第一节-原子结构与性质-课时作业(实战演练)(解析版)

第一节原子结构与性质课时作业一、选择题1．（2021·山东高考试题）X、Y为第三周期元素、Y最高正价与最低负价的代数和为6，二者形成的一种化合物能以[XY4]+[XY6]-的形式存在。下列说法错误的是A．原子半径：X>Y B．简单氢化物的还原性：X>YC．同周期元素形成的单质中Y氧化性最强 D．同周期中第一电离能小于X的元素有4种【答案】D【解析】Y位于第三周期，且最高正价与最低负价的代数和为6，则Y是Cl元素，由X、Y形成的阴离子和阳离子知，X与Y容易形成共价键，根据化合物的形式知X是P元素。A项：P与Cl在同一周期，则P半径大，即X>Y，A项不符合题意；B项：两者对应的简单氢化物分别是PH3和HCl，半径是P3->Cl-，所以PH3的失电子能力强，还原性强，即X>Y，B项不符合题意；C项：同周期元素从左往右，金属性减弱，非金属性增强，各元素对应的金属单质还原性减弱，非金属单质的氧化性增强，所以Cl2的氧化性最强，C项不符合题意；D项：同一周期，从左到右，第一电离能呈现增大的趋势，第VA族元素的第一电离能大于相邻元素的第一电离能；所以第三周期第一电离能从小到大依次为Na、Al、Mg、Si、S、P、Cl，所以有5种，D项符合题意；故选D。2．（2022届高三下学期4月高考山东化学三模适应性训练二）下列四种元素中，其单质还原性最强的是（）。A．基态原子最外电子层排布为2s22p5的元素B．基态原子最外电子层排布为3s1的元素C．原子核外电子数最少的元素D．第二周期中基态原子含有未成对电子最多的元素【答案】B【解析】A项：基态原子最外电子层排布为2s22p5的元素，则为Cl，单质氧化性较强，故A错误；B项：基态原子最外电子层排布为3s1的元素，则为Na，单质还原性最强，故B正确；C项：原子核外电子数最少的元素，则为H，单质还原性较强，但比Na弱，故C错误；D项：第二周期中基态原子含有未成对电子最多的元素，则为N，单质氧化性较弱，故D错误。3．（山东省百所名校2022届高三下学期4月份联考）原子模型是由人们对物质世界微观结构的认识而建立的。从电子层模型分析，基态Cr原子的M层核外电子的运动状态有（）。A．8种B．13种C．14种D．18种【答案】B【解析】本题主要考查原子结构的基本知识，侧重考查学生对基础知识的认知能力。原子核外电子的运动状态都不相同，即一个电子就是一种运动状态，Cr为24号元素，基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，核外M层有13个电子（即有13种运动状态），B项符合题意。4.（2021年湖北省普通高中学业水平选择性考试）金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是A.Na-的半径比F-的大 B.Na-的还原性比Na的强C.Na-的第一电离能比H-的大 D.该事实说明Na也可表现出非金属性【答案】C【解析】A项：核外有3个电子层、核外有2个电子层，故的半径比的大，A项正确；B项：的半径比Na的大，中原子核对最外层电子的引力小，易失电子，故的还原性比Na的强，B项正确；C项：的1s上有2个电子，为全充满稳定结构，不易失去电子，故的第一电离能比的小，C项错误；D项：该事实说明Na可以形成，得电子表现出非金属性，D项正确。故选C。5．（海南省2022年1月普通高中学业水平等级考试模拟）X、Y是同周期的两种主族元素，他们的逐级电离能（I）数据如下表所示：电离能（kJ/mol）I1I2I3I4I5……X49645626912954313353……Y738145177331054013630……下列有关说法正确的是（）。A．电负性：Y＜XB．与水反应剧烈程度：X＜YC．X的最外层电子数为1D．Y的最高化合价为+3【答案】C【解析】A项：由X的I2电离能突然增大，说明X的最外层有1个电子，Y的I3电离能突然增大，说明Y的最外层有2个电子；因X、Y同周期，可推断Y在X的右侧。A选项错误，B项：同周期元素从左到右，元素的电负性逐渐增强，电负性Y＞X；B选项错误，C项：X的金属性强于Y，与水反应的剧烈程度X＞Y；C选项正确，D项：X的I2电离能突然增大，说明X的最外层电子电子数为1；D选项错误，Y的I3电离能突然增大，说明Y的最外层有2个电子，最高化合价为+2。6．（四川蓉城名校联盟2021～2022学年高三下学期期中联考）元素周期表完美的将元素的结构、位置与性质结合在一起，根据元素的原子序数就能推断出该元素在周期表中的位置，进而推断出该元素原子的结构和性质。下列关于33号元素的说法正确的是（）。A．该元素位于d区B．该元素为金属元素C．该元素位于第四周期、IIIA族D．该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3【答案】D【解析】A项：33号元素，根据原子序数＝质子数＝原子核外电子数，则该元素核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。根据分析，该元素最后填入的电子在p层，该元素位于p区，故A错误；B项：一般情况下，金属元素最外层电子数少于4，该元素最外层5个电子，为非金属元素，故B错误；C项：根据分析，价层电子排布为4s24p3，共有四层电子，最外层有5个电子，该元素位于第四周期第ⅤA族，故C错误；D项：根据分析，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，故D正确。7．（天津宝坻区2021－2022高三上学期期中）下列有关表述正确的是（）。A．可表示单核10电子粒子基态时的电子排布B．错误，违背了泡利不相容原理C．表示基态N原子的价电子排布D．表示处于激发态B原子的电子排布【答案】A【解析】A项：图中共有10个电子，且为Ne原子的基态时电子排布，因而可表示单核10电子粒子基态时的电子排布，A项正确；B项：泡利不相容原理是指一个原子轨道最多容纳2个电子，而且自旋方向相反，图中各轨道并不违背，B项错误；C项：N原子价电子为2s22p3，不能表示基态N原子的价电子排布，C项错误；D项：表示处于基态B原子的电子排布，D项错误。8．（天津市宝坻区2022届高三上学期末）下列有关微粒性质的排列顺序中，错误的是（）。A．元素的电负性：P＜O＜FB．元素的第一电离能：C＜N＜OC．离子半径：O2－＞Na+＞Mg2+D．原子的未成对电子数：Mn＞Si＞Cl【答案】B【解析】A项：得电子能力越强，电负性越大，得电子能力P＜O＜F，所以元素的电负性P＜O＜F，故A正确；B项：C的电子排布式为1s22s22p2；N的电子排布式为1s22s22p3，p轨道处于半充满状态；O的电子排布式为1s22s22p4，第一电离能应该是N的最大，故B错误；C项：这些离子是电子层一样多的微粒，根据核电荷数越多半径越小，则离子半径：O2－＞Na+＞Mg2+，故C正确；D项：Mn、Si、Cl原子的未成对电子数分别为5、2、1，即原子的未成对电子数：Mn＞Si＞Cl，故D正确。9.（2021年湖北省高考试题）下列有关N、P及其化合物的说法错误的是A.N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大B.N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高C.NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大D.HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低【答案】A【解析】A项：P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大，A项错误；B项：N与N的键比P与P的强，故的稳定性比的高，B项正确；C项：N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，C项正确；D项：相对分子质量：HNO3<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D项正确；故选A。10．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是（）。A．电负性：③＞②＞①B．第一电离能：③＞②＞①C．原子半径：③＞②＞①D．最高正化合价：③＞②＞①【答案】B【解析】由核外电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4为S元素，②1s22s22p63s23p3为P元素，③1s22s22p5为F元素。A项：同周期元素从左到右，非金属性依次增强，电负性依次增大，同主族元素从上到下，非金属性减弱，电负性减小，则电负性的大小顺序为F＞S＞P，故A错误；B项：同周期元素从左到右，第一电离能有增大的趋势，但P元素原子3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，第一电离能Cl＞P＞S；同主族元素自上而下，第一电离能依次减弱，第一电离能F＞Cl，则第一电离能F＞P＞S，故B正确；C项：同周期元素从左到右，原子半径依次增大，同主族元素从上到下，原子半径依次增大，则原子半径P＞S＞F，故C错误；D项：S元素最高正化合价为+6，P元素最高正化合价为+5，F没有正化合价，故D错误。11．（山东中学联盟2022届12月高三大联考）现有不同状态的铜、锌中，失去1个电子需要的能量最大的是（）。A．锌［Ar］3d104s2B．锌［Ar］3d104s1C．铜［Ar］3d104s1D．铜［Ar］3d10【答案】D【解析】满层或者半满层电子结构较为稳定，难以失去电子，所以失去一个电子所需能量最大的为［Ar］3d10。12．（2022年新高考联合质量测评12月联考）近年来连续出现的铊中毒事件，给各科研单位及学校危险药品的管理敲响了警钟。铊的相关信息卡片如图所示，下列说法正确的是（）。A．铊与铝性质相似，都具有两性B．其电子排布式：［Xe］6s26p1C．铊有两种稳定同位素203Tl和205Tl，其丰度比为7∶3D．铊在元素周期表中位于第6周期第IIIA族【答案】D【解析】A项：处于金属和非金属分界线处或对角线位置的元素可能具有两性，A选项错误；B项：铊为81号元素，价电子排布式为6s26p1，81－3＝78，而Xe的原子序数为54，B选项错误；C项：铊的平均相对原子质量为204.4，假设203Tl的丰度为x，则205Tl的丰度为1－x，所以204.4＝203x+205（1－x），解得x＝0.3，其比为0.3∶（1－0.3）＝3∶7，C选项错误；D项：根据铊价电子排布式6s26p1，其最外层有3个电子，在元素周期表中位于第6周期第IIIA族，D选项正确。13．（2020·天津高考试题）短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是元素XYZW最高价氧化物的水化物H3ZO4溶液对应的pH(25℃)1.0013.001.570.70A．元素电负性：Z<W B．简单离子半径：W<YC．元素第一电离能：Z<W D．简单氢化物的沸点：X<Z【答案】A【解析】四种短周期元素，均可以形成最高价氧化物对应的水化物。有H3ZO4可知，该酸为弱酸，则Z为P元素；0.1mol∙L−1W的最高价氧化物对应的水化物的pH为0.70，说明该物质为多元强酸，为硫酸，则W为S元素；0.1mol∙L−1Y的最高价氧化物对应的水化物的pH为13.00，说明该物质为一元强碱，为氢氧化钠，则Y为Na元素；0.1mol∙L−1X的最高价氧化物对应的水化物的pH为1.00，说明该物质为一元强酸，为硝酸，则Y为N元素。A项：同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，胡A正确；B项：电子层数越多离子半径越大，Na+有两个电子层而S2−有三个电子层，因此S2−的离子半径较大，故B错误；C项：同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误；D项：相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误；综上所述，答案为A。14．（武汉市2022届高中毕业生六月模拟）Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+，下列说法合理的是（）。A．Mn3+的价电子构型为3d4，不属于较稳定的电子构型B．根据Mn2+的电子构型可知，Mn4+中不含成对电子C．Mn2+易被氧化，可能是因为Mn2+轨道内有大量自旋方向相同的电子D．Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型，所以它们的化学性质相似【答案】A【解析】A项：Mn3+在水溶液中容易歧化为MnO2和Mn2+，说明Mn3+不稳定，Mn3+容易变成电子半充满的稳定的价电子构型为3d5的Mn2+，3d4则属于不稳定的电子构型，故A正确；B项：Mn4+中价电子层不含成对电子，但是内层中含有成对电子，故B错误；C项：Mn2+内有大量自旋方向相同的电子，这些电子自旋方向相同，能够使原子的能量最低，而Mn2+易被氧化，显然与Mn2+内含有大量自旋方向相同的电子无关，故C错误；D项：Mn2+与Fe3+具有相同的价电子构型，微粒的化学性质不仅与价电子构型有关，也和微粒的电荷数、微粒半径、原子序数有关，因此它们的化学性质不相似，Mn2+具有强的还原性，而Fe3+具有较强的氧化性，故D错误二、主观题15．（吉林省梅河口市2022届高三4月模拟）第四周期过渡元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题：（1）基态Cr原子的价层电子排布式为________________。（2）过渡金属单质及化合物是有机合成反应的重要催化剂。例如：①苯甲醇分子中C原子的杂化类型是_____________。②苯甲醇、苯甲醛的沸点依次为205.7℃、179℃，造成二者沸点差异的主要原因是___________。（3）多数过渡金属的配离子在水溶液中有颜色，其显色与配合物分裂能有关。定义1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能，用△表示，中心离子电荷数越大，中心与配体距离越近，则作用越强，△越大。分裂能（△）：Co（H2O）62+_____（填“＞”“＜”或“＝”）Co（H2O）+，理由是_________________________________________。（4）铜晶体和镍晶体的晶胞均为面心立方最密堆积，配位数为_______。（5）钨与碳组成一种特殊材料，其晶体的晶胞如图1所示，它的化学式为___，它的熔点为2870℃、硬度类似金刚石，预测它的晶体类型是_______。（6）钪晶体的晶胞如图2所示，已知钪晶胞底边边长为apm，高为bpm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则钪晶体的密度为______________g/cm3（只列出计算式）。【答案】（1）3d54s1（2）①sp2、sp3②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力（3）＞；Co（H2O）62+所带正电荷较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强（4）12（5）WC；共价晶体（6）1030【解析】（1）Cr为24号元素，根据构造原理和洪特规则可知，基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1；（2）①苯甲醇中碳原子均没有孤对电子，苯环上碳原子形成3个σ键，侧链中碳原子形成4个σ键，则碳原子杂化方式分别为sp2、sp3；②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力，氢键比范德华力更强，故苯甲醇的沸点更高；（3）Co（H2O）62+带2个单位的正电荷，而Co（H2O）+带1个单位的正电荷，前者所带正电荷较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强，故△［Co（H2O）62+］＞△［Co（H2O）+］；（4）采用面心立方最密堆积的金属晶体的配位数为12；（5）六棱柱中含6个C原子，12个钨原子位于顶点，2个钨原子位于面心，1个钨原子位于中心，6个钨原子位于棱心，故1个晶胞中含钨原子数为12×+2×+6×+1＝6，故该晶体的化学式为WC；它的熔点为2870℃，硬度类似金刚石，故预测该特殊材料属于共价晶体；（6）钪晶胞的1个底面由6个正三角形构成，每个正三角形的高h＝pm，晶胞底面积S＝pm×apm×6×＝pm2，则晶胞体积V＝pm2×bpm＝pm3＝×10－30cm3，一个晶胞中含钪原子个数为12×+2×+3＝6，则钪晶体密度＝＝＝1030g/cm3。16．（武汉华中师范大学附中2022年高三上学期期中）镁及其化合物在制药、材料及航空等行业中用途广泛，请回答下列问题：（1）下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是________（填字母，下同），能量最低的是________。A．1s22s22p43s13px13py13pz1B．1s22s22p33s23px13py13pz1C．1s22s22p63s13px1D．1s22s22p63s2（2）氧化镁是一种传统的耐火材料，熔点为2852℃，其熔融物中有自由移动的Mg2+和O2－，上述两种离子半径的大小关系为___________。（3）叶绿素是自然界中常见的含镁有机化合物，其结构示意图如下所示：由叶绿素分子的结构可知，其中有sp2、sp3两种杂化方式的原子有_______，分子中存在________（填字母）。a．配位键b．键c．非极性键d．氢键e．极性键（4）已知MgO与部分卤化钠的晶格能及离子间距如下表所示：化合物MgONaINaBrNaCl晶格能（kJ/mol）3890686736787离子间距/pm205311290276通过玻恩－哈伯循环计算MgO晶格能的过程如下图所示（能量数据单位均为kJ/mol）。晶格能的大小与_______有关，Mg的第一电离能为__