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高考作业(三十七)原子结构与性质1．(2019·长春月考)下表为元素周期表前三周期的一部分：(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较_________________＞______________(填化学式)，原因是_________________________________________________________________________________________________________________。NH3PH3氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)(2)X的基态原子的电子排布图是________(填序号)，①②另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填选项字母)。A．能量最低原理B．泡利原理C．洪特规则②C(3)以上五种元素中，________(填元素符号)元素第一电离能最大。(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10)，反应如图所示，该反应的化学方程式是______________________。Ne2NH3＋3F2===6HF＋N2解析根据元素周期表的结构可知X为N，Z为F，R为Ne，W为P，Y为S。(1)X、W的氢化物为NH3和PH3，非金属性越强气态氢化物越稳定。(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，因此氮元素的基态原子的电子排布图为。(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定，失去电子所需能量越高，在所给五种元素中，氖元素最外层已达8电子的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多，即第一电离能最大。(4)根据题给图示可知E为NH3，G为F2，L为HF，M为N2，应是2NH3＋3F2===6HF＋N2。【拓展延伸】本部分高考考查的视角主要有：①电子排布式、价层电子排布式、价层电子排布图；②基态原子电子云形状(主要考查球形和哑铃形)；③不同运动状态、能级、能层、轨道数等；④第一电离能、电负性大小比较。2．(2019·衡水月考)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂BB与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C在空气中含量第二，在地壳中含量第一D海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填写：(1)A原子的核外电子排布式为______________。(2)B元素在周期表中的位置是____________________；离子半径：B________A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的电子排布图是______________________，其原子核外有______个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。1s22s22p63s1第三周期第ⅢA族小于22p哑铃(4)D原子的电子排布式为______________________________，D－的结构示意图是______________________。(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________________________________________。与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为__________________________________________。1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O解析根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为O，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)＜r(Na＋)。(3)C为O，其电子排布图为，其中有2个未成对电子，能量最高的为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)Al(OH)3与NaOH和盐酸反应的化学方程式分别为Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。3．铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答：(1)已知高温下CuO―→Cu2O＋O2，从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看，能生成Cu2O的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10，后者3d轨道处于稳定的全充满状态而前者不是(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为Se________Si(填“”或“”)。与Si同周期部分元素的电离能如图所示，其中a、b和c分别代表________(填选项字母)。A．a为I1、b为I2、c为I3B．a为I2、b为I3、c为I1C．a为I3、b为I2、c为I1D．a为I1、b为I3、c为I2B解析(1)CuO中铜的价层电子排布为3d9，Cu2O中铜的价层电子排布为3d10,3d10为稳定结构，所以在高温时能生成Cu2O。(2)若“Si—H”中共用电子对偏向氢原子，说明硅显正价，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，硒的氢化物中硒显负价，所以硒与硅的电负性相对大小为SeSi；在第三周期元素中，钠原子失去1个电子后，就已经达到稳定结构，所以钠的第二电离能最大；镁原子最外层为2个电子，失去2个电子后为稳定结构，所以镁的第二电离能较小；铝原子最外层有3个电子，失去2个电子后还未达稳定结构，而铝的金属性比镁弱，所以第二电离能比镁略高；硅原子最外层的3p轨道有2个电子，全部失去后，留下的3s轨道上有2个电子，相对较稳定，所以硅的第二电离能比铝要低；磷、硫非金属性逐渐增大，第二电离能也增大，由于硫失去1个电子后，3p轨道上是3个电子，是较稳定结构，所以硫的第二电离能要高于氯；综上分析，a代表第二电离能I2、b代表第三电离能I3、c代表第一电离能I1。4．自然界中存在的碘的稳定性核素是碘－127(12753I)，另外还存在人工放射性核素碘－131(13153I)。碘－131一旦被人体吸入，可能会引发甲状腺疾病。请回答下列问题：(1)下列有关这两种核素的说法不正确的是________(填选项字母)。A.13153I和12753I的价电子排布式相同B.13153I和12753I的电负性相等C.13153I原子的核外电子排布式中只有1个能级未充满电子D．I的第一电离能大于Cl的D(2)核电站为防止发生核辐射事故，通常用含有铅的水泥做成屏蔽罩，内衬钢板，反应的压力容器用铁、铜、锰等具有反辐射的合金材料制成。①水泥中通常含有碳、氧、硅、铝等元素，则四种元素中3p能级上存在电子的是________(填元素符号)。②写出二价铜离子的电子排布式：___________________________。③铅的核电荷数为82，位于周期表中________区。④锰原子核外电子共有25种不同的运动状态，则锰原子核外电子排布图为______________________________________________________，锰原子中能量最低的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。Al、Si1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9p球1s解析(1)13153I和12753I的价电子排布式都是5s25p5，A项正确；13153I和12753I的电子排布完全相同，得失电子能力也相同，二者的电负性相等，B项正确；13153I原子的核外电子排布式中只有5p上未充满电子，C项正确；Cl、I处于同主族，I的第一电离能小于Cl的，D项错误。(2)①C、O、Si、Al原子中，C、O原子只有2个电子层，3p能级上不存在电子，Si、Al有3个电子层，3p能级上存在电子。②Cu的核电荷数为29，根据核外电子排布书写规律和方法可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，当Cu原子失去4s1上的1个电子和3d10上的1个电子时形成Cu2＋，故Cu2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。③铅的核电荷数为82，C、Pb处于同主族，Pb位于第六周期ⅣA族，故其价电子排布式为6s26p2，为p区元素。④锰原子核外电子共有25种不同的运动状态，其核电荷数为25，核外有25个电子。根据核外电子排布图的含义及电子排布式的书写原则可得其原子核外电子排布图为能量最低的为1s轨道上的电子，其轨道呈球形。5．(2019·山东青岛月考)有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们的原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们的原子最外层的p能级电子数均是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是________，B是__________，C是__________，D是__________，E是____________________。(2)由这五种元素组成的一种化合物是____________________(填化学式)。写出该物质的一种主要用途：____________。HOAlSK(写元素名称也可)KAl(SO4)2·12H2O作净水剂(3)写出C元素基态原子的电子排布式：______________。(4)用电子排布图表示D元素原子的价电子排布为__________________________。(5)元素B与D的电负性的大小关系是B________D，C与E的第一电离能的大小关系是C__________E(均填“＞”“＜”或“＝”)。1s22s22p63s23p1＞＞解析A、B、C、D、E5种元素核电荷数都小于20，故都为主族元素，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢元素；B、D为同一族其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其原子最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B的核电荷数小于D的，则B为氧元素，D为硫元素，E为钾元素；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝元素。同主族元素自上而下电负性、第一电离能(第ⅡA族和第ⅤA族元素除外)逐渐减小，故B(氧)的电负性大于D(硫)的，E(钾)的第一电离能小于钠的，又同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，故钠的第一电离能小于C(铝)的，即第一电离能Al＞K。6．已知元素周期表中共有18纵行，如图实线表示元素周期表的边界。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。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。答案(1)如图：(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)请利用电子排布的相关知识