鲁科版高中化学选择性必修2章末综合测评1原子结构与元素性质含答案

章末综合测评(一)　原子结构与元素性质

(建议用时：90分钟)

一、选择题

1．(2021·江苏徐州月考)下列说法正确的是(　　)

A．[Ne]3s2表示的是基态Mg原子

B．3p2表示第三电子层有2个电子

C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小

D．2p、3p、4p能级最多容纳的电子数依次增多

A　[[Ne]3s2是基态Mg原子的电子排布式，故A正确；3p2表示3p能级填充了两个电子，故B错误；同一原子中，电子层数越大，离核越远，电子的能量越高，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高，故C错误；同一原子中，2p、3p、4p能级的原子轨道数均为3，所以均最多容纳6个电子，故D错误。]

2．下列关于氧的同位素18O的化学用语错误的是(　　)

D　[常见氧原子是16O，它与同位素18O的差异是中子数不同，而各选项的表示方式都不涉及中子数，所以只要看是否符合“氧原子”即可。D项，根据洪特规则，2p轨道中两个未成对电子的自旋状态应相同，错误。]

3．下列说法正确的是(　　)

A．s电子云在空间各个方向上的伸展程度相同

B．p电子云是平面“8”字形的

C．2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式一定为1s22s22p5

D．2d能级包含5个原子轨道，最多容纳10个电子

A　[p电子云形状是哑铃(纺锤)形，不是平面“8”字形，B项错误；2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式可能为1s22s22p1或1s22s22p5，C项错误；L层没有d能级，D项错误。]

4．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法正确的是(　　)

A．X的原子半径小于Y

B．X和Y的核电荷数之差为m－n

C．电负性：X>Y

D．第一电离能：X<Y

D　[Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，则X位于Y的下一周期，原子半径：X＞Y。X比Y更易失电子，第一电离能：X＜Y，电负性：X＜Y。X与Y的核电荷数之差为m＋n。]

5．(2020·天津学业水平等级考适应性测试)下列叙述正确的是(　　)

A．最高正化合价：P>N>O

B．第一电离能：Li>Na>K

C．热稳定性：H2O>HF>H2S

D．碱性：LiOH>NaOH>KOH

B　[O无最高正化合价，N和P的最高正化合价均为＋5，故A错误；Li、Na、K均为ⅠA族元素，核电荷数越大，金属性越强，越易失电子，第一电离能越小，则第一电离能Li>Na>K，故B正确；元素的非金属性F>O>S，则气态氢化物的热稳定性HF>H2O>H2S，故C错误；Li、Na、K均为ⅠA族元素，核电荷数越大，金属性越强，则最高价氧化物对应水化物的碱性强弱顺序为KOH>NaOH>LiOH，故D错误。]

6．13C—NMR(核磁共振)、15N－NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构。下列有关13C、15N的叙述正确的是(　　)

A．13C与15N有相同的中子数

B．13C的核外电子排布式为1s22s22p3

C．15N与14N互为同位素

D．15N的核外电子排布式为1s22s22p4

C　[A项中两种原子的中子数分别为7和8；B项中13C的核外电子数为6，所以核外电子排布式为1s22s22p2；C项符合同位素的概念；D项中15N的核外电子排布式应为1s22s22p3。]

7．(2021·湖北孝感期末)下列有关说法正确的是(　　)

A．电子云通常用小点的疏密来表示，小点密表示在该空间的电子数多

B．已知Sm的价电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价电子排布式为4f5

C．Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，所以Cu位于s区

D．原子光谱的特征谱线用于鉴定元素，从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时吸收能量

B　[电子云通常用小点的疏密来表示，小点密表示电子在此处单位体积内出现的概率大，A项错误；Sm3＋是由Sm原子失去3个价电子形成的离子，该原子中6s轨道上的2个价电子在最外层最容易失去，4f轨道上再失去一个电子形成Sm3＋，故Sm3＋的价电子排布式为4f5，B项正确；Cu的价电子排布式为3d104s1，所以Cu位于ds区，C项错误；电子由较高能级跃迁至较低能级时，释放能量，D项错误。]

8．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是(　　)

A．原子的价电子排布式为ns2np1～6的元素一定是主族元素

B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第ⅦA族元素

C．原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素一定位于第ⅢB～第ⅦB族

D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素

B　[0族元素原子的价电子排布式为1s2(氦)或ns2np6，故A项错误；原子的价电子排布式为(n－1)d6～8ns2的元素位于第Ⅷ族，故C项错误；基态原子的N层上只有1个电子的元素除了主族元素外，还有部分副族元素，如Cu、Cr，故D项错误。]

9．通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”时更加稳定，称为洪特规则的特例，下列事实能证明这个规则的是(　　)

①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能　②26Fe2＋容易失去电子转变为26Fe3＋，表现出较强的还原性　③基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2　④某种激发态碳(C)原子的电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2

A．①③　　 B．②③

C．③④    D．①②③④

B　[He为全充满，而氢为半充满，①错误；Fe2＋的价电子排布式为3d6，而Fe3＋的价电子排布式为3d5,3d5属于半充满状态，体系较稳定，故Fe2＋易失去电子变为稳定的Fe3＋，②正确；[Ar]3d104s1显然符合d能级全充满状态，为稳定结构，③正确；基态原子获得能量，2s能级上一个电子跃迁到2p能级上，而激发态不稳定，易变为基态，放出能量，④错误。]

10．X、Y、Z、W、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．简单离子半径：Y<W

B．元素的电负性：Z<W

C．R为氧元素

D．X与Z可以形成正四面体结构的分子

C　[X、Y、Z、W、R为五种短周期元素，X、Y原子最外层只有一个电子，为第ⅠA族元素；Z原子最外层有4个电子，位于第ⅣA族，W原子最外层有5个电子，位于第ⅤA族，R原子最外层有6个电子，位于第ⅥA族；Y原子半径最大，为Na元素，X原子半径最小，为H元素；Z原子和W原子半径接近，R原子半径大于Z且最外层电子数大于Z，所以Z是C元素、W是N元素、R为S元素；Na＋与N3－核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故简单离子半径：Y<W，A正确；C元素的电负性小于N元素，B正确；R为硫元素，C错误；X、Z可以形成CH4，甲烷分子是正四面体结构，D正确。]

11．(2020·山东学业水平等级考试模拟)下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是(　　)

A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2

B．第3、4周期同主族元素的原子序数均相差8

C．第4周期ⅡA族与ⅢA族元素的原子序数相差11

D．基态原子3d轨道上有5个电子的元素位于ⅥB族或ⅦB族

B　[ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2，故A正确；第3、4周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA均相差8，ⅢA族～0族均相差18，故B错误；第4周期ⅡA族元素原子序数为20，第4周期ⅢA族元素的原子序数为31，二者相差11，故C正确；基态原子3d轨道上有5个电子的元素原子的价电子排布式为(n－1)d5ns1或(n－1)d5ns2，该类元素位于ⅥB族或ⅦB族，故D正确。]

12．下表是第3周期部分元素的电离能[单位：eV(电子伏特)]数据，下列说法正确的是(　　)

A．甲的金属性比乙弱

B．乙的最高化合价为＋1价

C．丙一定为非金属元素

D．丁一定是金属元素

C　[甲、乙、丙、丁为第3周期元素，甲元素的第一电离能远远小于第二电离能，说明甲原子最外层有1个电子，失去1个电子时达到稳定结构，所以甲为Na元素；乙元素的第二电离能远远小于第三电离能，则乙原子最外层有2个电子，失去2个电子后达到稳定结构，所以乙为Mg元素，故甲的金属性比乙强，A错误。乙为Mg元素，最高化合价为＋2价，B错误。丙的第一电离能比乙大很多，可判断丙不是Al元素，且丙、丁元素的第一电离能、第二电离能、第三电离能相差不大，说明丙原子最外层电子数大于3，丙、丁一定为非金属元素，C正确，D错误。]

13．(2021·江苏徐州一中期末)如图所示为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是(　　)

A．电负性：Y>Z>M

B．离子半径：M－>Z2－>Y－

C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构

D．Z元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为

C　[由图示关系可推知：X为氦，Y为氟，M为氯，Z为硫。元素的电负性大小关系为F>Cl>S，A项错误；离子半径大小关系为S2－>Cl－>F－，B项错误；SCl2的电子式为，C项正确；S元素基态原子的最外层电子的轨道表示式为，D项错误。]

14．下表给出了8种短周期元素的部分性质，下列有关叙述正确的是(　　)

A．②号元素和③号元素位于同一周期

B．⑧号元素基态原子核外电子排布式为[He]2s22p1

C．上表元素范围内，⑥号元素最高价氧化物对应水化物的酸性最强

D．④号元素的原子序数小于⑥号元素的原子序数

B　[④和⑥都有最高化合价和最低化合价，都分别为＋5、－3，二者均位于ⅤA族，结合原子半径可知④为P，⑥为N；②和⑦最高化合价都是＋1，位于ⅠA族，⑦的原子半径大于②，则⑦为Na，②的原子半径大于N，则②为Li；①的最低化合价为－2，原子半径与N接近，则①为O；③的最高化合价为＋2，原子半径大于Li，则③为Mg；⑤的最高化合价和最低化合价分别为＋7、－1，位于ⅦA族，且其原子半径大于O，则⑤为Cl；⑧的最高化合价为＋3，位于ⅢA族，其原子半径比Mg小很多，则⑧为B。②为Li，③为Mg，Li位于第2周期，Mg位于第3周期，二者处于不同的周期，A项错误；⑧是B，其基态原子核外电子排布式为[He]2s22p1，B项正确；8种元素中，非金属性最强的是Cl，则最高价氧化物对应水化物酸性最强的是HClO4，⑥为N，最高价氧化物对应的水化物是HNO3，属于强酸但酸性比HClO4的弱，C项错误；④是P，原子序数是15；⑥是N，原子序数是7，所以原子序数④>⑥，D项错误。]

二、非选择题

15．(1)若元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间内有________个互相垂直的伸展方向；元素X的名称是________，它的简单氢化物的电子式是________。

(2)若元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么Y的元素符号为________，基态Y原子的轨道表示式为________。

[解析]　(1)因为元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3(或[He]2s22p3)，是氮元素。(2)当元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，有n－1＝2，则n＝3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)，是硫元素。

[答案]　(1)2p　3　氮　　

(2)S　(或[Ne]3s23p4)

16．W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。

(1)W位于元素周期表第________周期第________族，W的气态氢化物稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。

(2)Y的基态原子核外电子排布式是___________________________，Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。

(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是_____________________________。

[解析]　首先推出题中几种元素，W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，再结合原子序数的大小可知，W是氮元素，Y是硫元素，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，根据基态原子核外电子所遵循的原则，可以写出电子排布式为：1s22s22p63s23p1，X为铝元素，Z能够形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物，推知Z为铜元素，两种氧化物分别为Cu2O和CuO。

[答案]　(1)2　ⅤA　弱

(2)1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)　大

(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O

17．现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第4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。

(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：______。

(2)B元素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，原子轨道呈________形。

(3)某同学根据上述信息，推断C元素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________。

(4)E位于________族、________区，该元素基态原子的核外电子排布式为___________________。

(5)检验D元素的方法是____________________。

[解析]　由题给信息可知元素A、B、C、D、E分别为H、N、Mg、K、Mn。(1)离子化合物NH5为氢化铵。(2)N原子的基态原子中能量最高的电子为p电子，p电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形。(3)题图中3s轨道的两个电子自旋状态相同，违背了泡利不相容原理。(4)E元素位于周期表中第4周期ⅦB族，属于d区元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)。

[答案]　(1) 　(2)3　哑铃　(3)泡利不相容原理　(4)ⅦB　d　1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)　(5)焰色试验

18．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。

试回答下列问题：

(1)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________

____________________________________________________________________。

(2)o、p两种元素的部分电离能数据如下表所示：

比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是______________________________________________

___________________________________________________________________。

(3)表中所列的某主族元素的电离能情况如图所示，则该元素是上述元素中的________(填元素符号)。

[解析]　(1)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式辐射能量。(2)o为Mn元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，基态Mn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，其3d能级为半充满状态，相对比较稳定，失去第三个电子时比较困难，而基态p2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，其3d能级再失去一个电子即为半充满状态，形成相对比较稳定的结构，故其失去第三个电子比较容易。(3)由图可知，该元素的电离能I4远大于I3，故为第ⅢA族元素。

[答案]　(1)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式辐射能量

(2)Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，比较稳定

(3)Al