跟踪检测（六十三）教材基础（1）——原子结构与性质1．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是( )A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似答案：A2．下列说法中正确的是( )A．所有非金属元素都分布在p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ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化解析：选C 非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D项错误。3．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断( )A．它位于周期表的第四周期ⅡA族B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2D．Co位于周期表中第9列解析：选D 钴位于周期表的第四周期Ⅷ族，A项错误；“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布式为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。4．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是( )
A．y轴表示的可能是第一电离能B．y轴表示的可能是电负性C．y轴表示的可能是原子半径D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数解析：选B 对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能总体上呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，A项错误；原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。5．下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是( )解析：选A 同主族元素从上到下电负性依次减小，A正确；卤族元素中氟无正价，B错误；HF分子间存在氢键，所以HF沸点最高，C错误；卤族元素从上到下单质分子间范德华力依次增大，熔点依次升高，D错误。6．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是( )A．第一电离能：Y一定小于XB．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnXC．最高价含氧酸的酸性：X对应的酸的酸性强于Y对应的酸的酸性D．X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价解析：选A 若Y为氮元素，X为氧元素，则第一电离能：Y>X；由于电负性：X>Y，则非金属性：X>Y，故气态氢化物稳定性：HmY<HnX，最高价含氧酸的酸性：X>Y；得电子能力：X>Y，X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价。7．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是( )元素ABCDE最低化合价－4－2－1－2－1电负性2.52.53.03.54.0A．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>EB．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子C．元素B、C之间不可能形成化合物D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
解析：选D 根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl；B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2,2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同；C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物；D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。8．X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是( )A．X元素的氢化物的水溶液显碱性B．Z元素的离子半径小于W元素的离子半径C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点解析：选C 根据题意，Z元素为Mg，Y元素原子最外电子层电子排布为ns2np2，是C或Si，X为N或O，W为Al或Cl。N的氢化物的水溶液显碱性，但O的氢化物的水溶液显中性或弱酸性，A错误；Al3＋的半径比Mg2＋小，B错误；氮气、氧气均能与镁反应，C正确；CO2形成的晶体熔沸点低，D错误。9．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有______个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有____________________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是__________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为________________________________。解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电
子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为答案：(1)球 1 哑铃 3(2)2p 三个互相垂直的伸展 氮 10．如图为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)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值总体上呈现________趋势。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。(2)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．金属与非金属分界线附近(3)下列关于元素该性质的说法中正确的是________(填字母)。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解析：(1)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值总体上呈现增大趋势。(2)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。(3)X值为元素的电负性，能够反映原子在分子中吸引电子的能力，能衡量元素金属性和
非金属性的强弱。答案：(1)同一主族，从上到下，X值逐渐减小 增大 周期性 (2)a (3)bc11．月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石{可分为铁橄榄石(Fe2SiO4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、铁镁橄榄石[(Mg·Fe)2SiO4]}等。(1)铁橄榄石中铁元素的化合价为________，硅元素原子核外电子排布式为________________。(2)硅元素的原子核外共有________种不同能级的电子，其原子最外层共有________种不同运动状态的电子。(3)月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的原子半径由大到小的顺序为________________(填元素符号)。(4)某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显＋2价，两者电负性关系是________(填元素符号)。解析：(1)根据氧元素为－2价、硅元素为＋4价，铁橄榄石Fe2SiO4中铁元素化合价为＋2价，硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5种不同能级的电子，最外层有4种不同运动状态的电子。(3)属于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)与氧元素组成的化合物中氧元素显＋2价，说明电负性比氧元素更强，只有F元素。答案：(1)＋2 1s22s22p63s23p2 (2)5 4(3)Mg>Al>Si>O (4)F>O12．根据信息回答下列问题：(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________＜Al＜________(填元素符号)；②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第______周期________族。(2)已知元素的电负性和元素的化合价一样，也是元素的一种基本性质。下面给出14种元素的电负性：
元素AlBBeCClFLi电负性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi电负性3.00.93.52.12.51.8已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，形成离子键，两成键元素间电负性差值小于1.7时，形成共价键。①根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是________________________________________________________________________；②通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围________；③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：A．Li3N B．BeCl2 C．AlCl3 D．SiCⅠ.属于离子化合物的是________；Ⅱ.属于共价化合物的是________；请设计一个实验方案证明上述所得到的结论________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①由图可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故Al的第一电离能：Na＜Al＜Mg。②图中电离能最小的应是碱金属元素Rb，在元素周期表中第五周期ⅠA族。(2)①将表中数据按照元素周期表的顺序重排，可以看出电负性随着原子序数的递增呈周期性变化。②由同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小可知，在同周期中电负性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，最小范围应为0.9～1.5。③Li3N中电负性差值为2.0，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC中电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。离子化合物在熔融状态下可以导电，但共价化合物在熔融状态下不能导电。答案：(1)①Na Mg ②五 ⅠA(2)①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化②0.9～1.5③A BCD 测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物
13．已知：A～F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3＋的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题：(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。(3)写出E的基态原子的电子排布式：________________________________________。(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表，比较两元素的I2、I3可知，气态X2＋再失去一个电子比气态F2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。元素XF电离能/(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957解析：据题意可知A原子电子排布式为1s22s22p2，故为碳元素；C原子电子排布式为1s22s22p4，故为氧元素，则B为氮元素；由D2＋与C2－核外电子排布相同，可知D为Mg，则E为Ca；由F3＋的3d轨道电子半充满可知为3d5，则F为Fe。答案：(1)C<N<O (2)12 4(3)1s22s22p63s23p64s2(或[Ar]4s2)(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定14．(1)Cr3＋基态核外电子排布式为_______________________________________。(2)Cu2＋的电子排布式是________________________________________________。(3)Si元素基态原子的电子排布式是______________________________________。(4)N的基态原子核外电子排布式为______________________________________，Cu的基态原子最外层有________个电子。原子半径Al________Si，电负性：N________O。(用“>”或“<”)(5)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。(6)第一电离能Si________S。(用“>”或“<”)(7)A、B、C、D、E、F为硫酸铝钾和硫酸铝铵的组成元素，A原子核外只有1种运动状态的电子，B、C元素位于第二周期且原子半径B＞C，D与C同主族，E、F元素的电离能数据如下表：E418.8305244205877
F577.51816.72744.811577①A在元素周期表中属于________区元素。②基态E原子的电子排布式为________________。③D、E、F离子半径大小顺序为___________________________________________(用离子符号表示)。④B、C、D电负性大小顺序为_____________________________________________(用元素符号表示)。⑤参照表中数据，进行判断：Mg原子第一电离能______(填“大于”或“小于”)577.5kJ·mol－1。解析：(7)硫酸铝钾和硫酸铝铵的化学式分别为KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2，二者的组成元素有H、O、N、S、Al、K。A原子核外只有1种运动状态的电子，说明A原子核外只有1个电子，A为H。H、O、N、S、Al、K六种元素中，只有O、N处于第二周期，且N的原子半径大于O，故B为N，C为O。与O元素同主族的应该是S，故D为S。根据E、F元素电离能数据可知，E元素的第一电离能和第二电离能相差很大，第二电离能与第三、四电离能相差不大，说明E原子最外层只有1个电子，故E为K，F为Al。①H的原子结构中只有1s上有1个电子，所以H属于s区元素。②E为K，其原子核外有19个电子，基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。③S2－、Al3＋、K＋半径比较时，由于K＋、S2－具有3个电子层，Al3＋只有2个电子层，所以K＋、S2－的半径都大于Al3＋的半径，K＋和S2－具有相同的电子层结构，原子序数越小，半径越大，故S2－的半径大于K＋的半径。④元素非金属性越强，其电负性越大，故电负性O＞N＞S。⑤Mg原子的价电子排布式为3s2，处于全充满状态，失去3s2上的1个电子比Al原子失去3p1上的1个电子更难，故Mg原子的第一电离能大于577.5kJ·mol－1。答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3(2)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(3)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(4)1s22s22p3 1 > <(5)H<C<O (6)<(7)①s ②1s22s22p63s23p64s1 ③S2－＞K＋＞Al3＋④O＞N＞S ⑤大于
15．(1)Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性小的元素是__________；26号元素价层电子排布式为________；L原子核外电子占有9个轨道，而且有一个未成对电子，L是________元素。(2)硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。①基态硒原子的价层电子排布式为________________。②锗、砷、硒的第一电离能大小排序为____________。(3)①Cu元素基态原子的外围电子排布式为__________。元素C、N、O的第一电离能由大到小的排列顺序为_______。②下列说法正确的是________(填字母)。A．第一电离能：As＞GaB．电负性：As＞GaC．原子半径：As＞Ga③锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态锗原子的外围电子排布式为_____________。在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有________种。④硼(B)及其化合物在化学中有重要的地位。Ga与B同主族，Ga的基态原子的核外电子排布式为_______________________________________________________________，B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是________。(4)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。①X元素基态原子的电子排布式为____________，该元素的符号是________。②Y元素原子的价层电子排布图为____________，该元素的名称是________。③已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3，产物还有ZnSO4和H2O，该反应的化学方程式是____________________________________________________________________________________________________________________________________。④比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物的稳定性，并说明理由：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)原子占有9个原子轨道时，3p能级上的3个轨道均被占据，有1个成单电子的只能是3p5，故L是氯元素。(2)①硒为34号元素，有6个价电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4；②同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以Ge、As、Se三种元素的第一电离能的大小顺序是As＞Se＞Ge。(3)①Cu是29号元素，其原子核外有29个电子，其基态原子的外围电子排布式为
3d104s1；同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，由于N元素原子的2p能级处于半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻的元素，所以C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的排列顺序是N＞O＞C。②同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：As>Ga，故A正确；同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：As>Ga，故B正确；同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：As<Ga，故C错误。③Ge是32号元素，与硅同主族，基态原子的外围电子排布式为4s24p2；由第一电离能的变化规律可知，在第二周期中，第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有Be、C、O三种。④Ga位于第四周期第ⅢA族，所以其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1。由第一电离能的变化规律可知，B、C、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是O>C>B。(4)①根据构造原理，X元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素为33号元素砷，符号是As；②Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y可能为O或C，因X与Y可形成化合物X2Y3，故Y为O，其价层电子排布图为③根据三种元素的原子序数之和等于42可推出Z为H，XZ3为AsH3，根据得失电子守恒配平化学方程式：As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O；④同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，其氢化物中化学键的键长逐渐增大，键能逐渐减小，稳定性逐渐减弱。答案：(1)C 3d64s2 Cl (2)①4s24p4 ②As＞Se＞Ge(3)①3d104s1 N＞O＞C ②AB ③4s24p2 3④1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1O＞C＞B(4)①1s22s22p63s23p63d104s24p3 As ②③As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O④稳定性：NH3＞PH3＞AsH3。原因：原子半径N＜P＜As，其氢化物中化学键键长逐渐增大，键能逐渐减小，稳定性逐渐减弱
