(共44张PPT)
专题测评验收卷
(一)、
(二)
一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )
A.第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道
B.s轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.p轨道呈纺锤形，在空间有两个伸展方向
D.p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大
D
解析 第三电子层只有3s、3p、3d三种轨道，故选项A错误；原子轨道的形状是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错误；p轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，故选项C错误；由于按2p、3p……的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，故选项D正确。
2.(2023·临沂一中高二期末)下列说法正确的是( )
A.基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区
B.氢原子只有一个电子，其特征光谱只有一条谱线
C.nd轨道的电子能量比ns的低
D.基态原子的N层上只有一个电子的元素，一定是ⅠA族元素
A
解析 基态原子的p轨道上半充满，则属于ⅤA族元素，其电子最后填充p轨道，元素一定位于p区，A正确；氢原子只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回能量较低状态时释放能量、发出多条不同波长的光，则其特征光谱不止一条谱线，B错误；同一电子层轨道能量ns
3.(2024·保定部分高中高二期中)变色玻璃中通常会加入适量的AgBr和CuO的微小晶粒。下列说法正确的是( )
A.金属性：Ag>Cu
B.氧元素位于元素周期表的第2周期ⅣA族
C.Cu元素原子的外围电子排布式为3d104s1
D.AgBr和CuO均为非电解质
C
解析 金属性：Ag＜Cu，A项错误；氧元素位于元素周期表的第2周期ⅥA族，B项错误；Cu元素是29号元素，原子的外围电子排布式为3d104s1，C项正确；AgBr和CuO均为电解质，D项错误。
4.下列说法或有关化学用语的使用正确的是( )
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B
解析 A项，在基态多电子原子中，(n－1)p轨道上电子的能量低于ns轨道上电子的能量，错误；C项，氧的电负性比氮大，但由于ⅤA族元素的第一电离能出现反常，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能小，错误；D项，d轨道全充满时原子更稳定，铜原子的外围电子排布式为3d104s1，错误。
5.(2024·邯郸六校高二联考) 马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。下列说法正确的是( )
B
解析 每个原子轨道内只能容纳2个自旋方向相反的电子，A在同一个原子轨道中2个箭头方向相同，代表2个电子的自旋方向相同，违背泡利原理，A错误；Mn核电荷数为25，P核电荷数为15，O核电荷数为8，H核电荷数为1，核电荷数：Mn>P>O>H，B正确；Mn基态原子未成对电子数为5，P基态原子未成对电子数为3，O基态原子未成对电子数为2，H基态原子未成对电子数为1，基态原子未成对电子数：Mn>P>O>H，C错误；一般来说，能量较高的电子在离核较远的空间运动概率较大，2s电子也有到离核近的空间运动的概率，只是概率较小，D错误。
6.(2023·长春第二实验中学高二期末)近年来我国科学家发现了一系列铁系超导材料，其中一类为Fe—Nd—B—N组成的化合物。下列说法正确的是( )
A.硼元素电负性大于氮元素电负性
B.基态Fe原子核外电子占据的轨道总数为13
C.Nd的外围电子排布式为4f46s2，则Nd2＋外围电子排布式为4f26s2
D.第2周期的基态原子与硼未成对电子数相等的元素(除硼之外)有2种
D
解析 同一周期主族元素，原子序数越大，元素的电负性就越大，则硼元素电负性小于氮元素电负性，A错误；基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，占据的轨道数共1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15个，B错误；Nd的外围电子排布式为4f46s2，Nd失去最外层的2个6s电子形成Nd2＋，则Nd2＋外围电子排布式为4f4，C错误；B是5号元素，基态B原子核外电子排布式是1s22s22p1，未成对电子数目是1个，则在第2周期元素的基态原子中，未成对电子数是1个的还有核外电子排布是1s22s1的Li元素、1s22s22p5的F元素，因此共有2种元素，D正确。
7.已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、 cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )
A.质子数：c＞d，离子的还原性：Y2－＞Z－
B.氢化物的稳定性：H2Y＞HZ
C.原子半径：X＜W，第一电离能X＜W
D.电负性：Z＞Y＞W＞X
解析 离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，则有a－3＝b－1＝c＋2＝d＋1，可知原子序数a＞b＞d＞c，Y、Z为非金属元素，处于第2周期，Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属元素，处于第3周期，W为Al元素，X为Na元素。
D
8.(2023·宿州二中高二月考)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示，下列叙述不正确的是( )
C
A.第一电离能：X>Y
B.Z的电负性小于W
C.Y元素原子核外共有5种不同运动状态的
电子
D.X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化
还原反应
解析 依据题图可知元素X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。Mg的第一电离能大于Al，A正确；N的电负性小于O，B正确；铝原子核外有13个电子，每个电子的运动状态都不同，则有13种不同运动状态的电子，C错误；镁能分别与氮气、氧气发生氧化还原反应，D正确。
9.(2023·重庆南开中学高二教学诊断)下列有关说法正确的是( )
A.电子云通常用小点的疏密来表示，小点密表示在该空间的电子数多
B.已知Sm的外围电子排布式为4f66s2，Sm3＋的外围电子排布式为4f5
C.Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，所以Cu位于s区
D.原子光谱的特征谱线用于鉴定元素，从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时吸收能量
B
解析 电子云通常用小点的疏密来表示，小点密表示电子在此处单位体积内出现的概率大，A项错误；Sm3＋是由Sm原子失去3个外围电子形成的离子，该原子中6s轨道上的2个外围电子在最外层最容易失去，4f轨道上再失去一个电子形成Sm3＋，故Sm3＋的外围电子排布式为4f5，B项正确；Cu的外围电子排布式为3d104s1，所以Cu位于ds区，C项错误；电子由较高能级跃迁至较低能级时，释放能量，D项错误。
10.(2023·辽宁部分重点中学高二期末)下列化学用语表述正确的是( )
A.镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B.基态Se的外围电子排布式：3d104s24p4
C.基态铍原子最外层电子的电子云图为
A
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
解析 镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；基态Se的外围电子排布式：4s24p4，B错误；基态Be的外围电子排布式：2s2，则基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为球形，C错误；原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。
11.通常情况下，原子核外p轨道、d轨道等原子轨道上电子排布为“全空” “半充满” “全充满”的时候更加稳定，称为洪特规则的特例，下列事实能作为这个规则证据的是( )
①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
②26Fe2＋容易失电子转变为26Fe3＋，表现出较强的还原性
③基态铜(Cu)原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
④某种激发态碳(C)原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
A.①② B.②③ C.③④ D.①②③④
B
解析 He原子轨道处于全充满状态，而H处于半充满状态，①错误；Fe2＋的外围电子排布式为3d6，而Fe3＋的外围电子排布式为3d5，3d5属于半充满状态，较稳定，故Fe2＋易失电子变为稳定的Fe3＋，②正确；[Ar]3d104s1显然符合d轨道全充满状态，为稳定结构，③正确；④属于基态原子获得能量，2s轨道上一个电子跃迁到2p轨道上，而激发态不稳定，易转变为基态，放出能量，④错误。
12.(2023·天津南开中学高二期末)短周期元素X、Y、Z、W分属三个周期，且原子序数依次增大。其中Y与X、Z均可形成1∶1或1∶2的二元化合物，X与Z最外层电子数相同，Y与W的一种化合物是一种新型的自来水消毒剂。下列说法中正确的是( )
A
13.M、N、P、Q、W五种元素，其核电荷数依次增大。M元素基态原子核外只有三个原子轨道，且各原子轨道电子数相等，P、Q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，W元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是( )
A
解析 M、N、P、Q、W五种元素，其核电荷数依次增大。M元素基态原子核外只有三个原子轨道，且各原子轨道电子数相等，则原子核外电子排布式为1s22s22p2，故M为C元素；W元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，故W为Cu；P、Q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，只能处于第2、3周期或第3、4周期，且两者核电荷数之和为24，可推知P为O元素、Q为S元素；N的原子序数介于C、O之间，故N为N元素。
14.如图三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化情况。下列说法正确的是( )
C
A.电负性：c＞b＞a
B.简单氢化物的稳定性：b＞c＞a
C.I5：a＞c＞b
D.原子半径：b＞c＞a
解析 同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，P元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知c为Si，P原子相对易失去3个电子，则P的第四电离能和第三电离能相差较大，故b为P，a为C。电负性：C＞P＞Si，A项错误。简单氢化物的稳定性：CH4＞PH3＞SiH4，B项错误。C、Si失去4个电子后，最外层电子排布分别为1s2、2s22p6，均处于全充满状态，能量低，结构稳定，再失去1个电子比较难，则第五电离能与第四电离能相差较大；而P失去4个电子后，最外层电子排布为3s1，则第四电离能与第五电离能对应的均为失去3s能级电子吸收的能量，二者相差不大，故第五电离能：C＞Si＞P，C项正确。原子半径：Si＞P＞C，D项错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
15.(12分)(2024·东北育才学校高二月考)一种新型漂白剂(结构如下图)可用于漂白羊毛等，其中W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素，Z原子的核外电子排布为1s1，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，X基态原子核外有两个单电子，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。
回答下列问题：
(1)写出元素X在周期表中的位置______________。
第2周期ⅥA族
解析 W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素，说明有一种元素为H，由图中结构可知，W形成＋2价阳离子，X形成2个共价键，Y可以形成4个单键，Z形成1个共价键，Z原子的核外电子排布为1s1，则Z为H元素，W位于ⅡA族，X位于ⅥA族；W、X对应的简单离子核外电子排布相同，X基态原子核外有两个单电子，核外电子排布式为1s22s22p4，则X为O元素、W为Mg元素；W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，Y的最外层电子数为6－2－1＝3，Y与H、Mg不同周期，则Y为B元素。元素X为O，在周期表中的位置为第2周期ⅥA族；
(2)写出W离子的核外电子排布式________。
(3)Y元素基态原子核外电子的运动状态有________
种，占据的原子轨道有________个。
1s22s22p6
5
3
解析 (2)W为Mg，其离子的核外电子排布式为1s22s22p6；(3)Y元素为B，电子排布式为1s22s22p1，基态原子核外电子的运动状态有5种，占据的原子轨道有3个；
(4)W、X、Y电负性由大到小的顺序____________
(用元素符号表示)。
(5)试解释W的第一电离能大于Al的第一电离能的原因________________________
______________________________________________________________________
________________________________________________________________________________。
O＞B＞Mg
基态Mg的核外电子排布式为1s22s22p63s2，处于稳定状态，失去1个电子后，处于不稳定状态；基态Al的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，失去1个电子，处于稳定状态，所以第一电离能Mg大于Al
解析 (4)非金属性越强、电负性越大，则W、X、Y电负性由大到小的顺序为O＞B＞Mg；(5)W的第一电离能I1大于Al的第一电离能I1的原因为Mg的基态电子排布为1s22s22p63s2，最外层电子全满为稳定状态，能量较低，而Al的基态电子排布为1s22s22p63s23p1，失去1个电子处于稳定状态，所以第一电离能Mg大于Al。
16.(14分)现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素原子的第一至第四电离能分别是
I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1；
I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。
3
纺锤
泡利不相容原理
解析 (1)氮元素的最高能量电子为2p轨道上的电子，相应电子云有三种方向，呈纺锤形。(2)3s轨道的两个电子自旋方向相同，违反了泡利不相容原理。
(3)G位于________族________区，外围电子排布式为________。
(4)检验F元素的方法是__________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是________________________________________________________________
_________________________________________________________________。
ⅦB
d
3d54s2
焰色反应
当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量
解析 (3)Mn原子的外围电子排布式为3d54s2，最后填充的电子为3d轨道，故属于d区元素，处于第4周期ⅦB族。
17.(15分)现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的外围电子排布式为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能________(填“<” “>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为__________(用元素符号表示)。
>
N＜O＜F
解析 前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素原子序数依次增大，A元素的外围电子排布式为nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，所以B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，所以D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序数是18＋5＋3＝26，即E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As。一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。
(2)D元素原子的外围电子排布式是_________。
(3)C原子的轨道表示式为______________；E3＋的离子符号为________。
3s2
Fe3＋
(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为__________________________________________。
(5)G元素可能的性质________(填字母)。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.最高价氧化物对应的水化物是强酸
ds
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
A
解析 (4)铜元素位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)砷位于元素周期表中分界线附近，其单质可作为半导体材料，A正确；砷的电负性小于磷，B错误；砷的最高价氧化物对应的水化物是弱酸，C错误，答案选A。
18.(17分)(2024·北京师大二附中高二月考)NOx是汽车尾气中的主要污染物，在汽车尾气系统中装配催化转化器，可有效降低NOx的排放。
(1)当尾气中空气不足时，NOx(以NO为主)在催化转化器中被CO还原成N2排出。
①基态碳原子中，电子占据能量最高原子轨道的电子云轮廓图的形状是________。
②氧的基态原子的轨道表示式为______________。
③C、N、O电负性由大到小顺序为_________________。
纺锤形
O>N>C
(2)当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：
12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。已知:镁、钙、锶、钡的部分电离能数据如下表所示。
①推测Sr的第三电离能a的范围：_________________。
②MgO、CaO、SrO、BaO对NOx的吸收能力增强，从原子结构角度解释原因：Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素，_________________________，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
3 600自上而下原子半径逐渐增大
解析 ①Sr的第三电离能大于钡的第三电离能，小于钙的第三电离能，3600②从原子结构角度可知，Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素，自上而下原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(3)研究TiO2作为SCR脱硝催化剂的性能时发现：在TiO2上适当掺杂不同的金属氧化物如V2O5、MnOx、Fe2O3、NiO、CuO等有利于提高催化脱硝性能。
①基态V原子的核外电子排布式为________________________________。
②若继续寻找使TiO2催化性能更好的掺杂金属氧化物，可以在元素周期表________区寻找恰当元素(填序号)。
A.s B.p C.d D.ds
1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
CD
解析 ①V为23号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2。②V、Mn、Fe、Ni、Cu中大部分元素在d区或ds区，则若继续寻找使TiO2催化性能更好的掺杂金属氧化物，应该在元素周期表的d区或ds区寻找。
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DESIGN专题测评验收卷(一、二) (满分:100分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是 ( )
第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道
s轨道呈球形,处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
p轨道呈纺锤形,在空间有两个伸展方向
p电子原子轨道的平均半径随电子层的增大而增大
2.(2023·临沂一中高二期末)下列说法正确的是 ( )
基态原子的p轨道上半充满的元素一定位于p区
氢原子只有一个电子,其特征光谱只有一条谱线
nd轨道的电子能量比ns的低
基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是ⅠA族元素
3.(2024·保定部分高中高二期中)变色玻璃中通常会加入适量的AgBr和CuO的微小晶粒。下列说法正确的是 ( )
金属性:Ag>Cu
氧元素位于元素周期表的第2周期ⅣA族
Cu元素原子的外围电子排布式为3d104s1
AgBr和CuO均为非电解质
4.下列说法或有关化学用语的使用正确的是 ( )
在基态多电子原子中,p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
Fe原子的外围电子轨道表示式为
氧的电负性比氮大,故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大
铜原子的外围电子排布式为3d94s2
5.(2024·邯郸六校高二联考) 马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O]是一种白色晶体,易溶于水,常用于机械设备的磷化处理。下列说法正确的是 ( )
基态氧原子的轨道表示式为
核电荷数:Mn>P>O>H
基态原子未成对电子数:P>O>Mn>H
基态氧原子的2s电子能量较高,其一定在比基态氧原子1s电子离核更远的地方运动
6.(2023·长春第二实验中学高二期末)近年来我国科学家发现了一系列铁系超导材料,其中一类为Fe—Nd—B—N组成的化合物。下列说法正确的是 ( )
硼元素电负性大于氮元素电负性
基态Fe原子核外电子占据的轨道总数为13
Nd的外围电子排布式为4f46s2,则Nd2+外围电子排布式为4f26s2
第2周期的基态原子与硼未成对电子数相等的元素(除硼之外)有2种
7.已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、 cY2-、dZ-都具有相同的电子层结构,下列关系正确的是 ( )
质子数:c>d,离子的还原性:Y2->Z-
氢化物的稳定性:H2Y>HZ
原子半径:X电负性:Z>Y>W>X
8.(2023·宿州二中高二月考)几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是 ( )
第一电离能:X>Y
Z的电负性小于W
Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
9.(2023·重庆南开中学高二教学诊断)下列有关说法正确的是 ( )
电子云通常用小点的疏密来表示,小点密表示在该空间的电子数多
已知Sm的外围电子排布式为4f66s2,Sm3+的外围电子排布式为4f5
Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Cu位于s区
原子光谱的特征谱线用于鉴定元素,从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时吸收能量
10.(2023·辽宁部分重点中学高二期末)下列化学用语表述正确的是 ( )
镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时,原子释放能量,由激发态转化成基态
基态Se的外围电子排布式:3d104s24p4
基态铍原子最外层电子的电子云图为
电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
11.通常情况下,原子核外p轨道、d轨道等原子轨道上电子排布为“全空” “半充满” “全充满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例,下列事实能作为这个规则证据的是 ( )
①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
②26Fe2+容易失电子转变为26Fe3+,表现出较强的还原性
③基态铜(Cu)原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
④某种激发态碳(C)原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2
①② ②③
③④ ①②③④
12.(2023·天津南开中学高二期末)短周期元素X、Y、Z、W分属三个周期,且原子序数依次增大。其中Y与X、Z均可形成1∶1或1∶2的二元化合物,X与Z最外层电子数相同,Y与W的一种化合物是一种新型的自来水消毒剂。下列说法中正确的是 ( )
Y与X形成1∶1化合物的电子式为 H︰︰︰H
Y原子的轨道表示式:
Z元素在周期表中的位置:ds区、第3周期ⅠA族
W原子外围电子排布式为3s23p4
13.M、N、P、Q、W五种元素,其核电荷数依次增大。M元素基态原子核外只有三个原子轨道,且各原子轨道电子数相等,P、Q元素位于同一族,且两者核电荷数之和为24,W元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子。下列说法错误的是 ( )
M、N、P元素的第一电离能依次增大
N元素基态原子的轨道表示式:
W元素原子的外围电子排布式为3d104s1
W单质分别与P、Q单质反应,产物中W的化合价不同
14.如图三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化情况。下列说法正确的是 ( )
电负性:c>b>a
简单氢化物的稳定性:b>c>a
I5:a>c>b
原子半径:b>c>a
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
15.(12分)(2024·东北育才学校高二月考)一种新型漂白剂(结构如下图)可用于漂白羊毛等,其中W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素,Z原子的核外电子排布为1s1,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数,X基态原子核外有两个单电子,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。
回答下列问题:
(1)(2分)写出元素X在周期表中的位置 。
(2)(2分)写出W离子的核外电子排布式 。
(3)(4分)Y元素基态原子核外电子的运动状态有 种,占据的原子轨道有 个。
(4)(2分)W、X、Y电负性由大到小的顺序 (用元素符号表示)。
(5)(2分)试解释W的第一电离能大于Al的第一电离能的原因 。
16.(14分)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第4周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素原子的第一至第四电离能分别是 I1=738 kJ·mol-1;I2=1 451 kJ·mol-1; I3=7 733 kJ·mol-1;I4=10 540 kJ·mol-1
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列
(1)(3分)B基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 (1分)个方向,原子轨道呈 (2分)形。
(2)(1分)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布为_________________________ ,该同学所画的轨道表示式违背了 。
(3)(6分)G位于 族 区,外围电子排布式为 。
(4)(4分)检验F元素的方法是 ,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是 。
17.(15分)现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的外围电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的1/6;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)(3分)A元素的第一电离能 (1分)(填“<” “>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为 (2分)(用元素符号表示)。
(2)(2分)D元素原子的外围电子排布式是 。
(3)(4分)C原子的轨道表示式为 ;E3+的离子符号为 。
(4)(4分)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)(2分)G元素可能的性质 (填字母)。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.最高价氧化物对应的水化物是强酸
18.(17分)(2024·北京师大二附中高二月考)NOx是汽车尾气中的主要污染物,在汽车尾气系统中装配催化转化器,可有效降低NOx的排放。
(1)(6分)当尾气中空气不足时,NOx(以NO为主)在催化转化器中被CO还原成N2排出。
①基态碳原子中,电子占据能量最高原子轨道的电子云轮廓图的形状是 。
②氧的基态原子的轨道表示式为 。
③C、N、O电负性由大到小顺序为 。
(2)(5分)当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:
12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。已知:镁、钙、锶、钡的部分电离能数据如下表所示。
元素 Mg Ca Sr Ba
I1 738 589.7 549 502.9
I2 1 451 1 145 1 064 965.2
I3 7 733 4 910 a 3 600
①推测Sr的第三电离能a的范围: (3分)。
②MgO、CaO、SrO、BaO对NOx的吸收能力增强,从原子结构角度解释原因:Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素, (2分),元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(3)(6分)研究TiO2作为SCR脱硝催化剂的性能时发现:在TiO2上适当掺杂不同的金属氧化物如V2O5、MnOx、Fe2O3、NiO、CuO等有利于提高催化脱硝性能。
①基态V原子的核外电子排布式为 。
②若继续寻找使TiO2催化性能更好的掺杂金属氧化物,可以在元素周期表 区寻找恰当元素(填序号)。
A.s B.p C.d D.ds
专题测评验收卷(一、二)
1.D [第三电子层只有3s、3p、3d三种轨道，故选项A错误；原子轨道的形状是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错误；p轨道在空间有x、y、z 3个伸展方向，故选项C错误；由于按2p、3p……的顺序，电子的能量依次增大，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，故选项D正确。]
2.A [基态原子的p轨道上半充满，则属于ⅤA族元素，其电子最后填充p轨道，元素一定位于p区，A正确；氢原子只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回能量较低状态时释放能量、发出多条不同波长的光，则其特征光谱不止一条谱线，B错误；同一电子层轨道能量ns3.C [金属性：Ag＜Cu，A项错误；氧元素位于元素周期表的第2周期ⅥA族，B项错误；Cu元素是29号元素，原子的外围电子排布式为3d104s1，C项正确；AgBr和CuO均为电解质，D项错误。]
4.B [A项，在基态多电子原子中，(n－1)p轨道上电子的能量低于ns轨道上电子的能量，错误；C项，氧的电负性比氮大，但由于ⅤA族元素的第一电离能出现反常，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能小，错误；D项，d轨道全充满时原子更稳定，铜原子的外围电子排布式为3d104s1，错误。]
5.B [每个原子轨道内只能容纳2个自旋方向相反的电子，A在同一个原子轨道中2个箭头方向相同，代表2个电子的自旋方向相同，违背泡利原理，A错误；Mn核电荷数为25，P核电荷数为15，O核电荷数为8，H核电荷数为1，核电荷数：Mn>P>O>H，B正确；Mn基态原子未成对电子数为5，P基态原子未成对电子数为3，O基态原子未成对电子数为2，H基态原子未成对电子数为1，基态原子未成对电子数：Mn>P>O>H，C错误；一般来说，能量较高的电子在离核较远的空间运动概率较大，2s电子也有到离核近的空间运动的概率，只是概率较小，D错误。]
6.D [同一周期主族元素，原子序数越大，元素的电负性就越大，则硼元素电负性小于氮元素电负性，A错误；基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，占据的轨道数共1＋1＋3＋1＋3＋5＋1＝15个，B错误；Nd的外围电子排布式为4f46s2，Nd失去最外层的2个6s电子形成Nd2＋，则Nd2＋外围电子排布式为4f4，C错误；B是5号元素，基态B原子核外电子排布式是1s22s22p1，未成对电子数目是1个，则在第2周期元素的基态原子中，未成对电子数是1个的还有核外电子排布是1s22s1的Li元素、1s22s22p5的F元素，因此共有2种元素，D正确。]
7.D [离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，则有a－3＝b－1＝c＋2＝d＋1，可知原子序数a＞b＞d＞c，Y、Z为非金属元素，处于第2周期，Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属元素，处于第3周期，W为Al元素，X为Na元素。]
8.C [依据题图可知元素X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。Mg的第一电离能大于Al，A正确；N的电负性小于O，B正确；铝原子核外有13个电子，每个电子的运动状态都不同，则有13种不同运动状态的电子，C错误；镁能分别与氮气、氧气发生氧化还原反应，D正确。]
9.B [电子云通常用小点的疏密来表示，小点密表示电子在此处单位体积内出现的概率大，A项错误；Sm3＋是由Sm原子失去3个外围电子形成的离子，该原子中6s轨道上的2个外围电子在最外层最容易失去，4f轨道上再失去一个电子形成Sm3＋，故Sm3＋的外围电子排布式为4f5，B项正确；Cu的外围电子排布式为3d104s1，所以Cu位于ds区，C项错误；电子由较高能级跃迁至较低能级时，释放能量，D项错误。]
10.A [镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；基态Se的外围电子排布式：4s24p4，B错误；基态Be的外围电子排布式：2s2，则基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为球形，C错误；原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。]
11.B [He原子轨道处于全充满状态，而H处于半充满状态，①错误；Fe2＋的外围电子排布式为3d6，而Fe3＋的外围电子排布式为3d5，3d5属于半充满状态，较稳定，故Fe2＋易失电子变为稳定的Fe3＋，②正确；[Ar]3d104s1显然符合d轨道全充满状态，为稳定结构，③正确；④属于基态原子获得能量，2s轨道上一个电子跃迁到2p轨道上，而激发态不稳定，易转变为基态，放出能量，④错误。]
12.A [根据结构与性质推断，短周期元素X、Y、Z、W分别为H、O、Na、Cl。Y与X形成1∶1化合物为H2O2，电子式为，A正确；O原子的轨道表示式为，B错误；Na元素在周期表中的位置：s区、第3周期ⅠA族，C错误；Cl原子外围电子排布式为3s23p5，D错误。]
13.A [M、N、P、Q、W五种元素，其核电荷数依次增大。M元素基态原子核外只有三个原子轨道，且各原子轨道电子数相等，则原子核外电子排布式为1s22s22p2，故M为C元素；W元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子，原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，故W为Cu；P、Q元素位于同一族，它们的原子序数大于碳而小于Cu，只能处于第2、3周期或第3、4周期，且两者核电荷数之和为24，可推知P为O元素、Q为S元素；N的原子序数介于C、O之间，故N为N元素。]
14.C [同主族元素的第一电离能从上到下逐渐减小，P元素的第一电离能大于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知c为Si，P原子相对易失去3个电子，则P的第四电离能和第三电离能相差较大，故b为P，a为C。电负性：C＞P＞Si，A项错误。简单氢化物的稳定性：CH4＞PH3＞SiH4，B项错误。C、Si失去4个电子后，最外层电子排布分别为1s2、2s22p6，均处于全充满状态，能量低，结构稳定，再失去1个电子比较难，则第五电离能与第四电离能相差较大；而P失去4个电子后，最外层电子排布为3s1，则第四电离能与第五电离能对应的均为失去3s能级电子吸收的能量，二者相差不大，故第五电离能：C＞Si＞P，C项正确。原子半径：Si＞P＞C，D项错误。]
15.(1)第2周期ⅥA族 (2)1s22s22p6 (3)5 3 (4)O＞B＞Mg
(5)基态Mg的核外电子排布式为1s22s22p63s2，处于稳定状态，失去1个电子后，处于不稳定状态；基态Al的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，失去1个电子，处于稳定状态，所以第一电离能Mg大于Al
解析 W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素，说明有一种元素为H，由图中结构可知，W形成＋2价阳离子，X形成2个共价键，Y可以形成4个单键，Z形成1个共价键，Z原子的核外电子排布为1s1，则Z为H元素，W位于ⅡA族，X位于ⅥA族；W、X对应的简单离子核外电子排布相同，X基态原子核外有两个单电子，核外电子排布式为1s22s22p4，则X为O元素、W为Mg元素；W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，Y的最外层电子数为6－2－1＝3，Y与H、Mg不同周期，则Y为B元素。
(1)元素X为O，在周期表中的位置为第2周期ⅥA族；(2)W为Mg，其离子的核外电子排布式为1s22s22p6；(3)Y元素为B，电子排布式为1s22s22p1，基态原子核外电子的运动状态有5种，占据的原子轨道有3个；(4)非金属性越强、电负性越大，则W、X、Y电负性由大到小的顺序为O＞B＞Mg；
(5)W的第一电离能I1大于Al的第一电离能I1的原因为Mg的基态电子排布为1s22s22p63s2，最外层电子全满为稳定状态，能量较低，而Al的基态电子排布为1s22s22p63s23p1，失去1个电子处于稳定状态，所以第一电离能Mg大于Al。
16.(1)3 纺锤 (2)泡利不相容原理
(3)ⅦB d 3d54s2
(4)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量
解析 (1)氮元素的最高能量电子为2p轨道上的电子，相应电子云有三种方向，呈纺锤形。(2)3s轨道的两个电子自旋方向相同，违反了泡利不相容原理。(3)Mn原子的外围电子排布式为3d54s2，最后填充的电子为3d轨道，故属于d区元素，处于第4周期ⅦB族。
17.(1)> N＜O＜F (2)3s2
(3) Fe3＋
(4)ds 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)A
解析 前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素原子序数依次增大，A元素的外围电子排布式为nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，所以B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，所以D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序数是18＋5＋3＝26，即E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As。(1)一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N＜O＜F。(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。(3)根据核外电子排布规律可知氟原子的轨道表示式为；E3＋的离子符号为Fe3＋。(4)铜元素位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)砷位于元素周期表中分界线附近，其单质可作为半导体材料，A正确；砷的电负性小于磷，B错误；砷的最高价氧化物对应的水化物是弱酸，C错误，答案选A。
18.(1)①纺锤形 ② ③O>N>C
(2)①3 600(3)①1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 ②CD
解析 (1)①基态碳原子中，电子占据能量最高的原子轨道为2p，电子云轮廓图形状为纺锤形。
②氧的基态原子的轨道表示式为。
③同周期元素从左到右元素电负性逐渐增强，则电负性由大到小顺序为O>N>C。
(2)①Sr的第三电离能大于钡的第三电离能，小于钙的第三电离能，3 600②从原子结构角度可知，Mg、Ca、Sr、Ba为同主族元素，自上而下原子半径逐渐增大，元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(3)①V为23号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2。②V、Mn、Fe、Ni、Cu中大部分元素在d区或ds区，则若继续寻找使TiO2催化性能更好的掺杂金属氧化物，应该在元素周期表的d区或ds区寻找。