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2017年高考化学一轮复习精品导学案:专题12.1 原子结构与性质(原卷版)

资料类别: 化学/学案

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专题12.1 原子结构与性质    

1.了解原子核外电子的排布原理及能级分布,能用电子排布式表示常见元素(1~36号)原子核外电子、价电子的排布。了解原子核外电子的运动状态。
2.了解元素电离能的含义,并能用以说明元素的某些性质。
3.了解原子核外电子在一定条件下会发生跃迁,了解其简单应用。
4.了解电负性的概念,知道元素的性质与电负性的关系。
 
一、原子核外电子排布原理
1.能层、能级与原子轨道
(1)能层(n):在多电子原子中,核外电子的能量是不同的,按照电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N、O、P、Q……表示相应的第一、二、三、四、五、六、七……能层,能量依次升高。
(2)能级:同一能层里的电子的能量也可能不同,又将其分成不同的能级,通常用s、p、d、f等表示,同一能层里,各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高,即E(s)INi的原因是______。
(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。

①晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_____。
②若合金的密度为dg/cm3,晶胞参数a=________nm
1.【2015新课标Ⅰ卷理综化学】[化学——选修3:物质结构与性质]
碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用            形象化描述。在基态原子中,核外存在       对自旋相反的电子。
(2)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,原因是              。 
(3)CS2分子中,共价键的类型有              ,C原子的杂化轨道类型是        ,写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子                。
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于      晶体。
(5)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
   
              石墨烯晶体                           金刚石晶体
①在石墨烯晶体中,每个C原子连接      个六元环,每个六元环占有    个C原子。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接    个六元环,六元环中最多有    个C原子在同一平面。
2.【2015新课标Ⅱ卷理综化学】[化学—选修3:物质结构与性质](15分)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元索,A2-和B+具有相同的电子构型;C、 D为同周期元索,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题: 
(1)四种元素中电负性最大的是   (填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是      (填分子式),原因是        ;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为       和       。
(3)C和D反应可生成组成比为1:3的化合物E, E的立体构型为       ,中心原子的杂化轨道类型为       。
(4)化合物D2A的立体构型为    ,中心原子的价层电子对数为       ,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为          。
(5)A和B能够形成化合物F,其晶胞结构如图所示,晶胞参数,a=0.566nm, F 的化学式为   :晶胞中A 原子的配位数为      ;列式计算晶体F的密度(g.cm-3)      。

  3.【2015山东理综化学】(12分)[化学---物质结构与性质]
氟在自然界中常以CaF2的形式存在。
(1)下列关于CaF2的表述正确的是_______。
a.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
b.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2
c.阴阳离子比为2:1的物质,均与CaF2晶体构型相同
d.CaF2中的化学键为离子键,因此CaF2在熔融状态下能导电
(2)CaF2难溶于水,但可溶于含Al3+的溶液中,原因是________(用离子方程式表示)。
已知AlF63-在溶液中可稳定存在。
(3)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子构型为______________,其中氧原子的杂化方式为_________。
(4)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)  △H=-313kJ·mol-1,F-F键的键能为159kJ·mol-1,Cl-Cl键的键能为242kJ·mol-1,则ClF3中Cl-F键的平均键能为______kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的________(填“高”或“低”)。
4.【2015福建理综化学】 [化学-物质结构与性质](13分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是_______(填序号)。
a.固态CO2属于分子晶体
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2.
①基态Ni原子的电子排布式为_______,该元素位于元素周期表的第_____族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1mol Ni(CO)4中含有___molσ键。
(4)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是________。
5.【2015海南化学】[选修3—物质结构与性质]
19—Ⅰ(6分)下列物质的结构或性质与氢键无关的是
   A.乙醚的沸点       B.乙醇在水中的溶解度
C.氢化镁的晶格能   D.DNA的双螺旋结构
19—Ⅱ(14分)钒(23V)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。
回答下列问题:
(1)钒在元素周期表中的位置为          ,其价层电子排布图为               。
(2) 钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为     、      。
(3)V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是   对,分子的立体构型为    ;SO3气态为单分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为   ;SO3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中S原子的杂化轨道类型为   ;该结构中S—O键长由两类,一类键长约140pm,另一类键长约为160pm,较短的键为   (填图2中字母),该分子中含有   个σ键。

(4)V2O5 溶解在NaOH溶液中,可得到钒酸钠(Na3VO4),该盐阴离子的立体构型为    ;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为    。
6.【2015江苏化学】[物质结构与性质]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH
(1)Cr3+基态核外电子排布式为_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________;1molCH3COOH分子中含有δ键的数目为   ______。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式);H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
1.(1)(2014·安徽)S的基态原子核外有________个未成对电子;Si 的基态原子核外电子排布式为____________________。
(2)(2014·浙江)31Ga基态原子的核外电子排布式是________________________________________。
(3)(2014·福建)基态硼原子的电子排布式为________________________________________。
(4)(2014·江苏)Cu+基态核外电子排布式为___________________________________________。
(5)(2014·新课标Ⅱ)前四期元素中e的最外层只有1个电子,但次外层有18个电子,e的价层电子轨道示意图为________。
(6)(2014·四川)XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Y基态原子的电子排布式是_____________________________________________________________________________。
(7)(2014·新课标Ⅰ)基态 Fe 原子有________个未成对电子,Fe3+的电子排布式为________________
2.(1)(2014·新课标Ⅱ)N、O、S 中第一电离能最大的是________(填元素符号)。
(2)(2014·四川)镁所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。
(3)(2014·安徽)第一电离能:Si________S(用“>”或“<”填空)。
3.(1)(2013·课标Ⅰ,37节选)基态Si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________。
(2)(2013·课标Ⅱ,37节选)Ni2+的价层电子排布图为________________。
(3)(2012·课标,37节选)Se原子序数为________,其核外M层电子的排布式为____________。
(4)(2013·福建,30 节选)基态铜原子的核外电子排布式为________。
(5)(2012·江苏化学,21A 节选)Mn2+基态的电子排布式可表示为________________。

1.已知某+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,该元素在周期表中所属的族是 (  )
A.ⅡA	B.ⅡB
C.Ⅷ	D.ⅠB
2.下列离子中,外层d轨道达半充满状态的是 (  )
A.Fe3+	B.Cr3+
C.Co3+	D.Cu+
3.下列关于价电子构型为3s23p4的粒子描述正确的是 (  )
A.它的元素符号为O
B.它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C.可以与H2化合生成液态化合物
D.其电子排布图为: 
4.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是 (  )
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.2p轨道上有三个未成对的电子的X原子与3p轨道上有三个未成对的电子的Y原子
D.最外层都只有一个电子的X、Y原子
5.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:
6.下列各项叙述中,正确的是 (  )
A.镁原子由1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
B.价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第IA族,是s区元素
C.所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形,但球的半径大小不同
D.24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
7.下列各组元素中,电负性依次减小的是 (  )
A.K、Na、Al	B.O、Cl、H
C.As、P、H	D.O、S、Cl
8.美国“海狼”号潜艇上的核反应堆内使用了液体铝钠合金作载热介质,下列关于Al、Na原子结构的分析中正确的是 (  )
A.原子半径:Al>Na
B.第一电离能:Al>Na
C.电负性:Na> Al
D.基态原子未成对电子数:Na>Al
9.以下有关原子结构及元素周期律的叙述正确的是 (  )
A.同周期元素(除0族元素外)从左到右,原子半径逐渐减小
B.第ⅠA族元素铯的两种同位素137Cs比138Cs多4个质子
C.第ⅦA族元素从上到下,其氢化物的稳定性逐渐增强
D.若M+和R2-的核外电子层结构相同,则原子序数:R>M
10.某元素的原子最外电子层排布是6s26p4,该元素或其化合物不可能具有的性质是 (  )
A.该元素单质可能是导体
B.该元素的最高化合价呈+6价
C.该元素能与氢气反应生成气态氢化物
D.该元素价电子轨道中有2个未成对电子
11.(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断,违反了泡利原理的是__________________________,违反了洪特规则的是__________________________。

(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2,则该元素基态原子的电子排布式为__________________________;其最高价氧化物对应水化物的化学式是__________________________。
(3)用符号“>”“<”或“=”表示下列各项关系。
①第一电离能:Na____Mg,Mg_____Ca。
②电负性:O______F,F______Cl。
③能量高低:ns______(n+1)s,ns______np。
④主族序数______价电子数______元素最高正化合价。













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