8.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。请根据表中相关信息,回答问题:
A元素的核外电子数和电子层数相等 |
B元素原子的核外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 kJ/mol I2=1 451 kJ/mol I3=7 733 kJ/mol I4=10 540 kJ/mol |
D原子核外所有p轨道全满或半满 |
E元素的主族序数与周期数的差为4 |
F是前四周期中电负性最小的元素 |
G在周期表的第七列 |
(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↑↓ ↑↓
↑↓ |
↑↓ |
↑↓ |
↑↑ ,该同学所画的电子排布图违背了 。
(4)G位于________族________区,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________。
(6)检验F元素的方法是________,请用原子结构的知识解释产生此现象的原因:
________________________________________________________________________。
解析:由题给信息可知元素A、B、C、D、E、F、G分别为H、N、Mg、P、Cl、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)N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方向相同,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。
答案:(1) (2)3 哑铃
(3)泡利原理 (4)第ⅦB d 1s22s22p63s23p63d54s2
(5)sp3 三角锥形 (6)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后,电子会跃迁到较高能级,变成激发态原子,电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将以光的形式释放能量
二、非选择题
7.(2014·长春模拟)如表所示为元素周期表前三周期的一部分:
(1)X的氢化物的稳定性与W的氢化物的稳定性比较:________>______(填化学式),原因是 。
(2)X的基态原子的电子排布图是________,另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合________(填序号)。
A.能量最低原理 B.泡利原理 C.洪特规则
(3)以上五种元素中,________(填元素符号)元素第一电离能最大。
(4)由以上某种元素与氢元素组成的三角锥形分子E和由以上某种元素组成的直线形分子G反应,生成两种直线形分子L和M(组成E、G、L、M分子的元素原子序数均小于10),反应如图所示,试写出该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
解析:根据元素周期表的结构可知X为N,Z为F,R为Ne,W为P,Y为S。
(1)X、W的氢化物为NH3和PH3,非金属性越强气态氢化物越稳定。
(2)当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同,因此氮元素的基态原子的电子排布图为 。
(3)原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关,还与形成稳定结构的倾向有关。结构越稳定,失去电子所需能量越高,在所给五种元素中,氖元素最外层已达8电子的稳定结构,因此失去核外第一个电子需要的能量最多,即第一电离能最大。
(4)根据题给图示可知E为NH3,G为F2,L为HF,M为N2,应是2NH3+3F2===6HF+N2。
答案:(1)NH3 PH3 氮元素的非金属性(或电负性)比磷强(或者是N—H键的键长比P—H的短)
(2)② C (3)Ne (4)2NH3+3F2===6HF+N2
6.(2014·南充模拟)以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.具有下列电子排布式的原子中,①1s22s22p63s23p2
②1s22s22p3 ③1s22s22p2 ④1s22s22p63s23p4原子半径最大的是①
B.具有下列价电子排布式的原子中,①3s23p1 ②3s23p2 ③3s23p3 ④3s23p4,第一电离能最大的是③
C.①Na、K、Rb ②N、P、As ③O、S、Se ④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
D.某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703,当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+
解析:选D A项,①为Si,②为N,③为C,④为S,原子半径最大的为Si,正确;B项,①为Al,②为Si,③为P,④为S,第一电离能最大的为P,正确;C项,同一主族元素,第一电离能从上到下逐渐减小;同一周期,第一电离能呈增大趋势,正确;D项,根据电离能变化趋势,最外层应有2个电子,所以与Cl2反应时应呈+2价,D错误。
5.X、Y为两种元素的原子,X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,由此可知( )
A.X的原子半径大于Y的原子半径
B.X的电负性大于Y的电负性
C.X阴离子的半径小于Y阳离子的半径
D.X的第一电离能小于Y的第一电离能
解析:选B X的阴离子与Y的阳离子具有相同的电子层结构,则Y在周期表中位于X的下一周期,且X为非金属元素,Y为金属元素,Y比X多一个电子层,故原子半径Y>X,电负性X>Y,A错误,B正确;电子层结构相同,核电荷数越多,粒子半径越小,故X阴离子半径大于Y阳离子半径,C错误;X为非金属元素易得电子形成阴离子,Y为金属元素易失电子形成阳离子,第一电离能X>Y,D错误。
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,第一电离能呈现增大的趋势,但Mg、P特殊,A错误;原子半径逐渐减小,C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错误。
3.下列各组元素各项性质比较正确的是( )
A.第一电离能:B>Al>Ga
B.电负性:F>N>O
C.最高正价:F>S>Si
D.原子半径:P>N>C
解析:选A 根据元素性质的变化规律可知B、Al、Ga为同主族元素,自上而下第一电离能逐渐减小,A正确;F、N、O电负性大小顺序应为F>O>N,B错误;F无正化合价,C错误;D项中正确顺序应为P>C>N。
2.下列各项叙述中,正确的是( )
A.N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大
B.价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族,是p区元素
C.2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等
D.氮原子的最外层电子排布图:
解析:选B 同主族元素从上到下,电负性减小;2p轨道能量低于3p;利用“洪特规则”可知D项最外层电子排布图错误。
一、选择题
1.下列关于钠元素的几种表达式错误的是( )
A.Na+的电子排布图:
B.Na+的结构示意图:
C.Na的电子排布式:1s22s22p63s1
D.Na的简化电子排布式:[Na]3s1
解析:选D Na的简化电子排布式为[Na]3s1,即上一周期的稀有气体[元素符号]+该原子的价电子排布。
3.下表为元素周期表的一部分。请回答下列问题:
(1)上述元素中,属于s区的是________(填元素符号)。
(2)写出元素⑨的基态原子的价电子排布图________________________________________________________________________。
(3)元素的第一电离能:③______④(选填“大于”或“小于”)。
(4)元素③气态氢化物的VSEPR模型为________;该分子为________分子(选填“极性”或“非极性”)。向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,可观察到的现象为________________________________________________________________________。
。
(5)元素⑥的单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示,其晶胞特征如图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。
若已知⑥的原子半径为d cm,NA代表阿伏加德罗常数,元素⑥的相对原子质量为M,请回答:晶胞中⑥原子的配位数为________,该晶体的密度为____________(用字母表示)。
解析:(1)周期表中属于s区的是第ⅠA族和第ⅡA族,有①⑤⑧,它们分别是H、Mg、Ca。
(2)元素⑨为铬元素,根据洪特规则特例知基态原子的价电子排布图为。
(3)③为氮元素,价电子排布为2s22p3,p轨道为半充满,④为氧元素,价电子排布为2s22p4,故电离能N>O。
(4)元素③气态氢化物是氨气,它的VSEPR模型为四面体形,该分子为极性分子;向硫酸铜溶液中逐滴加入其水溶液,先生成氢氧化铜沉淀之后沉淀溶解,现象为先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液。
(5)⑥为铝,观察图乙可知晶胞中铝原子的配位数为12;由图丙算出晶胞棱长为2d cm,均摊法计算每个晶胞中含有4个铝原子,由密度公式计算密度为 g/cm3或 g/cm3。
答案:(1)H、Mg、Ca
(2) (3)大于
(4)四面体形 极性 先产生蓝色沉淀,后溶解得深蓝色溶液
(5)12 g/cm3(或 g/cm3)
五5∶133d9丙
2.已知A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E原子价电子(外围电子)排布msnmpn-1,D原子最外层电子数为偶数,A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,F的原子序数为29。请回答下列问题:
(1)下列叙述不正确的是________(填序号)。
A.金属键的强弱:D>E
B.基态原子的第一电离能:D>E
C.E元素与B元素形成化合物的化学式为EB,EB的晶体属于离子晶体
D.A、B、C三种元素电负性由大到小的顺序是C>B>A
(2)元素G是和F在同一周期的副族元素,它的基态原子中最外层电子数与F原子相同。G元素的价电子排布式为________。
(3)A与C形成的非极性分子中,σ键与π键的个数比为________;已知B的空间构型和A与C形成的非极性分子相同,则B中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)已知F元素和C元素形成晶体的晶胞结构如图所示,
该晶体的化学式为______(用元素符号表示)。
(5)A、B与氢形成的离子(AH3)3BH+和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100 ℃,其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”),可用作________(填代号)。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂
c.复合材料 d.绝热材料
解析:因为A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,E原子的价电子(外围电子)排布为msnmpn-1,则n=2,故E是铝元素;A、C原子的p轨道上都有两个未成对电子,则A是碳元素,C是氧元素,故B是氮元素,D原子的最外层电子数为偶数,是镁元素,F是铜元素。
(1)根据电荷数和离子半径知金属键的强弱Al>Mg,A错误;由于镁原子的s轨道上是全充满状态,故基态原子的第一电离能是Mg>Al,B正确;AlN的化学式正确,但其属于原子晶体,C错误;C、N、O三元素的电负性,其顺序为O>N>C,D正确。
(2)和铜同周期且最外层是1个电子的副族元素是铬元素,其核外价电子排布为3d54s1。
(3)A、C形成的非极性分子为CO2,其结构中含有碳氧双键,其中σ键与π键的个数比为1∶1,N的空间构型和CO2相同,则其中氮原子的杂化方式为sp杂化。
(4)分析晶胞结构,根据均摊法计算,Cu:8×1/8+6×1/2=4,氧原子位于晶胞内部,是4个,所以个数比是4∶4=1∶1。
(5)一般地,有机溶剂是由分子通过分子间作用力形成的,而离子液体由阴、阳离子通过离子键形成,后者沸点较高、较难挥发,所以可用作溶剂。
答案:(1)A、C (2)3d54s1 (3)1∶1 sp (4)CuO
(5)小 b
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