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2021届高中化学高三第二轮复习——物质结构与性质：原子结构与性质专题训练
一、单选题
1．下列离子中外层d轨道达半充满状态的是(
)
A．Cr3+
B．Fe3+
C．Co3+
D．Cu+
2．某元素的3p能级上有两个未成对电子，因此其
（
）
A．第三电子层上有4个电子
B．最高正价为+2
C．最高正价为+4
D．第二电子层没有未成对电子
3．在以离子键为主的化学键中常含有共价键的成分。下列各对原子形成化学键中共价键成分最少的是:
A．Li，F
B．Na，F
C．Na，Cl
D．Mg，O
4．X原子的最外层电子的排布为ns2np4，则X的氢化物的化学式是(
)
A．HX
B．H2X
C．XH3
D．XH4
5．下列多电子原子的原子轨道能量高低顺序正确的是
（
）
A．2s
>
3s
B．2s
>
2d
C．2px<
2Py
D．2px=
2py
6．下列各组元素按第一电离能增加顺序排列的是（
）
A．Na、Al、Mg
B．Be、B、Li
C．Li、Na、K
D．O、F、N
7．第三周期元素的原子，其最外层p能级上仅有一个未成对电子，它最高价氧化物对应的水化物的酸根离子是
A．RO3-
B．RO5-
C．RO42-
D．RO4-
8．在周期表中第四周期的元素，原子核外未成对电子的最大数目为
A．4
B．5
C．6
D．7
9．Li、Be、B三种元素的气态电中性基态原子失去一个电子形成气态基态离子所需要的最低能量相差不是很大，但失去第二个电子所需要的能量却有很大的差别，则三种原子中最难失去第二个电子的是
A．Li
B．Be
C．B
D．相差不大
10．下列原子中，单电子数最多的数：
A．16S
B．35Br
C．24Cr
D．15P
11．关于元素第一电离能元素性质的下列说法中，不正确的是：
A．第一电离能越小，元素金属越强
B．第一电离能越小，该元素原子的能量越高
C．第一电离能越大，该元素的非金属性强
D．第一电离能失去的电子，一定是最外层上的电子
12．下列能级轨道数为3的是
A．s
B．p
C．d
D．f
13．电子由3d能级跃迁至4p能级时，可通过光谱仪直接摄取（　　）
A．电子的运动轨迹图象
B．原子的吸收光谱
C．电子体积大小的图象
D．原子的发射光谱
14．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序.若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中正确的是（
）
A．E(4f)＞E(4s)＞E(3d)
B．E(3s)＞E(2s)＞E(1s)
C．E(3s)＞E(3p)＞E(3d)
D．E(5s)＞E(4s)＞E(4f)
15．基态氧原子核外电子的运动状态有
A．3种
B．2种
C．8种
D．1种
二、填空题
16．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量（质量分数）最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
（1）X、Y的元素符号依次为__________、_________；
（2）XZ2与YZ2分子的立体结构分别是_________和_________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是_________（写分子式），理由是_________；
（3）Q的元素符号是_________，它属于第_________周期，它的核外电子排布式为_________，在形成化合物时它的最高化合价为_________；
（4）用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键_________。
17．（化学－物质结构与性质）
C和Si元素在化学中占有极其重要的地位。
（1）写出Si的基态原子核外电子排布式　　　　。
从电负性角度分析，C、Si和O元素的非金属活泼性由强至弱的顺序为　　　　。
（2）SiC的晶体结构与晶体硅的相似，其中C原子的杂化方式为　　　　，微粒间存在的作用力是　　　　。
（3）氧化物MO的电子总数与SiC的相等，则M为　　　　（填元素符号）。MO是优良的耐高温材料，其晶体结构与NaCl晶体相似。MO的熔点比CaO的高，其原因是　　　　。
（4）C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成键和键，SiO2中Si与O原子间不形成上述健。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成，而Si、O原子间不能形成上述键　　　　。
18．生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气（主要成分为CO、CO2、H2等）与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
（1）上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式___。
（2）根据等电子原理，写出CO分子的结构式_________。
（3）甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O
沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是____________________；
甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_________。
②甲醛分子的空间构型是_________；
1mol甲醛分子中σ键的数目为_____。
③在1个Cu2O
晶胞中（结构如图所示），
所包含的Cu
原子数目为_______。
19．在原子结构理论中，有四个原理，分别是①构造原理，②泡利原理，③洪特规则，④能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是（填序号，各只填一项）
（1）各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍_____________；
（2）碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3___________；
（3）最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个_____________；
（4）铬（24Cr）的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2________；
（5）磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子____________。
20．我国的探月工程正在有计划的进行着，最近发射的嫦娥二号卫星又圆满完成了多项科学任务。月球上的主要矿物有辉石[CaMgSi2O6]、斜长石[KAlSi3O8]和橄榄石（可分为铁橄榄石[Fe2SiO4]、镁橄榄石[Mg2SiO4]、铁-镁橄榄石[(Mg?Fe)2SiO4]）等。
（1）铁橄榄石中铁元素化合价为______，硅元素原子核外电子排布式为_____________。
（2）硅元素的原子核外共有______种不同能级的电子，其原子最外层共有_____种不同运动状态的电子。
（3）月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的原子半径由大到小依次为__________
(填相应的元素符号)，在这些短周期元素中，其单质晶体微粒间存在两种相互作用的是_____元素。
（4）某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显正+2价，写出一个化学方程式，说明该元素与氧元素的非金属性的强弱________________________。
三、结构与性质
21．A．海底热液研究(图1)处于当今科研的前沿。海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物。
(1)
Ni2＋的核外电子排布式是____________________。
(2)
分析下表，铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能，而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能，基主要原因是____________________。
电离能/kJ·mol－1
I1
I2
铜
746
1958
锌
906
1733
(3)
下列说法正确的是________。
A．电负性：N＞O＞S＞C　　　　　　　　B．CO2与COS(硫化羰)互为等电子体
C．NH3分子中氮原子采用sp3杂化
D．CO、H2S、HCN都是极性分子
(4)
“酸性热液”中大量存在一价阳离子，结构如图2，它的化学式为________________。
(5)
FeS与NaCl均为离子晶体，晶胞相似，前者熔点为985℃，后者801℃，其原因是____________________。在FeS晶胞中，与Fe2＋距离相等且最近的S2－围成的多面体的空间构型为________________。
22．三种常见元素结构信息如下表，试根据信息回答有关问题：
元素
A
B
C
结构信息
基态原子核外有两个电子层，最外层有3个未成对的电子
基态原子的M层有1对成对的p电子
基态原子核外电子排布为[Ar]3s104sx，有+1、+2两种常见化合价
（1）写出B原子的基态电子排布式____________________；
（2）用氢键表示式写出A的氢化物溶液中存在的氢键____________________（任写一种）；A的氢化物分子结合一个H+形成阳离子后，其键角____________________（填写“变大”、“变小”、“不变”）；
（3）往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液，可生成的配合物的化学式为____________________，简要描述该配合物中化学键的成键情况____________________；
（4）下列分子结构图中的“●”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，“○”表示氢原子，小黑点“·”表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。
在以上分子中，中心原子采用杂化形成化学键是____________________（填写序号）；在②的分子中有____________________个键和____________________个键。
四、工业流程题
23．重铬酸钠（Na2Cr2O7·2H2O）是重要的化工原料，在化学工业和制药工业中常用作氧化剂。可用一种铬铁矿（主要成分：FeO·Cr2O3，还含有少量的Al2O3）通过以下流程来制取重铬酸钠。
回答下列问题：
（1）写出Cr元素基态原子的外围电子排布式____。
（2）步骤I中反应的化学方程式为：4FeO·Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g)＝8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)，反应中被氧化的元素是
，生成2
mol
Fe2O3时转移电子的物质的量为
mol。
（3）步骤II中加入NaOH溶液时发生的化学反应方程式为
。
（4）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌。工业上常用电解法来处理含Cr2O72-的废水，电解装置模拟示意图如右图（电极材料为铁和石墨）。通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr(OH)3沉淀而被除去。a电极的电极材料是____，b电极附近生成Cr3+的反应的离子方程式是____。
（5）将含Cr2O3为50%的铬铁矿30.4
kg，按上述流程制取产品Na2Cr2O7·2H2O，假设整个流程中铬元素的利用率为80%，则最终能制得Na2Cr2O7·2H2O
kg。
参考答案
1．B2．D3．B4．B5．D6．A7．D8．C9．A10．C11．C12．B13．B14．B15．C
16．S
C
V形
直线形
SO2
因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大
Cr
四
1s22s22p63s23p63d54s1
+6
F—H…F
F—H…O
O—H…F
O—H…O
17．（1）1s22s22p63s23p2
O＞C＞Si
(2)
sp3
共价键
（3）Mg
Mg2+半径比Ca2+小，MgO晶格能大
（4）Si的原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p-p轨道肩并肩重叠程度较小，不能形成上述稳定的π键
18．1s22s22p63s23p63d104s2
或[Ar]3d104s2
C≡O
甲醇分子之间形成氢键
sp2杂化
平面三角形
3NA
4
19．②
④
①
③
③
20．+2
1s22s22p63s23p2
5
4
Mg＞Al＞Si＞O
氧
2F2+2H2O=4HF+O2
21．1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8
Cu失去一个电子成为Cu＋，核外电子排布从[Ar]3d104s1变为[Ar]3d10能量较低的稳定结构，而Zn核外电子排布为[Ar]3d104s2较稳定，所以Cu第一电离能较Zn小，第二电离能相对较大
BCD
H11O5+
FeS晶体的晶格能比NaCl晶体晶格能大
正八面体
22．1s22s22p63s23p4
N-H…N－或N-H…O－或
O-H…N－或O-H…O－等
变大
[Cu（NH3）4]SO4
中心原子与配体之间以配位键相结合，铜氨络离子与硫酸根离子之间以离子键相结合
①③④
3
2
23．（1）3d54s1；（2）Fe、Cr（或铁、铬）；28；（3）2NaOH＋Al2O3=2NaAlO2＋H2O；（4）石墨；
Cr2O72-＋6Fe2+＋14H+＝2Cr3+＋6Fe3+＋7H2O；（5）23.84；

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