2022年高考化学一轮复习 考点规范练35 原子结构与性质（含解析）新人教版.docx

1、考点规范练35原子结构与性质(时间:45分钟满分:100分)非选择题(共8小题,共100分)1.(12分)碳、硅两元素广泛存在于自然界中。请回答下列问题:(1)基态14C原子的核外存在对自旋状态相反的电子,硅原子的电子排布式为。(2)晶体硅的结构与金刚石非常相似。晶体硅中硅原子的杂化方式为杂化;金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)的熔点由高到低的顺序为。(3)科学研究结果表明,碳的氧化物CO2能够与H2O借助于太阳能制备HCOOH。其反应原理如下:2CO2+2H2O2HCOOH+O2,则生成的HCOOH分子中键和键的个数比是。(4)碳单质有多种形式,其中C60、石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:C

2、60、石墨烯与金刚石互为。在石墨烯晶体中,每个C原子连接个六元环;在金刚石晶体中,每个C原子连接的最小环也为六元环,六元环中最多有个C原子在同一平面。金刚石晶胞含有个碳原子。若碳原子的半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=a,碳原子在晶胞中的空间占有率为(不要求计算结果)。答案:(1)21s22s22p63s23p2(2)sp3金刚石金刚砂晶体硅(3)41(4)同素异形体34838316解析:(1)14C原子核外的电子排布式为1s22s22p2,两个s轨道上分别有2个自旋状态相反的电子,根据洪特规则,另两个p电子分居在两个轨道上;硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23

3、p2。(2)晶体硅的每个原子均形成了四个SiSi键,所以硅原子采用sp3杂化;金刚石、晶体硅和金刚砂(碳化硅)三种晶体的结构相似,均为原子晶体,根据键长可以判断三种晶体的熔点由高到低的顺序为:金刚石金刚砂晶体硅。(3)HCOOH分子中有1个CH键、1个OH键、2个CO键和1个CO键,即键和键的个数比是41。(4)C60、石墨烯与金刚石为不同结构的碳单质,三者互为同素异形体。在石墨烯晶体中,每个C原子连接3个六元环。由金刚石的晶体结构图可以看出,六元环中最多有4个C原子在同一平面。由金刚石的晶胞结构可看出,碳原子位于晶胞的顶点、面心和体内,故晶胞中含有的碳原子数目为188+126+4=8。根据硬

4、球接触模型可知,在立方体的对角线上碳原子紧密接触,故8r=3a,则r=38a,8个碳原子的体积为843r3=843(38a)3=3a316,故原子利用率为316。2.(12分)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题:(1)E、Y、Z元素的原子半径由大到小的顺序是(写元素符号)。(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是和,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是(写分子式)。(3)Q的元素符号是,它属于第族,它的价

5、层电子排布式为,在形成化合物时它的最高化合价为。(4)Y元素的一种单质具有很高的硬度,它的晶体类型为。答案:(1)COF(2)V形直线形SO2(3)CrB3d54s1+6价(4)原子晶体解析:X原子核外的M层中只有两对成对电子,核外电子排布式应为1s22s22p63s23p4,为硫元素;Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,应为碳元素;Z是地壳内含量最高的元素,为氧元素;Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,原子序数为24,为铬元素;E在元素周期表的各元素中电负性最大,应为氟元素。(1)E为F、Y为C、Z为O,则F、C、O的原子半径由大到小的顺序是COF。(2)SO2中,S和O形成2个键,有1对孤

6、电子对,分子构型为V形,CO2中,C和O形成2个键,没有孤电子对,分子构型为直线形;相同条件下两者在水中的溶解度较大的是SO2。(3)Q为Cr,原子序数为24,位于元素周期表第四周期B族,价电子层电子排布式为3d54s1,最高化合价为+6价。(4)Y元素形成的具有很高的硬度的单质为金刚石,晶体类型为原子晶体。3.(12分)现有七种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F、G为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。元素性质或结构信息A核外电子数和电子层数相等B原子的核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能如下:I1=738 kJmol-1;I2=1

7、 451 kJmol-1;I3=7 733 kJmol-1;I4=10 540 kJmol-1D原子核外所有p轨道全满或半满E主族序数与周期数的差为4F前4周期中电负性最小G位于元素周期表的第七列(1)已知BA5为离子化合物,写出其电子式:。(2)B元素基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。(3)某同学根据上述信息,推断C基态原子的核外电子排布图为,该同学所画的电子排布图违背了。(4)G位于第族,属于区元素,该元素的核外电子排布式为。(5)DE3中心原子的杂化方式为,用价层电子对互斥理论推测其立体构型为。答案:(1)HNHHH+H-(2)3哑铃(3)泡利原理(4)Bd

8、1s22s22p63s23p63d54s2(5)sp3三角锥形解析:由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)氮原子的基态原子能量最高的电子为p电子,p电子云有三个方向,原子轨道呈哑铃形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同,违背了泡利原理。(5)PCl3的中心原子P的价层电子对数为4,故为sp3杂化;因外层有一对孤电子对,故立体构型为三角锥形。4.(12分)下图为元素周期表中部分元素的某种性质(X值)随原子序数变化的关系。(1)短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素是(写元素符号)。(2

9、)同主族内不同元素的X值变化的特点是;同周期内,随着原子序数的增大,X值变化的总趋势是。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的变化规律。(3)X值较小的元素集中在元素周期表的。A.左下角B.右上角C.分界线附近(4)下列关于元素该性质的说法中正确的是。A.X值可反映元素最高正化合价的变化规律B.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力C.X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱答案:(1)O、Mg(2)同一主族,从上到下,X值逐渐减小逐渐增大周期性(3)A(4)BC解析:(1)由于p轨道最多容纳6个电子,s轨道最多容纳2个电子,因此短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素

10、其电子排布可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2,即分别为O和Mg。(2)根据图示,同主族元素从上到下,X值逐渐减小,同周期元素从左到右,X值逐渐增大。(3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。(4)X值能够反映原子在分子中吸引电子的能力,能够衡量元素金属性和非金属性的强弱。5.(12分)已知A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大。A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外层s能级和p能级上的电子数相等,C+与B2-具有相同的电子层结构,D原子的最外层电子数等于其电子层数,且A、B、C、D、E五种元素的原子序数之和是F元素原子序数的2倍。请回答下列问题:(1)元素E

11、基态原子的电子排布式为。(2)B、C、D三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)。(3)F元素在元素周期表中的位置为。(4)B、E两种元素形成的晶体类型为。(5)电负性:A(填“”或“Na+Al3+(3)第四周期第族(4)原子晶体(5)解析:A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外层s能级和p能级上的电子数相等,则A为C(碳),E为Si,C+与B2-具有相同的电子层结构,则B为O,C为Na,D原子的最外层电子数等于其电子层数,则D为Al,A、B、C、D、E五种元素的原子序数之和是F元素原子序数的2倍,则F为26号元素铁

12、。(1)E为Si,硅元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)B、C、D三种元素分别是O、Na、Al,形成的简单离子具有相同的电子层结构,质子数越大,半径越小,三种离子的半径由大到小的顺序是O2-Na+Al3+。(3)F元素是铁,在元素周期表中的位置是第四周期第族。(4)B、E两种元素形成的物质是SiO2,晶体类型为原子晶体。(5)同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性:CSi,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,非金属性逐渐增强,最高价氧化物对应的水化物的碱性逐渐减弱,则第一电离能:NaAl(OH)3。6.(12分)四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根

13、据信息回答下列问题。元素性质或结构信息A室温下单质呈粉末状固体,加热易熔化,单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰B单质在常温、常压下是气体,能溶于水,原子的M层上只有1个未成对的p电子C单质质软、银白色固体、导电性强,单质在空气中燃烧发出黄色火焰D原子最外电子层上s电子数等于p电子数,单质为空间网状晶体,具有很高的熔、沸点(1)B元素在周期表中的位置是,写出A原子的电子排布式:。(2)写出C单质与水反应的化学方程式:。A与C形成的化合物溶于水后,溶液的pH(填“大于”“等于”或“小于”)7。(3)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号)。写出能证明这一结论的一个实验事实:。(4)元素B和D

14、形成的化合物中中心原子的杂化方式是。答案:(1)第三周期第A族1s22s22p63s23p4(2)2Na+2H2O2NaOH+H2大于(3)Cl高氯酸的酸性比硫酸的酸性强(或氯化氢稳定性比硫化氢稳定性强等,合理即可)(4)sp3解析:从“明亮的蓝紫色火焰”,再结合其他信息可知A元素是硫元素;B元素从“气体”可知是非金属元素,从M层上只有“1个未成对的p电子”知是氯元素,与气体“能溶于水”相符合。从“黄色火焰”可知C元素是钠元素,再由前面的信息进行验证。D元素原子最外层上s电子数等于p电子数,结合空间网状结构和“很高的熔、沸点”知应该是硅元素或碳元素。比较元素非金属性的强弱可从它们之间的相互置换

15、、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性强弱等方面去判断。7.(14分)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是短周期中(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元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂D是海水中除氢、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空。(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为;离子半径:B(填“大于”或“小于”)A。(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

16、为轨道上的电子,其轨道呈形。(4)D原子的电子排布式为,D-的结构示意图是。答案:(1)1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3)3p哑铃(4)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5解析:根据题中信息可推出A为Na,B为Al,C为N,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A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N,其电子排布图为,其中有3个未成对电子,能量最高的为p轨道上的电子,其轨道呈哑铃形。(4)D为Cl,其原子的核外电

17、子排布式为1s22s22p63s23p5,简化电子排布式为Ne3s23p5,Cl-的结构示意图为。8.(14分)硼及其化合物在工业上有许多用途。工业上以铁硼矿为原料制备硼酸,铁硼矿含有Mg、Fe、Ca、Al、B、O等多种元素,它的主要成分为Mg2B2O5H2O和Fe3O4。(1)基态铁原子的外围电子排布式为,该元素位于元素周期表中的第族,在水溶液中常以Fe2+、Fe3+的形式存在,其中更稳定。(2)以硼酸为原料可制得NaBH4,硼原子的杂化方式为。(3)工业上冶炼铝不用氯化铝,因为氯化铝易升华,其双聚物Al2Cl6结构如下图所示。1 mol该分子中含个配位键,该分子(填“是”或“不是”)平面形

18、分子。(4)依据第二周期元素第一电离能的变化规律,参照下图中B、C、O、F元素的位置,用小黑点表示N元素的相对位置。(5)铝单质为面心立方晶体,其晶体参数a=0.405 nm,列式表示铝单质的密度为。答案:(1)3d64s2Fe3+(2)sp3(3)2NA不是(4)(5)427gmol-16.021023mol-1(0.40510-7cm)32.7 gcm-3解析:(1)在水溶液中Fe2+具有较强的还原性,易被氧化,而Fe3+则较为稳定。(2)NaBH4中B的价层电子对数是4,故硼原子的杂化方式为sp3。(3)根据Al2Cl6的结构图可知,1mol该分子中含2NA个配位键;Al2Cl6中铝原子采用sp3杂化且无孤电子对,每个铝原子与周围的4个氯原子都形成正四面体结构。(4)非金属性越强,第一电离能越大,但氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,第一电离能大于氧元素,但弱于氟元素。(5)铝单质为面心立方晶体,则1个晶胞中含有铝原子的个数是4,其晶体参数a=0.405nm=0.40510-7cm,所以铝单质的密度=mV=427gmol-16.021023mol-1(0.40510-7cm)32.7gcm-3。