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1.2.2原子结构与元素性质 课时作业
1.砷化镓（GaAs）太阳能电池大量应用于我国超低轨通遥一体卫星星座。下列说法正确的是( )
A.原子半径： B.电子层数：
C.电负性： D.单质还原性：
2.一种钠硫电池以钠和硫为电极反应物，为正极材料，陶瓷为电解质隔膜。下列说法正确的是( )
A.电离能大小： B.半径大小：
C.电负性大小： D.酸性强弱：
3.第三周期，基态原子的第一电离能处于Al、P之间的元素有( )
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
4.太阳能电池可由Si、GaP、GaAs等半导体材料构成。下列说法正确的是( )
A.原子半径：r(Ga)B.第一电离能：
C.热稳定性：
D.Ga的周期序数与族序数相等
5.某元素M的逐级电离能分别为580，1820，2750，11600。该元素氧化物的化学式最可能是( )
A.MO B.MO2 C.MO3 D.M2O3
6.主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是( )
A.电负性：
B.酸性：
C.基态原子的未成对电子数：
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对位置如图所示，其中戊的非金属性最强且其基态原子的p轨道只有一个未成对电子。下列说法错误的是( )
A.简单离子半径：丙>丁>戊
B.简单氢化物的沸点：丙<丁<戊
C.最高价含氧酸的酸性：丙>乙
D.第一电离能：甲<丁<丙
8.香花石是我国地质学家发现的矿物，其化学式为。已知X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的前20号元素；其中为金属元素，且Y与N同主族；基态Z原子的s能级电子总数等于p能级电子总数，基态W原子核外有1个未成对电子，基态M原子的最外层电子数是最内层电子数的2倍。下列说法正确的是( )
A.原子半径： B.第一电离能：
C.电负性： D.简单气态氢化物的沸点：
9.氟的单质及含氟化合物用途广泛。CsF是离子晶体，其Born-Haber图示如图：
下列说法正确的是( )
A.Cs原子的第一电离能为
B.F—F键的键能为
C.
D.主族元素中第一电离能最大的是F
10.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是
B.下列价电子排布式的原子中：①，②，③，④，第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中元素电负性随原子序数增大而递增的是④
D.具有下列电子排布式的原子中：①，②，③，④，原子半径最大的是①
11.IIIA族元素及其化合物在材料化学中具有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态硼原子核外价电子的轨道表示式为___________。
(2)氨硼烷()是目前最具潜力的储氢材料之一、氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，它们之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键。所含元素电负性由大到小的顺序为___________；还原性：___________(填“”或“”)。
(3)N、O、F三元素对应氢化物的稳定性有强到弱的顺序为___________(用化学式表示)。
(4)基态铝原子核外有___________个空间运动状态，第一电离能介于Al、P之间的第3周期元素有___________种。
12.X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期元素。基态X原子的价电子排布式为；Y的+2价阳离子核外电子排布与氖原子相同；Z元素的第一至第四电离能分别是：、；W的最高正价与最低负价的代数和为6：基态的M层有5个未成对电子。
回答下列问题：
(1)R元素在元素周期表中的位置为___________，原子序数比R少1的元素原子基态核外排布式为：___________。
(2)元素的气态原子得到一个电子所放出的能量称为第一电子亲合能。气态原子结合电子越容易，电子亲合能越大。X和W的第一电子亲合能X___________W(填“”或“”)，利用原子结构知识解释原因___________。
(3)X、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序是___________(填离子符号)。
(4)Z单质与NaOH反应的离子反应方程式为___________。
13.以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。
(1)Fe基态核外电子排布式为______________。
(2)写出下列微粒电子式：
_____________ _____________ _____________
(3)C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为______________。
(4)N、O、H元素的电负性由大到小的顺序为______________。
14.化学用语、元素周期律等是学习元素及其化合物知识的重要工具。请回答下列问题：
(1)下列说法正确的是___________(填序号)。
①s区全部是金属元素
②共价化合物中电负性大的成键元素表现为负价
③两种金属元素第一电离能越小的其金属性越强
④电负性大于1.8的一定为非金属
⑤第四周期元素中未成对电子数最多的元素位于钾元素后面第五位
(2)新型半导体材料如碳化硅()、氮化镓()等在航空航天、国防技术及5G技术等领域扮演着重要的角色。基态Si原子的核外电子空间运动状态共有___________种，其核外电子占据最高能级的电子云轮廓图的形状为___________，基态镓原子的价层电子排布式为___________。
(3)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。
(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：X、Y、Z中为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，Z元素可以形成负一价离子。已知检验微量化合物可以用一种称为马氏检验的方法，其原理是：样品在盐酸中可被金属锌还原为气体，产物还有氯化锌和，该反应的化学方程式是___________(要用推导出来的元素表达)。
15.钇及其化合物在航天、电子、超导等方面有着广泛的应用，工业上以硅铍钇矿为原料生产氧化钇。
（1）钇（Y）位于元素周期表中钪（）的下一周期，基态钇（Y）原子的价电子排布图为______，与元素同周期的基态原子中，未成对电子数与原子相同的元素还有______种。
（2）在元素周期表中，和处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似。
①写出的最高价氧化物对应水化物与烧碱溶液反应的离子方程式：____________；
②已知元素和元素的电负性分别为1.5和4.0，则它们形成的化合物是______（填“离子化合物”或“共价化合物”）。
（3）O与N、F均为第二周期元素，其部分电离能（I）数据如下：
元素
电离能 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______种不同空间运动状态的电子。
②由表格中数据可知；原因是____________。判断a______b（填“>或”）。
（4）Fe位于元素周期表中______区（按电子排布分区），实验室检验的离子方程式为：____________。
答案以及解析
1.答案：C
解析：As、Ga是同周期元素，同周期元素从左到右，原子半径依次减小，故原子半径：，A错误；都是第四周期元素，电子层数相同，B错误；同周期主族元素的电负性自左向右逐渐增大，则电负性：As>Ga，C正确；同周期元素从左到右金属性依次减弱，单质的还原性减弱，则单质还原性：As2.答案：A
解析：A.同一周期主族元素从左向右第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族比相邻元素的大，第一电离能：，故A正确；
B.电子层数相同的，核电荷数越大的离子半径越小，则半径大小：，故B错误；
C.元素非金属性越强，其电负性越大，非金属性：O>Fe，电负性：，故C错误；
D.元素非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，非金属性：，酸性：，故D错误；故选：A。
3.答案：C
解析：同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但同一周期中第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一电离能大，第ⅤA族比第ⅥA族第一电离能大；Mg、Al、Si、P、S、Cl属于同一周期且其原子序数依次增大，但Mg属于第ⅡA元素，Al属于第ⅢA族，P属于第VA元素，S属于第ⅥA族，所Mg、Al、Si、P、S、Cl几种元素的第一电离能从大到小排序是P、S、Si、Mg、Al，所以第一电离能处于Al、P之间的元素有3种，C项正确；答案选C。
4.答案：B
解析：A.同周期随原子序数的递增，原子半径减小，所以，故A错误；
B.同一周期从左到右，第一电离能有增大的趋势，P最外层电子为半充满状态，第一电离能大于相邻元素Si，故B正确；
C.As为第四周期元素，P为第三周期元素，P的非金属性比As强，p-H键键能更大，热稳定性，故C错误；
D.为第四周期ⅢA族元素，周期序数与族序数不相等，故D错误；
故答案选B。
5.答案：D
解析：元素M的逐级电离能（kJ/mol）分别为580、1820、2750、11600，该元素的第四电离能剧增，故该元素化合价表现为+3价，故氧化物的化学式为M2O3，故选D。
6.答案：D
解析：电负性：，A错误；为弱酸，故酸性：，B错误；基态H原子中未成对电子数为1，基态O原子中未成对电子数为2，故C错误；K的氧化物溶于水可产生KOH，溶液，S的氧化物溶于水生成或，溶液，故D正确。
7.答案：B
解析：丙是N，丁是O，戊是F，简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故简单离子半径：，A正确；丙是N，丁是O，戊是F，简单氢化物分子间均存在氢键，常温下水为液态，沸点最高，B错误；乙是P，丙是N，非金属性：N>P，故最高价含氧酸的酸性：，C正确；甲是Si，丁是O，丙是N，同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但N的2p轨道为半充满状态，第一电离能大于O，同主族元素从上到下第一电离能减小，所以第一电离能：N>O>Si，D正确。
8.答案：D
解析：同周期主族元素从左至右原子半径逐渐减小，同主族元素从上至下原子半径逐渐增大，故原子半径：，A项错误；同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，故第一电离能：，B项错误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则电负性：，C项错误；常温下为液体，HF为气体，则简单气态氢化物的沸点：，D项正确。
9.答案：D
解析：
10.答案：A
解析：A.基态原子的第三电离能远大于第二电离能说明原子的最外层有2个电子，则该元素位于元素周期表ⅡA族元素，与氯气反应可能形成的阳离子是，故A错误；
B.由价电子排布式可知，①为硫铝元素、②为硅元素、③为磷元素、④为硫元素，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能最大的是磷元素，故B正确；
C.同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减小，则元素电负性随原子序数增大而递增的是④，故C正确；
D.由电子排布式可知，①为硅元素、②为氮元素、③为碳元素、④为硫元素，同周期元素，从左到右原子半径依次减小，同主族元素，从上到下原子半径依次增大，则原子半径最大的是①，故D正确；
故选A。
11.答案：(1)
(2)N>H>B；
(3)
(4)9；3
解析：（1）基态硼原子核外价电子的轨道表示式为
（2）①氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，电负性越大，对电子吸引能力越强，显负电性，所含元素电负性由大到小的顺序为N>H>B；②B的非金属性小于N，所以还原性；
（3）非金属性越强，对应单质越容易与氢气反应，生成氢化物越稳定。N、O、F三元素对应氢化物的稳定性有强到弱的顺序为；
（4）基态锂原子核外电子排布式为，，共占据七个轨道，有7个空间运动状态；第一电离能同周期从左至右依次增大，ⅡA全满反常、ⅤA半满反常，故第一电离能介于Al、P之间的第3周期元素有Mg、Si、S三种元素；
12.答案：(1)第四周期第VIIB族；
(2)；氮、氯中氯的核电荷数更大，对核外电子的吸引力更大，氯的电负性更大，更容易结合1个电子
(3)
(4)
解析：X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前四周期元素。基态X原子的价电子排布式为，则n=2，为氮；Y的价阳离子核外电子排布与氖原子相同，为镁；Z元素的第一至第四电离能分别是：，则Z最外层有3个电子，为铝；W的最高正价与最低负价的代数和为6，则为17号元素氯；基态的M层有5个未成对电子，则R价电子排布为，为锰；
（1）由分析可知，R元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族；原子序数比R少1的元素原子为Cr基态核外排布式为：；
（2）氮、氯中氯的核电荷数更大，对核外电子的吸引力更大，氯的电负性更大，更容易结合1个电子，故X和W的第一电子亲合能X（3）电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；X、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序是；
（4）Z单质与NaOH反应的离子反应方程式为
13.答案：(1)或
(2)；；
(3)
(4)
解析：（1）Fe基态核外电子排布式为：或；
（2）氮气、氨气为共价分子，氯化铵为离子键化合物，故微粒电子式为：、、
（3）同一周期从左往右原子的核内质子数逐渐增多，对最外层电子的引力逐渐增强，第一电离能有逐渐增大的趋势，但由于N原子的最外层电子达到了稳定的半充满结构，因此其第一电离能大于相邻元素，故C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为：；
（4）根据电负性的规律，同一周期内，从左到右元素的电负性逐渐增大，氢元素的非金属性较弱，则N、O、H元素的电负性由大到小的顺序为：。
14.答案：(1)②⑤ (2)8；哑铃形； (3)或 (4)Z
(5)
解析：（1）①ⅠA、ⅡA元素均在s区，H元素为非金属，①错误；
②电负性为吸引电子的能力，故电负性大的元素表现负价，②正确；
③ⅡA元素大于ⅢA元素，但金属性，③错误；
④电负性大于1.8的元素不一定为非金属元素,如Pb、Bi的电负性为1.9，④错误；
⑤根据原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬，位于第四周期第ⅥB族，位于钾元素后面第五位，⑤正确；
故答案为：②⑤；
（2）Si原子的核外电子排布为，核外电子空间运动状态共有8种；核外电子占据最高能级为p能级，哑铃形；基态镓原子序数31，价层电子排布式为；
故答案为：8；哑铃形；；
（3）磷原子其价电子排布为，每个轨道有自旋方向相反的两个电子，p能级三个轨道上，每个轨道上有1个自旋方向相同的电子，则自旋磁量子数的代数和为或；
故答案为：或；
（4）X的第三电离能远大于第二电离能，则X为Mg元素，Y的电离能大，则Y为O元素，Z的第一、第二、第三电离能相差不大，则Z为N元素；
故答案为：Z；
（5）X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，则4p能级有3个电子，X为33号元素为As，Y元素原子2p轨道上有2个未成对电子，则Y为6号元素或8号元素，X与Y可形成化合物，则Y为O元素，X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z为H元素；
样品在盐酸中可被金属锌还原为气体，产物还有氯化锌和H2O，；
故答案为：。
15.答案：（1）；5
（2）①；离子化合物
（3）①5；②基态N原子的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高；O失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因此电离能较低；>
（4）d；
解析：（1）（Y）位于元素周期表中（Sc）的下一周期，则（Y）位于元素周期表的第五周期第ⅢB族，基态（Y）原子的价电子排布式为，价电子排布图为；Se基态原子的电子排布式为，有1个未成对电子，则与 Sc元素同周期的基态原子中，未成对电子数与 Sc 原子相同的元素还有4种：钾（价电子排布式为4）、铜（价电子排布式为）、镓（价电子排布式为）、溴（价电子排布式为）；
（2）在元素周期表中，Be和Al处于第二周期和第三周期的对角线位置，化学性质相似：①Be的最高价氧化物对应水化物，与烧碱溶液反应的离子方程式：；②已知Be元素和下元素的电负性分别为1.5和4.0，者电负性差值为2.5大于1.7，则它们形成的化合物是离子化合物；
（3）①基态O原子的电子排布式为，核外电子的空间运动状态等于轨道数，则O元素的原子核外共有5种不同空间运动状态的电子；②由表格中数据可知，原因是基态N原子的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高，O失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因此电离能较低；C的电子排布式为：，N的电子排布式为：，失去两个电子后，C原子需要失去2s的1个电子，N需要失去2p的1个电子，所以第三电离能；
（4）Fe为第26号元素：价电子排布式为：，位于元素周期表中d区与形成络合物，颜色为红色，实验室检验的离子方程式为：。

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