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原子结构与性质 突破训练（四）‎ ‎1．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是(　　)‎ A．镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量 B．镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量 C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同 D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似 答案：A ‎2．下列说法中正确的是(　　)‎ A．所有非金属元素都分布在p区 B．最外层电子数为2的元素都分布在s区 C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素 D．同一主族元素从上到下，金属性呈周期性变化 解析：选C　非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区，A项错误；最外层电子数为2的元素可能在s区(如Mg)、p区(如He)或d区(如Ti、Fe)等，B项错误；同主族元素从上到下，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，属递变性质而不是周期性变化，D项错误。‎ ‎3．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)‎ A．它位于周期表的第四周期ⅡA族 B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2‎ C．Co2＋的核外价电子排布式为3d54s2‎ D．Co位于周期表中第9列 解析：选D　钴位于周期表的第四周期Ⅷ族，A项错误；“3d74s2”为Co的价电子排布，其简写式中也要注明3d轨道，B项错误；失电子时，应失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，Co2＋的价电子排布式为3d7，C项错误；“7＋2＝9”，说明它位于周期表的第9列，D项正确。‎ 12‎ ‎4．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．y轴表示的可能是第一电离能 B．y轴表示的可能是电负性 C．y轴表示的可能是原子半径 D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数 解析：选B　对于第三周期11～17号元素，随着原子序数的增大，第一电离能总体上呈现增大的趋势，但Mg、P特殊，A项错误；原子半径逐渐减小，C项错误；形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，D项错误。‎ ‎5、下列关于电离能和电负性的说法不正确的是( )‎ A．第一电离能的大小：Mg>Al B．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳 C．Ni是元素周期表中第28号元素，第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳 D．F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F 解析：同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA族的第一电离能比相邻的第ⅢA族元素的第一电离能大，A正确；锗是金属元素而碳是非金属元素，第一电离能低于碳，B不正确；Ni的价电子排布为3d84s2，未成对电子数为2，第二周期未成对电子数为2的元素有碳和氧，同周期从左到右电负性逐渐增大，则电负性CN>C B．根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大 12‎ C．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7‎ D．Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2‎ 解析：同一周期自左向右，元素的第一电离能呈现增大趋势，但由于p轨道处于全空、半充满或全充满时相对稳定，这使得第ⅡA族、第ⅤA族反常，故第一电离能N>O，Mg>Al，A、B不正确；F的电负性最大，没有正化合价，C不正确。‎ ‎9．如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：‎ ‎(1)s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有______个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。‎ ‎(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有____________________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是__________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为________________________________。‎ 解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np 轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为 12‎ 答案：(1)球　1　哑铃　3‎ ‎(2)2p　三个互相垂直的伸展　氮　‎ ‎10．如图为周期表中部分元素的某种性质(X值)随原子序数变化的关系。‎ ‎(1)同主族内不同元素的X值变化的特点是________________________________，同周期内，随着原子序数的增大，X值总体上呈现________趋势。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。‎ ‎(2)X值较小的元素集中在元素周期表的________。‎ a．左下角　　b．右上角　　c．金属与非金属分界线附近 ‎(3)下列关于元素该性质的说法中正确的是________(填字母)。‎ a．X值可反映元素最高正化合价的变化规律 b．X值可反映原子在分子中吸引电子的能力 c．X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱 解析：(1)根据图示，同主族元素从上到下，X值逐渐减小；同周期元素从左到右，X值总体上呈现增大趋势。‎ ‎(2)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。‎ ‎(3)X值为元素的电负性，能够反映原子在分子中吸引电子的能力，能衡量元素金属性和非金属性的强弱。‎ 答案：(1)同一主族，从上到下，X值逐渐减小　增大　周期性　(2)a　(3)bc ‎11．月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8‎ 12‎ ‎)和橄榄石{可分为铁橄榄石(Fe2SiO4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、铁镁橄榄石[(Mg·Fe)2SiO4]}等。‎ ‎(1)铁橄榄石中铁元素的化合价为________，硅元素原子核外电子排布式为________________。‎ ‎(2)硅元素的原子核外共有________种不同能级的电子，其原子最外层共有________种不同运动状态的电子。‎ ‎(3)月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的原子半径由大到小的顺序为________________(填元素符号)。‎ ‎(4)某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显＋2价，两者电负性关系是________(填元素符号)。‎ 解析：(1)根据氧元素为－2价、硅元素为＋4价，铁橄榄石Fe2SiO4中铁元素化合价为＋2价，硅元素原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)硅元素原子核外有5种不同能级的电子，最外层有4种不同运动状态的电子。(3)属于短周期元素的是Mg、Al、Si、O。(4)与氧元素组成的化合物中氧元素显＋2价，说明电负性比氧元素更强，只有F元素。‎ 答案：(1)＋2　1s22s22p63s23p2　(2)5　4‎ ‎(3)Mg>Al>Si>O　(4)F>O ‎12．根据信息回答下列问题：‎ ‎(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。‎ ‎①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，推断Na～Ar元素中，Al的第一电离能的大小范围为________＜Al＜________(填元素符号)；‎ ‎②图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第______周期________族。‎ 12‎ ‎(2)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：‎ 元素 Al B Be C Cl F Li 电负性 ‎1.5‎ ‎2.0‎ ‎1.5‎ ‎2.5‎ ‎3.0‎ ‎4.0‎ ‎1.0‎ 元素 Mg N Na O P S Si 电负性 ‎3.0‎ ‎0.9‎ ‎3.5‎ ‎2.1‎ ‎2.5‎ ‎1.8‎ 已知：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通过分析电负性值变化规律，确定Mg元素电负性值的最小范围________；‎ ‎③判断下列物质是离子化合物还是共价化合物：‎ A．Li3N　　　B．BeCl2　　　C．AlCl3　　　D．SiC Ⅰ.属于离子化合物的是________；‎ Ⅱ.属于共价化合物的是________；‎ 请设计一个实验方案证明上述所得到的结论_____________________________________________________________________________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)①由图可以看出，同周期的第ⅠA族元素的第一电离能最小，而第ⅢA族元素的第一电离能小于第ⅡA族元素的第一电离能，故Al的第一电离能：Na＜Al＜Mg。②图中电离能最小的应是碱金属元素Rb，在元素周期表中第五周期ⅠA族。(2)①将表中数据按照元素周期表的顺序重排，可以看出电负性随着原子序数的递增呈周期性变化。②由同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小可知，在同周期中电负性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，最小范围应为0.9～1.5。③Li3N中电负性差值为2.0，大于1.7，形成离子键，为离子化合物；BeCl2、AlCl3‎ 12‎ ‎、SiC中电负性差值分别为1.5、1.5、0.7，均小于1.7，形成共价键，为共价化合物。离子化合物在熔融状态下可以导电，但共价化合物在熔融状态下不能导电。‎ 答案：(1)①Na　Mg　②五　ⅠA ‎(2)①随着原子序数的递增，元素的电负性呈周期性变化 ‎②0.9～1.5‎ ‎③A　BCD　测定各物质在熔融状态下能否导电，若导电则为离子化合物，反之则为共价化合物 ‎13．已知：A～F都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3＋的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息，回答下列问题：‎ ‎(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。‎ ‎(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。‎ ‎(3)写出E的基态原子的电子排布式：________________________________________。‎ ‎(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表，比较两元素的I2、I3可知，气态X2＋再失去一个电子比气态F2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 元素 X F 电离能/(kJ·mol－1)‎ I1‎ ‎717‎ ‎759‎ I2‎ ‎1 509‎ ‎1 561‎ I3‎ ‎3 248‎ ‎2 957‎ 解析：据题意可知A原子电子排布式为1s22s22p2‎ 12‎ ‎，故为碳元素；C原子电子排布式为1s22s22p4，故为氧元素，则B为氮元素；由D2＋与C2－核外电子排布相同，可知D为Mg，则E为Ca；由F3＋的3d轨道电子半充满可知为3d5，则F为Fe。‎ 答案：(1)CPH3>SiH4。‎ ‎(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。‎ 答案：(1)②　(2)PCl3、CCl4　Si3N4　3s23p4‎ ‎(3)HCl>H2S>PH3>SiH4‎ ‎(4)氮元素　CE 12‎