高三化學總復習練習第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)（選修3）1239

1239[A層基礎(chǔ)練]1.（2018·臨汾模擬）下列說法中正確的是（）A.電子云通常是用小黑點來表示電子的多少B.處于最低能量的原子叫基態(tài)原子C.能量高的電子在離核近的區(qū)域運動，能量低的電子在離核遠的區(qū)域運動D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時才會產(chǎn)生原子光譜【解析】電子云圖中的小黑點表示電子在核外空間出現(xiàn)機會的多少，而不表示具體的電子、電子的個數(shù)，A錯誤；處于最低能量的原子叫基態(tài)原子，B正確；距核越近，電子的能量越低，則能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動，能量低的電子在離核近的區(qū)域運動，C錯誤；原子光譜有吸收光譜和發(fā)射光譜，電子在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的原子光譜屬于發(fā)射光譜，D錯誤。【答案】B2.（2018·銀川模擬）下列基態(tài)原子的核外電子在原子軌道上的能量大小關(guān)系不正確的是（）A.5s>4s B.4s>3dC.5d>4f D.5p>4d【解析】B項，3d能級的能量高于4s能級的能量，B項錯誤?！敬鸢浮緽3.（2018·唐山模擬）在d軌道中電子排布成，而不能排布成，其最直接的根據(jù)是（）A.能量最低原理 B.泡利原理C.原子軌道構(gòu)造原理 D.洪特規(guī)則【解析】據(jù)圖知，4個電子占據(jù)不同的軌道且自旋狀態(tài)相同，其根據(jù)是洪特規(guī)則?！敬鸢浮緿4.（2018·南充模擬）若某原子在處于能量最低狀態(tài)時，外圍電子排布為4d15s2，則下列說法正確的是（）A.該元素原子處于能量最低狀態(tài)時，原子中共有3個未成對電子B.該元素原子核外共有5個電子層C.該元素原子的M能層共有8個電子D.該元素原子最外層共有3個電子【解析】A項，該元素原子處于能量最低狀態(tài)時，只有4d能級上有1個未成對電子，錯誤；B項，該原子核外有5個電子層，正確；C項，該元素原子M能層電子排布為3s23p63d10，共有18個電子，錯誤；D項，該原子最外層上有2個電子，錯誤?！敬鸢浮緽5.下列曲線表示鹵族元素某種性質(zhì)隨核電荷數(shù)的變化趨勢，正確的是（）【解析】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，HF熔沸點最高，C錯誤；鹵族元素從上到下單質(zhì)分子間范德華力依次增大，熔點依次升高，D錯誤。【答案】A6.（2018·忻州模擬）下列敘述中正確的是（）A.同周期元素中，ⅦA族元素的原子半徑最大B.ⅥA族元素的原子，其半徑越大，越容易得到電子C.當各軌道處于全滿、半滿、全空時原子較穩(wěn)定D.同一周期中，堿金屬元素的第一電離能最大【解析】同周期元素中，從左至右原子半徑依次減小，所以同周期元素中，ⅦA族元素的原子半徑最小，A錯誤；ⅥA族元素的原子，其半徑越大，越不容易得電子，B錯誤；當各軌道處于全滿、半滿、全空時，能量最低，原子較穩(wěn)定，C正確；同一周期中，堿金屬元素的第一電離能最小，D錯誤?！敬鸢浮緾7.（2018·信陽模擬）A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨海?）A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素名稱為。（2）B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為，C的元素符號為。（3）D元素的正三價離子的3d能級為半充滿，D的元素符號為，其基態(tài)原子的電子排布式為。（4）E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為，其基態(tài)原子的電子排布式為。【解析】（1）A元素基態(tài)原子的電子排布式是1s22s22p3，是氮元素。（2）根據(jù)B、C離子的電子數(shù)可以判斷，B是氯，C是鉀。（3）D元素的正三價離子為1s22s22p63s23p63d5，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，D是鐵。（4）E元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，E是銅元素。【答案】（1）氮（2）ClK（3）Fe1s22s22p63s23p63d64s2（4）Cu1s22s22p63s23p63d104s18.（2018·安徽淮北模擬）有A、B、C、D、E五種短周期元素，其中A、B、C三種元素屬于同一周期，A原子最外層p能級上的電子數(shù)等于次外層的電子總數(shù)，B原子最外層上有兩個未成對的電子，D、E原子核內(nèi)各自的質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等，B元素可分別與A、C、D、E元素形成RB2型化合物，且在DB2和EB2中，D元素與B元素的質(zhì)量比為eq\f(7,8)，E元素與B元素的質(zhì)量比為1。根據(jù)以上條件，回答下列問題：（1）推斷五種元素分別是（填元素符號）：A，B，C，D，E。（2）寫出D原子的電子排布式：。（3）指出E元素在元素周期表中的位置：。（4）比較A、B、C三種元素第一電離能的大?。海▽懺胤柣蛎Q，下同）。（5）比較元素D和E的電負性的相對大?。骸！窘馕觥緼原子最外層p能級上的電子數(shù)等于次外層的電子總數(shù)，因p能級最多容納6個電子，說明次外層為K層，故A原子的電子排布式為1s22s22p2，即A為C（碳）；B原子最外層上有兩個未成對的電子，說明B為第ⅣA族或第ⅥA族元素，又B元素與A元素同周期，說明B為O（氧）；C元素可以與B元素形成CB2型化合物且C與A、B同周期，說明C為N（氮）；在DB2中，D元素與B元素的質(zhì)量比為eq\f(7,8)，即D的相對原子質(zhì)量為28，在EB2中，E元素與B元素的質(zhì)量比為1，即E的相對原子質(zhì)量為32，由D、E原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等可知D為Si（硅），E為S（硫）。比較A（碳）、B（氧）、C（氮）三種元素的第一電離能，需注意氮元素原子的2p能級處于半充滿狀態(tài)，體系的能量較低，原子最穩(wěn)定，第一電離能最大，故第一電離能的大小順序為N>O>C。【答案】（1）CONSiS（2）1s22s22p63s23p2（3）第三周期第ⅥA族（4）N>O>C（或氮>氧>碳）（5）S>Si（或硫>硅）[B層提升練]9.（2018·黃岡模擬）以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是（）A.具有下列電子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是①B.具有下列價電子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一電離能最大的是③C.①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中，元素的電負性隨原子序數(shù)增大而遞增的是④D.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X3＋【解析】A項，①為Si，②為N，③為C，④為S，原子半徑最大的為Si，正確；B項，①為Al，②為Si，③為P，④為S，第一電離能最大的為P，正確；C項，同一主族元素，電負性從上到下逐漸減?。煌恢芷谠?，電負性呈增大趨勢，正確；D項，根據(jù)各級電離能變化趨勢，基態(tài)原子的最外層應有2個電子，所以與Cl2反應時應呈＋2價，D錯?！敬鸢浮緿10.（2015·安徽高考）C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。（1）①Si位于元素周期表第周期第族。②N的基態(tài)原子核外電子排布式為；Cu的基態(tài)原子最外層有個電子。③用“>”或“<”填空：原子半徑電負性熔點沸點AlSiNO金剛石晶體硅CH4SiH4（2）（2015·全國卷Ⅱ）O、Na、P、Cl四種元素中電負性最大的是（填元素符號），其中P原子的核外電子排布式為_______________________。（3）（2014·全國卷Ⅱ）周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子。b、c、d中第一電離能最大的是（填元素符號），e的價層電子軌道示意圖為________________________________________________________________________。（4）（2013·浙江高考）①N、Al、Si、Zn四種元素中，有一種元素的電離能數(shù)據(jù)如下：則該元素是（填寫元素符號）。②基態(tài)鍺（Ge）原子的電子排布式是。Ge的最高價氯化物的分子式是。③Ge元素可能的性質(zhì)或應用有。A.是一種活潑的金屬元素B.其電負性大于硫C.其單質(zhì)可作為半導體材料D.其最高價氯化物的沸點低于其溴化物的沸點【解析】（1）①Si是14號元素，位于元素周期表中第三周期第ⅣA族。②N是7號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p3；Cu是29號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故最外層有1個電子。③同周期元素，原子序數(shù)越大，原子半徑越小，故原子半徑：Al>Si；同周期元素，原子序數(shù)越大，電負性越強，故電負性：N<O；金剛石和晶體硅都是原子晶體，但鍵能：C—C>Si—Si，故熔點：金剛石>晶體硅；CH4和SiH4都是分子晶體，且兩者結(jié)構(gòu)相似，SiH4的相對分子質(zhì)量大，故沸點：CH4<SiH4。（2）O、Na、P和Cl四種元素中，O元素的電負性最大。P原子核外有15個電子，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p3（或[Ne]3s23p3）。（3）由原子序數(shù)最小且核外電子總數(shù)與其電子層數(shù)相同，確定a為H元素，由價電子層中的未成對電子有3個，確定b為N元素，由最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，確定c為O元素，由d與c同主族，確定d為S元素，由e的最外層只有1個電子且次外層有18個電子，確定e為Cu元素。N、O同周期第一電離能N>O，O、S同主族，第一電離能O>S，即N、O、S中第一電離能最大的是N元素；Cu的價電子排布為3d104s1，其價層電子排布圖為【答案】(1)①三ⅣA②1s22s22p31③><><(2)O1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)(3)N(4)①Al②1s22s22p63s23p63d104s24p2GeCl4③CD[C層真題練]11．(2017·課標全國Ⅱ，35)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列問題：(1)氮原子價層電子的軌道表達式(電子排布圖)為_________________________________________________________________________________________________________。(2)元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量稱作第一電子親和能(E1)。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖(a)所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是__________________________________；氮元素的E1呈現(xiàn)異常的原因是_______________________________________________________________。(3)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。①從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為________，不同之處為________。(填標號)A．中心原子的雜化軌道類型B．中心原子的價層電子對數(shù)C．立體結(jié)構(gòu)D．共價鍵類型②R中陰離子Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為________個。分子中的大π鍵可用符號Пeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Пeq\o\al(6,6))，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應表示為________。③圖(b)中虛線代表氫鍵，其表示式為(NHeq\o\al(＋,4))N—H…Cl、________________、________________。(4)R的晶體密度為dg·cm－3，其立方晶胞參數(shù)為anm，晶胞中含有y個[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]單元，該單元的相對質(zhì)量為M，則y的計算表達式為________________。【解析】(1)氮原子為7號元素，基態(tài)N原子的價電子排布式為2s22p3，故氮原子價電子排布圖為(2)由題意可知，元素的基態(tài)氣態(tài)原子越容易得到一個電子，所放出的能量越大，即第一電子親和能(E1)越大，同周期元素隨核電荷數(shù)的增大，原子的電負性增大，得電子的能力增強，故結(jié)合一個電子釋放的能量逐漸增大；基態(tài)N原子的核外電子排布式為1s22s22p3，則N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，相對穩(wěn)定，不易得電子。(3)①R中的兩種陽離子為NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋，NHeq\o\al(＋,4)的中心原子是N，中心N原子形成4個σ鍵，沒有孤電子對，價層電子對數(shù)為4，故其雜化類型為sp3，NHeq\o\al(＋,4)的空間構(gòu)型為正四面體形；H3O＋的中心原子是O，中心O原子形成3個σ鍵，有1對孤電子對，價層電子對數(shù)為4，故其雜化類型為sp3，H3O＋的空間構(gòu)型為三角錐形；NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋中共價鍵類型都是極性共價鍵，故R中兩種陽離子的相同之處為A、B、D項，不同之處為C項。②由圖(b)可知，R中陰離子Neq\o\al(－,5)中有5個N—N鍵，所以Neq\o\al(－,5)中的σ鍵總數(shù)為5個；由圖(b)可知，Neq\o\al(－,5)中的大π鍵中含有5個N原子，所以參與形成大π鍵的原子數(shù)為5，每個N原子形成2個σ鍵，還有1對孤電子對，每個N原子提供1個電子形成大π鍵，從外界得到的1個電子也參與形成大π鍵，故參與形成大π鍵的電子數(shù)為6，則Neq\o\al(－,5)中的大π鍵應表示為Πeq\o\al(6,5)。③由圖(b)可知，H3O＋中的1個H原子與Neq\o\al(－,5)中的1個N原子形成氫鍵，NHeq\o\al(＋,4)中的1個H原子與Neq\o\al(－,5)中的1個N原子形成氫鍵，則還含有(NHeq\o\al(＋,4))N—H┄N(Neq\o\al(－,5))和(H3O＋)O—H┄N(Neq\o\al(－,5))。(4)晶胞的質(zhì)量為eq\f(y·M,NA)g，晶胞的體積為(a×10－7cm)3，R的晶體密度為dg·cm－3，則d＝eq\f(\f(y·M,NA),a3×10－21)，解得y＝eq\f(a3dNA,M)×10－21，將NA＝6.02×1023代入eq\f(a3dNA,M)×10－21可得y＝eq\f(602a3d,M)?！敬鸢浮?1)(2)同周期元素隨核電荷數(shù)依次增大，原子半徑逐漸變小，故結(jié)合一個電子釋放出的能量依次增大N原子的2p軌道為半充滿狀態(tài)，具有額外穩(wěn)定性，故不易結(jié)合一個電子(3)①ABDC②5Πeq\o\al(6,5)③(H3O＋)O—H┄N(Neq\o\al(－,5))(NHeq\o\al(＋,4))N—H┄N(Neq\o\al(－,5))(4)eq\f(a3dNA,M)×10－21eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或\f(602a3d,M)))12．(2016·全國乙，37)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領(lǐng)域應用廣泛。回答下列問題：(1)基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。(2)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結(jié)構(gòu)角度分析，原因是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因________。GeCl4GeBr4GeI4熔點/℃－49.526146沸點/℃83.1186約400(4)光催化還原CO2制備CH4反應中，帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是________。(5)Ge單晶具有金剛石型結(jié)構(gòu)，其中Ge原子的雜化方式為________，微粒之間存在的作用力是________。(6)晶胞有兩個基本要素：①原子坐標參數(shù)，表示晶胞內(nèi)部各原子的相對位置。下圖為Ge單晶的晶胞，其中原子坐標參數(shù)A為(0，0，0)；B為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，0，\f(1,2)))；C為eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2)，0))。則D原子的坐標參數(shù)為________。②晶胞參數(shù)，描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數(shù)a＝565.76pm