2021届新高考一轮复习人教版第32讲原子结构与性质作业

2021届新高考一轮复习人教版第32讲原子结构与性质作业

练案[32]选修3　物质结构与性质 第32讲　原子结构与性质 A组　基础必做题 ‎1．(2020·山东滨州检测)电子在原子核外排布时，必须遵循的原则是(　C　)‎ ‎①电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同 ‎②电子排布在不同能级时，一定优先占据能量低的轨道，然后再占据能量高的轨道 ‎③电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反 ‎④电子的排布一定遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”‎ A．①②　 B．②④　‎ C．①③　 D．②③④‎ ‎[解析]　电子排布在同一能级时，总是优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，即遵循洪特规则，①正确；电子排布在不同能级时，若电子先占据能量高的轨道，使高能级处于半充满或全充满的稳定状态，此时整个体系能量最低，这种情况为洪特规则特例，②、④错误；电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋方向必须相反，即遵循泡利原理，③正确。综上所述，C正确。‎ ‎2．(2020·海南高三检测)(双选)下列说法或有关化学用语的表达正确的是(　BD　)‎ A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量 B．基态Fe原子的外围电子排布图为：‎ C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大 D．某主族元素的电离能I1～I7数据如下表所示(单位：kJ/mol)，可推测该元素位于元素周期表第ⅢA族 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ I6‎ I7‎ ‎578‎ ‎1 817‎ ‎2 745‎ ‎11 575‎ ‎14 830‎ ‎18 376‎ ‎23 293‎ ‎[解析]　没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，A错误；基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，根据洪特规则电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，则外围电子排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半满，第一电离能大于氧原子，C错误；主族元素的电离能可知，由第三电离能到第四电离能变化较大，则该原子最外层只有3个电子， 位于第Ⅲ A族，D正确；故合理选项是BD。‎ ‎[点拨]　本题考查原子核外电子排布规律、电子排布式和电离能定向比较，注意原子核外电子的排布和运动特点，注意某些元素性质的特殊性，考查学生对物质结构、性质的掌握。‎ ‎3．(2020·四川成都校级月考)根据泡利的原子轨道能级图和“能级交替”现象，原子轨道的能量高低顺序是：ns<(n－3)g<(n－2)f<(n－1)d D，C与E的第一电离能的大小关系是C > E。(填“>”“<”或“＝”)‎ ‎[解析]　A、B、C、D、E5种元素核电荷数都小于20，A、E同主族且最外层电子排布式为ns1，故为ⅠA族，而A为非金属元素，则A为H；B、D同主族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布式为ns2np4，为ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为O，D为S，E为K；C原子最外层上的电子数为硫原子最外层上电子数的一半，则C为Al。同主族元素自上而下电负性逐渐减小，故B(O)的电负性大于D(S)，E(K)的第一电离能小于Na，Na的第一电离能小于C(Al)，故第一电离能Al>K。‎ B组　能力提升题 ‎9．(2020·天津高三检测)如图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是(　B　)‎ A．y轴表示的可能是第一电离能 B．y轴表示的可能是电负性 C．y轴表示的可能是原子半径 D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 ‎[解析]　‎ 对于第3周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，A错误；原子半径逐渐减小，C错误；形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D错误。‎ ‎10．(2020·山东省普通高中学业水平等级考试模拟卷)某元素基态原子4s轨道上有1个电子，则该基态原子价电子排布不可能是(　A　)‎ A．3p64s1　 B．4s1　‎ C．3d54s1　 D．3d104s1‎ ‎[解析]　基态原子的核外电子排布应遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。A项为19K，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，主族元素的价电子是最外层电子，应为4s1，A项错误；B项为19K的价电子排布式，正确；C项为24Cr，副族元素的价电子是最外层电子与次外层的部分电子之和，核外电子为[Ar]3d54s1，即价电子为3d54s1，此为洪特规则的特例，3d轨道上的电子为半满状态，整个体系的能量最低；D项为29Cu，价电子为3d104s1,3d轨道上的电子处于全充满状态，整个体系的能量最低。‎ ‎11．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s‎2”‎，由此可以推断(　D　)‎ A．它位于周期表的第4周期ⅡA族 B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2‎ C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2‎ D．Co位于周期表中第9列 ‎[解析]　从左向右数，应为过渡元素，A项错误；“3d74s‎2”‎为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布为3d7，C项错误；“7＋2＝‎9”‎，说明它位于周期表的第9列，D项正确。‎ ‎12．(2019·湖北黄冈中学等八校联考)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子的最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是(　C　)‎ A．X元素的氢化物的水溶液显碱性 B．Z元素的离子半径大于W元素的离子半径 C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应 D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点 ‎[解析]　根据题意可推知：X是N或O；Y是C或Si；Z是Mg；W是Al或Cl。若X是N，则NH3的水溶液显碱性；若X是O，则H2O显中性，A错误。若W是Al，Al3＋与Mg2＋的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径：Mg2＋>Al3＋；若W是Cl，则Cl－核外电子层数多于Mg2＋，对于电子层数不同的离子，电子层数越多，离子半径越大，则离子半径：Cl－>Mg2＋，B错误。若X是O，可发生反应：2Mg＋O22MgO，若X是N，可发生反应：3Mg＋N2Mg3N2，C正确。若Y是C，则CO2‎ 的晶体是分子晶体，熔、沸点较低，D错误。‎ ‎13．(2020·海南高三模拟)(双选)X、Y是同周期的两种主族元素，他们的逐级电离能(I)数据如下表所示：‎ 电离能(kJ/mol)‎ I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ I5‎ ‎……‎ X ‎496‎ ‎4 562‎ ‎6 912‎ ‎9 543‎ ‎13 353‎ ‎……‎ Y ‎738‎ ‎1 451‎ ‎7 733‎ ‎10 540‎ ‎13 630‎ ‎……‎ 下列有关说法正确的是(　AC　)‎ A．电负性：X＜Y B．与水反应剧烈程度：X＜Y C．X的最外层电子数为1‎ D．Y的最高化合价为＋3‎ ‎[解析]　X、Y是同周期的两种主族元素，根据逐级电离能(I)数据，X元素I2≫I1，可知X是ⅠA族元素，Y元素I3≫I2，Y是ⅡA族元素。同周期元素从左到右，电负性增大，所以电负性：X＜Y，故A正确；同周期元素从左到右，金属性减弱，所以金属性X＞Y，金属性越强，越易与水反应，与水反应剧烈程度：X＞Y，故B错误：根据逐级电离能(I)数据，X元素I2≫I1，可知X是ⅠA族元素，X的最外层电子数为1，故C正确；根据逐级电离能(I)数据，Y元素I3≫I2，Y是ⅡA族元素，Y的最高化合价为＋2，故D错误，答案选AC。‎ ‎14．(2019·陕西延安校级期中)如图表示前36号元素的原子序数和气态原子失去核外第一个电子所需的能量(eV)的变化关系，其中A、B、C各点表示的元素是(　C　)‎ A．N、S、P　 B．F、Cl、O C．He、Ne、Ar　 D．Si、C、B ‎[解析]　气态原子失去核外第一个电子所需的能量即第一电离能，同周期中稀有气体最外层电子达稳定结构，故最难失电子，第一电离能最大，图中A、B、C三点分别为第一、二、三周期中第一电离能最大的元素，故分别为He、Ne、Ar。‎ ‎15．(2020·新题预测)‎ A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期元素，F为第4周期元素，F还是前4周期中电负性最小的元素。‎ 已知：A原子的核外电子数与电子层数相等；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个；C原子的第一至第四电离能为I1＝738 kJ·mol－1，I2＝1 451 kJ·mol，I3＝7 733 kJ·mol－1，I4＝10 540 kJ·mol－1；D原子核外所有p轨道为全充满或半充满；E元素的族序数与周期序数的差为4。‎ ‎(1)写出E元素在周期表中的位置： 第3周期ⅦA族 ；D元素的原子的核外电子排布式： 1s22s22p63s23p3 。‎ ‎(2)某同学根据题目信息和掌握的知识分析C的核外电子排布图为 　。该同学所画的轨道式违背了 能量最低原理 。‎ ‎(3)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：‎ ‎　　。‎ ‎[解析]　(1)由题意分析知F为K，A为H，B为N；由电离能知C的常见化合价为＋2价，为Mg，D为P，E为Cl。‎ ‎(2)原子的核外电子分能级排布，按构造原理先排能量低的能级，再排能量高的能级，遵循能量最低原理时，该原子才最稳定。该同学未排满3s能级就排3p能级，违背了能量最低原理。‎ ‎(3)NH5为离子化合物，则为铵盐，存在NH和H－。‎ ‎16．(2020·北京海淀高三检测)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：‎ ‎(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2 。‎ ‎(2)d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为 sp3 。‎ ‎(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因： 电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量 。‎ ‎(4)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：‎ 元素 o p 电离能 I1‎ ‎717‎ ‎759‎ ‎(kJ·mol－1)‎ I2‎ ‎1 509‎ ‎1 561‎ I3‎ ‎3 248‎ ‎2 957‎ 比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是 ‎ Mn2＋的3d轨道电子排布为半满状态，比较稳定 。‎ ‎(5)第3周期8种元素按单质熔点高低的顺序如图Ⅰ所示，其中电负性最大的是 2 (填图中的序号)。‎ ‎(6)上述元素周期表中所列的某主族元素的电离能情况如图Ⅱ所示，则该元素是 Al (填元素符号)。‎ ‎[解析]　(1)26号为铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。‎ ‎(2)d为氮元素，a为氢元素，二者反应的产物为NH3，中心原子氮原子的价层电子对数为＝4，所以氮原子的杂化形式为sp3。‎ ‎(3)h为镁元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。‎ ‎(4)o元素为Mn，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满结构，相对比较稳定，当其失去第三个电子时比较困难，而p2＋的基态离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满结构，形成相对比较稳定的结构，故其失去第三个电子比较容易。‎ ‎(5)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩，其单质中钠、镁、铝形成金属晶体，熔点依次升高；硅形成原子晶体；磷、硫、氯、氩形成分子晶体，且常温下磷、硫为固体，氯、氩为气体，故8种元素按单质熔点由高到低的顺序为硅、铝、镁、硫、磷、钠、氯、氩，其中电负性最大的为氯。‎ ‎(6)由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA族元素，周期表中所列的第ⅢA族元素i属于第三周期，应为Al。‎