2020-2021学年新教材高中化学 寒假作业5 原子结构与性质（含解析）.docx

1、原子结构与性质1（双选）X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的基态原子中s轨道电子总数是p轨道电子总数的两倍，Y的基态原子中未成对电子数是同周期最多的，Z是地壳中含量最多的金属元素，W和X位于同一主族。下列说法正确的是（）A原子半径：r(X)r(Y)r(Z)r(W)B最高价氧化物对应水化物的酸性：Xr(N)，r(AI)r(Si)；原子核外电子层数越多原子半径越大，所以r(N)r(C)r(Si)r(Al)，故A错误；B非金属性CZC化合物WX2中既存在离子键，又存在共价键DW元素基态原子核外M层电子的自旋状态相反12钴的一种配位聚合物的化学式为Co(bte)2(H2O)2(N

2、O3)2n。(1)Co2+基态核外电子排布式为_。(2)NO的空间结构为_。(3)bte的分子式为C6H8N6，其结构简式如图所示。Co(bte)2(H2O)22+中，与Co2+形成配位键的原子是_和_(填元素符号)。C、H、N的电负性从大到小顺序为_。bte分子中碳原子轨道杂化类型为_和_。1mol bte分子中含键的数目为_mol。13(1)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。（2）黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(3)元素Mn与O中，第一电离能较大的是_。(4)元素的基

3、态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。(5)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1958kJmol1、INi=1753kJmol1，ICuINi的原因是_。14(1)Fe成为阳离子时首先失去_轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为_。(2)Cu2+基态核外电子排布式为_。(3)Mn位于元素周期表中第四周期_族，基态Mn原子核外未成对电子有_个。(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最

4、低和最高的分别为_、_(填标号)。A BC D1.【答案】A【解析】AHe质子数为2，质量数=质子数+中子数=3，A正确；BNa2O为离子构成，电子式应为：，B错误；CS原子第三层得两个电子形成硫离子，故S2结构示意图为：，C错误；D同一能级上电子排布时优先单独占据一个轨道且自旋方向相同，故O原子轨道排布式为：，D错误；故答案选A。2.【答案】B【解析】多电子原子中核外电子是分层排布的，电子层从内到外排布的顺序为K、L、M、N、O、P、Q，电子层距离原子核越近，电子层上运动的电子能量越低，则K、L、M、N中K层能量最低，答案选B。3.【答案】C【解析】Ap能级有三个轨道，沿着x、y、z三个不停

5、方向延伸，因此2px所代表的含义是第二电子层沿x轴方向伸展的p轨道，故A正确；B焰色反应是指金属原子受热从基态跃迁到激发态后，电子从高能级跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来，故B正确；C核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2的原子，其原子核外有7个能级，故C错误；D在电子云示意图中，小黑点密度大表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多，故D正确；故答案：C。4.【答案】AB【解析】A元素的非金属性越强，其电负性越大。由于元素的非金属性：FONS，则元素的电负性大小顺序为：FONS，A正确；B元素的非金属性越强，其第一电离能越大；同一周期元素第一电离能呈增大

6、趋势，但第IIA、第VA元素原子核外电子处于全满、半满的稳定状态，其第一电离能比同一周期相邻元素的大，故这四种元素的第一电离能大小顺序：FNOS，B正确；C在化合物中F没有正价，O一般情况下也没有正价，C错误；D基态原子核外未成对电子数：F原子只有1个，S原子和O原子均有2个，N原子有3个，所以N原子未成对电子数最多，D错误；故合理选项是AB。5.【答案】A【解析】Y元素原子的外围电子排布为nsn-1npn+1，其中n-1=2，所以n=3，则Y是S，根据元素X、Y、Z在周期表中的相对位置可判断X是F，Z是As。AY元素是S，原子的外围电子排布为3s23p4，A错误；BY元素是S，在周期表中的位

7、置是第三周期A族，B正确；CX元素是F，所在周期中元素均是非金属元素，即所含非金属元素最多，C正确；DZ元素是As，原子序数是33，原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D正确；答案选A。6.【答案】BD【解析】根据题干分析可知X为Mg元素，Y为Al元素，Z为S元素，L为Cl氯元素，M为Be元素，Q为O元素。A金属性MgBe，故Mg与盐酸反应更剧烈，A正确；BY与Q形成的化合物为Al2O3，氧化铝是两性氧化物，与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠，B错误；C非金属性ClS，所以稳定性HClH2S，即L的氢化物的稳定性强于Z的氢化物的稳定性，C正确；DX为Mg元素，

8、Y为Al元素，等物质的量的X、Y的单质与足量盐酸反应，根据电子转移守恒可知，二者生成H2为23，D错误；答案选BD。7.【答案】A【解析】A元素周期表中第212列元素为碱土金属和过渡金属元素，其中没有非金属元素，故A正确；B最外层电子排布式为ns2np1的元素最外层有3个电子，位于第13列，IIIA族，故B错误；C第4周期第8列元素为Fe，其原子结构示意图为，故C错误；D第17列的元素F没有最高正化合价，故D错误；故选A。8.【答案】D【解析】A钒为23号元素，位于元素周期表中第四周期VB族，A说法正确；B钒的价层电子数为23-18=5，其价层电子排布为3d34s2，B说法正确；C基态Al原子

9、电子占据最高能级3p1，p能级电子云轮廓图为哑铃形，C说法正确；D锌为31号元素，位于元素周期表的第四周期B族，位于ds区，D说法错误；答案为D。9.【答案】D【解析】A某微粒的核外电子排布式为1s22s22p6，可知该微粒含有10个电子，该微粒可能是原子或离子，即可能是Ne，也可能是F、Na+等，故A错误；B该微粒可能为Al3+，位于元素周期表中第13列，也可能是Ne原子或其它离子，不位于元素周期表中第13列，故B错误；C该微粒可能为Na+、Mg2+、Al3+，对应的单质是强还原剂，故C错误；D该微粒可能为F，F是最活泼的非金属，它是电负性最大的元素，故D正确；答案为D。10.【答案】C【解

10、析】A最外层只有一个电子可能是H原子、碱金属元素原子或者B族元素原子，H原子、碱金属元素原子性质有相似的地方，都具有还原性，但与B族元素原子性质不同，故A错误；B原子核外L层上有8个电子的X原子，没有指明有没有M层，M层上有8个电子的Y原子，没有指明有没有N层，无法判断它们是什么原子，无法判断它们的化学性质是否相似，故B错误；C2p轨道上有3个未成对电子的X原子为N原子，3p轨道上有3个未成对电子的Y原子为P原子，N和P位于同一主族，最外层电子数相同，性质相似，故C正确；D原子核外电子排布式为1s2的X原子为He原子，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子为Be，二者性质不同，故D错误；故答

11、案为C。11.【答案】C【解析】基态Y原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍，则其电子层结构为2、6，则Y为O元素，Y与Z同主族，则Z为S元素，所以X、W最外层电子数之和为15-6-6=3，X的半径比O原子小，则应为H元素，则W为Mg元素。A非金属性越强电负性越强，四种元素中非金属性最强的为O，则电负性最大的元素为O，即Y，故A正确；BH2O分子之间存在氢键，所以沸点高于H2S，故B正确；C化合物MgH2中只存在离子键，故C错误；DMg原子M层电子排布为2s2，同一轨道中的两个电子自旋方向相反，故D正确；综上所述答案为C。12.【答案】（1）Ar3d7或1s22s22p63s23p63d7 （

12、2） 平面三角形（3） N O N、C、H sp2sp3 21 【解析】(1)Co2+核外25个电子，基态核外电子排布式为Ar3d7或1s22s22p63s23p63d7，故答案为：Ar3d7或1s22s22p63s23p63d7；(2)NO中N作为中心原子提供5个电子，第VIA族的元素O作为周围原子时，不提供电子，NO有一个负电荷，多1个电子，所以价电子一共6个，即3对，没有孤对电子，N元素属于sp2杂化，离子构型是平面三角形，故答案为：平面三角形；(3)Co2+离子含有空轨道，bte中N原子、水中O原子均有提供孤电子对，形成配位键，故答案为：N；O；同周期自左而右电负性增大，C、N的氢化物

13、中它们均表现负化合价，说明它们的电负性都大于氢元素的，故电负性由大到小顺序为：NCH，故答案为：N、C、H；bte分子中环上碳原子形成3个键，亚甲基中碳原子形成4个键，杂化轨道数目分别为3、4，碳原子分别采取sp2、sp3杂化，故答案为：sp2；sp3；单键为键，双键中含有1个键，bte的分子含有21个键，1mol bte分子中含键的数目为21mol，故答案为：21。13.【答案】（1）A （2） 大于 Zn的核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子（3） O （4） 同周期元素随核电荷数的增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大 N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，

14、故不易结合一个电子（5） 铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子【解析】(1)ANe3s1属于基态的Mg+，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较高；BNe3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg+C.Ne3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；DNe3p1属于激发态Mg+，其失去一个电子所需能量低于基态Mg+，综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是Nes1，故答案：A。(2)因为Zn的核外电子排布已经达到了每个能级都是全满的稳定结构，所以失电子比较困难。同时也可以考虑到Zn最外层上是一对电子，而Cu的最

15、外层是一个电子，Zn电离最外层一个电子还要拆开电子对，额外吸收能量。所以Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能。故答案：大于；Zn的核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子。(3)元素Mn与O中，由于O元素是非金属而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O。故答案：O。(4)根据图可知，同周期随着核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；氮元素的2p能级达到半满状态，原子相对稳定，不易失去电子。所以氮元素的E1呈现异常，故答案：同周期元素随核电荷数的增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合

16、一个电子。(5)因为Cu的最外层电子式是3d104s1，失去一个电子后变成3d10全充满状态，而镍最外层是3d84s2，镍失去一个电子后变成4s1，不稳定，还易失去，所以元素铜的第二电离能大于元素镍的第二电离能。故答案：铜失去的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子。14.【答案】（1）4s 4f5（2） Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9（3） B 5 （4） D C 【解析】(1)Fe的价电子排布式为3d64s2，成为阳离子时首先失去的是4s轨道的电子。Sm3+是Sm原子失去3个电子形成的，Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去3个电子时，首先失去6s轨道上的2个电子，再失去4f轨道上的1个电子，因此Sm3+的价层电子排布式为4f5；(2)Cu的原子序数为29，Cu基态核外电子排布式为Ar3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1，因此Cu2+基态核外电子排布式为Ar3d9或1s22s22p63s23p63d9；(3)Mn为25号元素，在第四周期B族；其原子核外有25个电子，核外电子排布为Ar3d54s2，基态Mn原子核外未成对电子数为其3d能级上的5个电子，即未成对电子数是5。(4)D选项表示基态，为能量最低状态；A、B、C选项均表示激发态，但C选项被激发的电子处于高能级的电子数多，为能量最高状态。