跟蹤檢測（六十三）教材基礎（1）——原子結構與性質1．當鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，以下認識正確的是(　　)A．鎂原子由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)，這一過程中吸收能量B．鎂原子由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài)，這一過程中釋放能量C．轉化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道，且自旋狀態(tài)相同D．轉化后鎂原子與硅原子電子層結構相同，化學性質相似答案：A2．下列說法中正確的是(　　)A．所有非金屬元素都分布在p區(qū)B．最外層電子數為2的元素都分布在s區(qū)C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10個縱行的元素都是金屬元素D．同一主族元素從上到下，金屬性呈周期性變化解析：選C　非金屬元素中氫在s區(qū)，其余非金屬元素均分布在p區(qū)，A項錯誤；最外層電子數為2的元素可能在s區(qū)(如Mg)、p區(qū)(如He)或d區(qū)(如Ti、Fe)等，B項錯誤；同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，屬遞變性質而不是周期性變化，D項錯誤。3．周期表中27號元素鈷的方格中注明“3d74s2”，由此可以推斷(　　)A．它位于周期表的第四周期ⅡA族B．它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2C．Co2＋的核外價電子排布式為3d54s2D．Co位于周期表中第9列解析：選D　鈷位于周期表的第四周期Ⅷ族，A項錯誤；“3d74s2”為Co的價電子排布，其簡寫式中也要注明3d軌道，B項錯誤；失電子時，應失去最外層的電子，即先失去4s上的電子，Co2＋的價電子排布式為3d7，C項錯誤；“7＋2＝9”，說明它位于周期表的第9列，D項正確。4．如圖是第三周期11～17號元素某些性質變化趨勢的柱形圖，下列有關說法中正確的是(　　) A．y軸表示的可能是第一電離能B．y軸表示的可能是電負性C．y軸表示的可能是原子半徑D．y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉移的電子數解析：選B　對于第三周期11～17號元素，隨著原子序數的增大，第一電離能總體上呈現增大的趨勢，但Mg、P特殊，A項錯誤；原子半徑逐漸減小，C項錯誤；形成基態(tài)離子轉移的電子數依次為Na為1，Mg為2，Al為3，Si不易形成離子，P為3，S為2，Cl為1，D項錯誤。5．下列曲線表示鹵族元素某種性質隨核電荷數的變化趨勢，正確的是(　　)解析：選A　同主族元素從上到下電負性依次減小，A正確；鹵族元素中氟無正價，B錯誤；HF分子間存在氫鍵，所以HF沸點最高，C錯誤；鹵族元素從上到下單質分子間范德華力依次增大，熔點依次升高，D錯誤。6．已知X、Y元素同周期，且電負性X>Y，下列說法錯誤的是(　　)A．第一電離能：Y一定小于XB．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：HmY小于HnXC．最高價含氧酸的酸性：X對應的酸的酸性強于Y對應的酸的酸性D．X和Y形成化合物時，X顯負價，Y顯正價解析：選A　若Y為氮元素，X為氧元素，則第一電離能：Y>X；由于電負性：X>Y，則非金屬性：X>Y，故氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性：HmYY；得電子能力：X>Y，X和Y形成化合物時，X顯負價，Y顯正價。7．下表中是A、B、C、D、E五種短周期元素的某些性質，下列判斷正確的是(　　)元素ABCDE最低化合價－4－2－1－2－1電負性2.52.53.03.54.0A．C、D、E的氫化物的穩(wěn)定性：C>D>EB．元素A的原子最外層軌道中無自旋狀態(tài)相同的電子C．元素B、C之間不可能形成化合物D．與元素B同周期且第一電離能最小的元素的單質能與H2O發(fā)生置換反應 解析：選D　根據電負性和最低化合價，推知A為C元素、B為S元素、C為Cl元素、D為O元素、E為F元素。A項，C、D、E的氫化物分別為HCl、H2O、HF，穩(wěn)定性：HF>H2O>HCl；B項，元素A的原子最外層電子排布式為2s22p2,2p2上的兩個電子分占兩個原子軌道，且自旋狀態(tài)相同；C項，S的最外層有6個電子，Cl的最外層有7個電子，它們之間可形成S2Cl2等化合物；D項，Na能與H2O發(fā)生置換反應生成NaOH和H2。8．X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外層未達到8電子穩(wěn)定結構，工業(yè)上通過分離液態(tài)空氣獲得其單質；Y元素原子最外電子層上s、p電子數相等；Z元素＋2價陽離子的核外電子排布與氖原子相同；W元素原子的M層有1個未成對的p電子。下列有關這些元素性質的說法一定正確的是(　　)A．X元素的氫化物的水溶液顯堿性B．Z元素的離子半徑小于W元素的離子半徑C．Z元素的單質在一定條件下能與X元素的單質反應D．Y元素最高價氧化物的晶體具有很高的熔點和沸點解析：選C　根據題意，Z元素為Mg，Y元素原子最外電子層電子排布為ns2np2，是C或Si，X為N或O，W為Al或Cl。N的氫化物的水溶液顯堿性，但O的氫化物的水溶液顯中性或弱酸性，A錯誤；Al3＋的半徑比Mg2＋小，B錯誤；氮氣、氧氣均能與鎂反應，C正確；CO2形成的晶體熔沸點低，D錯誤。9．如圖是s能級和p能級的原子軌道圖，試回答下列問題：(1)s電子的原子軌道呈________形，每個s能級有______個原子軌道；p電子的原子軌道呈________形，每個p能級有________個原子軌道。(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________電子，其電子云在空間有____________________方向；元素X的名稱是________，它的氫化物的電子式是__________。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1，那么X的元素符號為________，原子的電子排布圖為________________________________。解析：(1)s電子的原子軌道都是球形的，每個s能級有1個原子軌道；p電子的原子軌道都是啞鈴形的，每個p能級有3個原子軌道，它們相互垂直，分別以px、py、pz表示。(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，np軌道已排上電子，說明ns軌道已排滿電 子，即n＝2，則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p電子，其電子云在空間有三個互相垂直的伸展方向；氮元素的氫化物是氨氣，含有極性鍵，其電子式是當元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1時，根據上述分析，有n－1＝2，則n＝3，所以X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符號為S，其原子的電子排布圖為答案：(1)球　1　啞鈴　3(2)2p　三個互相垂直的伸展　氮　10．如圖為周期表中部分元素的某種性質(X值)隨原子序數變化的關系。(1)同主族內不同元素的X值變化的特點是________________________________，同周期內，隨著原子序數的增大，X值總體上呈現________趨勢。周期表中X值的這種變化特點體現了元素性質的________變化規(guī)律。(2)X值較小的元素集中在元素周期表的________。a．左下角　　b．右上角　　c．金屬與非金屬分界線附近(3)下列關于元素該性質的說法中正確的是________(填字母)。a．X值可反映元素最高正化合價的變化規(guī)律b．X值可反映原子在分子中吸引電子的能力c．X值大小可用來衡量元素金屬性和非金屬性的強弱解析：(1)根據圖示，同主族元素從上到下，X值逐漸減小；同周期元素從左到右，X值總體上呈現增大趨勢。(2)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。(3)X值為元素的電負性，能夠反映原子在分子中吸引電子的能力，能衡量元素金屬性和 非金屬性的強弱。答案：(1)同一主族，從上到下，X值逐漸減小　增大　周期性　(2)a　(3)bc11．月球上的主要礦物有輝石(CaMgSi2O6)、斜長石(KAlSi3O8)和橄欖石{可分為鐵橄欖石(Fe2SiO4)、鎂橄欖石(Mg2SiO4)、鐵鎂橄欖石[(Mg·Fe)2SiO4]}等。(1)鐵橄欖石中鐵元素的化合價為________，硅元素原子核外電子排布式為________________。(2)硅元素的原子核外共有________種不同能級的電子，其原子最外層共有________種不同運動狀態(tài)的電子。(3)月球上的上述主要礦物中，屬于短周期元素的原子半徑由大到小的順序為________________(填元素符號)。(4)某元素與氧元素同周期，且與氧元素組成的化合物中氧元素顯＋2價，兩者電負性關系是________(填元素符號)。解析：(1)根據氧元素為－2價、硅元素為＋4價，鐵橄欖石Fe2SiO4中鐵元素化合價為＋2價，硅元素原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5種不同能級的電子，最外層有4種不同運動狀態(tài)的電子。(3)屬于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)與氧元素組成的化合物中氧元素顯＋2價，說明電負性比氧元素更強，只有F元素。答案：(1)＋2　1s22s22p63s23p2　(2)5　4(3)Mg>Al>Si>O　(4)F>O12．根據信息回答下列問題：(1)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數變化的曲線圖(其中12號至17號元素的有關數據缺失)。①認真分析圖中同周期元素第一電離能的變化規(guī)律，推斷Na～Ar元素中，Al的第一電離能的大小范圍為________＜Al＜________(填元素符號)；②圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置是第______周期________族。(2)已知元素的電負性和元素的化合價一樣，也是元素的一種基本性質。下面給出14種元素的電負性： 元素AlBBeCClFLi電負性1.52.01.52.53.04.01.0元素MgNNaOPSSi電負性3.00.93.52.12.51.8已知：兩成鍵元素間電負性差值大于1.7時，形成離子鍵，兩成鍵元素間電負性差值小于1.7時，形成共價鍵。①根據表中給出的數據，可推知元素的電負性具有的變化規(guī)律是________________________________________________________________________；②通過分析電負性值變化規(guī)律，確定Mg元素電負性值的最小范圍________；③判斷下列物質是離子化合物還是共價化合物：A．Li3N　　　B．BeCl2　　　C．AlCl3　　　D．SiCⅠ.屬于離子化合物的是________；Ⅱ.屬于共價化合物的是________；請設計一個實驗方案證明上述所得到的結論________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①由圖可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一電離能最小，而第ⅢA族元素的第一電離能小于第ⅡA族元素的第一電離能，故Al的第一電離能：Na＜Al＜Mg。②圖中電離能最小的應是堿金屬元素Rb，在元素周期表中第五周期ⅠA族。(2)①將表中數據按照元素周期表的順序重排，可以看出電負性隨著原子序數的遞增呈周期性變化。②由同周期從左到右電負性逐漸增大，同主族從上到下電負性逐漸減小可知，在同周期中電負性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，最小范圍應為0.9～1.5。③Li3N中電負性差值為2.0，大于1.7，形成離子鍵，為離子化合物；BeCl2、AlCl3、SiC中電負性差值分別為1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共價鍵，為共價化合物。離子化合物在熔融狀態(tài)下可以導電，但共價化合物在熔融狀態(tài)下不能導電。答案：(1)①Na　Mg?、谖濉、馎(2)①隨著原子序數的遞增，元素的電負性呈周期性變化②0.9～1.5③A　BCD　測定各物質在熔融狀態(tài)下能否導電，若導電則為離子化合物，反之則為共價化合物 13．已知：A～F都是周期表中前四周期的元素，它們的原子序數依次增大。其中A、C原子的L層有2個未成對電子。D與E同主族，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結構。F3＋的M層3d軌道電子為半充滿狀態(tài)。請根據以上信息，回答下列問題：(1)A、B、C的電負性由小到大的順序為________________(用元素符號表示)。(2)D元素的原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子、________種不同能級的電子。(3)寫出E的基態(tài)原子的電子排布式：________________________________________。(4)F和X(質子數為25)兩元素的部分電離能數據列于下表，比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)X2＋再失去一個電子比氣態(tài)F2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。元素XF電離能/(kJ·mol－1)I1717759I215091561I332482957解析：據題意可知A原子電子排布式為1s22s22p2，故為碳元素；C原子電子排布式為1s22s22p4，故為氧元素，則B為氮元素；由D2＋與C2－核外電子排布相同，可知D為Mg，則E為Ca；由F3＋的3d軌道電子半充滿可知為3d5，則F為Fe。答案：(1)C”或“<”)(5)CH4和CO2所含的三種元素電負性從小到大的順序為________________。(6)第一電離能Si________S。(用“>”或“<”)(7)A、B、C、D、E、F為硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的組成元素，A原子核外只有1種運動狀態(tài)的電子，B、C元素位于第二周期且原子半徑B＞C，D與C同主族，E、F元素的電離能數據如下表：E418.8305244205877 F577.51816.72744.811577①A在元素周期表中屬于________區(qū)元素。②基態(tài)E原子的電子排布式為________________。③D、E、F離子半徑大小順序為___________________________________________(用離子符號表示)。④B、C、D電負性大小順序為_____________________________________________(用元素符號表示)。⑤參照表中數據，進行判斷：Mg原子第一電離能______(填“大于”或“小于”)577.5kJ·mol－1。解析：(7)硫酸鋁鉀和硫酸鋁銨的化學式分別為KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2，二者的組成元素有H、O、N、S、Al、K。A原子核外只有1種運動狀態(tài)的電子，說明A原子核外只有1個電子，A為H。H、O、N、S、Al、K六種元素中，只有O、N處于第二周期，且N的原子半徑大于O，故B為N，C為O。與O元素同主族的應該是S，故D為S。根據E、F元素電離能數據可知，E元素的第一電離能和第二電離能相差很大，第二電離能與第三、四電離能相差不大，說明E原子最外層只有1個電子，故E為K，F為Al。①H的原子結構中只有1s上有1個電子，所以H屬于s區(qū)元素。②E為K，其原子核外有19個電子，基態(tài)K原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1。③S2－、Al3＋、K＋半徑比較時，由于K＋、S2－具有3個電子層，Al3＋只有2個電子層，所以K＋、S2－的半徑都大于Al3＋的半徑，K＋和S2－具有相同的電子層結構，原子序數越小，半徑越大，故S2－的半徑大于K＋的半徑。④元素非金屬性越強，其電負性越大，故電負性O＞N＞S。⑤Mg原子的價電子排布式為3s2，處于全充滿狀態(tài)，失去3s2上的1個電子比Al原子失去3p1上的1個電子更難，故Mg原子的第一電離能大于577.5kJ·mol－1。答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3(2)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(3)1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2(4)1s22s22p3　1　　>　<(5)HGa，故A正確；同周期元素從左到右電負性逐漸增大，則電負性：As>Ga，故B正確；同周期主族元素從左到右原子半徑逐漸減小，故原子半徑：AsC>B。(4)①根據構造原理，X元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3，該元素為33號元素砷，符號是As；②Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子，Y可能為O或C，因X與Y可形成化合物X2Y3，故Y為O，其價層電子排布圖為③根據三種元素的原子序數之和等于42可推出Z為H，XZ3為AsH3，根據得失電子守恒配平化學方程式：As2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O；④同主族元素從上到下原子半徑逐漸增大，其氫化物中化學鍵的鍵長逐漸增大，鍵能逐漸減小，穩(wěn)定性逐漸減弱。答案：(1)C　3d64s2　Cl　(2)①4s24p4?、贏s＞Se＞Ge(3)①3d104s1　N＞O＞C　②AB?、?s24p2　3④1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1O＞C＞B(4)①1s22s22p63s23p63d104s24p3　As?、冖跘s2O3＋6Zn＋6H2SO4===2AsH3↑＋6ZnSO4＋3H2O④穩(wěn)定性：NH3＞PH3＞AsH3。原因：原子半徑N＜P＜As，其氫化物中化學鍵鍵長逐漸增大，鍵能逐漸減小，穩(wěn)定性逐漸減弱