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专题2达标检测-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份专题2达标检测-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共18页。
专题2 原子结构与元素性质
本专题达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021辽宁锦州高二上期末)下列有关原子结构与性质的叙述中,不正确的是 ( )
A.2p和3p轨道形状均为纺锤形
B.第三周期中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
C.第四电子层有4个能级,最多容纳36个电子
D.主族元素处于元素周期表的s区和p区
2.(2021山东青岛高二上期末)下列价电子排布式对应的基态原子中,电负性最大的是 ( )
A.2s22p1 B.2s22p3
C.2s22p4 D.3s23p4
3.(2021江苏扬州高三上调研)下列关于O、Na、S、Cl、K元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.第一电离能:I1(K)>I1(Na)
B.沸点:H2S>H2O
C.原子半径:r(K)>r(Cl)>r(S)>r(O)
D.热稳定性:HCl>H2S
4.关于如图所示的元素,下列叙述正确的是 ( )
A.钛元素原子的M层上共有10个电子
B.钛元素是ds区的过渡元素
C.钛元素原子最外层上有4个电子
D.钛元素位于第三周期
5.(2020黑龙江牡丹江三中高二下期末)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.K+的结构示意图:
B.基态氮原子的轨道表示式:
C.水的电子式:H+[··O······]2-H+
D.基态铬原子(24Cr)的价电子排布式:3d44s2
6.(2021四川遂宁高二上期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素原子的核外电子总数满足X+Y=W+Z,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 ( )
A.电负性:W>X>Y
B.原子半径:Z>Y>X>W
C.X的含氧酸均为强酸
D.Y的最高价氧化物的水化物为强碱
7.(2020河北正定中学高二下月考)下列说法正确的是 ( )
A.任何一个电子层都有s、p、d、f四个能级
B.用n表示电子层序数,则每一电子层最多容纳的电子数为2n2
C.核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道
D.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
8.(2021湖北鄂州高二上期末质量监测)下列有关说法正确的是 ( )
A.基态氮原子的轨道表示式为
B.某基态原子的价电子排布式可能是3d54s1
C.第一电离能:O>N
D.基态F原子核外有9种能量不同的电子
9.(2021辽宁大连第二十四中学高二下开学检测)下列表示正确的是 ( )
A.钠原子由1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,吸收能量,由激发态转化成基态
B.第一电离能:Na
D.基态C原子2p能级的电子轨道表示式:
10.(2021山东省实验中学高三上模拟)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X是地壳中含量最高的元素,单质Z在X单质中燃烧火焰呈黄色,R基态原子最外层p能级有一对成对电子。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:X>R>Z>Y
B.X与Z组成的化合物肯定含有共价键
C.原子半径:Z>R>X>Y
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>R
11.(2021山东济南高二上学情诊断)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是 ( )
A.电负性最大的元素位于周期表的左下角
B.某基态原子的价电子排布式为4s24p1,该元素位于周期表第四周期ⅢA族
C.2s轨道在空间呈双球形分布
D.基态原子3p能级电子半充满的原子第一电离能小于3p能级有两个未成对电子的原子
12.(2021湖南师范大学附属中学高二上期末)硒(34Se)是人体必需的微量元素,它能有效提高人体免疫机能,降低癌症和心脑血管等疾病的发病率。下列有关说法错误的是 ( )
A.硒元素位于元素周期表中第15列
B.硒元素原子的价电子排布式为4s24p4
C.硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4
D.O和Se均为p区非金属元素
13.(2021江苏苏州高三下调研)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子核外有7个电子,Y在周期表中位于ⅡA族,Z与X属于同一主族,基态W原子的核外有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
D.元素Y、W的简单离子具有相同的电子层结构
14.(2021河南名校联盟高二下开学考试)下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。
X
Y
Z
R
W
J
下列说法正确的是 ( )
A.基态R原子的轨道表示式为
B.Y2-与Na+的半径大小关系为Y2->Na+
C.Y的第一电离能大于X的第一电离能
D.除J外电负性最大的元素为W
15.(2020山东青岛胶州高二上期末)m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,p、q元素位于同一族,且两者核电荷数之和为24,w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子。下列说法错误的是 ( )
A.m、n、p元素第一电离能依次增大
B.基态n元素原子的轨道表示式为
C.w元素原子的价电子排布式为3d104s1
D.w单质分别与p、q单质反应,产物中w的化合价不同
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(12分)(2020山东烟台第二中学高二下月考)下表列出了10种元素在周期表中的位置。用化学符号回答下列问题:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
第2周期
⑤
⑦
第3周期
①
③
⑥
⑧
⑩
第4周期
②
④
⑨
(1)10种元素中,第一电离能最大的是 ,电负性最小的金属元素是 。
(2)①③⑥三种元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是 。
(3)②③④三种元素形成的简单离子,离子半径由大到小的顺序是 。
(4)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为 、 。
(5)①和⑥的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为 。
(6)用电子式表示第三周期主族元素中电负性最小的元素和电负性最大的元素形成化合物的过程: 。
(7)⑨元素原子的价电子的轨道表示式为 。
17.(9分)下表给出了14种元素的电负性:
元素
电负性
元素
电负性
元素
电负性
Al
1.5
B
2.0
Be
1.5
C
2.5
Cl
3.0
F
4.0
Li
1.0
Mg
1.2
N
3.0
Na
0.9
O
3.5
P
2.1
S
2.5
Si
1.8
(1)从表中可看出同一周期中,从左到右,主族元素的电负性 ;同一主族中,从上到下,元素的电负性 。主族元素的电负性随原子序数递增呈 变化。
(2)短周期主族元素中,电负性最大的元素与电负性最小的元素形成的化合物属于 化合物。
(3)已知:两成键元素间的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键,两成键元素间的电负性差值小于1.7时,通常形成共价键。Mg3N2、BeCl2、AlCl3、SiC中为离子化合物的是 ,为共价化合物的是 。
18.(12分)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中,第一电离能较大的是 ,基态原子核外未成对电子数较多的是 。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。
①氮原子的价电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;
氮元素的E1呈现异常的原因是
。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为 3373As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
19.(10分)现有六种元素A、B、C、D、E、F,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D元素原子的第一至第四电离能分别是:
I1=738 kJ·mol-1;I2=1 451 kJ·mol-1;I3=7 733 kJ·mol-1;I4=10 540 kJ·mol-1
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第8纵列
(1)某同学根据上述信息,推断A基态原子的轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违背了 。
(2)B元素的电负性 (填“大于”“小于”或“等于”)C元素的电负性。
(3)C与D形成的化合物所含有的化学键类型为 。
(4)E基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个伸展方向。
(5)下列关于F原子的价电子轨道表示式正确的是 。
(6)基态F3+核外电子排布式为 。过量单质F与B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液完全反应,生成BC气体,该反应的离子方程式为 。
20.(12分)科学家合成了一种新化合物(如图所示)。其中W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,W是所在周期中第一电离能最小的元素,Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,Z元素的原子核外最外层电子数是X元素原子核外电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为 (用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为 。
(3)基态X原子价电子轨道表示式为 。
(4)W元素基态原子核外电子有 种运动状态,其中电子占据能量最高的原子轨道符号为 。
(5)X的电负性 (填“大于”或“小于”)Y。
答案全解全析
专题2 原子结构与元素性质
本专题达标检测
1.C s轨道为球形,p轨道为纺锤形,所以2p和3p轨道形状均为纺锤形,A项正确;在第三周期的元素中,第一电离能介于Mg与S之间的只有Si元素1种,B项正确;第四电子层有4个能级,排满状态为4s24p64d104f14,最多容纳32个电子,C项错误;主族元素由短周期和长周期元素组成,位于周期表的s区和p区,D项正确。
2.C 选项中A、B、C、D对应的元素分别为B、N、O、S,其中电负性最大的是O。C项正确。
3.D 同主族元素从上至下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:I1(K)S,故氢化物热稳定性:HCl>H2S,故D正确。
4.A 钛元素原子的M层为第三层,其电子排布式为3s23p63d2,共有10个电子,A正确;钛元素是d区的过渡元素,B错误;钛元素原子最外层有2个电子,C错误;钛元素位于第四周期,D错误。
5.B K+的结构示意图为,A错误;根据核外电子排布规律可知基态氮原子的轨道表示式为 ,B正确;水是共价化合物,含有共价键,水的电子式为H×·O····×·H,C错误;基态铬原子(24Cr)的价电子排布式为3d54s1,D错误。
6.D 根据题干信息可知,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,则XW3为NH3,WZ为HCl,所以W为H元素,X为N元素,Z为Cl元素,又四种元素原子的核外电子总数满足X+Y=W+Z,则Y的核外电子总数为11,Y为Na元素。同一周期主族元素原子的电负性从左到右依次增大,同一主族元素原子的电负性从上到下呈现减小的趋势,故三种元素的电负性从大到小顺序为N>H>Na,A项错误;同周期主族元素从左至右原子半径依次减小,同主族元素从上至下原子半径依次增大,则原子半径:Na>Cl>N>H,B项错误;N元素的含氧酸不一定全是强酸,如HNO2为弱酸,C项错误;Na的最高价氧化物的水化物为NaOH,属于强碱,D项正确。
7.B K层只有s能级,A项错误;核外电子运动的概率密度分布图是电子云,C项错误;同一原子中,2p、3p、4p能级都有3个轨道,D项错误。
8.B N原子的轨道表示式为 ,A项错误;Cr元素的价电子排布式是3d54s1,B项正确;N元素2p轨道半充满,比较稳定,第一电离能:O
11.B 非金属性越强,则电负性越大,电负性最大的元素位于周期表的右上角,A项错误;某基态原子的价电子排布式为4s24p1,可知最外层为第四层,且含有3个电子,该元素位于周期表第四周期ⅢA族,B项正确;2s轨道在空间呈球形分布,C项错误;核外电子半充满为稳定结构,则基态原子3p能级电子半充满的原子第一电离能大于3p能级有两个未成对电子的原子,D项错误。
12.A O、S、Se位于同一主族,硒元素位于元素周期表中第16列,A项错误;硒(34Se)元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4,价电子排布式为4s24p4,B项正确;硒是第ⅥA族元素,Se的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,C项正确;O和Se价电子排布式为ns2np4,都为p区非金属元素,D项正确。
13.B X原子核外有7个电子,则X为N元素;Y在周期表中位于ⅡA族,且原子序数大于N,则Y为Mg元素;Z与X属于同一主族,则Z为P元素;基态W原子的核外有2个未成对电子,且原子序数大于P,则为S元素。一般电子层数越多原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,所以原子半径:Mg>P>S>N,A错误;同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势,但P元素的3p轨道半满,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:MgP,则最高价氧化物对应水化物的酸性N>P,即X>Z,C错误;元素Y的简单离子为Mg2+,有两个电子层,元素W的简单离子为S2-,有三个电子层,D错误。
14.B 由J为0族元素及元素在周期表的位置可知,X、Y、Z位于第二周期,R位于第三周期,W位于第四周期,J为第五周期的Xe,则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。基态R原子3p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误;O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确;N原子的2p能级处于半充满状态,N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;除J外电负性最大的元素为F,D项错误。
15.A m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故m为C元素;w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故w为Cu元素;p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于碳而小于Cu,且两者核电荷数之和为24,可推知p为O元素、q为S元素;n的原子序数介于C、O之间,故n为N元素。同周期元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于相邻元素,故第一电离能:C
(2)NaOH
(3)r(K+)>r(Ca2+)>r(Mg2+)
(4)NaOH HBrO4
(5)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O
(6)
(7)
解析 根据题表可知,①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩元素分别是Na、K、Mg、Ca、B、Al、N、Cl、Br、Ar。(1)Ar最外层有8个电子,结构稳定,10种元素中,第一电离能最大的是Ar;同周期主族元素从左到右电负性增大,同主族元素从上到下电负性呈减小趋势,所以电负性最小的金属元素是K。(2)同周期的主族元素从左到右,金属性减弱,金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强,Na、Mg、Al三种元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是NaOH。(3)一般微粒电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以K+、Mg2+、Ca2+三种离子半径由大到小的顺序是r(K+)>r(Ca2+)>r(Mg2+)。(4)Na的最高价为+1价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为NaOH;Br的最高价是+7价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为HBrO4。(5)Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH,Al的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,NaOH、Al(OH)3相互反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O。(6)第三周期主族元素中电负性最小的元素是Na,电负性最大的元素是Cl,NaCl为离子化合物,用电子式表示NaCl的形成过程为。(7)Br是35号元素,原子核外有35个电子,价电子排布式是4s24p5,价电子的轨道表示式为 。
17.答案 (1)逐渐增大 逐渐减小 周期性
(2)离子
(3)Mg3N2 BeCl2、AlCl3、SiC
解析 (1)由题表中数据可知,第二周期元素从Li→F,随着原子序数的递增,元素的电负性逐渐增大,第三周期元素从Na→Cl,随着原子序数的递增,元素的电负性也逐渐增大;同一主族中,从上到下,元素的电负性逐渐减小。(2)短周期主族元素中,电负性最大的是F,电负性最小的是Na,两者形成的化合物的化学式为NaF,NaF属于离子化合物。(3)Mg3N2中两元素电负性差值为3.0-1.2=1.8,大于1.7,形成离子键,属于离子化合物;BeCl2中两元素电负性差值为3.0-1.5=1.5,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物;AlCl3中两元素电负性差值为3.0-1.5=1.5,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物;SiC中两元素电负性差值为2.5-1.8=0.7,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物。
18.答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
(2)① ②同周期主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大 基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子
(3)D
解析 (1)Co是27号元素,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故Mn的第一电离能小于Se,同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故Se的第一电离能小于O,则第一电离能:Mn
②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。
(3)N和As是第ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等多种氧化物,A项正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则AsH3、H2S、HCl的稳定性逐渐增强,B项正确;中子数=质量数-质子数,则 3373As的中子数为73-33=40,C项正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左往右原子半径减小,则原子半径由大到小的顺序为As、Si、Cl,D项错误。
19.答案 (1)洪特规则 (2)小于 (3)离子键 (4)3 (5)c
(6)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O
解析 (1)根据题意,可知A为C,A基态原子的轨道表示式应为 ,该同学所画的轨道表示式违背了洪特规则。(2)由B元素原子的核外p电子数比s电子数少1知B为N,由C元素基态原子p轨道有两个未成对电子且原子序数比B大知C为O,N的电负性小于O,所以B元素的电负性小于C元素的电负性。(3)根据电离能知D为镁元素,C与D形成的化合物MgO为离子化合物,所含化学键为离子键。(4)由E原子核外所有p轨道全满或半满并结合题意知E为磷元素。E基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有3个伸展方向。(5)F为第四周期元素且在周期表的第8纵列,则F为铁元素,F原子的价电子轨道表示式为 。(6)基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。过量单质铁与硝酸的稀溶液完全反应,生成NO气体,该反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O。
20.答案 (1)Na>Si>P>Cl
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3)
(4)11 3s
(5)小于
解析 W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,据题图可知X能形成4个共价键,则应为第ⅣA族元素,Z原子核外最外层电子数是X原子核外电子数的一半,X为C或Si,若X为C,则Z为B,不符合题图成键规律,所以X为Si,Z为Cl,四种元素位于第三周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,即Y为P元素;根据题图可知,W元素的阳离子带一个单位正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。
(1)同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。
(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。
(3)Si处于元素周期表中第三周期第ⅣA族,基态Si的价电子排布式为3s23p2,则基态硅原子价电子的轨道表示式是 。
(4)Na的核外电子数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外有11种不同的运动状态的电子;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。
(5)同周期元素原子P比Si吸引电子能力强,所以Si的电负性小于P。
专题2 原子结构与元素性质
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(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2021辽宁锦州高二上期末)下列有关原子结构与性质的叙述中,不正确的是 ( )
A.2p和3p轨道形状均为纺锤形
B.第三周期中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
C.第四电子层有4个能级,最多容纳36个电子
D.主族元素处于元素周期表的s区和p区
2.(2021山东青岛高二上期末)下列价电子排布式对应的基态原子中,电负性最大的是 ( )
A.2s22p1 B.2s22p3
C.2s22p4 D.3s23p4
3.(2021江苏扬州高三上调研)下列关于O、Na、S、Cl、K元素及其化合物的说法正确的是 ( )
A.第一电离能:I1(K)>I1(Na)
B.沸点:H2S>H2O
C.原子半径:r(K)>r(Cl)>r(S)>r(O)
D.热稳定性:HCl>H2S
4.关于如图所示的元素,下列叙述正确的是 ( )
A.钛元素原子的M层上共有10个电子
B.钛元素是ds区的过渡元素
C.钛元素原子最外层上有4个电子
D.钛元素位于第三周期
5.(2020黑龙江牡丹江三中高二下期末)下列有关化学用语表示正确的是 ( )
A.K+的结构示意图:
B.基态氮原子的轨道表示式:
C.水的电子式:H+[··O······]2-H+
D.基态铬原子(24Cr)的价电子排布式:3d44s2
6.(2021四川遂宁高二上期末)W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,四种元素原子的核外电子总数满足X+Y=W+Z,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是 ( )
A.电负性:W>X>Y
B.原子半径:Z>Y>X>W
C.X的含氧酸均为强酸
D.Y的最高价氧化物的水化物为强碱
7.(2020河北正定中学高二下月考)下列说法正确的是 ( )
A.任何一个电子层都有s、p、d、f四个能级
B.用n表示电子层序数,则每一电子层最多容纳的电子数为2n2
C.核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道
D.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
8.(2021湖北鄂州高二上期末质量监测)下列有关说法正确的是 ( )
A.基态氮原子的轨道表示式为
B.某基态原子的价电子排布式可能是3d54s1
C.第一电离能:O>N
D.基态F原子核外有9种能量不同的电子
9.(2021辽宁大连第二十四中学高二下开学检测)下列表示正确的是 ( )
A.钠原子由1s22s22p63p1→1s22s22p63s1时,吸收能量,由激发态转化成基态
B.第一电离能:Na
D.基态C原子2p能级的电子轨道表示式:
10.(2021山东省实验中学高三上模拟)短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,X是地壳中含量最高的元素,单质Z在X单质中燃烧火焰呈黄色,R基态原子最外层p能级有一对成对电子。下列说法正确的是 ( )
A.电负性:X>R>Z>Y
B.X与Z组成的化合物肯定含有共价键
C.原子半径:Z>R>X>Y
D.气态氢化物的稳定性:X>Y>R
11.(2021山东济南高二上学情诊断)下列关于原子结构与元素周期表的说法正确的是 ( )
A.电负性最大的元素位于周期表的左下角
B.某基态原子的价电子排布式为4s24p1,该元素位于周期表第四周期ⅢA族
C.2s轨道在空间呈双球形分布
D.基态原子3p能级电子半充满的原子第一电离能小于3p能级有两个未成对电子的原子
12.(2021湖南师范大学附属中学高二上期末)硒(34Se)是人体必需的微量元素,它能有效提高人体免疫机能,降低癌症和心脑血管等疾病的发病率。下列有关说法错误的是 ( )
A.硒元素位于元素周期表中第15列
B.硒元素原子的价电子排布式为4s24p4
C.硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4
D.O和Se均为p区非金属元素
13.(2021江苏苏州高三下调研)短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子核外有7个电子,Y在周期表中位于ⅡA族,Z与X属于同一主族,基态W原子的核外有2个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:r(X)
D.元素Y、W的简单离子具有相同的电子层结构
14.(2021河南名校联盟高二下开学考试)下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。
X
Y
Z
R
W
J
下列说法正确的是 ( )
A.基态R原子的轨道表示式为
B.Y2-与Na+的半径大小关系为Y2->Na+
C.Y的第一电离能大于X的第一电离能
D.除J外电负性最大的元素为W
15.(2020山东青岛胶州高二上期末)m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,p、q元素位于同一族,且两者核电荷数之和为24,w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子。下列说法错误的是 ( )
A.m、n、p元素第一电离能依次增大
B.基态n元素原子的轨道表示式为
C.w元素原子的价电子排布式为3d104s1
D.w单质分别与p、q单质反应,产物中w的化合价不同
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(12分)(2020山东烟台第二中学高二下月考)下表列出了10种元素在周期表中的位置。用化学符号回答下列问题:
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
第2周期
⑤
⑦
第3周期
①
③
⑥
⑧
⑩
第4周期
②
④
⑨
(1)10种元素中,第一电离能最大的是 ,电负性最小的金属元素是 。
(2)①③⑥三种元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是 。
(3)②③④三种元素形成的简单离子,离子半径由大到小的顺序是 。
(4)①和⑨的最高价氧化物对应的水化物的化学式分别为 、 。
(5)①和⑥的最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为 。
(6)用电子式表示第三周期主族元素中电负性最小的元素和电负性最大的元素形成化合物的过程: 。
(7)⑨元素原子的价电子的轨道表示式为 。
17.(9分)下表给出了14种元素的电负性:
元素
电负性
元素
电负性
元素
电负性
Al
1.5
B
2.0
Be
1.5
C
2.5
Cl
3.0
F
4.0
Li
1.0
Mg
1.2
N
3.0
Na
0.9
O
3.5
P
2.1
S
2.5
Si
1.8
(1)从表中可看出同一周期中,从左到右,主族元素的电负性 ;同一主族中,从上到下,元素的电负性 。主族元素的电负性随原子序数递增呈 变化。
(2)短周期主族元素中,电负性最大的元素与电负性最小的元素形成的化合物属于 化合物。
(3)已知:两成键元素间的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键,两成键元素间的电负性差值小于1.7时,通常形成共价键。Mg3N2、BeCl2、AlCl3、SiC中为离子化合物的是 ,为共价化合物的是 。
18.(12分)按要求回答下列问题:
(1)研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。
Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中,第一电离能较大的是 ,基态原子核外未成对电子数较多的是 。
(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl。
①氮原子的价电子轨道表示式为 。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。
其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ;
氮元素的E1呈现异常的原因是
。
(3)已知As元素的相关信息如图所示,下列说法不正确的是 。
A.推测As能形成多种氧化物
B.热稳定性:AsH3、H2S、HCl逐渐增强
C.As的一种核素表示为 3373As,中子数为40
D.原子半径由大到小的顺序:As、Cl、Si
19.(10分)现有六种元素A、B、C、D、E、F,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D元素原子的第一至第四电离能分别是:
I1=738 kJ·mol-1;I2=1 451 kJ·mol-1;I3=7 733 kJ·mol-1;I4=10 540 kJ·mol-1
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第8纵列
(1)某同学根据上述信息,推断A基态原子的轨道表示式为,该同学所画的轨道表示式违背了 。
(2)B元素的电负性 (填“大于”“小于”或“等于”)C元素的电负性。
(3)C与D形成的化合物所含有的化学键类型为 。
(4)E基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有 个伸展方向。
(5)下列关于F原子的价电子轨道表示式正确的是 。
(6)基态F3+核外电子排布式为 。过量单质F与B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液完全反应,生成BC气体,该反应的离子方程式为 。
20.(12分)科学家合成了一种新化合物(如图所示)。其中W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,W是所在周期中第一电离能最小的元素,Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,Z元素的原子核外最外层电子数是X元素原子核外电子数的一半。
回答下列问题:
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为 (用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为 。
(3)基态X原子价电子轨道表示式为 。
(4)W元素基态原子核外电子有 种运动状态,其中电子占据能量最高的原子轨道符号为 。
(5)X的电负性 (填“大于”或“小于”)Y。
答案全解全析
专题2 原子结构与元素性质
本专题达标检测
1.C s轨道为球形,p轨道为纺锤形,所以2p和3p轨道形状均为纺锤形,A项正确;在第三周期的元素中,第一电离能介于Mg与S之间的只有Si元素1种,B项正确;第四电子层有4个能级,排满状态为4s24p64d104f14,最多容纳32个电子,C项错误;主族元素由短周期和长周期元素组成,位于周期表的s区和p区,D项正确。
2.C 选项中A、B、C、D对应的元素分别为B、N、O、S,其中电负性最大的是O。C项正确。
3.D 同主族元素从上至下,第一电离能逐渐减小,故第一电离能:I1(K)
4.A 钛元素原子的M层为第三层,其电子排布式为3s23p63d2,共有10个电子,A正确;钛元素是d区的过渡元素,B错误;钛元素原子最外层有2个电子,C错误;钛元素位于第四周期,D错误。
5.B K+的结构示意图为,A错误;根据核外电子排布规律可知基态氮原子的轨道表示式为 ,B正确;水是共价化合物,含有共价键,水的电子式为H×·O····×·H,C错误;基态铬原子(24Cr)的价电子排布式为3d54s1,D错误。
6.D 根据题干信息可知,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,化合物XW3与WZ相遇会产生白烟,则XW3为NH3,WZ为HCl,所以W为H元素,X为N元素,Z为Cl元素,又四种元素原子的核外电子总数满足X+Y=W+Z,则Y的核外电子总数为11,Y为Na元素。同一周期主族元素原子的电负性从左到右依次增大,同一主族元素原子的电负性从上到下呈现减小的趋势,故三种元素的电负性从大到小顺序为N>H>Na,A项错误;同周期主族元素从左至右原子半径依次减小,同主族元素从上至下原子半径依次增大,则原子半径:Na>Cl>N>H,B项错误;N元素的含氧酸不一定全是强酸,如HNO2为弱酸,C项错误;Na的最高价氧化物的水化物为NaOH,属于强碱,D项正确。
7.B K层只有s能级,A项错误;核外电子运动的概率密度分布图是电子云,C项错误;同一原子中,2p、3p、4p能级都有3个轨道,D项错误。
8.B N原子的轨道表示式为 ,A项错误;Cr元素的价电子排布式是3d54s1,B项正确;N元素2p轨道半充满,比较稳定,第一电离能:O
11.B 非金属性越强,则电负性越大,电负性最大的元素位于周期表的右上角,A项错误;某基态原子的价电子排布式为4s24p1,可知最外层为第四层,且含有3个电子,该元素位于周期表第四周期ⅢA族,B项正确;2s轨道在空间呈球形分布,C项错误;核外电子半充满为稳定结构,则基态原子3p能级电子半充满的原子第一电离能大于3p能级有两个未成对电子的原子,D项错误。
12.A O、S、Se位于同一主族,硒元素位于元素周期表中第16列,A项错误;硒(34Se)元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p4,价电子排布式为4s24p4,B项正确;硒是第ⅥA族元素,Se的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4,C项正确;O和Se价电子排布式为ns2np4,都为p区非金属元素,D项正确。
13.B X原子核外有7个电子,则X为N元素;Y在周期表中位于ⅡA族,且原子序数大于N,则Y为Mg元素;Z与X属于同一主族,则Z为P元素;基态W原子的核外有2个未成对电子,且原子序数大于P,则为S元素。一般电子层数越多原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越小原子半径越大,所以原子半径:Mg>P>S>N,A错误;同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势,但P元素的3p轨道半满,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:Mg
14.B 由J为0族元素及元素在周期表的位置可知,X、Y、Z位于第二周期,R位于第三周期,W位于第四周期,J为第五周期的Xe,则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。基态R原子3p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误;O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确;N原子的2p能级处于半充满状态,N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;除J外电负性最大的元素为F,D项错误。
15.A m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故m为C元素;w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故w为Cu元素;p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于碳而小于Cu,且两者核电荷数之和为24,可推知p为O元素、q为S元素;n的原子序数介于C、O之间,故n为N元素。同周期元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于相邻元素,故第一电离能:C
(2)NaOH
(3)r(K+)>r(Ca2+)>r(Mg2+)
(4)NaOH HBrO4
(5)Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O
(6)
(7)
解析 根据题表可知,①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩元素分别是Na、K、Mg、Ca、B、Al、N、Cl、Br、Ar。(1)Ar最外层有8个电子,结构稳定,10种元素中,第一电离能最大的是Ar;同周期主族元素从左到右电负性增大,同主族元素从上到下电负性呈减小趋势,所以电负性最小的金属元素是K。(2)同周期的主族元素从左到右,金属性减弱,金属性越强,最高价氧化物对应的水化物碱性越强,Na、Mg、Al三种元素最高价氧化物对应的水化物中,碱性最强的是NaOH。(3)一般微粒电子层数越多半径越大,电子层数相同时,质子数越多半径越小,所以K+、Mg2+、Ca2+三种离子半径由大到小的顺序是r(K+)>r(Ca2+)>r(Mg2+)。(4)Na的最高价为+1价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为NaOH;Br的最高价是+7价,最高价氧化物对应的水化物的化学式为HBrO4。(5)Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH,Al的最高价氧化物对应的水化物是Al(OH)3,NaOH、Al(OH)3相互反应生成偏铝酸钠和水,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH- AlO2-+2H2O。(6)第三周期主族元素中电负性最小的元素是Na,电负性最大的元素是Cl,NaCl为离子化合物,用电子式表示NaCl的形成过程为。(7)Br是35号元素,原子核外有35个电子,价电子排布式是4s24p5,价电子的轨道表示式为 。
17.答案 (1)逐渐增大 逐渐减小 周期性
(2)离子
(3)Mg3N2 BeCl2、AlCl3、SiC
解析 (1)由题表中数据可知,第二周期元素从Li→F,随着原子序数的递增,元素的电负性逐渐增大,第三周期元素从Na→Cl,随着原子序数的递增,元素的电负性也逐渐增大;同一主族中,从上到下,元素的电负性逐渐减小。(2)短周期主族元素中,电负性最大的是F,电负性最小的是Na,两者形成的化合物的化学式为NaF,NaF属于离子化合物。(3)Mg3N2中两元素电负性差值为3.0-1.2=1.8,大于1.7,形成离子键,属于离子化合物;BeCl2中两元素电负性差值为3.0-1.5=1.5,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物;AlCl3中两元素电负性差值为3.0-1.5=1.5,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物;SiC中两元素电负性差值为2.5-1.8=0.7,小于1.7,形成共价键,属于共价化合物。
18.答案 (1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 O Mn
(2)① ②同周期主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大 基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个电子
(3)D
解析 (1)Co是27号元素,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,故Mn的第一电离能小于Se,同主族元素从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,故Se的第一电离能小于O,则第一电离能:Mn
②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的电负性增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。
(3)N和As是第ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等多种氧化物,A项正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则AsH3、H2S、HCl的稳定性逐渐增强,B项正确;中子数=质量数-质子数,则 3373As的中子数为73-33=40,C项正确;一般电子层数越多,原子半径越大,同周期主族元素从左往右原子半径减小,则原子半径由大到小的顺序为As、Si、Cl,D项错误。
19.答案 (1)洪特规则 (2)小于 (3)离子键 (4)3 (5)c
(6)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5 3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O
解析 (1)根据题意,可知A为C,A基态原子的轨道表示式应为 ,该同学所画的轨道表示式违背了洪特规则。(2)由B元素原子的核外p电子数比s电子数少1知B为N,由C元素基态原子p轨道有两个未成对电子且原子序数比B大知C为O,N的电负性小于O,所以B元素的电负性小于C元素的电负性。(3)根据电离能知D为镁元素,C与D形成的化合物MgO为离子化合物,所含化学键为离子键。(4)由E原子核外所有p轨道全满或半满并结合题意知E为磷元素。E基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有3个伸展方向。(5)F为第四周期元素且在周期表的第8纵列,则F为铁元素,F原子的价电子轨道表示式为 。(6)基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。过量单质铁与硝酸的稀溶液完全反应,生成NO气体,该反应的离子方程式为3Fe+8H++2NO3-3Fe2++2NO↑+4H2O。
20.答案 (1)Na>Si>P>Cl
(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3)
(4)11 3s
(5)小于
解析 W、X、Y、Z为短周期元素,且位于同一周期,据题图可知X能形成4个共价键,则应为第ⅣA族元素,Z原子核外最外层电子数是X原子核外电子数的一半,X为C或Si,若X为C,则Z为B,不符合题图成键规律,所以X为Si,Z为Cl,四种元素位于第三周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,即Y为P元素;根据题图可知,W元素的阳离子带一个单位正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。
(1)同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。
(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5。
(3)Si处于元素周期表中第三周期第ⅣA族,基态Si的价电子排布式为3s23p2,则基态硅原子价电子的轨道表示式是 。
(4)Na的核外电子数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外有11种不同的运动状态的电子;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。
(5)同周期元素原子P比Si吸引电子能力强,所以Si的电负性小于P。
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