高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)規(guī)范練35《原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》(含詳解)

1、PAGE PAGE 8考點(diǎn)規(guī)范練35原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(時(shí)間:45分鐘滿分:100分)非選擇題(共8小題,共100分)1.(12分)碳、硅兩元素廣泛存在于自然界中。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)14C原子的核外存在對(duì)自旋狀態(tài)相反的電子,硅原子的電子排布式為。(2)晶體硅的結(jié)構(gòu)與金剛石非常相似。晶體硅中硅原子的雜化方式為雜化;金剛石、晶體硅和金剛砂(碳化硅)的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)椤?3)科學(xué)研究結(jié)果表明,碳的氧化物CO2能夠與H2O借助于太陽(yáng)能制備HCOOH。其反應(yīng)原理如下:2CO2+2H2O2HCOOH+O2,則生成的HCOOH分子中鍵和鍵的個(gè)數(shù)比是。(4)碳單質(zhì)有多種形式,其中C60、石墨烯與金剛石

2、的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示:C60、石墨烯與金剛石互為。在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接個(gè)六元環(huán);在金剛石晶體中,每個(gè)C原子連接的最小環(huán)也為六元環(huán),六元環(huán)中最多有個(gè)C原子在同一平面。金剛石晶胞含有個(gè)碳原子。若碳原子的半徑為r,金剛石晶胞的邊長(zhǎng)為a,根據(jù)硬球接觸模型,則r=a,碳原子在晶胞中的空間占有率為(不要求計(jì)算結(jié)果)。2.(12分)X、Y、Z、Q、E五種元素中,X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子,Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,Z是地殼內(nèi)含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))最高的元素,Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和,E在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)E、Y、Z元素的原子半徑由大到小的順序

3、是(寫元素符號(hào))。(2)XZ2與YZ2分子的立體結(jié)構(gòu)分別是和,相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是(寫分子式)。(3)Q的元素符號(hào)是,它屬于第族,它的價(jià)層電子排布式為,在形成化合物時(shí)它的最高化合價(jià)為。(4)Y元素的一種單質(zhì)具有很高的硬度,它的晶體類型為。3.(12分)現(xiàn)有七種元素,其中A、B、C、D、E為短周期主族元素,F、G為第四周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。請(qǐng)根據(jù)下列相關(guān)信息,回答問(wèn)題。元素性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息A核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等B原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1C原子的第一至第四電離能如下:I1=738 kJmol-1;I2=1 451 kJmol-1;I3=7 733 kJmol-

4、1;I4=10 540 kJmol-1D原子核外所有p軌道全滿或半滿E主族序數(shù)與周期數(shù)的差為4F前4周期中電負(fù)性最小G位于元素周期表的第七列(1)已知BA5為離子化合物,寫出其電子式:。(2)B元素基態(tài)原子中能量最高的電子,其電子云在空間有個(gè)方向,原子軌道呈形。(3)某同學(xué)根據(jù)上述信息,推斷C基態(tài)原子的核外電子排布圖為,該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了。(4)G位于第族,屬于區(qū)元素,該元素的核外電子排布式為。(5)DE3中心原子的雜化方式為,用價(jià)層電子對(duì)互斥理論推測(cè)其空間構(gòu)型為。4.(12分)下圖為元素周期表中部分元素的某種性質(zhì)(X值)隨原子序數(shù)變化的關(guān)系。(1)短周期中原子核外p軌道上電子數(shù)與s

5、軌道上電子總數(shù)相等的元素是(寫元素符號(hào))。(2)同主族內(nèi)不同元素的X值變化的特點(diǎn)是,同周期內(nèi),隨著原子序數(shù)的增大,X值變化的總趨勢(shì)是。周期表中X值的這種變化特點(diǎn)體現(xiàn)了元素性質(zhì)的變化規(guī)律。(3)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.分界線附近(4)下列關(guān)于元素該性質(zhì)的說(shuō)法中正確的是(選填代號(hào))。A.X值可反映元素最高正化合價(jià)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(lái)衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱5.(12分)已知A、B、C、D、E、F六種元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外層s能級(jí)和p能級(jí)上的電子數(shù)相等,C+與B2-

6、具有相同的電子層結(jié)構(gòu),D原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),且A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)之和是F元素原子序數(shù)的2倍。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)元素E基態(tài)原子的電子排布式為。(2)B、C、D三種元素形成簡(jiǎn)單離子的半徑由大到小的順序是(用離子符號(hào)表示)。(3)F元素在元素周期表中的位置為。(4)B、E兩種元素形成的晶體類型為。(5)電負(fù)性:A(填“”或“金剛砂晶體硅(3)41(4)同素異形體34838316解析(1)14C原子核外的電子排布式為1s22s22p2,兩個(gè)s軌道上分別有2個(gè)自旋狀態(tài)相反的電子,根據(jù)洪特規(guī)則,另兩個(gè)p電子分居在兩個(gè)軌道上;硅原子的電子排布式為1s22s22p63s23

7、p2。(2)晶體硅的每個(gè)原子均形成了四個(gè)SiSi鍵,所以硅原子采用sp3雜化;金剛石、晶體硅和金剛砂(碳化硅)三種晶體的結(jié)構(gòu)相似,均為原子晶體,根據(jù)鍵長(zhǎng)可以判斷三種晶體的熔點(diǎn)由高到低的順序?yàn)?金剛石金剛砂晶體硅。(3)HCOOH分子中有1個(gè)CH鍵、1個(gè)OH鍵、2個(gè)CO鍵和1個(gè)CO鍵,即鍵和鍵的個(gè)數(shù)比是41。(4)C60、石墨烯與金剛石為不同結(jié)構(gòu)的碳單質(zhì),三者互為同素異形體。在石墨烯晶體中,每個(gè)C原子連接3個(gè)六元環(huán)。由金剛石的晶體結(jié)構(gòu)圖可以看出,六元環(huán)中最多有4個(gè)C原子在同一平面。由金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)可看出,碳原子位于晶胞的頂點(diǎn)、面心和體內(nèi),故晶胞中含有的碳原子數(shù)目為188+126+4=8。根據(jù)硬

8、球接觸模型可知,在立方體的對(duì)角線上碳原子緊密接觸,故8r=3a,則r=38a,8個(gè)碳原子的體積為843r3=843(38a)3=3a316,故原子利用率為316。2.答案(1)COF(2)V形直線形SO2(3)CrB3d54s1+6價(jià)(4)原子晶體解析X原子核外的M層中只有兩對(duì)成對(duì)電子,核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p4,為硫元素;Y原子核外的L層電子數(shù)是K層的兩倍,應(yīng)為碳元素;Z是地殼內(nèi)含量最高的元素,為氧元素;Q的核電荷數(shù)是X與Z的核電荷數(shù)之和,原子序數(shù)為24,為鉻元素;E在元素周期表的各元素中電負(fù)性最大,應(yīng)為氟元素。(1)E為F、Y為C、Z為O,則F、C、O的原子半徑由大到

9、小的順序是COF。(2)SO2中,S和O形成2個(gè)鍵,有1對(duì)孤電子對(duì),分子構(gòu)型為V形,CO2中,C和O形成2個(gè)鍵,沒(méi)有孤電子對(duì),分子構(gòu)型為直線形;相同條件下兩者在水中的溶解度較大的是SO2。(3)Q為Cr,原子序數(shù)為24,位于元素周期表第四周期B族,價(jià)電子層電子排布式為3d54s1,最高化合價(jià)為+6價(jià)。(4)Y元素形成的具有很高的硬度的單質(zhì)為金剛石,晶體類型為原子晶體。3.答案(1)HNHHH+H-(2)3啞鈴(3)泡利原理(4)Bd1s22s22p63s23p63d54s2(5)sp3三角錐形解析由題給信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分別為H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)離子化合

10、物NH5為氫化銨。(2)氮原子的基態(tài)原子能量最高的電子為p電子,p電子云有三個(gè)方向,原子軌道呈啞鈴形。(3)題圖中3s軌道的兩個(gè)電子自旋狀態(tài)相同,違背了泡利原理。(5)PCl3的中心原子P的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,故為sp3雜化;因外層有一對(duì)孤電子對(duì),故空間構(gòu)型為三角錐形。4.答案(1)O、Mg(2)同一主族,從上到下,X值逐漸減小逐漸增大周期性(3)A(4)BC解析(1)由于p軌道最多容納6個(gè)電子,s軌道最多容納2個(gè)電子,因此短周期中原子核外p軌道上電子數(shù)與s軌道上電子總數(shù)相等的元素其電子排布可能為1s22s22p4或1s22s22p63s2,即分別為O和Mg。(2)根據(jù)圖示,同主族元素從上到下,

11、X值逐漸減小,同周期元素從左到右,X值逐漸增大。(3)X值較小的元素集中在元素周期表左下角。(4)X值能夠反映原子在分子中吸引電子的能力,能夠衡量元素金屬性和非金屬性的強(qiáng)弱。5.答案(1)1s22s22p63s23p2(2)O2-Na+Al3+(3)第四周期第族(4)原子晶體(5)解析A、B、C、D、E、F六種元素,它們的原子序數(shù)依次增大,A、E是同一主族的短周期元素,A原子最外層s能級(jí)和p能級(jí)上的電子數(shù)相等,則A為C(碳),E為Si,C+與B2-具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則B為O,C為Na,D原子的最外層電子數(shù)等于其電子層數(shù),則D為Al,A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)之和是F元素原子序數(shù)的

12、2倍,則F為26號(hào)元素鐵。(1)E為Si,硅元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2。(2)B、C、D三種元素分別是O、Na、Al,形成的簡(jiǎn)單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),質(zhì)子數(shù)越大,半徑越小,三種離子的半徑由大到小的順序是O2-Na+Al3+。(3)F元素是鐵,在元素周期表中的位置是第四周期第族。(4)B、E兩種元素形成的物質(zhì)是SiO2,晶體類型為原子晶體。(5)同周期元素從左到右,電負(fù)性逐漸增大,則電負(fù)性:CSi,同周期元素,從左到右第一電離能呈增大趨勢(shì),非金屬性逐漸增強(qiáng),最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的堿性逐漸減弱,則第一電離能:NaAl(OH)3。6.答案(1)第三周期第A族1s

13、22s22p63s23p4(2)2Na+2H2O2NaOH+H2大于(3)Cl高氯酸的酸性比硫酸的酸性強(qiáng)(或氯化氫穩(wěn)定性比硫化氫穩(wěn)定性強(qiáng)等,合理即可)(4)sp3解析從“明亮的藍(lán)紫色火焰”,再結(jié)合其他信息可知A元素是硫元素;B元素從“氣體”可知是非金屬元素,從M層上只有“1個(gè)未成對(duì)的p電子”知是氯元素,與氣體“能溶于水”相符合。從“黃色火焰”可知C元素是鈉元素,再由前面的信息進(jìn)行驗(yàn)證。D元素原子最外層上s電子數(shù)等于p電子數(shù),結(jié)合空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和“很高的熔、沸點(diǎn)”知應(yīng)該是硅元素或碳元素。比較元素非金屬性的強(qiáng)弱可從它們之間的相互置換、氫化物的穩(wěn)定性、最高價(jià)氧化物的水化物的酸性強(qiáng)弱等方面去判斷。7.答

14、案(1)1s22s22p63s1(2)第三周期第A族小于(3)3p啞鈴(4)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5解析根據(jù)題中信息可推出A為Na,B為Al,C為N,D為Cl。(1)A為Na,其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al,其在元素周期表中的位置為第三周期第A族,Na+與Al3+核外電子排布相同,核電荷數(shù)Al3+大于Na+,故r(Al3+)r(Na+)。(3)C為N,其電子排布圖為,其中有3個(gè)未成對(duì)電子,能量最高的為p軌道上的電子,其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5,簡(jiǎn)化電子排布式為Ne3s23p5,Cl-的結(jié)構(gòu)示意圖為。8.答案(1)3d64s2Fe3+(2)sp3(3)2NA不是(4)(5)427gmol-16.021023mol-1(0.40510-7cm)32.7 gcm-3解析(1)在水溶液中Fe2+具有較強(qiáng)的還原性,易被氧化,而Fe3+則較為穩(wěn)定。(2)NaBH4中B的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是4,故硼原子的雜化方式為sp3。(3)根據(jù)Al2Cl6的結(jié)構(gòu)圖可知,1mol該分子中含