高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練31 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)（含解析）蘇教版-蘇教版高三化學(xué)試題

課時(shí)規(guī)范練31原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)非選擇題(共8小題,共100分)1.(12分)現(xiàn)有屬于前4周期的A、B、C、D、E、F、G 7種元素,原子序數(shù)依次增大。A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn+1;C元素為最活潑的非金屬元素;D元素核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的16;E元素+3價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài);F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒。(1)A元素的第一電離能(填“<”“>”或“=”)B元素的第一電離能,A、B、C三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?用元素符號(hào)表示)。 (2)D元素原子的價(jià)電子排布式是。 (3)C元素的電子排布圖為;E3+的離子符號(hào)為。 (4)F元素位于元素周期表的區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為。(5)G元素可能的性質(zhì)是。 A.其單質(zhì)可作為半導(dǎo)體材料B.其電負(fù)性大于磷C.其原子半徑大于鍺D.其第一電離能小于硒(6)活潑性:D(填“>”或“<”,下同)Al,I1(Mg)I1(Al),其原因是。答案:(1)>N<O<F(2)3s2(3)Fe3+(4)ds1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)A(6)>>鎂原子的3p軌道處于全空,比較穩(wěn)定,而鋁原子的3p軌道只有一個(gè)電子,不穩(wěn)定解析:A元素的價(jià)電子構(gòu)型為nsnnpn+1,則A是N;C元素為最活潑的非金屬元素,則C是F,那么B是O;D元素核外有三個(gè)電子層,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的16,則D是Mg;E元素+3價(jià)離子的3d軌道為半充滿狀態(tài),則E是Fe;F元素基態(tài)原子的M層全充滿,N層沒有成對(duì)電子,只有一個(gè)未成對(duì)電子,則F是Cu;G元素與A元素位于同一主族,其某種氧化物有劇毒,則G是As。(1)由于N的最外層電子處于半充滿狀態(tài),失去電子比O難,所以元素的第一電離能A>B;一般情況下同一周期的元素,原子序數(shù)越大,元素的電負(fù)性越大。所以A、B、C三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镹<O<F。(2)鎂元素原子的價(jià)電子排布式是3s2。(3)C元素是F,其電子排布圖為;E是Fe,E3+的離子符號(hào)為Fe3+。(4)F是Cu,Cu位于元素周期表的ds區(qū),其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1。(5)G為As,位于金屬與非金屬的分界線處,其單質(zhì)為半導(dǎo)體,其電負(fù)性小于磷,原子半徑小于鍺,第一電離能大于硒。(6)元素D為Mg,活潑性Mg>Al,I1(Mg)>I1(Al),因?yàn)镸g的3p軌道處于全空,比較穩(wěn)定,而Al的3p軌道只有一個(gè)電子,不穩(wěn)定,故活潑性Mg>Al,而第一電離能則是I1(Mg)>I1(Al)。2.(12分)T、W、X、Y、Z是元素周期表前4周期中的常見元素,原子序數(shù)依次增大,相關(guān)信息如表格所示。元素相關(guān)信息TT元素可形成自然界中硬度最大的單質(zhì)WW與T同周期,核外有一個(gè)未成對(duì)電子XX原子的第一電離能至第四電離能分別是:I1=578 kJ·mol-1,I2=1 817 kJ·mol-1,I3=2 745 kJ·mol-1,I4=11 575 kJ·mol-1Y常溫、常壓下,Y單質(zhì)是固體,其氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)ZZ的一種同位素的質(zhì)量數(shù)為63、中子數(shù)為34(1)TY2是一種常用的溶劑,是(填“極性分子”或“非極性分子”),分子中存在個(gè)鍵。W的最簡(jiǎn)單氫化物容易液化,理由是。 (2)在25 、101 kPa下,已知13.5 g的X固體單質(zhì)在O2氣體中完全燃燒后恢復(fù)至原狀態(tài),放熱419 kJ,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為。 (3)基態(tài)Y原子中,電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為,該能層具有的原子軌道數(shù)為、電子數(shù)為。Y、氧、W元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)?用元素符號(hào)作答)。 (4)ZYO4的溶液常作電鍍液,其中YO42-的空間構(gòu)型是,其中Y原子的雜化軌道類型是。 答案:(1)非極性分子2分子間形成氫鍵(2)4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-3 352 kJ·mol-1(3)M96F>O>S(4)正四面體結(jié)構(gòu)sp3解析:T能形成自然界硬度最大的單質(zhì)(即金剛石),則T是碳元素;原子序數(shù)依次增大,W與碳元素同周期,核外有一個(gè)未成對(duì)電子,即W是氟元素;X的第四電離能發(fā)生突變,即最外層有三個(gè)電子,故X是鋁元素;Y的氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì),即Y是硫元素;Z的質(zhì)子數(shù)=63-34=29,Z是銅元素。(1)TY2形成的化合物為CS2,空間構(gòu)型為直線形,因此屬于非極性分子,其結(jié)構(gòu)式為SCS,兩個(gè)成鍵原子之間只能形成1個(gè)鍵,因此CS2分子中有2個(gè)鍵;W的氫化物為HF,因?yàn)榉肿娱g形成氫鍵,所以容易液化。(2)4molAl燃燒放出的熱量為419kJ13.5g27g·mol-1×4mol=3352kJ,即熱化學(xué)方程式為4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-3352kJ·mol-1。(3)硫元素為第3周期第A族元素,能層分別為K、L、M,離核越遠(yuǎn)能層的能量越高,最高能層為M,該能層具有的原子軌道數(shù)為9,電子數(shù)為6;同一周期元素從左向右第一電離能呈增大的趨勢(shì),同主族元素從上到下,第一電離能逐漸減小,即第一電離能由大到小的順序是F>O>S。(4)SO42-中含有4個(gè)鍵,孤電子對(duì)數(shù)=12×(6+2-4×2)=0,因此價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,屬于正四面體結(jié)構(gòu),雜化軌道數(shù)=價(jià)層電子對(duì)數(shù)=4,即硫原子的雜化類型為sp3。3.(12分)現(xiàn)有七種元素,其中A、B、C、D、E為短周期主族元素,F、G為第4周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息,回答問題。元素性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息A核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等B原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1C原子的第一至第四電離能如下:I1=738 kJ·mol-1;I2=1 451 kJ·mol-1;I3=7 733 kJ·mol-1;I4=10 540 kJ·mol-1D原子核外所有p軌道全滿或半滿E主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4F前4周期中電負(fù)性最小G位于元素周期表的第七列(1)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式:。 (2)B元素基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有個(gè)方向,原子軌道呈形。 (3)某同學(xué)根據(jù)上述信息,推斷C基態(tài)原子的核外電子軌道表示式為,該同學(xué)所畫的軌道表示式違背了。 (4)G位于第族,屬于區(qū)元素,該元素的核外電子排布式為。 (5)DE3中心原子的雜化方式為,用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)其空間構(gòu)型為。答案:(1)H··N··H··H··H+··H-(2)3紡錘(3)泡利不相容原理(4)Bd1s22s22p63s23p63d54s2(5)sp3三角錐形解析:由題給信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分別為H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)離子化合物NH5為氫化銨。(2)氮原子的基態(tài)原子能量最高的電子為p電子,p電子云有三個(gè)方向,原子軌道呈紡錘形。(3)題圖中3s軌道的兩個(gè)電子自旋狀態(tài)相同,違背了泡利不相容原理。(5)PCl3的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故為sp3雜化;因外層有一對(duì)孤電子對(duì),故空間構(gòu)型為三角錐形。4.(12分)下圖為元素周期表中部分元素的某種性質(zhì)(X值)隨原子序數(shù)變化的關(guān)系。(1)短周期中原子核外p軌道上電子數(shù)與s軌道上電子總數(shù)相等的元素是(寫元素符號(hào))。 (2)同主族內(nèi)不同元素的X值變化的特點(diǎn)是,同周期內(nèi),隨著原子序數(shù)的增大,X值變化的總趨勢(shì)是。周期表中X值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的變化規(guī)律。 (3)X值較小的元素集中在元素周期表的。 A.左下角B.右上角C.分界線附近(4)下列關(guān)于元素該性質(zhì)的說法中正確的是(選填代號(hào))。 A.X值可反映元素最高正化合價(jià)的變化規(guī)律B.X值可反映原子在分子中吸引電子的能力C.X值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱答案:(1)O、Mg(2)同一主族,從上到下,X值逐漸減小逐漸增大周期性(3)A(4)BC解析:(1)由于p軌道最多容納6個(gè)電子,s軌道最多容納2個(gè)電子,因此短周期中原子核外p軌道上電子數(shù)與s軌道上電子總數(shù)相等的元素其電子排布可能為1s22s22p4或1s22s22p63s2,即分別為O和Mg。(2)根據(jù)圖示,同主族元素從上到下,X值逐漸減小,同周期元素從左到右,X值逐漸增大。(3)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。(4)X值能夠反映原子在分子中吸引電子的能力,能夠衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱。5.(12分)已知A、B、C、D、E、F六種元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外層s能級(jí)和p能級(jí)上的電子數(shù)相等,C+與B2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),D原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),且A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)之和是F元素原子序數(shù)的2倍。請(qǐng)回答下列問題:(1)元素E基態(tài)原子的電子排布式為。 (2)B、C、D三種元素形成簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序是(用離子符號(hào)表示)。 (3)F元素在元素周期表中的位置為。 (4)B、E兩種元素形成的晶體類型為。 (5)電負(fù)性:A(填“>”或“<”, 下同)B,氫化物的穩(wěn)定性:BE,第一電離能:CD,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:CD。 答案:(1)1s22s22p63s23p2(2)O2->Na+>Al3+(3)第4周期第族(4)原子晶體(5)<><>解析:A、B、C、D、E、F六種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外層s能級(jí)和p能級(jí)上的電子數(shù)相等,則A為C(碳),E為Si,C+與B2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則B為O,C為Na,D原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),則D為Al,A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)之和是F元素原子序數(shù)的2倍,則F為26號(hào)元素鐵。(1)E為Si,硅元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)B、C、D三種元素分別是O、Na、Al,形成的簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),質(zhì)子數(shù)越大,半徑越小,三種離子的半徑由大到小的順序是O2->Na+>Al3+。(3)F元素是鐵,在元素周期表中的位置是第4周期第族。(4)B、E兩種元素形成的物質(zhì)是SiO2,晶體類型為原子晶體。(5)同周期元素從左到右,電負(fù)性逐漸增大,則電負(fù)性:C<O,同周期元素從左到右,非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸增強(qiáng),同主族元素從上到下,非金屬性逐漸減弱,氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱,則氫化物的穩(wěn)定性:O>Si,同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),非金屬性逐漸增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性逐漸減弱,則第一電離能:Na<Al,最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物的堿性:NaOH>Al(OH)3。6.(12分)四種短周期元素的性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息如下表。請(qǐng)根據(jù)信息回答下列問題。元素性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息A室溫下單質(zhì)呈粉末狀固體,加熱易熔化,單質(zhì)在氧氣中燃燒,發(fā)出明亮的藍(lán)紫色火焰B單質(zhì)在常溫、常壓下是氣體,能溶于水,原子的M層上只有1個(gè)未成對(duì)的p電子C單質(zhì)質(zhì)軟、銀白色固體、導(dǎo)電性強(qiáng),單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出黃色火焰D原子最外電子層上s電子數(shù)等于p電子數(shù),單質(zhì)為空間網(wǎng)狀晶體,具有很高的熔、沸點(diǎn)(1)B元素在周期表中的位置是,寫出A原子的電子排布式:。(2)寫出C單質(zhì)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:。 A與C形成的化合物溶于水后,溶液的pH(填“大于”“等于”或“小于”)7。 (3)A、B兩元素非金屬性較強(qiáng)的是(寫元素符號(hào))。寫出能證明這一結(jié)論的一個(gè)實(shí)驗(yàn)事實(shí):。 (4)元素B和D形成的化合物中中心原子的雜化方式是。 答案:(1)第3周期第A族1s22s22p63s23p4(2)2Na+2H2O2NaOH+H2大于(3)Cl高氯酸的酸性比硫酸的酸性強(qiáng)(或氯化氫穩(wěn)定性比硫化氫穩(wěn)定性強(qiáng)等,合理即可)(4)sp3解析:從“明亮的藍(lán)紫色火焰”,再結(jié)合其他信息可知A元素是硫元素;B元素從“氣體”可知是非金屬元素,從M層上只有“1個(gè)未成對(duì)的p電子”知是氯元素,與氣體“能溶于水”相符合。從“黃色火焰”可知C元素是鈉元素,再由前面的信息進(jìn)行驗(yàn)證。D元素原子最外層上s電子數(shù)等于p電子數(shù),結(jié)合空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和“很高的熔、沸點(diǎn)”知應(yīng)該是硅元素或碳元素。比較元素非金屬性的強(qiáng)弱可從它們之間的相互置換、氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱等方面去判斷。7.(14分)有四種短周期元素,它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述:元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素,該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑BB與A同周期,其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水,可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素,其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請(qǐng)根據(jù)表中信息填空。(1)A原子的核外電子排布式為。 (2)B元素在周期表中的位置為;離子半徑:B(填“大于”或“小于”)A。(3)C原子的軌道表示式是,其原子核外有個(gè)未成對(duì)電子,能量最高的電子為軌道上的電子,其軌道呈形。 (4)D原子的電子排布式為,D-的結(jié)構(gòu)示意圖是。答案:(1)1s22s22p63s1(2)第3周期第A族小于(3)3p紡錘(4)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5解析:根據(jù)題中信息可推出A為Na,B為Al,C為N,D為Cl。(1)A為Na,其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al,其在元素周期表中的位置為第3周期第A族,Na+與Al3+核外電子排布相同,核電荷數(shù):Al3+>Na+,故r(Al3+)<r(Na+)。(3)C為N,其軌道表示式為,其中有3個(gè)未成對(duì)電子,能量最高的為p軌道上的電子,其軌道呈紡錘形。(4)D為Cl,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,簡(jiǎn)化電子排布式為Ne3s23p5,Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖為。8.(14分)硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。工業(yè)上以鐵硼礦為原料制備硼酸,鐵硼礦含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多種元素,它的主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4。(1)基態(tài)鐵原子的外圍電子排布式為,該元素位于元素周期表中的第族,在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在,其中更穩(wěn)定。 (2)以硼酸為原料可制得NaBH4,硼原子的雜化方式為。 (3)工業(yè)上冶煉鋁不用氯化鋁,因?yàn)槁然X易升華,其雙聚物Al2Cl6結(jié)構(gòu)如下圖所示。1 mol該分子中含個(gè)配位鍵,該分子(填“是”或“不是”)平面形分子。 (4)依據(jù)第2周期元素第一電離能的變化規(guī)律,參照下圖中B、C、O、F元素的位置,用小黑點(diǎn)表示N元素的相對(duì)位置。(5)鋁單質(zhì)為面心立方晶體,其晶體參數(shù)a=0.405 nm,列式表示鋁單質(zhì)的密度為。答案:(1)3d64s2Fe3+(2)sp3(3)2NA不是(4)(5)4×27g·mol-16.02×1023mol-1×(0.405×10-7cm)32.7 g·cm-3解析:(1)在水溶液中Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化,而Fe3+則較為穩(wěn)定。(2)NaBH4中B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,故硼原子的雜化方式為sp3。(3)根據(jù)Al2Cl6的結(jié)構(gòu)圖可知,1mol該分子中含2NA個(gè)配位鍵;Al2Cl6中鋁原子采用sp3雜化且無孤電子對(duì),每個(gè)鋁原子與周圍的4個(gè)氯原子都形成正四面體結(jié)構(gòu)。(4)非金屬性越強(qiáng),第一電離能越大,但氮元素的2p軌道電子處于半充滿狀態(tài),穩(wěn)定性強(qiáng),第一電離能大于氧元素,但弱于氟元素。(5)鋁單質(zhì)為面心立方晶體,則1個(gè)晶胞中含有鋁原子的個(gè)數(shù)是4,其晶體參數(shù)a=0.405nm=0.405×10-7cm,所以鋁單質(zhì)的密度=mV=4×27g·mol-16.02×1023mol-1×(0.405×10-7cm)32.7g·cm-3。