题目内容

18．（1）Na、Cu、Al、O、C、H是常见的六种元素．
①Al位于元素周期表第三周期第ⅢA族；Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1．
②用“＞”或“＜”填空：
第一电离能离子半径沸点
Na＜AlO2-＞Na+CH4＜H2O
（2）Ti、Fe、Cr、Mn等均为过渡元素，在生产生活中起着不可替代的重要作用，对其单质和化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一．请回答下列问题：
①Cr元素（核电荷数为24）的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，这一排布方式符合能量最低原理及洪特规则（填原理或规则），比较Fe和 Mn的各级电离能后发现，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难（填“难”或“易”）．
②过渡元素有着与主族元素不同的价电子构型，其中外围电子构型为4f75d16s2的元素在周期表中处在ⅢB族，该族元素共有32种．
（3）磷单质及其化合物在工业生产巾有着广泛的应用．向磷可用于制备高纯度的磷酸（磷酸结构简式为 ），三聚磷酸钠是常用的水处理剂，次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍等等．完成下列填空：
①NaH2PO2中涉及到四种元素，它们的原子半径由小到大的顺序为H＜O＜P＜Na（填元素符号）．
②氧原子核外有3种不同能量的电子．
③次磷酸（H3PO2）是一种精细磷化工产品，具有较强还原性．NaH2PO2为正盐（填“正盐”或“酸式盐”）；次磷酸钠（NaH2PO2）可用于化学镀镍．化学镀镍的溶液中含有Ni2+和H2PO2-，在一定条件下能发生如下反应生成Ni和H2PO3-，写出上述反应离子方程式H2O+Ni2++H2PO2-═Ni+H2PO3-+2H+
（4）如图曲线表示部分短周期元素的原子序数（按递增顺序排列）和其常见单质沸点的关系．其中A点表示的单质是F2 （填化学式）．

分析 （1）①Al的核外电子数为13，原子有3个电子层，价层电子数为3，据此可以知道在周期表中位置；Cu的核外电子数为29，原子有4个电子层，价层电子数为11；
②同周期从左到右第一电离能逐渐增大，同周期第ⅡA和第ⅤA主族比相邻的都要大；电子层越多原子半径越大，电子层相同时原子序数越大，离子半径越小；CH4 和
H2O沸点的比较，由于H2O间存在着分子间氢键所以水分子的沸点高；
（2）①根据能量最低原理及洪特规则特例书写；轨道上的电子处于全满、半满、全空时最稳定，电子不容易失去；②根据外围电子排布分析；
（3）NaH2PO2中涉及到四种元素为Na、H、P和O，原子的电子层数越多，原子半径越大，若电子层相同，核电荷数越大，原子半径越小；
（2）根据氧原子核外含有的能级数进行判断；（4）①H3PO2是一元中强酸，则NaH2PO2为正盐，酸根离子在水溶液里水解导致溶液呈碱性；
②根据氧化还原反应中化合价变化及质量守恒定律判断反应物和生成物，并配平反应方程式、判断还原产物．
（4）图中曲线表示8种元素的原子序数（按递增顺序连续排列）和单质沸点的关系，A以及前面的2种单质的沸点都低于0℃，则连续3种均为气体单质，根据周期表分析．

解答 解：（1）①因为Al的核外电子数为13，原子有3个电子层，价层电子数为3，所以Al位于元素周期表的第三周期第ⅢA族；Cu的核外电子数为29，原子有4个电子层，价层电子数为11，所以Cu的基态原子价电子排布式为3d104s1，故答案为：三、ⅢA、3d104s1；
②同周期从左到右第一电离能逐渐增大，所以第一电离能Na＜Al；电子层越多半径越大，电子层相同时原子序数越大，离子半径越小，则离子半径O2-＞Na+；由于H2O间存在着分子间氢键所以水分子的沸点高；故答案为：＜、＞、＜；
（2）①根据能量最低原理及洪特规则特例，可知Cr元素基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，
锰元素的3d能级和4s能级上的电子都是价电子，Mn元素基态原子的价电子排布式为3d54s2，由Mn2+转化为Mn3+时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转化为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2+转化为Fe3+时，3d能级由不稳定的3d6转化为稳定的3d5半充满较稳定状态，需要的能量相对要少，
 故答案为：1s22s22p63s23p63d54s1；能量最低原理及洪特规则；难；
②根据外围电子构型为4f75d16s2，则元素在周期表中处在ⅢB族，该族元素共有32，故答案为：ⅢB；32；
（3）①NaH2PO2中含有的元素中，H原子电子层最少，原子半径最小，其次是氧原子的原子半径，钠原子和磷原子都含有三个电子层，磷原子的核电荷数大于钠原子，所以磷原子的原子半径小于钠原子，所以它们的原子半径关系为H＜O＜P＜Na，故答案为：H＜O＜P＜Na；
②共有1s 2s 2p 3个能级，所以氧原子共有3种能量不同的电子，故答案为：3；
③H3PO2是一元中强酸，则NaH2PO2为正盐；由氧化还原反应中化合价升降相等进行配平：镍元素的化合价降低了2价，磷元素的化合价升高的2价，所以根据原子守恒结合电荷守恒可得配平的方程式为：H2O+Ni2++H2PO2-═Ni+H2PO3-+2H+，故答案为：正盐；H2O+Ni2++H2PO2-═Ni+H2PO3-+2H+；
（4）图中曲线表示8种元素的原子序数（按递增顺序连续排列）和单质沸点的关系，A以及前面的2种单质的沸点都低于0℃，则连续3种均为气体单质，在周期表中，连续出现气体单质的为第二周期的N、O、F，所以A为第三种气体单质，则为F2，故答案为：F2．

点评 本题考查了物质结构与性质的有关知识、粒子半径、第一电离能、电负性大小比较，同主族元素性质递变规律与原子结构的关系，题目难度中等，试题涉及的内容较多，题量较大，充分考查了学生对学生知识的掌握情况．

练习册系列答案
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1．下列关于弱电解质的电离平衡常数的叙述中，正确的是（　　）
A．因为电离过程是吸热过程，所以温度越高，同一弱电解质的电离平衡常数越大，电离度越小
B．弱电解质的电离平衡常数是由各微粒的平衡浓度表达的，所以弱电解质的电离平衡常数只与浓度有关
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D．弱电解质的电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的一种方法
9．近年来，我国用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒（杂质），这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯，其反应的化学方程式为：
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4-3CO2↑+2K2SO4+2Cr2（SO4）3+8H2O
①完成并配平上述化学方程式．
②在上述方程式上用单线桥标出该反应电子转移的方向与数目．
6．原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前20号元素，B、C、D、E同周期，A、D同主族，且A的原子结构中最外层电子数是电子层数的3倍．F和其他元素既不在同周期也不在同主族，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水．根据以上信息，回答下列问题：
（1）A、F的名称为氧、钙．
（2）A和D与氢元素形成的氢化物中，沸点较高的是H2O（填化学式，下同），D和E的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是HClO4，写出A和B形成的化合物中含有共价键的化合物的电子式．
（3）B、C形成的单质中与水反应较剧烈的是Na，相应反应的化学方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑．
（4）写出C的最高价氧化物对应的水化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O．
13．下列关于烷烃与烯烃的性质及反应类型的对比中正确的是（　　）
A．烷烃只含有饱和键，烯烃只含有不饱和键
B．烷烃不能发生加成反应，烯烃只能发生加成反应
C．通式为CnH2n+2的一定是烷烃，通式为CnH2n的一定是烯烃
D．烷烃与烯烃相比，发生加成反应的一定是烯烃
3．下列酸中，通式与另三种酸不同的是（　　）
A．甲酸B．硬脂酸C．油酸D．软脂酸
10．下列烷烃在光照下与氯气反应，只生成一种一氯代烃的是（　　）
A．CH3CH2CH2CH3B．CH3CH3C．CH3C（CH3）3D．（CH3）2CHCH2CH3
7．短周期的三种元素X、Y、Z的原子序数依次变小，它们的核外电子层数之和是5．X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍；X和Z可以形成XZ3的化合物．请回答：
（1）X、Y、Z三种元素的名称分别为：碳、氮、氢．
（2）XZ3的化学式为：NH3，它的水溶液显碱性性，它在催化剂作用下可以被氧气氧化为XO，写出该反应的化学方程式：4NH3+5O2$\frac{\underline{催化剂}}{△}$4NO+6H2O．
（3）分别写出X、Y的最高价含氧酸的化学式：H2CO3、HNO3．
（4）X、Y的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序为NH3＞CH4．
8．下列哪个电子排布式属于基态原子的电子排布式（　　）
A．1s2 2s22p53s 1B．1s22s1 2p5C．1s2 2s2 2p63 p1D．1s2 2s2 2p6 3s1

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