1、 知识分析 (三十七)原子结构与性质12014石家庄模拟四种短周期元素的性质或结构信息如下表。请根据信息回答下列问题。元素性质或结构信息A室温下单质呈粉末状固体，加热易熔化，单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰B单质常温、常压下是气体，能溶于水，原子的M层上只有1个未成对的p电子C单质质软、银白色固体、导电性强，单质在空气中燃烧发出黄色火焰D原子最外电子层上s电子数等于p电子数，单质为空间网状晶体，具有很高的熔、沸点(1)B元素在周期表中的位置是_，写出A原子的电子排布式_。(2)写出C单质与水反应的化学方程式_。A与C形成的化合物溶于水后，溶液的pH_7(填“大于”“等于”或“小于”)。(
2、3)A、B两元素非金属性较强的是(写元素符号)_。写出能证明这一结论的一个实验事实_。解析：A元素从“明亮的蓝紫色火焰”，再结合其他信息可知是硫元素；B元素从“气体”可知是非金属元素，从M层上只有 “1个未成对的p电子”知是氯元素，与气体能溶于水相吻合。C元素，从“黄色火焰”可知是钠元素，再由前面的信息印证。D元素原子最外层上s电子数等于p电子数，结合空间网状结构，和“很高的熔、沸点”应该是硅元素或碳元素。比较元素非金属性的强弱可从它们之间的相互置换、氢化物的稳定性、最高价氧化物的水化物的酸性强弱等方面去判断。答案：(1)第3周期第A族1s22s22p63s23p5(2)2Na2H2O=2Na
3、OHH2大于(3)Cl高氯酸的酸性大于硫酸的酸性(或氯化氢稳定性比硫化氢强)2下表列出前20号元素中的某些元素性质的一些数据：元素原子半径(1010 m)最高价态最低价态1.02622.2710.7421.4330.77441.10530.99711.8610.75531.1744试回答下列问题：(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是_(填编号)。(2)上述、三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8电子稳定结构的物质可能是_(写分子式)。元素和形成的化合物的化学式为_，元素的原子价电子排布式是_。(3)四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是_(填化学式)。(4)和两
4、元素比较，非金属性较弱的是_(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的_(填序号)。A气态氢化物的挥发性和稳定性B单质中的键能C两元素的电负性D含氧酸的酸性E氢化物中XH键的键长(X代表和两元素)F两单质在自然界的存在形式解析：由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，我们不难推出S，K，O，Al，C，P，Cl，Na，N，Si。(1)在同一周期中，从第A族到第A族，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族中，从上向下，元素的第一电离能逐渐减小，故在10种元素中，第一电离能最小的是K。(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8电子稳定结构；根
5、据化合价知氮和硅形成氮化硅；Si3N4；硫元素的原子价电子排布式是3s23p4。(3)元素的非金属性越强，形成气态氢化物越稳定，非金属性强弱为ClSPSi，故其氢化物稳定性为HClH2SPH3SiH4。(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C、E验证。答案：(1)(2)PCl3、CCl4Si3N43s23p4(3)HClH2SPH3SiH4(4)氮元素C、E32014厦门模拟A、B、C、D、E五种元素，A元素的周期数、主族数、原子序数相同；B的基态原子核外有3种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子数相同；C元素的电离能如图所示；D元素的价电子构型为nsnnpn2；E是第四周
6、期的过渡金属元素，血红蛋白中的E元素与BD形成的配位键比与D形成的配位键强。E单质与BD形成的配合物E(BD)5，常温下呈液态，熔点为20.5 ，沸点为103 ，易溶于非极性溶剂。(1)E(BD)5晶体属于_(填晶体类型)。(2)A元素和B元素组成的化合物分子之间_(填“有”或“没有”)形成氢键。(3)基态E原子的电子排布式为_。(4)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序是_(填元素符号)。(5)C2和B2A2的分子中根据电子云重叠的方式不同，都包含的共价键类型有_。(6)已知原子数和电子数相同的粒子叫等电子体，等电子体的结构相似。根据下表数据，说明BD分子比C2分子活泼的原因_。XYXY
7、XYBD的键能(kJ/mol)357.7798.91071.9C2的键能(kJ/mol)154.8418.4941.7解析：由题意可推出A是H，B是C，C是N，D是O，E是Fe。(1)由Fe(CO)5的物理性质熔、沸点较低可推知该晶体是分子晶体。(2)碳的氢化物分子间没有氢键。(3)基态Fe原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2。(4)由电负性的概念可知非金属性越强其电负性越大，故C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是：O、N、C。(5)N2和C2H2中均有键和键。(6)由表中数据对比可知CO中断裂第一个键所消耗能量(1071.9798.9)kJ/mol 比N2中断裂
8、第一个键消耗能量(941.7418.4)kJ/mol小，故CO较活泼。答案：(1)分子晶体(2)没有(3)1s22s22p63s23p63d64s2(4)O、N、C(5)键和键(6)CO中断裂第一个键消耗的能量(273 kJ/mol)比N2中断裂第一个键消耗的能量(523.3 kJ/mol)小，CO的第一个键较容易断裂，因此CO较活泼。(其他合理答案酌情给分)42012安徽理综X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn2ZZ存在质量数为23，中子数为12的核素WW有多种化
9、合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第_周期第_族，其基态原子最外层有_个电子。(2)X的电负性比Y的_(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是_(写化学式)。(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：_。(4)在X的原子与氢原子形成的多种分子中，有些分子的核磁共振氢谱显示有两种氢，写出其中一种分子的名称：_。氢元素、X、Y的原子也可共同形成多种分子和某种常见无机阴离子，写出其中一种分子与该无机阴离子反应的离子方程式：_。解析：根据题给信息可知X为C元素；Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn2，因为
10、s能级最多可容纳2个电子，所以Y为O元素；Z为Na元素；因为W的白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变为红褐色，故W为Fe元素。(1)Fe元素位于元素周期表第四周期第族，其基态原子最外层电子数为2。(2)O元素的非金属性强于C元素，所以C的电负性比O小。气态氢化物中H2O更稳定。(3)Na2O2与CO2的反应为2CO2=2Na2CO3O2或 (4)根据信息，C和H形成的氢化物中有两种类型氢的分子可以写出很多，如：CH3CH2CH3、(CH3)3CH、(CH3)2CHCH(CH3)2等；H、C和O元素形成的能相互反应的粒子也可以写出很多，如：CH3COOHHCO=CH3COOCO2H2O等
11、。答案：(1)四2(2)小H2O(3) 或2CO2=2Na2CO3O2(4)丙烷(其他合理答案均可)CH3COOHHCO=CH3COOCO2H2O(其他合理答案均可)52014东北三校联考某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A、B、C、D、E五种元素构成，其原子个数比为144511。其中C、D元素同主族且原子序数D为C的二倍，E元素的外围电子排布式为(n1)dn6ns1，回答下列问题。(1)元素B、C、D的第一电离能由大到小的排列顺序为_。(用元素符号表示)(2)D元素原子的最外层电子排布图为_。(3)该配位化合物的化学式为_，配体的中心原子的杂化方式为_。(4)C元素可与A元素形成
12、两种常见的化合物，其原子个数比分别为11和12，两种化合物可以任意比互溶，解释其主要原因为_。(5)A元素与B元素可形成分子式为A2B2的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为_，分子中含有_个键，_个键。解析：根据提供信息，可知C为O，D为S，E的外围电子排布式为3d104s1，为Cu。根据该配合物的颜色和组成，可以推断为Cu(NH3)4SO4H2O。(1)N、O、S的第一电离能由大到小的顺序为NOS。(2)S的最外层有6个电子，电子排布图为(3)Cu(NH3)4SO4H2O中配体为NH3，中心原子N的杂化方式为sp3。(4)H2O2分子与H2O分子之间形成氢键，因此可以任意比互
13、溶。(5)该化合物的结构式为HN=NH，根据一个双键中含有1个键，1个键，可知该分子中含有3个键，1个键。答案：(1)NOS(2) (3)Cu(NH3)4SO4H2O或Cu(NH3)4SO4H2Osp3杂化(4)H2O2分子与H2O分子之间形成氢键(从相似相溶原理，分子结构相似的物质易互溶等角度回答，只要答案合理即可)(5)HN=NH316已知元素周期表中共有18纵行，如图实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区；s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分
14、别用阴影和表示d区和ds区。(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在_区。(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3比Fe2稳定的原因：_。(5)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。若把第七周期排满，则元素周期表共可以排布_种元素。解析：本题从深层次上考查了元素周期表的结构。依据构造原理最后填入的电子的能级符号，将元素周期表划分为几个区，对于24号元素，其核外价电子排布似乎应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低，而29号元素
15、也正是因为这一点而排成3d104s1，而不是3d94s2，故29号、30号元素所在纵行归为ds区，所以该同学认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在ds区是有道理的。对于Fe3比Fe2稳定的原因也可从铁的核外电子排布特点来解释。答案：(1)如图：(2)ds(3)见上表(4)Fe价电子的排布式为3d64s2，Fe2为3d6，Fe3为3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3比Fe2稳定(5)1187W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个
16、原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。(1)W在元素周期表第_周期第_族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g)_(填“强”或“弱”)。(2)Y的基态原子核外电子排布式是_，Y的第一电离能比X的_(填“大”或“小”)。(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是_。(4)写出X的单质和FeO反应的化学方程式是_。解析：形成酸雨的主要物质是氮和硫的氧化物，Y的原子序数比W大，由此可推出W为氮元素，Y为硫元素；根据基态原子核外电子排布所遵循的原则，可以写出X的电子排布式为1s22s22p63s23p1，X为铝元素；Z能够形成红色(或砖红色)
17、的Z2O和黑色ZO两种氧化物，推知Z为铜元素。(1)W是氮元素，同周期元素气态氢化物稳定性从左到右逐渐增强。(2)S的原子半径比Al的小，更难失电子，第一电离能S的大于Al。(4)属于铝热反应。3FeO2AlAl2O33Fe。答案：(1)2A弱(2)1s22s22p63s23p4大(3)Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2O(4)3FeO2AlAl2O33Fe创新试题教师备选教学积累资源共享作为例题或练习题12014济南模拟已知元素X、Y的原子最外层分别有n个和(m5)个电子，次外层分别有(n2)个和m个电子，据此判断：(1)元素X和Y分别是_和_(填元素符号)；其电子排布式分别为_和
18、_；其价电子的电子排布图分别为_和_。(2)这两种元素最高价氧化物对应水化物和NaOH三者之间发生反应的离子方程式为_。解析：元素X的原子的最外层电子数为n个，次外层电子数为(n2)个，则X不可能位于第2周期(否则最外层无电子，那么只有一个电子层，不可能)，只可能是第3周期元素，次外层电子数为8，则n6，X是硫元素；同理元素Y也是第3周期元素，m8，Y为铝元素。答案：(1)SAl1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p1(2)3HAl(OH)3=Al33H2O，HOH=H2O，Al(OH)3OH=AlO2H2O2A、B、C、D是短周期的四种主族元素，它们的原子序数依次增大，四
19、种元素中只有C是金属元素，A与C的最外层电子数相等，C、D两元素原子的电子数之和为A、B两种元素原子的电子数之和的3倍。试推断：(1)写出A、B、C、D的元素符号；A_、B_、C_、D_；(2)写出D元素基态原子的电子排布式_；(3)B、C、D三元素的第一电离能由大到小的顺序为_(填名称)。解析：(1)只有C是金属元素，A与C的最外层电子数相等，则A可能是氢元素，C可能是钠元素，由C、D两元素原子的电子数之和为A、B两种元素原子的原子数之和的3倍，设B、D的电子数分别为x、y，则11y3(1x)，根据B是非金属元素，且3x8y，D的原子序数最大，则D的原子序数为16，B的原子序数为8。(2)D元素即硫元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4；(3)B、C、D三元素的第一电离能大小顺序为氧硫钠。答案：(1)HONaS(2)1s22s22p63s23p4(3)氧硫钠
