1、【 精品教育资源文库 】 考点规范练 35 原子结构与性质 (时间 :45分钟 满分 :100分 ) 非选择题 (共 8小题 ,共 100 分 ) 1.(2017河南豫南九校质评 )(12分 )碳、硅两元素广泛存在于自然界中。请回答下列问题 : (1)基态 14C原子的核外存在 对自旋状态相反的电子 ,硅原子的电子排布式为 。 (2)晶体硅的结构与金刚石非常相似。晶体硅中硅原子的杂化方式为 杂化 ;金刚石、晶体硅和金刚砂 (碳化硅 )的熔点由高到低的顺序为 。 (3)科学研究结果表明 ,碳的氧化物 CO2能够与 H2O借助于太阳能制备 HCOOH。其反应原理如下 :2CO2+2H2O 2HC
2、OOH+O2,则生成的 HCOOH分子中 ? 键和 键的个数比是 。 (4)碳单质有多种形式 ,其中 C60、石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示 : C60、石墨烯与金刚石互为 。 在石墨烯晶体中 ,每个 C原子连接 个六元环 ;在金刚石晶体中 ,每个 C 原子连接的最小环也为六元环 ,六元环中最多有 个 C原子在同一平面。 金刚石晶胞含有 个碳原子。若碳原子的半径为 r,金刚石晶胞的边长为 a,根据硬球接触模型 ,则 r= a,碳原子在晶胞中的空间占有率为 (不要求计算结果 )。 2.(12分 )T、 W、 X、 Y、 Z是元素周期表前四周期中的常见元素 ,原子序数依次增大 ,相关信息如表格所
3、示。 元素 相关信息 T T 元素可形成自然界中硬度最大的单质 W W 与 T同周期 ,核外有一个未成对电子 X X 原子的第一电离能至第四电离能分别是 :I1=578 kJmol-1,I2=1 817 kJmol-1,I3=2 745 kJmol-1,I4=11 575 kJmol-1 Y 常温、常压下 ,Y 单质是固体 ,其氧化物是形成 酸雨的主要物质 Z Z 的一种同位素的质量数为 63、中子数为 34 (1)TY2是一种常用的溶剂 ,是 (填 “ 极性分子 ” 或 “ 非极性分子 ”), 分子中存在 个 ? 键。 W的最简单氢化物容易液化 ,理由是 。 【 精品教育资源文库 】 (2
4、)在 25 、 101 kPa下 ,已知 13.5 g的 X固体单质在 O2气体中完全燃烧后恢复至原状态 ,放热419 kJ,该反应的热化学方程式为 。 (3)基态 Y原子中 ,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道 数为 、电子数为 。 Y、氧、 W元素的第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号作答 )。 (4)ZYO4的溶液常作电镀液 ,其中 Y 的空间构型是 ,其中 Y原子的杂化轨道类型是 。 3.(12分 )现有七种元素 ,其中 A、 B、 C、 D、 E为短周期主族元素 ,F、 G为第四周期元素 ,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息 ,回答问题。 元素 性质或结构信
5、息 A 核外电子数和电子层数相等 B 原子的核外 p电子数比 s电子数少 1 C 原子的第一至第四 电离能如下 : I1=738 kJmol -1;I2=1 451 kJmol -1; I3=7 733 kJmol -1;I4=10 540 kJmol -1 D 原子核外所有 p轨道全满或半满 E 主族序数与周期数的差为 4 F 前 4周期中电负性最小 G 位于元素周期表的第七列 (1)已知 BA5为离子化合物 ,写出其电子式 : 。 (2)B元素基态原子中能量最高的电子 ,其电子云在空间有 个方向 ,原子轨道呈 形。 (3)某同学根据上述信息 ,推断 C基态原子的核外电子排布图为 ,该同学所
6、画的电 子排布图违背了 。 (4)G位于第 族 ,属于 区元素 ,该元素的核外电子排布式为 。 (5)DE3中心原子的杂化方式为 ,用价层电子对互斥理论推测其空间构型为 。 4.(12分 )下图为元素周期表中部分 元素的某种性质 (X 值 )随原子序数变化的关系。 (1)短周期中原子核外 p轨道上电子数与 s轨道上电子总数相等的元素是 (写元素符号 )。 【 精品教育资源文库 】 (2)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值变化的总趋势是 。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。 (3)X值较小的元素集中在元素周期表的 。 A.左下角
7、 B.右上角 C.分界线附近 (4)下列关于元素该性质的说法中正确的是 (选填代号 )。 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 5.(12分 )已知 A、 B、 C、 D、 E、 F六种元素 ,它们的原子序数依次增大。 A、 E是同一主族的短周期元素 ,A 原子最外层 s能级和 p能级上的电子数相等 ,C+与 B2-具有相同的电子层结构 ,D 原子的最外层电子数等于其电子层数 ,且 A、 B、 C、 D、 E五种元素的原子序数之和是 F元素原子序数的 2倍。请回答下列问题 : (1)元素 E基态原子
8、的电子排布式为 。 (2)B、 C、 D三种元素形成简单离子的半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示 )。 (3)F元素在元素周期表中的位置为 。 (4)B、 E两种元素形成的晶体类型为 。 (5)电负性 :A (填 “” 或 “金刚砂 晶体硅 (3)4 1 (4) 同素异形体 3 4 8 解析 (1)14C原子核外的电子排布式为 1s22s22p2,两个 s 轨道上分别有 2个自旋状态相反的电子 ,根据洪特规则 ,另两个 p电子分居在两个轨道上 ;硅原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p2。 (2)晶体硅的每个原子均形成了四个 Si Si 键 ,所以硅原子采用 sp3杂化 ;金刚石
9、、晶体硅和金刚砂(碳化硅 )三种晶体的结构相似 ,均为原子晶体 ,根据键长可以判断三种晶体的熔点由高到低的顺序为 :金刚石 金刚 砂 晶体硅。 (3)HCOOH分子中有 1个 ? C H键、 1个 ? O H键、 2个 ? C O键和 1个 C O键 ,即 ? 键和 键的个数比是 4 1。 (4) C60、石墨烯与金刚石为不同结构的碳单质 ,三者互为同素异形体。 在石墨烯晶体中 ,每 个 C原子连接 3个六元环。由金刚石的晶体结构图可以看出 ,六元环中最多有 4个 C原子在同一平面。 由金刚石的晶胞结构可看出 ,碳原子 位于晶胞的顶点、面心和体内 ,故晶胞中含有的碳原子数目为 8+ 6+4=8
10、 。根据硬球接触模型可知 ,在立方 体的对角线上碳原子紧密接触 ,故 8r= a,则r= a,8个碳原子的体积为 8 r3=8 ( a)3= ,故原子利用率为 。 2.答案 (1)非极性分子 2 分子间形成氢键 (2)4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) H=-3 352 kJmol -1 (3)M 9 6 FOS (4)正四面体结构 sp3 解析 T能形成自然界硬度最大的单质 (即金刚石 ),则 T 是碳元素 ;原子序数依次增大 ,W与碳元素同周期 ,核外有一个未成对电子 ,即 W是氟元素 ;X的第四电离能发生突变 ,即最外层有三个电子 ,故 X是铝元素 ;Y 的氧化物是形成酸雨的
11、主要物质 ,即 Y是硫元 素 ;Z的质子数 =63-34=29,Z是铜元素。 (1)TY2形成的化合物为 CS2,空间构型为直线形 ,因此属于非极性分子 ,其结构式为 S C S,两个成键原子之间只能形成 1个 ? 键 ,因此 CS2分子中有 2个 ? 键 ;W的氢化物为 HF,因为分子间形成氢键 ,所以容易液化。 (2)4 mol Al燃烧放出的热量为 4 mol =3 352 kJ,即热化学方程式为4Al(s)+3O2(g) 2Al2O3(s) 【 精品教育资源文库 】 H=-3 352 kJ mol-1。 (3)硫元素为第三周期第 A 族元素 ,能层分别为 K、 L、 M,离核越远能层
12、的能 量越高 ,最高能层为 M,该能层具有的原子轨道数为 9,电子数为 6;同一周期元素从左向右第一电离能呈增大的趋势 ,同主族元素从上到下 ,第一电离能逐渐减小 ,即第一电离能由大到小的顺序是 FOS。 (4)S 中含有 4个 ? 键 ,孤电子对数 = (6+2 -42)=0, 因此价层电子对数为 4,属于正四面体结构 ,杂化轨道数 =价层电子对数 =4,即硫原子的杂化类型为 sp3。 3.答案 (1) H+ H- (2)3 哑铃 (3)泡利原理 (4)B d 1s22s22p63s23p63d54s2 (5)sp3 三角锥形 解析 由题给信息可知元素 A、 B、 C、 D、 E、 F、 G
13、分别为 H、 N、 Mg、 P、 Cl、 K、 Mn。 (1)离子化合物 NH5为氢化铵。 (2)氮原子的基态原子能量最高的电子为 p电子 ,p 电子云有三个方向 ,原子轨道呈哑铃形。 (3)题图中 3s轨道的两个电子自旋状态相同 ,违背了泡利原理。 (5)PCl3的中心原子 P的价层电子对数为 4,故为 sp3杂化 ;因外层有一对孤电子对 ,故空间构型为三角锥形。 4.答案 (1)O、 Mg (2)同一主族 ,从上到下 ,X值逐渐减小 逐渐增大 周期性 (3)A (4)B、 C 解析 (1)由于 p轨道最多容纳 6个电 子 ,s 轨道最多容纳 2个电子 ,因此短周期中原子核外 p轨道上电子数
14、与 s轨道上电子总数相等的元素其电子排布可能为 1s22s22p4或 1s22s22p63s2,即分别为 O和Mg。 (2)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值逐渐增大。 (3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。 (4)X值能够反映原子在分子中吸引电子的能力 ,能够衡量元素金属性和非金属性的强弱。 5.答案 (1)1s22s22p63s23p2 (2)O2-Na+Al3+ (3)第四周期第 族 (4)原子晶体 (5) 解析 A、 B、 C、 D、 E、 F六种元素 ,它们的原子序数依次增大 ,A、 E是同一主族的短周期元素 ,A原子最外层 s能级和
15、p能级上的电子数相等 ,则 A为 C(碳 ),E为 Si,C+与 B2-具有相同的电子层结构 ,则B为 O,C为 Na,D原子的最外层电子数等于其电子层数 ,则 D为 Al,A、 B、 C、 D、 E 五种元素的原子序数之和是 F元素原子序数的 2倍 ,则 F为 26号元素铁。 (1)E为 Si,硅元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p2。 【 精品教育资源文库 】 (2)B、 C、 D三种元素分别是 O、 Na、 Al,形成的简单离子具有相同的 电子层结构 ,质子数越大 ,半径越小 ,三种离子的半径由大到小的顺序是 O2-Na+Al3+。 (3)F元素是铁 ,在元素周期表中的位置是第四周期第 族。 (4)B、 E两种元素形成的物质是 SiO2,晶体类型为原子晶体。 (5)同周期元素从左到右 ,电负性逐渐增大 ,则电负性 :CSi,同周期元素 ,从左到右
