2019-2020学年高中化学 课时分层作业3 原子结构与元素周期表（含解析）新人教版选修3

课时分层作业(三)原子结构与元素周期表(建议用时：40分钟)[基础达标练]1．已知某元素＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，该元素在周期表中属于()A．ⅤB族B．ⅡB族C．Ⅷ族D．ⅡA族D[由题意推知，该元素的外围电子排布式为4s2，故该元素位于第四周期ⅡA族。]2．电子排布式为[Ar]3d54s2的元素是()A．稀有气体B．过渡元素C．主族元素D．卤族元素B[由该原子的电子排布知该原子核外共有25个电子，即为25号元素Mn，是ⅦB族元素。]3．下列说法不正确的是()A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因B．周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个Ⅷ族，1个0族C[除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。]4．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是()A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在周期表中处于第四周期C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素C[48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，故A叙述正确；22Ti的外围电子排布式为3d24s2，因此钛是第四周期d区的过渡元素，故B、D叙述正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，钛的同位素原子的质子数相同，在周期表中的同一位置，故C叙述不正确。]5．下列说法中正确的是()A．在周期表中，最外层电子数为2的元素一定是ⅡA族元素B．过渡元素包含d区，ds区及f区元素C．最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子D．所有非金属元素都分布在p区B[最外层电子数为2的元素也可能是He或副族元素，故A错误；最外层电子数为8的不一定是稀有气体的原子，如Na＋、Mg2＋等，故C错误；非金属元素氢在s区，故D错误。]6．按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，以下元素属于s区的是()A．FeB．MgC．AlD．La[答案]B7．某元素简化电子排布式为[Xe]4f46s2，其应在()A．s区B．p区C．d区D．f区[答案]D8．已知下列元素原子的最外层电子排布式，其中不一定能表示该元素为主族元素的是()A．3s23p3B．4s24p1C．4s2D．3s23p5C[最外层为4s2的元素可以是Ca，也可以Ti等。]9．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中，正确的是()A．基态原子的N层上只有一个电子的元素一定是ⅠA族元素B．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定是副族元素C．基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区D．基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数一定为x＋yC[基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为钾元素，也可能为铬元素或者铜元素，A错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素属于Ⅷ族元素，不是副族元素，B错误；基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3，则一定属于p区元素，C正确；基态原子的价电子排布式为(n－1)dxnsy的元素的族序数可能为x＋y(x＋y≤7)，也可能为第Ⅷ族(10≥x＋y7)，还可能为y(x＝10)，D错误。]10．某元素原子共有三个价电子，其中一个价电子位于第三能层d能级。(1)该原子的电子排布式为_________________________。(2)该元素的原子序数为________，在周期表中处于第________周期________族，属于________区。该元素为________(填“金属”或“非金属”)元素，其最高化合价为________。[解析]此题的关键是根据外围电子排布写出核外电子排布式。有三个价电子其中一个价电子在3d能级，则其他两个价电子必在4s上，外围电子排布为3d14s2，原子序数是21，在第四周期ⅢB族，处于d区，是金属元素，最高化合价是＋3。[答案](1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)(2)21四ⅢBd金属＋311．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。(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ⅤA族p[能力提升练]12．已知某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，该元素在周期表中的位置是()A．第三周期Ⅷ族，p区B．第三周期VB族，ds区C．第四周期Ⅷ族，d区D．第四周期Ⅴ族，f区C[＋3价离子的核外有23个电子，则原子核外有26个电子，26号元素是铁，位于第四周期Ⅷ族，位于d区。]13．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是()A．最外层有1个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子C[在元素周期表中，凡s区、d区、ds区及f区的元素，它们的最外层电子数均不超过2个，只有p区的最外层电子数可为3～8个。过渡元素的最外层只有1个或2个电子，稀有气体最外层一般为8个电子，氦为2个电子(1s2)，则最外层有1个电子的原子不一定是主族元素，故A不正确；而最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子(ns2np3)，故C正确；最外层电子排布为ns2的原子除ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B不正确；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及ⅠB、ⅡB族等元素。]14．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。请回答下列问题：(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子数为________。(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。[解析](1)⑨属于d区元素。(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。(4)⑤是Al，②是Be，依对角线规则，两元素性质相似，仿照Al(OH)3和碱反应的化学方程式写出Be(OH)2与NaOH反应的化学方程式。[答案](1)⑨(2)苯(3)5(4)Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O15．已知元素周期表共有18个纵行，如下图所示，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区外围电子排布式为(n－1)d10ns1或(n－1)d10ns2，而周期表内第6个纵行外围电子排布式有(n－1)d5ns1，第7个纵行外围电子排布式为(n－1)d5ns2，因此类比可以放入ds区。(3)4s轨道半充满，即为4s1，故该元素基态原子的电子排布式可能为[Ar]4s1(K)、[Ar]3d54s1(Cr)或[Ar]3d104s1(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)11816．某核素R具有微弱的放射性，其原子核内中子数比质子数多43，由它组成的固体单质A，在一定条件下密度为6.88g·cm－3。用X射线研究其固体表明：在边长为1.00×10－7cm的立方体中含有20个原子。R4＋具有强氧化性，可将NO氧化为HNO3。请回答：(1)R原子的摩尔质量为________。(2)R原子价电子排布式是________。(3)R元素位于周期表中第________周期________族，________区。(4)将少量R4＋加到FeCl2溶液中会发生反应，其离子方程式为_________________________。[解析]R原子的摩尔质量＝1.00×10－7cm3×6.88g·cm－320×6.02×1023mol－1≈207g·mol－1。由R的相对原子质量为207，其原子中中子数比质子数多43，可计算得R的质子数为82，可推知为铅元素，位于第六周期ⅣA族。[答案](1)207g·mol－1(2)6s26p2(3)六ⅣAp(4)R4＋＋