周测2 原子结构与元素的性质（含解析）
周测2 原子结构与元素的性质
一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列有关原子结构与周期表关系的描述不正确的是( )
A.元素原子的价层电子不一定是最外层电子
B.周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素
C.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素
D.价层电子数与最高正价相等的元素不一定是主族元素
2.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是( )
A.第13列元素中有非金属元素
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C.第四周期第8列元素属于第ⅧB族元素
D.第16列元素原子的最外层电子排布为ns2np6
3.如图是第三周期主族元素的某些性质随原子序数变化的柱形图,则y轴可表示( )
①第一电离能 ②电负性 ③原子半径 ④简单离子半径 ⑤最高正化合价 ⑥形成简单离子转移的电子数
A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤
C.②④⑤ D.②⑤
4.四种元素的基态原子的电子排布式如下: ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5,则四种原子的半径按由大到小的顺序排列正确的是( )
A.①>②>③>④ B.②>①>③>④
C.②>①>④>③ D.①>②>④>③
5.(2024·淄博高二期末)由氮元素形成的三种微粒:①[He]2s22p3 ②[He]2s22p2
③[He]2s22p23s1。下列叙述正确的是( )
A.微粒半径:③<①<②
B.失去一个电子所需最低能量:①>②>③
C.电子排布属于激发态的是③
D.得电子能力:①>②
6.(2024·辽宁BEST合作体期末)由多元素组成的化合物Fe Sm As F O,是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是( )
A.O的价层电子排布式为1s22s22p4
B.Fe3+的价层电子轨道表示式违背了泡利原理
C.N、As同主族,第一电离能:N
7.(2023·浙江舟山高二统考期末)下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是( )
A.元素周期表中的d区、ds区全部是金属元素
B.第四周期的金属元素从左到右,元素的金属性依次减弱
C.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在第ⅠA族或第ⅠB族
D.元素周期表最右侧稀有气体元素的基态原子,最外层的电子排布均为ns2np6
8.(2023·广州高二统考期末)X、Y、Z、N是原子序数依次增大的4种短周期元素,其元素性质或原子结构如下表。下列说法正确的是( )
元素 元素性质或原子结构
X 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能低于同周期相邻元素
Y 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能高于同周期相邻元素
Z 其价层电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
A.原子半径:Z>Y>X
B.元素的电负性:X>N>Z
C.元素的第一电离能:Z>N>Y
D.X的基态原子的电子轨道表示式:
9.(2023·浙江绍兴高二统考期末)下列说法正确的是( )
A.s区全部是金属元素
B.处于最高能量状态的原子叫做基态原子
C.第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
D.电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
10.在二氧化碳合成甲醇的研究中,催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂,有学者提出了CO2的转化过程如图。下列说法正确的是( )
A.铜元素位于周期表中的d区
B.第一电离能:O>C>H
C.电负性:O>H>C>Cu
D.总反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
11.(2024·淄博高二期末)甲钴胺是神经元营养药物,由C、H、Co、N、O、P元素组成。下列说法正确的是( )
A.稳定性:CH4>NH3>PH3
B.基态P原子的最高能级轨道形状为球形
C.同周期中第一电离能小于N的元素有5种
D.基态Co原子价层电子轨道表示式为
12.(2024·广东广雅中学高二素养评估)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500
下列关于元素R的判断一定正确的是( )
A.R的最高正价为+1价
B.R元素位于元素周期表中第ⅢA族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
13.(2021·广东,13)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X的原子核只有1个质子;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是( )
A.XEZ4是一种强酸
B.非金属性:W>Z>Y
C.原子半径:Y>W>E
D.ZW2中,Z的化合价为+2价
14.(2024·宁波镇海中学期中)有机增塑剂X2Y5WR和X2Z5WR的质子数均为32,其相对分子质量相差5;X、W、R三种元素同周期,X原子的最外层电子数为R电子总数的一半。下列说法正确的是( )
A.Y、Z互为同素异形体
B.元素的第一电离能:W>R
C.原子半径:R>X
D.常温常压下,X、W的单质为固体
二、非选择题(本题共3小题,共44分)
15.(16分)碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)(1分)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 (填元素符号,下同)。
(2)(1分)从电负性角度分析,碳、氧和硅元素的非金属性由强至弱的顺序为 。
(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。
(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是 , Ge的最高价氯化物的分子式是 。该元素可能的性质或应用为 (填字母)。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳
(5)溴与氯能以 键结合形成BrCl,BrCl分子中, 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。
16.(12分)(2023·广西钦州高二统考期末)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。基态Co原子核外电子排布式为 。在上述反应中,非金属元素的电负性最大的是 ,在周期表中Mn属于 区元素。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐——Cl。
①氮原子的价层电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素E1的变化趋势如图所示。氮元素的E1呈现异常的原因是 。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 (填字母)。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
17.(16分)(2023·天津和平区高二统考期末)回答下列问题:
(1)(2分)氟原子激发态的电子排布式有 (填字母,下同),其中能量较高的是 。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)(2分)某元素原子位于周期表的第四周期,元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道电子均成对。该元素位于周期表的 区,该元素的基态原子电子排布式为 。
(3)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 ,判断的根据是 ; 第三电离能的变化图是 。
(4)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。根据表中信息完成下列空白。
元素 X Y Z W
最高价氧化物的水化物 H3ZO4
0.1 mol L-1溶液对应的pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
①元素的电负性:Z (填“大于”“小于”或“等于”,下同)W。
②简单离子半径:W Y。
③简单氢化物的稳定性:X Z。
周测2 原子结构与元素的性质
一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.下列有关原子结构与周期表关系的描述不正确的是( )
A.元素原子的价层电子不一定是最外层电子
B.周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素
C.s区元素都是金属元素,p区元素都是非金属元素
D.价层电子数与最高正价相等的元素不一定是主族元素
答案 C
解析 许多过渡元素的价层电子既包括最外层电子还包括次外层电子,如铁元素的价层电子排布为3d64s2,价层电子数为8,而最外层电子数为2,故A正确;s区和p区既有金属元素,又有非金属元素,故C错误;过渡元素Mn元素的价层电子排布为3d54s2,最高正价为+7价,但Mn元素为副族元素,故D正确。
2.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是( )
A.第13列元素中有非金属元素
B.只有第2列的元素原子最外层电子排布为ns2
C.第四周期第8列元素属于第ⅧB族元素
D.第16列元素原子的最外层电子排布为ns2np6
答案 A
解析 第13列是第ⅢA族,既有金属元素,又有非金属元素,A项正确;第2列是第ⅡA族,最外层电子排布为ns2,He处于0族,He原子的核外电子排布为1s2,一些过渡元素原子的最外层电子排布也为ns2,B项错误;第四周期第8列元素的原子序数为26,是铁元素,属于第Ⅷ族元素,C项错误;第16列为第ⅥA族,属于p区,元素原子的最外层电子数为6,最外层电子排布为ns2np4,D项错误。
3.如图是第三周期主族元素的某些性质随原子序数变化的柱形图,则y轴可表示( )
①第一电离能 ②电负性 ③原子半径 ④简单离子半径 ⑤最高正化合价 ⑥形成简单离子转移的电子数
A.①②③④⑤⑥ B.①②③⑤
C.②④⑤ D.②⑤
答案 D
解析 第一电离能:Mg>Al,P>S,①错误;一般来说,同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,②正确;同周期主族元素从左到右,原子半径逐渐减小,③错误;对于电子层结构相同的离子,原子序数越大,离子半径越小,如同周期金属元素形成的简单阳离子半径从左到右逐渐减小,④错误;Na→Cl,最高正化合价由+1价→+7价,⑤正确;同周期主族元素原子形成简单离子转移的电子数,从左到右,金属元素原子形成简单离子转移的电子数逐渐增多,非金属元素原子形成简单离子转移的电子数逐渐减少,⑥错误。
4.四种元素的基态原子的电子排布式如下: ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5,则四种原子的半径按由大到小的顺序排列正确的是( )
A.①>②>③>④ B.②>①>③>④
C.②>①>④>③ D.①>②>④>③
答案 B
解析 由四种元素基态原子的电子排布式可知,①为S原子,②为P原子,③为N原子,④为F原子,其中P、S元素处于第三周期,P原子的核电荷数小于S原子的核电荷数,则P的原子半径大于S的原子半径;N和F元素处于第二周期,N原子的核电荷数小于F原子的核电荷数,则N的原子半径大于F的原子半径;S原子比N原子多一个能层,则S的原子半径大于N的原子半径,综上所述,原子半径由大到小的顺序为P>S>N>F。
5.(2024·淄博高二期末)由氮元素形成的三种微粒:①[He]2s22p3 ②[He]2s22p2
③[He]2s22p23s1。下列叙述正确的是( )
A.微粒半径:③<①<②
B.失去一个电子所需最低能量:①>②>③
C.电子排布属于激发态的是③
D.得电子能力:①>②
答案 C
解析 ①为基态N原子,②为基态N+,③为激发态N原子,且③有3个电子层,半径最大,①、②具有相同的电子层数和核电荷数,核外电子数越多,微粒半径越大,则微粒半径:③>①>②,A错误、C正确;①、②失去一个电子所需最低能量分别为基态N的第一电离能、第二电离能,第二电离能大于第一电离能,③为激发态N原子,能量高,失去一个电子所需最低能量比①小,则失去一个电子所需最低能量:②>①>③,B错误;微粒半径:①>②,则原子核对最外层电子吸引能力:①<②,所以得电子能力:①<②,D错误。
6.(2024·辽宁BEST合作体期末)由多元素组成的化合物Fe Sm As F O,是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是( )
A.O的价层电子排布式为1s22s22p4
B.Fe3+的价层电子轨道表示式违背了泡利原理
C.N、As同主族,第一电离能:N
答案 D
解析 基态氧原子的核外电子排布式为 1s22s22p4,其价层电子排布式为 2s22p4,A 错误;Fe3+的价层电子轨道表示式为,题给轨道表示式违背了洪特规则,B错误;N、As同主族,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,所以第一电离能:N>As,C错误。
7.(2023·浙江舟山高二统考期末)下列关于元素周期表和元素周期律的说法正确的是( )
A.元素周期表中的d区、ds区全部是金属元素
B.第四周期的金属元素从左到右,元素的金属性依次减弱
C.基态原子最外层电子排布为ns1的元素均在第ⅠA族或第ⅠB族
D.元素周期表最右侧稀有气体元素的基态原子,最外层的电子排布均为ns2np6
答案 A
解析 第四周期元素中锌的金属性强于铁、铜等,故B错误;Cr位于第ⅥB族,基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,故C错误;He最外层电子排布为1s2,故D错误。
8.(2023·广州高二统考期末)X、Y、Z、N是原子序数依次增大的4种短周期元素,其元素性质或原子结构如下表。下列说法正确的是( )
元素 元素性质或原子结构
X 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能低于同周期相邻元素
Y 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能高于同周期相邻元素
Z 其价层电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
A.原子半径:Z>Y>X
B.元素的电负性:X>N>Z
C.元素的第一电离能:Z>N>Y
D.X的基态原子的电子轨道表示式:
答案 B
解析 由题意可知,X为O,Y为Mg,Z为Si,N为Cl。原子半径大小为Mg>Si>O,故A错误;电负性大小为O>Cl>Si,故B正确;元素的第一电离能:Cl>Si>Mg,故C错误;X为O,O的基态原子的轨道表示式为,故D错误。
9.(2023·浙江绍兴高二统考期末)下列说法正确的是( )
A.s区全部是金属元素
B.处于最高能量状态的原子叫做基态原子
C.第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
D.电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
答案 D
解析 s区包括第ⅠA族和第ⅡA族元素,其中H是非金属元素,A项错误;处于最低能量状态的原子叫基态原子,B项错误;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是第ⅡA族的第一电离能大于第ⅢA族,第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族,所以第一电离能的大小不能作为判断元素金属性强弱的依据,C项错误;电负性越大的原子,对键合电子的吸引力越大,所以电负性越强元素非金属性也越强,D项正确。
10.在二氧化碳合成甲醇的研究中,催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂,有学者提出了CO2的转化过程如图。下列说法正确的是( )
A.铜元素位于周期表中的d区
B.第一电离能:O>C>H
C.电负性:O>H>C>Cu
D.总反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
答案 D
解析 基态Cu的价层电子排布为3d104s1,其位于周期表中的ds区,A项错误;第一电离能:O>H>C,B项错误;元素电负性:O>C>H>Cu,C项错误;根据图示,在步骤①中存在CO2的消耗,步骤②中存在H2的消耗和H2O的生成,步骤⑤中存在甲醇的生成,因此,总反应的化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O,D项正确。
11.(2024·淄博高二期末)甲钴胺是神经元营养药物,由C、H、Co、N、O、P元素组成。下列说法正确的是( )
A.稳定性:CH4>NH3>PH3
B.基态P原子的最高能级轨道形状为球形
C.同周期中第一电离能小于N的元素有5种
D.基态Co原子价层电子轨道表示式为
答案 C
解析 基态P原子的最高能级为3p能级,其轨道形状为哑铃形,而不是球形,B错误;同周期中第一电离能小于N的元素有5种,分别是Li、Be、B、C、O,C正确。
12.(2024·广东广雅中学高二素养评估)下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500
下列关于元素R的判断一定正确的是( )
A.R的最高正价为+1价
B.R元素位于元素周期表中第ⅢA族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
答案 C
解析 由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距很大,故最外层有2个电子,位于第ⅡA族,最高正价为+2价,故A、B错误;第ⅡA 族的元素,因s轨道处于全满状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元素,故C 正确;由表中数据可知,R元素可能为Be或Mg,电子排布式为1s22s2或1s22s22p63s2,故D错误。
13.(2021·广东,13)一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中,X的原子核只有1个质子;元素Y、Z、W原子序数依次增大,且均位于X的下一周期;元素E的原子比W原子多8个电子。下列说法不正确的是( )
A.XEZ4是一种强酸
B.非金属性:W>Z>Y
C.原子半径:Y>W>E
D.ZW2中,Z的化合价为+2价
答案 C
解析 由题给信息分析知,元素X、Y、Z、W、E分别是H、C、O、F、Cl。氯元素非金属性较强,其最高价氧化物对应的水化物HClO4是一种强酸,故A正确;同一周期元素从左到右非金属性逐渐增强,所以非金属性:F>O>C,故B正确;同一周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大,电子层数越多半径越大,所以原子半径:Cl>C>F,故C错误;OF2中,F为-1价,则O的化合价为+2价,故D正确。
14.(2024·宁波镇海中学期中)有机增塑剂X2Y5WR和X2Z5WR的质子数均为32,其相对分子质量相差5;X、W、R三种元素同周期,X原子的最外层电子数为R电子总数的一半。下列说法正确的是( )
A.Y、Z互为同素异形体
B.元素的第一电离能:W>R
C.原子半径:R>X
D.常温常压下,X、W的单质为固体
答案 B
解析 由题意可知,Y、Z为氢元素的两种核素,互为同位素,A错误;由题干信息可知X、W、R内层电子数为2,设X原子最外层电子数为a,W的最外层电子数为b,则R的电子数为2a,2(a+2)+5+2+b+2a=32,即4a+b=21,可求得a=4,b=5,X、W、R分别为C、N、O,同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:N>O,B正确;电子层数相同时,核电荷数越大,原子半径越小,原子半径:C>O,C错误;常温常压下,氮气为气体,D错误。
二、非选择题(本题共3小题,共44分)
15.(16分)碳、氧、硅、锗、氟、氯、溴、镍元素在化学中占有极其重要的地位。
(1)(1分)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 (填元素符号,下同)。
(2)(1分)从电负性角度分析,碳、氧和硅元素的非金属性由强至弱的顺序为 。
(3)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中共用电子对偏向H,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为 。
(4)基态锗(Ge)原子的电子排布式是 , Ge的最高价氯化物的分子式是 。该元素可能的性质或应用为 (填字母)。
A.是一种活泼的金属元素
B.其电负性大于硫
C.其单质可作为半导体材料
D.锗的第一电离能大于碳而电负性小于碳
(5)溴与氯能以 键结合形成BrCl,BrCl分子中, 显正电性。BrCl与水发生反应的化学方程式为 。
答案 (1)C (2)O>C>Si (3)C>H>Si (4)1s22s22p63s23p63d104s24p2 GeCl4 C (5)共价 Br BrCl+H2OHCl+HBrO
解析 (1)基态Ni原子核外电子排布式为[Ar]3d84s2,含有2个未成对电子,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同的元素有C和O,电负性最小的元素是C。(2)同周期元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:O>C,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,则电负性:C>Si,电负性越大,非金属性越强,非金属性:O>C>Si。(3)CH4中共用电子对偏向C,电负性:C>H,SiH4中共用电子对偏向H,则电负性:H>Si,电负性:C>H>Si。(4)Ge是一种金属元素,但最外层电子数为4,金属性不强,故A错误;硫的电负性大于硅,硅的电负性大于锗,所以锗的电负性小于硫,故B错误;锗单质是一种半导体材料,故C正确;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,非金属性逐渐减弱,电负性逐渐减小,锗的第一电离能小于碳,电负性小于碳,故D错误。(5)溴与氯能以共价键结合形成BrCl,BrCl中Cl的非金属性强,Cl显负电性,Br显正电性,与水反应生成HCl、HBrO,化学方程式为BrCl+H2OHCl+HBrO。
16.(12分)(2023·广西钦州高二统考期末)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇的反应(CO2+3H2CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。基态Co原子核外电子排布式为 。在上述反应中,非金属元素的电负性最大的是 ,在周期表中Mn属于 区元素。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐——Cl。
①氮原子的价层电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素E1的变化趋势如图所示。氮元素的E1呈现异常的原因是 。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 (填字母)。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2(或3d74s2) O(或氧) d (2)①
②基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子 (3)D
解析 (2)①N为7号元素,基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,故氮原子的价层电子轨道表示式为。②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性逐渐增大,得电子的能力逐渐增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子,导致其E1呈现异常。(3)N和As都是第ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等多种氧化物,A正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则AsH3、H2S、HCl的热稳定性逐渐增强,B正确;中子数=质量数-质子数,则As的中子数为73-33=40,C正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左往右原子半径逐渐减小,则原子半径由大到小的顺序为As、Si、Cl,D错误。
17.(16分)(2023·天津和平区高二统考期末)回答下列问题:
(1)(2分)氟原子激发态的电子排布式有 (填字母,下同),其中能量较高的是 。
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2
c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2
(2)(2分)某元素原子位于周期表的第四周期,元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道电子均成对。该元素位于周期表的 区,该元素的基态原子电子排布式为 。
(3)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是 ,判断的根据是 ; 第三电离能的变化图是 。
(4)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。根据表中信息完成下列空白。
元素 X Y Z W
最高价氧化物的水化物 H3ZO4
0.1 mol L-1溶液对应的pH(25 ℃) 1.00 13.00 1.57 0.70
①元素的电负性:Z (填“大于”“小于”或“等于”,下同)W。
②简单离子半径:W Y。
③简单氢化物的稳定性:X Z。
答案 (1)ad d (2)ds [Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) (3) 图a 同一周期元素从左到右第一电离能的总体趋势是升高的,但由于N元素的2p能级为半充满状态,因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高 图b (4)①小于 ②大于 ③大于
解析 (1)氟是9号元素,核外有9个电子,因此bc不符合题意,原子激发态的电子排布式有ad,3p能级上电子的能量高于3s能级上电子的能量,因此能量较高的是d。(2)某元素原子位于周期表的第四周期,元素原子的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道电子均成对,则该元素的基态原子价层电子排布式为3d104s1;该元素位于周期表的ds区,基态原子电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。(3)C、N、O、F基态原子失去两个电子后的价层电子排布式分别为2s2、2s22p1、2s22p2、2s22p3,碳处于稳定状态,难失去电子,第三电离能比氮大,因此第三电离能的变化图是图b。(4)根据短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,0.1 mol L-1溶液对应的pH(25 ℃)分析,得到X为N,Y为Na,Z为P,W为S。①根据同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强,同主族从上到下电负性逐渐减弱,则元素的电负性:Z小于W。②根据层多径大,同电子层结构核多径小,则简单离子半径:W大于Y。③根据元素非金属性越强,其简单气态氢化物越稳定,则简单氢化物的稳定性:X大于Z。
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