专题2 原子结构与元素性质 单元测试
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是( )
A．电子绕核运动具有特定的半径和能量
B．电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D．揭示了氢原子光谱存在多条谱线
2．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是( )
A．2s＜2p B．3px＜3py C．3s＜3d D．4s＜4p
3．隐形飞机是人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上实现了隐形。军事上的 “隐形飞机”并非飞机真的隐形而是将钋涂于飞机表面，可以吸收和屏蔽雷达波和红外线辐射，从而达到隐形目的。该元素的原子核外电子层上的电子数目如下：2，8，18，32，18，6。
下列有关该元素原子核外电子排布的规律不正确的是( )
A．该原子原子核外有6个电子层
B．该原子的2s轨道的能量小于3s轨道的能量
C．该原子2s原子轨道上的所容纳的电子数少于3s轨道上所容纳的电子数
D．该原子n＝4的电子层上有4个能级和16个原子轨道
4．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是( )
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2
5．下列说法正确的是( )
A．第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大
6．已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法正确的是( )
A．Y元素原子的外围电子排布为2s22p4
B．原子半径：Z＜Y
C．X是周期表中第一电离能最大的元素
D．第一电离能：Z＞Y
7．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO48．X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是( )
A．Y的外围电子排布式为3s23p5
B．稳定性：Y的氢化物＞Z的氢化物
C．第一电离能：Y＜Z
D．X、Y两元素形成的化合物为离子化合物
9．W、X、Y、Z和R五种元素的叙述中，正确的是( )
A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．p能级未成对电子最多的是Z元素
D．X元素是电负性最大的元素
10．日本理化研究所利用“朱雀”号X射线发现了宇宙中产生铬、锰等稀有金属的“工厂”。已知铬、锰的电离能数据为
铬 锰
第一电离能 652.9 kJ·mol－1 717.3 kJ·mol－1
第二电离能 1 590.6 kJ·mol－1 1 509 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．铬、锰位于d区元素
B．铬的第一电离能较小，与其特殊的外围电子结构有关
C．锰的第二电离能比铬的第二电离能小，与其失去两个外围电子后的结构有关
D．铁、铬、锰的电负性依次为1.83、1.66、1.55，则铁的金属性一定最强
11．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列电子排布式的原子：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．具有下列外围电子排布式的原子：①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl四组元素中，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
12．如图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法正确的是( )
A．y轴表示的可能是电离能
B．y轴表示的可能是电负性
C．y轴表示的可能是原子半径
D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
13．化合物是一种高效消毒剂，其蒸气和溶液都具有很强的杀菌能力，可用于生活消毒。其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态Z原子的核外电子位于5个不同的原子轨道中。下列说法正确的是( )
A．该物质与医用酒精的杀菌原理相同
B．元素的电负性：XC．最高正化合价：XD．该化合物中X、Y、Z均满足8电子稳定结构
14．X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z是短周期中金属性最强的元素，W的单质为黄绿色气体。下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：Y>W>X>Z
B．原子半径：r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
C．Z可与Y形成化合物Z2Y2
D．X的氢化物中可能存在非极性共价键
15．有短周期元素的三种离子分别为Xn＋、Ym＋、Zn－，已知m>n，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法不正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强
B．原子半径依次减小
C．元素的第一电离能和电负性依次增大
D．原子序数依次减小
16．一种新型漂白剂(如图)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，Y的最外层p能级上只有一个单电子，X是地壳中含量最多的元素。W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述不正确的是( )
A．Z原子中只有1个电子，故其核外只有1个原子轨道
B．原子序数：W>X，对应的简单离子半径顺序：WC．基态Y原子中有3种能量不同的电子，这些电子的运动状态共5种
D．元素M是与Y同主族的短周期元素，则金属性：W>M，第一电离能：W>M
二、填空题
17．电池的发展日新月异，我国现在普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向。
三元材料电池
温度/( ℃) 容量(Ah) 放电平台(V) 相对25 ℃容量
55 8.581 3.668 99.36%
25 8.636 3.703 100.00%
－20 6.058 3.411 70.14%
磷酸铁锂材料电池
温度/( ℃) 容量(Ah) 放电平台(V) 相对25 ℃容量
55 7.870 3.271 100.20%
25 7.860 3.240 100.00%
－20 4.320 2.870 54.94%
(1)磷酸铁锂电池中锂原子和磷原子的核外电子排布式分别为_____________和 ______________。
(2)磷酸铁锂电池中铁元素的原子结构示意图为
①根据核外电子排布规律判断M层最多容纳________个电子，若铁元素的核外电子排布式表示为1s22s22p63s23p63d8，则违背了核外电子排布的________________的规律。
②铁元素的原子核外电子排布式为__________________，该元素的原子核外有______个未成对电子。
③铁元素在形成化合物时往往以＋3价或者＋2价的形式存在，从核外电子排布角度来看，____铁离子的稳定性更强，原因是________________________________________。
18．碳、硅、锗等是ⅣA族元素，回答下列问题：
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为____________(填元素符号)。
(2)从电负性角度分析，碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________(填元素符号)。
(3)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为__________(填元素符号)。
(4)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________(填字母)。
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．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
(5)溴与氯能以________键结合形成BrCl，BrCl分子中，Br化合价为________。BrCl与水发生反应的化学方程式为__________________________________。
19．新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(1)元素R的外围电子排布式为3d24s2，其氯化物RCl4与LiBH4反应可制得储氢材料R(BH4)3。
①元素R在周期表中的位置为____________________________，该原子具有____种运动状态不同的电子。
②硼原子核外电子的轨道表示式为______________________。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li＋________(填“>”“＝”或“<”)H－。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：M的最高正价是________。
I1/(kJ· mol-1) I2/(kJ· mol-1) I3/(kJ· mol-1) I4/(kJ· mol-1) I5/(kJ· mol-1)
738 1 451 7 733 10 540 13 630
(3)基态砷原子的外围电子排布式为_________________。与砷同周期的主族元素的基态原子中，第一电离能最大的为__________(填元素符号)。
(4)Na元素的焰色反应呈黄色，金属元素能产生焰色反应的微观原因为______________________________。
20．科学家合成一种新化合物(如图所示)。
其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，W是所在周期中第一电离能最小的元素，Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。
回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为__________________________(用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为_____________________________。
(3)基态X原子价层电子的轨道表示式为___________________________________。
(4)W元素基态原子核外电子有______种运动状态，其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为_______。
(5)X的电负性________(填“大于”或“小于”)Y，原因是
_________________________________________________。专题2 原子结构与元素性质 单元测试
一、选择题（每小题只有一个选项符合题意）
1．为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是( )
A．电子绕核运动具有特定的半径和能量
B．电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量
C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量
D．揭示了氢原子光谱存在多条谱线
答案：D
解析：D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多条谱线，需用量子力学所建立的量子数来描述核外电子的运动状态。
2．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是( )
A．2s＜2p B．3px＜3py C．3s＜3d D．4s＜4p
答案：B
解析：同一电子层上原子轨道的能量高低为ns＜np＜nd，A、C、D正确，同一能级上各原子轨道的能量相同，3px＝3py，B错误。
3．隐形飞机是人们通过研究仿生学，并且应用了最新的技术和材料，终于在庞大的飞机上实现了隐形。军事上的 “隐形飞机”并非飞机真的隐形而是将钋涂于飞机表面，可以吸收和屏蔽雷达波和红外线辐射，从而达到隐形目的。该元素的原子核外电子层上的电子数目如下：2，8，18，32，18，6。
下列有关该元素原子核外电子排布的规律不正确的是( )
A．该原子原子核外有6个电子层
B．该原子的2s轨道的能量小于3s轨道的能量
C．该原子2s原子轨道上的所容纳的电子数少于3s轨道上所容纳的电子数
D．该原子n＝4的电子层上有4个能级和16个原子轨道
答案：C
解析：由该原子的核外电子层上的电子数目可以判断该元素原子核外有6个电子层，A正确；不同电子层上的s能级的能量随着电子层数的增大能量升高，B正确；s能级上最多容纳的电子数均为2，C错误；每一个电子层上的能级数等于电子层数，轨道数为电子层数的平方，D正确。
4．气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是( )
A．1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B．1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C．1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D．1s22s22p63s23p63d104s24p1→1s22s22p63s23p63d104s2
答案：B
解析：能级轨道上电子处于半充满、全充满、全空状态时，原子相对稳定，不易失去电子，p能级最多容纳6个电子，s能级最多容纳2个电子，选项B中3p轨道上有3个电子，处于半充满状态，相对稳定，不易失去电子，即失去电子时吸收的能量较多，故B正确。
5．下列说法正确的是( )
A．第3周期所含的元素中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大
答案：A
解析：同周期元素从左到右第一电离能呈逐渐增大的趋势，碱金属第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，A正确，C错误；镁的外围电子排布为3s2，铝的外围电子排布式为3s23p1，镁为全充满状态，较难失去电子，故其第一电离能要大于铝的第一电离能，B错误；根据同主族、同周期主族元素第一电离能的递变规律可以推测，第一电离能K6．已知短周期元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示，则下列说法正确的是( )
A．Y元素原子的外围电子排布为2s22p4
B．原子半径：Z＜Y
C．X是周期表中第一电离能最大的元素
D．第一电离能：Z＞Y
答案：C
解析：因X、Y、Z为短周期元素，结合位置关系知X为He，Y为F，Z为S。F(Y)元素外围电子排布为2s22p5；原子半径S＞F(Z＞Y)；结合第一电离能在同周期和同主族间的变化规律知，He是第一电离能最大的元素；第一电离能F＞S。
7．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO4答案：D
解析：A.Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A错误；B.P位于第ⅤA族，最低负价为－3，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；C.P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C错误；D.非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性P8．X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是( )
A．Y的外围电子排布式为3s23p5
B．稳定性：Y的氢化物＞Z的氢化物
C．第一电离能：Y＜Z
D．X、Y两元素形成的化合物为离子化合物
答案：C
解析：Y原子应该有3个电子层，最外层电子数为6，是硫元素，外围电子排布式为3s23p4；Z元素是O，S的非金属性小于O，因此气态氢化物的稳定性：S9．W、X、Y、Z和R五种元素的叙述中，正确的是( )
A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．p能级未成对电子最多的是Z元素
D．X元素是电负性最大的元素
答案：D
解析：由题干信息知：X为F、W为P、Y为S、Z为Br、R为Ar，第一电离能P＞S，A项错误；Br－比Ar多一个电子层，B项错误；p能级未成对电子最多的是P，有3个，C项错误；F元素是电负性最大的元素，D正确。
10．日本理化研究所利用“朱雀”号X射线发现了宇宙中产生铬、锰等稀有金属的“工厂”。已知铬、锰的电离能数据为
铬 锰
第一电离能 652.9 kJ·mol－1 717.3 kJ·mol－1
第二电离能 1 590.6 kJ·mol－1 1 509 kJ·mol－1
下列说法不正确的是( )
A．铬、锰位于d区元素
B．铬的第一电离能较小，与其特殊的外围电子结构有关
C．锰的第二电离能比铬的第二电离能小，与其失去两个外围电子后的结构有关
D．铁、铬、锰的电负性依次为1.83、1.66、1.55，则铁的金属性一定最强
答案：D
解析：铬、锰均为过渡元素，属于d区，A项正确。铬、锰原子的外围电子排布式分别为3d54s1、3d54s2，铬失去1个电子， 锰失去2个电子后，3d轨道均为半充满，4s均为全空，属于稳定的结构，B、C项正确。一般来说，电负性越小，元素的金属性越强，D项不正确。
11．以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列电子排布式的原子：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．具有下列外围电子排布式的原子：①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4，第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl四组元素中，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3＋
答案：D
解析：核外电子排布式为①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2、④1s22s22p63s23p4的元素依次为Si、N、C、S，其中Si原子半径最大，即①的原子半径最大，A项正确；外围电子排布式①3s23p1、②3s23p2、③3s23p3、④3s23p4对应的元素分别为Al、Si、P、S，根据电离能变化规律可知，第一电离能：③>④>②>①，B项正确；同周期主族元素自左向右元素电负性增大，同主族自上而下元素电负性减小，故①Na、K、Rb电负性依次减小，②N、P、As的电负性依次减小，③O、S、Se的电负性依次减小，④Na、P、Cl的电负性依次增大，C项正确；D项所给元素第三电离能剧增，其原子最外层应有2个电子，主要化合价为＋2，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2＋，故D错误。
12．如图是第3周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法正确的是( )
A．y轴表示的可能是电离能
B．y轴表示的可能是电负性
C．y轴表示的可能是原子半径
D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
答案：B
解析：Mg的3s轨道上的电子为全充满状态，为稳定结构，P的3p轨道上的电子为半充满状态，也为稳定结构，则电离能大于相邻的元素，故A错误；随原子序数的增大，元素的非金属性增强，则元素的电负性增强，故B正确；随原子序数的增大，原子半径减小，与图像不符，故C错误；金属失去电子，而非金属得到电子，与图像不符，故D错误。
13．化合物是一种高效消毒剂，其蒸气和溶液都具有很强的杀菌能力，可用于生活消毒。其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，基态Z原子的核外电子位于5个不同的原子轨道中。下列说法正确的是( )
A．该物质与医用酒精的杀菌原理相同
B．元素的电负性：XC．最高正化合价：XD．该化合物中X、Y、Z均满足8电子稳定结构
答案：B
解析：X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，Y存在四个键，可能为C和Si，Z与Y形成双键，又存在—Z—Z— 的形式可知Z为O，则Y为C，X为H。该物质为过氧乙酸，是利用其具有强氧化性来消毒，医用酒精不具有强氧化性，所以二者的杀菌原理不同，A错误；同周期从左往右电负性逐渐增强，同主族从下往上电负性逐渐增强，所以元素的电负性：X14．X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z是短周期中金属性最强的元素，W的单质为黄绿色气体。下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：Y>W>X>Z
B．原子半径：r(Z)>r(W)>r(Y)>r(X)
C．Z可与Y形成化合物Z2Y2
D．X的氢化物中可能存在非极性共价键
答案：B
解析：由题意可知，X为C，Y为O，Z为Na，W为Cl，一般来讲，非金属性越强，第一电离能越大，金属性越强，第一电离能越小，则第一电离能：Y>W>X>Z，故A正确；同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，一般来讲，电子层越多原子半径越大，则原子半径：r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)，故B错误；O、Na可形成化合物Na2O2，故C正确；C的氢化物为烃，含有2个或2个以上C原子的烃分子中含有碳碳非极性共价键，故D正确。
15．有短周期元素的三种离子分别为Xn＋、Ym＋、Zn－，已知m>n，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法不正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强
B．原子半径依次减小
C．元素的第一电离能和电负性依次增大
D．原子序数依次减小
答案：D
解析：X、Y、Z为短周期元素，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，则X、Y、Z一定是在第三周期，简单离子为Xn＋、Ym＋、Zn－，且数值m>n，所以X为钠元素，Y为铝元素，Z为氯元素；NaOH为强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是强酸，则Na、Al、Cl的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故A正确；同周期主族元素原子半径随原子序数的增加而减小，Na、Al、Cl原子半径依次减小，故B正确；Na、Al、Cl的第一电离能依次增大，电负性依次增大，故C正确；Na、Al、Cl的原子序数依次增大，故D错误。
16．一种新型漂白剂(如图)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，Y的最外层p能级上只有一个单电子，X是地壳中含量最多的元素。W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述不正确的是( )
A．Z原子中只有1个电子，故其核外只有1个原子轨道
B．原子序数：W>X，对应的简单离子半径顺序：WC．基态Y原子中有3种能量不同的电子，这些电子的运动状态共5种
D．元素M是与Y同主族的短周期元素，则金属性：W>M，第一电离能：W>M
答案：C
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，根据图示结构可知，W形成＋2价阳离子，X形成2个共价键，Z形成1个共价键，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，则W为Mg元素，X为O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的最外层p能级上只有一个单电子，Y与H、Mg不同周期，则Y为B元素，据此解答。Z原子中只有1个电子，占据核外1个原子轨道，其他原子轨道也有，只不过没有电子，故A错误；镁离子和氧离子都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：WM，第一电离能：W>M，故D正确。
二、填空题
17．电池的发展日新月异，我国现在普遍选择磷酸铁锂作为动力型锂离子电池的正极材料，从政府、科研机构、企业甚至是证券公司等市场分析员都看好这一材料，将其作为动力型锂离子电池的发展方向。
三元材料电池
温度/( ℃) 容量(Ah) 放电平台(V) 相对25 ℃容量
55 8.581 3.668 99.36%
25 8.636 3.703 100.00%
－20 6.058 3.411 70.14%
磷酸铁锂材料电池
温度/( ℃) 容量(Ah) 放电平台(V) 相对25 ℃容量
55 7.870 3.271 100.20%
25 7.860 3.240 100.00%
－20 4.320 2.870 54.94%
(1)磷酸铁锂电池中锂原子和磷原子的核外电子排布式分别为_____________和 ______________。
(2)磷酸铁锂电池中铁元素的原子结构示意图为
①根据核外电子排布规律判断M层最多容纳________个电子，若铁元素的核外电子排布式表示为1s22s22p63s23p63d8，则违背了核外电子排布的________________的规律。
②铁元素的原子核外电子排布式为__________________，该元素的原子核外有______个未成对电子。
③铁元素在形成化合物时往往以＋3价或者＋2价的形式存在，从核外电子排布角度来看，____铁离子的稳定性更强，原因是________________________________________。
答案：(1)1s22s1 1s22s22p63s23p3
(2)①18 能量最低原理
②1s22s22p63s23p63d64s2 4
③＋3价 ＋3价铁离子的原子轨道均处于全满或者半满状态，更为稳定
解析：(1)根据核外电子排布规律可以推测两种元素原子的电子排布式分别为1s22s1和1s22s22p63s23p3。
(2)①根据核外电子排布规律可以判断M层最多容纳18个电子，若铁元素的核外电子排布式表示为1s22s22p63s23p63d8，则违背了能量最低原理。
②铁元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，由电子排布式可以判断，该元素的原子核外3d轨道上有4个未成对电子。
③铁元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，若形成＋2的离子则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，若形成＋3的离子则核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，对比两种离子的电子排布式可知，＋3价铁离子的原子轨道均处于全满或者半满状态，更为稳定。
18．碳、硅、锗等是ⅣA族元素，回答下列问题：
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从大到小的顺序为____________(填元素符号)。
(2)从电负性角度分析，碳、硅和氧元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为__________(填元素符号)。
(3)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为__________(填元素符号)。
(4)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________(填字母)。
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．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
(5)溴与氯能以________键结合形成BrCl，BrCl分子中，Br化合价为________。BrCl与水发生反应的化学方程式为__________________________________。
答案：(1)O>C>H (2)O>C>Si (3)C>H>Si
(4)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C
(5)共价 ＋1 BrCl＋H2O===HCl＋HBrO
解析：(1)CH4分子中C为－4价，H为＋1价，所以C的电负性大于H的电负性，同周期元素从左到右电负性增大，O的电负性大于C。(2)根据同周期从左到右元素的电负性增大，同主族从上到下元素的电负性减小可知：电负性由强到弱顺序为O>C>Si，所以元素非金属性为O>C>Si。(3)由于元素电负性越大，吸引电子能力越强，根据电子对偏向情况可得电负性大小为C>H>Si。(4)锗是32号元素，核外有32个电子，基态锗(Ge)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2。Ge的外围电子数为4，所以其最高价为＋4价，氯化物分子式是GeCl4。Ge是一种金属元素，但最外层电子数为4，金属性不强，A项错误；根据同周期、同主族元素的电负性的递变规律可知锗的电负性小于硫，B项错误；锗单质是人类最早使用的半导体材料，C项正确；锗的电负性低于碳，锗的第一电离能也低于碳，D项错误。(5)Br与Cl的电负性差别不大，所以BrCl分子中化学键为共价键，由于电负性Br19．新型储氢材料是开发利用氢能的重要研究方向。
(1)元素R的外围电子排布式为3d24s2，其氯化物RCl4与LiBH4反应可制得储氢材料R(BH4)3。
①元素R在周期表中的位置为____________________________，该原子具有____种运动状态不同的电子。
②硼原子核外电子的轨道表示式为______________________。
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料。
①LiH中，离子半径：Li＋________(填“>”“＝”或“<”)H－。
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物。M的部分电离能如下表所示：M的最高正价是________。
I1/(kJ· mol-1) I2/(kJ· mol-1) I3/(kJ· mol-1) I4/(kJ· mol-1) I5/(kJ· mol-1)
738 1 451 7 733 10 540 13 630
(3)基态砷原子的外围电子排布式为_________________。与砷同周期的主族元素的基态原子中，第一电离能最大的为__________(填元素符号)。
(4)Na元素的焰色反应呈黄色，金属元素能产生焰色反应的微观原因为______________________________。
答案：(1)①第4周期ⅣB族 22 ② (2)①< ②＋2
(3)4s24p3 Br
(4)电子从较高能级的激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，会以光的形式释放能量
解析：(1)①元素R的外围电子排布式为3d24s2，是钛元素，原子序数是22，钛元素在周期表中的位置为第4周期ⅣB族。Ti原子核外有22个电子，所以有22种运动状态不同的电子。②硼原子轨道表示式为。(2)①电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数增大而减小，所以离子半径：Li＋20．科学家合成一种新化合物(如图所示)。
其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，W是所在周期中第一电离能最小的元素，Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。
回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为__________________________(用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为_____________________________。
(3)基态X原子价层电子的轨道表示式为___________________________________。
(4)W元素基态原子核外电子有______种运动状态，其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为_______。
(5)X的电负性________(填“大于”或“小于”)Y，原因是
_________________________________________________。
答案：(1)Na>Si>P>Cl
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3) (4)11 3s
(5)小于 同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强
解析：W、X、Y、Z为同一短周期元素，据图可知X能形成4个共价键，则应为第ⅣA族元素，则X为C或Si，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，若X为C，则Z为B，不符合图示成键规律，所以X为Si，Z为Cl，四种元素位于第三周期；Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，则Y核外电子排布为1s22s22p63s23p3，即为P元素；根据图示可知，W元素的阳离子带一个正电荷，且W是所在周期中第一电离能最小的元素，则W为Na元素。(1)同一周期从左向右原子半径逐渐减小，则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。(2)Cl的核外电子数＝核电荷数＝17，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5。(3)Si处于周期表中第三周期第ⅣA族，基态Si的价层电子排布为3s23p2，则基态硅原子价层电子的轨道表示式是。(4)Na的核外电子总数＝核电荷数＝11，每个电子的运动状态都不同，则Na原子核外电子有11种运动状态；Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。(5)同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强，所以Si的电负性小于P。
