第一章《原子结构与性质》同步练习题
2023--2024学年下学期高二化学人教版(2019)选择性必修2
一、单选题
1.下列轨道表示式所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是( )
A. B.
C. D.
2.实验室可用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近盛有浓硝酸的试剂瓶口,检验试剂瓶中是否有逸出:。下列说法或化学用语表示错误的是( )
A.基态O原子的价电子排布式:
B.放射性元素氚(T):
C.的电子式为
D.中含有离子键、极性键
3.下列说法正确的是( )
A.某原子核外电子由,原子放出能量
B.电子云图中的小黑点密度越大,说明该原子核外空间电子数目越多
C.ns能级的原子轨道图可表示为
D.3d表示d能级有3个轨道
4.1817年,瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物质中制得硒。硒在元素周期表中位于第VIA,其它数据如图所示,下列关于硒元素及其基态原子的说法正确的是( )
A.属于非金属元素 B.第一电离能大于
C.电负性大于 D.价层电子排布式为:
5. 在化工、医药等领域有着广泛的应用,下列相关说法错误的是( )
A.基态K原子中,核外电子占据最高能层的符号是N
B.基态 的核外电子排布式为
C.氧元素原子的价层电子轨道表示式为
D.钾的焰色为紫色与钾原子核外电子发生跃迁有关
6.为维护国家安全和利益,经国务院批准,决定对镓、锗相关物项实施出口管制,自2023年8月1日起正式实施。如图为镓和锗在元素周期表中的信息,下列说法错误的是( )
A.镓的核电荷数为31
B.电负性:
C.镓、锗均位于周期表的区
D.基态锗原子核外有7种能量不同的电子
7.元素A原子的L电子层比元素B原子的L电子层少3个电子,B元素原子核外电子总数比A元素原子核外电子总数多5个,则A、B形成的化合物的化学式可能为( )
A.B2A3 B.B3A2 C.A2B3 D.BA2
8.下面是一些原子的2p能级和3d能级中电子在原子轨道上的排布情况,其中正确的是( )
A. B.
C. D.
9.W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种短周期元素,其中W元素的电子只有一种自旋取向,X、Y原子的核外s能级上的电子总数均与p能级上的电子总数相等,Z的价电子中在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等,N元素只有一个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.N原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1
B.Y元素位于元素周期表的p区
C.原子半径大小顺序:Y
D.W、X、N三种元素可以形成多种共价化合物
10.下列各组表述中,两种微粒一定不属于同种元素原子的是( )
A.3p能级上有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的 的原子和最外层的电子排布式为4s24p5的原子
D.2p能级上有一个未成对电子的基态原子和原子最外层的电子排布式为2s22p5的原子
11.下列关于能层与能级的说法中正确的是( )
A.原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为n2
B.任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层数
C.不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D.不同能层中p电子的原子轨道能量相同
12.向CuSO4溶液中通入NH3至过量,先生成蓝色沉淀,后沉淀溶解得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(N)C.电负性:χ(O)<χ(S) D.碱性:NH3·H2O13.下列说法错误的是( )
A.Xe元素的所在族的基态原子的价电子排布式均为ns2np6
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原子的价电子排布式为4d105s1,由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族,处于ds区
D.某元素基态原子的价电子排布式为4f75d16s2,该元素位于第六周期第ⅢB族,
14.下列各项表述得不够科学严密的是( )
A.有电子转移(得失或偏移)的化学反应都是氧化还原反应
B.p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大
C.电子是在原子核外,能量由低到高的不同电子层上分层排布的
D.氢原子电子云图中小黑点表示电子的运动轨迹
15.A原子的结构示意图为 。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )
A.18、6、4 B.20、8、6
C.18、8、6 D.15~20、3~8、1~6
16.下列说法正确的是( )
A.错误,违反了泡利不相容原理
B.各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍,支持这一结论的理论是构造原理
C.的电子排布式违反了洪特规则
D.电子排布式违反了泡利不相容原理
17.某元素基态原子最外层的电子排布式如下,其中能表示该元素一定为主族元素的是( )
A.3s23p6 B.ns2 C.4s24p1 D.4s1
18.A和M为两种元素,已知A位于短周期,且A2+与M﹣的电子数之差为8,则下列说法正确的是( )
A.A和M的原子序数之差为6
B.A和M原子的最外层电子数之差为7
C.A和M原子的最外层电子数之和可能为9
D.A和M原子的电子总数之和可能为11
19.下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
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原子的价电子轨道表示式:
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.根据原子核外电子排布的特点,Cu在周期表中属于s区元素
20.已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,则下列叙述正确的是( )
A.a+2=b+1=c﹣3=d﹣1
B.原子半径:r(A)>r(B)>r(D)>r(C)
C.原子序数:a>b>c>d
D.离子半径:r(C3﹣)>r(D﹣)>r(B+)>r(A2+)
二、综合题
21.某元素R,其原子核内有16个中子,已知其最高正价与负价绝对值之差为2,其气态氢化物含R 91.2%.
(1)求R的相对原子量,R质子数
(2)推断R在周期表中的位置,指出其名称.
22.运用元素周期律研究元素及其化合物的性质具有重要意义.
部分短周期主族元素的最高价氧化物对应水化物(浓度均为0.01mol L﹣1)溶液的pH和原子序数的关系如下图所示.
(1)元素R在周期表中的位置是 .
(2)元素Y和W形成的Y2W2型化合物中含有的化学键类型为 .
(3)X的一种氧化物XO2与水反应的化学方程式为: .
23.根据问题填空:
(1)某简单离子的结构示意图可表示为:
当x=8时,该粒子符号为 ;当x=11时,该粒子符号为 ;当x=13时,写出该粒子的硝酸盐的化学式为: .
(2)在一定温度下,向15g蒸馏水加入无水硫酸铜粉末,充分搅拌并过滤,得到一定质量的蓝色五水合硫酸铜晶体和8.4g滤液,若此温度下无水硫酸铜的溶解度为40g,则此无水硫酸铜的质量是 .
(3)已知难溶的物质在一定条件下可转化成更难溶的物质.在成有氯化银沉淀的试管中加入碘化钾溶液,振荡后可观察到白色沉淀逐渐变为黄色沉淀.请写出反应的化学方程式并简述理由. .
24.1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O3的分子结构如图,呈V型,两个O----O键的夹角为116.5o。三个原子以一个O原子为中心,另外两个O原子分别构成一个共价键;中间O原子提供2个电子,旁边两个O原子各提供一个电子,构成一个特殊的化学键——三个O原子均等地享有这个电子。请回答:
(1)臭氧与氧气的关系是 。
(2)写出下列分子与O3分子的结构最相似的是____________________________________。
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
(3)分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子,那么O3分子有 对孤对电子。
(4)O3分子是否为极性分子 (填是或否)。
(5)O3具有强氧化性,它能氧化PbS为PbSO4而O2不能,试配平:
PbS+ O3= PbSO4+ O2
生成1mol O2的转移电子物质的量为 mol。
25.A、B、C、D、E是元素周期表前四周期中的常见元素,原子序数依次增大,相关信息如下。
元素 相关信息
A 基态原子的价电子排布式为nsnnpn
B 基态原子中的未成对电子数是同周期元素原子中最多的
C 最外层电子数是电子层数的3倍
D 简单离子是第三周期元素所形成的离子中半径最小的
E 价电子层中的未成对电子数为4
请回答下列问题(用对应元素的元素符号作答)。
(1)写出D元素基态原子的价电子排布式: ,基态E2+的价电子轨道表示式: 。
(2)这5种元素中电负性最大的元素是 A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为 (用离子符号表示)。
(4)写出C的核外有18个电子的氢化物的电子式: 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A、C项违背了能量最低原理,B项违背了洪特规则,
故答案为:D。
【分析】根据原子核外电子排布规律中的能量最低原理进行分析即可。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.O原子核外最外层电子数为6,其价电子排布式为2s22p4,A符合题意;
B.氚原子的质子数为1,质量数为3,可表示为 ,B不符合题意;
C.NH3的电子式为 ,C不符合题意;
D. 中铵根与硝酸根之间存在离子键,铵根(N-H)、硝酸根(N-O)内部存在极性键,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.价电子即最外层电子。
B.原子左上角数字表示其质量数,左下角数字表示质子数,质量数=质子数+中子数。
C.NH3中N与H共用一对电子对,氮原子、氢原子分别满足8电子、2电子稳定结构。
D.极性键一般是不同原子之间形成的共价键。
3.【答案】C
【解析】【解答】A、 某原子核外电子由 ,即从基态变为激发态,吸收能量,故A错误;
B、电子云图中的小黑点密度越大,说明电子出现的概率大,而不是电子数目,故B错误;
C、ns能级的原子轨道呈球形,可表示为 ,故C正确;
D、3d表示3d能级,3d能级有5个轨道,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、 是从基态变为激发态;
B、小黑点密度表示电子出现的概率大小;
C、s能级电子云为球形;
D、3d能级有5个轨道。
4.【答案】A
【解析】【解答】A、硒元素属于非金属元素,A符合题意。
B、As的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3,其中4p能级为半充满稳定结构,难以失去电子。因此第一电离能:As>Se,B不符合题意。
C、S、Se属于同主族元素,核电荷数越大,电负性越弱。因此电负性:S>Se,C不符合题意。
D、Se的基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,所以其价层电子排布式为4s24p4,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、硒元素属于非金属元素。
B、As基态原子的4p能级为半充满稳定结构,难以失去电子。
C、同主族元素,核电荷数越大,电负性越弱。
D、硒元素的价电子排布式为4s24p4。
5.【答案】B
【解析】【解答】A.基态K原子有4个电子层,能层的符号为K、L、M、N,最高能层的符号是N,故A不符合题意;
B.基态 的核外电子排布式为 ,故B符合题意;
C.氧原子核外电子排布式为 ,价层电子轨道表示式为 ,故C不符合题意;
D.核外电子吸收能量发生跃迁后再跃迁回原来轨道释放出一定波长的光,为焰色反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.基态K原子最高能层为第四层;
B.Mn原子失去2个电子形成Mn2+,Mn2+的核外电子排布式为;
C.氧原子的价电子排布式为;
D.焰色反应与核外电子跃迁有关。
6.【答案】D
【解析】【解答】A、元素周期表一格中,左上角的数字表示原子序数,原子序数=质子数,则镓的核电荷数为31,故A不符合题意;
B、同周期从左到右,元素的电负性增大,则 电负性: ,故B不符合题意;
C、根据镓、锗的价层电子排布可知,二者位于周期表p区,故C不符合题意;
D、 Ge是32号元素,位于第四周期第IVA族,基态Ge原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,基态锗原子核外有8种能量不同的电子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、元素周期表可以获得的信息:左上角的数字表示原子序数,原子序数=质子数;
B、元素的非金属性越强,电负性越大;
C、根据价电子排布式分析;
D、根据锗原子核外电子排布式分析。
7.【答案】B
【解析】【解答】解:A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,则A有2个电子层,B元素的原子核外电子总数比A元素原子的核外电子总数多5个,则B原子不能处于第二周期,可推知A的L层电子数为5,则A为N元素,则B的原子核外电子数为12,B为Mg元素,则A与B可形成的化合物为Mg3N2,符合B3A2型,
故选B.
【分析】A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,则A有2个电子层,B元素的原子核外电子总数比A元素原子的核外电子总数多5个,则B原子不能处于第二周期,可推知A的L层电子数为8﹣3=5,则A为N元素,则B的原子核外电子数为12,B为Mg元素,以此解答该题.
8.【答案】D
【解析】【解答】解:A.同一轨道自旋方向相同,违反泡利不相容原理,故A错误;
B.2p能层有3个电子,应在3个不同的轨道,不符合洪特规则,故B错误;
C.3d能级有8个电子,应在5个不同的轨道,违反了洪特规则,故C错误;
D.符合洪特规则、泡利不相容原理,故D正确.
故选D.
【分析】原子核外电子排布,应满足能量最低原理,洪特规则以及泡利不相容原理,以此进行判断.
9.【答案】D
【解析】【解答】A.氯元素的原子序数为17,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,故A不符合题意;
B.镁原子的价电子排布式为3s2,镁元素位于元素周期表的s区,故B不符合题意;
C.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,镁、硅、氯三种原子中,硅原子的原子半径最大,故C不符合题意;
D.氢、氧、氯三种元素可以形成次氯酸、氯酸、高氯酸等多种含氧酸,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种短周期元素,其中W元素的电子只有一种自旋取向,则W为H元素; X、Y原子的核外s能级上的电于总数均与p能级上的电子总数相等,则X为O元素、Y为Mg元素; Z的价电子中在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等,为Si元素; N元素只有一个未成对电子,为Cl元素。
10.【答案】B
【解析】【解答】A.3p能级上有一个空轨道,说明3p能级上填充了2个电子,因为3p能级填充1个电子就会有2个空轨道,填充3个或3个以上电子则无空轨道,3p能级上有2个电子,3s能级上肯定已填满电子,最外层的电子排布式为3s23p2,A不符合题。
B.M层全充满而N层为4s2,M层上有d轨道,即M层电子排布为3s23p63d10,该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,该元素是锌,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,该元素是铁,B符合题意
C.最外层的电子排布式为4s24p5,则3d能级上已排满10个电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外层电子数是核外电子总数的 的原子,可按下述方法讨论:若最外层电子数为1,核外电子总数为5,此种情况不可能;最外层电子数为2,核外电子总数为10,不可能;同理,可讨论得知只有最外层电子数为7,核外电子总数为35时合理,其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5,二者是同种元素的原子,C不符合题意
D项中2p能级上有一个未成对电子,可以是2p1,也可以是2p5,D不符合题意
故正确答案是:B
【分析】解答该题时要依据构造原理和原子核外电子排布规则,逐项认真分析即可
11.【答案】B
【解析】【解答】解:A.各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数),故A错误;
B.任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,即原子轨道类型数目等于该电子层序数,如第一层(K层)上只有1S亚层,第二电子层(L层)只有2s和2p亚层,第三电子层(M层)只有3s、3p和3d亚层,第四电子层(N层)只有4s、4p、4d和4f亚层,故B正确;
C.能层序数越大,s原子轨道的能量越高,轨道的半径越大,故C错误;
D.离原子核越远的电子,其能量越大,所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加,故D错误;
故选B.
【分析】A.根据核外电子排布规律:各电子层最多容纳电子数2n2(n为电子层数);
B.能层为原子核外电子层,能级为每一能层的电子亚层,根据能层与能级的关系;
C.能层序数越大,s原子轨道的能量越高,轨道的半径越大;
D.离原子核越远的电子,其能量越大.
12.【答案】B
【解析】【解答】A.N、O为同周期元素,随核电荷数的增加,原子半径减小,因此r(N)>r(O),故A不符合题意;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但氮原子最外层2p轨道半充满,其第一电离能大于O,故B符合题意;
C.同主族元素从上到下电负性减弱,故C不符合题意;
D.CuSO4溶液中通入NH3至过量,先生成Cu(OH)2蓝色沉淀,根据强碱制弱碱原理,可知碱性:NH3·H2O>Cu(OH)2,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.同周期元素,随核电荷数的增加,原子半径减小;
B.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
C.同主族元素从上到下电负性减弱;
D.根据强碱制弱碱原理。
13.【答案】A
【解析】【解答】A.Xe是稀有气体元素,同一族的基态He原子的核外电子排布式为1s2 ,A符合题意;
B.s区的H为非金属元素,d区和ds区的元素包括副族和第Ⅷ族元素,副族和第Ⅷ族元素全部是金属元素,所以在元素周期表中,s区、d区和ds区的元素都是金属元素(氢元素除外) ,B不符合题意;
C.Ag的价电子排布式为4d105s1,由此可判断Ag在第五周期第ⅠB族,价电子占据的轨道是d、s轨道,所以属于ds区,C不符合题意;
D.由基态原子的价电子排布式为4f75d16s2,判断此元素属于镧系元素,位于周期表中第六周期第ⅢB族,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A.o族元素出、除He以外,其他原子的电子价电子排布式为ns2np6;
B. 在元素周期表中,s区是Ⅰ、ⅡA族元素、d区第B族到第 Ⅷ族元素、ds区是Ⅰ、ⅡB族的元素都是金属元素;
C. ⅠB族元素的原子价电子排布式为 nd10ns1 ,处于ds区元素的原子电子排布式为 nd10ns1~2;
D.价电子排布式出现了f轨道的一定是镧系或者锕系元素的原子,位于第 ⅢB族 ;
14.【答案】D
【解析】【解答】解:A、电子转移或偏移是氧化还原反应的实质,故A正确;
B、p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大,故B正确;
C、电子在原子核外,从能量低的依次由里向外排布,故C正确;
D、小黑点表示电子在核外空间某处出现的机会,不表示电子的运动轨迹,故D错误;
故选D.
【分析】A、氧化还原反应一定有电子转移或偏移;
B、原子轨道半径随着电子层的增大而增大;
C、原子核外电子是遵循能量最低原理,能量低的在离原子核近的区域运动;
D、小黑点本身没有意义,不代表1个电子,也不代表出现次数,小黑点的疏密表示出现机会的多少.
15.【答案】B
【解析】【解答】原子核外电子数排布:
1层:2
2层:2 8
3层:2 8 8
4层:2 8 18 8
5层:2 8 18 18 8
6层:2 8 18 32 18 8
以上的数都是最大的数,处于该层的元素的最外层电子逐渐增大,其余层都是最大数
(仅限IA~VIIA族,B族元素不全符合),稀有气体的电子排布符合最大数。y="8" x=20
1s22s22p63s23p63d(0-10) 4s2,
因出现4S,所以3p能级上的电子数肯定是6。
【分析】电子优先填充能量较低的能级,填满后再填下一能级,但是4s能级的能量小于3d,所以电子先进入4s。该结构中N层上有两个电子在4s上,说明M层上的3s、3p能级上以填满电子,所以y=8,x=20.
16.【答案】C
【解析】【解答】A.根据洪特规则:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,因此违反了洪特规则,故A不符合题意;
B.泡利原理是一个原子轨道中,最多只能容纳2个电子,它们自旋相反,因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍,支持这一结论的理论是泡利原理,故B不符合题意;
C.根据洪特规则,6C的电子排布式,题给电子排布式违反了洪特规则,故C符合题意;
D.电子排布式(22Ti)违反了能量最低原理,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据洪特规则,当电子排布式在同一能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道,而且自旋状态相同;根据泡利原理,在一个原子轨道里,最多只能放入2个电子,而且自旋状态相反;根据洪特规则的补充规则,能量相同的轨道全充满、半满或全空的状态比较稳定。
17.【答案】C
【解析】【解答】A. 3s23p6为Ar元素,0族元素,不是主族,A不符合题意;
B. ns2可以表示第ⅡA族和大多数副族元素,B不符合题意;
C. 4s24p1最外层三个电子,在第四周期第ⅢA族,为Ga元素,C符合题意;
D. 4s1可以表示K、Cr、Cu,K在主族,Cr、Cu在副族,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】注意主族、副族、Ⅷ族、0族元素的最外层电子的特征。
18.【答案】C
【解析】【解答】解:A位于短周期,且A2+与M﹣的电子数之差为8,则A和M的原子的最外层电子数分别为2和7,且处于同一周期,或者A为Mg,M为H,
A.A和M处于同一周期,A和M的原子的最外层电子数分别为2和7,A和M的原子序数之差应为5,若A为Mg,M为H,二者原子序数组成为11,故A错误;
B.A和M处于同一周期,A和M的原子的最外层电子数分别为2和7,则A和M原子的最外层电子数之差为5,若A为Mg,M为H,二者最外层电子数之差为1,故B错误;
C.A和M处于同一周期,A和M的原子的最外层电子数分别为2和7,A和M原子的最外层电子数之和为9,若A为Mg,M为H,二者最外层电子数之和为3,则A和M原子的最外层电子数之和可能为9,故C正确;
D.A和M可能分别为Be、F,A和M原子的电子总数之和为13;若A和M可能分别为Mg、Cl,A和M原子的电子总数之和为29,若A为Mg,M为H,二者电子数总数和为13,不可能为11,故D错误.
故选C.
【分析】A位于短周期,且A2+与M﹣的电子数之差为8,则A和M的原子的最外层电子数分别为2和7,且处于同一周期,或者A为Mg,M为H,据此判断.
19.【答案】B
【解析】【解答】A.2p轨道电子的能量就低于3s轨道电子的能量,A不符合题意;
B.基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2,其轨道表示式为 ,B符合题意;
C.氮原子第一电离能比氧原子第一电离能大,C不符合题意;
D.Cu在周期表中属于ds区元素,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.在相同能层中,p轨道电子的能量一定比s轨道电子的能量高,但不同能层中p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量
B.根据铁原子的核外电子数结合电子排布规律即可写出轨道排布式
C.虽然氧元素电负性比氮元素大,但由于氮原子的2p轨道电子半充满,电子的能量低,原子稳定,所以第一电离能出现反常
D.根据原子核外电子排布的特点,Cu的价电子先进入4s轨道,后进入3d轨道
20.【答案】D
【解析】【解答】解:短周期元素的离子:aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,且A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c.
A、aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,故A错误;
B、A、B在周期表中C、D的下一周期,并且原子序数:a>b>d>c,原子核外电子层数越多,半径越大,同周期元素原子序数越大,半径越小,则有原子半径:B>A>C>D,故B错误;
C、aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,所以原子序数:a>b>d>c,故C错误;
D、aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数a>b>d>c,所以离子半径:r(C3﹣)>r(D﹣)>r(B+)>r(A2+),故D正确.
故选:D.
【分析】短周期元素的离子:aA2+、bB+、cC3﹣、dD﹣都具有相同的电子层结构,所以有:a﹣2=b﹣1=c+3=d+1,且A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c,结合元素周期律递变规律解答该题.
21.【答案】(1)解:已知其最高正价与负价绝对值之差为2,则最高正价为+5价,负价为﹣3价,所以其氢化物的化学式为RH3,气态氢化物含R 91.2%,则 %=91.2%,
所以R为31,则其质子数=31﹣16=15
(2)解:R质子数为15,则R为15号元素磷,在周期表中为第三周期第VA族;磷
【解析】【分析】(1)已知其最高正价与负价绝对值之差为2,则最高正价为+5价,负价为﹣3价,所以其氢化物的化学式为RH3,根据气态氢化物含R 91.2%计算R的相对原子量,及R质子数;(2)根据质子数推断R在周期表中的位置和名称.
22.【答案】(1)第三周期第VIIA族
(2)离子键和非极性共价键
(3)3NO2+H2O=2HNO3+NO
【解析】【解答】解:元素的金属性越强,其对应最高价氧化物的水化物碱性越强则该溶液的pH越大,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强则该溶液的pH越小,浓度均为0.01mol.L﹣1,根据图象知,最高价氧化物对应的水化物,X、R都为酸且为一元强酸,Y为一元强碱,Z、W为多元酸,对应的原子序数逐渐增大,所以,X、Y、Z、W、R分别为N、Na、P、S、Cl元素.(1)R是Cl元素,主族元素原子核外电子层数与其周期数相等,最外层电子数与其族序数相等,Cl原子核外有3个电子层、最外层电子数是7,所以位于第三周期第VIIA族,故答案为:第三周期第VIIA族;(2)元素Y和W形成的Y2W2型化合物为Na2S2,其电子式为: ,含有离子键、非极性共价键,
故答案为:离子键、非极性共价键;(3)X的一种氧化物是二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO,
故答案为:3NO2+H2O=2HNO3+NO.
【分析】元素的金属性越强,其对应最高价氧化物的水化物碱性越强则该溶液的pH越大,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强则该溶液的pH越小,浓度均为0.01mol.L﹣1,根据图象知,最高价氧化物对应的水化物,X、R都为酸且为一元强酸,Y为一元强碱,Z、W为多元酸,对应的原子序数逐渐增大,所以,X、Y、Z、W、R分别为N、Na、P、S、Cl元素;(1)R是Cl元素,主族元素原子核外电子层数与其周期数相等,最外层电子数与其族序数相等;(2)元素Y和W形成的Y2W2型化合物为Na2S2,含有离子键、非极性共价键;(3)X的一种氧化物是二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和NO.
23.【答案】(1)O2﹣;Na+;Al(NO3)3
(2)18.4g
(3)AgCl+KI=AgI↓+KCl,AgI比AgCl更难溶
【解析】【解答】解:(1)某简单粒子的结构示意图可表示为
当X=8时,质子数=8,核外电子数=10,质子数<核外电子数,为氧离子,粒子的符号为O2﹣;当X=11时,质子数=11>核外电子数=10,为钠离子,其离子符号为:Na+;
当X=13时,质子数=13,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为铝离子;与硝酸根化合形成的化合物为硝酸铝,铝元素显+3价,硝酸根显﹣1价,其化学式为:Al(NO3)3,故答为:O2﹣;Na+;Al(NO3)3;(2)向15g蒸馏水加入无水硫酸铜粉末,充分搅拌并过滤,得到一定质量的蓝色五水合硫酸铜晶体和8.4g滤液,此温度下无水硫酸铜的溶解度为40g,设滤液中含硫酸铜的质量为x,则 ,x=2.4g则滤液中含水的质量为8.4g﹣2.4g=6g,
故五水合硫酸铜晶体(CuSO4 5H2O)中含水的质量为15g﹣6g=9g,则含硫酸铜的质量为9g×=16g,此无水硫酸铜的质量是2.4g+16g=18.4g,故答案为:18.4g;(3)由难溶的物质在一定条件下可转化成更难溶的物质,在成有氯化银沉淀的试管中加入碘化钾溶液,振荡后可观察到白色沉淀逐渐变为黄色沉淀,是因为AgI比AgCl更难溶,其反应为AgCl+KI═AgI↓+KCl,
故答案为:AgCl+KI═AgI↓+KCl,AgI比AgCl更难溶.
【分析】(1)根据当质子数=核外电子数,为原子;当质子数>核外电子数,为阳离子;当质子数<核外电子数,为阴离子;(2)向15g蒸馏水加入无水硫酸铜粉末,充分搅拌并过滤,得到一定质量的蓝色五水合硫酸铜晶体和8.4g滤液,此温度下无水硫酸铜的溶解度为40g,可以计算出滤液中硫酸铜的质量;(3)根据难溶的物质在一定条件下可转化成更难溶的物质来分析化学反应.
24.【答案】(1)同素异形体
(2)C
(3)5
(4)是
(5)1;4;1;4;2
【解析】【解答】(1)氧气和臭氧都是由氧元素形成的不同单质,所以二者互为同素异形体;
(2)S原子和氧原子属于同一主族,因此将臭氧中的1个氧原子用原子代替,即得到SO2,所以SO2的结构和臭氧是相似的;
(3)根据臭氧的结构可知,中间的氧原子还有2个电子没有参与成键,两侧的氧原子还各有4和电子没有参与成键,因此含有的孤对电子是(2+4+4)÷2=5;
(4)臭氧是V型结构,因此是极性分子;
(5)反应中S的化合价从-2价升高到到+6价,失去8个电子。氧元素的化合价从0价降低到-2价,得到2个电子,所以根据电子的得失守恒可知,配平后的方程式为PbS+4O3=PbSO4+4O2;根据方程式可知,生成4mol O2,转移8mol电子,故生成1mol O2转移2mol电子。
【分析】(1)同种元素形成的不同的单质 (2)考查的是与臭氧的结构 (3)根据孤对电子公式计算 (4) 电荷正负之和不为0 (5)根据氧化还原反应即可计算
25.【答案】(1)3s23p1 ;
(2)O;N>O>C
(3)N3->O2->Al3+
(4)
【解析】【解答】D元素的简单离子是第三周期元素中离子半径最小的,则D是铝元素;A元素基态原子的价电子排布式为nsnnpn,则n=2,A是碳元素;C元素的最外层电子数是电子层数的3倍,则C是氧元素;B元素基态原子中的未成对电子数是同周期元素原子中最多的,且B的原子序数小于O,则B是氮元素;E元素价电子层中的未成对电子数为4,则基态E原子的价电子排布式是3d64s2 ,E为铁元素。
(1)Al元素的原子序数是13,其基态原子的价电子排布式为3s23p1,基态Fe2+的价电子轨道表示式为
(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但由于N元素的2p轨道处于半充满状态,稳定性强,使得N元素的第一电离能大于相邻的O元素,则A、B、C三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)核外电子排布相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,则B、C、D的简单离子的半径由大到小的顺序为N3->O2- >Al3+。
(4)O元素形成的核外有18个电子的氢化物是H2O2,属于共价化合物,电子式为。
【分析】(1)掌握常见基态原子的价电子排布式和价电子轨道表示式;
(2)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,处于半充满状态,稳定性强,第一电离能大于相邻的元素。
(3)核外电子排布相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小。
(4)归纳总结核外有18个电子的氢化物H2O2、HCl、H2O2、H2S、SiH4、C2H6、N2H4。