高中 | 原子的基态与激发态、光谱 题目答案及解析

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选修三

第一章 原子结构与性质

第一节 原子结构

原子的基态与激发态、光谱

氮族元素、氧族元素可以形成许多结构和性质特殊的物质,请回答下列问题:

基态$\rm N$原子核外电子的运动状态有                种:由氮元素形成的三种微粒:①$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{3}}$;②$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{2}}$;③$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{2}}3{{s}^{1}}$。叙述正确的是                

$\rm A$.微粒半径: ③$\rm \gt $$\rm \gt $

$\rm B$.失去一个电子所需最低能量:①$\rm \gt $$\rm \gt $

$\rm C$.电子排布属于激发态的是:③

$\rm D$. 得电子能力:①$\rm \gt $

[["

$\\rm 7$$\\rm AC$

"]]

已知$\rm N$$\rm 7$号元素,核外有$\rm 7$个电子,根据鲍利原理可知,基态$\rm N$原子核外电子的运动状态有$\rm 7$种:由氮元素形成的三种微粒:①$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{3}}$即为基态$\rm N$原子;②$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{2}}$即为基态$\rm N^{+}$;③$\rm \left[ He \right]2{{s}^{2}}2{{p}^{2}}3{{s}^{1}}$是激发态$\rm N$原子;

$\rm A$.一般电子层数越多原子半径越大,而$\rm N$原子失电子数越多,原子半径越小,则微粒半径:③$\rm \gt $$\rm \gt $②,$\rm A$正确;

$\rm B$.能量越高越容易失电子,基态原子的第一电离能小于第二电离能,则电离一个电子所需最低能量:②$\rm \gt $$\rm \gt $③,$\rm B$错误;

$\rm C$.由上述分析可知,原子核外电子排布符合构造原理、能量最低原理的原子属于基态原子或离子,则①基态$\rm N$原子,②为基态$\rm N^{+}$;③是激发态$\rm N$原子,$\rm C$正确;

$\rm D$.能量越低越易得电子,则得电子能力:②$\rm \gt $①,$\rm D$错误;

已知烷基的推电子效应强于$\rm H$原子,$\rm CH_{3}CH_{2}NH_{2}$$\rm NH_{3}$结合$\rm H^{+}$能力更强的是                $\rm ($填化学式$\rm )$

[["

$\\rm CH_{3}CH_{2}NH_{2}$

"]]

已知烷基的推电子效应强于$\rm H$原子,导致$\rm CH_{3}CH_{2}NH_{2}$$\rm N$原子周围的电子云密度比$\rm NH_{3}$更大,则$\rm CH_{3}CH_{2}NH_{2}$结合$\rm H^{+}$能力更强;

已知:$\rm +H_{2}O\to $,类比$\rm SO_{3}$$\rm CH_{3}OH$反应生成液态酯 $\rm C{{H}_{3}}OS{{O}_{3}}H($一元强酸$\rm )$,其熔沸点                $\rm H_{2}SO_{4}($填“$\rm \gt $”或“$\rm \lt $$\rm )$,写出该产物与足量$\rm NaOH$溶液在加热条件下反应的离子方程式                

[["

$\\rm \\lt $$\\rm C{{H}_{3}}OSO_{3}^{-}+H^{+}+2OH^{-}\\begin{matrix} \\underline{\\underline{\\triangle}} \\\\ {} \\\\\\end{matrix}CH_{3}OH+H_{2}O+SO_{4}^{2-}$

"]]

根据硫酸的结构简式可推知液态酯$\rm CH_{3}OSO_{3}H$的结构简式为:,故$\rm H_{2}SO_{4}$分子周围形成氢键数目比液态酯$\rm CH_{3}OSO_{3}H$周围形成的氢键多,则其熔沸点$\rm \lt H_{2}SO_{4}$,根据酯的水解反应可知,该产物即$\rm CH_{3}OSO_{3}H$与足量$\rm NaOH$溶液在加热条件下反应的离子方程式为:$\rm C{{H}_{3}}OSO_{3}^{-}+H^{+}+2OH^{-}\begin{matrix} \underline{\underline{\triangle}} \\ {} \\\end{matrix}CH_{3}OH+H_{2}O+SO_{4}^{2-}$

已知$\rm H_{2}S_{2}O_{3}$的结构式为,推测酸性 $\rm {{H}_{2}}{{S}_{2}}{{O}_{3}}$                $\rm {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$ $\rm ($填“$\rm \gt $”或“$\rm \lt $$\rm )$,从结构角度解释原因是                

[["

$\\rm \\lt $$\\rm O$的电负性比$\\rm S$的大,导致吸电子能量$\\rm S=S$小于$\\rm S=O$,使得硫代硫酸中羟基极性较小,更难断裂,酸性比硫酸小

"]]

已知$\rm H_{2}S_{2}O_{3}$的结构式为,由于$\rm O$的电负性比$\rm S$的大,导致吸电子能量$\rm S=S$小于$\rm S=O$,使得硫代硫酸中羟基极性较小,更难断裂,酸性比硫酸小,故可推测酸性 $\rm {{H}_{2}}{{S}_{2}}{{O}_{3}}\lt {{H}_{2}}S{{O}_{4}}$

基态 $\rm Se$原子简化电子排布式为                ,下列有关 $\rm Se$的说法正确的是                

$\rm A$.按照核外电子排布,可把元素周期表划分为$\rm 4$个区,$\rm Se$位于元素周期表$\rm P$

$\rm B$.与$\rm Se$同周期的元素中含有最多未成对电子的元素是$\rm Cr$

$\rm C$$\rm Se=O$不稳定,因为其键长较长,$\rm \pi$键重叠较弱

$\rm D$.已知不能使溴的四氯化碳溶液褪色,推测 $\rm Se$的杂化方式为$\rm sp^{3}$

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$\\rm [Ar]3d^{10}4s^{2}4p^{4}$$\\rm BC$

"]]

已知$\rm Se$$\rm 34$号元素,根据能级构造原理可知,基态$\rm Se$原子简化电子排布式为$\rm [Ar]3d^{10}4s^{2}4p^{4}$

$\rm A$.按照核外电子排布,可把元素周期表划分为$\rm s$$\rm p$$\rm d$$\rm ds$$\rm f5$个区,其中$\rm Se$的电子最后进入$\rm p$能级,则$\rm Se$位于元素周期表$\rm P$区,$\rm A$错误;

$\rm B$.由$\rm Se$的原子核外电子排布式可知,$\rm Se$位于第$\rm 4$周期,与$\rm Se$同周期的元素中含有最多未成对电子即$\rm 3d^{5}4s^{1}$$\rm 6$个未成对电子,该元素是$\rm Cr$$\rm B$正确;

$\rm C$.一般键长越长键能越小,越不稳定,故$\rm Se=O$不稳定,因为其键长较长,$\rm \pi$键重叠较弱,$\rm C$正确;

$\rm D$.已知不能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明该分子中没有碳碳双键,即存在一个$\rm 5$原子$\rm 6$电子的大$\rm \pi$键,故推测$\rm Se$周围的价层电子对数为$\rm 2+1=3$,则其杂化方式为$\rm sp^{2}$$\rm D$错误。

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