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课时作业三十八
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课时作业(三十八) 原子结构与性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
2．下列电子排布图所表示的元素原子中，正确的是( )
3．下列有关认识正确的是( )
A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n－1
D．各能层含有的电子数为2n2
4．某元素＋3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则该元素在周期表中的位置为( )
A．ⅤB族 B．ⅢB族
C．Ⅷ族 D．ⅤA族
5．元素周期表可以划分为5个区，下列有关说法正确的是( )
A．s区全部是金属元素
B．p区全部是非金属元素
C．d区内元素原子的价电子排布必为(n－1)d1～10ns2
D．除ds区外，以最后填入电子的轨道能级符号作为区的符号
6．下列说法中正确的是( )
A．第三周期所含元素中钠的第一电离能最小
B．铝的第一电离能比镁的第一电离能大
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．钾的第一电离能比镁的第一电离能大
7．已知X、Y元素同周期，且电负性X>Y，下列说法错误的是( )
A．X与Y形成的化合物中，X可以显负价，Y显正价
B．第一电离能可能Y小于X
C．最高价含氧酸的酸性：X的弱于Y的
D．气态氢化物的稳定性：HmY小于HnX
8．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是( )
A．X的原子半径比Y小
B．X和Y的核电荷数之差为m－n
C．电负性X>Y
D．第一电离能X<Y
9．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B．原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C．2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p轨道上有一个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
10．(2013·安徽黄山质检)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3
④1s22s22p5
则下列有关比较中正确的是( )
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
11．(2013·安徽蚌埠质检)以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①
B．下列原子的外围电子排布中，①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4，对应的第一电离能最大的是③
C．①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④
D．某元素的逐级电离能(kJ/mol)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是③
①X＋ ②X2＋ ③X3＋ ④X4＋
12．A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第3周期第一电离能最小的元素；D元素在第3周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C．元素A、C简单离子的半径大小关系为A<C
D．元素B、C电负性大小关系为B>C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(9分)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：
(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置：________周期________族。
(2)写出原子序数最小的Ⅷ族元素原子的核外电子排布式：________。
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：__________、________。
14．(15分)现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E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。[来源:]
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1
C原子的第一至第四电离能分别是：I1＝738 kJ/mol
I2＝1 451 kJ/mol I3＝7 733 kJ/mol I4＝10 540 kJ/mol
D是前四周期中电负性最小的元素
E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)E位于________族________区，价电子排布式为________。
(5)检验D元素的方法是________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是________________________________________________________________________。
15．(13分)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
X
F
电离能/kJ·mol－1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
16.(15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
B
B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
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式________________。
(2)B元素在周期表中的位置________________；离子半径：
B________A(填“大于”或“小于”)。
(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__________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
课时作业(三十八)
1．D A项只能表示最外层电子数，B项只表示核外的电子分层排布情况，C项具体到能级上的电子数，而D项包含了能层、能级、轨道以及轨道内电子的自旋方向，故该项正确。
2．D A、C项违背了能量最低原理，B项违背了洪特规则，所以A、B、C均不正确，D项正确。
3．A 各能层的能级之间存在着交错现象，B错；各能层含有的能级数为n，C错；各能层最多含有的电子数为2n2，价电子层含有的电子数不一定为2n2，D错。
4．C 由离子的电子排布式可推出原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，价电子排布为3d64s2，因为共有8个价电子，所以为Ⅷ族。
5．D A项，H为非金属；B项，p区左下角元素为金属；C项，d区内Cr为3d54s1。
6．A 同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的最大，故A正确，C不正确；由于Mg的外围电子排布式为3s2，而Al的外围电子排布式为3s23p1，故铝的第一电离能小于镁的；D中钾比镁更易失电子，钾的第一电离能小于镁的。
7．C 由题意，非金属性X>Y，所以最高价含氧酸的酸性：X的强于Y的。
8．D Xm＋与Yn－的核外电子排布相同，则质子数X>Y，原子半径X>Y。X比Y更易失电子，第一电离能X小于Y，电负性X小于Y。
9．C 本题考查的是核外电子排布的知识。A中1s2结构的原子为He,1s22s2结构的原子为Be，两者性质不相似；B项X原子为Mg，Y原子N层上有2个电子的有多种，如第4周期中Ca、Fe等都符合，化学性质不一定相似；C项均为ⅣA元素，同主族元素，化学性质一定相似；D项最外层只有1个电子的第ⅠA族元素可以，过渡元素中也有很多最外层只有1个电子的，故性质不一定相似。
10．A ①～④四种元素分别为S、P、N、F，第一电离能F>N、P>S，又由于第一电离能N>P，所以A项正确；原子半径N>F，故B项错误；电负性应S>P，即①>②，故C项错误；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①>③＝②，D项错误。
11．D A选项：电子层数越多，最外层电子数越少，半径越大，①正确；B选项：四种元素均为第三周期元素，由电离能的变化规律及核外电子的排布情况知③中3p能级半充满，第一电离能最大；C选项：元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱，在元素周期表中，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族从上到下元素的电负性逐渐减小，故④符合；D选项：判断电离能与元素化合价的关系，关键看各级电离能之间的变化趋势，相邻两级电离能变化较大，说明再失去一个电子的难度增大，由此可判断出该离子所带的电荷数，所以X最有可能生成的阳离子是X2＋。
12．C 自然界中含量最多的元素为氧；由题意知B元素K层和L层电子数之和为10，则M层为8个，N层为2个，故B元素为钙；C是第3周期第一电离能最小的元素，为钠；第3周期中第一电离能最大的元素为氩。选项C中，A的简单离子O2－和C的简单离子Na＋具有相同的电子层结构，根据“序大径小”的规律知r(O2－) >r(Na＋)。
13．解析： (1)根据原子序数为31，写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，n＝4，所以为第4周期，价电子排布为4s24p1，价电子数为3，所以是ⅢA族。
(2)原子序数最小的Ⅷ族元素在第4周期，价电子数为8，为3d64s2，原子的电子排布为[Ar]3d64s2。
(3)3p轨道上有2个未成对电子，为3p2或3p4，排布为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,3p2、3p4时电子排布图为，均为2个未成对电子，电子数为14或16。元素符号为Si、S。
答案： (1)第4 ⅢA
(2)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (3)Si S
14．解析： 根据提供信息，可以推断A为H，B为N，C为Mg，D为K，E为Mn。
(1)NH5的电子式为。
(2)N的基态原子中能量最高的电子为2p能级上的电子，电子云在空间有3个方向，原子轨道呈纺锤形(或哑铃形)。
(3)该同学所画的电子排布图中3s能级上的两个电子自旋方向相同，违背了泡利不相容原理。
(4)Mn的价电子排布式为3d54s2，位于第四周期ⅦB族，属于d区元素。
(5)检验钾元素可以利用焰色反应。
答案： (1) (2)3 纺锤(或哑铃)
(3)泡利不相容原理 (4)ⅦB d 3d54s2
(5)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量。
15．解析： A、C原子的L层有2个未成对电子，则A为1s22s22p2，C为1s22s22p4；A为C(碳)，C为O，A～F序数依次增大，则B为N。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，则D为Mg，E为Ca；F3＋的M层3d轨道电子为半充满状态，则F为Fe。(1)C、N、O的电负性，由小到大顺序为C<N<O。(2)Mg的原子核外有12个电子，即12种不同的运动状态，具有1s、2s、2p、3s共四个不同的能级。(3)E为Ca，电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。
(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定，故再失去一个电子比Fe2＋难。
答案： (1)C<N<O (2)12 4 (3)1s22s22p63s23p64s2
(4)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定
16．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或[Ne]3s1。
(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第3周期第ⅢA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，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。
(5)本题考查Al(OH)3与NaOH和HCl反应的方程式，Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl===AlCl3＋3H2O。
答案： (1)1s22s22p63s1或[Ne]3s1 (2)第3周期第ⅢA族 小于
(3) 3 p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(5)NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O
3HCl＋Al(OH)3===AlCl3＋3H2O
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