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2.2.1原子核外电子排布的周期性同步练习-苏教版高中化学选择性必修2
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列元素属于ds区的是
A.Ca B.Fe C.Cu D.P
2.2017年5月9日,我国正式向社会发布113号、115号、117号、118号元素的中文名称。至此,全部完成了1~118号元素的中文命名。已知115号元素的中文名为“镆”,它有多种原子,如、等。下列说法正确的是
A.和的化学性质几乎相同
B.Mc位于周期表的第七周期第ⅥA族
C.基态Mc原子核外电子共占据7个能级
D.在周期表中,假设第八周期按照现有规则填满,则115号元素正下方的将是147号元素
3.关于元素周期表的说法正确的是
A.有16个主族 B.有3个短周期
C.第三周期共有18种元素 D.IA族全部是金属元素
4.下列说法不正确的是
A.Xe元素的所在族的基态原子的最外层电子排布式均为
B.在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素(氢元素除外)
C.基态Ag原子的价层电子排布式为,由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族,处于ds区
D.某元素基态原子的外围电子排布式为,该元素位于第六周期第ⅢB族
5.2019年是“国际化学元素周期表年”.1869年门捷列夫把当时已知的元素根据物理、化学性质进行排列,准确预留了甲、乙两种未知元素的位置,并预测了二者的相对原子质量,部分原始记录如下:
下列说法不正确的是
A.元素甲位于现行元素周期表第四周期ⅢA族
B.元素乙的简单气态氢化物的稳定性强于
C.甲的金属性强于乙
D.推测乙可以用作半导体材料
6.湖北“铅锡刻镂技艺”是国家级非物质文化遗产之一,其为青铜器中繁复纹饰及铭文的制作与修复提供了高质高效的解决方案。下列说法错误的是
A.铜的基态原子价层电子排布式为3d94s2 B.铅和锡原子的最外层电子数都是4
C.用锡焊接的铁质器件,焊接处易生锈 D.铅锡合金熔点低于锡
7.关于元素周期表中元素的分区,下列说法正确的是
A.元素周期表的s区全部是金属元素
B.元素周期表的d区包含所有的过渡元素
C.过渡元素包括d区、f区、ds区的元素
D.ds区元素不都是副族元素
8.下列说法正确的是
A.最外层电子数大于4的一定是非金属元素
B.元素周期表有18纵列,7横行,故有18个族,7个周期
C.第ⅠA族就是碱金属
D.长周期可能含有18种元素,也可能含有32种元素
9.下列说法中正确的是
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
B.元素周期表中可以把元素分成s、p、d、f四个区
C.最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子
D.元素周期表中IIIB到IIB的10个纵行的元素都是金属,所以称为过渡金属元素
10.下列说法中正确的是
A.s区、d区、ds区都是金属元素 B.p区都是主族元素
C.所有族中IIIB中元素种类最多 D.最外层电子数为2的元素都分布在s区
二、填空题
11.下表是元素周期表的一部分,所示为1-18号元素。
(1)请写出7号元素的名称和元素符号 ;请写出17号元素的名称和元素符号 。
(2)请画出14号元素的原子结构示意图 。
(3)11号钠元素是高中化学的核心元素之一,某课外实验小组从煤油中取出一块钠,用滤纸吸干其表面的煤油,用刀切开,发现钠块切面处迅速变暗,反应的化学方程式为 。已知钠的一种化合物为淡黄色粉末,可用作供氧剂。请写出此化合物与水反应的离子方程式 。
(4)探究钾元素(原子序数为19)的单质与水反应的生成物。甲同学猜想生成物为KOH和H2;乙同学猜想生成物为KOH和O2,你认为 同学的猜想不合理,请从化合价的角度解释原因 。
12.请根据构造原理,按要求写出下列电子排布式或原子结构示意图:
(1)16S的电子排布式 。
(2)26Fe的简化电子排布式 。
(3)某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系,完成下列各题:
①该元素处于元素周期表的第 周期。
②该元素处于元素周期表的第 族。
③试推测该元素处于元素周期表的 区。
13.已知元素周期表中共有18个纵列,如图实线表示元素周期表的边界。按电子排布,可把周期表划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。
(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并分别用阴影和表示d区和ds区 。
(2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内6、7纵列的部分元素可以排在另一区,你认为应排在 区。
(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道处于半充满状态的元素 。
14.二氧化氯是黄绿色的气体,可用于水体消毒与废水处理.一种制备方法为:
H2C2O4+ NaClO3+ H2SO4→ Na2SO4+ CO2↑+ ClO2↑+ H2O
完成下列填空:
(1)配平上述反应方程式,该反应的还原产物是 .
(2)该反应每产生0.2mol ClO2,需要消耗草酸晶体(H2C2O4 2H2O) g.
(3)上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是 ,其中原子半径最大的元素最外层电子云形状为 .
(4)二氧化氯具有强氧化性,能漂白有色物质,其漂白原理与 相同.(写一种)
(5)二氧化氯能净化有毒废水中的氰化钠(NaCN),生成NaCl、CO2和N2,请写出此反应的离子方程式: .
(6)上述反应产物NaCl中含有 键,工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠,氯气在 (写电极名称)产生.
15.填空。
(1)某元素的原子序数为29,试回答下列问题:
①该元素基态原子的外围电子排布式是 ,有 个未成对电子。
②它属于第 周期 族。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第6周期,与Cu同族,Au原子外围电子排布式为 。
(3)某元素原子的电子排布式为,该元素处于元素周期表的第 周期第 族。
(4)某元素位于周期表中第4周期VA族,则该元素的名称是 ,外围电子排布式为 。
16.科学家发现:具有2、8、20、28、50、82、114、126、184等数目的质子或中子的原子核具有特别的稳定性,并将这些数称为“幻数”,而具有双幻数的He、Ni、 、 等尤为稳定。根据此信息回答下列问题:
(1)写出元素周期表中前三种质子数为“幻数”的元素原子的结构示意图,并标明元素符号: 、 、 。
(2)已知氧有三种同位素 、、,根据上述“幻数”规律,氧的同位素中原子核最稳定的是 。
(3)根据现有元素周期律推算, R位于元素周期表的第 周期第 族,核稳定性R R(填“>”、“<”或“=”)。
17.面对新冠肺炎病毒可以采用的消毒剂常见的有“84”消毒液,医用酒精它们的有效成分分别是NaClO、,都可以使病毒中的蛋白质变性,从而杀死病毒。请回答以下问题:
(1)以上涉及元素包含 个主族、 个周期;按原子半径由小到大排列依次为 (用元素符号表示);有2个未成对电子元素是 ;非金属性:O>Cl,请列举一个事实 。
(2)是 (“电解质”,“非电解质”);75%酒精的“75%”是 (“质量分数分数”,“体积分数”),分子中的氢原子的类型有 种(“2”,“3”或“4”)。
(3)NaClO的电子式 ,其溶液中的离子浓度由大到小顺序 。某化学工作者在家自制“84”消毒液如图
(4)①M的化学式 ,铁是 极;②请阐述该装置能够制取消毒液的理由: 。
18.处于金属和非金属分界线附近的元素常作催化剂( )
19.1907年1月27日,俄国首都圣彼得堡寒风凛冽,太阳黯淡无光,寒暑表上的水银柱降到零下20多度,街上到处点着蒙有黑纱的灯笼,显出一派悲哀的气氛。几万人的送葬队伍在街上缓缓移动着,在队伍最前头,既不是花圈,也不是遗像,而是由十几个青年学生扛着的一块大木牌,上面画着好多方格,方格里写着“C”“O”“Fe”“Zn”等元素符号。原来,逝者是著名的俄国化学家门捷列夫,木牌上画着好多方格的表是化学元素周期表——门捷列夫对化学的主要贡献。1869年门捷列夫根据当时已发现的60多种元素制出了第一张元素周期表,下图是门捷列夫最初绘制的元素周期表。
(1)问题一:你能看出门捷列夫的元素周期表是按照什么顺序排列的吗 ?
(2)问题二:现行元素周期表是按什么原则编排的 ?
20.某主族元素有三个电子层,最外层有三个电子,可知该元素在周期表中的位置 。
参考答案:
1.C
【详解】Ca、Fe、Cu、P的电子排布式分别是1s22s22p63s23p64s2、1s22s22p63s23p63d64s2、1s22s22p63s23p63d104s1、1s22s22p63s23p3,元素分别处于s区、d区、ds区和p区;
故选C。
【点睛】1~36号分区元素原子核外电子的排布特征:s区最外层s1~2,且次外层没有d电子;d区一般次外层d1~8,最外层s2;ds区次外层d10,最外层s1~2;p区最外层p1~6。
2.A
【详解】A. Mc 和 Mc 属于同一种元素,化学性质相同,A正确;
B.Mc为第115号元素,位于元素周期表的第七周期VA族,B错误;
C.Mc为第115号元素,[Rn]5f146d107s27p3,C错误;
D.按照现有规则,第八周期的元素种类数应为50种,则115号元素的正下方应为165号元素,D错误;
故选A。
3.B
【详解】A.元素周期表中有7个主族,7个副族、1个0族、1个ⅤⅢ族(8、9、10三个纵列),共16个族,故A错误;
B.一、二、三周期为短周期,共3个短周期,故B正确;
C.第三周期从钠开始一直到氩,共包含8种元素,故C错误;
D. IA族中H元素为非金属元素,故D错误;
答案选B。
4.A
【详解】A.是稀有气体元素,同一族的的核外电子排布式为,A错误;
B.s区元素除H外均为金属元素,d区和区的元素包括副族和第Ⅷ族元素,全部是金属元素,B正确;
C.的价层电子排布式为,由此可判断在第五周期第ⅠB族,可理解为先填满了能级后再填充能级,所以属于区,C正确;
D.由基态原子的外围电子排布式为判断此元素位于周期表中第六周期第ⅢB族,D正确;
答案选A。
5.B
【详解】A.根据递变规律,B、分别位于第二、三周期ⅢA族,则元素甲应位于现行元素周期表第四周期ⅢA族,A正确;
B.元素乙为,其简单气态氢化物的稳定性弱于,B错误;
C.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,则甲的金属性强于乙,C正确;
D.乙在元素周期表中位于金属与非金属交界的位置,推测乙可以用作半导体材料,D正确。
故选B。
6.A
【详解】A.铜的基态原子价层电子排布式为3d104s1,A错误;
B.铅和锡都是ⅣA元素,原子的最外层电子数都是4,B正确;
C.用锡焊接的铁质器件,焊接处易形成原电池而生锈,C正确;
D.合金的熔点一般比各组分的都低,铅锡合金熔点低于锡,D正确;
故选A。
7.C
【详解】A.元素周期表的s区不全部是金属元素,如氢元素为非金属元素,故A错误;
B.过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区,则元素周期表的d区仅包含部分过渡元素,故B错误;
C.过渡元素处于元素周期表的d区、ds区和f区,故C正确;
D.ⅠB族和ⅡB族元素处于元素周期表的ds区,则ds区元素都是副族元素,故D错误;
故选C。
8.D
【详解】A.非金属元素的最外层电子数一般大于4,在反应中易得到电子,但某些金属元素的最外层电子数大于4,如锑和铋等,故A错误;
B.元素周期表有18纵列,7横行,第VIII族有3个纵列,所以有16个族,7个周期,故B错误;
C.第ⅠA族除H以外的元素是碱金属元素,故C错误;
D.第4、5周期含有18种元素,第6、7周期含有32种元素,故D正确;
故选D。
9.D
【详解】A.第一周期元素的最外层电子排布由1s1过渡到1s2,A错误;
B.元素周期表共分成5个区,s区(ⅠA、ⅡA)、p区(ⅢA~ⅦA、0族)、d区(ⅢB~ⅦB、Ⅷ族)、ds区(ⅠB、ⅡB)、f区(镧系、锕系),B错误;
C.最外层电子数为8的粒子可能是稀有气体原子,也可能是离子,比如Na+、F-等,C错误;
D.周期表ⅢB~ⅡB称过渡元素,又这10列均为金属元素,所以又叫过渡金属元素,D正确;
故答案选D。
10.C
【详解】A.氢元素位于s区,氢元素属于非金属元素,所以s区的元素不全是金属元素,d区、ds区都是金属元素,A错误;
B.稀有气体也是在p区,是零族元素,B错误;
C.第ⅢB存在镧系、锕系,含有32种元素,是所有族中IIIB中元素种类最多,C正确;
D.第ⅡB族最外层电子数为2,在ds区,不在s区,D错误;
答案选C。
11.(1) 氮 N 氯 Cl
(2)
(3) 4Na+O2=2Na2O 2Na2O2 + 2H2O=4Na+ + 4OH- + O2↑
(4) 乙 若生成KOH和O2,则该反应中钾元素的化合价由0价升高到 +l价,氧元素的化合价由-2价升高到0价,只有元素化合价升高,没有元素化合价降低
【详解】(1)7号元素为氮元素,符号为N,17号元素为氯元素,符号为Cl。
(2)14号元素为Si,其原子结构示意图为 。
(3)Na在空气中和氧气在常温下反应生成氧化钠,反应的化学方程式为:4Na+O2=2Na2O;Na2O2是淡黄色粉末,和水、CO2反应都能生成氧气,可做供氧剂,Na2O2和水反应的离子方程式为:2Na2O2 + 2H2O=4Na+ + 4OH- + O2↑。
(4)K和水反应应该生成KOH和氢气,若生成KOH和O2,则该反应中钾元素的化合价由0价升高到 +l价,氧元素的化合价由-2价升高到0价,只有元素化合价升高,没有元素化合价降低,所以甲同学的猜想合理,乙不合理。
12.(1)1s22s22p63s23p4
(2)[Ar]3d64s2
(3) 4 ⅢA p
【解析】(1)
16S核外有16个电子,电子排布式为1s22s22p63s23p4。
(2)
26Fe核外有26个电子,简化电子排布式[Ar]3d64s2。
(3)
①根据电子排布式 [Ar]3d104s24p1,可知该原子核外有4个电子层,该元素处于元素周期表的第4周期。
②根据电子排布式 [Ar]3d104s24p1,可知该原子最外层有3个电子,该元素处于元素周期表的第ⅢA族。
③该原子价电子排布式为4s24p1,该元素处于元素周期表的p区。
13.(1)
(2)ds
(3)
【详解】(1)答案如图所示。
(2)ds区元素原子价层电子排布式为和、而d区内6纵列部分元素的价层电子排布式为,7纵列部分元素的价层电子排布式为,因此类比可以放在ds区。
(3)4s轨道半充满,即,根据构造原理和能量最低原理,该元素原子的电子排布式可能为(K)或(Cr)或(Cu),分别标在元素周期表中相应位置即可。
14. 1 2 1 1 2 2 2 ClO2 12.6 Na>S>Cl 球形 HClO(合理即可) 2ClO2+2CN﹣=2CO2+N2+2Cl﹣ 离子 阳极
【详解】(1)根据在氧化还原反应中电子守恒、原子守恒可得该方程式是:H2C2O4 +2NaClO3 +H2SO4 =Na2SO4+ 2CO2↑ + 2ClO2↑ + 2H2O。在该反应中氧化剂是NaClO3,所以反应生成的还原产物是ClO2;(2)根据方程式可知:每产生2mol的ClO2,会反应消耗1mol的草酸,所以若该反应产生0.2 mol ClO2,需要消耗草酸晶体0.1mol,其质量是0.1mol ×126g/mol=12.6g;(3)在上述反应物中属于第三周期的元素有Na、S、Cl,同一周期的元素,元素序数越大,原子半径就越小,所以原子半径大小顺序是Na>S>Cl;(4)二氧化氯具有强氧化性,能漂白有色物质,其漂白原理与HClO、Na2O2、H2O2相同;(5)二氧化氯能净化有毒废水中的氰化钠(NaCN),生成NaCl、CO2和N2,该反应的离子方程式是:2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-;(6)NaCl是离子化合物,其中的化学键是离子键;在工业上用电解熔融的氯化钠制备金属钠,根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,氯气是阴离子Cl-在阳极失去电子产生。
点睛:本题考查氧化还原反应方程式的配平、方程式的书写、化合物的化学键类型的判断及有关计算的知识。根据电子守恒、原子守恒对氧化还原反应方程式进行配平,再根据方程式中各物质的量及电子转移进行计算。
15.(1) 1 4 IB
(2)
(3) 4 IIIA
(4) 砷
【详解】(1)根据核外电子排布规律,该元素原子的核外电子排布式应为,外围电子排布式为,所以有1个未成对电子。有四个电子层,所以为第4周期元素,外围电子排布式为,所以在ⅠB族。
(2)原子核外有29个电子,其核外电子排布式为,与同族,则原子的外围电子排布式为。
(3)该元素为主族元素,根据电子层数=周期序数,主族序数=外围电子数,可知该元素位于第4周期ⅢA族。
(4)由于该元素为主族元素,外围电子数=主族序数,周期序数=电子层数,可知其外围电子排布式为,为33号元素砷。
16. 七 ⅣA >
【详解】试题分析:(1)前三种幻数为质子数时的元素分别是He、O、Ca。(2)中的质子数和中子数均是8。的原子序数是114,根据每个周期最多容纳电子数分析114号元素的周期数,第七周期最后的元素原子序数是118,再根据族排列顺序,向前推114号元素的族序数;根据具有双幻数的原子性质更稳定分析。
解析:(1)前三种幻数为质子数时的元素分别是He、O、Ca,其原子结构示意图分别为。(2)中的质子数和中子数均是8,所以该同位素最稳定。的原子序数是114,因为114-2-8-8-18-18-32=28,因此位于第七周期,第七周期如果全部排满可以排32种元素,则最后的元素原子序数是118,位于0族。32和28相差4,所以该元素应该属于第ⅣA。的中子数和质子数均是偶数,所以具有双幻数,而的中子数表示偶数,所以前者的稳定性强于后者。
点睛:元素符号左上角是质量数、左下角是质子数,质量数=质子数+中子数,根据质子数和质量数可计算出中子数。
17. 4 3 C和O ClO2中Cl为价,O为价 非电解质 体积分数 3种 NaCl 阴 石墨电极上产生的氯气上升与铁电极附近产生的氢氧化钠反应生成次氯酸钠即“84”消毒液(
【详解】(1)H、Na位于第ⅠA族,C位于第ⅣA族,O位于第ⅥA族,Cl位于第Ⅶ主族,共涉及4个主族,H位于第一周期,C、O位于第二周期,Na、Cl位于第三周期,共涉及3个周期。H位于第一周期,H的原子半径最小,C、O位于第二周期,C的核电荷数比O小,半径比O大,Na、Cl位于第三周期,Na的核电荷数比Cl小,半径比Cl大,所以原子半径由小到大依次排列为:。有2个未成对电子元素是核外电子排布为1s22s22p2的C和1s22s22p4的O。Cl和O形成的化合物ClO2中Cl为价,O为价,该事实说明O的非金属性比Cl强,故答案为:4;3;;C和O;ClO2中Cl为价,O为价;
(2)的水溶液和液态均不导电,是非电解质,75%酒精指的是体积分数为75%的酒精,中有3种等效氢,故答案为:非电解质;体积分数;3种;
(3)NaClO的电子式为: ,HClO是弱酸,所以ClO-会水解,NaClO溶液显碱性,故溶液中离子浓度大小为:,故答案为: ;;
(4)“84”消毒液的有效成分是NaClO,可通过电解饱和NaCl溶液制取,原理为:石墨作阳极,Cl-在阳极失电子得Cl2,Fe作阴极,H2O在阴极得电子生成OH-和H2,接着Cl2和NaOH反应得NaClO,故答案为:NaCl;阴极; 。
18.错误
【详解】常见的催化剂,如V2O5、MnO2、Ni、Cu等,其组成元素一般在过渡元素区域,所以在过渡元素区域可以找到催化剂,而金属与非金属分界线处的元素既能表现出一定的金属性,又能表现出一定的非金属性,如Al等,题干说法错误。
19.(1)①将元素按照相对原子质量由小到大依次排列;②将化学性质相似的元素放在一个纵列
(2)①按原子序数递增顺序从左到右排列;②将电子层数相同的元素排列成一个横行;③把最外电子层的电子数相同的元素按电子层数递增顺序由上而下排列成纵列
【解析】(1)
由门捷列夫最初绘制的元素周期表可得出①将元素按照相对原子质量由小到大依次排列;②将化学性质相似的元素放在一个纵列。
(2)
现行元素周期表的编排原则为①按原子序数递增顺序从左到右排列;②将电子层数相同的元素排列成一个横行;③把最外电子层的电子数相同的元素按电子层数递增顺序由上而下排列成纵列。
20.第三周期第ⅢA族
【详解】某主族元素有三个电子层,最外层有三个电子,则该原子核外电子数为2+8+3=13;由于核外电子数等于原子序数,该元素是13号元素Al,在周期表中的位置为第三周期第ⅢA族,故答案为:第三周期第ⅢA族。
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