2022高考化學(xué)一輪專題復(fù)習(xí)54原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)含解析

PAGE專練54原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、單項選擇題1．下列說法正確的是()A．電子云就是電子運動的形態(tài)B．焰色反應(yīng)產(chǎn)生的是發(fā)射光譜C．銅原子處于基態(tài)時的核外電子排布式為3d104s1D．核外電子運動狀態(tài)可以用牛頓運動定律來描述，也可以用統(tǒng)計方法來描述2．[2021·河南部分重點中學(xué)質(zhì)檢]下列說法中正確的是()A．所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)B．最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C．元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱列的元素都是金屬元素D．s區(qū)均為金屬元素3．下列說法正確的是()A．Fe3＋的最外層電子排布式為：3s23p63d5B．原子核外電子排布式為1s2的原子與原子核外電子排布式為1s22s2的原子化學(xué)性質(zhì)相似C．基態(tài)銅原子的價電子排布圖：D．基態(tài)碳原子的價電子排布圖：4．[2021·甘肅鎮(zhèn)原二中期中]下表列出了某短周期主族元素R的各級電離能數(shù)據(jù)(用I1、I2……表示，單位為kJ·mol－1)。元素I1I2I3I4……R7401500770010500……下列關(guān)于R元素的敘述中一定正確的是()A．R的最高化合價為＋3價B．R元素位于元素周期表的第ⅡA族C．R元素的原子最外層共有4個電子D．R元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s25．下列各組元素的性質(zhì)正確的是()A．最高正價：F>S>SiB．原子半徑：P>N>CC．第一電離能：B>Al>GaD．電負(fù)性：F>N>O6．[2021·保定高三月考]下列是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質(zhì)ABCDE化合價－4－2－1－2－1電負(fù)性2.52.53.03.54.0下列判斷正確的是()A．C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性順序為C>D>EB．元素A的最外層軌道中無自旋方向相同的電子C．元素B、C不可能形成化合物D．與元素B同周期第一電離能最小的元素的單質(zhì)能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)7．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下：①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5則下列有關(guān)比較中正確的是()A．原子半徑：④＞③＞②＞①B．第一電離能：④＞③＞②＞①C．電負(fù)性：④＞③＞②＞①D．最高正化合價：④＞③＝②＞①8．[2021·河北卷]用中子轟擊eq\o\al(N,Z)X原子產(chǎn)生α粒子(即氦核eq\o\al(4,2)He)的核反應(yīng)為：eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He。已知元素Y在化合物中呈＋1價。下列說法正確的是()A．H3XO3可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液B．Y單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Y2O2C．X和氫元素形成離子化合物D．6Y和7Y互為同素異形體9．[2021·高三專項綜合測試]具有下列電子層結(jié)構(gòu)的原子，其對應(yīng)元素一定屬于同一周期的是()A．兩種原子的電子層上全部都是s電子B．3p能級上只有一個空軌道的原子和3p能級上只有一個未成對電子的原子C．最外層電子排布為2s22p6的原子和最外層電子排布為2s22p6的離子D．原子核外M層上的s能級和p能級都填滿了電子，而d軌道上尚未有電子的兩種原子10．[2021·華中師大附中高三月考]長式周期表共有18個縱行，從左到右排為1－18列，即堿金屬為第一列，稀有氣體元素為第18列。按這種規(guī)定，下列說法正確的是()A．第9列元素中沒有非金屬元素B．只有第二列的元素原子最外層電子排布為ns2C．第四周期第9列元素是鐵元素D．第10、11列為ds區(qū)二、不定項選擇題11．下列各組中的X和Y兩種原子，在周期表中一定位于同一族的是()A．X原子和Y原子最外層都只是一個電子B．X原子的核外電子排布式為1s2，Y原子的核外電子排布式為1s22s2C．X原子的2p能級上有三個電子，Y原子的3p能級上有三個電子D．X原子核外M層上僅有兩個電子，Y原子核外N層上也僅有兩個電子12．下表為元素周期表前四周期的一部分，下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述中，正確的是()A.Y、Z的陰離子電子層結(jié)構(gòu)都與R原子的相同B．W元素的第一電離能大于Y元素的第一電離能C．p能級未成對電子最多的是Z元素D．X元素是電負(fù)性最大的元素13．已知X、Y元素同周期，且電負(fù)性X＞Y，下列說法錯誤的是()A．X與Y形成化合物時，X可以顯負(fù)價，Y顯正價B．第一電離能可能Y小于XC．最高價含氧酸的酸性：X對應(yīng)的酸性弱于Y對應(yīng)的D．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY大于HnX14．以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A．具有下列電子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4原子半徑最大的是①B．具有下列價電子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4第一電離能最大的是③C．①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl，元素的電負(fù)性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④D．某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能(kJ·mol－1)分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當(dāng)它與氯氣反應(yīng)時可能生成的陽離子是X3＋15．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布為1s22s2的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C．2P軌道上有三個未成對電子的X原子與3p軌道上只有3個未成對電子的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y電子三、非選擇題16．[2021·遼寧大連測試]2019年1月3日，嫦娥四號探測器翩然落月，首次實現(xiàn)人類飛行器在月球背面的軟著陸。其所搭載的“玉兔二號”月球車，通過砷化鎵(GaAs)太陽能電池提供能量進(jìn)行工作?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ga原子價電子排布式為______________，核外電子占據(jù)最高能級的電子云形狀為______________；基態(tài)As原子最高能層上有________個電子。(2)鎵失去電子的逐級電離能(單位：kJ·mol－1)的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192，由此可推知鎵的主要化合價為________和＋3，砷的第一電離能比鎵________(填“大”或“小”)。(3)第四周期元素中，與基態(tài)As原子核外未成對電子數(shù)目相同的元素符號為________。(4)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得，(CH3)3Ga中Ga原子的雜化方式為________，AsH3分子的空間構(gòu)型為________。(5)相同壓強(qiáng)下，AsH3的沸點________(填“大于”或“小于”)NH3，原因為________________________________________________________________________。(6)GaAs為原子晶體，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，Ga與As以________(填“共價鍵”或“離子鍵”)鍵合。設(shè)阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，該晶胞邊長為apm，則GaAs晶體的密度為________g·cm－3(列出計算式即可)。17．[2020·全國卷Ⅱ]鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料?；卮鹣铝袉栴}：(1)基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為__________________________。(2)Ti的四鹵化物熔點如下表所示，TiF4熔點高于其他三種鹵化物，自TiCl4至TiI4熔點依次升高，原因是________________________________________________________________________?；衔颰iF4TiCl4TiBr4TiI4熔點/℃377－24.1238.3155(3)CaTiO3的晶胞如圖(a)所示，其組成元素的電負(fù)性大小順序是__________________；金屬離子與氧離子間的作用力為__________________，Ca2＋的配位數(shù)是__________________。(4)一種立方鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的金屬鹵化物光電材料的組成為Pb2＋、I－和有機(jī)堿離子CH3NHeq\o\al(＋,3)，其晶胞如圖(b)所示。其中Pb2＋與圖(a)中_________的空間位置相同，有機(jī)堿CH3NHeq\o\al(＋,3)中，N原子的雜化軌道類型是________；若晶胞參數(shù)為anm，則晶體密度為_______g·cm－3(列出計算式)。(5)用上述金屬鹵化物光電材料制作的太陽能電池在使用過程中會產(chǎn)生單質(zhì)鉛和碘，降低了器件效率和使用壽命。我國科學(xué)家巧妙地在此材料中引入稀土銪(Eu)鹽，提升了太陽能電池的效率和使用壽命，其作用原理如圖(c)所示，用離子方程式表示該原理_______________________、_______________________。18．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學(xué)元素。試回答下列問題：(1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子的電子排布式________。(2)d與a反應(yīng)的產(chǎn)物的分子中，中心原子的雜化形式為________。(3)h的單質(zhì)在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結(jié)構(gòu)的知識解釋發(fā)光原因：______________________。(4)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)列于下表：元素op電離能/kJ·mol－1I1717759I215091561I332482957比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是______________________。(5)第三周期8種元素按單質(zhì)熔點高低的順序如圖所示，其中電負(fù)性最大的是________(填下圖中的序號)。(6)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖所示，則該元素是________(填元素符號)。專練54原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．B電子云表示電子在單位體積內(nèi)出現(xiàn)概率的大小，不是電子運動形態(tài)，A錯；發(fā)生焰色反應(yīng)時，物質(zhì)的能量升高，電子向能力高的軌道躍遷，是發(fā)射光譜，B正確；3d104s1是銅原子的外圍電子排布式，C錯；電子運動狀態(tài)不能用牛頓運動定律來描述，D錯。2．C金屬元素在s區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)和p區(qū)都有分布，A錯誤；第ⅡB族最外層電子數(shù)為2，在ds區(qū)，B錯誤；元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10個縱行的元素，稱為過渡元素全部為金屬，C正確；s區(qū)的氫為非金屬元素，D錯誤。3．AFe失去3個電子變成Fe3＋，最外層電子排布為3s23p63d5，A正確；核外電子排布為1s2的原子是He，核外電子排布是1s22s2的為鈹(Be)，二者化學(xué)性質(zhì)不相似，B錯；基態(tài)銅原子的價電子排布圖，C錯；基態(tài)碳原子是2s比2p軌道能量低，先填滿2s再填2p，即，D錯。4．B由R元素的各級電離能數(shù)據(jù)可知，I2、I3之間相差較大，說明R原子最外層有2個電子，其最高化合價為＋2價，A、C錯誤；又因R元素為短周期主族元素，則R元素位于元素周期表的第ⅡA族，R可能是Be元素或Mg元素，故其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s2或[Ne]3s2，B正確、D錯誤。5．CF無正化合價，A錯；原子半徑：P>C>N，B錯；B、Al、Ga為同主族元素，自上而下第一電離能逐漸減小，C正確；F、N、O同周期，電負(fù)性由左到右依次增大，D錯。6．D根據(jù)電負(fù)性和最低負(fù)化合價，推知A為C、B為S、C為Cl、D為O、E為F。C、D、E的氫化物為HCl、H2O、HF，氫化物穩(wěn)定性為：HF>H2O>HCl，A錯誤；C元素最外層電子排布為2s22p2,2p2上的兩個電子分占兩個軌道，且自旋方向相同，B錯誤；S最外層有6個電子，Cl原子最外層有7個電子，它們之間可形成化合物，如S2Cl2，C錯誤；Na能與H2O發(fā)生置換反應(yīng)生成NaOH、H2，D正確。7．B根據(jù)電子排布式可知，①是S、②是P、③是N、④是F。原子半徑：②＞①＞③＞④，A錯；第一電離能為④＞③＞②＞①，B正確；電負(fù)性：④＞③＞①＞②，C錯；F無正價，②、③最高正化合價為＋5，①的最高正化合價為＋6，D錯。8．A根據(jù)元素Y在化合物中呈＋1價及eq\o\al(N,Z)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(7,P)Y＋eq\o\al(4,2)He可知，X為B元素、Y為Li元素。H3BO3為弱酸，可用于中和濺在皮膚上的NaOH溶液，A正確；Li單質(zhì)在空氣中燃燒的產(chǎn)物是Li2O，B錯誤；B元素與H元素可形成多種共價化合物，如B2H6、B4H10等，C錯誤；同素異形體是指由同一種元素組成的不同形態(tài)的單質(zhì)，故6Y和7Y不互為同素異形體，二者互為同位素，D錯誤。9．B電子層上全部都是s電子的原子不一定屬于同一周期，如H和Li，故A錯誤；3p能級上只有一個空軌道的原子是Si原子和3p能級上只有一個未成對電子的原子是Al或Cl，對應(yīng)元素一定屬于第三周期，故B正確；最外層電子排布為2s22p6的原子是Ne、最外層電子排布為2s22p6的離子是F－、Na＋等，故C錯誤；原子核外M層上的s能級和p能級都填滿了電子，而d軌道上尚未有電子的原子可能是Ar、K、Ca，不一定處于同一周期，故D錯誤。10．A第9列屬于第Ⅷ族，沒有非金屬元素，A正確；He位于第18列，其最外層電子排布為1s2，B錯誤；第四周期第9列元素為鈷元素，故C錯誤；ds區(qū)元素包括元素周期表中的第ⅠB族、第ⅡB族，而第10列屬于第Ⅷ族，D錯誤。11．C金屬鈉和金屬銅的最外層都是一個電子，二者不位于同一族，A錯；X原子是He，Y原子是Be，二者不位于同一族，B錯；X原子是N，Y原子是P，都位于第ⅤA族，C正確；X是Mg，Y是Ca、Zn、Fe等原子，D錯。12．BD根據(jù)各元素在周期表中的位置可知，X為F、W為P、Y為S、Z為Br、R為Ar。Br－比Ar多一個電子層，A錯；第一電離能P＞S，B正確；p能級未成對電子最多的是P，有3個，C錯；F元素是電負(fù)性最大的元素，D正確。13．CD電負(fù)性大的元素在化合物中顯負(fù)價，故X顯負(fù)價，Y顯正價，A正確；第一電離能可能Y大于X，如N＞O，也可能小于X，B正確；非金屬性X＞Y，則X對應(yīng)的最高價含氧酸的酸性強(qiáng)于Y對應(yīng)的最高價含氧酸的酸性，氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性HmY小于HnX，C、D錯誤。14．D根據(jù)電子排布式可知，①為Si、②為N、③為C、④為S，原子半徑最大的為Si，A正確；根據(jù)價電子排布式可知，①為Al、②為Si、③為P、④為S，第一電離能最大的為P，B正確；同一主族元素，第一電離能從上到下逐漸減??；同一周期，第一電離能從左到右呈增大趨勢，C正確；根據(jù)電離能變化趨勢，最外層應(yīng)有2個電子，所以與Cl2反應(yīng)時應(yīng)呈＋2價，D錯。15．C原子核外電子排布式為1s2的X原子為He，原子核外電子排布為1s22s2的Y原子為Be，He是稀有氣體，Be為活潑的金屬，二者化學(xué)性質(zhì)差異較大，A錯誤；原子核外M層上僅有兩個電子的X為Mg元素，原子核外N層上僅有兩個電子的Y可能為Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，所以，其化學(xué)性質(zhì)差異較大，B錯誤；2p軌道上有三個未成對電子的X原子為N,3p軌道上只有3個未成對電子的Y原子為P，二者屬于同一主族，化學(xué)性質(zhì)相似，C正確；最外層都只有一個電子的X、Y原子，可能是H和堿金屬原子Na，化學(xué)性質(zhì)差異很大，D錯誤。16．(1)4s24p1啞鈴形(或紡錘形)5(2)＋1大(3)V、Co(4)sp2三角錐形(5)小于NH3與AsH3的結(jié)構(gòu)相似，NH3之間能形成氫鍵，沸點更高(6)共價鍵eq\f(4×70＋75×1030,NA×a3)解析：(1)Ga是31號元素，其基態(tài)原子價電子排布式為4s24p1；核外電子占據(jù)的最高能級為4p，其電子云形狀為啞鈴形；As是33號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3，最高能層為N層，有5個電子。(2)根據(jù)題中數(shù)據(jù)知，鎵失去1個電子所需能量較小，失去3個電子后電離能突變，由此可推知鎵的主要化合價為＋1和＋3；基態(tài)As原子4p能級電子排布為半充滿的較穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能較大，故砷的第一電離能比鎵的第一電離能大。(3)基態(tài)As原子核外未成對電子有3個，第四周期元素中未成對電子數(shù)目為3的還有V和Co。(4)(CH3)3Ga中Ga原子的價層電子對數(shù)是3，根據(jù)價層電子對互斥理論推斷Ga原子的雜化類型為sp2；AsH3分子中As原子的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，含有一個孤電子對，根據(jù)價層電子對互斥理論推斷其空間構(gòu)型為三角錐形。(5)NH3與AsH3的結(jié)構(gòu)相似，但NH3之間能形成氫鍵，沸點更高。(6)由GaAs為原子晶體知，Ga和As原子之間以共價鍵鍵合，該晶胞中Ga原子個數(shù)是4、As原子個數(shù)＝8×eq\f(1,8)＋6×eq\f(1,2)＝4，根據(jù)ρ＝eq\f(m,V)，可得其密度為eq\f(4×70＋75,NA×a×10－103)g·cm－3＝eq\f(4×70＋75×1030,NA·a3)g·cm－3。17．(1)1s22s22p63s23p63d24s2(2)TiF4為離子化合物，熔點高，其他三種均為共價化合物，隨相對分子質(zhì)量的增大分子間作用力增大，熔點逐漸升高(3)O>Ti>Ca離子鍵12(4)Ti4＋sp3eq\f(620,a3×NA)×1021(5)2Eu3＋＋Pb=2Eu2＋＋Pb2＋2Eu2＋＋I(xiàn)2=2Eu3＋＋2I－解析：(1)Ti是22號元素，所以基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2。(2)氟元素非金屬性強(qiáng)，TiF4為離子化合物，熔點最高，TiCl4、TiBr4、TiI4為共價化合物，熔點較低，且TiCl4、TiBr4、TiI4結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越強(qiáng)，熔點越高。(3)元素的非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大，所以Ca、Ti、O三種元素中，O電負(fù)性最大，Ca的金屬性強(qiáng)于Ti，則Ti的電負(fù)性強(qiáng)于Ca；陰、陽離子間的作用力為離子鍵；距離Ca2＋最近的為O2－，共有12個O2－與位于體心處的Ca2＋距離相等且最近，故Ca2＋的配位數(shù)為12。(4)距離Pb2＋最近的是處于面心的I－，