2018届高考化学大一轮复习课时提升作业 四十一 第十一章 物质结构与性质11.1 含解析

课时提升作业四十一原子结构与性质(45分钟100分)1.(18分)有四种前四周期的元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：请根据表中信息填写：世纪金榜导学号30682445(1)A原子的核外电子排布式为_____________________________。

(2)B元素在周期表中第________族。

(3)C原子的基态电子排布图是______________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。

(4)C的同周期元素中第一电离能小于C的非金属元素有________种。

(5)B的最高价氧化物对应的水化物与NaOH溶液反应的化学方程式为_________。

与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为_____________________________。

【解析】根据题中信息可推出：A为Fe，B为Al，C为N，D为Cl。

(1)A为Fe，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。

(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第ⅢA族。

(3)C为N，其基态电子排布图为，其中有3个未成对电子，能量最高的为2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。

(4)第2周期元素中非金属元素有B、C、N、O、F、Ne，其中第一电离能小于氮元素的有B、C、O三种元素。

(5)本题考查Al(OH)3与NaOH和HCl反应的化学方程式，Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O，Al(OH)3+3HCl AlCl3+3H2O。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)ⅢA (3) 3 2p 哑铃(4)3(5)NaOH+Al(OH)3NaAlO2+2H2O3HCl+Al(OH)3AlCl3+3H2O【加固训练】A、B、C、D、E是周期表中前四周期的元素，其有关性质或结构信息如下表：(1)元素Y是C下一周期同主族元素，比较B、Y元素的第一电离能I1(B)________I1(Y)(填“>”“=”或“<”)。

(2)盐X的水溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)，原因是________________(用离子方程式表示)。

(3)E元素原子的核外电子排布式为__________，在周期表中的位置为__________。

(4)C单质分子中σ键和π键的个数比为______，C的氢化物在同族元素的氢化物中沸点出现反常，其原因是__________________________________________。

(5)用高能射线照射液态H2A时，一个H2A分子能释放出一个电子，同时产生一种具有较强氧化性的阳离子，试写出该阳离子的电子式：________，写出该阳离子与硫的氢化物的水溶液反应的离子方程式：_________________________。

【解析】负二价的A元素的氢化物在通常状况下是一种液体，其中A 的质量分数为88.9%，则A是O；B原子得到一个电子后3p轨道全充满，则B是Cl；C原子的p轨道半充满，它的气态氢化物能与其最高价氧化物的水化物反应生成一种常见的盐X，则C是N，X是硝酸铵；D元素的最高化合价与最低化合价的代数和为零，其最高价氧化物对应水化物的酸性为同主族最强，则D是碳元素；E元素的核电荷数等于A原子的核电荷数和B元素氢化物的核电荷数之和，因此E是Fe。

(1)Y为P，P的价电子排布式为3s23p3，为半充满状态，第一电离能小于Cl。

(2)N水解溶液显酸性，水解方程式为N+H 2O NH3·H2O+H+。

(3)铁的原子序数是26，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族。

(4)N2分子含氮氮三键，σ键和π键的个数比为1∶2；C的氢化物NH3分子间存在氢键，使其沸点出现反常。

(5)H2O释放出一个电子生成H2O+，电子式为[H]+；其中氧元素为-1价，具有强氧化性，与硫的氢化物的水溶液反应的离子方程式为2H2O++H2S S↓+2H2O+2H+。

答案：(1)>(2)酸性N+H 2O NH3·H2O+H+(3)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) 第4周期Ⅷ族(4)1∶2 NH3分子间存在氢键(5)[H]+2H2O++H2S S↓+2H2O+2H+2.(10分)(2017·郴州模拟)原子序数依次递增的X、Y、Z、W是周期表中前30号元素，其中只有X、Y同周期。

已知X的最外层电子数是其内层电子数的2倍；X与Y形成的常见化合物之一常被用于高炉炼铁；Z与X同主族，其单质在同周期元素形成的单质中熔点最高；W 原子M能层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个。

回答下列问题：(1)从电负性角度分析，X、Y、Z三种元素的非金属活泼性由强到弱的顺序为____________________________________________________________ _______。

(2)X、Y分别与H形成的化学键的极性关系为X—H______(填“<”“>”或“=”)Y—H。

(3)+1价气态基态正离子再失去一个电子形成+2价气态基态正离子所需要的能量称为第二电离能I2，依次还有I3、I4、I5……，推测Z 元素的电离能突增应出现在第________电离能。

(4)X的氢化物中X原子的杂化方式为sp2，则相对分子质量最小的分子式为________。

(5)W的价电子排布图为_____________________________________________。

【解析】根据X的最外层电子数是其内层电子数的2倍知X是C，X、Y同周期，X与Y形成的常见化合物之一常被用于高炉炼铁推出Y是O，Z与X同主族，则Z是Si，W是Cu。

(1)X、Y、Z三种元素的非金属活泼性由强到弱的顺序为O>C>Si。

(2)由于氧元素的电负性大于碳元素，因此键的极性C—H<O—H。

(3)Si的最外层电子数为4，因此第5个电子失去会出现电离能突增。

(4)碳原子以sp2方式杂化，则应该形成碳碳双键，所以相对分子质量最小的分子式为C2H4。

(5)Cu的价电子排布式为3d104s1。

答案：(1)O>C>Si(2)<(3)5(4)C2H4(5)3.(18分)Z为常见非金属单质，其最高价氧化物X可用于制造光导纤维。

Z可由X通过如下图所示的路线制备，其中Y为氢化物，分子结构与甲烷相似，回答下列问题：世纪金榜导学号30682446 (1)Z元素在周期表中的位置是________，其价电子排布图为________。

(2)与Z元素同主族的第4周期元素基态电子排布式为________，镁原子核外有________个运动状态不同的电子。

(3)Y分子的电子式为________，分子中中心原子的杂化方式为________。

(4)Z、X中共价键的类型分别是________。

(5)Y和甲烷的熔、沸点________>________，稳定性________>________(均用化学式填空)。

【解析】X可用于制造光导纤维，则X为SiO2，Z是硅元素；Y的分子式是SiH4，加热分解可得到硅单质。

(1)Si在元素周期表第3周期第ⅣA族，其价电子排布图为。

(2)与Z元素同主族的第4周期元素为Ge，基态电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2。

镁原子核外有12个电子，每个电子的运动状态均不相同。

(3)SiH4的电子式为H，中心原子Si为sp3杂化。

(4)Si中含有非极性键，SiO2中含有极性键。

(5)SiH4和CH4均形成分子晶体，熔、沸点SiH4>CH4，稳定性CH4>SiH4。

答案：(1)第3周期第ⅣA族(2)1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2) 12(3)H sp3(4)非极性共价键、极性共价键(5)SiH4CH4CH4SiH44.(14分)(2017·长沙模拟)下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题：(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子电子排布式___________________。

(2)d与a反应的产物的分子中，中心原子的杂化形式为___________________。

(3)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：_______________________________________。

(4)o 、p 两元素的部分电离能数据列于下表：比较两元素的I 2、I 3可知，气态o 2+再失去一个电子比气态p 2+再失去一个电子难。

对此，你的解释是______________________。

(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是元素________(填元素符号)。

【解析】(1)第26号元素基态原子电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2。

(2)d 为氮元素，a 为氢元素，二者形成的NH 3中氮原子的杂化形式为sp 3。

(3)h 为镁元素，镁单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。

(4)o 元素为Mn ，其基态原子电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 54s 2，o 2+的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 5，其3d 能级为半充满结构，相对比较稳定，当其失去第三个电子时比较困难，而p 2+的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 6，其3d 能级再失去一个电子即为半充满结构，形成相对比较稳定的结构，故其失去第三个电子比较容易。

(5)由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为ⅢA族元素，表中所列元素只有i属于第ⅢA族，故该元素为Al。

答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(2)sp3(3)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量(4)Mn2+的3d轨道为半满状态，比较稳定(5)Al【加固训练】研究物质的微观结构，有助于人们理解物质变化的本质。

请回答下列问题。

(1)C、Si、N的电负性由大到小的顺序是________。

C60和金刚石都是碳的同素异形体，二者相比较熔点较高的是________。

(2)A、B均为短周期金属元素。

依据下表数据，写出B原子的电子排布式：________。