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《原子结构与元素的性质》高效课时作业一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．元素“氦、铷、铯”等是用下列哪种科学方法发现的()A．红外光谱B．质谱C．原子光谱D．核磁共振谱解析：不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱，氦、铷、铯都是通过原子光谱发现的。答案：CA．能量最低原理B．泡利不相容原理C．原子轨道能级图D．洪特规则解析：根据洪特规则，电子优先进入平行轨道，选择使体系能量最低。答案：D3．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是()A．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子B．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子C．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子D．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子解析：p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据电子排布的泡利原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子和4个电子时，p轨道上有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族，也可能是ⅥA族，故A不符合题意；p轨道上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，所以不管哪个能层都一样，最外层4个电子，属于ⅣA族，故B符合题意；最外层电子排布为1s2的原子是He，最外层电子排布为2s22p6的原子是Ne，二者属于O族，故C不符合题意；最外层为2s2的原子是Be，一个是O族，一个ⅡA族，故D也是错误的。答案：B4．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的为()A．1s22s22p63s1B．1s22s22p63s23p64s1C．1s22s22p63s2D．1s22s22p63s23p64s2解析：根据电子排布式可知A为Na，B为K，C为Mg，D为Ca，显然K半径最大。答案：B5．下列各组元素中，按原子半径依次减小，元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是()A．K、Na、LiB．A1、Mg、NaC．N、O、CD．Cl、P、S解析：本题考查了原子半径和元素第一电离能的变化规律，同周期中从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能逐渐增大，但在ⅡA和ⅤA出现两处反常现象；同主族中从上到下，原子半径逐渐增大，第一电离能逐渐减小。B选项中原子半径逐渐增大，D选项中第一电离能逐渐减小，C选项中第一电离能也是逐渐减小的。答案：A6．按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层数，其中，最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个)。1999年已发现了核电荷数为118的元素，其原子核外电子层排布是()A．2,8,18,32,32,18,8B．2,8,18,32,50,8C．2,8,18,32,18,8D．2,8,18,32,50,18,8解析：根据最外层电子数不超过8，次外层电子数不超过18排除B项，C、D两项的核电荷数不是118。答案：A7．下列基态原子的核外电子排布式错误的是()A．Ti：1s22s22p63s23p63d24s2B．Ni：1s22s22p63s23p63d84s2C．Mn：1s22s22p63s23p63d54s2D．Cu：1s22s22p63s23p63d94s2解析：轨道在全充满时更稳定，D中正确的是1s22s22p63s23p63d104s1。答案：D8．下列比较正确的是()A．第一电离能：I1(P)I1(S)B．离子半径：r(Al3＋)r(O2－)C．能量：E(4s)E(3d)D．电负性：K原子Na原子解析：同周期第一电离能ⅤA族元素大于ⅥA族元素，A正确。具有相同电子层结构的离子半径，原子序数越大半径越小，B不正确。能量E(4s)E(3d)，C不正确。同主族元素，自上而下电负性减小，D不正确。答案：A9．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低，若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是()A．E(3s)E(2s)E(1s)B．E(3s)E(3p)E(3d)C．E(4f)E(4s)E(3d)D．E(5s)E(4s)E(4f)解析：形状相同的原子轨道，电子层数越高能量越大，同一电子层中能量顺序是nfndnpns，根据能级交错现象，3d轨道的能量高于4s,4f轨道的能量高于5s。答案：A10．X、Y、Z是3种短周期元素，其中X、Y位于同一主族，Y、Z处于同一周期。X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍。Z原子的核外电子数比Y原子少1。下列说法正确的是()A．元素非金属性由弱到强的顺序为ZYXB．Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H3YO4C．3种元素的气态氢化物中，Z的气态氢化物最稳定D．原子半径由大到小的顺序为ZYX解析：X原子的最外层电子数是其电子层数的3倍，可推出X是氧元素，则Y是硫元素，Z原子的核外电子数比Y原子少1，可知Z为磷元素，非金属性OSP，Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式可表示为H2SO4,3种元素的气态氢化物中，最稳定的是H2O，原子半径由大到小的顺序为PSO。答案：AD二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(14分)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________；(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________；(3)D元素的正三价离子的3d亚层为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。解析：(1)A元素基态原子的次外层有2个电子，可推知次外层为K层，最外层为L层有3个未成对电子，可推知应在2p轨道，因此还必须有2个2s电子，得核外电子排布为1s22s22p3，因此A元素应为氮元素。(2)氩核外电子排布为1s22s22p63s23p6，由题意推知B元素核外电子排布为1s22s22p63s23p5，为氯元素，C元素核外电子排布为1s22s22p63s23p54s1，为钾元素。(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，则D原子应为3d64s2，为26号元素铁，铁基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，则E原子就应为3d104s1即29号铜元素，铜基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。答案：(1)N(2)C1K(3)Fels22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s112．(10分)已知元素周期表共有18纵行，如图实线表示元素周期表的边线。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：s区、p区、d区、ds区等。(1)请在图中用实线划出s区、p区、d区、ds区的边界线，并用阴影表示出d区。(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)请利用电子排布的知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：______________________________。解析：本题从深层次上考察了元素周期表的结构。依据构造原理最后填入的电子的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于24号元素，其核外价电子排布应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低，而29号元素正是因为这一点而排成3d104s1，而不是3d94s2，故29、30号元素所在纵行归为ds区。所以该同学认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的。答案：(1)(3)如图(2)ds(4)Fe价电子排布式为3d64s2，Fe2＋为3d6，Fe3＋为3d5。依据能量相同的轨道处于全充满和半充满以及全空时能量最低的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe2＋不如Fe3＋稳定。13．(12分)第一电离能I1是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。请回答以下问题：(1)认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na——Ar之间六种元素用短线连接起来，构成完整的图象。(2)从上图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是______________________；(3)上图中5号元素在周期表中的位置是________、______________；(4)上图中4、5、6三种元素的气态氢化物的化学式分别为____________________________。答案：(1)如图(2)从上到下依次减小(3)第3周期，ⅤA族(4)H2S、PH3、HCl14．(14分)(2010年安徽理综)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等Y常温常压下，Y单质是淡黄色固体，常在火山口附近沉积ZZ和Y同周期，Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63，中子数为34(1)Y位于元素周期表第________周期第________族，Y和Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性较强的是________(写化学式)。(2)XY2是一种常用的溶剂，XY2的分子中存在________个σ键。在H—Y、H—Z两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。(3)W的基态原子核外电子排布式是____________。W2Y在空气中煅烧生成W2O的化学方程式是__________________。(4)处理含XO、YO2烟道气污染的一种方法，是将其在催化剂作用下转化为单质Y。已知：XO(g)＋12O2(g)===XO2(g)；ΔH＝－283.0kJ·mol－1Y(s)＋O2(g)===YO2(g)；ΔH＝－296.0kJ·mol－1此反应的热化学方程式是________________________________________________________________________。解析：本题主要考查元素的位、构、性知识，意在考查考生的分析推理能力。X的核外电子排布式为1s22s22p2，是C元素；Y是S元素；Z是Cl元素；W的原子序数为63－34＝29，是Cu元素。(1)Cl的非金属性比S的非金属性强，所以HClO4的酸性比H2SO4的酸性强。(2)CS2分子中有2个双键，双键中有一个键是σ键，一个键是π键。Cl的电负性比S的电负性强，所以H—Cl键的极性比H—S键的极性强；S的原子半径比Cl的原子半径大，所以H—S键的键长比H—Cl键的键长长。(3)Cu元素原子的3d轨道处于全满状态。Cu2S煅烧时生成SO2，不是SO3。(4)将已知反应的前一个方程式乘以2，再减去后一个方程式得：2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(s)；ΔH＝－270.0kJ·mol－1。答案：(1)三ⅥAHClO4(2)2H—ClH—S(3)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)2Cu2S＋3O2=====高温2Cu2O＋2SO2(4)2CO(g)＋SO2(g)===2CO2(g)＋S(g)；ΔH＝－270.0kJ·mol－1