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2021高考化学一轮复习 第十一章 物质结构与性质 第33讲 原子结构与性质课时作业

2021高考化学一轮复习 第十一章 物质结构与性质 第33讲 原子结构与性质课时作业

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第33讲　原子结构与性质
　　建议用时：40分钟　　　满分：100分
一、选择题(本题共7小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　)
A．基态Na＋的电子排布图：
B．基态Na＋的结构示意图：
C．基态Na的电子排布式：1s22s22p63s1
D．基态Na的简化电子排布式：[Na]3s1
答案　D
解析　Na的简化电子排布式为[Ne]3s1。
2．下列有关电子排布图的表述正确的是(　　)
A.可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B.此图错误，违背了泡利原理
C.表示基态N原子的价电子排布
D.表示处于激发态的B的电子排布图
答案　A
解析　A项，单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋方向相反，正确；B项，此图违背了洪特规则，错误；C项，正确的价电子排布图为，错误；D项，该电子排布图中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，错误。
3．已知元素X、Y同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是(　　)
A．X的原子序数一定大于Y
B．第一电离能Y一定小于X
C．X和Y在形成化合物时，X显负价、Y显正价
D．气态氢化物的稳定性：HmX大于HnY
答案　B
解析　由电负性大小可知X在Y的右边，A、C、D均正确；如果Y、X分别是ⅤA、ⅥA族，因为第ⅤA族最外层p能级半充满，所以Y的第一电离能大于X，B错误。
4．微粒M和N，肯定属于同族元素且化学性质相似的是(　　)
A．原子核外电子排布式：M为1s22s2，N为1s2
B．结构示意图：
C．M原子基态2p轨道上有一对成对电子，N原子基态3p轨道上有一对成对电子
D．M原子基态2p轨道上有1个未成对电子，N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
答案　C
解析　A项，M为Be，N为He，两者不属于同族，错误；B项，前者属于原子，后者属于离子，性质不相似，错误；C项，推断出M为O，N为S，属于同主族，性质具有相似性，正确；D项，有可能M为B、F，N为Al、Cl，不一定属于同一主族，错误。
5．下列说法中正确的是(　　)
A．任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级
B．用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2
C．核外电子运动的概率密度分布图(电子云)就是原子轨道
D．电子的运动状态只可从能层、能级、轨道3个方面进行描述
答案　B
解析　在多电子原子中，同一能层的电子能量也不同，还可以把它们分成能级，随着能层数的增大，能级逐渐增多，能级分为s、p、d、f等，A错误；多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2，B正确；电子云就是用小黑点疏密来表示单位空间内电子出现概率密度大小的一种图形，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的概率密度分布图(电子云)并不完全等同于原子轨道，C错误；电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，D错误。
6．下列说法错误的是(　　)
A．ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了构造原理
D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
答案　A
解析　ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量，A错误；对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，B正确；根据轨道能量高低顺序可知E4s可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理，D正确。
7．周期表共有18个纵行，从左到右排为1～18列，即氢和碱金属为第1列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是(　　)
A．第9列元素中没有非金属元素
B．只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第四周期第9列元素是铁元素
D．第10、11列为ds区
答案　A
解析　A项，第9列中元素是第Ⅷ族元素，都是金属元素，没有非金属元素，正确；B项，第2列的元素原子最外层电子排布为ns2，此外He核外电子排布是1s2，也符合该最外层电子排布，错误；C项，第四周期第9列元素是Co元素，错误；D项，第11、12列元素为ds区，错误。
二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)
8．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(　　)
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上只有2个电子的X原子与3p轨道上只有2个电子的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
答案　C
解析　A中X为He，Y为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种元素，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项为同主族的元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的可能是第ⅠA族元素，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的元素，故性质不一定相似。
9．现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是(　　)
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：②>①>③>④
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>①>③＝②
答案　AB
解析　①表示S，②表示P，③表示N，④表示F。第一电离能：F>N>P>S，A正确；原子半径：P>S>N>F，B正确；电负性：F>N>S>P，C错误；F无正价，D错误。
10．下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是(　　)
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
答案　C
解析　A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充满而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满足最外层电子数是核外电子总数的且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。
11．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表数据判断，错误的是(　　)
元素
I1
I2
I3
I4
X
500
4600
6900
9500
Y
580
1800
2700
11600

A．元素X的常见化合价是＋1价
B．元素Y是ⅢA族元素
C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl
D．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应
答案　D
解析　X为第ⅠA族元素，Y为第ⅢA族元素；D项，若元素Y处于第三周期，则Y为Al，Al不与冷水反应。
三、非选择题(本题共3小题)
12．按要求完成下列各题。
(1)飞机的外壳采用第三代铝锂合金材料，我国已基本掌握了航空铝锂合金的熔炼技术。铝原子的外围电子排布式为________，电负性大小：锂________(填“大于”或“小于”)铝，写出氢化锂与水反应的化学方程式：____________________________。
(2)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu＝1958 kJ·mol－1、INi＝1753 kJ·mol－1，ICu>INi的原因是____________________________。
(3)元素Y的负一价离子的最外层电子数与次外层的相同。元素Y与其同周期元素中，第一电离能最大的是________(写元素符号)。
答案　(1)3s23p1　小于　LiH＋H2O===LiOH＋H2↑
(2)铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1的电子
(3)Ar
解析　(1)金属性越强，电负性越小，故电负性锂小于铝；氢化锂与水反应生成氢氧化锂和氢气。
(2)Cu价电子排布式为3d104s1，Ni为3d84s2，失去第2个电子时，铜失去的是3d能级电子，而镍失去的是4s能级电子，铜的3d能级处于全满的相对稳定状态，难以失去电子。
(3)根据题意，Y－的结构示意图为，为第三周期元素，在第三周期元素中，第一电离能最大的元素为Ar。
13．X、Y、Z、M、R、Q为元素周期表中前四周期元素，且原子序数之和为105。Y是良好的半导体材料，晶体Y结构与金刚石类似；Z原子价电子层的p轨道半充满，核外电子总数是最外层电子数的3倍；X＋与M－相差一个电子层；M原子得到一个电子后3p轨道全充满；R有“生物金属”之称，R4＋和氩原子的核外电子排布相同。
请填写下列空白：
(1)六种元素中电负性最大的是____________(填元素符号)；其中Q的基态原子核外电子排布式为__________；化合物XM的电子式为____________。
(2)X、Y、Z、M的第一电离能由小到大的顺序是____________(填元素符号)。
(3)Q元素可形成两种常见的离子Q2＋与Q3＋，其中化学性质较稳定的是__________(填离子符号)，其原因是_________
(4)与R位于同周期的元素中，基态原子的电子排布中4s轨道上只有1个电子的元素有____________(填元素名称)。
答案　(1)Cl　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
Na＋[]－　(2)Na1)电负性最大，即非金属性最强，为Cl元素。Q为26号元素铁，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，NaCl为离子化合物，电子式写成阴、阳离子形式。
(2)Na、Si、P、Cl处于同一周期，随原子序数递增，第一电离能逐渐增大。
(3)Fe3＋的3d轨道处于半充满状态，比Fe2＋稳定。
(4)第四周期中，最外层电子排布为4s1的有K、Cr、Cu。
14．已知：A.第一电离能I1是指气态原子X处于基态时，失去一个电子转化为气态基态正离子X＋所需的最低能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数的变化曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。

B．不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为，如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7，通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：
元素
符号
Li
Be
B
C
O
F
Na
Al
Si
P
S
Cl
电负
性值
0.98
1.57
2.04
2.55
3.44
3.98
0.93
1.61
1.90
2.19
2.58
3.16

根据信息回答下列问题：
(1)认真分析A图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________
(5)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg电负性值的最小范围________________。
(6)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系：__________________________________________________________________________________________________________________________________。
答案　(1)Na　Mg　(2)从上到下依次减小　
(3)五　ⅠA　
(4)两　Be(OH)2＋2H＋===Be2＋＋2H2O、Be(OH)2＋2OH－===BeO＋2H2O　
(5)0.93～1.57　
(6)元素的非金属性越强，电负性越大；元素的金属性越强，电负性越小
解析　(1)由A图可以看出，同周期的ⅠA族元素的第一电离能最小，而ⅢA族元素的第一电离能小于ⅡA族元素的第一电离能，故NaNa，同主族中电负性Mg