- 原子结构与性质
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已知某元素的+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中属于（ ）
正确答案
解析
解：某元素的+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，最大能层数为4，因此处于第四周期，价电子数为2，因此处于第ⅡA族，
故选：D．
下列几种元素的表达式错误的是（ ）
AF-的电子排布图：
BNa+的结构示意图：
CMg2+的电子排布式：1s22s22p6
DCr的简化电子排布式：[Ar]3d44s2
正确答案
解析
解：A、氟离子的核电荷数为9，核外电子数为9+1=10，核外电子排布式为1s2 2s22p6，电子排布图：
B、Na+的原子核内有11个质子，核外有10个电子，结构示意图为
C、Mg2+的含有的电子数为12-2=10，核外电子排布式为1s2 2s22p6，故C正确；
D、Cr的3d能级上有5个原子轨道，达到半满时能量较低，因此简化电子排布式：[Ar]3d54s1，故D错误；
故选D．
某元素R的阳离子是RN+，核外共有x个电子，其质量数为A，则R核内中子数为（ ）
正确答案
解析
解：阳离子RN+，质量数为A，核外有X个电子，所以其质子数Z=X+N，由于中子数=质量数-质子数，故质子数=A-（X+N）=A-X-N，
故选B．
已知aAn+、bB（n+1）+、cCn-、dD（n+1）─具有相同的核外电子排布，则a、b、c、d由大到小的顺序是______，这四种离子的半径由大到小的顺序是______．
正确答案
b＞a＞c＞d
D（n+1）─＞Cn-＞An+＞B（n+1）+
解析
解：阳离子的质子数=核外电子数+电荷数，阴离子的质子数=核外电子数-电荷数，所以具有相同核外电子排布的
aAn+、bB（n+1）+、cCn-、dD（n+1），其质子数大小顺序为：b＞a＞c＞d．
根据元素周期律知，电子层结构相同的离子，核电核数越大，半径越小，所以离子半径大小顺序为：D（n+1）─＞Cn-＞An+＞B（n+1）．
故答案为：b＞a＞c＞d；D（n+1）─＞Cn-＞An+＞B（n+1）+
下列分子的结构中，原子的最外层电子不能都满足8电子稳定结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A．NF3中N原子的最外层电子为5+3=8，F的最外层电子为：7+|-1|=8，都满足8电子稳定结构，故A不选；
B．CCl4中，C原子的最外层电子为：4+4=8，Cl原子的最外层电子为：7+|-1|=8，都满足8电子稳定结构，故B不选；
C．CO2中，C原子的最外层电子为：4+4=8，O原子的最外层电子为：6+|-2|=8，都满足8电子稳定结构，故C不选；
D．PCl5中，P原子的最外层电子为：5+5=10，不都满足8电子稳定结构，故D选．
故选D．
M层作为最外层时，最多可以容纳的电子数是（ ）
正确答案
解析
解：每个电子层上最多排列2n2个电子，但最外层不能超过8个电子，次外层不能超过18个电子，倒数第三层不能超过32个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子，故选A．
①Ni原子的基态电子排布式为______，位于周期表的______区．
②这种储氢合金的化学式为______．
正确答案
1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2
d
LaNi5
解析
解：①镍为28号元素，根据核外电子排布规律可知电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，再根据元素周期表可以确定镍元素在d区，故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；d；
②根据晶胞的结构图可知，在晶胞中含有La原子数为：8×
下列分子中所有原子的价电子层都满足最外层8电子结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A．XeF6中，Xe的最外层多于8个电子，故A错误；
B．HClO中H原子和氧原子只存在H-O，所以H原子不满足8电子结构，故B错误；
C．CO2中，C的族序数是Ⅳ，且存在两个存在C=O，所以所有原子的价电子层都满足最外层8电子结构，故C正确；
D．BF3中，B位于第ⅢA族，则3+3=6，不满足所有原子都满足最外层8电子结构，故D错误；
故选：C．
下列各图中哪一个是氧原子的电子排布图（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：A、该选项违反了能量最低原理，应先排满2s轨道，故A错误；
B、2p能级上的两个单电子，应自旋方向相同，违反了洪特规则，故B错误；
C、该选项违反了洪特规则，电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，故C错误；
D、氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子排布图为
故选D．
下列粒子中，其最外层与最里层的电子数之和等于次外层电子数的是（ ）
正确答案
解析
解：选项中均为短周期元素，由最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数可知，应为3个电子层，最内层的电子数为2，次外层电子数8，最外层电子数，8-2=6；
A、S是核外电子排布为：2、8、6，符合题意，故A正确；
B、Mg是核外电子排布为：2、8、2，不符合题意，故B错误；
C、Cl是核外电子排布为：2、8、7，不符合题意，故C错误；
D、Be是核外电子排布为：2、2，不符合题意，故D错误；
故选A．
下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是（ ）
正确答案
解析
解：A、光气（COCl2）中C元素化合价为+4，C原子最外层电子数为4，所以4+4=8，C原子，满足8电子结构；O元素化合价为-2价，O原子最外层电子数为6，所以2+6=8，O原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，故A正确；
B、六氟化硫中S元素化合价为+6，S原子最外层电子数为6，所以6+6=12，S原子不满足8电子结构；F元素化合价为-1，F原子最外层电子数为7，所以1+7=8，F原子满足8电子结构，故B错误；
C、PCl3中P元素化合价为+3，P原子最外层电子数为5，所以3+5=8，P原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，故C正确；
D、BF3中B元素化合价为+3，B原子最外层电子数为3，所以3+3=6，B原子不满足8电子结构；F元素化合价为-1，F原子最外层电子数为7，所以1+7=8，F原子满足8电子结构，故D错误．
故选AC．
在核电荷数为26的元素Fe的原子核外的3d、4s轨道内，下列电子排布图正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
解：根据能量最低原理、保里不相容原理、洪特规则知，Fe原子3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，该原子最稳定、能量最低，因此价电子排布图为
A、违反了能量最低原理，故A错误；
B、违反了能量最低原理，故B错误；
C、违反了洪特规则，故C错误；
D、3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，该原子最稳定、能量最低，故D正确；
故选D．
氮、磷、锌、铁等是与生命活动密不可分的元素．请回答下列问题：
（1）NH3和PH3都是极性分子，其中极性较大的是______，理由是______．
（2）20mL0.1mol•L-1次磷酸（H3PO2）溶液与20mL 0.1mol•L-1 NaOH溶液恰好中和生成正盐，则H3PO2的结构式是______．
（3）如图1所示为血红蛋白和肌红蛋白的活性部分--血红素的结构式
血红素中N原子的杂化方式为______，在图2的方框内用“→”标出Fe2+的配位键．
（4）N2与CO互为等电子体．表是两者的键能数据（单位：kJ•mol-1）：
结合数据说明CO比N2活泼的原因：______．
（5）Zn2+基态时的电子排布式是______，ZnO和ZnS的晶体结构相似，其中熔点较高的是______，理由是______．
正确答案
NH3
N的电负性大于P
sp2 、sp3
断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多
[Ar]3d10
ZnO
同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高
解析
解：（1）原子的电负性越大，其吸引电子的能力越强，则形成的极性键极性越强，N电负性大于P，所以极性较大的是NH3，故答案为：NH3；N的电负性大于P；
（2）中和20mL 0.1mol/L次磷酸（H3PO2）溶液需要O.1mo/L NaOH溶液的体积恰好为20mL，则二者的物质的量之比为1：1，说明次磷酸是一元酸，即该分子中含有一个羟基，结构为
（3）血红素中N原子有的含有3个σ 键和一个孤电子对，属于sp3杂化；有的含有3个σ 键，属于sp2 杂化方式；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，Fe2+的配位键为
（4）根据表中键能知，CO中第一个π键的键能是1071.9kJ/mol-357.7kJ/mol-798.9kJ/mol=273.1kJ/mol，
N2中第一个π键的键能是941.7kJ/mol-154.8kJ/mol-418.4kJ/mol=524kJ/mol，
CO中第一个π键的键能是273.1kJ/mol，N2中第一个π键的键能是524kJ/mol，CO中第一个π键的键能较小，所以CO的第一个键比N2更容易断，所以一氧化碳比氮气活泼，
故答案为：断裂一个π键所需的能量，CO比N2小很多；
（5）Zn离子核外有28个电子，根据构造原理知其离子核外电子排布式为[Ar]3d10；离子晶体中离子半径越小、离子所带电荷越多其晶格能越大，晶格能越大，晶体的熔点越高，同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高，
故答案为：[Ar]3d10；ZnO；同属于离子晶体，O2-半径小于S2-，故ZnO晶格能大（或离子键强），熔点高．
能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力．
（1）太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层，写出基态镍原子的核外电子排布式______．
（2）富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能，在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途．富勒烯（C60）的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为______；1 mol C60分子中σ键的数目为______．
（3）氢气作为一种清洁能源，必须解决它的储存问题，富勒烯C60可用作储氢材料．科学家把C60 和K掺杂在一起制造了一种富勒烯与钾的化合物，该物质在低温时是一种超导体，其晶胞如图2所示，该物质的K原子和C60分子的个数比为______．
（4）继C60后，科学家又合成了Si60、N60、．C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是______；这三种元素对应的最高价含氧酸的酸性顺序为______；Si60、N60、C60 三种晶体属于______晶体，晶体的熔沸点由高到低的顺序为______，你的理由是______；三种晶体的稳定性顺序为______，你的理由是：______．
（5）金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如下图，请在图3中用箭头表示出配位键．
（6）除太阳能电池外，化学燃料电池在电子工业也得到了广泛应用．以多孔的铂为电极，采用图4装置在两极分别通入CH3OH和O2，使其在KOH溶液中发生反应产生电该燃料电池的A端为电池的______极，该电极表面的电极反应式为______，B端为电池的______极，该表面的电极反应式为______．
正确答案
解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
（3）在晶胞中，每个面上有两个钾原子，每个顶点上和体心有一个C60，根据均摊法可知K原子个数为6×
（4）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si；最高价含氧酸的酸性与非金属性一致，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以最高价含氧酸的酸性顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
根据结构判断，他们属于分子晶体，又由于分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，所以晶体的熔沸点由高到低的顺序为Si60＞N60＞C60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定，所以稳定性顺序为：N60＞C60＞Si60；
故答案为：N＞C＞Si；HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；分子；Si60＞N60＞C60；分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量越大，熔沸点越高；N60＞C60＞Si60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定；
（5）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为：
（6）燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，根据电子流向，A为负极，B为正极，故答案为：负；CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O；正；2O2+4e-+2H2O=4OH-．
解析
解：（1）镍是28号元素，原子核外有28个电子，根据构造原理基态镍原子的核外电子排布式的简化形式为[Ar]3d84s2，故答案为：[Ar]3d84s2；
（2）每个碳原子含有的σ键个数且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，每个碳原子含有的σ键个数为
（3）在晶胞中，每个面上有两个钾原子，每个顶点上和体心有一个C60，根据均摊法可知K原子个数为6×
（4）同一主族元素知，元素的电负性随着原子序数的增大而减小，同一周期元素中，元素的电负性随着原子序数的增大而增大，所以C、Si、N原子电负性由大到小的顺序是N＞C＞Si；最高价含氧酸的酸性与非金属性一致，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，所以最高价含氧酸的酸性顺序为HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；
根据结构判断，他们属于分子晶体，又由于分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，所以晶体的熔沸点由高到低的顺序为Si60＞N60＞C60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定，所以稳定性顺序为：N60＞C60＞Si60；
故答案为：N＞C＞Si；HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；分子；Si60＞N60＞C60；分子晶体的熔沸点与相对分子质量成正比，相对分子质量越大，熔沸点越高；N60＞C60＞Si60；稳定性与键能有关，元素的电负性越大，其形成的化学键越稳定，断键需要的能量越多，故越稳定；
（5）配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子，所以该配合物中的配位键为：
（6）燃料电池中，通入燃料甲醇的电极为负极，电极反应为CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O，通入氧气的电极为正极，电极反应为2O2+4e-+2H2O=4OH-，负极上发生氧化反应、正极上发生还原反应，根据电子流向，A为负极，B为正极，故答案为：负；CH3OH-6e-+2OH-=CO32-+3H2O；正；2O2+4e-+2H2O=4OH-．
下列是几种原子的基态电子排布，第一电离能最小的原子是（ ）
正确答案
解析
解：1s22s22p63s23p3是P元素，1s22s22p5是F元素，1s22s22p63s23p2是Si元素，1s22s22p63s23p64s1是K元素，这几种元素中金属性最强的是K元素，最容易失去电子的是K元素，所以第一电离能最小的是K元素，
故选：D．
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