一电离能最小；N和O属于同一周期，且N原子的2p能级处于半充满的稳定状态（2p3），较难失去电子，其第一电离能反常地大于同周期的O元素。故第一电离能由大到小的顺序为N>O>Na。 （4）C和N属于同一周期，从左到右核电荷数依次增大，原子半径依次减小，原子核对最外层电子（键合电子）的吸引力依次增强，因此电负性逐渐增大，即电负性C<N。 6．（2024-2025高二上·北京房山·期末）锂(Li)元素常用于电池制造业。磷酸铁锂(LiFePO4)电池是常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究如下： (1)对锂原子结构及其性质的研究 下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是________(填字母)。 a.　　b. c.　　d. (2)基态O原子中有______个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是________。 (3)下图为元素(部分)的第一电离能(I1)与原子序数的关系。 从原子结构的角度解释I1(N)>I1(O)的原因：________________________。 (4)Fe元素在周期表中位于______周期______族，其处于元素周期表中的______(填“s”“d”“ds”或“p”)区。 (5)Fe3+的核外电子排布式为________。 【答案】(1)d (2) 2 2p (3)基态N原子的价层电子排布2p轨道为半充满状态，结构较稳定，不易失电子，第一电离能较大 (4) 四 Ⅷ d (5)1s22s22p63s23p63d5 【分析】本题以锂、氧、铁等元素的结构与性质研究为线索，综合考查基态与激发态电子排布的判断、洪特规则与未成对电子数、第一电离能的递变及反常、元素在周期表中的位置与分区和离子的核外电子排布。解题时先依据能量最低原理和洪特规则判断电子排布，再由原子结构（能级半充满的稳定性）解释电离能大小，最后依据原子序数和价层电子排布确定周期、族、区及离子排布。 【解析】（1）锂(Li)的原子序数为3，基态原子的核外电子排布式为1s22s1。根据能量最低原理，电子应先排满能量较低的1s轨道，再排入能量较高的2s轨道，选项d符合该排布，处于能量最低的状态；选项a、b、c均有电子未排满低能级轨道就排入高能级轨道，属于激发态，能量较高。 （2）氧(O)的原子序数为8，基态原子的电子排布式为1s22s22p4。根据洪特规则，2p能级上的4个电子应优先单独占据不同的轨道：其中1个2p轨道上有2个成对电子，另外2个2p轨道各有1个未成对电子，故未成对电子数为2；电子占据的最高能级为第二能层的p能级，符号为2p。 （3）N原子的基态电子排布式为1s22s22p3，2p能级处于半充满的相对稳定状态，较难再失去电子，第一电离能较大；O原子的基态电子排布式为1s22s22p4，失去1个电子后2p能级成为半充满的稳定状态，相对较易失去电子。因此，氮的第一电离能大于氧。 （4）铁(Fe)的原子序数为26，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。它位于第四周期第Ⅷ族；最后填入的电子在3d轨道，因此铁属于d区元素。 （5）铁原子的基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2（简写为[Ar]3d64s2）。铁原子形成Fe3+时，先失去最外层4s轨道上的2个电子，再失去3d轨道上的1个电子，故Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5（简写为[Ar]3d5）。 类型三 元素推断 7．（2024-2025高二上·河南商丘·期末）为揭示原子结构的奥秘，科学家经历了漫长的探索。回答下列问题： (1)L层共有__________个原子轨道，其中能级较高的轨道形状为______。 (2)短周期元素的基态原子中s轨道的电子数和p轨道的电子数相等的有__________(填元素符号)。 (3)某基态原子的价层电子的轨道表示式为，该基态原子有__________种空间运动状态不同的电子，最外层有__________个电子，有__________种能量不同的电子，它位于元素周期表中__________(填“s”或“p”)区。 (4)下列属于氟原子激发态的电子排布式且能量较高的是__________(填字母)。 A．1s22s22p43s1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s22p33p2 D．1s22s12p2 【答案】(1) 4 哑铃形 (2)O、Mg (3) 5 6 3 p (4)C 【解析】（1）L层为第二电子层（n=2），包含2s和2p两个能级，2s能级有1个原子轨道，2p能级有3个原子轨道，因此L层共有1+3=4个原子轨道； 在同一电子层中，能级能量大小顺序为ns<np，故能级较高的为2p轨道，其空间形状为哑铃形； （2）短周期元素包含第一、二、三周期。基态原子中s轨道电子数与p轨道电子数相等，可分情况讨论：若s电子数为4，则p电子数也为4，其电子排布式为1s22s22p4，该元素为O（氧）；若s电子数为6，则p电子数也为6，其电子排布式为1s22s22p63s2，该元素为Mg（镁）； （3）根据价层电子的轨道表示式可知，该原子的价层电子排布为2s22p4，为O原子，其基态电子排布式为1s22s22p4，空间运动状态不同的电子数等于电子占据的原子轨道数，该原子电子占据了1个1s轨道、1个2s轨道和3个2p轨道，共5个轨道，故有5种空间运动状态不同的电子； 最外层为第二层，共有2+4=6个电子； 能量不同的电子数等于占据的能级数，共有1s、2s、2p这3个能级，故有3种能量不同的电子； 最后填入的电子为p电子，故它位于元素周期表的p区； （4）氟（F）原子的原子序数为9，核外有9个电子，基态电子排布式为1s22s22p5； A．核外有9个电子，属于F原子的激发态（1个2p电子跃迁到3s能级）； B．核外有10个电子，不属于F原子； C．核外有9个电子，属于F原子的激发态（2个2p电子跃迁到3p能级）； D．核外有5个电子，不属于F原子； 对比A和C，C中有2个电子发生了跃迁，且跃迁到了能量更高的3p能级（能级能量：3p>3s），因此C项吸收的能量更多，处于更高的能量状态，故选C。 8．（2024-2025高二上·广东茂名·期末）已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是nsnnp2n；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E与D的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法错误的是 A．六种元素中有四种元素位于元素周期表的p区 B．A、B、C三种元素的电负性：C>B>A C．B、C、D三种元素的第一电离能：B>C>D D．基态F原子的价层电子排布式：3d104s1 【答案】A 【分析】A是宇宙中含量最多的元素，为H；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，自旋方向相同，为N（2p轨道3个轨道各有1个电子，自旋相同）；C元素价层电子排布是nsnnp2n，n=2，为O；D元素原子只有两种形状的电子云（s、p），最外层只有一种自旋方向的电子，为Na；E与D最高能层数相同（第三周期），最外层电子数等于能层数（3），为Al；F元素最外层1个电子，次外层所有轨道电子均成对，为Cu（次外层3d全满，价电子排布3d104s1）。 【解析】A．p区包含周期表第13~18族元素，六种元素中仅N、O、Al三种属于p区，H、Na位于s区，Cu位于ds区，A错误； B．元素非金属性越强电负性越大，非金属性O>N>H，故电负性C>B>A，B正确； C．同周期第一电离能呈增大趋势，N的2p3为半充满稳定结构，第一电离能大于相邻的O，Na为活泼金属，第一电离能远小于非金属，故第一电离能B>C>D，C正确； D．F为29号Cu元素，基态原子价层电子排布式为3d104s1，符合洪特规则特例，D正确； 故选A。 9．铼被誉为超级金属。已知X、Q、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，其中Q、Y、Z位于同一周期，原子序数：Z=Y+X，Q的基态原子含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同。X、Y、Z三种元素可与铼元素（原子序数为75）组成一种化合物（结构如图）。下列说法正确的是 A．第一电离能：Z＞Y＞Q＞X B．基态原子未成对电子数：Z＞Q C．氢化物的沸点：Q＜Y＜Z D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜Y 【答案】D 【分析】X、Q、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，由题给化合物的结构知X可形成1个共价键，则X为H；题给阳离子中Y与H形成4个共价键且带一个单位正电荷，则Y为N；Q的基态原子含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同，则Q为C；其中Q、Y、Z位于同一周期，原子序数：Z=Y+X，所以Z为O； 【解析】A．同周期第一电离能：N>O>C，即Y>Z>Q>X，A错误； B．O、C基态原子未成对电子数分别为2、2，两者相等，B错误； C．碳的氢化物种类很多，烃都是碳的氢化物，故沸点不一定低于NH3、H2O，未指明最简单氢化物，无法比较，C错误； D．最高价氧化物对应水化物的酸性：H2CO3<HNO3，即Q＜Y，D正确； 故答案选D。 10．由五种元素组成的某化合物结构如图。X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，且M为地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是 A．第一电离能小于Y的同周期元素只有一种 B．最高正化合价：Q>Z>Y>X>M C．简单阴离子半径：Q>M D．最高价含氧酸酸性：Q>Z>Y 【答案】B 【分析】M为地壳中含量最高的元素，M为O；X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，且可形成如图所示的离子化合物，可知X为H，Y为B，Z为C，Q为N，据此分析解答。 【解析】A．Y为B，第二周期的元素第一电离能总体呈增大趋势，Be的2s轨道全满导致电离能大于相邻元素，所以第一电离能小于Y的同周期元素只有Li一种，A正确； B．H、B、C、N的最高正价都等于族序数，O最高正价只能到+2价，所以最高正化合价：N>C>B>O>H，即Q>Z>Y>M>X，B错误； C．简单离子电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，离子半径：N3-＞O2-，即Q>M，C正确； D．非金属性N>C>B，故最高价含氧酸酸性：N>C>B，即Q>Z>Y，D正确； 故选B。 类型四 位构性综合 11．（2025-2026高二上·山东菏泽·阶段检测）如表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的不同元素。 请回答下列问题： (1)表中属于d区的元素是______(填元素符号)。 (2)某元素的价电子排布式为nsnnpn+1，该元素为______(填元素符号)，该元素与元素①形成的最简单化合物的电子式为______。 (3)基态③原子中电子占据最高能级的符号是______，占据该能级电子的电子云轮廓图为______形。基态③原子中，核外存在______对自旋相反的电子。共有______种不同运动状态的电子。 (4)写出②的氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________。 【答案】(1)Fe (2) N (3) 2p 哑铃 2 5 (4)BeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O 【分析】先按各编号在周期表中的周期、族和分区确定所代表的元素：①为H，②为Be，③为B，④为C，⑤为N，⑥为O，⑦为Al，⑧为Cl，⑨为Fe，⑩为Cu。再分别依据价电子排布式、基态原子核外电子排布和两性氧化物的性质，确定氮元素及其氢化物电子式、硼原子的最高能级与电子运动状态，以及氧化铍与氢氧化钠溶液的反应。 【解析】（1）图中⑨位于第4周期d区，对应Fe，故表中属于d区的元素是Fe； （2） 价电子排布式为题中所给形式，s能级最多容纳2个电子，因此n取2，该排布为2s22p3，对应N。①为H，N与H形成的最简单化合物为NH3；氮原子与三个氢原子各形成一对共用电子，氮原子上还有一对孤电子，其电子式为； （3）③为B，其基态原子的核外电子排布为1s22s22p1，电子占据的最高能级为2p，p电子云轮廓为哑铃形。1s和2s能级中各有一对自旋相反的电子，共2对；5个核外电子的运动状态均不同，共有5种不同运动状态； （4）②为Be，其氧化物BeO是两性氧化物，能与NaOH溶液反应生成铍酸钠和水，反应的化学方程式为BeO+2NaOH=Na2BeO2+H2O。 12．（2025-2026高二上·江西宜春·期末）下列说法正确的是 A．最外层电子数为2的元素均位于ⅡA族 B．非金属元素均位于元素周期表的p区 C．基态Cr原子简化电子排布式为[Ar]3d44s2 D．基态原子未成对电子数：Mn>C>Al 【答案】D 【解析】A．位于0族的氦元素和大多数过渡元素的最外层电子数都为2，这些元素均不位于元素周期表ⅡA族，A错误； B．氢元素是非金属元素，但氢元素位于元素周期表的s区，B错误； C．铬元素的原子序数为24，基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，C错误； D．锰元素、碳元素、铝元素的原子序数分别为25、6、13，基态原子的价电子排布式分别为：3d54s2、2s22p2、3s23p1，不成对电子数分别为5、2、1，所以基态原子未成对电子数的大小顺序为：Mn>C>Al，D正确； 故选D。 13．（2024-2025高二上·贵州毕节·期末）回答下列问题： (1)基态C原子的价层电子排布为________________。 (2)Fe元素按周期表分区属于________________区元素。 (3)基态N原子核外有________________种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为________________。 (4)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种________________（填“吸收”或“发射”）光谱。 (5)基态钛原子价层电子的轨道表示式为________________。 【答案】(1) 2s22p2 (2) d (3) 7 哑铃形（或纺锤形） (4) 发射 (5) 【解析】（1）C是6号元素，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其最外层即为价电子层，故价层电子排布式为2s22p2。 （2）Fe是26号元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，最后填入的电子在d轨道上，因此在元素周期表中属于d区。 （3）N是7号元素，核外有7个电子。根据泡利不相容原理，同一个原子中没有两个运动状态完全相同的电子，因此有7种不同运动状态的电子。基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，能量最高的电子占据2p轨道，p轨道的空间轮廓形状为哑铃形（或纺锤形）。 （4）钠在火焰上灼烧时，基态电子吸收能量跃迁到激发态，激发态电子不稳定，在跃迁回较低能级或基态时以光的形式释放能量，产生黄光，这种光谱属于发射光谱。 （5）Ti是22号元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，价层电子排布式为3d24s2。根据洪特规则和泡利不相容原理，画轨道表示式时，3d轨道的5个简并轨道中有2个单电子且自旋方向平行，4s轨道有1对自旋方向相反的电子。 14．（2025-2026高二上·广东广州·期末）《天工开物》记载的湿法炼铜涉及主要反应为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。下列说法不正确的是 A．Fe是d区元素 B．基态S2−的电子所占据最高能级的轨道形状为哑铃形 C．18O原子的中子数和质子数相等 D．基态Cu原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s1 【答案】C 【解析】A．基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，属于d区元素，A正确； B．基态S2−的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，最高能级为3p，p轨道形状为哑铃形，B正确； C．的质子数为8，中子数为18-8=10，二者不相等，C错误； D．Cu为29号元素，全满结构更稳定，基态Cu原子简化电子排布式为[Ar]3d104s1，D正确； 故选C。 1．H、C、N、O与Al、Mn、Fe、Cu等形成的多种化合物在生产和生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)当激发态氧原子从1s22s22p33p1状态变到1s22s22p33s1，形成的是_______光谱(填“发射”或“吸收”)。 (2)在元素周期表中，Mn位于_______区，基态Mn原子的最外层原子轨道的形状是_______形。 (3)Fe在元素周期表中的位置是_______，基态Cu原子简化的电子排布式为_______，Cu元素有两种常见离子，高温下Cu+比Cu2+稳定的原因是_______。 (4)基态Fe等多原子核外电子排布中，能级会发生交错现象。以下表示的各能级能量大小关系，不符合客观事实的是_______(填字母)。 a．4s>3s>2s>1s b．4s>4p>4d>4f c．3d>4s>3p (5)下列Li的轨道表示式表示的状态中，能量最高的为_______(填字母)。 A． B． C． 【答案】(1)发射 (2) d 球 (3) 第四周期第Ⅷ族 [Ar]3d104s1 Cu2+的价层电子排布式为3d9，Cu+的价层电子排布式为3d10，Cu+的价层电子处于全充满状态，故Cu+比Cu2+稳定 (4)b (5)C 【解析】（1）能级能量满足3p>3s，电子从高能级向低能级跃迁时释放能量，形成发射光谱，故激发态氧原子从1s22s22p33p1状态变到1s22s22p33s1，形成发射光谱。 （2）Mn的核外电子排布为[Ar]3d54s2，根据元素周期表分区规则，Mn位于d区；Mn的最外层电子为4s电子，s轨道的形状为球形。 （3）Fe元素为26号元素，在元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。Cu为29号元素，受洪特规则特例影响，全满结构更稳定，故基态Cu原子简化的电子排布式为[Ar]3d104s1；Cu2+的价层电子排布式为3d9，Cu+的价层电子排布式为3d10，Cu+的价层电子处于全充满结构，故Cu+比Cu2+更稳定。 （4）同一原子内各能级的能量由低到高的顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s， a．4s>3s>2s>1s符合规律，a不符合题意； b．同能层能级能量顺序为4f>4d>4p>4s，b符合题意； c．3d>4s>3p符合能级交错规律，c不符合题意； 故选b； （5）原子的能量由电子占据的轨道能级决定，能级能量顺序为1s<2s<2p；A中电子占据1s、2s轨道，能量较低；B中电子占据1s、2s、2p轨道，能量高于A；C中1s轨道无电子，电子占据2s、2p轨道，电子所处轨道能级更高，因此能量最高。故选C。 2．钾是一种高度活泼的碱金属，具有低熔点(63.65 ℃)、低密度(0.86 g·cm-3)和银白色软质金属的物理特征，其化学性质和钠相似，相比钠更活泼，能与水、氧气等剧烈反应，并广泛应用于工业、农业及生物领域。 (1)钾在自然界存在39K、40K和41K，关于它们的说法正确的是___________。 A．三者互为同素异形体 B．三者属于同种核素 C．39K比40K少一个电子 D．40K比41K少一个中子 (2)和钠相比，下列说法正确的是___________。(不定项) A．原子半径：钾>钠 B．电负性：钾>钠 C．第一电离能：钾>钠 D．金属性：钾>钠 工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取钾。该反应为：Na(l)+KCl(l)⇌NaCl(l)+K(g)(ΔH>0)，各物质的沸点与压强的关系见下表。 压强(kPa) K的沸点(℃) Na的沸点(℃) KCl的沸点(℃) NaCl的沸点(℃) 13.33 590 700 53.32 710 830 101.3 770 890 1437 1465 (3)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为___________，而反应的最高温度应低于___________。     A．770℃ B．890℃ C．1437℃ D．1465℃ (4)在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是___________。 (5)常压下，当反应温度升高至900℃时，该反应的平衡常数可表示为K=___________。 (6)反应后如何检验氯化钠中是否含有氯化钾：___________。 【答案】(1)D (2)AD (3) A B (4)及时收集钾蒸气组分 (5) (6)通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，钠离子的焰色为黄色，而钾离子为紫色 【解析】（1）A．同素异形体为同种元素形成的不同单质，A错误； B．核素是指具有特定质子数和中子数的一类原子，39K、40K和41K的中子数不同，属于K的不同核素，B错误； C．39K比40K少一个中子，其质子数和电子数相等，C错误； D．40K比41K少一个中子，D正确； 故选D。 （2）A．钾原子电子层数更多，原子半径更大，A正确； B．钠的原子半径更小，对核外电子的吸引力更大，电负性大于钾，B错误； C．钾原子的最外层电子离核更远，容易失去，其第一电离能更小，C错误； D．钾原子的最外层电子离核更远，容易失去，所以钾更活泼，金属性更强，D正确； 故选AD。 （3）制备钾时，应保证反应体系中钾为气态，其余反应物为液态，所以最低温度应为770 ℃，最高温度为890 ℃。 （4）由于温度需要严格控制，所以不能通过提高温度的方法提高转化率。提高转化率的方法还有及时收集钾蒸气组分，促使平衡正向移动。 （5）升高至900摄氏度时，钠为气态，反应平衡常数为。 （6）通过焰色试验，透过蓝色钴玻璃观察，钠离子的焰色为黄色，而钾离子为紫色。 3．完成下列问题： (1)完成下表。 表示方法 举例(以S原子为例) 电子排布式 _____________ 简化电子排布式 _____________ 轨道表示式 _____________ (电子排布图) _____________ 价电子排布式 _____________ (2)价层电子排布式与最外层电子排布式相同吗？___________________；试举例说明：___________________________________________________。 【答案】(1) 1s22s22p63s23p4 [Ne]3s23p4 3s23p4 (2) 不相同。价电子是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子就是最外层电子；副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。 Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布式为3d54s2，最外层电子排布式为4s2，二者不相同 【解析】（1）S为16号元素，核外共16个电子，结合核外电子排布三大规则书写：1.电子排布式按能级由低到高顺序书写所有电子的排布即可，其电子排布式：1s22s22p63s23p4；2.简化电子排布式用前一周期稀有气体Ne的电子排布代替内层10个电子，仅书写外层电子，即[Ne]3s23p4；3.轨道表示式中↑、↓代表自旋相反的电子，同一轨道最多容纳2个自旋相反的电子，简并轨道中电子优先单独分占且自旋平行，按此规则可书写其轨道表示式和电子排布图：；4.主族元素价电子为最外层电子，即最高能层的s、p能级电子，直接提取即可。 （2）两类排布式是否相同取决于元素类别：主族元素的价电子仅为最外层电子，因此二者排布式相同；过渡元素（副族、Ⅷ族）的价电子不仅包含最外层s电子，还包含次外层d电子（镧系、锕系还包含倒数第三层f电子），因此二者排布式不同，举过渡元素Fe Mn等价层电子包含次外层电子的元素即可验证结论。如Mn的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布式为3d54s2，最外层电子排布式为4s2，二者不相同。 4．按要求回答下列问题。 (1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式为________。 (2)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：________。 (3)同位素氘(或D)，是一种常用的追踪标记原子，氘的质量数是________。 (4)Ca位于元素周期表中________区；基态Ni2+的价电子排布式为________。 (5)基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为________。 (6)基态氟离子的电子排布式为________。 (7)基态Ni的价层电子排布式为________。 (8)基态Cu原子的价层电子排布式为________。 【答案】(1)5s2 (2) (3)2 (4) s 3d8 (5)4：5 (6)1s22s22p6 (7)3d84s2 (8)3d104s1 【解析】（1）锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族，基态原子价电子排布式为5s2； （2）基态Mg原子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； （3）的质子数为1，中子数为1，质量数为2； （4）Ca原子序数为20，电子排布式为[Ar]4s2，价电子位于s轨道，属于周期表s区；Ni原子序数为28，基态电子排布式为[Ar]3d84s2，Ni失去4s能级上2个电子形成Ni2+，价电子排布式为3d8； （5）基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2，未成对电子数为4，基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5； （6）氟的原子序数为9，基态氟离子电子排布式为1s22s22p6； （7）Ni原子的价电子是指3d和4s能级上的电子，所以基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2； （8）基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，故基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1。 1．钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含FeO⋅V2O3、FeO⋅Cr2O3、SiO2和少量CaO、MgO等。 回答下列问题： (1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。 (2)氧化工序通常采用较大的O2流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____FeO⋅V2O3+ _____NaOH+ _____O2≜ _____Fe2O3+ _____Na3VO4+ ______H2O (3)滤渣的主要成分有MgO、__________、__________(填化学式)。 (4)80℃和40℃时，Na3VO4和Na2CrO4的溶解度随NaOH质量分数变化如图所示。结合图像分析NaOH质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 (5)母液返回_________工序。 (6)还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 【答案】(1)d (2) 提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可） 4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O (3) Fe2O3 CaSiO3 (4)在NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4的溶解度远小于80℃，而Na2CrO4的溶解度变化不大。降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，从而实现钒和铬的分离 (5)氧化 (6)2CrO42− + 3SO32− + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3SO42− + 5H2O 【分析】简要分析工艺流程：氧化：加入NaOH溶液，通入O2，140℃~180℃反应，铁的转化：FeO被氧化为Fe2O3，钒的转化：根据小问（2），碱性条件下V2O3被O2氧化为Na3VO4。铬的转化：Cr2O3被氧化为Na2CrO4。硅的转化：SiO2直接与NaOH反应生成Na2SiO3。沉淀：加入H2O和CaO，CaO与水反应生成Ca(OH)2。Ca(OH)2与Na2SiO3生成CaSiO3沉淀。同时，生成的氧化铁和不与碱反应的氧化镁也可能在此处作为滤渣除去。冷却结晶：降温至40∘C，利用不同物质溶解度随温度变化的差异进行分离。Na3VO4的溶解度受温度影响较大，且在高浓度碱性溶液中，降温容易析出；Na2CrO4的溶解度通常较大，且受温度影响相对较小，在该条件下仍保持溶解状态。析出的固体主要为钒的化合物（后续处理可得V2O5），而铬保留在母液中。这一步实现了钒铬分离。蒸发结晶：对分离出钒后的母液进行蒸发浓缩。让Na2CrO4从母液中析出，母液中亦含有少量Na2CrO4，还原：利用稀H2SO4、Na2SO3。将溶液中的CrO42−还原为Cr3+。水解沉淀：调节溶液的pH值，使Cr3+发生水解反应，生成Cr(OH)3沉淀。后续过滤得到的Cr(OH)3沉淀经过煅烧分解，即可得到最终产品Cr2O3。 【解析】（1）根据元素周期表分区规则，V（23号）属于第ⅤB族，Cr（24号）属于第ⅥB族，它们的价电子排布分别为3d34s2和3d54s1，均位于d区。 （2）首先，氧化工序的目的是将FeO·V2O3和FeO·Cr2O3中的Fe(Ⅱ)、V(Ⅲ)、氧化为Fe(Ⅲ)、V(Ⅴ)，同时需要保证反应物充分接触，提高反应速率和转化率。采用较大O2流量可以提高氧气浓度，加快反应速率，使反应更充分（或提高钒、铬的浸出率等，合理即可）。配平化学方程式：FeO·V2O3中Fe为+2价，V为+3价；Fe2O3中Fe为+3价，Na3VO4中V为+5价。每1 mol FeO·V2O3中，Fe失去1 mol e⁻，2 mol V共失去4 mol e⁻，总计失去5 mol e⁻。O2每1 mol得4 mol e⁻，因此FeO·V2O3与O2的系数比为4:5。最终方程式为：4FeO·V2O3 + 24NaOH + 5O2 2Fe2O3+ 8Na3VO4+ 12H2O。 （3）在氧化步骤中，FeO·V2O3和FeO·Cr2O3被氧化为Fe2O3、Na3VO4、Na2CrO4，SiO2与NaOH反应生成Na2SiO3。进入沉淀步骤后，加入H2O和CaO，CaO与水反应生成Ca(OH)2。Ca(OH)2与Na2SiO3生成CaSiO3沉淀，MgO与Fe2O3不与碱反应，综上，滤渣主要成分为MgO、Fe2O3、CaSiO3。 （4）观察图像：在80℃时，Na2CrO4的溶解度较高，且随NaOH浓度增加而降低。Na3VO4的溶解度较低，在40℃时，Na3VO4溶解度显著降低，而Na2CrO4溶解度仍较高。当NaOH质量分数为30%时，40℃下Na3VO4溶解度远小于80℃，而Na2CrO4溶解度变化不大。因此，降温至40℃时，Na3VO4大量结晶析出，而Na2CrO4仍留在溶液中，可实现钒和铬的分离。 （5）母液主要含NaOH，以及未结晶析出的Na3VO4、Na2CrO4等，根据流程，母液应返回“氧化”工序，继续参与反应，提高原料利用率。 （6）还原工序中，Na2CrO4被Na2SO3还原为Cr3+，SO32−被氧化为SO42−。根据氧化还原反应配平，离子方程式为2CrO42− + 3SO32− + 10H⁺ = 2Cr3+ + 3SO42− + 5H2O。 2．锡(Sn)是中国古代青铜中的重要金属，Sn位于第五周期ⅣA族。下列说法正确的是 A．气态分子热稳定性：SnH4>CH4 B．第一电离能：I1(50Sn)>I1(53I) C．原子半径：r(Sn)>r(Si) D．基态Sn原子最外层电子排布式为5s25p4 【答案】C 【解析】A．同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，非金属性C>Sn，非金属性越强气态氢化物热稳定性越强，故稳定性CH4>SnH4，A错误； B．同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，Sn和I同周期，原子序数Sn<I，故第一电离能I1(Sn)<I1(I)，B错误； C．同主族元素从上到下电子层数增多，原子半径逐渐增大，Sn位于第五周期ⅣA族，Si位于第三周期ⅣA族，故原子半径r(Sn)>r(Si)，C正确； D．Sn为ⅣA族元素，最外层电子数为4，基态Sn原子最外层电子排布式为5s25p2，D错误； 故选C。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第05讲 元素周期律与原子结构关系的综合应用 类型一 微粒半径的比较 1．（2024-2025高二上·内蒙古·期末）采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用，反应的热化学方程式为，回答下列问题： (1)基态O原子的核外电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。 (2)基态铜原子的简化电子排布式为________。 (3)H2O的电子式为________。 (4)该反应的反应物的总能量________（填“大于”或“小于”）生成物的总能量。 (5)离子半径：O2−________（填“>”或“<”，下同）Cl−，Cu2+________Cu+。 (6)在前四周期元素中： ①O元素位于________（填“s”“p”“d”或“ds”）区。 ②基态原子有3个未成对电子的元素有________种。 2．（2024-2025高一上·广东深圳·期末）下列关于元素周期表的说法不正确的是 A．门捷列夫最初按照元素的核电荷数大小排序，绘制元素周期表 B．门捷列夫预言的“类铝”——镓元素的发现，体现了元素周期表的科学性 C．目前常使用的元素周期表中，最长的周期含有32种元素 D．第ⅡA族元素的最外层电子数均为2 3．（2025-2026高一上·内蒙古赤峰·期末）根据下表给出的有关周期表部分原子半径和化合价的信息，以下叙述错误的是 元素代号 W X Y Z Q R 原子半径/nm 0.186 0.160 0.143 0.102 0.099 0.074 主要化合价 +1 +2 +3 -2、+6 -1、+7 -2 A．单质与盐酸反应的剧烈程度：W>X>Y B．Q、R与氢元素形成的化合物只有极性共价键 C．Y对应的单质，氧化物，氢氧化物都既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应 D．离子半径：Z2−>Q−>R2−>W+>X2+>Y3+ 类型二 第一电离能与电负性 4．（2024-2025高二上·湖北·期末）前四周期元素及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题： (1)下列状态的N原子或离子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是________(填字母)。 a．1s22s22p3    b．1s22s2    c．1s22s12p4    d．1s22s12p3 (2)基态Na原子中，核外电子的空间运动状态有________种；Ti原子的最高能级电子的电子云轮廓图形状为________。 (3)宋代《千里江山图》历经千年色彩依然，研究发现，阳离子的颜色与未成对电子数有关，例如：Cu2+、Fe2+、Fe3+等。Cu+是无色的原因是_____________________________。 (4)用In表示元素的第n电离能，则图a、b、c中代表第三周期元素I2随原子序数递增的变化的是________(填字母)。 (5)已知电负性Cl>H>Si，则SiHCl3中H的化合价为________，SiHCl3在浓NaOH溶液中发生反应的化学方程式为________________________________。 5．（2024-2025高二上·北京西城·期末）Nax[MnFe(CN)6]常作为钠离子电池的正极材料。制备时，用柠檬酸钠(Na3C6H5O7)溶液作为添加剂。 (1)C元素处于元素周期表的________区，基态O原子的轨道表示式是________，基态Fe2+的价层电子排布式是________。 (2)基态Na原子电子占据________个能层，电子占据的最高能级的符号是________。 (3)N、O、Na三种元素第一电离能由大到小的顺序是________（填元素符号）。 (4)电负性C________N（填“>”“<”或“=”），从原子结构的角度说明原因：________________。 6．（2024-2025高二上·北京房山·期末）锂(Li)元素常用于电池制造业。磷酸铁锂(LiFePO4)电池是常见的新能源汽车电池。对其组成元素结构及性质的研究如下： (1)对锂原子结构及其性质的研究 下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低的是________(填字母)。 a.　　b. c.　　d. (2)基态O原子中有______个未成对电子，电子占据的最高能级的符号是________。 (3)下图为元素(部分)的第一电离能(I1)与原子序数的关系。 从原子结构的角度解释I1(N)>I1(O)的原因：________________________。 (4)Fe元素在周期表中位于______周期______族，其处于元素周期表中的______(填“s”“d”“ds”或“p”)区。 (5)Fe3+的核外电子排布式为________。 类型三 元素推断 7．（2024-2025高二上·河南商丘·期末）为揭示原子结构的奥秘，科学家经历了漫长的探索。回答下列问题： (1)L层共有__________个原子轨道，其中能级较高的轨道形状为______。 (2)短周期元素的基态原子中s轨道的电子数和p轨道的电子数相等的有__________(填元素符号)。 (3)某基态原子的价层电子的轨道表示式为，该基态原子有__________种空间运动状态不同的电子，最外层有__________个电子，有__________种能量不同的电子，它位于元素周期表中__________(填“s”或“p”)区。 (4)下列属于氟原子激发态的电子排布式且能量较高的是__________(填字母)。 A．1s22s22p43s1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s22p33p2 D．1s22s12p2 8．（2024-2025高二上·广东茂名·期末）已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是nsnnp2n；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E与D的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。下列说法错误的是 A．六种元素中有四种元素位于元素周期表的p区 B．A、B、C三种元素的电负性：C>B>A C．B、C、D三种元素的第一电离能：B>C>D D．基态F原子的价层电子排布式：3d104s1 9．铼被誉为超级金属。已知X、Q、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，其中Q、Y、Z位于同一周期，原子序数：Z=Y+X，Q的基态原子含有3个能级，且每个能级所含的电子数相同。X、Y、Z三种元素可与铼元素（原子序数为75）组成一种化合物（结构如图）。下列说法正确的是 A．第一电离能：Z＞Y＞Q＞X B．基态原子未成对电子数：Z＞Q C．氢化物的沸点：Q＜Y＜Z D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Q＜Y 10．由五种元素组成的某化合物结构如图。X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，且M为地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是 A．第一电离能小于Y的同周期元素只有一种 B．最高正化合价：Q>Z>Y>X>M C．简单阴离子半径：Q>M D．最高价含氧酸酸性：Q>Z>Y 类型四 位构性综合 11．（2025-2026高二上·山东菏泽·阶段检测）如表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的不同元素。 请回答下列问题： (1)表中属于d区的元素是______(填元素符号)。 (2)某元素的价电子排布式为nsnnpn+1，该元素为______(填元素符号)，该元素与元素①形成的最简单化合物的电子式为______。 (3)基态③原子中电子占据最高能级的符号是______，占据该能级电子的电子云轮廓图为______形。基态③原子中，核外存在______对自旋相反的电子。共有______种不同运动状态的电子。 (4)写出②的氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：___________________________。 12．（2025-2026高二上·江西宜春·期末）下列说法正确的是 A．最外层电子数为2的元素均位于ⅡA族 B．非金属元素均位于元素周期表的p区 C．基态Cr原子简化电子排布式为[Ar]3d44s2 D．基态原子未成对电子数：Mn>C>Al 13．（2024-2025高二上·贵州毕节·期末）回答下列问题： (1)基态C原子的价层电子排布为________________。 (2)Fe元素按周期表分区属于________________区元素。 (3)基态N原子核外有________________种不同运动状态的电子。基态N原子中，能量最高的电子所占据的原子轨道的形状为________________。 (4)钠在火焰上灼烧产生的黄光是一种________________（填“吸收”或“发射”）光谱。 (5)基态钛原子价层电子的轨道表示式为________________。 14．（2025-2026高二上·广东广州·期末）《天工开物》记载的湿法炼铜涉及主要反应为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu。下列说法不正确的是 A．Fe是d区元素 B．基态S2−的电子所占据最高能级的轨道形状为哑铃形 C．18O原子的中子数和质子数相等 D．基态Cu原子的简化电子排布式：[Ar]3d104s1 1．H、C、N、O与Al、Mn、Fe、Cu等形成的多种化合物在生产和生活中有广泛应用。回答下列问题： (1)当激发态氧原子从1s22s22p33p1状态变到1s22s22p33s1，形成的是_______光谱(填“发射”或“吸收”)。 (2)在元素周期表中，Mn位于_______区，基态Mn原子的最外层原子轨道的形状是_______形。 (3)Fe在元素周期表中的位置是_______，基态Cu原子简化的电子排布式为_______，Cu元素有两种常见离子，高温下Cu+比Cu2+稳定的原因是_______。 (4)基态Fe等多原子核外电子排布中，能级会发生交错现象。以下表示的各能级能量大小关系，不符合客观事实的是_______(填字母)。 a．4s>3s>2s>1s b．4s>4p>4d>4f c．3d>4s>3p (5)下列Li的轨道表示式表示的状态中，能量最高的为_______(填字母)。 A． B． C． 2．钾是一种高度活泼的碱金属，具有低熔点(63.65 ℃)、低密度(0.86 g·cm-3)和银白色软质金属的物理特征，其化学性质和钠相似，相比钠更活泼，能与水、氧气等剧烈反应，并广泛应用于工业、农业及生物领域。 (1)钾在自然界存在39K、40K和41K，关于它们的说法正确的是___________。 A．三者互为同素异形体 B．三者属于同种核素 C．39K比40K少一个电子 D．40K比41K少一个中子 (2)和钠相比，下列说法正确的是___________。(不定项) A．原子半径：钾>钠 B．电负性：钾>钠 C．第一电离能：钾>钠 D．金属性：钾>钠 工业上通常用金属钠和氯化钾在高温下反应制取钾。该反应为：Na(l)+KCl(l)⇌NaCl(l)+K(g)(ΔH>0)，各物质的沸点与压强的关系见下表。 压强(kPa) K的沸点(℃) Na的沸点(℃) KCl的沸点(℃) NaCl的沸点(℃) 13.33 590 700 53.32 710 830 101.3 770 890 1437 1465 (3)在常压下金属钾转变为气态从反应混合物中分离的最低温度约为___________，而反应的最高温度应低于___________。     A．770℃ B．890℃ C．1437℃ D．1465℃ (4)在制取钾的过程中，为了提高原料的转化率可以采取的措施是___________。 (5)常压下，当反应温度升高至900℃时，该反应的平衡常数可表示为K=___________。 (6)反应后如何检验氯化钠中是否含有氯化钾：___________。 3．完成下列问题： (1)完成下表。 表示方法 举例(以S原子为例) 电子排布式 _____________ 简化电子排布式 _____________ 轨道表示式 _____________ (电子排布图) _____________ 价电子排布式 _____________ (2)价层电子排布式与最外层电子排布式相同吗？___________________；试举例说明：___________________________________________________。 4．按要求回答下列问题。 (1)锶位于元素周期表第五周期第ⅡA族。基态原子价电子排布式为________。 (2)将Mg的基态原子最外层轨道表示式补充完整：________。 (3)同位素氘(或D)，是一种常用的追踪标记原子，氘的质量数是________。 (4)Ca位于元素周期表中________区；基态Ni2+的价电子排布式为________。 (5)基态Fe原子与基态Fe3+未成对电子数之比为________。 (6)基态氟离子的电子排布式为________。 (7)基态Ni的价层电子排布式为________。 (8)基态Cu原子的价层电子排布式为________。 1．钒和铬是重要的战略金属。河钢集团与中科院合作研发了国际领先的亚熔盐法清洁生产工艺，实现在温和条件下钒和铬的高效提取。主要流程如下： 已知：钒渣主要含FeO⋅V2O3、FeO⋅Cr2O3、SiO2和少量CaO、MgO等。 回答下列问题： (1)V和Cr均位于元素周期表的_____区。 (2)氧化工序通常采用较大的O2流量，其目的是_______________________；配平化学方程式：________________________________。 _____FeO⋅V2O3+ _____NaOH+ _____O2≜ _____Fe2O3+ _____Na3VO4+ ______H2O (3)滤渣的主要成分有MgO、__________、__________(填化学式)。 (4)80℃和40℃时，Na3VO4和Na2CrO4的溶解度随NaOH质量分数变化如图所示。结合图像分析NaOH质量分数为30%时，冷却结晶工序降温至40℃有利于实现钒和铬有效分离的原因：________________________________。 (5)母液返回_________工序。 (6)还原工序中，反应的离子方程式为___________________________________。 2．锡(Sn)是中国古代青铜中的重要金属，Sn位于第五周期ⅣA族。下列说法正确的是 A．气态分子热稳定性：SnH4>CH4 B．第一电离能：I1(50Sn)>I1(53I) C．原子半径：r(Sn)>r(Si) D．基态Sn原子最外层电子排布式为5s25p4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $