【世纪金榜】2015-2016学年高中化学 模块复习课1 原子结构与元素的性质练习 苏教版选修3

模块复习课1 原子结构与元素的性质
典题训练·知能夯实区
【真题体验练】
1.(2014·上海高考)“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是　(　　)
APu与U互为同位素
BPu与Pu互为同素异形体
CPu与U具有完全相同的化学性质
DPu与Pu具有相同的最外层电子数
【解析】选D。Pu与U的质子数不同,不是同位素,A错误Pu与Pu互称同位素,最外层电子数相同,因为不是单质所以不是同素异形体,B错误、D正确Pu与U中电子数不同,最外层电子数也不同,化学性质不同,C错误。
2.(2014·山东高考)根据原子结构及元素周期律的知识,下列推断正确的
是　(　　)
A.同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
C.Cl-、S2-、Ca2+、K+半径逐渐减小
DCl与Cl得电子能力相同
【解析】选D。同主族元素的最高价含氧酸的 ( http: / / www.21cnjy.com )酸性随核电荷数的增加而减弱,A错误;核外电子排布相同的微粒,性质不一定相同,如S2-与Cl-,B错误;当核外电子排布相同时,核电荷数越大,微粒半径越小,半径大小顺序应为S2->Cl->K+>
Ca2+,C错误;同种元素的原子得电子能力相同,D正确。
3.(2014·新课标全国卷Ⅱ节选)周期表 ( http: / / www.21cnjy.com )前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同,b的价电子层中的未成对电子有3个,c的最外层电子数为其内层电子数的3倍,d与c同族,e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子。
回答下列问题:
b、c、d中第一电离能最大的是　　　　　　　　　　(填元素符号),e的价层电子轨道示意图为　　　　　　　　。
【解析】由原子序数最小且核外电子总数与其电 ( http: / / www.21cnjy.com )子层数相同,确定a为氢元素,由价电子层中的未成对电子有3个确定b为氮元素,由最外层电子数为其内层电子数的3倍确定c为氧元素,由d与c同主族确定d为硫元素,由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子确定e为铜元素。因第一电离能一般规律:同周期从左至右递增,同主族从上至下递减,但当原子轨道呈全满、半满、全空状态时稳定,第一电离能反常得大;由铜的外围电子排布式可画出外围电子轨道示意图。
答案:N　
4.(2014·安徽高考节选)Na、Cu、O、Si、S、Cl是常见的六种元素。
(1)Na位于元素周期表第　　　　周期第　　　　族;S的基态原子核外有
　　　　个未成对电子;Si的基态原子核外电子排布式为　　　　。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能 离子半径 熔　点 酸　性
Si　　　S O2-　　Na+ NaCl　　Si H2SO4　　HClO4
【解析】(1)Na核外电子 ( http: / / www.21cnjy.com )分三层排布且最外层电子数为1,位于元素周期表的第3周期ⅠA族;S的外围电子排布式为3s23p4,利用洪特规则和泡利不相容原理可知S的基态原子核外有2个未成对电子;依据能量最低原理以及洪特规则和泡利不相容原理,14号元素Si的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)非金属性SiNa+;离子晶体NaCl的熔点小于原子晶体单质硅的熔点;元素非金属性越强其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性H2SO4答案:(1)3　ⅠA　2　1s22s22p63s23p2
(2)<　>　<　<
5.(2013·浙江高考节选)请回答下列问题:
(1)N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:
( http: / / www.21cnjy.com )
则该元素是　　　(填写元素符号)。
(2)基态锗(Ge)原子的电子排布式是______________________。
Ge的最高价氯化物分子式是______________________。
该元素可能的性质或应用有　　　　。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.其最高价氯化物的沸点低于其溴化物的沸点
【解析】应用“结构决定性质,性质反映用途”作为理论指导,分析、解决相关问题。
(1)分析表中数据可知,该元素的逐级电离能中,I1、I2、I3与I4相差较大,说明该元素原子最外层有3个电子,显然该元素为铝元素。
(2)锗原子核外有32个电子,其基态原 ( http: / / www.21cnjy.com )子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。锗元素的最高化合价为+4,其氯化物为GeCl4。锗元素处于金属与非金属分界线附近,表现出一定的金属性和非金属性,其单质常用作半导体材料,不属于活泼金属。锗元素的电负性小于硅元素的电负性,而硅元素的电负性小于硫元素的电负性,则硫元素的电负性大于锗元素的。GeCl4的相对分子质量小于GeBr4,则GeCl4的分子间作用力小于GeBr4的分子间作用力,GeCl4的沸点低于GeBr4的沸点。
答案:(1)Al　(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2　GeCl4　C、D
6.(2013·安徽高考节选)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素,其相关信息如下表:
元素 相关信息
X X的最高价氧化物对应的水化物化学式为H2XO3
Y Y是地壳中含量最高的元素
Z Z的基态原子最外层电子排布式为3s23p1
W W的一种核素的质量数为28,中子数为14
(1)W位于元素周期表第　　　　　　周期第　　　　　　族;W的原子半径比X的　　　　　　(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的　　　　　　　　(填“大”或“小”)。
【解析】先根据题给条件判断元素的种类,再结合具体元素及其化合物的性质进行分析,在解决问题时要注意相关知识的综合应用。
(1)根据题给信息,可以初步判断X ( http: / / www.21cnjy.com )为第ⅣA族元素,当判断出Y为氧元素时,即可确定X为碳元素;Z的最外层电子数为3,共有三个电子层,所以Z为铝元素;由质子数=质量数-中子数,可以确定W的质子数为14,所以W为硅元素。由此可以判断W位于元素周期表第3周期第ⅣA族;W和X是同一主族元素,且W在X的下一周期,所以W的原子半径大于X的原子半径。
(2)Z和W属于同周期元素,同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势,所以Z的第一电离能小于W的。
答案:(1)3　ⅣA　大
(2)小
【真题备选】1.(双选)(2012·海南高考节选)下列有关元素锗及其化合物的叙述中正确的是　(　　)
A.锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
B.四氯化锗与四氯化碳分子都是四面体构型
C.二氧化锗与二氧化碳都是非极性的气体化合物
D.锗和碳都存在具有原子晶体结构的单质
【解析】选B、D。碳和锗同主族,碳 ( http: / / www.21cnjy.com )在第2周期,而锗在第4周期,锗是金属元素,故其第一电离能低于碳,A错;四氯化锗和四氯化碳都是分子晶体且构型相同,B对;金属锗的氧化物不是气体,C错;锗和碳都易形成四个键,能形成原子晶体结构的单质,D对。
2.(2012·新课标全国卷节选)ⅥA族的氧 ( http: / / www.21cnjy.com )、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是　　　　　　;
( http: / / www.21cnjy.com )
(2)原子的第一电离能是指 ( http: / / www.21cnjy.com )气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　。
(3)Se原子序数为　　　　　　,其核外M层电子的排布式为　　　　　　　　　　;
【解析】(1)硫原子最外 ( http: / / www.21cnjy.com )层有6个电子,由S8结构可知一个硫原子与另外两个硫原子形成2个σ键,硫原子还余4个电子形成2对孤电子对,所以为sp3杂化;(2)同一主族元素从上往下第一电离能逐渐减小;(3)Se属于第4周期第ⅥA族元素,原子序数比S大18,M层电子已经排满,排布式为3s23p63d10。
答案:(1)sp3　(2)O>S>Se　(3)34　3s23p63d10
3.(2012·浙江高考节选)(1)可正确表示原子轨道的是　　　。
A.2s B.2d
C.3px D.3f
(2)写出基态镓(Ga)原子的电子排布式: 　　　　　　　　　。
【解析】(1)L层无2d能级,M层无3f能级。
(2)基态镓原子电子排布式为[Ar]3d104s24p1。
答案:(1)A、C
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2
【检测强化练】
1.(2015·开封高二检测)气态原子 ( http: / / www.21cnjy.com )生成+1价气态阳离子所需要的能量称为第一电离能。元素的第一电离能是衡量元素金属性强弱的一种尺度。下列有关说法正确的是　(　　)
A.元素的第一电离能越大,其金属性越强
B.元素的第一电离能越小,其金属性越强
C.金属单质跟酸反应的难易,只跟该金属元素的第一电离能有关
D.同周期元素,第一电离能随原子序数增大逐渐增大
【解析】选B。第一电离能越小,说明金属 ( http: / / www.21cnjy.com )越易失电子,金属性越强,与酸反应的难易程度不仅仅跟此有关,A、C错,B正确;D项以第2周期为例,Be>B、N>O,故错误。
2.(2015·邯郸高二检测)元素 ( http: / / www.21cnjy.com )X、Y、Z的原子序数之和为28,X+与Z2-具有相同的电子层结构,Y、Z在同一周期。下列推测错误的是　(　　)
A.原子半径:X>Y,离子半径:Z2->X+
B.X单质与Z单质反应的物质的量之比一定为2∶1
C.Y与Z形成的化合物ZY2中,Z为+2价
D.所有元素中Y的气态氢化物稳定性最强
【解析】选B。由题意推出X、Y、Z分别为 ( http: / / www.21cnjy.com )Na、F、O,则A项判断正确;B项有可能生成Na2O和Na2O2两种物质,错误;C项OF2中氧的电负性小,故氧为+2价,正确;F的非金属性最强,故HF的稳定性最强,正确。
3.(2015·成都高二检测)X、Y ( http: / / www.21cnjy.com )、Z、W、R五种分属于不同主族的短周期元素,原子序数依次增大,X的气态氢化物分子只有一对孤电子对;Y、Z、W的最高价氧化物的水化物可以两两相互反应。
(1)X在元素周期表中的位置为_______________;
Z3+的核外电子排布式为　　　　。
(2)Y、Z、R的第一电离能大小顺序为　　　　(用元素符号表示)。
【解析】X的气态氢化物只有一对孤电子对 ( http: / / www.21cnjy.com )且为五种元素中原子序数最小的元素,故为氮元素;Y、Z、W的最高价氧化物的水化物可以两两反应,则分别为Na、Al、S,R为Cl。
答案:(1)第2周期、ⅤA族　1s22s22p6
(2)Na4.(2015·扬州高二检测)一定条件下,Ni2+与丁二酮肟生成鲜红色沉淀A。
( http: / / www.21cnjy.com )
(1)基态Ni2+的核外电子排布式为_________________。
(2)丁二酮肟组成元素中C、N、O的电负性由大到小的顺序为　　　　。丁二酮肟分子中碳原子轨道的杂化类型是　　　。
【解析】(1)Ni的原子序数为28,根据能量最低原理可写出Ni2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)。
(2)C、N、O处于同周期,电负性依次增强。丁二酮肟分子中有形成双键和四条单键的两类碳原子,即碳的杂化类型有sp2和sp3。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)
(2)O>N>C　sp3和sp2
5.(2015·鹰潭高二检测)下表为元素周期表中第4周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列),根据要求回答下列各小题:
K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge
(1)在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道只有1个电子的元素有
　　　　(填元素名称)。
(2)写出Cr3+的电子排布式　　　　。
(3)Fe3+的化学性质比Fe2+稳定,其原因是　　　　。
(4)前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有
　　　　种。
(5)试比较:第一电离能I1(Cr)　　　　I1(Co)(填“>”“<”或“=”)。
【解析】(1)由核外电子排布轨 ( http: / / www.21cnjy.com )道能量顺序可知,4s轨道只有1个电子,则3d轨道可能为0(全空)、5(半充满)、10(全充满),则有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为钾、铬、铜。
(2)Cr失去3个电子生成Cr3+,则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(3)Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5,Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6,半充满结构更稳定。
(4)分周期一一讨论,第1周期中基态原 ( http: / / www.21cnjy.com )子中未成对电子数为1个的是氢原子,第2周期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p2或1s22s22p4,是碳原子或氧原子,第3周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3,是磷原子,第4周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素,符合条件的只有铁原子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,因此共有5种元素符合题意。
(5)铬元素的外围电子排布式为3d54s1,钴元素的外围电子排布式为3d74s2,前者第一电离能更小。
答案:(1)钾、铬、铜　(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(3)Fe3+的3d轨道填充了5个电子,为半充满状态
(4)5　(5)<
6.(2015·哈尔滨高二检测)不同元素的 ( http: / / www.21cnjy.com )原子在分子内吸引电子的能力大小可用一数值X来表示,若X越大,则原子吸引电子的能力越强,在所形成的分子中成为负电荷一方。下面是某些短周期元素的X值。
元素符号 Li Be B C O F
X值 0.98 1.57 2.04 2.53 3.44 3.98
元素符号 Na Al Si P S Cl
X值 0.93 1.61 1.90 2.19 2.58 3.16
(1)通过分析X值的变化规律,确定N、Mg的X值范围:
　　　　(2)推测X值与原子半径的关系是_______________。
(3)某有机物结构简式为,在S～N中,你认为共用电子对偏向谁
　　　　(写原子名称)。
(4)经验规律告诉我们当成键 ( http: / / www.21cnjy.com )的两原子相应元素电负性的差值ΔX>1.7时,一般为离子键,当ΔX<1.7时,一般为共价键,试推断AlBr3中化学键的类型是　　　　。
(5)预测元素周期表中,X值最小的元素位置____________________________
_______________________________________________(放射性元素除外)。
【解析】由所给数据分析如:同周期,从左 ( http: / / www.21cnjy.com )到右X值逐渐增大;同主族,从上到下,X值呈逐渐减小的趋势。则(1)同周期中X(Na)(2)X值在元素周期表中的递变规律与原子半径的变化规律恰好相反,即:同周期(同主族)中,X值越大,其原子半径越小。
(3)对比元素周期表中对角线位置的X值可知:X(B)>X(Si),X(C)>X(P),X(O)>
X(Cl),则可推知:X(N)>X(S),故S～N中,共用电子对应偏向氮原子。
(4)查表知:AlCl3的ΔX=1.55<1.7,又X(Br)(5)根据递变规律,X值最小的应为Cs(Fr为放射性元素)位于第6周期第ⅠA族。
答案:(1)0.93　1.57　2.53　3.44
(2)原子半径越大,X值越小
(3)氮　(4)共价键
(5)第6周期第ⅠA族