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1课时跟踪检测(三十六)原子结构与性质1．(2014·太湖高级中学模拟)下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()x原子y原子A1s21s22s2BM层上有两个电子N层上有两个电子C2p能级上有一个未成对电子3p能级上有一个未成对电子DL层2p能级上只有一个空轨道M层3p能级上只有一个空轨道2．(2014·武进高级中学模拟)已知X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，下列说法错误的是()A.最高价含氧酸的酸性：X对应的酸性弱于Y对应的B．第一电离能可能Y小于XC.X与Y形成化合物时，X可以显负价，Y显正价D．气态氢化物的稳定性：HmY小于HmX3．(2014·通州中学模拟)若某基态原子的外围电子排布为3d34s2，则下列说法正确的是()A．该元素基态原子中共有13个电子B．该元素原子核外有5个电子层C．该元素原子最外层共有5个电子D．该元素原子L能层共有8个电子4．(2014·阜宁中学模拟)下列各选项所述的两个量，前者一定大于后者的是()①3d轨道的能量和4s轨道的能量；②同一电子层中第一个p轨道与第二个p轨道的能量；③2s和3s的轨道半径；④同一原子的基态和激发态具有的能量；⑤F元素和O元素的电负性；⑥Mg元素和Al元素的第一电离能；⑦H原子和H＋离子的半径A．①⑤⑥⑦B．②③⑤C．②④⑦D．全对5．(2014·盱眙中学模拟)现有①、②、③三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是()A．第一电离能：③②①B．原子半径：③①②C．电负性：③②①D．最高正化合价：③②①26．(2014·盐城中学模拟)原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，原子序数均小于36。已知X、Y和Z为第三周期元素，其原子的第一至第四电离能如下表：电离能/kJ·mol－1I1I2I3I4X496456269129543Y7381451773310540Z5781817274511578(1)X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为________(用元素符号表示)，元素Y的第一电离能大于Z的原因是________。(2)W元素应用广泛，是一种重要的生物金属元素，如人体内W元素的含量偏低，则会影响O2在体内的正常运输。已知W2＋与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀，当加入过量KCN溶液时沉淀溶解，生成配合物，其配离子结构如图所示。①W元素基态原子价电子排布式为________。②已知CN－与________分子互为等电子体，1molCN－中π键数目为________。③上述沉淀溶解过程的化学方程式为________________________________________________________________________________________________________________。7．(2014·无锡期末模拟)镓(Ga)、锗(Ge)、砷(As)、硒(Se)均为第四周期的元素，它们在高科技尖端科学特别是信息领域有着广泛的用途。已知砷化镓的晶胞结构如下图。试回答下列问题：(1)下列说法不正确的是(选填序号)________。A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同B．第一电离能：SeAsGeGaC．镓、锗、砷、硒都属于p区元素D．半导体GaP、SiC与砷化镓为等电子体(2)砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3反应制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为________，AsH3空间形状为________。(3)Ge的核外电子排布式为________，H2Se中硒原子的杂化方式为________。(4)AsH3沸点比NH3低，其原因是：________。8．(2014·苏北四市高三质量检测)铁是地壳中含量较丰富的元素，仅次于氧、硅、铝元3素，其单质及合金是在生产生活中应用广泛的金属材料。化学上常用KSCN溶液等来检验溶液中是否存在Fe3＋。(1)Fe3＋离子基态的电子排布式可表示为_______________________________________。(2)一种铁晶体的晶胞属于体心立方堆积，则该晶胞中所包括的铁原子的个数是________。(3)C、N两种元素的简单气态氢化物的热稳定性由强到弱的顺序为________(填化学式)。(4)C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(填元素符号)。(5)离子化合物Fe2O3的熔点高于KCl的熔点的原因是________。(6)据报道：由Q、X、Z三种元素形成的一种晶体具有超导性，其晶体结构如图所示。晶体中距每个X原子周围距离最近的Q的原子的个数是________________________________________________________________________。9．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能级为半充满，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________________________________。10．(2014·苏锡常镇徐连六市高三模拟)CaC2可用于固氮：CaC2＋N2======1100℃CaCN2＋C，CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3。(1)写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：________________________________________________________________________。(2)C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序是________。(3)NH3中N原子的杂化方式为________；根据价层电子对互斥理论推测CO2－3的空间构型为________。(4)CaCN2中阴离子为CN2－2，与CN2－2互为等电子体的分子有________(填写一种化学式即可)；写出CaCN2水解反应的化学方程式________________________________________。答案41．选DD项，x原子为C，y原子为Si，性质应相似，正确。2．选A同周期，电负性大的在右面，则X对应的最高价含氧酸酸性大于Y，A项错；电离能从左至右有增大趋势；化合物中非金属性强的显负价；电负性大的元素，形成的氢化物稳定。3．选D该原子基态的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d34s2，可以看出最外层为4s能级，即核外有4个电子层，B项错；根据能量最低原理知，第2层(即L层)已经排满，2s和2p最多容纳8个电子，D项正确。由电子排布式可以算出其核外一共有23个电子，A项错误；要注意外围电子不能错误理解成最外层电子，此原子的最外层仅为4s2上的2个电子，C项错误。4．选A①中3d4s；②中同一电子层中p轨道能量相同；③同一能级，随着电子层数增大，轨道半径增大；④同一原子基态能量低于激发态；⑤同一周期，从左至右，电负性增大，故FO；⑥Mg由于具有全满的电子层结构，故第一电离能大于相邻的铝；⑦H＋实为一个裸露的质子，没有电子层，故半径小。5．选A由基态原子的电子排布式可知①、②、③分别为S、P、N。P原子由于3p轨道处于半充满的稳定状态，故其第一电离能大于S，因此三者第一电离能大小关系为NPS；原子半径P最大；电负性：NSP；S的最高正化合价最高，为＋6，N、P为＋5。6．解析：(1)从X、Y和Z的逐级电离能数据变化来看，X、Y及Z的最外层电子数分别为1,2和3，它们均为第三周期元素，则分别为Na、Mg和Al。同周期元素，从左至右，电负性逐渐增大。Mg的价电子为3s2，s轨道中的电子为全满的稳定结构，故难失电子，所以第一电离能比相邻的Al大。(2)由题意知，W为26号铁元素。等电子体的原子数相等，且价电子数相等，所以CN－与N2互为等电子体。等电子体的结构相似，N2中为N≡N，所以CN－中也为碳氮叁键，其中有两个π键。由图示知，1个Fe2＋可以与6个CN－形成配合物。答案：(1)Al＞Mg＞NaY原子的最外层2s能级电子排布处于全满，依据洪特规则特例为较为稳定结构(2)①3d64s2②N22mol(或2NA或2×6.02×1023)③Fe(CN)2＋4KCN===K4[Fe(CN)6]7．解析：(1)B项As和Se分别位于ⅤA、ⅥA族，第一电离能AsSe，错误。(2)AsH3与NH3相似，为三角锥形。(3)Ge为主族元素，3d10不能遗漏。H2Se与水相似，所以Se为sp3杂化。答案：(1)AB(2)(CH3)3Ga＋AsH3――→700℃GaAs＋3CH4三角锥形(3)1s22s22p63s23p63d104s24p2sp3(4)NH3分子间能形成氢键，而As电负性小，半径大，分5子间不能形成氢键8．解析：(1)Fe为26号元素，核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去3个电子时，先失去4s上面的2个电子，再失去3d上的一个电子，则Fe3＋的核外电子排布式为[Ar]3d5。(2)体心立方晶胞中，粒子位于8个顶点以及体心，所以晶胞中含有的原子个数为8×1/8＋1＝2。(3)N的非金属性强于C，故稳定性NH3CH4。(4)N的2p能级为半满状态，故第一电离能比相邻的元素大：NOC。(5)离子晶体的熔点高低取决于晶格能的大小。(6)从晶胞图看，黑圆球位于面心，为两个晶胞所共有，与它最近的Q有两个(位于两个晶胞中的体心)。答案：(1)1s22s22p63s23p63d5(2)2(3)NH3＞CH4(4)N＞O＞C(5)Fe2O3的晶格能大于KCl的晶格能(6)29．解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，该原子核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号Cl元素，C为19号K元素。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即为26号Fe元素。(4)根据题意，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号Cu元素。答案：(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s110．解析：(1)符合条件的原子3d和4s全部排满。(2)同一周期的主族元素：原子序数越大，第一电离能越大(ⅡA和ⅢA、ⅤA和ⅥA因s轨道全满和p轨道半满结构出现反常)。(3)NH3分子中N原子的杂化数是4，所以采取sp3杂化；CO2－3离子中C原子的杂化数是(4＋2)/2＝3，sp2杂化，CO2－3为平面正三角形。(4)等电子体的寻找方法是利用同主族元素原子替换或相邻元素替换的方法，如CO2；CaCN2(氰氨化钙)和水反应可生成NH3，再由化合价可推知C元素化合价为＋4价，所以另一种产物是CaCO3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2(2)CON(3)sp3平面正三角形(4)CO2、N2OCaCN2＋3H2O===CaCO3＋2NH3↑6