原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)(第2課時(shí)-原子半徑、電離能)(習(xí)題精練)(解析版)

第二節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)課時(shí)2元素周期律——原子半徑、電離能一、單選題1．（2021·山東日照·模擬預(yù)測）短周期主族元素X、Y、Z、W原子序數(shù)依次增大，X原子核外有7個(gè)電子，基態(tài)Y原子無未成對電子，Z與X為同族元素，W最高價(jià)含氧酸為二元酸，下列說法正確的是A．原子半徑：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．元素Y、W的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)C．Z的最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性比X的強(qiáng)D．第一電離能：I1(Y)<I1(W)<I1(Z)【答案】D【分析】X原子核外有7個(gè)電子，則其原子序數(shù)為7，所以X為N；Z與X為同族元素，則Z為P；基態(tài)Y原子無未成對電子，且原子序數(shù)介于N和P之間，則Y為Mg；W的原子序數(shù)比P大，最高價(jià)含氧酸為二元酸，則W為S，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．同一周期，從左到右原子半徑逐漸減小，同一主族，從上到下原子半徑逐漸增大，故原子半徑：r(Y)>r(Z)>r(W)>r(X)，故A錯誤；B．Mg2+核外有兩個(gè)電子層，而S2-核外有三個(gè)電子層，二者結(jié)構(gòu)不同，故B錯誤；C．元素的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，非金屬性：N>P，酸性：HNO3>H3PO4，故C錯誤；D．同一周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但是在VA族元素的價(jià)電子處于半充滿狀態(tài)，較難失電子，則其第一電離能比同周期VIA族元素的第一電離能大，則第一電離能：I1(Y)<I1(W)<I1(Z)，故D正確；答案選D。2．（2021·天津北辰·）X、Y、Z、W、R屬于周期表中前20號主族元素，且原子序數(shù)依次增大。X的簡單氫化物水溶液顯堿性，Z是元素周期表中電負(fù)性最大的元素，Z和W同主族，R的基態(tài)原子只有一個(gè)未成對電子。下列說法正確的是A．簡單離子半徑：r(R)>r(W)>r(Z) B．第一電離能：I1(X)>I1(Y)>I1(Z)C．Z的最高價(jià)氧化物的水化物是強(qiáng)酸 D．X的簡單氫化物分子屬于極性分子【答案】D【分析】X、Y、Z、W、R為周期表前20號元素，原子序數(shù)依次增大，X的簡單氫化物的水溶液為堿性，為NH3，X為N元素，Z是元素周期表中電負(fù)性最大的元素，Z為F元素，Z和W同主族，W為Cl元素，Y為O元素，R的基態(tài)原子只有一個(gè)未成對電子，R為K元素?！驹斀狻緼．簡單離子半徑，K+與Cl-核外電子層相同，原子序數(shù)越大，離子半徑越小，F(xiàn)-核外電子層結(jié)構(gòu)較K+與Cl-少，離子半徑小，故r(W)>r(R)>r(Z)，A錯誤；B．同周期元素，第一電離能從左往右依次增大，第ⅤA族大于第ⅣA族，故F>N>O，即I1(Z)>I1(X)>I1(Y)，B錯誤；C．Z為F元素，F(xiàn)元素沒有正價(jià)，故無最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物，C錯誤；D．X為N元素，簡單氫化物分子為NH3，NH3為三角錐形分子，為不對稱結(jié)構(gòu)，故屬于極性分子，D正確。答案選D。3．（2020·四川·棠湖中學(xué)）短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增加，W的原子中只有1個(gè)電子，X2-和Y+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，X與Z同族。下列敘述正確的是A．原子半徑：Z>Y>WB．X的簡單氫化物的穩(wěn)定性比Z的弱C．Y的氫化物為共價(jià)化合物D．Z的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物是一種強(qiáng)酸【答案】D【分析】W的原子中只有1個(gè)電子，W是H元素；X2-和Y+離子的電子層結(jié)構(gòu)相同，X是O元素、Y是Na元素；X與Z同族，Z是S元素。【詳解】A.電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，質(zhì)子數(shù)越多半徑越小，所以原子半徑：Na＞S＞H，故A錯誤；B.非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，穩(wěn)定性H2O＞H2S，故B錯誤；C.NaH是離子化合物，故C錯誤；D.S的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物是硫酸，屬于強(qiáng)酸，故D正確。4．（2020·廣東·揭陽市揭東區(qū)教育局教研室高一期末）下列有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)的說法錯誤的是A．酸性：H2SO4>HClO4 B．原子半徑：Na>MgC．熱穩(wěn)定性：HCl>HI D．還原性：S2->Cl-【答案】A【詳解】A．同周期從左到右元素非金屬性遞增，非金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，則酸性：HClO4>H2SO4，A錯誤；B．同周期從左到右原子半徑遞減，則原子半徑：Na>Mg，B正確；C．同主族從上到下元素非金屬性遞減，非金屬性越強(qiáng)，簡單氫化物越穩(wěn)定，則熱穩(wěn)定性：HCl>HI，C正確；D．同周期從左到右元素非金屬性遞增，非金屬性越強(qiáng)，對應(yīng)陰離子的還原性越弱，則還原性：S2->Cl-，D正確；答案選A。5．（2021·遼寧沈陽·高二月考）下列說法正確的是A．2px、2py、2pz軌道相互垂直，能量不等B．元素周期表各周期總是從ns能級開始，以np能級結(jié)束C．電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，第一電離能也越大D．d區(qū)、ds區(qū)全部是金屬元素【答案】D【詳解】A．2px、2py、2pz軌道相互垂直，但均為2p軌道，能量相等，A錯誤；B．元素周期表的長周期元素總是從ns能級開始，但不一定是以np能級結(jié)束，B錯誤；C．電負(fù)性越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，第一電離能不一定也越大，如N和O，電負(fù)性：O＞N，非金屬性：O＞N，但由于N為2p3半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失去電子，故第一電離能：N＞O，C錯誤；D．由元素周期表可知，d區(qū)、ds區(qū)為過渡金屬元素，全部是金屬元素，D正確；答案選D。6．（2021·天津河西·高三期中）下列敘述正確，且能用元素周期律解釋的是A．金屬性：B．最高正化合價(jià)：C．第一電離能：D．酸性：【答案】D【詳解】A．根據(jù)金屬活動性順序表可知，金屬性Ca＞Na＞Mg，但Ca與Na不同周期，也不同主族，不能用元素周期律解釋，故A不符合題意；B．由于非金屬性F最強(qiáng)，O次之，所以F無正價(jià)，O無最高正價(jià)，N的最高正價(jià)為+5價(jià)，故B不符合題意；C．同一周期元素第一電離能隨著原子序數(shù)增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族第一電離能大于其相鄰元素，所以第一電離能大小順序是Mg＞Al＞Na，故C不符合題意；D．Si、P、S屬于同周期元素，從左至右，非金屬性依次增強(qiáng)，原子序數(shù)Si＜P＜S，非金屬性S＞P＞Si，非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)含氧酸的酸性越強(qiáng)，酸性為H2SO4＞H3PO4＞H2SiO3，故D符合題意；答案為D。7．（2021·湖北·）某多孔儲氫材料前驅(qū)體結(jié)構(gòu)如圖，M、W、X、Y、Z五種短周期元素原子序數(shù)依次增大，基態(tài)Z原子的電子填充了3個(gè)能級，其中有2個(gè)未成對電子。下列敘述正確的是A．最簡單氫化物的熱穩(wěn)定性：X＞YB．該化合物陰陽離子中均有配位鍵C．第一電離能：Z＞Y＞X＞W(wǎng)D．Y元素基態(tài)原子有5種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子【答案】B【分析】由題干信息可知，基態(tài)Z原子的電子填充了3個(gè)能級，其中有2個(gè)未成對電子，故Z為C元素或者O原子，根據(jù)多孔材料前驅(qū)體機(jī)構(gòu)，Z可以形成2個(gè)共價(jià)鍵，因此，Z為O元素，M只形成一個(gè)單鍵，因此M為H元素，Y周圍形成了4個(gè)化學(xué)鍵，因此Y為N元素，X可形成4個(gè)共價(jià)鍵，因此X為C元素，W為B元素。綜上所述，M為H元素、W為B元素、X為C元素、Y為N元素、Z為O元素，據(jù)此分析?！驹斀狻緼．C的非金屬性弱于N，因此其氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定CH4<NH3，A錯誤；B．Y為N元素，其可以形成3個(gè)共價(jià)鍵，還存在一對孤電子對，在結(jié)構(gòu)的陽離子中，N與H+形成配位鍵，H+提供空軌道，N提供孤電子對；B最外層有3個(gè)電子，可以形成3個(gè)共價(jià)鍵，B還存在可以容納孤電子對的空軌道，因此B可以容納O提供的孤電子對形成配位鍵，因此，材料的陰陽離子中均存在配位鍵，B正確；C．W、X、Y、Z均為同一周期元素，其第一電離能的變化趨勢為逐漸增大，但由于Y為N元素，其電子結(jié)構(gòu)中存在半滿狀態(tài)，導(dǎo)致其第一電離能要比相鄰兩族的元素高，因此W、X、Y、Z的第一電離能大小為Y＞Z＞X＞W(wǎng)，C錯誤；D．N元素有7個(gè)電子，每個(gè)電子的運(yùn)動狀態(tài)均不相同，因此N元素基態(tài)原子有7種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，D錯誤；故答案選B。8．（2021·江蘇連云港·高三期中）壽山石主要成分的化學(xué)式為Y2Z4X10(XW)2，W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中W、X、Z分別位于不同周期，Y基態(tài)原子的3p軌道上有1個(gè)未成對電子，Z的氧化物為常見的原子晶體，1個(gè)W2X分子含有10個(gè)電子。下列說法正確的是A．原子半徑：r(Z)>r(Y)>r(X)>r(W)B．第一電離能：I1(X)>I1(Z)>I1(Y)C．Z的簡單氫化物熱穩(wěn)定性比X的強(qiáng)D．工業(yè)上通常采用電解熔融Y的氯化物制取單質(zhì)Y【答案】B【分析】W、X、Y、Z為原子序數(shù)依次增大的短周期元素，其中W、X、Z分別位于不同周期，則W在第一周期，應(yīng)為H，X在第二周期，Z在第三周期，Y基態(tài)原子的3p軌道上有1個(gè)未成對電子，則Y可能為Al或Cl，Z的氧化物為常見的原子晶體，則Z為Si，Y原子序數(shù)小于Z，則Y為Al，1個(gè)W2X分子含有10個(gè)電子，則X中含8個(gè)電子，X為O，據(jù)此分析解答?！驹斀狻緼．原子的電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時(shí)，核電荷數(shù)越大半徑越小，則半徑：r(Al)>r(Si)>r(O)>r(H)，故A錯誤；B．同周期元素第一電離能能從左到右呈增大趨勢，同主族元素第一電離能從上到下遞減，則第一電離能：I1(O)>I1(Si)>I1(Al)，故B正確；C．O的非金屬性比Si強(qiáng)，則H2O比SiH4穩(wěn)定，故C錯誤；D．工業(yè)上通常采用電解熔融氧化鋁制取單質(zhì)Al單質(zhì)，故D錯誤；故選：B。9．（2021·江蘇·揚(yáng)州中學(xué)）X、Y、Z、W為短周期中原子序數(shù)依次增大的四種主族元素。X和Z的基態(tài)原子的2p能級上各有兩個(gè)未成對電子，W與X同族。下列說法正確的是A．原子半徑：r(Y)>r(Z)>r(W)B．簡單氫化物的沸點(diǎn)：Z>W>XC．元素第一電離能：I1(Z)>I1(Y)>I1(X)D．最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性：W>X>Y【答案】B【分析】X和Z的基態(tài)原子的2p能級上各有兩個(gè)未成對電子，則2p能級上分別有2、4電子，則X為C，Z為O；原子序數(shù)依次增大，則Y為N；W與X同族，則W為Si?！驹斀狻緼．Y、Z、W分別為N、O、Si，則原子半徑：r(Si)＞r(N)＞r(O)，A說法錯誤；B．X、Z、W分別為C、O、Si，簡單氫化物的沸點(diǎn)：H2O＞SiH4＞CH4，B說法正確；C．X、Y、Z、別為C、N、O，N原子最外層電子處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，則元素第一電離能：I1(N)＞I1(O)＞I1(C)，C說法錯誤；D．非金屬的非金屬性越強(qiáng)，其最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的酸性越強(qiáng)，則酸性：HNO3＞H2CO3＞H2SiO3，D說法錯誤；答案為B。10．（2021·廣東·東莞市光明中學(xué)高二月考）下列關(guān)于Na、Mg、Al元素及其化合物的說法正確的是A．電子在鈉原子核外的運(yùn)動狀態(tài)有11種B．原子半徑：r(Na)＜r(Mg)＜r(Al)C．第一電離能：I1(Na)＜I1(Mg)＜I1(Al)D．最高價(jià)氧化物的水化物的堿性：NaOH＜Mg(OH)2＜Al(OH)3【答案】A【詳解】A．核外有多少個(gè)電子就有多少種運(yùn)動狀態(tài)，Na有11個(gè)電子，因此電子在鈉原子核外的運(yùn)動狀態(tài)有11種，故A正確；B．同周期從左到右半徑逐漸減小，因此原子半徑：r(Al)＜r(Mg)＜r(Na)，故B錯誤；C．同周期從左到右第一電離能呈增大趨勢，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，所以第一電離能：I1(Na)＜I1(Al)＜I1(Mg)，故C錯誤；D．同周期從左到右金屬性逐漸減弱，最高價(jià)氧化物的水化物的堿性減弱，因此堿性：Al(OH)3＜Mg(OH)2＜NaOH，故D錯誤。綜上所述，答案為A。11．（2021·全國·）13Al、12Mg、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有關(guān)說法正確的是A．元素S在周期表中位于第4周期ⅢA族B．元素S的簡單氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H2SC．第一電離能：I1(Mg)<I1(Al)<I1(S)D．最高價(jià)氧化物的水化物的堿性：Mg(OH)2<Al(OH)3【答案】B【詳解】A．元素S原子序數(shù)為16，在周期表中位于第三周期第ⅥA族，故A錯誤；B．元素S最低負(fù)價(jià)為-2，簡單氣態(tài)氫化物的化學(xué)式為H2S，故B正確；C．鎂的第一電離能大于鋁，所以第一電離能為：I1(Al)＜I1(Mg)＜I1(S)，故C錯誤；D．鎂的金屬性強(qiáng)于鋁，所以最高價(jià)氧化物的水化物的堿性：Mg(OH)2＞Al(OH)3，故D錯誤；故選B。12．（2020·寧夏·北方民族大學(xué)附屬中學(xué)）下列對Na、Mg、Al的有關(guān)性質(zhì)的敘述正確的是A．原子半徑：Na＜Mg＜Al B．堿性：NaOH＞Mg（OH)2＞Al（OH)3C．金屬性：Na＜Mg＜Al D．第一電離能：Na＜Mg＜Al【答案】B【詳解】A．同周期主族元素自左至右原子半徑依次減小，所以原子半徑Na>Mg>Al，故A錯誤；B．非金屬性越強(qiáng)最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的堿性越強(qiáng)，金屬性Na>Mg>Al，所以堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，故B正確；C．同周期元素自左至右金屬性減弱，所以金屬性Na>Mg>Al，故C錯誤；D．同周期元素第一電離能自左至右呈增大趨勢，但Mg原子最外層為全滿狀態(tài)，第一電離能大于相鄰元素，所以第一電離能：Na<Al<Mg，故D錯誤；故答案為B。13．（2021·四川省屏山縣中學(xué)校）Na、Mg、Al為三種原子序數(shù)相連的元素，則下列說法正確的是A．與水反應(yīng)的劇烈程度：Na＜Mg＜AlB．單質(zhì)的還原性：Na＜Mg＜AlC．堿性：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3D．原子半徑：Na＜Mg＜Al【答案】C【分析】根據(jù)同周期元素，從左至右，隨著原子序數(shù)的增加，金屬性逐漸減弱。據(jù)此判斷?！驹斀狻緼．Na、Mg、Al隨原子序數(shù)的遞增，金屬性逐漸減弱，與水反應(yīng)的劇烈程度為：Na＞Mg＞Al，A項(xiàng)錯誤；B．Na、Mg、Al的金屬性逐漸減弱，單質(zhì)的還原性為：Na＞Mg＞Al，B項(xiàng)錯誤；C．隨著金屬性逐漸減弱，元素最高價(jià)氧化物的水化物的堿性也逐漸減弱，故堿性強(qiáng)弱關(guān)系為：NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，C項(xiàng)正確；D．同一周期元素，隨著核電荷數(shù)的遞增，原子核對核外電子的引力逐漸增強(qiáng)，原子半徑逐漸減小，故原子半徑大小關(guān)系為：Na＞Mg＞Al，D項(xiàng)錯誤；答案選C。14．（2020·江蘇省泗陽中學(xué)）下列比較正確的是A．電負(fù)性：F＞N＞O B．離子半徑：r(Al3＋)＞r(O2-)C．能量：E(4s)＞E(3d) D．第一電離能：I1(Mg)＞I1(Al)【答案】D【詳解】A．同周期，從左到右電負(fù)性依次增強(qiáng)，所以電負(fù)性：；故A錯誤；B．相同電子數(shù)的單核離子，原子序數(shù)越大，半徑越小，均為10電子離子，所以半徑，故B錯誤；C．處于4s軌道上的電子具有較強(qiáng)的鉆穿效應(yīng)，能量下降，反而比3d要低，所以，故C錯誤；D．同周期，從左到右第一電離能依次增大，但是Mg原子3s軌道全充滿，Al原子3p軌道只有一個(gè)電子，第一電離能，故D正確；故選D。15．（2017·寧夏育才中學(xué)）下列物質(zhì)性質(zhì)的遞變關(guān)系正確的是（）A．原子半徑：C>Al>Na>K B．堿性：NaOH>KOH>Ca(OH)2>Mg(OH)2C．最高正價(jià)：Cl>Si>Al>Na D．離子半徑：O2->F->Al3+>Mg2+>Na+【答案】C【解析】A．同周期元素，隨原子序數(shù)增大，原子半徑減小，所以原子半徑Na＞Al、B＞C；同主族自上而下原子半徑增大，所以原子半徑K＞Na、Al＞B，所以原子半徑K＞Na＞Al＞C，故A錯誤；B．金屬性越強(qiáng)，最高價(jià)氧化物對應(yīng)水化物的堿性越強(qiáng)，Ca(OH)2溶解度不大，所以溶液堿性比氫氧化鈉弱，所以KOH＞NaOH＞Ca(OH)2＞Mg(OH)2，故B錯誤；C．主族元素最高正化合價(jià)等于其最外層的電子數(shù)，故最高正化合價(jià)為Cl＞Si＞Al＞F，故C正確；D．電子層結(jié)構(gòu)相同，核電荷數(shù)越大離子半徑越小，所以離子半徑O2-＞F-＞Na+＞Mg2+＞Al3+，故D錯誤；故選C。16．（2011·云南昆明·）運(yùn)用元素周期律分析以下說法，其中正確的是A．原子半徑：K>Na>AlB．非金屬性：N>O>FC．穩(wěn)定性：HF<HCl<HBrD．堿性：NaOH<Mg(OH)2<Al(OH)3【答案】A【詳解】A．Na、Al處在周期表同一周期，從左到右原子半徑逐漸減小，則有Na＞Al，Na、K同主族，從上到下原子半徑遞增，則有K＞Na，故A正確；B．N、O、F為同周期主族元素，核電荷數(shù)越大，元素的非金屬性越強(qiáng)，則非金屬性：N＜O＜F，故B錯誤；C．F、Cl、Br位于同一主族，同主族元素從上到下元素的非金屬性逐漸減弱，則對應(yīng)的氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，所以穩(wěn)定性HF＞HCl＞HBr，故C錯誤；D．Na、Mg、Al處在周期表同一周期，從左到右元素的金屬性逐漸減弱，則對應(yīng)的最高價(jià)氧化物的水化物的堿性逐漸減弱，所以堿性NaOH＞Mg(OH)2＞Al(OH)3，故D錯誤；故答案為A。二、填空題17．（2021·全國·高三專題練習(xí)）回答下列問題：（1）下列狀態(tài)的鎂中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是___________(填標(biāo)號)。A． B． C． D．（2）近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物?；卮鹣铝袉栴}：①Fe成為陽離子時(shí)首先失去___________軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3＋價(jià)層電子排布式為___________。②比較離子半徑：F___________O2-(填“大于”“等于”或“小于”)。（3）在周期表中，與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是___________，該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)___________(填“相同”或“相反”)?！敬鸢浮浚?）A（2）4s4f5小于（3）Mg相反【解析】（1）A．[Ne]3s1屬于基態(tài)的Mg+，由于Mg的第二電離能高于其第一電離能，故其再失去一個(gè)電子所需能量較高；B．[Ne]3s2屬于基態(tài)Mg原子，其失去一個(gè)電子變?yōu)榛鶓B(tài)Mg+；C．[Ne]3s13p1屬于激發(fā)態(tài)Mg原子，其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg原子；D．[Ne]3p1屬于激發(fā)態(tài)Mg+，其失去一個(gè)電子所需能量低于基態(tài)Mg+；故電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是[Ne]3s1；故答案選A；（2）①Fe為26號元素，基態(tài)Fe原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，F(xiàn)e原子首先失去4s軌道電子；Sm的價(jià)電子排布式為4f66s2，失去3個(gè)電子變成Sm3+，應(yīng)先失去能量較高的6s電子，所以Sm3+的價(jià)電子排布式為為4f5；②F-和O2-的核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，半徑越小，故半徑：F-＜O2-；故答案為：4s；4f5；小于；（3）在周期表中存在“對角線”關(guān)系的元素化學(xué)性質(zhì)相似，如Li和Mg、Be和Al、B和Si等，所以與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是Mg，Mg元素基態(tài)原子核外M層上只有3s軌道上2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子，故答案為：Mg；相反。18．（2021·北京昌平·高二期末）完成下列填空（1）寫出下列基態(tài)原子的核外電子排布式。Li：___________；N：___________；Ti：___________；Cu___________。（2）釩元素在元素周期表中的位置是___________。（3）X元素位于第三周期，同周期元素中其第一電離能最小，X的元素符號是___________。【答案】（1）1s22s11s22s22p31s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d104s1（2）第四周期第ⅤB族（3）Na【分析】（1）根據(jù)構(gòu)造原理和各元素的核電荷數(shù)，各元素的電子排布式分別為：Li：1s22s1；N：1s22s22p3；Ti：1s22s22p63s23p63d24s2；Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。銅的電子排布式中，最后的11個(gè)電子在3d軌道上排10個(gè)，4s軌道上排1個(gè)，3d軌道是半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。（2）釩元素的核電荷數(shù)為23，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤB族。（3）第一電離能是氣態(tài)電中性基態(tài)原子失去一個(gè)電子轉(zhuǎn)化為氣態(tài)基態(tài)正離子時(shí)所需的最低能量。第三周期第一電離能最小的元素是鈉，元素符號是Na。19．（2021·全國·高三專題練習(xí)）(1)Zn原子核外電子排布式為___________。(2)黃銅是人類最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu組成。第一電離能Ⅰ1(Zn)___________Ⅰ1(Cu)（填“大于”或“小于”）。原因是___________?！敬鸢浮縖Ar]3d104s2大于Zn原子核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子【詳解】(1)Zn原子核外有30個(gè)電子，根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律可知其核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。答案為：[Ar]3d104s2；(2)當(dāng)外圍電子在能量相等的軌道上形成全空、半滿或全滿結(jié)構(gòu)時(shí)，原子的能量較低，元素的第一電離能較大。Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，與Zn原子的核外電子排布式對比可知，Zn原子的核外電子排布式為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其第一電離能大于Cu的第一電離能，答案為：大于；Zn原子核外電子排布為全滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，較難失電子。20．（2021·河南·）二溴丁烷與鋅粉在乙醇中或與碘化鈉的丙酮溶液發(fā)生消去反應(yīng)，該反應(yīng)在有機(jī)化工中有重要的意義．請運(yùn)用物質(zhì)結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識認(rèn)識該反應(yīng)：(1)基態(tài)原子的電子排布式為_______________，核外共有__________個(gè)不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，其最高能層中能級的原子軌道形狀為_____________．(2)原子中未成對電子數(shù)由大到小的順序?yàn)開_________(用元素符號表示)，的價(jià)電子排布圖為_____________．(3)上述反應(yīng)涉及的四種元素，其第一電離能由大到小的順序?yàn)開___________(用元素符號表示)．【答案】或30球形【詳解】(1)Zn是30號元素，電子排布式為或，每一個(gè)電子的運(yùn)動狀態(tài)都不一樣，核外共有30個(gè)不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，其最高能層中能級4s的原子軌道形狀為球形，故答案為：或；30；球形；(2)H元素的電子排布式為1s1，有1個(gè)未成對電子；C元素的電子排布式為1s22s22p2，有2個(gè)未成對電子；O元素的電子排布式為1s22s22p4，有2個(gè)未成對電子；Br元素的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，有1個(gè)未成對電子；原子中未成對電子數(shù)由大到小的順序?yàn)?，的價(jià)電子排布圖為，故答案為：；；(3)同一周期元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大的趨勢，同一主族元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈減小的趨勢，但第主族IIA族和第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，四種元素，其第一電離能由大到小的順序?yàn)?，故答案為：?1．（2021·全國·）研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景。Co基態(tài)原子核外電子排布式為___________。元素Mn與O中，第一電離能較大的是___________，基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是___________。【答案】1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2OMn【詳解】Co是27號元素，位于元素周期表第4周期第VIII族，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2.元素Mn與O中，由于O元素是非金屬元素而Mn是金屬元素，所以第一電離能較大的是O。O元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為2s22p4，所以其核外未成對電子數(shù)是2，而Mn元素的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為3d54s2，所以其核外未成對電子數(shù)是5，因此核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。22．（2021·全國·高三專題練習(xí)）今年是諾貝爾獎頒發(fā)120周年，其中很多獲得諾貝爾化學(xué)獎的研究成果都極大的影響著我們的生活。請回答與諾貝爾化學(xué)獎獲獎成果相關(guān)的下列問題：(1)1995年，諾貝爾化學(xué)獎授予PaulCrutzen、MarioMolina和F．SRowland三位科學(xué)家，以表彰他們在平流層臭氧化學(xué)研究領(lǐng)域所做出的貢獻(xiàn)。氟利昂(CCl2F2等)及氮的氧化物在O3分解中起重要作用，N、O、F的第一電離能由大到小的順序?yàn)開__________。(2)2019年，諾貝爾化學(xué)獎授予JohnBGoodenough，M.stanleyWhittlingham和AkiraYoshino，以表彰他們在鋰離子電池的發(fā)展方面作出的卓越貢獻(xiàn)。①從原子結(jié)構(gòu)理論角度解釋，F(xiàn)e3+比Fe2+穩(wěn)定的原因?yàn)開__________。②早在1973年，Whittingham發(fā)現(xiàn)一種極強(qiáng)富能材料TiS2，以此作為鋰電池的全新陰極。Ti的基態(tài)原子核外電子排布式為___________。下列硫的各種微粒中，電離最外層一個(gè)電子所需能量最大的是___________。(填字母)。A．[Ne]3s23p3B．[Ne]3s23p4C．[Ne]3s23p33d1D．