人教版高中化学选修三第一章 原子结构与性质含答案.docx
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人教版高中化学选修三第一章原子结构与性质含答案
第一章原子结构与性质
一、单选题
1.最新科技报道,美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒,这种新粒子是由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成,对于这种微粒,下列说法正确的是( )
A.该微粒为电中性
B.它是氢元素的一种新的同位素
C.它的化学式为H3
D.它比一个普通H2分子多一个氢原子核
2.下列微粒的基态电子排布式一定错误的是( )
A.A原子:
1s22s22p63s23d103p6
B.B2-:
1s22s22p6
C.C2+:
1s22s22p6
D.D原子:
1s22s22p6
3.下列关于氦原子电子云图的说法正确的是( )
A.通常用小黑点来表示电子的多少,黑点密度大,电子数目大
B.黑点密度大小,表示单位体积内电子出现的机会多少
C.通常用小黑点来表示电子绕核作高速圆周运动
D.电子云图是对运动无规律性的描述
4.下列各组元素,按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐升高的顺序排列的是( )
A.K、Na、Li
B.Al、Mg、Na
C.N、O、C
D.Cl、S、P
5.下列各能层中不包含p能级的是( )
A.N
B.M
C.L
D.K
6.下列排布不符合泡利原理的是( )
A.2p能级:
B.3d能级:
C.2p能级:
D.3d能级:
7.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是( )
A.
B.
C.1s2
D.
8.下列关于同一原子中的基态和激发态说法中,正确的是( )
A.基态时的能量比激发态时高
B.激发态时比较稳定
C.由基态转化为激发态过程中吸收能量
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
9.下列说法中正确的是( )
A.电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
B.在同一能级上运动的电子,其运动状态肯定相同
C.能层序数越大,s电子云的半径越大
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
10.下列说法中正确的是( )
A.所有的电子在同一区域里运动
B.在离原子核较近的区域内运动的电子能量较高,在离原子核较远的区域内运动的电子能量较低
C.处于最低能量的原子叫基态原子
D.同一原子中,4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多,各能级能量大小相等
11.下列元素相关粒子的电子排布式中,前者一定是金属元素,后者一定是非金属元素的是( )
A.[Ne]3s1 [Ne]3s2
B.[Ar]4s1 [Ne]3s23p4
C.[Ne]3s2 [Ar]4s2
D.[He]2s22p4 [Ne]3s23p5
12.元素周期表长周期共有18个纵行,从左到右排为18列,即碱金属是第1列,稀有气体是第18列。
按这种规定,下列说法正确的是( )
A.第9列元素中没有非金属
B.第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C.最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列
D.第11、12列为d区的元素
13.在第n电子层中,当它作为原子的最外电子层时,能容纳的最多电子数与(n-1)层相同,当它作为原子的次外层时,其电子数比(n+1)层最多能多10个,则此电子层是( )
A.K层
B.L层
C.M层
D.N层
14.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
①R的最高正价为+3价
②R元素位于元素周期表中第ⅡA族
③R元素第一电离能大于同周期相邻元素
④R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
15.下列基态原子的外围电子排布式中,正确的是( )
A.3d94s2
B.3d44s2
C.4d105s0
D.4d85s2
二、双选题
16.(双选)当碳原子的核外电子排布由
转变为
时,下列说法正确的是( )
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境中释放能量
17.(双选)当碳原子的核外电子排布由
转变为
时,下列说法正确的是( )
A.碳原子由基态变为激发态
B.碳原子由激发态变为基态
C.碳原子要从外界环境中吸收能量
D.碳原子要向外界环境释放能量
18.(双选)元素在元素周期表中的分区说法正确的是( )
A.s区的元素一定是主族元素
B.d区元素一定是副族元素
C.p区的元素一定是主族元素
D.ds区元素一定是副族元素
19.(双选)具有以下结构的原子,一定属于主族元素原子的是( )
A.最外层有3个电子的原子
B.最外层电子排布为ns2的原子
C.最外层有3个未成对电子的原子
D.次外层无未成对电子的原子
三、填空题
20.某元素A原子的L层要比M层少6个电子,它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。
则:
(1)a的M层比N层多________个电子;b的L层比M层少________个电子。
a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
(2)写出A的电子排布式:
_____________________________________________________。
a的最外层电子排布图为_______________________________________________________。
21.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。
下面给出14种元素的电负性:
已知:
一般来说,两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键;两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
(1)根据表中给出的数据,可推知元素的电负性具有的变化规律是_____________________
________________________________________________________________________。
(2)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物?
Mg3N2 BeCl2 AlCl3 SiC
________________________________________________________________________。
22.某班学生对BeCl2是离子化合物还是共价化合物进行集体探究,从经验看铍是金属元素,易失去电子,氯元素易得到电子,请回答下列问题。
(1)查表得知,Be的电负性是1.5,Cl的电负性是3.0,则BeCl2应为________化合物。
(2)工业上制取BeCl2的方法是将得到的BeCl2溶液在HCl气流中蒸干灼烧,防止BeCl2水解,请写出BeCl2水解的化学方程式:
_________________________________________________。
(3)经实验验证,熔融的BeCl2不能导电,说明它是________化合物;BeCl2能溶于水,水溶液能导电,是因为它在溶液中能电离,写出它的电离方程式:
_________________________
________________________________________________________________________。
(4)在周期表中,铍元素和铝元素恰好处于对角线位置,根据对角线法则,BeCl2应与________(填“MgCl2”或“AlCl3”)化学性质更相似。
(5)0.1mol氢氧化铍恰好能和100mL2mol·L-1的氢氧化钠溶液发生反应,写出反应的化学方程式:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
23.某元素原子共有三个价电子,其中一个价电子位于第三能层d能级。
(1)该原子的电子排布式为____________。
(2)该元素的原子序数为________,在周期表中处于第________周期________族,属于________区。
该元素为________(填“金属”或“非金属”)元素,其最高化合价为________。
24.
(1)下表中的实线是元素周期表的部分边界,请在表中用实线补全元素周期表的边界。
(2)元素甲是第三周期ⅥA族元素,请在下面方框中按氦元素的式样,写出元素甲的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量和最外层电子排布。
(3)元素乙的3p能级中只有1个电子,则乙原子半径与甲原子半径比较:
_______>________(用元素符号表示,下同),甲、乙的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为________>________。
(4)元素周期表体现了元素周期律,元素周期律的本质是原子核外电子排布的____________,请写出元素在元素周期表中的位置与元素原子结构的关系:
___________________________
________________________________________________________________________。
答案解析
1.【答案】D
【解析】质子带一个正电荷,电子带一个负电荷,则由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成的微粒带一个单位的正电荷,化学式为H
,A、C错误,D正确;同位素研究的对象是原子,B错误。
2.【答案】A
【解析】原子核外电子排布遵循能量最低原理,即原子核外电子先占有能量低的轨道,然后再依次进入能量较高的轨道,这样使整个原子处于最低的能量状态。
在电子排布中应先排4s轨道再排3d轨道,因此,A原子的基态电子排布式应该是1s22s22p63s23p63d84s2。
3.【答案】B
【解析】
4.【答案】A
【解析】利用在同周期从左到右元素第一电离能逐渐增大(除ⅡA、ⅤA族反常外),原子半径逐渐减小;同主族从上到下元素第一电离能逐渐减小,原子半径逐渐增大来判断。
5.【答案】D
【解析】K、L、M、N能层分别含有的能级为s、(s、p)、(s、p、d)、(s、p、d、f),D项正确。
6.【答案】C
【解析】泡利原理指的是一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋状态必须相反,C不符合。
7.【答案】D
【解析】A项,只能表示最外层电子数;B项,只表示核外的电子分层排布情况;C项,具体到各能层的电子数;D项,包含了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向。
8.【答案】C
【解析】激发态时能量较高,较不稳定,A、B不正确;电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时,也会产生原子光谱,D不正确。
9.【答案】C
【解析】A项,小黑点本身没有意义,电子云是利用小黑点的疏密程度表示电子出现概率密度,错误;B项,在同一能级上运动的电子,能量相同,但空间取向不同、自旋方向不同,核外电子没有运动状态相同的电子,错误;C项,能层序数越大,该能层电子能量越高,电子在离核更远的区域出现的概率增大,电子云向更大的空间扩展,s电子云的半径也越大,正确;D项,电子在激发态跃迁到基态时,会产生发射光谱,电子由基态跃迁到激发态时,会产生吸收光谱,吸收光谱与发射光谱总称原子光谱,错误。
10.【答案】C
【解析】本题综合考查了电子分层排布、原子的基态、激发态以及能级容纳的电子数。
在含有多个电子的原子里,电子分别在能量不同的区域内运动,A错误;在多个电子的原子中,电子的能量是不相同的,在离原子核较近的区域内运动的电子能量较低,在离原子核较远的区域内运动的电子能量较高,B错误;处于最低能量的原子叫基态原子,当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,C正确;同一原子中,4s、4p、4d、4f所能容纳的电子数越来越多,但同一能层中,能级的能量大小不同:
E(4s)11.【答案】B
【解析】A项,两种元素分别为Na、Mg,均为金属元素;B项,两种元素分别为K、S,前者是金属元素,后者是非金属元素;C项,两种元素分别为Mg、Ca,均为金属元素;D项,两种元素分别为O、Cl,均为非金属元素。
12.【答案】A
【解析】第9列元素是过渡元素,没有非金属,A项正确;第15列元素的最外层电子排布是ns2np3,B项错误;最外层电子排布为ns2的元素也可能是过渡元素或0族元素He,C项错误;11、12列为ds区元素,D项错误。
13.【答案】C
【解析】在第n电子层中,当它作为原子的最外层时,容纳电子数最多与(n-1)层相同,最外层电子数最大是8,则其(n-1)电子层电子数是8;当K层为次外层时最多排列2个电子、当L层为次外层时,最多排列8个电子,当次外层为M层时,最多排列电子数是18,当它作为原子的次外层时,其电子数比(n+1)层最多容纳电子数多10个,(n+1)层为最外层时其电子数最多是8个,所以n层最多排列18个电子,所以该电子层为M层。
14.【答案】B
【解析】由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有两个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或者Mg元素,因此①不正确、②正确、④不确定;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因p轨道处于全空状态,所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素,③正确。
15.【答案】C
【解析】电子进入轨道满足能量最低原理、泡利原理和洪特规则及特例。
16.【答案】AC
【解析】核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3,碳原子体系能量升高,由基态变为激发态,要从外界环境中吸收能量。
17.【答案】AC
【解析】基态碳原子的核外电子排布为1s22s22p2,由题干的轨道表示式可以看出图
即为基态碳原子,转变为
时,碳原子的核外电子排布为1s22s12p3,说明2s轨道上有1个电子跃迁至2p轨道,即碳原子由基态变为激发态,转变过程中要从外界环境中吸收能量,A、C项正确。
18.【答案】AD
【解析】s区元素是由第ⅠA族和第ⅡA族元素组成,所以s区都是主族元素,A正确;d区元素包括第ⅢB~ⅦB、ⅤⅢ、ⅠB~ⅡB族元素,不包括镧系和锕系元素,ⅤⅢ不是副族,B错误;稀有气体也是在p区,是零族元素,C错误;ds区元素是指元素周期表中的ⅠB、ⅡB两族元素,所以ds区元素一定是副族元素,D正确。
19.【答案】AC
【解析】最外层有3个电子的原子,其最外层电子排布为ns2np1,属于第ⅢA族,A项正确;比如Fe的最外层电子排布为4s2,He为1s2,它们都不是主族元素,B项错误;因最外层电子数最多不超过8,故最外层有3个未成对电子的原子其最外层电子排布应为ns2np3,该元素一定为主族元素,C项正确;有些过渡元素的次外层也可以达到饱和状态,如Cu:
1s22s22p63s23p63d104s2,所以D项错误。
20.【答案】
(1)13 6 大于
(2)1s22s22p63s23p63d64s2
【解析】本题考查的是由原子核外电子排布推断元素名称。
由于第一、二层电子排布不出现能级交错,由题意可知A元素的L层已填满,共有8个电子,可得A的M层上有14个电子,则A的第三层电子排布为3s23p63d6,即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,即A为Fe原子,其两种阳离子分别为Fe3+和Fe2+,阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,再根据洪特规则,a的3d轨道处于半充满状态,a比b稳定。
21.【答案】
(1)随原子序数的递增,元素的电负性与原子半径一样呈周期性的变化
(2)离子化合物:
Mg3N2,共价化合物:
BeCl2、AlCl3、SiC
【解析】元素的电负性随原子序数的递增呈周期性变化。
据已知条件及表中数值:
Mg3N2中电负性差值为1.8,大于1.7,形成离子键,为离子化合物;BeCl2、AlCl3、SiC电负性差值分别为1.5、1.5、0.7,均小于1.7,形成共价键,为共价化合物。
22.【答案】
(1)共价
(2)BeCl2+2H2O鸠2HCl+Be(OH)2
(3)共价 BeCl2===Be2++2Cl-
(4)AlCl3
(5)Be(OH)2+2NaOH===Na2BeO2+2H2O
【解析】
23.【答案】
(1)1s22s22p63s23p63d14s2
(2)21 四 ⅢB d 金属 +3
【解析】此题的关键是根据外围电子排布写出核外电子排布式。
有三个价电子其中一个价电子在3d能级,则其他两个价电子必在4s上,外围电子排布为3d14s2,原子序数是21,在第四周期第ⅢB族,处于d区,是金属元素,最高化合价是+3。
24.【答案】
(1)如下图
(2)
(3)Al S H2SO4 Al(OH)3
(4)周期性变化 元素的周期数等于原子的能层数;元素的主族序数等于原子的最外层电子数
【解析】
(2)氦元素在元素周期表中显示的相关信息如下:
第三周期ⅥA族元素为S。
(3)由题意,元素乙的电子排布式为1s22s22p63s23p1,则乙为铝(Al),与硫元素同周期,且在硫元素的左边,由元素周期律知识可推知答案。
(4)由元素原子结构推断位置规律:
周期数=能层数,主族序数=最外层电子数。