2021-2022学年高中化学 第一章 原子结构与性质 第二节 第一课时 原子结构与元素周期表训练（含解析）新人教版选修3.docx

1、第一课时原子结构与元素周期表课后篇素养形成A组定向巩固定向巩固一、核外电子排布与元素周期表的划分1.电子排布式为Ar3d54s2的元素是()A.稀有气体元素B.过渡元素C.主族元素D.卤族元素解析在最外能层p轨道上填充有电子且未充满时,一定为主族元素;最外能层p轨道上未填充电子,而在d(或f)轨道上填充有电子的元素,一定是过渡元素。故电子排布式为Ar3d54s2的元素为过渡元素。答案B2.下列与原子核外电子排布规律相关的叙述(n为能层序数)不正确的是()A.第三周期元素的基态原子中,未成对电子数最多的是磷B.电子填入能级的顺序是np(n+1)s,因此原子核外最外层电子数一般不超过8C.由3d能

2、级有5个轨道可知,元素周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种D.基态原子的最外层电子排布为ns2的元素,在元素周期表中均位于第A族解析第三周期元素为短周期元素,轨道数最多的能级为3p能级,其具有3个轨道,在基态原子中,未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3s23p3,是15号元素磷,A正确;因为(n+1)s能级的能量略高于np能级,当电子填满能级np后,电子进入(n+1)s能级,所以原子核外最外层电子数一般不超过8,B正确;第二周期元素电子排布只进入2p、3p能级,第四周期元素电子逐渐排满3d能级,3d能级有5个轨道,最多容纳10个电子,则元素周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种,

3、C正确;基态原子的最外层电子排布为ns2的元素,次外层不一定排满电子,(n-1)d轨道容纳电子数可能为1、2、3、5、6、7、8、10,所以最外层电子排布为ns2的元素不一定位于第A族,D不正确。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能级上有2个未成对电子的原子和4p能级上有2个未成对电子的原子B.3p能级上只有1个空轨道的原子和4p能级上只有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的原子解析当p能级上有2个或者4个电子时,p能级上都有2个未成对电子,所以

4、相应元素可能是第A族,也可能是第A族,故A不符合题意;p能级上有3个轨道,当有1个空轨道时,另两个轨道各容纳了1个电子,加上s能级上的2个电子,最外层是4个电子,所以不管哪个能层,只要np能级上有一个空轨道,就属于第A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,两者都属于0族,题干中要求属于主族元素,故C不符合题意;最外层电子排布为1s2的原子为He,而最外层电子排布为2s2的原子为Be,故D不符合题意。答案B4.已知几种元素原子的核外电子的表示形式,分别判断其元素符号、原子序数并指出其在周期表中的位置。元素元素符号原子序数区周期族A:1s2

5、2s22p63s1B: C:3d104s1D:Ne3s23p4E:解析由电子排布式判断A为11号元素Na;由原子结构示意图可知x=26,B为26号元素Fe;由外围电子排布式判断C为29号元素Cu;由电子排布式判断D为16号元素S;由基态原子的电子排布图判断E为17号元素Cl。再根据最大能层序数等于周期序数确定元素所处的周期;元素A、D、E为主族元素,主族元素的价电子总数等于主族序数;C元素的外围电子排布式为3d104s1,s能级电子数为1,应为ds区的第B族。答案A:Na11s三AB:Fe 26d四C:Cu29ds四BD:S 16 p三AE:Cl17p三A定向巩固二、元素周期表的分区5.某元素

6、简化电子排布式为Xe4f46s2,其应在()A.s区B.p区C.d区D.f区解析最外层有2个s电子、次外层s电子和p电子已全充满、d电子02个、倒数第三层排布114个f电子(个别例外),即价电子构型为(n-2)f014(n-1)d02ns2的元素为f区元素。答案D6.下列说法中正确的是()A.所有金属元素都分布在d区和ds区B.最外层电子数为2的元素都分布在s区C.元素周期表中第B族到第B族10个纵行的元素都是金属元素D.s区均为金属元素解析s区除H外均为金属元素,故D项错误;B项如He、Zn等虽最外层电子数为2但却不是s区元素。周期表中第B族B族为过渡元素,全部为金属元素。答案C7.在研究原

7、子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为五个区,并以最后填入电子的能级符号作为该区的符号,如图所示。(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子的电子云形状为。(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为,其中较稳定的是。(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子排布式为。(4)在p区中,第二周期第A族元素原子价电子排布图为。(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在区中。解析(1)s区为第A族、第A族,符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价电子的电子云

8、形状为球形;(2)d区为第B族B族、第族,族序数最大且原子序数最小的为Fe,常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布式为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道“半充满”,其稳定性强于Fe2+;(3)ds区符合条件的为Zn,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价电子排布式为3d104s2;(4)该题中符合题意的为N,其价电子排布图为;(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。答案(1)球形(2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5Fe3+(3)3

9、d104s2(4)(5)fB组综合提升1.硒(34Se)是人体必需的微量元素,能有效提高人体免疫机能,预防癌症和心脑血管等疾病。下列有关硒元素的说法中不正确的是()A.Se元素处于元素周期表中的第15列B.Se原子的价电子排布为4s24p4C.Se元素处于元素周期表中的p区D.基态Se原子的核外电子排布中共有8个能级解析Se元素原子核外有34个电子,处于元素周期表中第16列,与O元素处于同一主族。Se元素的基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,共有8个能级,其价电子排布为4s24p4,处于元素周期表的p区。答案A2.某元素原子的最外层电子数为2,价电子数

10、为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的叙述中不正确的是()A.该元素为过渡金属元素B.该元素处于元素周期表中第四周期第A族C.该元素位于元素周期表的d区D.该元素基态原子的电子排布式为Ar3d34s2解析元素原子的最外层电子数为2,价电子数为5,则其外围电子排布式为(n-1)d3ns2。又知该元素是同族中原子序数最小的元素,则该元素处于第四周期,那么其外围电子排布式为3d34s2,应为过渡金属元素,处于第四周期第B族,位于元素周期表的d区。答案B3.元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示,已知Y元素原子的外围电子排布式为ns(n-1)np(n+1),下列说法中不正确的是()

11、A.X元素处于元素周期表中p区B.Y元素原子的外围电子排布式为4s24p4C.Y元素在元素周期表中处于第三周期第A族D.Z元素基态原子的电子排布式为Ar3d104s24p3解析Y元素原子的外围电子排布式为ns(n-1)np(n+1),由于存在np能级,说明ns能级电子已排满,则有n-1=2,那么n=3,从而可知Y元素原子的外围电子排布式为3s23p4,Y元素处于第三周期第A族,应为S元素,则X为F元素,Z为As元素。As元素基态原子的电子排布式为Ar3d104s24p3。答案B4.元素周期表中铋元素的数据如图,下列说法正确的是()A.铋原子6p能级有一个未成对电子B.铋原子最外层有5个能量相同

12、的电子C.铋元素的质量数是209.0D.铋原子的价层电子排布是6s26p3解析6p能级上有3个能量相同的轨道,所以铋原子6p能级上有3个未成对电子,A错误;铋原子最外层有5个电子,其中2个排在6s轨道上,这2个电子能量相同;另外3个排在6p轨道上,这3个电子能量相同,6p轨道上的3个电子的能量比6s轨道上的2个电子能量要高,B错误;铋元素的相对原子质量近似值是209.0,而不是其质量数,C错误;原子核外最外层电子称为价电子,根据图示可知,铋原子的最外层电子排布式即价层电子排布是6s26p3,D正确。答案D5.下列有关推断中,不符合实际的是()第n周期中有2n2种元素;第n周期第nA族元素一定是

13、金属元素(n1);第n周期有(8-n)种非金属元素(含稀有气体)(n1);最高价是+7价的元素一定是非金属元素A.B.C.D.解析在元素周期表中前6个周期分别有2、8、8、18、18、32种元素,不符合2n2公式;由于元素周期表中金属和非金属分界线呈阶梯状,故除第一周期外,第n周期第nA族元素是本周期自左往右金属元素中的最后一位,而第n周期第(n+1)A族元素则是非金属元素中的第一位,且第n周期有(8-n)种非金属元素;KMnO4元素中的锰元素显+7价,是金属元素。答案A6.短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。试回答下列问题:(1)X元素在周期表中的位置,属于区元素。

14、(2)Y元素的原子结构示意图为,电子排布式为。(3)Z元素的单质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应;若从Z元素在周期表中所处的位置看,它具有这种性质的原因是,其价电子排布式为。(4)W原子的电子排布图为,Q原子的价电子排布图为。解析由图可知各元素分别为X:N,Y:O,Z:Al,W:S,Q:Cl。由于Al元素位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界线附近,所以Al既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应,表现“两性”。答案(1)第二周期第A族p(2)1s22s22p4(3)Al位于元素周期表中金属元素与非金属元素交界线附近3s23p1(4)S:Cl:7.已知元素周期表共有18个纵行,如下图所

15、示,实线表示元素周期表的边界。按外围电子排布,可将周期表中的元素划分为s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他分区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。请回答下列问题:(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。(2)有的同学受这种划分的启发,认为周期表内第6、7纵行的部分元素可以排在另一分区,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)请利用电子排布知识分析Fe3+比Fe2+稳定的原因:。(5)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七周期已排满,则元素周期表共可以排布种元素。解析(1)正确理解

16、题意,明确按构造原理分区的含义即可,注意把握关键信息“最后填入的电子的能级符号”。(2)ds区外围电子排布为(n-1)d10ns1或(n-1)d10ns2,而周期表内第6个纵行外围电子排布为(n-1)d5ns1,第7个纵行外围电子排布为(n-1)d5ns2,因此类比可以放入ds区。(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理、洪特规则可知,该元素基态原子的电子排布可能为Ar4s1(K)、Ar3d54s1(Cr)或Ar3d104s1(Cu),分别标在元素周期表中的相应位置即可。(4)Fe原子外围电子排布式为3d64s2,Fe2+、Fe3+的外围电子排布分别为3d6、3d5,其中Fe3+中3d轨道处于半充满状态,较稳定。(5)根据0族元素原子序数可知,第七周期排满,其中0族元素的原子序数为2+8+8+18+18+32+32=118。答案(1)如下图(2)ds(3)见上图(4)Fe的外围电子排布式为3d64s2,Fe2+、Fe3+的外围电子排布分别为3d6、3d5,根据“能量相同的轨道处于半充满、全充满和全空状态时能量最低”的原则,3d5处于半充满状态,结构更稳定,故Fe3+比Fe2+稳定(5)118