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高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试课后复习题
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这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试课后复习题，共20页。试卷主要包含了全卷满分100分，可能用到的相对原子质量，下列说法错误的是，关于原子轨道,下列观点正确的是，8与1等内容，欢迎下载使用。
第一章 原子结构与性质(基础卷)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021福建福州高级中学高二期中)下列表达方式正确的是 ( )
A.As的电子排布式:[Ar]4s24p3
B.N的价层电子排布图:
C.Cr原子结构示意图:
D.Fe2+的价层电子排布式:[Ar]3d104s2
2.(2021辽宁朝阳一中高二期末)下列现象中与电子跃迁无关的是 ( )
3.(2021湖北黄冈高二期中)基态R原子的3p能级上只有一对成对电子,则R的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是 ( )
A.RO32- B.RO3- C.RO4- D.RO42-
4.(2021山东日照高二期中)下列说法错误的是 ( )
A.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C.原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的能级之间跃迁所导致
D.s电子云呈球形,有无数条对称轴
5.(2021北京通州高二期中)关于原子轨道,下列观点正确的是 ( )
A.原子轨道是电子运动的轨道
B.原子轨道表示电子在空间各点出现的概率
C.原子轨道表示电子在空间各点出现的概率密度
D.某一原子轨道是电子的一个空间运动状态
6.(2021辽宁阜新二中高二月考)8种常见元素的电负性数值如下表所示,根据表中数据估算钙元素的电负性的取值范围 ( )
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
A.在0.8与1.2之间 B.小于0.8
C.大于1.2 D.在0.9与1.5之间
7.(2021辽宁盘锦二中高二月考)对p轨道电子云的形状叙述正确的是 ( )
A.球形对称 B.极大值在x、y、z轴上的哑铃形
C.玫瑰花形 D.互相垂直的花瓣形
8.(2021江苏淮安高二期中)下列关于Na、Mg、Al元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.Mg位于元素周期表中第二周期第ⅡA族
B.第一电离能:I1(Na)
①1s22s22p5 ②1s22s22p4
③1s22s22p63s23p5 ④1s22s22p63s1
A.第一电离能:③>①>④ B.离子半径:④>①>②
C.电负性:①>②>④ D.最高正化合价:①=③>④
10.(2021湖北鄂西北六校高二期中)X元素的原子最外层电子排布式为(n+1)sn(n+1)pn+1,下列关于该元素及其化合物的叙述不正确的是 ( )
A.X的气态氢化物受热易分解
B.X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸
C.X的第一电离能比其左右相邻的两种元素的第一电离能都要大
D.X是植物生长所需要的一种营养元素
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021天津六校高二期中联考)下列说法中不正确的是 ( )
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
23 293
A.利用光谱仪只能测得原子的发射光谱
B.最外层电子数为4s1的元素有3种
C.某主族元素的电离能I1~I7的数据如上表所示(单位:kJ/mol),可推测该元素位于元素周期表第ⅢA族
D.在①P、S,②Mg、Ca,③Al、Si三组元素中,每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
12.(2021山东德州高二期末)下列说法正确的是 ( )
A.硅原子的核外电子排布式:1s22s22p63s23px2违反了洪特规则
B.氯原子由1s22s22p63s23p5→1s22s22p63s13p6时,原子释放能量,由基态转化成激发态
C.价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素
D.最外层为4s2的元素一定为第四周期第ⅡA族或副族的部分金属元素
13.(2021辽宁营口高二期末)如图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中氧元素的含量为60%。下列说法正确的是 ( )
A
D
B
E
C
A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐减小
B.电负性:E>C
C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大
D.气态氢化物的稳定性:D
A.M的单质通常保存在煤油中
B.图中阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
C.Z的氢化物的沸点一定低于X氢化物的沸点
D.Y是其同周期元素中第一电离能最大的元素
15.(2021山东泰安高二期末)W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,X与Z同主族,Z的价层电子排布式为3s23p4。下列说法不正确的是 ( )
A.与W生成的气态化合物的热稳定性:Z>Y
B.W与Li的原子半径:W>Li
C.X和Y的第一电离能:X>Y
D.X、Z、R的电负性:R
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021福建宁德高二期中)已知A、B、C、D、E五种元素中,原子序数依次增大,其中A、B、C、D为短周期元素。请根据下表中的信息回答有关问题:
元素
结构或性质信息
A
原子半径最小的元素
B
原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子
C
原子的第一至第四电离能分别是:I1=841 kJ/mol、I2=1 637 kJ/mol、I3=3 577 kJ/mol、I4=18 540 kJ/mol
D
基态原子的核外电子共有17种运动状态
E
元素的价层电子排布式为(n-1)dn+6ns2
(1)写出基态B原子的核外电子排布式: 。
(2)D原子价层电子的轨道表示式为 。
(3)E元素位于第 周期 族。
(4)写出A2B2的电子式: 。
(5)写出C与D形成的化合物的化学式: 。
17.(10分)(2021福建福州金山中学高二期中)根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ/mol),回答下列问题。
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
(1)在周期表中,最可能处于同一族的是 。
A.Q和R B.S和T
C.T和U D.R和T
E.R和U
(2)电解它们的熔融氯化物,以下过程最可能正确的是 。
A.Q2++2e- Q B.R2++2e- R
C.S3++3e- S D.T3++3e- T
(3)它们的氯化物的化学式,最可能正确的是 。
A.QCl2 B.RCl C.SCl3 D.TCl
(4)S元素最可能是 。
A.s区元素 B.稀有气体元素
C.p区元素 D.准金属
(5)下列元素中,化学性质和物理性质最像Q元素的是 。
A.氦(1s2) B.铍(1s12s2)
C.锂(1s22s1) D.氢(1s1)
18.(10分)(2021福建福清一中高二期中)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素:
(1)K的元素名称为 。
(2)基态Q原子的电子排布式为 。
(3)下列比较正确的是 。
a.原子半径:H>G>B>A
b.第一电离能:E>D>C>B
c.电负性:A>H>G>Q
d.最高价氧化物的水化物酸性:B>A>H>G
(4)由P、A、C三种元素形成的某化合物,对氢气的相对密度为15,则该化合物的结构简式为 。
(5)元素B和C的简单气态氢化物热稳定性较强的是 (填化学式)。
19.(14分)(2021四川新津中学高二月考)太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、铁、钴、硼、镓、硒等。其中某种重要的含铜的化合物的结构如图所示。请回答下列问题:
(1)铜位于周期表中 区,最外层原子轨道呈 形。
(2)基态二价铜离子的电子排布式为 ,已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从核外电子排布角度解释 。
(3)硼核外电子的运动状态的概率密度分布可用 形象化描述。在基态硼原子中,核外存在 个运动状态不同的电子。
(4)Fe3+的价层电子排布图为 。
(5)根据元素周期律,电负性O Se(填“大于”“小于”或“等于”),N、O、Se三种元素中的第一电离能最大的为 。
20.(16分)(2021河北保定高二月考)X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素,原子序数依次增大,X原子核外有6种不同运动状态的电子,基态Y原子的2p轨道上有3个未成对的电子;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态。
请回答下列问题:
(1)X在元素周期表中的位置是 ;Y的最高价氧化物对应水化物与Y的最简单气态氢化物反应的化学方程式为 。
(2)X、Y最简单气态氢化物的稳定性:X Y(填“大于”或“小于”)。
(3)基态Z原子核外电子排布式为 。
(4)W位于元素周期表的 区,与W处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子还有 种,这些元素分别为 (填元素符号)。
(5)在发生焰色反应时,W的4s电子会跃迁到4p轨道,写出此激发态W原子的价层电子排布式: 。
(6)与钛位于同一周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为 (填元素符号)。
(7)基态砷原子N电子层中的成对电子与单电子的数量比为 。
答案全解全析
1.C As原子核外电子数是33,由构造原理可确定其电子排布式为[Ar]3d104s24p3,A错误;N原子2s、2p上的电子为价电子,其价层电子排布图为 ,B错误;Cr为24号元素,4s排布1个电子,3d排布5个电子,其原子结构示意图为,C正确;Fe2+核外有24个电子,电子排布式为[Ar]3d6,其价层电子排布式为3d6,D错误。
2.D 节日燃放的焰火是金属化合物在灼烧时金属原子核外的电子吸收能量由基态跃迁到高能量的激发态,电子再由高能量的激发态回到能量低的基态,多余的能量以不同波长的光释放出来,并呈现出不同的颜色,与电子跃迁有关,A错误;舞台表演时的灯光与电子跃迁时能量变化有关,B错误;城市的霓虹灯光与电子跃迁时能量变化有关,C错误;平面镜成像是光的反射现象,与电子跃迁无关,D正确。
3.D 由题中信息可知R的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,故R为S元素。S的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是SO42-,D正确。
4.A 同一能层p能级电子能量高于s能级电子能量,如2p>2s,但2p<3s,A错误;基态原子吸收能量变为激发态原子,故激发态原子能量大于基态原子能量,B正确;原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的能级之间跃迁所导致的,C正确;s电子云呈球形,含无数条对称轴,D正确。
5.D 原子轨道是电子在某个区域出现的概率,并不是电子运动的轨道,A、B错误;电子云密集区称为原子轨道,不是表示电子在空间各点出现的概率密度,C错误;某一原子轨道是电子的一个空间运动状态,是电子在某个区域出现的概率,D正确。
6.A 钙的电负性应介于钾和镁之间,即在0.8与1.2之间,A正确。
7.B 不同轨道的电子云形状不同,s轨道的电子云呈球形对称;p轨道的电子云呈哑铃形,是极大值在x、y、z轴上的哑铃形,B正确。
8.B Mg元素位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,A错误;Mg原子价层电子排布式为2s2,2s能级处于全充满状态,较难失去一个电子,即第一电离能:I1(Na)r(Mg)>r(Al),C错误;由金属性:Na>Mg>Al,可知碱性:NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3,D错误。
9.C 根据基态原子的核外电子排布式可知①、②、③、④分别为F元素、O元素、Cl元素和Na元素。由第一电离能递变规律可知第一电离能:F>Cl>Na,即①>③>④,A错误;离子半径:O2->F->Na+,即②>①>④,B错误;由电负性的递变规律可知电负性:F>O>Na,即①>②>④,C正确;F元素无正价,Cl元素最高正价为+7价,Na元素最高正价为+1价,D错误。
10.B 由X原子最外层电子排布式可确定n=2,即最外层电子排布式为3s23p3,则X为P元素。X的气态氢化物为PH3,不稳定性较差,受热易分解,A正确;最高价氧化物对应的水化物H3PO4是一种中强酸,B错误;同周期相邻元素为Si、S,第一电离能:P>S>Si,C正确;P元素能促进幼苗的生长发育和加快植物种子成熟等,P是植物生长所需的一种营养元素,D正确。
11.A 利用光谱仪既能测得原子的发射光谱,也能测得原子的吸收光谱,A错误;最外层电子数为4s1的元素的外围电子排布可能为4s1、3d54s1、3d104s1,即有K、Cr、Cu共3种,B正确;由表格中数据可知该元素的I4突然增大,则其最外层电子数为3,位于元素周期表第ⅢA族,C正确;第一电离能:①P>S,②Mg>Ca,③Si>Al,各组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为15+12+14=41,D正确。
12.AD 硅原子的核外电子排布式应为1s22s22p63s23px1py1,3p能级排布2个电子,每个电子优先占据一个轨道,且自旋方向相同,题给排布式违反了洪特规则,A正确;氯原子发生了电子跃迁,即由基态转化为激发态,原子吸收能量,B错误;该元素位于第五周期第ⅢA族,是p区元素,C错误;最外层为4s2的元素可能为第四周期第Ⅷ族(属于副族)或第四周期第ⅡA族元素,D正确。
13.BD 根据B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,可知B的最高正价为+6价,最高价氧化物为BO3,再根据3×16M(B)+3×16×100%=60%得M(B)=32,即B为S元素。根据元素在周期表中的位置可确定A、C、D、E分别为O、Se、P和Cl。P的3p轨道半充满,第一电离能反常,即第一电离能:Cl>P>S,A错误;由非金属性:Cl>Se,可知电负性:Cl>Se,B正确;三种离子均为2、8、8结构,根据“核大径小”可知离子半径:P3->S2->Cl-,C错误;根据非金属性:P
15.BD 结合W的原子序数最小且其离子半径比Li+稍大,可确定W为H;由X与Z同主族,且Z的价层电子排布式为3s23p4,可知Z为S,则X为O;结合X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,可知Y的M层有4个电子,即Y为Si;R是原子序数比S大的短周期主族元素,则R为Cl。由非金属性:S>Si,可知气态氢化物稳定性:H2S>SiH4,A正确;原子半径:Li>H,但离子半径:H->Li+,B错误;根据第一电离能递变规律可知,第一电离能:O>Si,C正确;由非金属性:O>Cl>S,可知电负性:S
(2)
(3)四 ⅡB
(4)
(5)AlCl3
解析 由A是原子半径最小的元素,可知A为H元素;B原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子,则B为O元素;根据C原子的第一至第四电离能可知C为Al元素;结合D基态原子的核外电子共有17种运动状态,可知D为Cl元素;根据E元素的价层电子排布式为(n-1)dn+6ns2,可推出E为Zn元素。(1)基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4。(2)根据能量最低原理、泡利原理和洪特规则可写出Cl原子价层电子的轨道表示式为 。(3)Zn为30号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅡB族。(4)A2B2为H2O2,其电子式。(5)C与D形成的化合物为氯化铝,其化学式为AlCl3。
17.答案 (1)E (2)D (3)B (4)A (5)A
解析 根据表格数据可知Q的第一电离能最大,很可能是稀有气体;R和U的第二电离能均远远大于第一电离能,最外层电子数应为1。S的第三电离能远大于第二电离能,故S的最外层有2个电子;同理根据T的电离能数据可确定T最外层有3个电子。(1)结合表格中数据可知,R和U的第二电离能明显变大,可判断二者最外层电子数均为1,二者可能位于同一族,E正确。(3)根据上述分析可知R、S、T、U最高化合价分别为+1、+2、+3、+1,故各氯化物分别是RCl、SCl2、TCl3、UCl,故B正确。(4)S的第一、第二电离能较小,最外层电子数为2,最可能属于s区元素,A正确。(5)Q的电离能很大,可能为0族元素,化学性质和物理性质最像氦,A正确。
18.答案 (1)铜
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1
(3)cd
(4)HCHO
(5)H2O
解析 根据元素在周期表中的位置,可知P为H,A为C,B为N,C为O,D为F,E为Ne,F为Mg,G为Al,H为Si,I为Cr,J为Fe,K为Cu,Q为Ga。(1)K的元素名称为铜。(2)Q为Ga,核外电子数为31,则基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。(3)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即原子半径:G>H>A>B,a错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但ⅡA、ⅤA族元素第一电离能高于同周期右侧相邻元素,故第一电离能:E>D>B>C,b错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性A>H>G>Q,c正确;根据非金属性:B>A>H>G,可知最高价氧化物对应水化物的酸性:B>A>H>G,d正确。(4)由H、C、O三种元素形成的化合物,对H2的相对密度为15,可知该化合物的相对分子质量为30,则该化合物的结构简式为HCHO。(5)B为N,C为O,非金属性:NNH3。
19.答案 (1)ds 球 (2)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 Cu+的最外层电子排布式为3d10,而Cu2+的最外层电子排布式为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以Cu2O稳定性强于CuO
(3)电子云 5 (4) (5)大于 N
解析 (1)29号元素Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素;其基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故最外层s电子的原子轨道呈球形。(2)基态Cu原子形成Cu2+时依次失去4s和3d上各1个电子,则基态Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。原子轨道中电子处于全满、全空、半满时原子具有的能量最低,其稳定性强,Cu+的最外层电子排布式为3d10,而Cu2+的最外层电子排布式为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以高温时固态Cu2O的稳定性强于CuO。(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述,离核近的区域电子云密度较大,离核远的区域电子云密度较小;硼为5号元素,核外电子数为5,故基态硼原子中核外有5个运动状态不同的电子。(4)Fe3+的价层电子排布式为3d5,根据洪特规则和泡利原理,Fe3+的价层电子排布图为。(5)同一主族元素,元素电负性随着原子序数增大而减小,故电负性O>Se;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,故N、O、Se中第一电离能N最大。
20.答案 (1)第二周期第ⅣA族 HNO3+NH3 NH4NO3
(2)小于 (3)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)ds 2 K、Cr
(5)3d104p1 (6)Ni (7)2∶3
解析 根据X原子核外有6种不同运动状态的电子,可知X是C元素;由基态Y原子的2p原子轨道上有3个未成对的电子,可知Y为N元素;根据Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料,则该氧化物为Fe2O3,则Z是Fe元素;根据W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态,则W为Cu元素。(1)C元素在元素周期表中的位置是第二周期ⅣA族。Y的最高价氧化物对应水化物是HNO3,Y的最简单气态氢化物是NH3,二者反应的化学方程式为HNO3+NH3 NH4NO3。(2)C、N的最简单气态氢化物分别是CH4和NH3,由元素的非金属性越强气态氢化物越稳定,可知它们的稳定性:CH4
第一章 原子结构与性质(基础卷)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021福建福州高级中学高二期中)下列表达方式正确的是 ( )
A.As的电子排布式:[Ar]4s24p3
B.N的价层电子排布图:
C.Cr原子结构示意图:
D.Fe2+的价层电子排布式:[Ar]3d104s2
2.(2021辽宁朝阳一中高二期末)下列现象中与电子跃迁无关的是 ( )
3.(2021湖北黄冈高二期中)基态R原子的3p能级上只有一对成对电子,则R的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是 ( )
A.RO32- B.RO3- C.RO4- D.RO42-
4.(2021山东日照高二期中)下列说法错误的是 ( )
A.p能级电子能量一定高于s能级电子能量
B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C.原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的能级之间跃迁所导致
D.s电子云呈球形,有无数条对称轴
5.(2021北京通州高二期中)关于原子轨道,下列观点正确的是 ( )
A.原子轨道是电子运动的轨道
B.原子轨道表示电子在空间各点出现的概率
C.原子轨道表示电子在空间各点出现的概率密度
D.某一原子轨道是电子的一个空间运动状态
6.(2021辽宁阜新二中高二月考)8种常见元素的电负性数值如下表所示,根据表中数据估算钙元素的电负性的取值范围 ( )
元素
Na
Mg
Al
Si
P
S
Cl
K
电负性
0.9
1.2
1.5
1.8
2.1
2.5
3.0
0.8
A.在0.8与1.2之间 B.小于0.8
C.大于1.2 D.在0.9与1.5之间
7.(2021辽宁盘锦二中高二月考)对p轨道电子云的形状叙述正确的是 ( )
A.球形对称 B.极大值在x、y、z轴上的哑铃形
C.玫瑰花形 D.互相垂直的花瓣形
8.(2021江苏淮安高二期中)下列关于Na、Mg、Al元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.Mg位于元素周期表中第二周期第ⅡA族
B.第一电离能:I1(Na)
①1s22s22p5 ②1s22s22p4
③1s22s22p63s23p5 ④1s22s22p63s1
A.第一电离能:③>①>④ B.离子半径:④>①>②
C.电负性:①>②>④ D.最高正化合价:①=③>④
10.(2021湖北鄂西北六校高二期中)X元素的原子最外层电子排布式为(n+1)sn(n+1)pn+1,下列关于该元素及其化合物的叙述不正确的是 ( )
A.X的气态氢化物受热易分解
B.X的最高价氧化物对应的水化物是一种强酸
C.X的第一电离能比其左右相邻的两种元素的第一电离能都要大
D.X是植物生长所需要的一种营养元素
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021天津六校高二期中联考)下列说法中不正确的是 ( )
I1
I2
I3
I4
I5
I6
I7
578
1 817
2 745
11 575
14 830
18 376
23 293
A.利用光谱仪只能测得原子的发射光谱
B.最外层电子数为4s1的元素有3种
C.某主族元素的电离能I1~I7的数据如上表所示(单位:kJ/mol),可推测该元素位于元素周期表第ⅢA族
D.在①P、S,②Mg、Ca,③Al、Si三组元素中,每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
12.(2021山东德州高二期末)下列说法正确的是 ( )
A.硅原子的核外电子排布式:1s22s22p63s23px2违反了洪特规则
B.氯原子由1s22s22p63s23p5→1s22s22p63s13p6时,原子释放能量,由基态转化成激发态
C.价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族,是s区元素
D.最外层为4s2的元素一定为第四周期第ⅡA族或副族的部分金属元素
13.(2021辽宁营口高二期末)如图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中氧元素的含量为60%。下列说法正确的是 ( )
A
D
B
E
C
A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐减小
B.电负性:E>C
C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大
D.气态氢化物的稳定性:D
A.M的单质通常保存在煤油中
B.图中阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构
C.Z的氢化物的沸点一定低于X氢化物的沸点
D.Y是其同周期元素中第一电离能最大的元素
15.(2021山东泰安高二期末)W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大,X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,X与Z同主族,Z的价层电子排布式为3s23p4。下列说法不正确的是 ( )
A.与W生成的气态化合物的热稳定性:Z>Y
B.W与Li的原子半径:W>Li
C.X和Y的第一电离能:X>Y
D.X、Z、R的电负性:R
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021福建宁德高二期中)已知A、B、C、D、E五种元素中,原子序数依次增大,其中A、B、C、D为短周期元素。请根据下表中的信息回答有关问题:
元素
结构或性质信息
A
原子半径最小的元素
B
原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子
C
原子的第一至第四电离能分别是:I1=841 kJ/mol、I2=1 637 kJ/mol、I3=3 577 kJ/mol、I4=18 540 kJ/mol
D
基态原子的核外电子共有17种运动状态
E
元素的价层电子排布式为(n-1)dn+6ns2
(1)写出基态B原子的核外电子排布式: 。
(2)D原子价层电子的轨道表示式为 。
(3)E元素位于第 周期 族。
(4)写出A2B2的电子式: 。
(5)写出C与D形成的化合物的化学式: 。
17.(10分)(2021福建福州金山中学高二期中)根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ/mol),回答下列问题。
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
(1)在周期表中,最可能处于同一族的是 。
A.Q和R B.S和T
C.T和U D.R和T
E.R和U
(2)电解它们的熔融氯化物,以下过程最可能正确的是 。
A.Q2++2e- Q B.R2++2e- R
C.S3++3e- S D.T3++3e- T
(3)它们的氯化物的化学式,最可能正确的是 。
A.QCl2 B.RCl C.SCl3 D.TCl
(4)S元素最可能是 。
A.s区元素 B.稀有气体元素
C.p区元素 D.准金属
(5)下列元素中,化学性质和物理性质最像Q元素的是 。
A.氦(1s2) B.铍(1s12s2)
C.锂(1s22s1) D.氢(1s1)
18.(10分)(2021福建福清一中高二期中)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素:
(1)K的元素名称为 。
(2)基态Q原子的电子排布式为 。
(3)下列比较正确的是 。
a.原子半径:H>G>B>A
b.第一电离能:E>D>C>B
c.电负性:A>H>G>Q
d.最高价氧化物的水化物酸性:B>A>H>G
(4)由P、A、C三种元素形成的某化合物,对氢气的相对密度为15,则该化合物的结构简式为 。
(5)元素B和C的简单气态氢化物热稳定性较强的是 (填化学式)。
19.(14分)(2021四川新津中学高二月考)太阳能的开发利用在新能源研究中占据重要地位,单晶硅太阳能电池片在加工时,一般掺杂微量的铜、铁、钴、硼、镓、硒等。其中某种重要的含铜的化合物的结构如图所示。请回答下列问题:
(1)铜位于周期表中 区,最外层原子轨道呈 形。
(2)基态二价铜离子的电子排布式为 ,已知高温下Cu2O比CuO更稳定,试从核外电子排布角度解释 。
(3)硼核外电子的运动状态的概率密度分布可用 形象化描述。在基态硼原子中,核外存在 个运动状态不同的电子。
(4)Fe3+的价层电子排布图为 。
(5)根据元素周期律,电负性O Se(填“大于”“小于”或“等于”),N、O、Se三种元素中的第一电离能最大的为 。
20.(16分)(2021河北保定高二月考)X、Y、Z、W为元素周期表前四周期的元素,原子序数依次增大,X原子核外有6种不同运动状态的电子,基态Y原子的2p轨道上有3个未成对的电子;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态。
请回答下列问题:
(1)X在元素周期表中的位置是 ;Y的最高价氧化物对应水化物与Y的最简单气态氢化物反应的化学方程式为 。
(2)X、Y最简单气态氢化物的稳定性:X Y(填“大于”或“小于”)。
(3)基态Z原子核外电子排布式为 。
(4)W位于元素周期表的 区,与W处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子还有 种,这些元素分别为 (填元素符号)。
(5)在发生焰色反应时,W的4s电子会跃迁到4p轨道,写出此激发态W原子的价层电子排布式: 。
(6)与钛位于同一周期且含有相同未成对电子数的过渡元素为 (填元素符号)。
(7)基态砷原子N电子层中的成对电子与单电子的数量比为 。
答案全解全析
1.C As原子核外电子数是33,由构造原理可确定其电子排布式为[Ar]3d104s24p3,A错误;N原子2s、2p上的电子为价电子,其价层电子排布图为 ,B错误;Cr为24号元素,4s排布1个电子,3d排布5个电子,其原子结构示意图为,C正确;Fe2+核外有24个电子,电子排布式为[Ar]3d6,其价层电子排布式为3d6,D错误。
2.D 节日燃放的焰火是金属化合物在灼烧时金属原子核外的电子吸收能量由基态跃迁到高能量的激发态,电子再由高能量的激发态回到能量低的基态,多余的能量以不同波长的光释放出来,并呈现出不同的颜色,与电子跃迁有关,A错误;舞台表演时的灯光与电子跃迁时能量变化有关,B错误;城市的霓虹灯光与电子跃迁时能量变化有关,C错误;平面镜成像是光的反射现象,与电子跃迁无关,D正确。
3.D 由题中信息可知R的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,故R为S元素。S的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是SO42-,D正确。
4.A 同一能层p能级电子能量高于s能级电子能量,如2p>2s,但2p<3s,A错误;基态原子吸收能量变为激发态原子,故激发态原子能量大于基态原子能量,B正确;原子线状光谱的产生是原子核外电子在不同的能级之间跃迁所导致的,C正确;s电子云呈球形,含无数条对称轴,D正确。
5.D 原子轨道是电子在某个区域出现的概率,并不是电子运动的轨道,A、B错误;电子云密集区称为原子轨道,不是表示电子在空间各点出现的概率密度,C错误;某一原子轨道是电子的一个空间运动状态,是电子在某个区域出现的概率,D正确。
6.A 钙的电负性应介于钾和镁之间,即在0.8与1.2之间,A正确。
7.B 不同轨道的电子云形状不同,s轨道的电子云呈球形对称;p轨道的电子云呈哑铃形,是极大值在x、y、z轴上的哑铃形,B正确。
8.B Mg元素位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,A错误;Mg原子价层电子排布式为2s2,2s能级处于全充满状态,较难失去一个电子,即第一电离能:I1(Na)
9.C 根据基态原子的核外电子排布式可知①、②、③、④分别为F元素、O元素、Cl元素和Na元素。由第一电离能递变规律可知第一电离能:F>Cl>Na,即①>③>④,A错误;离子半径:O2->F->Na+,即②>①>④,B错误;由电负性的递变规律可知电负性:F>O>Na,即①>②>④,C正确;F元素无正价,Cl元素最高正价为+7价,Na元素最高正价为+1价,D错误。
10.B 由X原子最外层电子排布式可确定n=2,即最外层电子排布式为3s23p3,则X为P元素。X的气态氢化物为PH3,不稳定性较差,受热易分解,A正确;最高价氧化物对应的水化物H3PO4是一种中强酸,B错误;同周期相邻元素为Si、S,第一电离能:P>S>Si,C正确;P元素能促进幼苗的生长发育和加快植物种子成熟等,P是植物生长所需的一种营养元素,D正确。
11.A 利用光谱仪既能测得原子的发射光谱,也能测得原子的吸收光谱,A错误;最外层电子数为4s1的元素的外围电子排布可能为4s1、3d54s1、3d104s1,即有K、Cr、Cu共3种,B正确;由表格中数据可知该元素的I4突然增大,则其最外层电子数为3,位于元素周期表第ⅢA族,C正确;第一电离能:①P>S,②Mg>Ca,③Si>Al,各组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为15+12+14=41,D正确。
12.AD 硅原子的核外电子排布式应为1s22s22p63s23px1py1,3p能级排布2个电子,每个电子优先占据一个轨道,且自旋方向相同,题给排布式违反了洪特规则,A正确;氯原子发生了电子跃迁,即由基态转化为激发态,原子吸收能量,B错误;该元素位于第五周期第ⅢA族,是p区元素,C错误;最外层为4s2的元素可能为第四周期第Ⅷ族(属于副族)或第四周期第ⅡA族元素,D正确。
13.BD 根据B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍,可知B的最高正价为+6价,最高价氧化物为BO3,再根据3×16M(B)+3×16×100%=60%得M(B)=32,即B为S元素。根据元素在周期表中的位置可确定A、C、D、E分别为O、Se、P和Cl。P的3p轨道半充满,第一电离能反常,即第一电离能:Cl>P>S,A错误;由非金属性:Cl>Se,可知电负性:Cl>Se,B正确;三种离子均为2、8、8结构,根据“核大径小”可知离子半径:P3->S2->Cl-,C错误;根据非金属性:P
15.BD 结合W的原子序数最小且其离子半径比Li+稍大,可确定W为H;由X与Z同主族,且Z的价层电子排布式为3s23p4,可知Z为S,则X为O;结合X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3∶2,可知Y的M层有4个电子,即Y为Si;R是原子序数比S大的短周期主族元素,则R为Cl。由非金属性:S>Si,可知气态氢化物稳定性:H2S>SiH4,A正确;原子半径:Li>H,但离子半径:H->Li+,B错误;根据第一电离能递变规律可知,第一电离能:O>Si,C正确;由非金属性:O>Cl>S,可知电负性:S
(2)
(3)四 ⅡB
(4)
(5)AlCl3
解析 由A是原子半径最小的元素,可知A为H元素;B原子最外能层的p能级中有一个轨道充填了2个电子,则B为O元素;根据C原子的第一至第四电离能可知C为Al元素;结合D基态原子的核外电子共有17种运动状态,可知D为Cl元素;根据E元素的价层电子排布式为(n-1)dn+6ns2,可推出E为Zn元素。(1)基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4。(2)根据能量最低原理、泡利原理和洪特规则可写出Cl原子价层电子的轨道表示式为 。(3)Zn为30号元素,在元素周期表中位于第四周期ⅡB族。(4)A2B2为H2O2,其电子式。(5)C与D形成的化合物为氯化铝,其化学式为AlCl3。
17.答案 (1)E (2)D (3)B (4)A (5)A
解析 根据表格数据可知Q的第一电离能最大,很可能是稀有气体;R和U的第二电离能均远远大于第一电离能,最外层电子数应为1。S的第三电离能远大于第二电离能,故S的最外层有2个电子;同理根据T的电离能数据可确定T最外层有3个电子。(1)结合表格中数据可知,R和U的第二电离能明显变大,可判断二者最外层电子数均为1,二者可能位于同一族,E正确。(3)根据上述分析可知R、S、T、U最高化合价分别为+1、+2、+3、+1,故各氯化物分别是RCl、SCl2、TCl3、UCl,故B正确。(4)S的第一、第二电离能较小,最外层电子数为2,最可能属于s区元素,A正确。(5)Q的电离能很大,可能为0族元素,化学性质和物理性质最像氦,A正确。
18.答案 (1)铜
(2)1s22s22p63s23p63d104s24p1
(3)cd
(4)HCHO
(5)H2O
解析 根据元素在周期表中的位置,可知P为H,A为C,B为N,C为O,D为F,E为Ne,F为Mg,G为Al,H为Si,I为Cr,J为Fe,K为Cu,Q为Ga。(1)K的元素名称为铜。(2)Q为Ga,核外电子数为31,则基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1。(3)同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,即原子半径:G>H>A>B,a错误;同周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但ⅡA、ⅤA族元素第一电离能高于同周期右侧相邻元素,故第一电离能:E>D>B>C,b错误;同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性A>H>G>Q,c正确;根据非金属性:B>A>H>G,可知最高价氧化物对应水化物的酸性:B>A>H>G,d正确。(4)由H、C、O三种元素形成的化合物,对H2的相对密度为15,可知该化合物的相对分子质量为30,则该化合物的结构简式为HCHO。(5)B为N,C为O,非金属性:N
19.答案 (1)ds 球 (2)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9 Cu+的最外层电子排布式为3d10,而Cu2+的最外层电子排布式为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以Cu2O稳定性强于CuO
(3)电子云 5 (4) (5)大于 N
解析 (1)29号元素Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素;其基态Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故最外层s电子的原子轨道呈球形。(2)基态Cu原子形成Cu2+时依次失去4s和3d上各1个电子,则基态Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。原子轨道中电子处于全满、全空、半满时原子具有的能量最低,其稳定性强,Cu+的最外层电子排布式为3d10,而Cu2+的最外层电子排布式为3d9,因为最外层电子排布达到全满时稳定,所以高温时固态Cu2O的稳定性强于CuO。(3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述,离核近的区域电子云密度较大,离核远的区域电子云密度较小;硼为5号元素,核外电子数为5,故基态硼原子中核外有5个运动状态不同的电子。(4)Fe3+的价层电子排布式为3d5,根据洪特规则和泡利原理,Fe3+的价层电子排布图为。(5)同一主族元素,元素电负性随着原子序数增大而减小,故电负性O>Se;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,故N、O、Se中第一电离能N最大。
20.答案 (1)第二周期第ⅣA族 HNO3+NH3 NH4NO3
(2)小于 (3)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)ds 2 K、Cr
(5)3d104p1 (6)Ni (7)2∶3
解析 根据X原子核外有6种不同运动状态的电子,可知X是C元素;由基态Y原子的2p原子轨道上有3个未成对的电子,可知Y为N元素;根据Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料,则该氧化物为Fe2O3,则Z是Fe元素;根据W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态,则W为Cu元素。(1)C元素在元素周期表中的位置是第二周期ⅣA族。Y的最高价氧化物对应水化物是HNO3,Y的最简单气态氢化物是NH3,二者反应的化学方程式为HNO3+NH3 NH4NO3。(2)C、N的最简单气态氢化物分别是CH4和NH3,由元素的非金属性越强气态氢化物越稳定,可知它们的稳定性:CH4
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