高考化学一轮总复习：第十二章 物质结构与性质

高考化学一轮总复习：第十二章物质结构与性质目录第1节原子结构与物质的性质第2节分子结构与性质第3节晶体结构与性质第1节原子结构与物质的性质1．在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定( )①能层②能级③空间伸展方向④自旋状态A．①②B．①④C．②③D．③④答案 A解析在多电子原子中，轨道能量是由主量子数和角量子数决定，n代表主量子数，主要是决定原子的电子占据哪个电子能层。

主量子数越大则电子占据更高的电子能层，原子的能量越高；主量子数越小则电子占据更低的电子能层，原子的能量越低；l代表角量子数，主要决定原子的电子占据同一个电子层的哪个亚电子层。

主量子数相同时，电子都处在同一个电子层。

此时，角量子数越大，则电子占据更高的能级，原子的能量越高；角量子数越小，则电子占据更低的能级，原子的能量越低；所以轨道能量由电子能层和电子能级决定。

2．根据泡利的原子轨道能级图和“能级交错”现象，原子轨道的能量高低顺序是：ns＜(n－3)g＜(n－2)f＜(n－1)d＜np(n为能层序数，g能级中有9个轨道)，则未来的第八周期应包括的元素的种类是( )A．32 B．50C．64 D．128答案 B解析第七周期排满时，最后一种元素的价电子排布为7s27p6，第八周期排满时最后一种元素的价电子排布为8s28p6，从8s1到8s28p6，其中间增排了8s25g1～186f147d108p6，核电荷数增加了50，故第八周期元素有50种。

3．下列说法中正确的是( )A．3p2表示3p能级有两个轨道B．M能层中的原子轨道数目为3C．1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布D．处于同一轨道上的电子可以有多个，它的运动状态完全相同答案 C解析A项，3p能级有三个轨道，3p2表示3p能级有两个电子，而不是两个轨道，故A项错误；B项，M层有s、p、d能级，s能级有1个轨道、p能级有3个轨道、d能级有5个轨道，轨道数＝1＋3＋5＝9，故B项错误；C项，1s22s12p1，根据能量最低原理，其基态应为1s22s2，1个2s电子被激发到2p能级上为激发态，故C项正确；D项，同一轨道上最多排2个电子，其自旋方向相反，所以它们的状态并不完全相同，故D项错误。

4．下列电子层中，包含有f能级的是( )A．K电子层B．L电子层C．M电子层D．N电子层答案 D解析A项，K能层是第一能层，只有1个能级，1s能级，故A项不选；B 项，L能层是第二能层，含有2个能级，分别是2s、2p能级，故B项不选；C 项，M能层是第三能层，含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，故C项不选；D项，N能层是第四能层，含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，故D 项选。

5．下列现象和应用与电子跃迁无关的是( )A．激光B．焰色反应C．燃烧放热D．霓虹灯答案 C解析A项，电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性。

即入射光与辐射光的相位相同。

如果这一过程能够在物质中反复进行，并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量。

那么产生的光就是激光，与电子跃迁有关，故A 项错误；B项，当碱金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，与电子跃迁有关，故B项错误；C项，燃烧放热是化学能转化为热能，与电子跃迁无关，故C项正确；D项，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹灯，与电子跃迁有关，故D项错误。

6．下列变化中释放能量的是( )A．1s22s22p63s1→1s22s22p6 B．N≡N(g)→N(g)＋N(g)C．2px 22py12pz1→2px12py12pz2 D．2H(g)→H—H(g)答案 D解析A项，1s22s22p63s1→1s22s22p6，由基态转化成激发态，需要吸收能量，故A项错误；B项，N≡N(g)→N(g)＋N(g)，化学键的断裂，吸收能量，故B项错误；C项，2px 22py12pz1→2px12py12pz2，由于电子的跃迁发生在能量相同的能级中，故无能量变化，故C项错误；D项，2H(g)→H—H(g)，化学键的形成，放出能量，故D项正确。

7． (1)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：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于”“小于”或“等于”)738 kJ·mol－1，原因是__________________________________________________。

(2)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。

(3)如图是周期表中短周期的一部分，A的单质是空气中含量最多的物质，其中第一电离能最小的元素是________(填“A”“B”“C”或“D”)。

答案(1)Mg 小于Mg、Al位于同一周期，Mg最外层电子排布式为3s2，而Al最外层电子排布式为3s23p1，当3p处于全充满、半充满或全空时较稳定，因此，失去p能级的1个电子相对比较容易，故Al原子的第一电离能小于738kJ·mol－1(2)3 (3)D解析(1)M的第三电离能突增，则M最外层有2个电子，故M为Mg。

(2)同一周期中元素的第一电离能随原子序数递增，呈现逐渐升高的趋势，但是在第二周期中，Be的第一电离能大于B，N的第一电离能大于O，故第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O三种。

(3)A为N，A、C为第ⅤA族元素，其第一电离能大于第ⅥA族的，同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，所以D的电离能最小。

8．对碳原子核外两个未成对电子的描述，正确的是( )A．电子云形状不同B．自旋方向相同C．能量不同D．在同一轨道答案 B解析A项，碳原子核外两个未成对电子，都属于2p轨道，p轨道沿x、y、z轴的方向电子云密度大，呈现哑铃型，则电子云形状相同，故A项错误；B项，p轨道又分三个轨道，不同电子优先占据空轨道，并且自旋方向相同，所以碳原子核外两个未成对电子，自旋方向相同，故B项正确；C项，碳原子核外两个未成对电子，都属于2p轨道，能量相同，故C项错误；D项，p轨道又分三个轨道，不同电子优先占据空轨道，所以碳原子核外两个未成对电子，不在同一轨道，故D项错误。

9．下列说法中，正确的是( )A．s区和p区都是主族元素，d区都是副族元素B．同一主族元素，从上到下，元素的第一电离能依次增大C．同电负性变化规律一样，从左到右，同周期元素的第一电离能依次增大D．原子轨道能量比较：E(3d)＞E(4s)＞E(3s)答案 D解析A项，s区为ⅠA～ⅡA主族元素(包含He)，p区包含ⅢA～ⅦA族以及零族元素(除He外)，d区包含副族和第Ⅷ族，故A项错误；B项，同一主族元素，从上到下，元素的第一电离能依次减小，故B项错误；C项，从左到右，同周期元素的第一电离能依次增大趋势，但出现反常，当原子轨道中电子处于全满、半满时最稳定，第ⅡA族元素原子的ns轨道上电子排布达到全满，第VA族元素的p轨道达到半满，处于稳定状态，难失去电子，第一电离能ⅡA＞ⅢA，VA＞VIA，故C项错误；D项，原子轨道能量比较，E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)，故D项正确。

10．下列元素性质的递变规律正确的是( )A．第一电离能：N＞O＞C B．电负性：F＞N＞OC．最高正价：F＞O＞Si D．原子半径：P＞N＞C答案 A解析A项，第VA族大于相邻主族原子的电离能，第一电离能：N＞O＞C，故A项正确；B项，同周期非金属性增强，电负性：F＞O＞N，故B项错误；C 项，F、O元素无最高正价，故C项错误；D项，同一周期元素原子半径从左到右逐渐减小，同主族原子半径依次增大，原子半径：P＞C＞N，故D项错误。

11．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。

请根据下表数据判断，错误的是( )A.元素XB．元素Y是ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应答案 D解析X为第ⅠA族元素，Y为第ⅢA族元素；D项，若元素Y处于第三周期，则Y为Al，Al不与冷水反应。

12．硼及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。

(1)Ga与B同主族，Ga的基态原子的电子排布式为________________________，最高能层上的未成对电子数为________。

(2)从原子结构的角度分析，B、C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为________。

(3)已知H3BO3与足量KOH溶液反应的离子方程式为H3BO3＋OH－===B(OH)4－，写出硼酸的电离方程式：______________________________________。

(4)硼氢化钠(NaBH4)是一种常用的还原剂，其中Na、B、H元素中电负性最大的是________；硼氢化钠在热水中生成硼酸钠和氢气，写出该反应的化学方程式：________________________________________________。

答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1 1(2)N>O>C>B(3)H3BO3H2BO3－＋H＋或H3BO3＋H2O B(OH)4－＋H＋(4)H NaBH4＋4H2O===Na[B(OH)4]＋4H2↑解析(1)Ga与B同主族，处于Al元素的下一周期，则Ga原子核外电子数为13＋18＝31，结合核外电子排布规律可知，Ga基态原子核外电子排由式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1，其外围电子排布式为4s24p1，最高能层为N层，其中4s轨道排满2个电子，4p轨道上的1个电子未成对，则其最高能层上的未成对电子数为1。

(2)同周期元素原子的第一电离能随原子序数的递增呈增大趋势，但ⅡA>ⅢA，ⅤA>ⅥA族；B、C、N、O元素同处于第二周期，则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C>B。

(3)H3BO3与足量KOH溶液发生中和反应，生成相应的硼盐酸和水，离子方程式为H3BO3＋OH－===B(OH)4－，则H3BO3电离生成H2BO3－或B(OH)4－，电离方程式为H 3BO3H2BO3－＋H＋或H3BO3＋H2O B(OH)4－＋H＋。