高考化学复习：第11章 第1节 原子结构和性质

第1节原子结构和性质一、选择题1．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋方向相同D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似答案：A2．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )A．y轴表示的可能是第一电离能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解析：对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能呈现增大的趋势，但Mg、P 特殊，A项错误；原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al 为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。

答案：B3．下列说法中正确的是( )A．所有非金属元素都分布在p区B．最外层电子数为2的元素都分布在s区C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化解析：非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D项错误。

答案： C4．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断( )A．它位于周期表的第四周期ⅡA族B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2D．Co位于周期表中第9列解析：“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中，也要注明3d轨道，B项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确；从左向右数，应为过渡元素，A项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失4s上的电子，Co2＋的价电子排布为3d7，C项错误。

答案：D5．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是( )解析：同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，使HF熔沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。

答案：A6．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是( )A．第一电离能：Y小于XB．气态氢化物的稳定性：H m Y小于H n XC．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性强于Y对应的D．X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价解析：A项，若Y为氮元素，X为氧元素，则第一电离能：Y>X；由于电负性：X>Y，则非金属性：X>Y，故气态氢化物稳定性：H m Y<H n X，最高价含氧酸的酸性：X>Y，得电子能力：X>Y。

答案：A7．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( )A.C、D、EB．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子C．元素B、C之间不可能形成化合物D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应解析：根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F 元素。

A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2，2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。

答案：D8．(2018·潍坊模拟)X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。

下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )A．X元素的氢化物的水溶液显碱性B．Z元素的离子半径大于W元素的离子半径C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析：根据题意，Z元素为Mg，Y元素原子最外层电子排布为ns2np2，是C或Si，X为N或O，W为Al 或Cl。

N的氢化物的水溶液显碱性，但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性，A错误，Al3＋的半径比Mg2＋小，B错误；氮气、氧气均能与镁反应，C正确；CO2形成的晶体熔、沸点低，D错误。

答案：C二、非选择题9．如图是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ns n np n＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有____________________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。

若元素X的原子最外层电子排布式为ns n－1np n＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为_________________________________________________________________________________。

解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以p x、p y、p z表示。

(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为ns n np n＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n ＝2，则元素X 的原子核外电子排布式为1s 22s 22p 3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p 电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是H∶N ···· H ∶H ；当元素X 的原子最外层电子排布式为ns n －1np n ＋1时，根据上述分析，有n －1＝2，则n ＝3，所以X 元素的原子核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 4，是硫元素；硫元素的元素符号为S ，其原子的电子排布图为。

答案：(1)球 1 哑铃 3(2)2p 三个互相垂直的伸展 氮 H∶N ···· H ∶H S10．(1)(2017·全国卷Ⅲ)元素Mn 与O 中，第一电离能较大的是________。

(2)(2016·全国卷Ⅰ)光催化还原CO 2制备CH 4反应中，带状纳米Zn 2GeO 4是该反应的良好催化剂。

Zn 、Ge 、O 电负性由大到小的顺序是________。

(3)(2016·全国卷Ⅲ)根据元素周期律，原子半径Ga________As ，第一电离能Ga________As(填“大于”或“小于”)。

(4)(2016·全国卷Ⅱ)元素铜与镍的第二电离能分别为I Cu ＝1 958 kJ·mol －1、I Ni ＝1 753 kJ·mol －1，I Cu >I Ni 的原因是______________________________________________________。

(5)在N 、O 、S 中第一电离能最大的是________。

(6)前四周期原子序数依次增大的元素A 、B 、C 、D 中，A 和B 的价电子层中未成对电子均只有1个，并且A －和B ＋的电子数相差为8；与B 位于同一周期的C 和D ，它们价电子层中的未成对电子数分别为4和2，且原子序数相差为2。

四种元素中第一电离能最小的是__________，电负性最大的是__________(填元素符号)。

答案：(1)Mn (2)O ＞Ge ＞Zn (3)大于 小于(4)铜失去的是全充满的3d 10电子，镍失去的是4s 1电子(5)N (6)K F11．下图为周期表中部分元素的某种性质(X 值)随原子序数变化的关系。

(1)短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素是________(写元素符号)。

(2)同主族内不同元素的X值变化的特点是____________________________________________________________________，同周期内，随着原子序数的增大，X值变化的总趋势是________________。

周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。

(3)X值较小的元素集中在元素周期表的________。

a．左下角b．右上角c．分界线附近(4)下列关于元素该性质的说法中正确的是________(选填代号)。

a．X值可反映元素最高正化合价的变化规律b．X值可反映原子在分子中吸引电子的能力c．X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱解析：(1)由于p轨道最多容纳6个电子，s轨道最多容纳2个电子，因此短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素其电子排布可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，即分别为O和Mg。

(2)根据图示，同主族元素从上到下，X值逐渐减小，同周期元素从左到右，X值逐渐增大。

(3)X值较小的元素集中在元素周期表的左下角。

(4)X值为元素的电负性，能够反映原子在分子中吸引电子的能力，能衡量元素金属性和非金属性的强弱。

答案：(1)O、Mg (2)同一主族，从上到下，X值逐渐减小逐渐增大周期性(3)a (4)b、c 12．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。

其中A为非金属元素；A 和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s 能级电子数的两倍。

C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。

请回答下列问题：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。

(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)________________。

写出该物质的一种主要用途：__________________________________________________________________。