資源簡介

1.2.2原子結(jié)構與元素性質(zhì) 課時作業(yè)
1.砷化鎵（GaAs）太陽能電池大量應用于我國超低軌通遙一體衛(wèi)星星座。下列說法正確的是( )
A.原子半徑： B.電子層數(shù)：
C.電負性： D.單質(zhì)還原性：
2.一種鈉硫電池以鈉和硫為電極反應物，為正極材料，陶瓷為電解質(zhì)隔膜。下列說法正確的是( )
A.電離能大小： B.半徑大小：
C.電負性大小： D.酸性強弱：
3.第三周期，基態(tài)原子的第一電離能處于Al、P之間的元素有( )
A.1種 B.2種 C.3種 D.4種
4.太陽能電池可由Si、GaP、GaAs等半導體材料構成。下列說法正確的是( )
A.原子半徑：r(Ga)B.第一電離能：
C.熱穩(wěn)定性：
D.Ga的周期序數(shù)與族序數(shù)相等
5.某元素M的逐級電離能分別為580，1820，2750，11600。該元素氧化物的化學式最可能是( )
A.MO B.MO2 C.MO3 D.M2O3
6.主族元素W、X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X、Y的價電子數(shù)相等，Z的價電子所在能層有16個軌道，4種元素形成的化合物如圖。下列說法正確的是( )
A.電負性：
B.酸性：
C.基態(tài)原子的未成對電子數(shù)：
D.氧化物溶于水所得溶液的
7.短周期元素甲、乙、丙、丁、戊在元素周期表中的相對位置如圖所示，其中戊的非金屬性最強且其基態(tài)原子的p軌道只有一個未成對電子。下列說法錯誤的是( )
A.簡單離子半徑：丙>丁>戊
B.簡單氫化物的沸點：丙<丁<戊
C.最高價含氧酸的酸性：丙>乙
D.第一電離能：甲<丁<丙
8.香花石是我國地質(zhì)學家發(fā)現(xiàn)的礦物，其化學式為。已知X、Y、Z、W、M、N為原子序數(shù)依次增大的前20號元素；其中為金屬元素，且Y與N同主族；基態(tài)Z原子的s能級電子總數(shù)等于p能級電子總數(shù)，基態(tài)W原子核外有1個未成對電子，基態(tài)M原子的最外層電子數(shù)是最內(nèi)層電子數(shù)的2倍。下列說法正確的是( )
A.原子半徑： B.第一電離能：
C.電負性： D.簡單氣態(tài)氫化物的沸點：
9.氟的單質(zhì)及含氟化合物用途廣泛。CsF是離子晶體，其Born-Haber圖示如圖：
下列說法正確的是( )
A.Cs原子的第一電離能為
B.F—F鍵的鍵能為
C.
D.主族元素中第一電離能最大的是F
10.以下有關元素性質(zhì)的說法不正確的是( )
A.某元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，當它與氯氣反應時可能生成的陽離子是
B.下列價電子排布式的原子中：①，②，③，④，第一電離能最大的是③
C.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中元素電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④
D.具有下列電子排布式的原子中：①，②，③，④，原子半徑最大的是①
11.IIIA族元素及其化合物在材料化學中具有廣泛的應用。回答下列問題：
(1)基態(tài)硼原子核外價電子的軌道表示式為___________。
(2)氨硼烷()是目前最具潛力的儲氫材料之一、氨硼烷分子中與N相連的H呈正電性，與B原子相連的H呈負電性，它們之間存在靜電相互吸引作用，稱為雙氫鍵。所含元素電負性由大到小的順序為___________；還原性：___________(填“”或“”)。
(3)N、O、F三元素對應氫化物的穩(wěn)定性有強到弱的順序為___________(用化學式表示)。
(4)基態(tài)鋁原子核外有___________個空間運動狀態(tài)，第一電離能介于Al、P之間的第3周期元素有___________種。
12.X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。基態(tài)X原子的價電子排布式為；Y的+2價陽離子核外電子排布與氖原子相同；Z元素的第一至第四電離能分別是：、；W的最高正價與最低負價的代數(shù)和為6：基態(tài)的M層有5個未成對電子。
回答下列問題：
(1)R元素在元素周期表中的位置為___________，原子序數(shù)比R少1的元素原子基態(tài)核外排布式為：___________。
(2)元素的氣態(tài)原子得到一個電子所放出的能量稱為第一電子親合能。氣態(tài)原子結(jié)合電子越容易，電子親合能越大。X和W的第一電子親合能X___________W(填“”或“”)，利用原子結(jié)構知識解釋原因___________。
(3)X、Z、W的簡單離子半徑由大到小的順序是___________(填離子符號)。
(4)Z單質(zhì)與NaOH反應的離子反應方程式為___________。
13.以鐵、硫酸、檸檬酸、雙氧水、氨水等為原料可制備檸檬酸鐵銨。
(1)Fe基態(tài)核外電子排布式為______________。
(2)寫出下列微粒電子式：
_____________ _____________ _____________
(3)C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為______________。
(4)N、O、H元素的電負性由大到小的順序為______________。
14.化學用語、元素周期律等是學習元素及其化合物知識的重要工具。請回答下列問題：
(1)下列說法正確的是___________(填序號)。
①s區(qū)全部是金屬元素
②共價化合物中電負性大的成鍵元素表現(xiàn)為負價
③兩種金屬元素第一電離能越小的其金屬性越強
④電負性大于1.8的一定為非金屬
⑤第四周期元素中未成對電子數(shù)最多的元素位于鉀元素后面第五位
(2)新型半導體材料如碳化硅()、氮化鎵()等在航空航天、國防技術及5G技術等領域扮演著重要的角色。基態(tài)Si原子的核外電子空間運動狀態(tài)共有___________種，其核外電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖的形狀為___________，基態(tài)鎵原子的價層電子排布式為___________。
(3)原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用+表示，與之相反的用-表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子其價電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為___________。
(4)N、O、Mg元素的前3級電離能如下表所示：X、Y、Z中為N元素的是___________。
元素
X 738 1451 7733
Y 1314 3388 5301
Z 1402 2856 4578
(5)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42.X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X與Y可形成化合物，Z元素可以形成負一價離子。已知檢驗微量化合物可以用一種稱為馬氏檢驗的方法，其原理是：樣品在鹽酸中可被金屬鋅還原為氣體，產(chǎn)物還有氯化鋅和，該反應的化學方程式是___________(要用推導出來的元素表達)。
15.釔及其化合物在航天、電子、超導等方面有著廣泛的應用，工業(yè)上以硅鈹釔礦為原料生產(chǎn)氧化釔。
（1）釔（Y）位于元素周期表中鈧（）的下一周期，基態(tài)釔（Y）原子的價電子排布圖為______，與元素同周期的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與原子相同的元素還有______種。
（2）在元素周期表中，和處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學性質(zhì)相似。
①寫出的最高價氧化物對應水化物與燒堿溶液反應的離子方程式：____________；
②已知元素和元素的電負性分別為1.5和4.0，則它們形成的化合物是______（填“離子化合物”或“共價化合物”）。
（3）O與N、F均為第二周期元素，其部分電離能（I）數(shù)據(jù)如下：
元素
電離能 1086.5 1402.23 1313.9
2352.6 2856.0 3388.3
a b 5300.5
①元素的原子核外共有______種不同空間運動狀態(tài)的電子。
②由表格中數(shù)據(jù)可知；原因是____________。判斷a______b（填“>或”）。
（4）Fe位于元素周期表中______區(qū)（按電子排布分區(qū)），實驗室檢驗的離子方程式為：____________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：As、Ga是同周期元素，同周期元素從左到右，原子半徑依次減小，故原子半徑：，A錯誤；都是第四周期元素，電子層數(shù)相同，B錯誤；同周期主族元素的電負性自左向右逐漸增大，則電負性：As>Ga，C正確；同周期元素從左到右金屬性依次減弱，單質(zhì)的還原性減弱，則單質(zhì)還原性：As2.答案：A
解析：A.同一周期主族元素從左向右第一電離能呈增大的趨勢，但第ⅡA族、第ⅤA族比相鄰元素的大，第一電離能：，故A正確；
B.電子層數(shù)相同的，核電荷數(shù)越大的離子半徑越小，則半徑大小：，故B錯誤；
C.元素非金屬性越強，其電負性越大，非金屬性：O>Fe，電負性：，故C錯誤；
D.元素非金屬性越強，其最高價氧化物對應的水化物的酸性越強，非金屬性：，酸性：，故D錯誤；故選：A。
3.答案：C
解析：同一周期元素，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一電離能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一電離能大；Mg、Al、Si、P、S、Cl屬于同一周期且其原子序數(shù)依次增大，但Mg屬于第ⅡA元素，Al屬于第ⅢA族，P屬于第VA元素，S屬于第ⅥA族，所Mg、Al、Si、P、S、Cl幾種元素的第一電離能從大到小排序是P、S、Si、Mg、Al，所以第一電離能處于Al、P之間的元素有3種，C項正確；答案選C。
4.答案：B
解析：A.同周期隨原子序數(shù)的遞增，原子半徑減小，所以，故A錯誤；
B.同一周期從左到右，第一電離能有增大的趨勢，P最外層電子為半充滿狀態(tài)，第一電離能大于相鄰元素Si，故B正確；
C.As為第四周期元素，P為第三周期元素，P的非金屬性比As強，p-H鍵鍵能更大，熱穩(wěn)定性，故C錯誤；
D.為第四周期ⅢA族元素，周期序數(shù)與族序數(shù)不相等，故D錯誤；
故答案選B。
5.答案：D
解析：元素M的逐級電離能（kJ/mol）分別為580、1820、2750、11600，該元素的第四電離能劇增，故該元素化合價表現(xiàn)為+3價，故氧化物的化學式為M2O3，故選D。
6.答案：D
解析：電負性：，A錯誤；為弱酸，故酸性：，B錯誤；基態(tài)H原子中未成對電子數(shù)為1，基態(tài)O原子中未成對電子數(shù)為2，故C錯誤；K的氧化物溶于水可產(chǎn)生KOH，溶液，S的氧化物溶于水生成或，溶液，故D正確。
7.答案：B
解析：丙是N，丁是O，戊是F，簡單離子核外電子排布相同，核電荷數(shù)越大，離子半徑越小，故簡單離子半徑：，A正確；丙是N，丁是O，戊是F，簡單氫化物分子間均存在氫鍵，常溫下水為液態(tài)，沸點最高，B錯誤；乙是P，丙是N，非金屬性：N>P，故最高價含氧酸的酸性：，C正確；甲是Si，丁是O，丙是N，同周期元素第一電離能從左到右呈增大趨勢，但N的2p軌道為半充滿狀態(tài)，第一電離能大于O，同主族元素從上到下第一電離能減小，所以第一電離能：N>O>Si，D正確。
8.答案：D
解析：同周期主族元素從左至右原子半徑逐漸減小，同主族元素從上至下原子半徑逐漸增大，故原子半徑：，A項錯誤；同主族元素從上到下第一電離能逐漸減小，故第一電離能：，B項錯誤；同周期主族元素從左到右，電負性逐漸增大，則電負性：，C項錯誤；常溫下為液體，HF為氣體，則簡單氣態(tài)氫化物的沸點：，D項正確。
9.答案：D
解析：
10.答案：A
解析：A.基態(tài)原子的第三電離能遠大于第二電離能說明原子的最外層有2個電子，則該元素位于元素周期表ⅡA族元素，與氯氣反應可能形成的陽離子是，故A錯誤；
B.由價電子排布式可知，①為硫鋁元素、②為硅元素、③為磷元素、④為硫元素，同周期元素，從左到右第一電離能呈增大趨勢，磷原子的3p軌道為穩(wěn)定的半充滿結(jié)構，元素的第一電離能大于相鄰元素，則第一電離能最大的是磷元素，故B正確；
C.同周期元素，從左到右電負性依次增大，同主族元素，從上到下電負性依次減小，則元素電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④，故C正確；
D.由電子排布式可知，①為硅元素、②為氮元素、③為碳元素、④為硫元素，同周期元素，從左到右原子半徑依次減小，同主族元素，從上到下原子半徑依次增大，則原子半徑最大的是①，故D正確；
故選A。
11.答案：(1)
(2)N>H>B；
(3)
(4)9；3
解析：（1）基態(tài)硼原子核外價電子的軌道表示式為
（2）①氨硼烷分子中與N相連的H呈正電性，與B原子相連的H呈負電性，電負性越大，對電子吸引能力越強，顯負電性，所含元素電負性由大到小的順序為N>H>B；②B的非金屬性小于N，所以還原性；
（3）非金屬性越強，對應單質(zhì)越容易與氫氣反應，生成氫化物越穩(wěn)定。N、O、F三元素對應氫化物的穩(wěn)定性有強到弱的順序為；
（4）基態(tài)鋰原子核外電子排布式為，，共占據(jù)七個軌道，有7個空間運動狀態(tài)；第一電離能同周期從左至右依次增大，ⅡA全滿反常、ⅤA半滿反常，故第一電離能介于Al、P之間的第3周期元素有Mg、Si、S三種元素；
12.答案：(1)第四周期第VIIB族；
(2)；氮、氯中氯的核電荷數(shù)更大，對核外電子的吸引力更大，氯的電負性更大，更容易結(jié)合1個電子
(3)
(4)
解析：X、Y、Z、W、R為原子序數(shù)依次增大的前四周期元素。基態(tài)X原子的價電子排布式為，則n=2，為氮；Y的價陽離子核外電子排布與氖原子相同，為鎂；Z元素的第一至第四電離能分別是：，則Z最外層有3個電子，為鋁；W的最高正價與最低負價的代數(shù)和為6，則為17號元素氯；基態(tài)的M層有5個未成對電子，則R價電子排布為，為錳；
（1）由分析可知，R元素在元素周期表中的位置為第四周期第ⅦB族；原子序數(shù)比R少1的元素原子為Cr基態(tài)核外排布式為：；
（2）氮、氯中氯的核電荷數(shù)更大，對核外電子的吸引力更大，氯的電負性更大，更容易結(jié)合1個電子，故X和W的第一電子親合能X（3）電子層數(shù)越多半徑越大，電子層數(shù)相同時，核電荷數(shù)越大，半徑越小；X、Z、W的簡單離子半徑由大到小的順序是；
（4）Z單質(zhì)與NaOH反應的離子反應方程式為
13.答案：(1)或
(2)；；
(3)
(4)
解析：（1）Fe基態(tài)核外電子排布式為：或；
（2）氮氣、氨氣為共價分子，氯化銨為離子鍵化合物，故微粒電子式為：、、
（3）同一周期從左往右原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)逐漸增多，對最外層電子的引力逐漸增強，第一電離能有逐漸增大的趨勢，但由于N原子的最外層電子達到了穩(wěn)定的半充滿結(jié)構，因此其第一電離能大于相鄰元素，故C、N、O元素的第一電離能由大到小的順序為：；
（4）根據(jù)電負性的規(guī)律，同一周期內(nèi)，從左到右元素的電負性逐漸增大，氫元素的非金屬性較弱，則N、O、H元素的電負性由大到小的順序為：。
14.答案：(1)②⑤ (2)8；啞鈴形； (3)或 (4)Z
(5)
解析：（1）①ⅠA、ⅡA元素均在s區(qū)，H元素為非金屬，①錯誤；
②電負性為吸引電子的能力，故電負性大的元素表現(xiàn)負價，②正確；
③ⅡA元素大于ⅢA元素，但金屬性，③錯誤；
④電負性大于1.8的元素不一定為非金屬元素,如Pb、Bi的電負性為1.9，④錯誤；
⑤根據(jù)原子核外電子排布中未成對電子數(shù)最多的元素是鉻，位于第四周期第ⅥB族，位于鉀元素后面第五位，⑤正確；
故答案為：②⑤；
（2）Si原子的核外電子排布為，核外電子空間運動狀態(tài)共有8種；核外電子占據(jù)最高能級為p能級，啞鈴形；基態(tài)鎵原子序數(shù)31，價層電子排布式為；
故答案為：8；啞鈴形；；
（3）磷原子其價電子排布為，每個軌道有自旋方向相反的兩個電子，p能級三個軌道上，每個軌道上有1個自旋方向相同的電子，則自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為或；
故答案為：或；
（4）X的第三電離能遠大于第二電離能，則X為Mg元素，Y的電離能大，則Y為O元素，Z的第一、第二、第三電離能相差不大，則Z為N元素；
故答案為：Z；
（5）X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，則4p能級有3個電子，X為33號元素為As，Y元素原子2p軌道上有2個未成對電子，則Y為6號元素或8號元素，X與Y可形成化合物，則Y為O元素，X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42，則Z為H元素；
樣品在鹽酸中可被金屬鋅還原為氣體，產(chǎn)物還有氯化鋅和H2O，；
故答案為：。
15.答案：（1）；5
（2）①；離子化合物
（3）①5；②基態(tài)N原子的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能較高；O失去的是已經(jīng)配對的電子，配對電子相互排斥，因此電離能較低；>
（4）d；
解析：（1）（Y）位于元素周期表中（Sc）的下一周期，則（Y）位于元素周期表的第五周期第ⅢB族，基態(tài)（Y）原子的價電子排布式為，價電子排布圖為；Se基態(tài)原子的電子排布式為，有1個未成對電子，則與 Sc元素同周期的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)與 Sc 原子相同的元素還有4種：鉀（價電子排布式為4）、銅（價電子排布式為）、鎵（價電子排布式為）、溴（價電子排布式為）；
（2）在元素周期表中，Be和Al處于第二周期和第三周期的對角線位置，化學性質(zhì)相似：①Be的最高價氧化物對應水化物，與燒堿溶液反應的離子方程式：；②已知Be元素和下元素的電負性分別為1.5和4.0，者電負性差值為2.5大于1.7，則它們形成的化合物是離子化合物；
（3）①基態(tài)O原子的電子排布式為，核外電子的空間運動狀態(tài)等于軌道數(shù)，則O元素的原子核外共有5種不同空間運動狀態(tài)的電子；②由表格中數(shù)據(jù)可知，原因是基態(tài)N原子的電子排布是半充滿的，比較穩(wěn)定，電離能較高，O失去的是已經(jīng)配對的電子，配對電子相互排斥，因此電離能較低；C的電子排布式為：，N的電子排布式為：，失去兩個電子后，C原子需要失去2s的1個電子，N需要失去2p的1個電子，所以第三電離能；
（4）Fe為第26號元素：價電子排布式為：，位于元素周期表中d區(qū)與形成絡合物，顏色為紅色，實驗室檢驗的離子方程式為：。

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