高三化学一轮复习：原子结构与性质

高三化学一轮复习-原子结构与性质

一'单选题

1.下列电子排布式中，原子处于激发状态的是（）

A.Is22s22P5B.Is22s22P43s2

C.Is22s22P63s23P63d44s2D.Is22s22P63s23P63d34s2

2.在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是

A.4p电子的能量高于3p电子

B.形状相同的原子轨道，其电子能量不一定相同

C.1s电子、2s电子、3s电子的能量逐渐升高

D.同一原子中，2px,2py,2Pz能量依次升高

3.如图为氢原子的电子云图，下列说法正确的是

A.电子云图中小黑点的密度越小，电子数目越少

B.电子云图中小黑点的密度越大，单位体积内电子出现的概率越大

C.所有电子云轮廓图都是球形

D.电子云图中小黑点的密度小，表示电子在该区域内运动的速率慢

4.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的价层电子排布式为ns'pzn,X、

Y、Z三种元素组成的一种化合物Y2Z2X3的焰色呈黄色，向该化合物中滴加盐酸，产生刺激性气味气体

和浅黄色固体，该气体通入品红溶液中，品红溶液褪色。下列叙述错误的是

A.基态Y原子最外层电子的电子云轮廓图为球形

B.电负性：W>Z>X

C.ZXx（x=2,3）的VSEPR模型为平面三角形

D.Z的最简单氢化物的中心原子采取sp3杂化

5.下列微粒中，中心原子杂化方式与其他几项不同的是

A.CO2B.SO2C.NO；D.SO3

6.下列叙述正确的是（)

A.Cr原子的电子排布式：Is22s2P63s23P63d4s2

|Z

B.Be原子最外层的电子云图：了弓

x

c.c原子的电子排布图：3上四」」

Is2s2p

D.价层电子排布式为2s22P2和3s2P5的两种原子能形成共价化合物

7.科技发展与化学密切相关。下列说法不正确的是

A.海水原位电解制氢技术的关键材料是多孔聚四氟乙烯，其单体属于卤代燃

B.富勒烯类化合物是用于制造高温超导材料的原料，足球烯C60为共价晶体

C.“梦天”实验舱搭载了高精度的冷原子锯（Sr）光钟，89sr和9。互为同位素

D.嫦娥5号带回的“嫦娥石”是一种新的磷酸盐矿物，P0：的空间结构为正四面体

8.X、Y、Z、M、W为五种短周期元素。X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元素，X与Z可形成

常见的XZ或XZ2型分子,Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气的8.5倍，W是

原子半径最大的短周期元素。下列判断正确的是（）

A.最高价含氧酸酸性：X<Y

B.X、Z可形成离子化合物

C.W可形成双原子分子

D.M与W形成的化合物含极性共价键

9.下列说法正确的是（）

A.最外层电子排布为ns】的元素一定处于周期表IA族

B.S02.SO3都是极性分子

C.互为手性异构体的分子互为镜像

D.在晶体中有阳离子一定就有阴离子

10.已知：a、b、c、d为四种短周期主族元素。其中a元素存在一种没有中子的原子，b原子的L层电

子数为4,C2的密度是相同状况下氢气密度的16倍，d与c同主族。下列说法中正确的是

A.c的最高正价为+6价B.原子半径：d>b>c>a

C.最简单氢化物的沸点：b>cD.a、c、d形成的化合物属于强酸

11.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Y的原子序数等于W与X的原子序数之

和，Z的最外层电子数为K层的一半，W与X可形成原子个数比为2：1的18e-分子。下列说法正确的

A.简单离子半径：Z>X>Y

B.X和Y的最简单氢化物的稳定性：X>Y

C.W与Y能形成含有非极性键的化合物

D.Y和Z形成的化合物均为碱性化合物

12.若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,下列关于该元素的

叙述正确的是：

A.该元素原子的M层有11个电子

B.该元素处于元素周期表中第一A族

C.该元素位于元素周期表的d区或p区

D.该元素基态原子的价电子排布式为（仇-1）簿32

13.下列有关叙述中正确的是（）

A.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的

B.因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动

C.3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子（基态）的能量不同

D.电子云图上的每一个点都代表一个电子

14.用价层电子对互斥模型预测H2s和NH：的空间结构，两个结论都正确的是

A.直线形；正四面体形B.v形；平面正方形

C.直线形；平面正方形D.V形；正四面体形

15..二氧化氯（C102）是一种高效、安全的杀菌消毒剂。一种制备C1O2的工艺流程及C102的分子结构

（O-CLO的键角为117.6。）如图所示。

Cl2

/C1

C1C>2分子的结构

下列说法错误的是

A.等物质的量C102的消毒效率为CL的2.5倍

B.C102分子中含有大无键（n：）,ci原子杂化方式为sp2杂化

C.“C1O2发生器”中发生的反应为4HC1（浓）+2NaCK）3=C12T+2C1O2T+2H2O+2NaCl

D.“电解”时，阳极与阴极产物的物质的量之比为3：1

16.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中W为地壳中含量最多的元素，X原子的

电子层数和主族序数相等；YZ3中每个原子均为最外层8电子稳定结构。下列叙述正确的是

A.原子半径比较：Y>Z>X>WB.简单氢化物的稳定性：Y>W

C.Y和Z都有多种含氧酸D.XZ3中的化学键为离子键

17.现有短周期主族元素X、Y、Z、R、ToR原子最外层电子数是电子层数的2倍；Y与Z能形成

Z2Y、Z2Y2型离子化合物，Z与T形成的Z2T化合物的水溶液呈碱性。五种元素的原子半径与原子序数

的关系如图。下列说法正确的是（）

A.原子半径和离子半径均满足：Y<Z

B.简单的气态氢化物的沸点和稳定性排序均为：Y>T

C.最高价氧化物对应的水化物的酸性：T<R

D.由X、R、Y三种元素组成的化合物水溶液一定显酸性

18.下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是（）

A.Is22s22P6B.Is22s22P63s23P63dl04s2

C.Is22s22P33slD.Is22s22P63s23P63d54sl

19.X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，原子序数之和为28。其中Z的一种

同位素在考古学中可用于断代，N元素的非金属性在短周期元素中最强，这五种元素组成的一种化合物

的结构如图所示。下列说法不正确的是

X-+i—.

—X

XX

zI

I—/=N

ZZ

Z-II

I—X

\MN—Y—N

XXZ彳/—

—ZXI

-N

X—

X

A.简单离子半径：M>N

B.该化合物的阳离子能使滨水褪色

C.电负性大小：Y>N>M>Z

D.YM陶瓷是新型无机非金属材料

20.X、Y、Z、W、R五种元素形成的化合物结构如图所示，W的单质在常温下为银白色液体，R的单

质在常温下为紫黑色固体，Y、Z的单质是空气的主要成分，且X、Y的核外电子数之和与Z的原子序数

相等，下列说法错误的是（）

A.原子半径：X<Z<Y

B.W的单质可用热分解法制备

C.R的单质中混有NaCl时，可用加热的方法提纯

D.X、Y、Z三种元素形成的化合物只能是离子化合物

二、综合题

21.为庆祝“国际化学元素周期表年”，中国化学会面向会员遴选118名青年化学家，作为118个化学元素

的“代言人”，吕华、田振玉、翟天佑分别成为N、O、S元素的代言人。回答下列问题：

（1）N、O、S三种元素的第一电离能由小到大排序为o

（2）氮化铭在现代工业中发挥着重要的作用。基态铝、氮原子的未成对电子数之比为0

（3）下列说法正确的是o

A.N元素的电负性大于S元素，N2s2中N元素显负价

B.O-H的键能强于S-H的键能，H2。的热稳定性强于H2s

C.N2与H2化合通常需要高温高压催化剂，而S与H?化合一般只需要点燃，说明S元素的非金属

性强于N元素

D.在冰醋酸中H2SO4的酸性强于HNO3,说明S的非金属强于N元素

（4）已知CuFeS2与CuGaS2的结构相同，在CuFeS2中S的化合价为,Fe的化合价

为o

（5）N、O和S元素位于周期表的区，此区元素的价层电子排布特点

是。

22.催化剂形貌的优化会影响生产效率。Ag3PC>4可做烟气脱硝工艺的固相催化剂。

已知：

16

i,常温下，AgOH极不稳定，易分解为难溶于水的Ag2。固体；^sp（Ag3PO4）=1.4xl0-；

&p（AgOH）=2.0x10-8。

ii.一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小。

（1）基态P原子的核外电子有个空间运动状态，Ag、P、。元素的电负性由大到小的顺序

为。

（2）某研究组调控反应条件控制Ag3PO,晶体形貌。

①常温下，向银氨溶液逐滴加入NazHPO,溶液制得Ag3PO,晶体，完善该反应的离子方程

式O

+HPO：+OH+5H2O=+Ag3P。4J

②在不同pH条件下，向Na?HPO4溶液中加入AgNC（3溶液制得磷酸银收率如图所示。样品A的晶粒

较小，请从平衡移动与速率的角度解释原

因_________________________________________________________________________________________

收率/%

品A(13.5,95%)

品B(9.5,77%)

胞品C(7,67%)

/样品D（4,9%）।

""pH

（3）下列有关说法正确的是

A.样品A中Ag2。杂质含量最高

B.可加入盐酸调控体系的pH制得不同样品

c(PO；)

C.向Na?HPO4溶液中加入少量AgNC）3溶液时，溶液中减小

c(HPOt)

D.向AgNOs溶液中加入Na?HPO4溶液得到晶粒尺寸与上述样品相同

（3）研究组发现：HsP。,溶液与0.2mol-LTAgNC）3溶液等体积混合也能制得AgsPO,。

①刚开始生成Ag3PO,沉淀时，溶液中的c（PO；）=0

,、C（H,PO4）C（H7PO：）

②常温下溶液中含磷物种的分布系数/x）,—1才彳而;或_坨（HP02j与PH的关系如图所示，

则磷酸的一级电离平衡常数Ka】=

ga3-c（HPor）

③体系中c（H+）由HsP。,第一步电离决定，可表示为（H+）=，当生成Ag3P。4沉淀

时溶液中c（H+）至少为

molL-1（写出计算过程）。

23.人们常在过渡元素中寻找制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金的元素。

（1）纳米TiCh是种应用广泛的催化剂，在太阳光照射下，可以降解酚、醛等多种有机物。22号元素

钛位于元素周期表的区，基态钛原子的价层电子轨道表示式为-TiCL的水解反应可

以制得TiCh-xHzO,过滤后再经焙烧可以得到TiCh,写出TiCk水解反应的化学方程

式O

（2）倍（Cr）是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。对于基态24Cr原子，

下列叙述错误的是__（填标号）。

A.核外电子有24种运动状态，处在7个不同的能级上

B.核外电子排布是[Ar]3d54s1，是第四周期元素中未成对电子数最多的元素

C.4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动

D.电负性比钾大，原子对键合电子的吸引力比钾大

（3）我国科学家发明了高选择性的二氧化碳加氢合成甲醇的催化剂，其组成为ZnO/ZrCh固溶体。四

方ZrCh晶胞如图所示。ZP+离子在晶胞中的配位数是,晶胞参数为apm、apm、cpm,该晶体

密度为g-cm-3（写出表达式，用a、c和NA表示，1pm=1x10*111）。

24.氨硼烷（NH3BH3）具有含氢量高，热稳定性好的特点，是一种具有潜力的固体储氢材料，回答下列

问题。

⑴基态N原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为形，基态N原子的轨道表示式

为。

⑵已知B的第一电离能］（B）=800kJ-molT,判断l"Al）（填，，或'）800kJ•mo「，

从核外电子排布的角度说明理由：___________________________________________________________________

（3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H原子对键合电子的吸引力小于N原子，与B原子相连的H

原子对键合电子的吸引力大于B原子。则在H、B、N三种元素中：

①电负性大小顺序是（用元素符号表示，下同）；

②原子半径大小顺序是；

③在元素周期表中的分区与其他两种元素不同的是；

（4）26Fe、27Co、2gCu是目前氨硼烷水解产氢催化剂的研究热点。不同催化剂催化氨硼烷水解产氢的

性能如图所示。

这四种催化剂中催化效果最好的金属的基态原子中的未成对电子数为，催化效果最差的金

属的基态原子的价层电子排布式为。

25.完成下列问题：

(1)写出NH4cl的电子式：,它的阳离子价层电子对数为0

(2)Cu的基态原子结构示意图为,Cu+的价层电子排布图为，+的价层电子

排布式为，Cu+和C/+较稳定的是(填离子符号)，原因

是。

(3)乙烘和乙烯分子，它们的。键个数之比为,乙烯分子中C原子杂化轨道类型

为。

答案解析部分

L【答案】B

【解析】【解答】B选项中原子的核外电子没有填充满2P能级，而电子填充到了能量更高的3s能级，与

基态原子核外电子填充的能级顺序不符，原子能量较高，处于激发态。A、C、D三选项中原子的核外电

子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不相容原理及洪特规则，原子处于

基态，故原子处于激发状态的是答案B。

故答案为：Bo

【分析】根据能量最低原则，能量处于最低状态即为基态，其余为激发态。

2.【答案】D

3.【答案】B

4.【答案】B

5.【答案】A

6.【答案】D

【解析】【解答】A.Cr是24号元素，根据洪特规则知,Cr原子的电子排布式为Is22s2P63s23P63d5sL故A

不符合题意；

B.Be原子最外层为s能级，s能级的电子云图为球形故B不符合题意;

C.根据洪特规则知，C原子的电子排布图为甲回⑴.”I，故c不符合题意；

Is2s2p

D.价层电子排布式为2s22P2的原子是C原子，价层电子排布式为3s2P5的原子为Cl原子，这两种原子能

形成CC14,属于共价化合物，故D符合题意；

故答案为：D。

【分析】A.依据能量最低原理，原子处于半充满状态能量比较低;

B.s能级的电子云图为球形，p能级的电子云图为哑铃形；

C.根据洪特规则，电子优先占据不同的轨道且自旋方向相反；

D.非金属元素之间一般形成共价化合物（锈盐除外）。

7.【答案】B

8.【答案】A

【解析】【解答】根据上述分析，X为C元素、Y为N元素、Z为0元素、M为H元素、W为Na元

素。

A.非金属性X(C)<Y(N),故最高价含氧酸酸性：碳酸<硝酸，故A符合题意；

B.C、0均为非金属元素，可形成共价化合物，不能形成离子化合物，故B不符合题意；

C.W为Na,为金属元素，不能形成双原子分子，故C不符合题意；

D.M与W形成的化合物为NaH,含有离子键，故D不符合题意；

故答案为：Ao

【分析】X、Y、Z、M、W为五种短周期元素，Y与M形成的气态化合物质量是相同条件下同体积氢气

的8.5倍，该气体的相对分子质量为8.5x2=17,应为NH3,而X、Y、Z是原子序数依次递增的同周期元

素，只能处于第二周期，故Y为N元素、M为H元素；X与Z可形成常见的XZ或XZ2型分子，则X

为C元素、Z为O元素；W是原子半径最大的短周期元素，则W为Na,据此分析解答。

9.【答案】C

【解析】【解答】A.最外层电子排布为ns】的元素不一定处于周期表IA族，如3dI。4sl是铜，位于IB

族，故A不符合题意；

B.SO2中S的价层电子对数为3,是V形分子，属于极性分子，而SO3中S的价层电子对数为3,是正

三角形的分子，属于非极性分子，故B不符合题意；

C.互为手性异构体的分子如同左右手一样互为镜像，故C符合题意；

D.金属晶体中含有阳离子但无阴离子，故D不符合题意；

故答案为：Co

【分析】A.需要考虑副族元素

B.根据给出的化学式，计算出中心原子的价电子即可判断构型

C.根据手性异构进行判断

D.金属晶体中有阳离子但无阴离子

10.【答案】B

11.【答案】C

12.【答案】D

13.【答案】A

【解析】【解答】A.原子轨道和电子云都是用来描述电子运动状态的，故A符合题意

B.S轨道的形状是球形的，表示电子出现概率大小，而不表示电子运动轨迹，故B不符合题意

C.都是处于p能级，方向不同但是能量相同，故C不符合题意

D.电子云示意图中的小黑点只表示某个电子在这里出现过，不是每一个点就表示一个电子，故D不符合

题意

故答案为：A

【分析】A.考查的是电子运动状态的描述

B.轨道的形状主要表示的是电子出现的概率不是运动状态

C.同一能级能量相同，不同能级的能量不同

D.点表示不是电子，而是出现的概率

14.【答案】D

15.【答案】D

16.【答案】C

17.【答案】B

【解析】【解答】A.原子半径Y<Z,但离子半径，核外电子排布相同的阴阳离子，核电荷数越小，离子

半径越大，Y?-与Z+核外电子排布均是K层2、L层8,排布相同，所以Y2>Z+,不符题意；

B.Y为氧元素、T为硫元素，其气态氢化物分别是H2O和H2S,水分子间因可以形成氢键，所以H2O

沸点大于H2S；作为同族元素，氧元素非金属性强于硫元素，故H2O热稳定性大于H2S,符合题意；

C.T是硫元素、R是碳元素，其最高价氧化物对应水化物分别是H2s04和H2co3,酸性是

H2sO4>H2co3,不符题意；

D.X为氢元素、R为碳元素、Y为氧元素，其组成的化合物可以是H2co3,也可以是有机物乙醇

(C2H5OH)、甲醇、乙醛等，这些化合物的水溶液不一定都显酸性，不符题意；

故答案为：Bo

【分析】短周期元素，每一周期原子半径均是由IA族到VIIA族依次减小(0族原子半径测量方案不同于普

通原子，不考虑)，但随着周期数增加，元素原子外电子层数也随之增加，故原子半径会出现同族元素随

周期数上升而增大。由题图可看出，X元素占一周期，R、Y占一周期，Z、T占一周期。再有R元素最

外层电子数是电子层数的2倍，可以推得R是碳元素；故X是第一周期主族元素氢；Z是第三周期半径

最大元素，故是钠元素；Z与Y能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，故Y是氧元素；最后，Z与T形成

Z2T化合物，所以T是与Z同周期且能形成T2-离子的元素，硫元素，Na2s强碱弱酸盐，溶于水溶液显碱

性。

18.【答案】C

【解析】【解答】A.1S22s22P6是Ne原子处于基态的核外电子排布方式，A不符合题意;

B.ls22s22P63s23P63不。4s2的核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原理、泡利不

相容原理及洪特规则，原子处于基态，B不不符合题意；

C.ls22s22P33sl为激发态，根据能量最低原理，其基态应为Is22s22P4,C符合题意；

D.Is22s22P63s23P63d54sl中4s轨道虽未充满，但由于3d和4s轨道都处于半充满状态，能量也处于较低状

态，是Cr原子处于基态的核外电子排布式，D不符合题意；

故答案为：Co

【分析】激发态是原子吸收一定的能量后，电子被激发到较高能级但尚未电离的状态。

19.【答案】C

20.【答案】D

【解析】【解答】A.原子半径，H<O<N,即X<Z<Y,故A不符合题意；

B.Hg的单质可用热分解法制备，2HgO：2Hg+O2t，故B不符合题意；

C.12易升华，混有NaCl时，可加热分离提纯，故C不符合题意；

D.H、N、O可形成HNO3(共价化合物)，NH4NO3(离子化合物)，故D符合题意；

故答案为：D。

【分析】的单质在常温下为银白色液体，则W为Hg；R单质常温下为紫黑色固体，R为I；Y、Z的

单质是空气的主要成分，再结合图可知Z形成两个共价键，Y形成四个共价键且带一个正电荷，可知

Y为N,Z为O；X、Y的核外电子数之和与Z的原子序数相等，贝！IX为H。

21.【答案】(1)S<O<N

(2)2:1

(3)

(4)-2；+3

(5)P；价层电子排布通式为ns2npi

22.【答案】(1)9；0>P>Ag

(2)3Ag(NH3)J+HPO^+OH+5H2O=6NH3-H2O+Ag3PO4；pH越大，氢氧根离子浓度越大，

+

Na2HPO4=2Na+HPOt,HPOj.•H++P0；,磷酸根浓度越大，加入硝酸银生成Ag3PO,的速率

越快，根据已知ii.一般情况，析晶速率越快，晶粒尺寸越小，故pH较大时，样品A的晶粒小；；AC

(3)1.4xlO-13moVL；10-21;体系中c(H+)由H3P04第一步电离决定，则

+

H3PO4=H++H2PO4_c(H)-c(HPQt)

a2

平衡浓度c0-xxxc(H2PO4)

72123

由图可知，Ka2=10--,Ka3=10-,

ka3.c(HP0j)_Kas'k?_10-123〉IO"?

7.lx10mol/L

c(PO^)c(PO^)-1.4x10

IMMII11^.TiC14+(x+2)H2O=TiO2xH2O+4HCl

23.【答案】(1)d；

3d4s

(2)C

4x91+8x16

8；230

⑶acxNAxlO-

【解析】【解答】(1)22号元素钛位于元素周期表第四周期第IIIB族，属于元素周期表的d区元素;

根据构造原理，可知基态Ti原子核外电子排布式是［Ar］3d24s2,所以Ti原子的价电子的价电子的轨道表

达式为MMIIIR

3d4s

TiCL的水解反应可以制得TiO2-xH2O,TiCL发生水解反应产生TiCh-xHzO、HC1,水解反应的化学方程式

为：TiC14+(x+2)H2O=TiO2-xH2O+4HCl；

(2)A.Cr是24号元素，在任何原子核外不存在运动状态完全相同的电子，则Cr原子核外电子有24种运

动状态，根据构造原理，可知基态Ti原子核外电子排布式是Is22s22P63s23P63d54s］，原子核外有7个能

级，因此24个电子处在7个不同的能级上，A正确；

B.根据构造原理，可知基态Ti原子核外电子排布式是Is22s22P63s23P63d54sL可简写为［Ar］3d54s1有6

个成单电子，所以第四周期元素中未成对电子数最多的元素，B正确；

C.4s电子能量较高，其在原子核外运动时，在比3s电子离核更远的地方运动的几率相对较大，而不能说

总是在比3s电子离核更远的地方运动，C不正确；

D.K、Cr是第四周期元素，由于同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小，原子失去电子就越难，

其电负性就越大，则铭的电负性比钾大，原子对键合电子的吸引力比钾大，D正确；

故答案为：C；

⑶根据图知，每个Z/+与