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通用版高考化学一轮复习
课时突破练20　原子结构　元素周期表
必备知识基础练
1.(2024·重庆南岸区模拟)国际学术期刊Nature官网发布“LK-99不是超导体——科学侦探们如何解开这个谜团”。LK-99由CuO、PbO、NH4H2PO4制备。下列说法错误的是(　　)
A.6种元素中,有3种位于元素周期表的p区
B.N的原子结构示意图:
C.Pb位于元素周期表第六周期第ⅣA族
D.基态Cu原子的价层电子轨道表示式:
2.(2024·北京丰台区二模)放射性核素C在考古等方面有重要应用。下列表述不正确的是(　　)
A.C与C互为同位素
BCO2具有放射性
C.可用质谱法区分CO2和CO2
DCO2和CO2的化学性质不同
3.(2024·上海浦东新区模拟)下列与氢原子有关的说法中,错误的是(　　)
A.氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度
B.霓虹灯的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
C.利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱
D.氢原子核外只有一个电子,它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线
4.(2024·陕西渭南期末)钠铬辉石(NaCrSi2O6)是自然界极为罕见的珠宝,是翡翠中干青种的重要组成物质之一,下列说法正确的是(　　)
A.轨道表示式能反映钠原子轨道的能级和电子的自旋状态
B.金属Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于s区
D.X、Y元素同周期且电负性X>Y,则第一电离能:Y5.(2024·河北石家庄调研)实验室制备Na2S2O3的原理为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。下列说法错误的是(　　)
A.基态硫原子核外3p电子云有3种不同伸展方向
B.基态氧原子的电子排布式为[Ne]2s22p4
C.基态碳原子的核外电子排布式1s22s22违反了洪特规则
D.CO2的结构式为OCO
6.(2024·辽宁抚顺六校联考)最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂——FSO2N3,下列有关元素F、S、O、N的说法不正确的是(　　)
A.基态F原子核外电子的运动状态有9种
B.基态S原子价层电子轨道表示式:
C.基态O原子核外电子的空间运动状态有4种
D.基态N原子核外未成对电子数最多
7.(2024·山东枣庄调研)过渡元素(如25Mn、26Fe、27Co、
28Ni等)常用于制造催化剂和耐高温、耐腐蚀合金。下列有关说法中不正确的是(　　)
A.基态Mn原子核外电子的空间运动状态有15种
B.基态Ni原子核外电子占据最高能级的原子轨道形状为哑铃形
C.基态Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5
D.基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2
关键能力提升练
8.(2024·福建南平四校联考)通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半满”“全满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则的证据的是(　　)
A.元素氦(He)比元素氢(H)的化学性质稳定
B.26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+,表现出较强的还原性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
9.(2024·江苏南京六校联合体联考)下列各组原子(1~36号)中,彼此的化学性质一定相似的是(　　)
选项 a原子 b原子
最外电子层上有2个电子 最外电子层上有2个电子
2p能级上有2个未成对电子 3p能级上也有2个未成对电子
电子排布式为1s2 电子排布式为[Ar]4s2
最外电子层(L层)上只有1个空轨道 最外电子层(M层)只有1个空轨道
10.(2024·江西萍乡二模)X、Y、Z、W是4种原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Y和Z的价层电子数相同,Y原子的s能级与p能级填充的电子数相等。四种元素形成如图所示两种化合物,它们均能水解生成对应的酸和氧化物。下列说法错误的是(　　)
A.X的核外电子排布式为1s22s22p2
B.四种元素在元素周期表中均处于p区
C.XYW2的中心原子采取sp3杂化
D.两种化合物水解得到的氧化物分别为XO2和ZO2
11.(2024·辽宁盘锦二模)已知A、B、C、D、E是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质及原子结构如表。
A 原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同
B 原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同
C 电子排布式为1s22s22p5
续表
D 位于元素周期表中第4纵列
E 基态原子M层全充满,N层只有一个电子
下列说法错误的是(　　)
A.B有3个未成对电子
B.A、B、C三种元素的原子半径由大到小的顺序:A>B>C
C.D元素基态原子的价层电子轨道表示式为
D.E的基态原子的简化电子排布式为[Ar]4s2
12.(2024·天津红桥区一模改编)金属材料对于促进生产发展、改善人类生活发挥了巨大作用。
(1)青铜是人类使用较早的合金材料。
①写出基态Cu2+的价层电子排布式:　 。
②赤铜矿(Cu2O)在稀硫酸中浸出,得到硫酸铜溶液和金属铜,该反应的离子方程式为 　。
(2)金属钠及其化合物在人类生产生活中起着重要作用。
①基态Na原子的价层电子轨道表示式为　　　　　　　。
②NaBH4是一种强还原剂,其中B元素在元素周期表中处于　　　区。
(3)钛被誉为太空金属和亲生物金属,拥有卓越的金属特性。
①22Ti原子的价层电子排布式为3d24s2,它在元素周期表中的位置是　。
②钛溶于盐酸制得三氯化钛(TiCl3),TiCl3·6H2O晶体有两种异构体:[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O(绿色)、[Ti(H2O)6]Cl3(紫色),两者配位数　　　　(填“相同”或“不同”),绿色晶体中配体是　 。
参考答案
1.D　解析 6种元素中,O、N、P处于元素周期表的p区,A正确。N为7号元素,其原子结构示意图为 ,B正确。Pb最外层有4个电子,共6层,位于元素周期表第六周期第ⅣA族,C正确。基态Cu原子的价层电子轨道表示式为
,D错误。
2.D　解析 C与C质子数相同,中子数不同,互为同位素,A正确C是放射性核素,因此CO2具有放射性,B正确CO2和CO2的相对分子质量不同,可以用质谱法区分,C正确C与C互为同位素,两者的化学性质基本相同,则CO2和CO2的化学性质基本相同,D错误。
3.D　解析 氢原子核外只有一个电子,但是它的激发态有多种,当电子跃迁回较低状态时释放能量,发出多条不同波长的光,故产生的原子光谱中不只有一根或明或暗的线,D错误。
4.A　解析 在轨道表示式中小方框表示能级,方框中的箭头表示电子的自旋状态,A正确。Cr是24号元素,根据构造原理和洪特规则可知基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,B错误。基态原子的p能级上半充满的元素,电子最后填充p能级,因此一定属于p区元素,C错误。一般情况下同一周期元素的第一电离能和元素的电负性都随原子序数的增大而增大,但若元素处于第ⅡA族、第ⅤA族,则其第一电离能大于同一周期相邻元素;X、Y元素同周期且电负性:X>Y,若Y为第ⅡA族或第ⅤA族元素,则由于原子核外电子排布处于原子轨道的全充满或半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻元素,此时第一电离能:Y>X,D错误。
5.B　解析 基态硫原子核外价电子排布式为3s23p4,3p电子云有3种不同伸展方向,A正确。O为8号元素,基态氧原子的电子排布式为[He]2s22p4,B错误。洪特规则指出电子填入简并轨道时,电子总是先单独分占,且自旋平行,基态碳原子的核外电子排布式1s22s22违反了洪特规则,C正确。CO2中C与O形成双键,其结构式为OCO,D正确。
6.C　解析 同一原子轨道中2个电子的自旋方向相反,原子核外各电子的运动状态均不相同,故基态F原子核外电子的运动状态有9种,A正确。基态S原子的价层电子表示式为3s23p4,其价层电子轨道表示式为,B正确。基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4,电子占据1s、2s轨道和3个2p轨道,故核外电子的空间运动状态有5种,C错误。基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,根据洪特规则,2p轨道的3个电子分占3个不同轨道,有3个未成对电子,基态O和S原子有2个未成对电子,F有1个未成对电子,故基态N原子核外未成对电子数最多,D正确。
7.B　解析 基态Mn原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,电子占据原子轨道总数为1+1+3+1+3+5+1=15个,故电子的空间运动状态有15种,A正确。基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2,电子占据的最高能级是4s,原子轨道呈球形,B错误。基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2,失去4s轨道2个电子和3d轨道1个电子得到Fe3+,故基态Fe3+的核外电子排布式为[Ar]3d5,C正确。基态Co原子的核外电子排布式为[Ar]3d74s2,其价层电子排布式为3d74s2,D正确。
8.C　解析 H原子核外只有一个电子,未达到稳定结构,He原子核外有2个电子,已经达到稳定结构,不能用此规则来判断其稳定性,A错误。基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,Fe2+容易失电子转变成Fe3+,失去电子时都是从外到内失去,基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,Fe3+也容易得电子生成F,不能用此规则来判断,B错误。基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2,[Ar]3d104s1中d轨道处于“全满”,s轨道处于“半满”,能用此规则来判断,C正确。激发态的原子是基态原子吸收能量后发生电子跃迁形成的,不能用此规则来判断,D错误。
9.D　解析 若a为Be,则为金属元素,b为He,为稀有气体元素,其性质不同,A错误。a原子2p能级上有2个未成对电子,可能为C或者O,b原子3p能级上有2个未成对电子,可能为Si或S,化学性质不一定相似,B错误。a原子电子排布式为1s2,则为He,为稀有气体元素;b原子电子排布式为[Ar]4s2,则为Ca,其性质不相似,C错误。a原子最外电子层(L层)上只有1个空轨道,为碳原子;b原子最外电子层(M层)也只有1个空轨道,为Si原子,两者是同主族元素,其性质相似,D正确。
10.C　解析 Y原子的s能级与p能级填充的电子数相等,即Y的电子排布式为1s22s22p4(O)或1s22s22p63s2(Mg),Y能与Z形成两个共价键,即Y为O,Y和Z的价层电子数相同,即Z为S,由图可知,W为Cl,X为C,化合物分别为SOCl2、COCl2,SOCl2水解得HCl和SO2,COCl2水解得HCl和CO2。X为C,核外电子排布式为1s22s22p2,A正确。四种元素处于元素周期表的ⅣA~ⅦA族,故均处于p区,B正确。XYW2为COCl2,中心C原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,故采取sp2杂化,C错误。SOCl2水解得HCl和SO2,COCl2水解得HCl和CO2,D正确。
11.D　解析 五种前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。元素周期表中A元素原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同,则核外电子排布为1s22s22p2,故A为碳元素;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,核外电子排布为1s22s22p3,故B为氮元素;C元素电子排布式为1s22s22p5,为9号元素,故C为氟元素;D位于元素周期表中第4纵列,且处于第四周期,结合原子序数,则D为Ti元素;E基态原子M层全充满,N层只有一个电子,则价层电子排布为3d104s1,E为Cu元素。
B为N元素,核外电子排布为1s22s22p3,则有3个未成对电子,A正确。电子层越多,原子半径越大,同周期元素的原子,其原子序数大的半径小,则原子半径为C>N>F,B正确。D为Ti元素,基态原子的价层电子排布为3d24s2,故其基态原子的价层电子轨道表示式为,C正确。E为Cu元素,Cu的基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s1,D错误。
12.答案 (1)①3d9　②Cu2O+2H+Cu2++Cu+H2O
(2)①　②p
(3)①第四周期第ⅣB族　②相同　H2O、Cl-
解析 (3)②[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配位数为6,[Ti(H2O)6]Cl3的配位数为6,配位数相同;[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配体为H2O和Cl-。
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