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第37講 原子結構與性質 課時作業(yè) 1．元素“氦、銣、銫”等是用下列哪種科學方法發(fā)現(xiàn)的(　　) A．紅外光譜　　　　　 B．質譜 C．原子光譜 D．核磁共振譜 答案：C 2．以下表示氦原子結構的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是(　　) 解析：A項只能表示最外層電子數(shù)；B項只表示核外的電子分層排布情況；C項具體到能級上的電子數(shù)；而D項包含了能層、能級、軌道以及軌道內(nèi)電子的自旋方向，故該項符合題意。 答案：D 3．原子核外電子填充在6個軌道上的元素有(　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．4種 解析：此元素可能的排布式為1s22s22p63s1或1s22s22p63s2，所以B正確，選B。 答案：B 4．下列關于價電子排布式3s23p4的敘述正確的是(　　) A．它的元素符號為O B．它的核外電子排布式為1s22s22p63s23p4 C．它的單質可以與H2化合生成液態(tài)化合物 D．其電子排布圖為 解析：由價電子排布式為3s23p4，可知該元素為S，S單質與H2化合生成H2S氣體，D項電子排布圖違背了洪特規(guī)則。 答案：B 5．下列敘述正確的是(　　) A．可能存在核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s24p1 的原子 B．當電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相反 C．1個原子軌道里最多容納2個電子，且自旋方向相同 D．基態(tài)原子的電子獲得一定能量變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)原子，而激發(fā)態(tài)原子變?yōu)榛鶓B(tài)原子，則要放出能量 解析：按照各能級能量的大小順序，原子中電子排滿4s軌道后應排3d軌道，A項錯誤；根據(jù)洪特規(guī)則，電子排布在同一能級的不同軌道時，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，而且自旋方向相同，B項錯誤；根據(jù)泡利原理，同一軌道上的2個電子自旋方向相反，C項錯誤。 答案：D 6．某元素原子外圍電子排布式為3d54s2，其應在(　　) A．第4周期ⅡA族 B．第4周期ⅡB族 C．第4周期ⅦA族 D．第4周期ⅦB族 解析：該元素是Mn，位于第4周期ⅦB族。 答案：D 7．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4周期ⅡA族 B．它的基態(tài)核外電子排布式可簡寫為[Ar]4s2 C．Co2＋的核外價電子排布式為3d54s2 D．Co位于周期表中第9列 解析：“3d74s2”為Co的外圍電子排布，其簡寫式中，也要注明3d軌道，B項錯誤；“7＋2＝9”，說明它位于周期表的第9列，D項正確；從左向右數(shù)，應為過渡元素，A項錯誤；失電子時，應失去最外層的電子，即先失4s上的電子，Co2＋的外圍電子排布為3d7，C項錯誤。 答案：D 8．現(xiàn)有四種元素的基態(tài)原子的電子排布式如下： ①1s22s22p63s23p4?、?s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3?、?s22s22p5 則下列有關比較正確的是(　　) A．第一電離能：④>③>②>① B．原子半徑：④>③>②>① C．電負性：④>③>②>① D．最高正化合價：④>③＝②>① 解析：①～④四種元素分別為S、P、N、F，第一電離能：F>N、P>S，又由于第一電離能：N>P，所以A項正確；原子半徑：N>F，故B項錯誤；電負性應：S>P，即①>②，故C項錯誤；F無正化合價，N、S、P最高正化合價分別為＋5、＋6、＋5價，故應為①>③＝②，D項錯誤。 答案：A 9．如圖是第3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(shù) 解析：對于第3周期11～17號元素，隨著原子序數(shù)的增大，第一電離能呈現(xiàn)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(shù)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。 答案：B 10．以下有關元素性質的說法不正確的是(　　) A．具有下列電子排布式的原子：①1s22s22p63s23p2；②1s22s22p3；③1s22s22p2；④1s22s22p63s23p4，原子半徑最大的是① B．具有下列價電子排布式的原子：①3s23p1；②3s23p2；③3s23p3；④3s23p4，第一電離能最大的是③ C．①Na、K、Rb；②N、P、S；③Na、P、Cl，元素的電負性隨原子序數(shù)增大而增大的是③ D．某主族元素氣態(tài)基態(tài)原子的逐級電離能分別為738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703……它與氯氣反應時，生成的陽離子是X3＋ 解析：A正確，①～④分別表示Si、N、C、S；B正確，①～④分別表示Al、Si、P、S；C正確，因為元素非金屬性越強，電負性越大；根據(jù)電離能數(shù)據(jù)可知，D中所述元素的最高價是＋2，屬于第ⅡA族元素，D不正確。 答案：D 11．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___________________________________________。 答案：(1)球　1　啞鈴(紡錘)　3　(2)2p　三個互相垂直的伸展　氮　 12．有A、B、C、D四種元素，其原子序數(shù)依次增大，且質子數(shù)均小于18。A元素原子的最外層只有1個電子，該元素的陽離子與N3－的核外電子排布相同；B元素原子核外各軌道上均無成單電子；C元素原子的價電子排布為ns2np1；D的－1價陰離子的核外電子構型與Ar相同。 (1)寫出A、C、D的元素符號：A________，C________，D________。 (2)寫出B元素原子的核外電子排布式：________；D元素原子的電子排布圖為_________________________________________________________________。 解析：A形成的陽離子A＋與N3－的核外電子排布相同，則A是Na；C的價電子排布為ns2np1，是第ⅢA族元素，只能是Al；B為第三周期元素，且原子核外各軌道上均無成單電子，應為Mg；D的－1價陰離子的核外電子構型與Ar相同，D為Cl。 答案：(1)Na　Al　Cl 13．現(xiàn)有五種元素，其中A、B、C為短周期主族元素，D、E為第四周期元素，它們的原子序數(shù)依次增大。請根據(jù)下列相關信息，回答問題。 A元素的核外電子數(shù)和電子層數(shù)相等，也是宇宙中最豐富的元素 B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1 C原子的第一至第四電離能分別是：I1＝738 kJmol－1，I2＝1 451 kJmol－1，I3＝7 733 kJmol－1，I4＝10 540 kJmol－1 D是前四周期中電負性最小的元素 E在周期表的第七列 (1)已知BA5為離子化合物，寫出其電子式：________。 (2)B基態(tài)原子中能量最高的電子，其電子云在空間有________個方向，原子軌道呈________形。 (3)某同學根據(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所畫的電子排布圖違背了________。 (4)E位于__________族__________區(qū)，價電子排布式為________。 (5)檢驗D元素的方法是________，請用原子結構的知識解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是_____________________________________________________________。 解析：根據(jù)提供信息，可以推斷A為H，B為N，C為Mg，D為K，E為Mn。 (1)NH5的電子式為 (2)N的基態(tài)原子中能量最高的電子為2p能級上的電子，電子云在空間有3個方向，原子軌道呈紡錘形或啞鈴形。 (3)該同學所畫的電子排布圖中3s能級上的兩個電子自旋方向相同，違背了泡利不相容原理。 (4)Mn的價電子排布式為3d54s2，位于第四周期ⅦB族，屬于d區(qū)元素。 (5)檢驗鉀元素可以利用焰色反應。 答案：(1) (2)3　紡錘或啞鈴 (3)泡利不相容原理 (4)第ⅦB　d　3d54s2 (5)焰色反應　當基態(tài)原子的電子吸收能量后，電子會躍遷到較高能級，變成激發(fā)態(tài)原子。電子從較高能量的激發(fā)態(tài)躍遷到較低能量的激發(fā)態(tài)乃至基態(tài)時，將以光的形式釋放能量 14．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表一種化學元素。試回答下列問題。 (1)元素p為26號元素，請寫出其基態(tài)原子電子排布式： _____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)h的單質在空氣中燃燒發(fā)出耀眼的白光，請用原子結構的知識解釋發(fā)光的原因：__________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 (3)o、p兩元素的部分電離能數(shù)據(jù)如下表： 　　　　　　　元素 電離能/kJmol－1　　　　 　 　 o p I1 717 759 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 比較兩元素的I2、I3可知，氣態(tài)o2＋再失去一個電子比氣態(tài)p2＋再失去一個電子難。對此，你的解釋是 _____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (4)第3周期8種元素單質熔點高低的順序如圖1所示，其中電負性最大的是________(填圖1中的序號)。 (5)表中所列的某主族元素的電離能情況如圖2所示，則該元素是________(填元素符號) 答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (2)電子從能量較高的軌道躍遷到能量較低的軌道時，以光(子)的形式釋放能量 (3)Mn2＋的3d軌道電子排布為半充滿狀態(tài)，比較穩(wěn)定 (4)2　(5)Al