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1、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+2H2O2HCOOH+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
2、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,相关信息如表格所示。元素相关信息TT元素可形成自然界中硬度最大的单质WW与T同周期,核外有一个未成对电子XX原子的第一电离能至第四电离能分别是:I1=578 kJmol-1,I2=1 817 kJ
3、mol-1,I3=2 745 kJmol-1,I4=11 575 kJmol-1Y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ZZ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。(2)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
4、溶液常作电镀液,其中YO42-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1C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-1D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4F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
5、:。(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)。(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
6、律。(3)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.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基态原子的电子排布式为。(2)
7、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)41(4)同素异形体34838316来源:Z,xx,k.Com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SiSi键,所以硅原子采用sp3杂化;金刚石、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
8、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CH键、1个OH键、2个CO键和1个CO键,即键和键的个数比是41。(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188+126+4=8。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=3a,则r=38a,8个碳原子的体积为843r3=843(38a)3=3a316,故原子利用率为
9、316。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)M96FOS(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SCS,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
10、;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419 kJ13.5 g27 gmol-14 mol=3 352 kJ,即热化学方程式为4Al(s)+3O2(g)2Al2O3(s)H=-3 352 kJmol-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)SO42-中含有4个键,孤电子对数=12(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)HNHHH+H-(2)3哑铃(3)泡利原理(4)Bd1s
