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高中化学同步练习:选择性必修二1.1原子结构(能力提升)
一、选择题
1.某短周期元素 M的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ/mol) 如下表所示。有关元素M的说法正确的是( )
I1 I2 I3 I4 ……
M 740 1500 7700 10500
A.M的最高正化合价为+4价
B.M元素位于元素周期表中第ⅡA族
C.M元素可能属于非金属元素
D.M元素基态原子的价层电子排布式为np2
2.的结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.O的第一电离能低于S
B.相同条件下,的稳定性比强
C.基态的价层电子排布式为
D.该物质中存在的化学键类型有:离子键、共价键、氢键
3.某基态原子核外电子排布式为。下列说法错误的是( )
A.原子核外有3个电子层 B.价电子数为4
C.处于第三周期VIA族 D.属于p区元素
4.某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子,有关该原子的叙述错误的是( )
A.N层不含有电子 B.L层一定有8个电子
C.原子的最外层电子数为4 D.最高化合价为 +6价
5.若X3+的价层电子排布式为3d3,则下列说法正确的是
A.X为25号元素Mn
B.基态X原子中的电子有14种空间运动状态
C.X是同周期中未成对电子数最多的元素
D.X在元素周期表中的位置为第四周期第ⅣB族
6.下列轨道表示式能表示基态氮原子最外层结构的是
A. B.
C. D.
7.下列基态原子的原子核外未成对电子数最多的是( )
A.Cr B.P C.Se D.Ca
8.基态钠原子中不同空间运动状态的电子有( )
A.11种 B.6种 C.4种 D.1种
9.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,根据对它们的理解,下列叙述中正确的是( )
A.因为s轨道的形状是球形的,所以s电子做的是圆周运动
B.、、的轨道相互垂直,能量相同
C.各原子能级之间的能量差完全一致,这是量子力学中原子光谱分析的理论基础
D.同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
10.下列说法不正确的是( )
A.p-p π键电子云轮廓图:
B.基态铜原子的价层电子排布图:
C.的离子结构示意图为:
D.某原子核外电子排布式为,它违背了泡利原理
11.下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是( )
A.激光笔产生红色光线
B.金属钠在空气中燃烧时火焰呈黄色
C.用光束照射胶体时产生光亮的通路
D.焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案
12.下列说法正确的是( )
A.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
B.最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表的第2列
C.1s22s22p63s23p→1s22s22p63s23p核外电子跃迁过程中形成了发射光谱
D.基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy的元素,其族序数一定为x+y
13.有四种元素原子的基态或激发态原子的电子排布式如下:
①②③④
下列说法错误的是( )
A.元素①的一种单质可用于消毒杀菌
B.元素②所在周期中其原子半径最大
C.元素①③在周期表中位于第17列
D.元素④的简单氢化物常作制冷剂
14.下列对有关事实的解释正确的是
事实 解释
A 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
B CH4与NH3分子的空间构型不同 二者中心原子杂化轨道类型不同
C HF的热稳定性比HCl强 H-F比H-Cl的键能大
D SiO2的熔点比干冰高 SiO2分子间的范德华力大
A.A B.B C.C D.D
15.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是( )
A.最外层都只有2个电子的基态X、Y原子
B.2p轨道上有一个未成对电子的X原子与3p轨道上有一个未成对电子的Y原子
C.原子核外M层上仅有1个电子的基态X原子与原子核外N层上仅有1个电子的基态Y原子
D.2p轨道上只有3个电子的X原子与3p轨道上只有3个电子
16.2021年9月24日,中科院天津工业生物技术研究所成果“无细胞化学酶系统催化合成淀粉”在国际学术期刊《自然》上发表。其中一步核心反应如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A.分子中杂化的原子数为
B.反应②中生成标准状况下,转移电子数为
C.与DHA的混合物中含氧原子数为
D.淀粉完全水解消耗
17.4-氨基苯乙酸(药物X)是一种上皮肽转运蛋白PepT1抑制剂,科学家利用水微滴制备的原理如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.药物X的分子式为
B.甲中碳原子采用杂化
C.乙分子中苯环上的二溴代物有6种
D.药物X不能使酸性溶液褪色
18.乙烯与溴单质发生加成反应的反应机理如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A.溴鎓离子中溴原子的杂化方式为sp3
B.加成反应过程中,有非极性键的断裂以及极性键的形成
C.将乙烯通入溴水中,理论上会有一定量的CH2BrCH2OH生成
D.将乙烯分别通入等浓度的溴的CCl4溶液和溴水中,反应速率:前者>后者
二、非选择题
19.有机物中的(键较难断裂,活化键是有机反应研究的热点之一、由经两步反应合成,均需使键活化,步骤如下
(1)铬、铁位于元素周期表中的 (填序号)。
a.s区 b.d区 c.p区 d.ds区
(2)转化为的过程中,键中的 (填“”或“”)键断裂,发生加成反应,转化为键。
(3)利用有机金属框架(MOF)构筑双铁催化剂,制备过程的核心结构变化如下。
注:代表+2价铁,代表+3价铁。
①与的相对分子质量相差较大,但二者的沸点却极为接近(相差1℃左右),原因有:
ⅰ.的极性强于;
ⅱ. 。
②易被氧化为,结合价层电子排布解释原因: 。
(4)铜铬催化剂的主要成分是CuCl、和(甲基硼酸)等,能有效抑制副产物的生成。
①中B的杂化轨道类型是 。
②已知:和均为一元弱酸。推测 (填“>”或“<”)
20.均为36号以前的元素.请完成下列空白:
(1)元素基态原子的最外层有2个末成对电子,次外层有2个电子,其在元素周期表中的位置是 ;该元素位于元素周期表的区 .
(2)元素的原子最外层电子排布式为,其核外电子有个 运动状态.
(3)元素基态的正三价离子的轨道为半充满,其基态原子的价电子排布式为 .
(4)元素基态原子的层全充满;层没有成对电子,只有一个末成对电子.其基态原子的价层电子排布图为 .
(5)E、F元素的基态原子都只有一个末成对电子;它们相互作用形成的离子的电子层结构相同,并且最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数.E、形成的化合物为 (填化学式).
21.回答下列问题。
(1)基态S原子中,核外电子占据的最高能层的符号是 。
(2)基态与离子中未成对的电子数之比为 。
(3)Y元素的基态原子填充在7个轨道,该元素基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
22.高品质MnO2可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料,采用“两矿一步浸出法”制备高品质MnO2的工艺流程如下图所示:
已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为MnO2、FeS2,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ Mg2+ Al3+
开始沉淀pH 6.9 1.9 6.6 9.1 3.4
沉淀完全(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH 8.3 3.2 10.1 10.9 4.7
回答下列问题:
(1)基态Fe2+的价电子轨道表示式为 。
(2)“酸浸”操作中需先后分批加入H2SO4、H2O2。已知滤渣1的主要成分为S、SiO2、CaSO4等。加入H2SO4后发生反应生成单质S的离子方程式为 。加入H2SO4后反应的生成物会附着在矿粉颗粒表面,使上述反应受阻,此时加入H2O2,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。导致H2O2迅速分解的因素是 。
(3)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(4)“除杂”时,溶液体系中的Ca2+和Mg2+形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中c(F-)=0.05mol·L-1,则 [已知Ksp(MgF2)=5.0×10-11,Ksp(CaF2)=2.5×10-9]。
(5)“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为 。
(6)利用惰性电极电解H2SO4-MnSO4-H2O体系可获得MnO2,阳极的电极反应式为 。电解过程的机理(部分)如图甲所示,硫酸浓度与电流效率的关系如图乙所示。硫酸浓度超过3.0mol/L时,电流效率降低的原因是 。
23.以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。
结构示意图 电子排布式 电子排布图
铁 原 子 1s22s22p63s23p63d64s2
铁 离 子 1s22s22p63s23p63d5
(1)铁原子最外层电子数为 ,铁在发生化学反应时,参加反应的电子可能是 。
(2)请你通过比较、归纳,分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。
24.下图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
(1)s电子的原子轨道呈 形,每个s能级有 个原子轨道;p电子的原子轨道呈 形,每个p能级有 个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是 电子,其电子云在空间有 方向。
(3)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 (填序号)
①K+:②F:
③P:
④Cu:
⑤Fe2+:
⑥Mg:
⑦O:
25.金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。回答与上述金属原子结构有关的问题:
(1)上述金属中属于主族元素的有 (填写元素符号)。
(2)基态Fe所有电子占有 种不同的空间运动状态。Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子,Fe3+的基态的核外电子排布式为 。
(3)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子排布图为 。
(4)基态金原子的外围电子排布式为 ,试判断金在元素周期表中位于第 周期第 族。
(5)已知 与 位于同一族,则 在元素周期表中位于 区(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。
(6)将乙炔通入 溶液生成 红棕色沉淀。 基态核外电子简化排布式为 。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】M元素第三电离能与第二电离能的差距最大,最外层2个电子,位于第IIA族,可能是Be或者Mg;
A.M是IIA族元素,最高正价为+2价,A不符合题意;
B.M元素第三电离能与第二电离能的差距最大,最外层2个电子,位于第IIA族,B符合题意;
C.M是第IIA族,可能为Be或Mg,都是金属元素,C不符合题意;
D.M元素基态原子Be或Mg,价层电子排布分别为2s2和3s2,价层电子排布式是ns2,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.IIA族元素,最高正价为+2价;
B.最外层2个电子,位于第IIA族;
C.Be或Mg,都是金属元素;
D.价层电子排布式的判断。
2.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;化学键;共价键的形成及共价键的主要类型
【解析】【解答】A.同主族元素,从上往下,第一电离能逐渐减小,故O的第一电离能高于S,故A错误;
B.相同条件下,成键原子半径越小,键长越短,键能越大,H-O的键能大于H-S的键能,所以水比硫化氢更稳定,B项正确;
C.基态的价层电子排布式为,C项错误;
D. 氢键 不属于化学键,故D项错误;
故答案为:B。
【分析】B.比较分子晶体的稳定性,看二者共价键强弱,原子半径越小,键能越大,分子越稳定;
D.化学键有:共价键、离子键、配位键,氢键不是化学键,属于分子间作用力。
3.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;原子结构的构造原理
【解析】【解答】A、由分析可知,该原子为S原子,S原子核外有3个电子层,故A正确;
B、S原子的价电子排布式为3s23p4,价电子数为6,故B错误;
C、S元素位于第三周期VIA族,故C正确;
D、S元素位于第三周期VIA族,属于p区元素,故D正确;
故答案为:B。
【分析】 核外电子排布式为,则为S原子。
4.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.某元素的一种基态原子的M电子层p能级上有4个电子,该原子为S,核外电子排布式为:1s22s22p63s23p4,S原子N层没有电子,A不符合题意;
B.S原子L层一定有8个电子,B不符合题意;
C.S原子的最外层电子数为6,C符合题意;
D.S位于第ⅥA族,最高化合价为+6价,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A.S核外电子排布式为:1s22s22p63s23p4;
B.S原子L层一定有8个电子;
C.S原子的最外层电子数为6;
D.S位于第ⅥA族。
5.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.X的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,则X为24号元素Cr,A不正确;
B.基态X原子中的电子占据15个轨道,有15种空间运动状态,B不正确;
C.X的未成对电子数为6,是同周期中未成对电子数最多的元素,C正确;
D.X的价电子数为6,在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族,D不正确;
故答案为:C
【分析】空间运动状态数目指的是电子占据的原子轨道数,电子的运动状态数目指的是核外电子总数。
6.【答案】C
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子结构的构造原理
【解析】【解答】根据洪特规则,知能量相同的轨道中电子优先单独占据1个轨道,且自旋方向相同,原子的能量最低,基态氮原子最外层结构是:,
故答案为:C。
【分析】根据泡利原理以及洪特规则分析。
7.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子结构的构造原理
【解析】【解答】A.Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,有6个未成对电子;
B.P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,有3个未成对电子;
C.Se的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,有2个未成对电子;
D.Ca原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,没有未成对电子;
故答案为:A。
【分析】根据原子核外电子排布式,结合s分层有1个轨道,p分层有3个轨道,d分层有5个轨道,每个轨道最毒容纳2个电子,据此分析。
8.【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态
【解析】【解答】空间运动状态数即轨道数,Na原子核外有11个电子,电子排布式为:1s22s22p63s1,所以基态钠原子中不同空间运动状态的电子有6种,
故答案为:B
【分析】画出核外电子排布轨道表达式,空间运动状态数即轨道数
9.【答案】B
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;常见能量的转化及运用
【解析】【解答】A.球形表示电子在核外运动概率轮廓图,不是电子运动轨迹,A不符合题意;
B.p能级在空间有三种取向,相互垂直,能量相同,B符合题意;
C.电子填充情况不同,能量不同,不同元素原子发生跃迁时吸收或释放不同的光 ,C不符合题意;
D. 同一能层的p轨道电子能量高于s轨道电子能量 ,D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.球形表示电子在核外运动概率轮廓图;
B.p能级在空间有三种取向,相互垂直,能量相同;
C.不同元素原子发生跃迁时吸收或释放不同的光 ;
D. 同一能层的p轨道电子能量高于s轨道电子能量 。
10.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A. p-p π键是肩并肩重叠,电子云呈镜面对称,A不符合题意;
B. 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1,B不符合题意;
C. Fe 原子变为 Fe3+时先失去最外层电子,C符合题意;
D.泡利原理是每个轨道最多容纳两个电子且自旋相反,p轨道最多容纳6个电子,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】A. p-p π键是肩并肩重叠,电子云呈镜面对称;
B. 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;
C. 原子变为离子时先失去最外层电子;
D.每个轨道最多容纳两个电子且自旋相反。
11.【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.激光产生的原理为:原子中的电子吸收能量后从低能级跃迁到高能级,再从高能级回落到低能级的时候,所释放的能量以光子的形式放出,因此激光笔产生红色光线与原子核外电子的跃迁有关,故A不符合题意;
B.当钠金属加热至高温时,原子内部的电子会吸收能量并跃迁到更高能级,随后这些电子会迅速返回到较低的能级,并以光的形式释放出多余的能量,因此金属钠在空气中燃烧时火焰呈黄色与原子核外电子的跃迁有关,故B不符合题意;
C.用光束照射胶体时产生光亮的通路是因为发生光的散射,与原子核外电子的跃迁有关,故C符合题意;
D.焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案是因为不同金属离子吸收能量,电子发生跃迁,形成不同的颜色的光,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】基态原子吸收能量后,电子会从低能级跃迁到较高能级,变为激发态。电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态或基态时,会释放能量,电子跃迁时释放的能量可能以光的形式释放。
12.【答案】A
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,A符合题意;
B.最外层电子数为ns2的元素可能为He,B不符合题意;
C.1s22s22p63s23px1→1s22s22p63s23py1是同能级之间的转化,不能形成发射光谱,C不符合题意;
D.基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy,元素如果位于ⅠB~ⅡB,族序数等于价电子排布中s能级上电子,族序数为y,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对;
B.最外层电子数为ns2的元素可能为He;
C.同能级之间的转化,不能形成发射光谱;
D.元素如果位于ⅠB~ⅡB,族序数等于价电子排布中s能级上电子。
13.【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,元素①是O,则元素①的一种单质O3可用于消毒杀菌,A不符合题意;
B.由分析可知,元素②是Na,则元素②Na所在周期中其原子半径最大,B不符合题意;
C.由分析可知,元素①③为O、S,在周期表中位于第16列,C符合题意;
D.由分析可知,元素④即N,其简单氢化物NH3常作制冷剂,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.元素①是O,O3可用于消毒杀菌;
B.元素②是Na,同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小;
C.第ⅥA族元素在周期表中位于第16列;
D.液氨升华吸热,常用作制冷剂。
14.【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出不同波长的光,故A不符合题意;
B.CH4与NH3分子的空间构型不同,但两者中心原子杂化轨道类型均为sp3,故B不符合题意;
C.HF的热稳定性比HCl强,因为F的非金属性强于Cl,H-F比H-Cl的键能大,故C符合题意;
D.SiO2为原子晶体,不存在范德华力,干冰为分子晶体,原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点,故D不符合题意;
【分析】A.金属的焰色反应是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后,又从高能轨道向低能跃迁,释放出不同波长的光;
B.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
C.F的非金属性强于Cl,F的半径小于Cl;
D.原子晶体的熔点高于分子晶体的熔点;
15.【答案】D
【知识点】原子核外电子的能级分布;原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A. 最外层都只有2个电子的基态X、Y原子,原子核外电子排布式为1s2为He,原子核外电子排布式为1s22s2为Be,二者性质不同,故A不符合题意;
B. 2p轨道上有一个未成对电子的X原子,外围电子排布式为2s22p1,或2s22p5,为B元素或F;与3p轨道上有一个未成对电子的Y原子,外围电子排布式为3s23p1,或2s22p5,为Al元素或Cl,二者性质不同,故B不符合题意;
C. 原子核外M层上仅有1个电子的基态X原子,X为Na,原子核外N层上仅有1个电子的基态Y原子,可能位于第IA族、第IB族或其它副族,二者性质不同,故B不符合题意;
D. 2p轨道上只有3个电子的X原子X为N,3p轨道上只有3个电子,则为P,性质相似,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.根据最外层电子数目相等不能说明化学性质相似,比如He和第二主族元素
B.根据给出的X和Y 的核外电子排布即可找出元素
C.根据给出的X和Y 的核外电子排布即可找出元素
D.根据给出的X和Y 的核外电子排布即可找出元素
16.【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】 A.依据杂化轨道理论,CH3OH分子中,碳原子和氧原子均为sp3杂化,32gCH3OH的物质的量为,所以分子中sp3杂化的原子数为2NA,故A符合题意;
B.利用氢氧标碳法,在反应②中,CH3OH转化为HCHO,碳元素的价态由-2价升高为0价,即每生成1molHCHO转移2mol电子,则生成标准状况下11.2LHCHO(0.5mol),转移电子数为NA,故B不符合题意;
C.DHA的分子式C3H6O3,所以HCHO与DHA的最简式均为CH2O,则30gHCHO与DHA的混合物中含氧原子数为,故C不符合题意;
D.淀粉完全水解的化学方程式为,所以1mol淀粉完全水解消耗nmolH2O,故D不符合题意;
故选A。
【分析】A.依据杂化轨道理论;
B.利用氢氧标碳法;
C.依据最简式计算;
D.淀粉完全水解的化学方程式分析。
17.【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A:药物X的分子式为 ,故A不符合题意;
B:甲中苯环碳原子采用sp2杂化,甲基采用sp3杂化,故B不符合题意;
C:乙分子中苯环上的二溴代物有6种,故C不符合题意;
D:氨基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则药物X能使酸性溶液褪色 ,故D符合题意;
故答案为:D
【分析】氨基能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
18.【答案】D
【知识点】化学键;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、溴鎓离子中溴原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化,故A正确;
B、加成反应过程中,断裂碳碳双键,形成C-Br键,碳碳双键为非极性键,C-Br为极性键,故B正确;
C、溴水中含有的HBrO参与加成会生成CH2BrCH2OH,故C正确;
D、水为极性分子,四氯化碳为非极性分子,水的环境诱导能力比CCl4强,有利于增强Br2中Br-Br的极性,所以将乙烯分别通入等浓度的溴的CCl4溶液和溴水中,反应速率:前者<后者,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、溴鎓离子中溴原子的价层电子对数为4;
B、反应过程碳碳双键断裂,形成C-Br键;
C、溴水中含有的HBrO参与加成;
D、水为极性分子,四氯化碳为非极性分子,水的环境诱导能力比CCl4强。
19.【答案】(1)b
(2)π
(3)甲醇分子间存在氢键;FeⅡ价层电子排布为3d6,易失去1个e-达到3d5半满稳定结构
(4)sp2;>
【知识点】原子核外电子排布;化学键;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;催化剂;电离平衡常数
【解析】【解答】(1) Cr、Fe均位于周期表的d区;
(2) C=O中有一个σ键和一个π 键,π键更容易断裂;
(3)①甲醇分子间存在氢键,会使沸点增大;
②易被氧化为,结合价层电子排布解释原因是FeⅡ价层电子排布为3d6,易失去1个e-达到3d5半满稳定结构 ;
(4)①B原子与两个-OH和一个-CH3相连,价层电子对数为3,是sp2杂化;
②电负性O>C>B,O-B键极性大于C-B,B(OH)3中B原子更容易与OH形成配位键,Ka[B(OH)3]>Ka[CH3B(OH)2];
【分析】(1) Cr、Fe均位于周期表的d区;
(2) C=O中有一个σ键和一个π 键,π键更容易断裂;
(3)①甲醇分子间存在氢键,会使沸点增大;
②FeⅡ价层电子排布为3d6,易失去1个e-达到3d5半满稳定结构 ;
(4)①B原子与两个-OH和一个-CH3相连,价层电子对数为3,是sp2杂化;
②电负性O>C>B,O-B键极性大于C-B,B(OH)3中B原子更容易与OH形成配位键。
20.【答案】(1)第二周期或第ⅥA族;
(2)7
(3)
(4)
(5)
【知识点】原子中的数量关系;原子核外电子排布;原子核外电子的能级分布;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)A元素基态原子的最外层有2个末成对电子,次外层有2个电子,可推出A元素原子核外电子排布式为1s22s22p4,则A为氧元素,位于第二周期第ⅥA族,属于P区。
(2)B元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,根据s能级最多排2个电子,可推出n=2,所以B元素原子核外电子排布式为1s22s22p3,则B是氮元素,其核外电子的运动状态数为2+2+3=7。
(3)C元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满,则此时3d轨道排5个电子,则其基态原子的价电子排布式为3d64s2。
(4)D元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个末成对电子,可推出D元素原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,价层电子排布图为 。
(5)E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用可形成电子层结构相同的离子,可推出E、F处于分别相邻周期的IA族、VIIA族,且最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数,阴离子最高能层电子数为6,其核外只能有3个电子层,则阴离子是氯离子,阳离子是钾离子,所以E、F形成的化合物是KCl。
【分析】(1)A元素基态原子次外层有2个电子,可推出A原子核外只有两个电子层。
(2)s能级最多排2个电子,可推出n=2,所以B元素原子核外电子排布式为1s22s22p3。
(3)d轨道最多排10个电子,正三价离子说明该原子核外电子最外层失去3个电子。
(4)核外电子M层表示第三层,N层表示第四层,结合洪特规则进行分析。
(5)E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用可形成电子层结构相同的离子,可推出E、F处于分别相邻周期的IA族、VIIA族。
21.【答案】(1)M
(2)4:5
(3)哑铃
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】(1)S共有3个能层,分别是K、L、M,最高能层为M;
故答案为:M;
(2)Fe为26号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,未成对电子数为4,Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,未成对电子数为5;
故答案为:4:5;
(3) Y元素的基态原子填充在7个轨道,s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,则Y元素占据1s、2s、2p、3s、3p,最高能级为3p,p轨道为哑铃形(纺锥形);
故答案为:哑铃(或纺锥)。
【分析】(1)根据电子层的数目可以判断最高能级,能级分布分别为K、L、M、N、O、P、Q;
(2)d能级有5个轨道,每个轨道最多容纳2个电子,电子优先进入空轨道,则价电子为3d6,3d能级中有4个轨道只有1个电子;价电子为3d5时,3d能级中,有5个轨道只有1个电子;
(3)s轨道为球形,p轨道为哑铃形(纺锥形)。
22.【答案】(1)
(2)2FeS2+3MnO2+12H+=2Fe3++3Mn2++4S↓+6H2O;Fe3+、Mn2+和MnO2等都是双氧水分解的催化剂
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3
(4)50
(5)Mn2++2=MnCO3↓+H2O+CO2↑
(6)Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+;硫酸浓度高,MnOOH被消耗,效率降低
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;电极反应和电池反应方程式;催化剂;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】酸浸可以把金属溶解成离子,滤渣1主要是S、SiO2、CaSO4等,“调pH”Fe3+和Al3+会变成沉淀,加入NH4F“除杂”,Ca2+、Mg2+会形成CaF2、MgF2沉淀,“沉锰”步骤Mn2+会形成MnCO3沉淀,MnCO3酸化电解可得MnO2;
(1)Fe是26号元素,基态Fe2+价电子轨道表示式为 ;
(2)加H2SO4后发生反应生成单质S的离子方程式: 2FeS2+3MnO2+12H+=2Fe3++3Mn2++4S↓+6H2O , 导致H2O2迅速分解的因素是Fe3+、Mn2+和MnO2等都是双氧水分解的催化剂 ;
(3)可知“滤渣2”主要成分是Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)c(Ca2+)/c(Mg2+)=Ksp(CaF2)/Ksp(MgF2)=2.5x10-9/5x10-11=50;
(5)“沉锰”步骤中Mn2+和 反应生成MnCO3和水和二氧化碳,离子方程式: Mn2++2=MnCO3↓+H2O+CO2↑ ;
(6)阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子生成MnO2,电极反应式: Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+ ,硫酸浓度超过3.0mol/L,浓度高,MnOOH被消耗,效率降低;
【分析】(1)Fe是26号元素,价电子轨道表示式的书写 ;
(2)加H2SO4后发生反应生成单质S, Fe3+、Mn2+和MnO2等都是双氧水分解的催化剂 ;
(3)碱性条件下Fe3+和Al3+会变成沉淀Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)Ksp的计算;
(5)Mn2+和 反应生成MnCO3和水和二氧化碳;
(6)阳极发生氧化反应,Mn2+失去电子生成MnO2。
23.【答案】(1)2;4s能级上的2个电子或4s能级上的2个电子和3d能级上的1个电子
(2)结构示意图:能直观地反映核内的质子数和核外的能层数及各能层上的电子数。电子排布式:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图:能直观地反映出各能层、能级及各轨道上的电子分布情况以及电子的自旋状态。
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】 (1)依据铁原子的结构示意图可知铁原子的最外层电子数为2,铁的化合价有+2和+3两种,所以在发生化学反应时,参加反应电子可能是 4s能级上的2个电子或4s能级上的2个电子和3d能级上的1个电子 。
(2) 结构示意图:能直观地反映核内的质子数和核外的能层数及各能层上的电子数。电子排布式:能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。电子排布图:能直观地反映出各能层、能级及各轨道上的电子分布情况以及电子的自旋状态。
【分析】(1)根据核外电子排布即可写出电子排布式,铁可失去两个或者三个电子即可判断
(2)结构示意图可以找出元素周期表中的位置,电子排布式可以知道能级以及电子,电子排布式可以看出电子的状态
24.【答案】(1)球;1;哑铃;3
(2)2p;三个互相垂直的伸展
(3)①⑤⑥
【知识点】原子核外电子排布;原子结构的构造原理;原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】(1)s电子的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道。
(2)根据最外层电子排布式可知,np轨道填充电子,说明ns轨道已排满电子,所以n=2,则X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p3,根据原子核外电子的排布原则之一(能量最低原理)可知,该原子中能量最高的是2p,其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向。
(3)①K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6;
②F原子的电子排布式为1s22s22p5;
③P原子的轨道表示式违反了洪特规则,应为;
④Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1;
⑤Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;
⑥Mg原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2;
⑦O原子的轨道表示式违法了泡利不相容原理,应为;
故答案为:①⑤⑥。
【分析】(1)根据图中不同能级的原子轨道形状进行分析;s能级有1个轨道,p能级有3个轨道。
(2)根据核外电子排布原则进行分析。
(3)注意核外电子排布式或轨道表示式要遵循:能量最低原理、泡利不相容原理(一个轨道最多容纳2个电子,且自旋方向相反)、洪特规则(电子排布在同一能级的不同轨道时,优先单独占据一个轨道,且自旋方向相同)。注意p轨道半充满或全充满时较稳定。
25.【答案】(1)Al
(2)15;4s;
(3)
(4)六;IB
(5)ds
(6)
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)金、银、铜、铁、铝和钛中只有铝属于主族元素。
(2)铁为26号元素,基态Fe的电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,所有电子占有15种不同的空间运动状态。Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子,Fe3+的基态的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。
(3)钛是22号元素,基态钛原子外围电子排布图为 。
(4)基态金原子的外围电子排布式为 ,则金在元素周期表中位于第六周期第IB族。
(5)已知 与 位于同一族,铜在ds区,所以 在元素周期表中位于ds区。
(6)铜为29号元素,所以 基态核外电子简化排布式为 。
【分析】(1)根据元素周期表确定主族元素的符号
(2)写出其原子的核外电子能级排布情况即可找出能量不同的电子,失去电子时先失去的是4s轨道电子,失去3个电子即可写出铁离子的核外电子能级排布
(3)找出钛的原子序数,写出最外层电子能级排布即可
(4)处于ds区,是过渡金属,而又6个电子层,且最外层电子数为1即可判断位置
(5)铜处于ds区域,故银也是一样
(6)铜在第四周期,即可根据Ar写出最简的亚铜离子的核外电子排布
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:82分
分值分布 客观题(占比) 36.0(43.9%)
主观题(占比) 46.0(56.1%)
题量分布 客观题(占比) 18(72.0%)
主观题(占比) 7(28.0%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 18(72.0%) 36.0(43.9%)
非选择题 7(28.0%) 46.0(56.1%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 普通 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 催化剂 14.0(17.1%) 19,22
2 常见能量的转化及运用 2.0(2.4%) 9
3 元素周期表的结构及其应用 19.0(23.2%) 1,12,20,25
4 离子方程式的书写 8.0(9.8%) 22
5 电极反应和电池反应方程式 8.0(9.8%) 22
6 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质 8.0(9.8%) 22
7 原子核外电子的运动状态 30.0(36.6%) 4,5,6,7,8,9,10,23,25
8 原子核外电子的能级分布 33.0(40.2%) 4,5,9,10,15,20,21,23,24
9 元素周期律和元素周期表的综合应用 2.0(2.4%) 1
10 原子结构的构造原理 15.0(18.3%) 3,5,6,7,24
11 氨基酸、蛋白质的结构和性质特点 2.0(2.4%) 17
12 原子中的数量关系 6.0(7.3%) 20
13 共价键的形成及共价键的主要类型 2.0(2.4%) 2
14 原子核外电子的跃迁及应用 17.0(20.7%) 11,12,13,14,15,23
15 阿伏加德罗常数 2.0(2.4%) 16
16 同分异构现象和同分异构体 2.0(2.4%) 17
17 原子核外电子排布 45.0(54.9%) 1,2,3,4,5,7,10,19,20,21,24,25
18 元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律 8.0(9.8%) 1,20
19 化学键 10.0(12.2%) 2,18,19
20 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 24.0(29.3%) 12,14,16,17,18,19,22
21 电离平衡常数 6.0(7.3%) 19
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