文档内容
考点 41 原子结构与性质
【基础过关】
1．(2023·湖南省衡阳市期末)磷灰石是制造磷肥和含磷化合物的最主要矿物原料，可表示为
Ca(PO )(F，Cl，OH)。下列有关化学用语或图示表达正确的是( )
5 4 3
A．OH-的电子式：
B．基态磷原子的最外层电子的轨道表示式：
C．基态Ca原子最高能级的电子云轮廓图：
D．中子数为20的氯原子：
【答案】B
【解析】A项，OH-的电子式为： ，故A错误；B项，基态磷原子的最外层电子的排布式为
3s23p3，其轨道表示式为： ，故B正确；C项，基态Ca原子最高能级为4s，其电子云轮廓图：
，故C错误；D项，中子数为20的氯原子，质量数为17+20=37，该氯原子为： ，故D
错误。故选B。
2．(2023·安徽省黄山市期末)下列各项叙述中，正确的是( )
A．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
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．钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
D． Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
24
【答案】A
【解析】A项，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，A正确；B项，
价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第IIIA族，是p区元素，B错误；C项，钠原子由
1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，C错误；D项， Cr原子的电子排布式
24
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】是1s22s22p63s23p63d54s1，D错误； 故选A。
3．(2023·广东省佛山市期末)人类对核外电子运动的认知不断进步。下列说法正确的是( )
A．电子在线性轨道上绕核运行
B．电子从激发态跃迁到基态时能产生吸收光谱
C． 、 、 轨道相互平行、能量相等
D．2s轨道比1s轨道大，其空间包含了 轨道
【答案】D
【解析】A项，电子在核外是在一个有形状的轨道空间内运动，A错误；B项，电子从激发态跃迁到
基态时能产生发射光谱，B错误；C项， 、 、 轨道相互垂直、能量相等，C错误；D项，2s轨
道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道，D正确；故选D。
4．(2023·四川省成都市联考)下列说法错误的是( )
A．可用光谱仪摄取某元素原子由基态跃迁到激发态的发射光谱，从而进行元素鉴定
B．夜空中的激光与电子跃迁释放能量有关
C．若基态氮原子价电子排布式为2s22p 2p ，则违反洪特规则
D．若某基态原子有n种不同运动状态的电子，则该原子的原子序数为n
【答案】A
【解析】A项，某元素原子由基态跃迁到激发态得到吸收光谱，故A错误； B项，激光是原子的发射
光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，故B正确；C项，基态氮原子价电子排布式为2s22p 2p 2p ，若基
态氮原子价电子排布式为2s22p 2p ，则违反洪特规则，故C正确；D项，若某基态原子有n种不同运动
状态的电子，说明该原子核外有n个电子，则该原子的原子序数为n，故D正确；故选A。
5．(2023·江西省宜春市期末)下列说法错误的是( )
A．所有非金属元素都分布在p区
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增大
C．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素
D．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
【答案】A
【解析】A项，H元素位于s区，A错误；B项，能级符号相同，能层越大，能量越高，B正确；C项，
从ⅢB族到ⅡB族十个纵列的元素为过渡元素，都是金属元素，C正确；D项，N能层中有4s、4p、4d、
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】4f四个能级，s能级1个轨道，p能级3个轨道，d能级5个轨道，f能级7个轨道，共16个轨道，每个轨
道最多容纳2个电子，可容纳32种运动状态的电子，D正确；故选A。
6．工业上通过Al O+N +3C 2AlN+3CO可制得高温陶瓷材料AlN。下列说法正确的是( )
2 3 2
A．N 的电子式为： B．AlN是分子晶体
2
C．27Al用原子中的中子数为14 D．基态氮原子轨道表示式：
【答案】C
【解析】A项，N原子最外层有5个电子，2个N原子形成3对共用电子对，使物质分子中每个原子
都达到最外层8个电子的稳定结构，故N 的电子式为： ，A错误；B项，AlN是高温陶瓷材料，
2
物质的熔沸点很高，说明AlN的存在状态是原子晶体，而不是熔沸点比较低的分子晶体，B错误；C项，
Al是13号元素，原子核内质子数是13，27Al中的中子数为：27-13=14，C正确；D项，原子核外电子总是
尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这样排布使原子的能量最低，故基态氮原子轨道表示式是：
，D错误；故选C。
7．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( )
A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性
B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
【答案】B
【解析】A项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现
一定的非金属性，如B、Al、Si、Ge等，A项错误；B项，第三周期元素的最高正化合价=原子的最外层电
子数=相应的主族族序数，B项正确；C项，核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K+和Cl-
的核外电子排布相同，K+具有氧化性，Cl-具有还原性，C项错误；D项，元素周期表中位于金属和非金属
分界线附近的元素是B、Al、Si、Ge、As、Sb、Te、Po、At，它们都是主族元素，而过渡元素指副族元素
和第VIII族元素，D项错误；故选B。
8．(2023·重庆市南开中学校考三模)白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，
其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有少量S、P、As等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法正确的是(
)
A．基态Ni原子的简化电子排布式为：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．基态As原子最高能级的轨道形状为哑铃形
C．第一电离能：S>P>Cu
D．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素
【答案】B
【解析】A项，基态Ni原子的简化电子排布式为：[Ar] ，故A错误；B项，基态As原子最高
能级为4p，其轨道为哑铃形，故B正确；C项，第一电离能：P＞S＞Cu，故C错误；D项，S、P为p区
元素，Cu、Zn为ds区元素，故D错误；故选B。
9．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( )
元素代号 I I I I
1 2 3 4
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
A．元素的第一电离能最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
【答案】B
【解析】A项，根据表格数据，元素的第一电离能最大的可能是Q元素，故A正确；B项，R、U的
第一电离能与第二电离能相差较大，可知R、U都是ⅠA族元素，R、U在同一主族；S的第二电离能与第
三电离能相差较大，S是ⅡA族元素，故B错误；C项，U元素的第一电离能与第二电离能相差较大，U
是ⅠA族元素，在元素周期表的s区，故C正确；D项，T的第三电离能与第四电离能相差较大，T是ⅢA
族元素，原子的价电子排布为ns2np1，故D正确；故选B。
10．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是( )
A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素
C．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
【答案】B
【解析】0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n－
1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。故选B。
11．元素的原子结构决定其性质和在周期表中的位置。下列说法正确的是( )
A．按电子排布，可把周期表里的元素划分成5个区，Zn元素属于d区
B．多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高
C．P、S、Cl的第一电离能、电负性和最高价氧化物对应的水化物的酸性均依次增大或增强
D．某同学给出的Fe原子的3d能级电子排布图为 ，此排布图违反了洪特规则
【答案】D
【解析】A项，Zn是第四周期II 族元素，价电子排布应是3d104s2，位置属于ds区，A不符题意；B
B
项，按核外电子排布规则，离核较近的电子能量更低，B不符题意；C项，三种元素第一电离能的排序由
低到高(用元素符号表示)应是SW>X>Z B．四种元素均位于元素周期表的p区
C．简单氢化物沸点：XS>C>Al，即Y>W>X>Z，故A正确；B项，四种元素分别位于IIIA、
IVA、VIA，均属于p区元素，故B正确；C项，水分子间存在氢键，其沸点高于HS，即简单氢化物沸点：
2
WNa+，B错误；C项，X为N，Y为O，N的核外电子排布为半满
结构，第一电离能大于O，C正确；D项，同周期从左往右电负性逐渐增大，同主族从上往下电负性逐渐
减弱，表中电负性最大的元素为F，D错误；故选C。
26．X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径关系
如图所示。下列说法正确的是 ( )
A．Y在元素周期表中位于p区 B．第一电离能：Z>P>Q>X
C．离子半径：P2-＞Q-＞W3- D．氧化物对应水化物的酸性：Q>P>Z
【答案】C
【解析】由题干图示信息可知，X为+1价，原子半径最大，故X为Na，Y为+2价，原子序数最小，
Y为Be，Z为+4价，原子半径大于Y，故Z为Si，W为+5价，原子半径小于Y，W为N，P为+6价，则P
为S，Q为+7价，则Q为Cl。A项，Y为Be，故Y在元素周期表中位于s区，A错误；B项，X为Na、Z
为Si、P为S、Q为Cl，为同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能Cl＞S＞Si＞Na
即Q >P> Z>X，B错误；C项，W为N、P为S、Q为Cl，离子半径为S2-＞Cl-＞N3-即P2-＞Q-＞W3-，C正确；
D项，Q为Cl、P为S、Z为Si，其最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO＞HSO ＞HSiO 即Q>P>Z，
4 2 4 2 3
但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律，如HSO ＞HClO，D错误；故选C。
2 4
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】27．已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元
素；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同；C元素原子的价层电子排布是 ；
D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层只有一种自旋方向的电子；E和D的最高能层数相同，其价
层电子数等于其电子层数。F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对。
(1)请用元素符号完成下列空白：
①C元素基态原子核外有___________种运动状态不同的电子，其核外电子的空间运动状态有
___________种。
②A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序是：___________。
③B、C、D、E四种元素的第一电离能由大到小的顺序是：___________。
(2)下表是A~F元素中某种元素的部分电离能，由此可判断该元素是___________(填元素名称)。
电离能/(kJ·mol-1)
元素
I I I I I
1 2 3 4 5
某种元素 578 1817 2745 11575 14830
(3)F元素位于周期表的___________区，该元素的价层电子排布图为___________。
【答案】(1) 8 5 O>N>H N>O> Al >Na
(2)Al
(3) ds
【解析】A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大，A是宇宙中含量最多的元素，故A是
H；B元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同，故B是N；C元素原子的价层电子排布
式为 ，n=2，即价层电子排布式为2s22p4，故C是O；D元素原子中只有两种形状的电子云，最外层
只有一种自旋方向的电子，故D是Na；E与D的最高能层数相同，但其价层电子数等于其电子层数，故E
是Al；F元素原子的最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子均成对，故F是Cu；综上所述，
A、B、C、D、E、F分别为H、N、O、Na、Al、Cu。(1)①C为O，核外电子排布式为1s22s22p4，基态原
子核外有8种运动状态不同的电子，核外电子的空间运动状态有5种；②A、B、C为H、N、O，三种元
素的电负性由大到小的顺序是O>N>H；③B、C、D、E分别为N、O、Na、Al，四种元素的第一电离能由
大到小的顺序是：N>O> Al >Na；(2)由表可知，该元素第四电离能剧增，说明该元素最外层电子数为3，
应是Al元素；(3)F为Cu，位于周期表的ds区，其价电子排布式为3d104s1，其价层电子排布图为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】。
28．嫦娥五号返回器带回月球土壤样品。研究发现，月球土壤样品中存在铁、金、银、铅、锌、铜等
矿物颗粒。请回答下列问题：
(1)基态Fe原子的价电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______，基态Fe2+与Fe3+离子中
未成对电子数之比为_______。
(2)写出基态硅原子的电子轨道表示式_______，其中具有最高能级轨道电子云轮廓图的形状为_______。
(3)碳、氮和氧3种元素第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)，碳、氮和氧3种元素的电
负性最大的是_______(填元素符号)。
(4)分析Cu、Zn的核外电子排布，推测Cu的第二电离能I_______Zn的第二电离能I(填写“大于”、
2 2
“小于”或“等于”)。
(5)资料显示：N元素电负性略大于Cl；NCl 可溶于水发生水解反应。试判断NCl 可能的水解方程式
3 3
为_______。
【答案】(1) 3d64s2 第四周期第VIII族 4：5
(2) 哑铃形或纺锤形
(3) CO2->Mg2＋
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(5) d Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN) ]3-=KFe[Fe(CN) ]↓
6 6
【解析】现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素，均为前四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，则A为H元素；B元素是形成化合物种
类最多的元素，则B为C元素；C元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则C为N元素；D元素基态
原子的核外p轨道中有两个未成对电子，其电子排布为1s22s22p4，则D为O元素；G元素是前四周期中电
负性最小的元素，则G为K元素；E原子的第一到第四电离能分别是：I=738kJ/mol、I=1451kJ/mol、
1 2
I=7733kJ/mol、I=10540kJ/mol，说明E最外层有2个电子，其原子序数小于K，则E为Mg元素；F元素
3 4
的主族序数与周期数的差为4，其原子序数大于Mg，则F位于第三周期，最外层含有7个电子，为Cl元
素；H元素位于元素周期表中的第八列，为前四周期元素，且原子序数大于K，则H为Fe元素。(1)C A
2 4
为NH，NH 为共价化合物，其电子式为 ，NH 和HO都是极性分子，且NH 和水分子
2 4 2 4 2 4 2 2 4
间可以形成氢键，所以NH 易溶于水。(2)B为C元素，核外电子总数=原子序数=6，每个电子的运动状态
2 4
都不同，则C原子有6种不同的运动状态；C元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为p轨道，
呈哑铃形，C元素的一种单质 分子中每个C和3个C相连，有3个σ键，但1个σ键由2个C共有，所
以每个C 有 =90个σ键，60个C一共有240个价电子，其中90×2=180个用于形成σ键了，显然剩
60
下60个用于形成π键，所以共有30个π键。(3)由于Mg原子失去2个电子后形成稳定结构，此时再失去1
个电子很困难，则Mg元素的原子I 远远大于I。(4)电子层越多离子半径越大，电子层相同时，核电荷数
3 2
越大离子半径越小，则离子半径大小为：Cl->O2->Mg2＋。(5)为Fe元素，位于元素周期表中的d区，Fe元素
的原子序数为26，其基态原子的价电子排布式为3d64s2，价层电子轨道表示式为
，实验室用一种黄色溶液检验Fe2+时产生蓝色沉淀，该反应的离子方程式为：
Fe2＋＋K＋＋[Fe(CN) ]3-=KFe[Fe(CN) ]↓。
6 6
【能力提升】
30．(2023·湖南邵阳三模)金属M在潮湿的空气中会形成一层致密稳定的MZX•3M(XY) 薄膜。X、
3 2
Y、Z为短周期主族元素，X的原子序数是Y的8倍，X和Z同周期且X和Z基态原子的未成对电子数相
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】同，M是人体必需的微量元素之一。1molMZX 含有60mol质子。下列说法正确的是( )
3
A．原子半径：X＞Z＞Y
B．基态M原子的价层电子排布式为4s2
C．X、Y、Z三种元素的电负性：X＞Z＞Y
D．同周期元素中第一电离能比X大的有2种
【答案】C
【解析】X、Y、Z为短周期主族元素，X的原子序数是Y的8倍，推出Y为H元素，X为O元素；X
和Z同周期且基态X和Z的未成对电子数相同，则Z为C元素；金属M在潮湿的空气中会形成一层致密
稳定的MZX•3M(XY) ，1molMZX 含有60mol质子，M是人体的必需微量元素之一，为Zn元素；综上，
3 2 3
X为O、Y为H、Z为C、M为Zn。A项，电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半
径越小；原子半径： Z(C)>X(O)>Y(H)，A错误；B项，M为Zn，原子的价层电子排布式为3d104s2，B错
误；C项，同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性
增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；X、Y、Z三种元素的电负性：O＞C＞H，C正确；D项，同
一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，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，X为O，同周期元素中第一电离能比O大的有N、F、Ne元素，所以有3种元素，D错误；故选
C。
31．短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，其中基态Y原子s能级电子数是p能级
的两倍，Z和M位于同一主族，由上述五种元素形成的化合物可作离子导体，结构如图所示。下列说法正
确的是( )
A．原子半径：M>Y>Z>X
B．非金属性：M>N，Y>Z
C．氢化物沸点：Z>N>M>Y
D．同周期中第一电离能小于Z的元素有4种
【答案】A
【解析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，基态Y原子s能级电子数是p能级
的两倍，基态Y的电子排布为1s22s22p2，Y为C元素；根据结构图可知，X形成1对电子对，则X为H元
素，Z的原子序数比Y(C)大，且Z和M位于同一主族，则Z在第二周期，M、N在第三周期，若Z为N元
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】素,则M为P，由[MN ]-可得N为Cl元素；若Z为O元素,则M为S，N为Cl，不符合[MN ]-结构，因此Z
6 6
为N元素， M为P元素，N为Cl元素。A项，同周期原子序数越大原子半径越小，电子层数越多原子半
径越大，则原子半径：M(P)＞Y(C)＞Z(N)＞X(H)，A正确；B项，元素最高价含氧酸酸性越强，则元素的
非金属性越强，由酸性HClO＞HNO＞HPO ＞HCO 可知非金属性：N(Cl)＞Z(N)＞M(P)＞Y(C)，B错误；
4 3 3 4 2 3
C项，选项中没有说明是最简单的氢化物，Y为C元素，碳原子数目较大的烷烃是固态，Z为N元素，而
NH 为气态，则沸点Y>Z，C错误；D项，Z为N元素，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增
3
大趋势，但ⅡA、ⅤA元素高于同周期相邻元素，稀有气体第一电离能最大，N的2p能级处于半满稳定状
态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O共5种，D
错误；故选A。
32(2023·浙江杭州联考)X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X元素基态原子电子
排布式为 ，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z元素基态原子2p轨道有
一个未成对电子，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，Q是地壳中含量最多的
金属元素。下列说法不正确的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的碱性：
B．Y和原子序数为51的元素位于同一主族
C．同周期元素中Z的第一电离能最大
D．X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性
【答案】C
【解析】X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X元素基态原子电子排布式为
，n=2，则X为Be元素；Q是地壳中含量最多的金属元素，则Q为Al元素；Y元素的第一电离
能大于同周期相邻元素的第一电离能，Y位于IIA或VA族，且原子序数介于Be，O之间，则Y元素为N
元素，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，W原子核外电子排布式为
1s22s22p63s2，则W为Mg元素；Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，且原子序数介于O、Al之间，
Z原子核外电子排布式为1s22s22p5，则Z为F元素。A项，金属性：Be”或“<”)。
【答案】(1) 哑铃形 N>H
(2) Cr Mg>Ca N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构 最外层上3s能级上有
两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子，故化合价常为+2
(3) [Ar]3d64s2 第四周期第VIII族 <
【解析】(1)①氮是7号元素，其电子轨道表达示为 ，其最高能级是3p，故轮廓图
为哑铃形；②显负价元素的电负性大于显正价的元素，故N>H；(2)①d区元素全部是过渡金属，故只有
Cr在d区；②同主族从上到下，第一电离能减小，故第一电离能Mg>Ca；由于N原子处理半充满的稳定
结构，更加稳定，故N的第一电离能大于O；③从表格中可以看到，镁元素3s能级上的两个电子的电离能
较小，很容易同时失去两个电子，故Mg元素常显+2价；(3)①铁元素是26号，故基态铁原子的核外电子
排布式为[Ar]3d64s2。在周期表中，它位于第四周期VIII族；②Li+与H−的核外电子排布相同，核电荷数小
的半径大，故Li+半径小于H−。
34．铊的相关信息卡片如图所示：
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。
(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。
A．单质的还原性：Tl>Al B．原子半径：Al>Tl
C．碱性：Al(OH) >Tl(OH) D．氧化性：Tl3+>Al3+
3 3
(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列
推断正确的是_______。
A．Tl+最外层有1个电子 B．Tl能形成+3价和+1价的化合物
C．Tl3+的氧化性比Ag+弱 D．Tl+的还原性比Ag强
(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期
的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：
元素编号 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 -1，+7 -2，+6 -3，+5 +3 +1
①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：_______。
②预测X值的范围：_______＜X＜_______。
③表中五种元素的第一电离能由大到小排第二的是_______(写元素符号)。
(5)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而
获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：
①基态Ti原子的核外电子排布式为：_______。
②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。
③元素Li为_______区元素。
【答案】(1)第六周期第IIIA族 (2)A (3)B
(4) 1.5-2.5 P
(5) 1s22s22p63s23p63d24s 5：4 s
【解析】(1)铊的原子序数为81，根据核外电子排布规律，其价电子为6s26p1，可知该元素位于元素周
期表中第六周期第IIIA族；(2)根据元素周期律，同主族从上到下金属性增强；同主族元素原子半径从上到
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】下依次增大；A项，金属性越强，还原性越强，根据元素周期律，金属性：Tl>Al，所以还原性：Tl>Al，
故A正确；B项，根据元素周期律，同主族元素原子半径从上到下依次增大，所以原子半径：Tl>Al，故B
错误；C项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Tl>Al，所以碱性：Al(OH) ＜
3
Tl(OH) ，故C错误；D项，因为还原性：Tl>Al，所有氧化性：Tl3+＜Al3+，故D错误；故选A；(3)A项，
3
Tl 与 Al 同族，即 Tl 在 ⅢA 族，其原子最外层有3个电子，+1价阳离子为Tl失去6s轨道上的一个电
子形成，Tl+最外层有2个电子，即Tl+最外层有2个电子，故A错误；B项，T1在Ⅲ A 族，其最高正化合
价为+3价，从Tl+来看T1元素有+1价，则T1能形成+3价和+1价的化合物，故B正确；C项，根据氧化还
原反应规律，氧化性：氧化剂>氧化产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知，Tl3+能将 Ag 氧化，而Ag+为氧化产
物，Tl3+为氧化剂，所以氧化性：Tl3+>Ag+，故C错误；D项，根据氧化还原反应规律，还原性：还原剂>
还原产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知， Ag能将Tl3+还原，而Tl+为还原产物，Ag为还原剂，所以还原性：
Ag>Tl+，故D错误；故选B；(4)一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同
主族从上到下依次减弱；结合表中提供的信息，a为Cl元素，b为S元素，c为P元素，d为Al元素，e为
Na元素；①a为Cl元素，原子序数为17，最外层7个电子，价层电子轨道表示式为 ；
②一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；c为P
元素，其电负性X的取值范围为1.5＜X＜2.5；③一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，第
一电离能依次增大，同主族从上到下依次减小，但是第ⅡA族因s轨道全充满，第一电离能比第ⅢA族大；
第ⅤA族p轨道半充满，第一电离能比第ⅥA族大，所以以上几种元素的第一电离能大小为：
；故为P；(5)①Ti元素原子序数22，核外电子数22，电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；
②Fe元素原子序数26，基态Fe3+价电子轨道式为 ，未成对电子数为5；基态Fe2+价
电子轨道式为 ，未成对电子数为4；所以基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之
比为5：4；③Li为第二周期第IA族元素，属于s区元素。
35．有a、b、c、d、e、f、g七种元素，原子序数依次增大，前5种为短周期主族元素，f、g为第四
周期的元素。有关信息如下表，请回答以下问题：
a a能形成一种硬度最大的固体单质
c c元素基态原子的电子排布式为
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】d d基态原子的I=578kJ/mol、I=1817kJ/mol、I=2745kJ/mol、I=11575kJ/mol
1 2 3 4
e e基态原子核外3p轨道半满
f f在周期表中第11纵行
g g基态原子最外层电子数为2
(1)a、f的元素符号为_______、_______，分别位于元素周期表的_______分区和_______分区。
(2)e的基态原子中能量最高的电子所占的轨道形状是_______，其电子云在空间有_______个伸展方向。
(3)d基态原子的价层电子的轨道表示式为_______，某元素在元素周期表中位置处于d元素的左上角对
角线处，它们具有部分相似的性质，请写出该元素组成的单质与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_______
(4)b、c两种元素基态原子的第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。解释造成两者
电离能大小差别的主要原因：_______。
(5)g基态原子的简化电子排布式为_______。
(6)元素f基态原子的第二电离能_______元素g基态原子的第二电离能(填“>”、“<”或“=”)
【答案】(1) C Cu p ds
(2)哑铃形 3
(3) Be+2NaOH=Na Be +2H↑
2 2
(4) N>O N的电子排布是半充满的，比较稳定，电离能较高，O失去的是已经配对的电子，配对
电子相互排斥，因而电离能较低
(5)[Ar]3d104s2 (6)>
【解析】a~e是原子序数依次增大的知周期主族元素，a能形成一种硬度最大的固体单质，a是碳元素；
根据c基态原子的电子排布式知c是氧元素，b在a、c之间，是氮元素；d基态原子第一、二、三电离能相
差不大，第四电离能比第三电离能大很多，说明d基态原子容易失去3个电子，形成+3价阳离子，则d位
于周期表第三周期第ⅢA族，是铝元素；e基态原子核外3p轨道半满，则核外电子排布式为
1s22s22p63s23p3，是磷元素；f、g是第四周期元素，f在第11纵行，则第ⅠB族，f是铜元素；g的基态原子
最外层电子数为2，且原子序数比f大，则g位于第四周期第ⅡB族，是锌元素。(1)a、f的元素符号分别
是C、Cu；分别位于元素周期表的p区、ds区。(2)e基态原子核外3p轨道半满，为能量最高轨道，p轨道
的形状是哑铃形，电子云在空间有3个伸展方向。(3)d是铝元素，基态原子的价层电子排布式是3s23p1，
其轨道表示式 ，在元素周期表中位置处于d元素的左上角对角线处的元素是Be，
其单质与NaOH溶液反应的化学方程式为：Be+2NaOH=Na BeO+2H↑。(4)b、c分别是N、O元素，每个周
2 2
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】期的第一种元素的第一电离能最小，最后一种元素的第一电离能最大，但N的电子排布是半充满的，比较
稳定，电离能较高，O失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，因而电离能较低，故N、O的第一
电离能大小顺序是N>O。(5)g位于第四周期第ⅡB族，是锌元素，其基态原子的简化电子排布式为
[Ar]3d104s2。(6)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，再失去电子需要的能量较大。f、g分别是铜、
锌元素，Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大，Zn失去
一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，还容易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小。
36．有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的递增，其原子
半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓
度均为0.01 )的pH与原子序数的关系如图2所示。(已知：pH=2， pH=12，
)
根据上述信息进行判断，并回答下列问题：
(1)h在元素周期表中的位置是___________。
(2)①比较f、g、h常见离子的半径大小___________(用离子符号表示)；
②写出e、f的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________
(3)下列可作为比较f和Mg金属性强弱的依据是___________。
a．测两种元素单质的硬度和熔、沸点
b．比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱
c．比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度
d．比较两种元素在化合物中化合价的高低
(4)上述元素任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式________(写一个即可)。
(5)据报道，最近意大利科学家获得了极具研究价值的z，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。
4
已知断裂1 mol z-z键吸收167 kJ热量，生成1 mol Z=Z键放出942 kJ热量，则1mol z 完全反应的能量变
4
化为___________
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】(6)由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶
液的方式处理，以较少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程
式为________。已知eyz含有z 分子中类似的化学键，写出化合物eyz的电子式________。
2
(7)①将xyzd的电负性按照从大到小的顺序排序___________(用元素符号表示)
②将efgh的第一电离能按照从小到大的顺序排序___________(用元素符号表示)
(8)将23.9 g表面已锈蚀成铜绿[Cu (OH) CO]的铜片投入100 mL一定浓度的Z的最高价含氧酸中，充
2 2 3
分反应后，该酸被还原成ZO 和ZO，反应后溶液中H+的物质的量为0.160mol。往反应后的溶液中加入过
2
量的NaOH溶液，滤出沉淀，洗涤，干燥后得到29.4 g蓝色固体。
①铜片中单质铜的质量分数为___________。
②铜片与该酸充分反应后，溶液中ZO-的物质的量浓度(假设反应前后溶液的体积不变)为______。
3
【答案】(1)第三周期第ⅦA族
(2)S2-＞Cl-＞Al3+ OH－+Al(OH) ＝Al3＋+3H O
3 2
(3)bc (4)HClO 、HCO、HSO
4 2 3 2 3
(5)N (g)=2N(g) ΔH=-882kJ/mol(
4 2
(6) NaCN+H O+H O＝NaHCO +NH↑
2 2 2 3 3
(7) O＞N＞C＞H Na＜Al＜S＜Cl
(8) 53.6% 7.6 mol•L-1
【解析】从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，d是O元素，
f是Al元素，z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液浓度均为0.01mol•L-1，e的pH为12，为一元强碱，
则e是Na元素，z、h的pH均为2，为一元强酸，则z为N元素、h为Cl元素；g的pH小于2，则g的为
二元强酸，故g为S元素。(1)h为Cl元素，处于周期表中第三周期第ⅦA族；(2)①电子层结构相同的离子，
核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，则离子半径：S2-＞Cl-＞Al3+；②氢氧化钠和
氢氧化铝反应的离子方程式为OH－+Al(OH) ＝Al3＋+3H O；(3)a项，单质的硬度和熔、沸点，属于物理性
3 2
质，不能比较金属强弱，故a错误；b项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则比较最
高价氧化物对应水化物的碱性强弱能比较金属强弱，故b正确；c项，单质与同浓度盐酸反应越剧烈，说
明金属性越强，故c正确；d项，化合物中金属元素化合价越高，说明金属原子失去电子越大，但金属性
强弱与失去电子数目无关，与得失电子难易有关，故d错误，故选bc；(4)任三种元素组成六原子共价化合
物有HClO、HCO、HSO 等；(5)根据原子守恒知，一个N 分子生成2个N 分子，一个N 分子中含有6
4 2 3 2 3 4 2 4
个N-N键，破坏1molN 分子中含有6molN-N键需要吸收167kJ/mol×6mol=1002kJ能量；生成2molN≡N键
4
放出942kJ/mol×2mol=1884kJ能量，所以该反应放出1884kJ-1002kJ=882kJ能量，所以热化学反应方程式为
N(g)=2N(g) ΔH=-882kJ/mol；(6)化合物NaCN不慎泄漏时，通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以
4 2
较少污染．反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，应生成NaHCO 、NH ，反应方程式
3 3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】为：NaCN+HO+H O＝NaHCO +NH↑，NaCN由Na+、CN-构成，含有N 分子中类似的化学键，则CN-中
2 2 2 3 3 2
存在三键，NaCN电子式为： 。(7)①非金属性越强，电负性越大，则H、C、N、O
的电负性按照从大到小的顺序排序为O＞N＞C＞H；②Na、Al、S、Cl的第一电离能按照从小到大的顺序
排序为Na＜Al＜S＜Cl。(8)①Cu、铜绿和硝酸反应生成硝酸铜、氮氧化物，反应后溶液中氢离子有剩余，
说明Cu和铜绿完全反应，然后向溶液中加入足量NaOH溶液，最后得到的沉淀是Cu(OH) ，
2
n[Cu(OH) ]=29.4g÷98g/mol=0.3mol，如果固体完全是Cu，其质量=64g/mol×0.3g=19.2g，则
2
n[(OH) CO]=(23.9g−19.2g)÷94g/mol=0.05mol，根据Cu原子守恒得n(Cu)=n[Cu(OH) ]-
2 3 2
2n[Cu (OH) CO]=0.3mol-2×0.05mol=0.2mol，则铜片中单质Cu的质量=0.2mol×64g/mol=12.8g，单质铜Cu
2 2 3
的质量分数= ×100%=53.6%，②完全反应后氢离子有剩余说明Cu和铜绿完全反应，溶液中的溶质为
硝酸铜、硝酸，根据N原子、Cu原子守恒得
n(NO -)=2n[Cu(NO )]+n(HNO )=2n[Cu(OH) ]+n(H+)=2×0.3mol+0.160mol=0.76mol，
3 3 2 3 2
c(NO -)=0.76mol÷0.1L=7.6 mol•L-1。
3
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】
