2019高中化学 第一章 第2节第1课时 原子结构与元素周期表课时作业 新人教版选修3.doc

1第一章第一章 第二节第二节 第第 1 1 课时课时 原子结构与元素周期表原子结构与元素周期表基 础 巩 固 一、选择题1已知元素的原子序数，可以推断元素原子( B )质子数 中子数 质量数 核电荷数 核外电子数A BC D解析：在原子中，原子序数核电荷数核外电子数。2闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属” 。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti 等同位素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是( C )A上述钛原子中，中子数不可能为 22B钛元素在周期表中处于第四周期C钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置D钛元素是 d 区的过渡元素解析：钛是第四周期的B 族元素，其质子数为 22、同位素指的是具有相同的核电荷数而中子数不同的同一类原子的总称，它们在周期表中位于同一位置。3元素在周期表中的位置，反映了元素的原子结构和元素的性质，下列说法正确的是( B )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同一主族的元素的原子，最外层电子数相同，化学性质完全相同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解析：处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素，既表现金属性，又表现非金属性，A 错误；主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数，也等于其最外层电子数(O、F 除外)，B 正确；同一主族元素的原子最外层电子数虽相同，但是核电荷数、原子半径不同，化学性质不完全相同，C 错误；周期表中第三纵行到第十纵行的元素(包括 7 个副族和 1 个族)称为过渡元素，D 错误。4下列各图为元素周期表的一部分，表中的数字为原子序数，其中 M 为 37 的是( C )解析：根据稀有气体元素的原子序数来确定 37 号元素在元素周期表中的位置。36 号元素为第四周期的 Kr，故 37 号元素为第五周期A 族的 Rb，它的上一周期同主族元素为19K，故 C 项正确。25下列说法中正确的是( C )A原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数Bs 区均为金属元素C除氦外的稀有气体原子的最外层电子数都是 8D同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同解析：A 项。钠原子核外有 3 个电子层是第 3 周期元素。但是钠离子的核外有 2 个电子层，与题目叙述不符，错误；B 项，s 区除氢外。全是金属元素，错误；C 项，稀有气体原子中只有氦原子最外层是 2 个电子，其他元素都是 8 电子稳定结构，正确；D 项，同一元素可以有多种同位素，它们的质量数不同，化学性质相同，但物理性质不一定相同，错误。6长式周期表共有 18 个纵列，从左到右排为 118 列，即碱金属为第 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( C )A第 14 列元素中未成对电子数是同周期元素中最多的B只有第 2 列的元素原子最外层电子排布为ns2C第四周期第 8 列元素是铁元素D第 15 列元素原子的价电子排布为ns2np5解析：A 中，第 14 列是碳族元素，价电子排布为ns2np2，未成对电子数为 2，不如第15 列(氮族元素)未成对电子数多。B 中，周期表中第 12 列(即第B 族)最外层电子排布也为ns2。D 中，第 15 列元素原子价电子排布为ns2np3。7已知某元素原子的价电子排布式为(n1)dansb，则下列说法正确的( A )A该元素是金属元素B该元素位于周期表中 d 区C该元素的族序数为abD该元素位于周期表中第四周期解析：由题意可知，该元素应为过渡金属元素，可能位于周期表的 d 区或 ds 区，其族序数不一定是ab(如 Cu)，可能位于周期表中的第四、五或六周期。8某元素 M 的单质 1.8 g 在过量的 O2中充分燃烧，得到 M2O33.4 g，已知 M 原子核外电子数比核内中子数少 1。该元素在周期表中的位置( D )A第 2 周期A 族 B第 2 周期A 族C第 3 周期A 族 D第 3 周期A 族解析：设金属 M 的相对原子质量是 x，根据化学方程式：4M3O22M2O3=点燃4x 2(2x48)1.8 g 3.4 g，解得x27，所以 M 是金属 Al，在周期表中的位置是第 3 周期4x 1.8 g22x48 3.4 g3A 族，故选 D。9肯定属于同族元素且性质相似的是( D )A原子电子排布式，A 为 1s22s2，B 为 1s2B结构示意图：A 为，B 为CA 原子基态时 2p 能级上有 1 个未成对电子，B 原子基态时 3p 能级上也有 1 个未成对电子DA 原子基态时 2p 能级上有一对成对电子，B 原子基态时 3p 能级上也有一对成对电子解析：A 项中，A 为A 族元素 Be，B 为 0 族元素 He，显然，二者不属于同族元素，性质也不相似；B 项中，A 为 0 族元素 Ne，B 为碱金属离子 Na，不符合题意；C 项中，由于p 能级有三个空轨道，若有一个未成对电子，意味着 p 能级有两种电子排布情况：即np5或np1，所以 A、B 两元素不一定属于同一族元素；D 项中，对于p 能级上有一对成对电子，根据泡利原理和洪特规则，该能级只能有一种电子排布式，即np4，所以 A、B 两元素肯定属于同族元素。二、非选择题10具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区，是金属元素还是非金属元素？(1)ns2(n1)_s 区，金属元素_；(2)ns2np4_p 区，非金属元素(钋为金属元素)_；(3)(n1)d5ns2_d 区，金属元素_；(4)(n1)d8ns2_d 区，金属元素_。解析：根据元素核外电子排布与元素分区的关系确定；ns2(n1)为第A 族元素，位于 s 区，金属元素；ns2np4为第A 族元素，位于 p 区，非金属元素(钋为金属元素)；(n1)d5ns2为第B 族元素，位于 d 区，金属元素；(n1)d8ns2为第族元素，位于 d 区，金属元素。11假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。(1)已知元素周期表中的各周期可排元素种类如下：周期一二三四五六七元素种类28818183232人们预测元素周期表第八周期将来也会排满，那么该周期排满后的元素种数是_C_。A18 B32C50 D无法判断(2)根据每个周期最后一种金属元素出现的族序数，预测周期表中原子序数最大的金属4元素将在第_八_周期第_A_族(注：把 0 族看做A 族，下同)。周期表中元素在填满第_八_周期后将结束。(3)根据周期表中每个周期非金属元素的种数(把稀有气体元素看做非金属元素)，预测周期表中应该有_23_种非金属元素，还有_1_种未发现。未发现的非金属元素处于第_七_周期第_A_族。解析：(1)方法 1：观察不难发现，从 2 到 7 周期，相邻的两周期种数相同，且不同的两个数之差依次为 6,10,14，是等差数列，即第 8 周期元素种数为 321850；方法 2：用公式：如周期序数为奇数，容纳的元素种数为(n1)2/2，如周期序数为偶数，容纳的元素种数为(n2)2/2。(2)观察周期表可知：第六周期倒数第三种元素为金属元素，第七周期倒数第二种元素为金属元素，第八周期倒数第一种元素即为原子序数最大的金属元素，该元素处于A 族。(3)据周期表可知非金属元素的种数：第一、二、三、四、五、六周期非金属元素种数分别为：2、6、5、4、3、2 种，则可类推第七、八周期非金属元素种数分别为：1 种、0种。共计 23 种，第七周期未填满，有一种非金属元素未发现，将处在A 族。能 力 提 升 一、选择题1某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点：周期表的形成是由原子的结构决定的；元素周期表中 IA 族元素统称为碱金属元素；每一周期的元素原子外围电子排布均是从 ns1开始至 ns2np6结束；元素周期表的每一周期元素的种类均相等；基态原子电子排布为 ls22s22p3和 ls22s22p63s23p3的两元素原子位于同一周期；周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是( B )A BC D解析：周期表中电子层数等于周期数，最外层的电子数等于族序数，所以周期表的形成是由原子的结构决定的，故正确；元素周期表中 IA 族元素除氢外称为碱金属元素，故错误；除第一周期以外的每一周期的元素原子外围电子排布均是从 ns1开始至 ns2np6结束，故错误；元素周期表从第一周期到第七周期元素种类为 2、8、8、18、18、32、26，所以各周期元素种类不相等，故错误；基态原子电子排布为 ls22s22p3是第二周期，ls22s22p63s23p3是第三周期，所以不在同一周期，故错误；由元素周期表可知周期序号越大，该周期所含金属元素一般越多，故正确；5故选 B。2下列说法中正确的是( D )A价电子数与最高化合价相等的元素一定是主族元素B次外层全充满而最外层有不成对电子的元素一定是主族元素C所有非金属元素都在 p 区D元素周期表的 5 个区中都有金属元素解析：在第 4 周期BB 的 Sc、Ti、V、Cr、Mn 等过渡元素，其价电子数为3、4、5、6、7，最高正化合价为3、4、5、6、7 价，Cu 原子的外围电子排布式为 3d104s1，所以 A、B 两项不正确；氢元素在 s 区，C 项错；s、p、d、ds、f 区均包含金属元素，D 项正确。3元素 X、Y、Z 在周期表中的相对位置如图所示。已知 Y 元素原子的外围电子排布为nsn1npn1，则下列说法不正确的是( A )XYZAY 元素原子的外围电子排布为 4s24p4BY 元素在周期表的第三周期第A 族CX 元素所在周期中所含非金属元素最多DZ 元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3解析：因为 Y 元素原子的外围电子排布中出现了np 能级，故其ns 能级已经排满且只能为 2 个电子，则n12，n3，即 Y 元素原子的外围电子排布为 3s23p4，故 A 项错误，B 项正确；Y 为 S，X 为 F，第二周期所含非金属元素最多，故 C 项正确；Z 为 As，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，D 项正确。4下列四种元素中，其单质氧化性最强的是( D )A原子含有未成对电子最多的第二周期元素B位于元素周期表中第三周期第A 族的元素C原子最外层电子排布式为 2s22p6的元素D原子最外层电子排布式为 2s22p5的元素解析：A 项，含未成对电子最多的第二周期元素为 N，B 项为 Al，C 项为 Ne，D 项为F，故 F2的氧化性最强。5短周期元素 X、Y、Z 的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为 13。X与 Y、Z 位于相邻周期，Z 原子最外层电子数是 X 原子内层电子数的 3 倍或者是 Y 原子最外层电子数的 3 倍。下列说法正确的是( B )AX 的氢化物溶于水显酸性BY 原子的电子排布式为 1s22s22p63s2CZ 元素在周期表中的位置为第三周期第族6DX 和 Z 的最高价氧化物对应水化物都是弱酸解析：Z 原子最外层电子数是 X 原子内层电子数的 3 倍，则 X 原子内层应为 2 个电子，Z 原子最外层电子数为 6，根据题意，Z 应在第三周期，所以 Z 为 S。Z 原子最外层电子数为 Y 原子最外层电子数的 3 倍，且 Y、Z 同周期，Y 为 Mg。根据题意，X 为 N。二、非选择题6金、银、铜、铁、铝和钛均是人类大量生产和使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题：(1)上述金属中属于主族元素的有_铝_。(2)钛被称为继铁、铝之后的第三金属。基态钛原子外围电子的电子排布图为_。(3)基态金原子的外围电子排布式为 5d106s1，试判断金在元素周期表中位于第_六_周期第_B_族。(4)已知 Ag 与 Cu 位于同一族，则 Ag 在元素周期表中位于_ds_区(填“s” 、 “p” 、“d” 、 “f”或“ds”)。解析：(1)铝属于主族元素，其余属于过渡元素。(2)钛位于第四周期第B 族，价电子排布为 3d24s2。(3)金元素的外围电子排布为 5d106s1，应位于第六周期第B 族。(4)Ag 位于第五周期第B 族，价电子排布为 4d105s1，属于 ds 区。7A、B、C 三种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A 元素原子的核外 p 电子数比 s 电子数少 1；B 元素原子核外有 4 种能级，且全部充满电子；C 元素的主族序数与周期数的差为 4。(1)A 的基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有_3_个方向，原子轨道呈_哑铃_形。(2)某同学推断 B 基态原子的核外电子排布为该同学所画的电子排布图违背了_泡利原理_。(3)C 位于_A_族_p_区，价电子排布式为_3s23p5_。解析：根据题意可知 A 为 N，B 为 Mg，C 为 Cl。8已知元素周期表中共有 18 纵行，下图中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下列几个区：s 区、p 区、d 区、ds 区等。除 ds 区外，其他区的名称来自构造原理最后填入的电子的能级符号。7(1)请在图中用实线画出 s 区、p 区、d 区、ds 区的边界线，并分别用阴影和表示 d 区和 ds 区。如下图(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_ds_区。(3)在元素周期表中 4s 轨道半充满的元素为_K、Cr、Cu_(填元素符号)(4)请利用电子排布的相关知识解释 Fe3比 Fe2稳定的原因_Fe 的价电子排布式为3d64s2，Fe2和 Fe3的价电子排布式分别为 3d6、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_。解析：解答本题应注意以下两点：元素周期表的分区及其外围电子排布特点。原子轨道在全空、半充满和全充满时能量最低，最稳定。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 号元素也正是因为这一点排成 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(Fe3的价电子排布式为 3d5， 为半充满状态，比 Fe2的价电子排布式 3d6稳定)。