2021版高考化学一轮复习1原子结构与性质强化训练2含解析新人教版选修3

-1-原子结构与性质角度1原子结构与元素推断1.外围电子构型为3d104s1的元素的原子在周期表中应位于()A.第五周期第ⅠB族B.第五周期第ⅡB族C.第四周期第ⅦB族D.第四周期第ⅠB族【解析】选D。根据外围电子构型可知,该元素有4个电子层,位于四周期,d轨道全充满且最外层有1个电子,应位于ⅠB族。2.(2019·长沙模拟改编节选)现有四种元素,其中A、B、C为短周期主族元素,D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。元素相关信息A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C原子的第一至第四电离能分别是I1=738kJ·mol-1;I2=1451kJ·mol-1;I3=7733kJ·mol-1;I4=10540kJ·mol-1D在周期表的第七列(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)D位于________族________区,价电子排布式为______________。【解析】根据题意,A元素的核外电子数和电子层数相等,是宇宙中最丰富的元素,则A为氢元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,B元素原子核外有2个电子层,为1s22s22p3,故B为氮元素;由C原子的第一至第四电离能数据可知,第三电离能剧增,故C处于第ⅡA族,原子序数大于氮元素,故C为镁元素;D在周期表的第四周期第七列,D为锰元素。答案:(1)(2)3哑铃-2-(3)泡利原理(4)第ⅦBd3d54s2角度2原子结构与元素性质3.(2019·太原模拟)下列四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5则下列有关的比较中正确的是()A.第一电离能:④③②①B.原子半径:④③②①C.电负性:④③②①D.最高正化合价:④③=②①【解析】选A。根据四种元素的基态原子的电子排布式可知,①的质子数是16为硫元素,②的质子数是15为磷元素,③的质子数为7是氮元素,④的质子数为9是氟元素,注意p轨道半充满状态时比较稳定。第一电离能:FN、PS,又由于第一电离能:NP,A正确;原子半径:NF,B错误;电负性:SP,即①②,C错误;F无正化合价,N、S、P最高正化合价分别为+5、+6、+5价,故应为①③=②,D错误。4.(1)[2019·全国卷Ⅰ·35(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)[2018·全国Ⅲ·35(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)(2017·全国卷Ⅱ·35节选)元素的基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(a)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_______________。-3-(4)(2017·全国卷Ⅲ·35节选)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。元素Mn与O中,第一电离能较大的是________,基态原子核外未成对电子数较多的是________。【解析】(1)A.[Ne]3s1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大;B.[Ne]3s2属于基态Mg原子,其失去一个电子变为基态Mg+;C.[Ne]3s13p1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;D.[Ne]3p1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[Ne]3s1,答案选A;(2)Zn是第30号元素,所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,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,Zn的第一电离能应该高于Cu的第一电离能。(3)同周期元素,从左到右非金属性依次增大,原子核对电子的束缚能力增大,除氮原子外,其他原子得电子能力依次增大,得电子后形成的阴离子稳定性逐渐增大,所以根据第一电子亲和能的定义可知同周期元素的第一电子亲和能自左向右依次增大;N的2p能级上有3个电子,处于半满状态,属于较稳定状态,得电子能力相对较弱,因此第一电子亲和能较同周期相邻元素要低。(4)元素Mn与O相比,由于O元素是非金属性而Mn是过渡元素,所以第一电离能较大的是O。O基态原子价电子为2s22p4,所以其核外未成对电子数是2,而Mn基态原子价电子排布为3d54s2,所以其核外未成对电子数是5,因此核外未成对电子数较多的是Mn。答案:(1)A(2)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构,较难失电子(3)同周期元素随核电荷数依次增大,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,故不易结合一个电子(4)OMn5.(1)(2019·唐山模拟)元素周期表中电负性最大的元素是________,次之的是________;第一电离能最大的是________,第一电离能最小的短周期元素是________。(2)(新题预测)某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)如下表所示。I1I2I3I4……7401500770010500……-4-下列关于元素R的判断中一定正确的是________。A.R的最高正价为+3价B.R元素位于元素周期表中第ⅡA族C.R元素的原子最外层共有4个电子D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2【解析】(1)元素电负性与其非金属性的递变规律一致,故电负性最大的元素是F,次之的是O;稀有气体原子难失去电子,结合同一族从上至下原子失电子能力增强,可知He的第一电离能最大,短周期元素中Na失电子能力最强,第一电离能最小。(2)从R元素的各级电离能可以看出,I2与I3差别很大,因此该元素原子最外层有2个电子,C错误;为第ⅡA族元素,B正确;最高正价为+2价,A错误;可能为Be或Mg,D错误。答案:(1)FOHeNa(2)B6.M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。(1)R基态原子的电子排布式是______________,X和Y中电负性较大的是________(填元素符号)。(2)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下列各题:元素代号I1I2I3I4Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900①在周期表中,最可能处于同一族的是________。A.Q和RB.S和TC.T和UD.R和TE.R和U②每种元素都出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况,这一事实从一个侧面说明:________________;如果R元素是短周期元素,你估计它的第2次电离能飞跃数据将发生在失去第________个电子时。-5-③如果R、S、T是同周期的三种主族元素,则它们的原子序数由小到大的顺序是_______,其中________元素的第一电离能异常高的原因是_________。【解析】(1)R为钠元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s1;X为硫元素,Y为氯元素,氯比硫活泼,故电负性较大的是Cl。(2)①根据电离能的变化趋势知,Q为稀有气体元素,R为第ⅠA族元素,S为第ⅡA族元素,T为第ⅢA族元素,U为第ⅠA族元素,所以R和U处于同一主族。②电离能的突跃变化,说明核外电子是分层排布的,各能层能量不同。若R是短周期元素,则R是Na,其核外电子排布式为1s22s22p63s1,由于2s22p6所处能层相同,所以它的第2次电离能飞跃数据发生在失去第10个电子时。③同一周期,第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族比相邻主族元素要高,因为其最外层电子呈全充满或半充满状态。答案:(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)Cl(2)①E②电子分层排布,各能层能量不同10③RSTSS元素的最外层电子处于s能级全充满状态,能量较低,比较稳定,失去第一个电子吸收的能量较多