高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构同步训练题

第一章测评

(时间:60分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)

1.对原子结构的认识是理解元素周期律和元素周期性的理论基础。下列说法错误的是(　　)。

A.s电子的电子云轮廓图是球形

B.处于最低能量状态的原子叫基态原子

C.同一原子中,3s电子的能量大于4s电子的能量

D.同一原子中,3p能级的轨道数等于4p能级的轨道数

答案:C

解析:在同一原子不同能层的相同能级符号中,能层序数越大,该能级上电子的能量越高,所以3s电子的能量小于4s电子的能量,C项错误。

2.下列电子排布式中,原子处于激发状态的是(　　)。

A.1s22s22p5

B.1s22s22p43s2

C.1s22s22p63s23p63d54s2

D.1s22s22p63s23p63d34s2

答案:B

解析:B项中原子的核外电子没有填充满2p能级,就填充到了能量更高的3s能级,与基态原子核外电子填充的能级顺序不符,原子能量较高,处于激发态。

3.以下核外电子排布的表示方法中,能表示该原子处于能量最低状态的是(　　)。

A.N:

B.F:

C.Fe:[Ar]3d54s2

D.Cu:[Ar]3d104s1

答案:D

解析:A项不符合洪特规则,2p轨道上的3个电子应分占三个轨道且自旋平行时能量最低;B项中F的轨道表示式应为;C项中Fe是26号元素,而非25号元素,简化电子排布式应为[Ar]3d64s2;D项符合洪特规则,原子处于能量最低状态。

4.基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有(　　)。

A.1种 B.2种

C.3种 D.8种

答案:C

解析:基态原子4s能级只有1个电子分两种情况。情况一是按照能级顺序正常填充:1s22s22p63s23p64s1,为19K;情况二是按照洪特规则的特例填充:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为24Cr和29Cu。

5.下列选项中,第二电离能最大的元素原子所对应的核外电子排布式为(　　)。

A.1s2 B.1s22s1

C.1s22s2 D.1s22s22p1

答案:B

解析:1s22s1失去1个电子后成为稳定的1s2结构,再失1个电子需要很高的能量。

6.龋齿通常是有机酸溶解牙齿中的Ca5(PO4)3(OH)形成的。用化学用语表示Ca5(PO4)3(OH)的相关粒子,其中正确的是(　　)。

A.Ca2+的结构示意图:

B.OH-的电子式:H]-

C.中子数为15的磷原子P

D.基态O原子的价层轨道表示式:

答案:B

解析:Ca2+的结构示意图为,A项错误。中子数为15的磷原子,质量数为30,符号为P,C项错误。基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,轨道表示式为,D项错误。

7.下列说法正确的是(　　)。

A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大

B.V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大

C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小

D.O、F、Ne的电负性逐渐增大

答案:C

解析:一般情况下,同一周期第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能,故Mg的第一电离能比Al的第一电离能大,A项错误;V、Mn原子的最外层电子数都是2个,而Cr原子处于3d、4s轨道的半充满的稳定状态,最外层电子数只有1个,B项错误;S2-、Cl-、K+是核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小,C项正确;F的电负性比O的电负性大,而Ne的各原子轨道处于全充满的稳定状态,电负性较小,D项错误。

8.已知短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于R的描述正确的是(　　)。

A.R的氧化物都能溶于水

B.R的最高价氧化物对应水化物的化学式都是H2RO3

C.R都是非金属元素

D.R的氧化物都能与NaOH溶液反应

答案:C

解析:由短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子可知,可能有两种情况:p能级上只有两个电子,为第ⅣA族元素;p能级上有4个电子,为第ⅥA族元素。第ⅣA族元素Si的氧化物SiO2难溶于水,A项错误;第ⅣA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO3,但第ⅥA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO4,B项错误;短周期第ⅥA族和第ⅣA族元素均为非金属元素,C项正确;R的氧化物如CO与NaOH溶液不反应,D项错误。

9.已知某元素+2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,该元素在周期表中的位置是(　　)。

A.第三周期第Ⅷ族,p区

B.第三周期第ⅤB族,d区

C.第四周期第ⅠB族,ds区

D.第四周期第ⅤB族,f区

答案:C

解析:题给+2价离子的核外有27个电子,则该元素原子核外有29个电子,29号元素是铜,位于第四周期ⅠB族,位于ds区。

10.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是(　　)。

A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4

B.Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族

C.X元素所在周期中所含非金属元素最多

D.Z元素原子的核外电子排布式为

1s22s22p63s23p63d104s24p3

答案:A

解析:因为Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经充满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4,A项错误,B项正确;Y为S元素,X为F元素,第二周期所含非金属元素最多,C项正确;Z为As元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。

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.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在周期表中位于第ⅡA族,Z与X属于同一主族,基态W原子的核外有两个未成对电子。下列说法正确的是(　　)。

A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)

B.第一电离能:I1(Y)<I1(W)<I1(Z)

C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强

D.元素Y、W的简单离子具有相同的电子层结构

答案:B

解析:X原子核外有7个电子,则为N元素;Y在周期表中位于第ⅡA族,且原子序数大于N的原子序数,则Y为Mg元素;Z与X属于同一主族,则Z为P元素;基态W原子的核外有两个未成对电子,且原子序数大于P的原子序数,则为S元素。能层数越大原子半径越大,能层数相同,核电荷数越小半径越大,所以原子半径Mg>P>S>N,即r(X)<r(W)<r(Z)<r(Y),A项错误。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能级轨道半充满,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能Mg<S<P,即I1(Y)<I1(W)<I1(Z),B项正确。同主族自上而下非金属性减弱,所以非金属性N>P,则最高价氧化物对应水化物的酸性N>P,即X>Z,C项错误。元素Y的简单离子为Mg2+,核外电子排布式为1s22s22p6;元素W的简单离子为S2-,核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,D项错误。

12.如图为元素周期表中短周期的一部分,下列说法不正确的是(　　)。

A.离子半径:M>Z>Y

B.电负性:Y>M>Z

C.简单气态氢化物的稳定性:Y>M>Z

D.Y元素基态原子的价层电子排布式:2s22p5

答案:A

解析:四种元素均为短周期元素,根据在周期表中的位置可知X为He、Y为F、Z为S、M为Cl。离子半径比较先看能层数,能层数大则半径大,层数相同时核电荷数越多则半径越小,Z、M的简单离子有三个电子层,Y的简单离子有两个电子层,其核电荷数Z<M,则离子半径Z>M>Y,A项错误。同周期元素从左到右电负性增强,同主族同上到下电负性减弱,则电负性Y>M>Z,B项正确。元素的非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,非金属性Y>M>Z,则形成气态氢化物的稳定性Y>M>Z,C项正确。Y为F,原子序数为9,价层电子排布式为2s22p5,D项正确。

13.主族元素A和B可形成AB2型离子化合物,则A、B两元素原子的最外层电子排布式分别为(　　)。

A.ns2np2和ns2np4 

B.ns1和ns2np4

C.ns2和ns2np5 

D.ns1和ns2

答案:C

解析:A和B为主族元素,且两者能形成AB2型离子化合物,则A为第ⅡA族元素,B为第ⅦA族元素,故A元素原子的最外层电子排布式为ns2,B元素原子的最外层电子排布式为ns2np5。

14.下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W均为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法不正确的是(　　)。

A.Y的位置是第三周期第ⅣA族,属于s区元素

B.Z、W、X的原子半径依次减小,电负性依次减小

C.W的氢化物和X单质在一定条件下可发生置换反应

D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性

答案:AB

解析:W元素的核电荷数为X元素的2倍,X是O元素,W是S元素;根据X、Y、Z、W、T在元素周期表中的位置可知,Y、Z、T分别是Si元素、P元素、As元素。Si的位置是第三周期第ⅣA族,属于p区元素,A项错误;P、S、O的电负性依次增大,B项错误;H2S和O2在一定条件下可发生置换反应生成水和硫,C项正确;As位于金属和非金属的分界线附近,As具有半导体特性,D项正确。

15.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,X、Y、Z三种元素的价层电子数之和为11,基态Y原子核外电子有11种不同的运动状态。下列说法中正确的是(　　)。

A.原子半径:W<X<Y<Z

B.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<Z

C.W、X形成的某种化合物常用作萃取剂

D.Y和Z形成的含氧酸盐均可使酚酞溶液变红

答案:BC

解析:W与X形成的某种化合物可用于果实的催熟,此化合物为C2H4,因为X的原子序数比W的大,所以W为H,X为C;基态Y原子核外电子有11种不同的运动状态,则Y为Na,X、Y、Z三种元素的最外层电子数之和为11,则Z为S。原子半径大小顺序是Na>S>C>H,A项错误;H2SO4的酸性比H2CO3的酸性强,B项正确;C和H形成的化合物C6H6(苯)常用作萃取剂,C项正确;如果形成的含氧酸盐为Na2SO4,则溶液显中性,不能使酚酞溶液变红,D项错误。

三、非选择题(本题共5小题,共60分)

16.(12分)(1)①基态A原子的电子排布式为1s22s22p5,则A元素位于第　　　　周期第　　　　族,属于　　　　区元素。 

　②基态B原子的简化电子排布式为[Ne]3s2,则B元素位于第　　　　周期第　　　族,属于　　区元素。 

③基态C原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则C元素位于第　　周期第　　族,属于　　　区元素。 

(2)①基态Fe原子有　　　　个未成对电子,Fe3+基态的核外电子排布式为　　　　　　　。 

②31Ga基态原子的价层电子排布式为　。 

③基态硼原子的电子排布式为　　　　。 

④基态Cu+的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。 

⑤XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;X基态原子的价层电子轨道表示式是　　　　　　　。 

答案:(1)①二　ⅦA　p　②三　ⅡA　s　③四　ⅡB　ds

(2)①4　1s22s22p63s23p63d5　②4s24p1

③1s22s22p1　④1s22s22p63s23p63d10　⑤

17.(12分)(1)某元素的原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子的电子云形状有　　　种,该原子中所有电子占有　　　　个轨道。 

(2)M电子层上有　　　　个能级,有　　　　个轨道,作为内层最多可容纳　　　　个电子,作为最外层最多可含有　　　　个未成对电子。 

(3)将下列多电子的原子轨道按轨道能量由低到高的顺序排列。

①2s　②3d　③4s　④3s　⑤4p　⑥3p

轨道能量由低到高的排列顺序是　　　　　　　　(填序号)。 

(4)下列原子的价层电子轨道表示式(或价层电子排布图)中,哪一种状态的能量较低?(填字母)

①氮原子:　　　　　　。 

A.　B.

②钠原子:　　　　　　。 

A.3s1　B.3p1

③铬原子:　　　　　　。 

A.3d54s1　B.3d44s2

④碳原子:　　　　。 

A.　B.

答案:(1)2　8

(2)3　9　18　3

(3)①④⑥③②⑤

(4)①A　②A　③A　④A

18.(12分)现有部分前36号元素的性质或原子结构信息如下表:

(1)R元素的第一电离能要大于其同周期相邻的元素,原因是　　　　　　　　　　　　。 

(2)S元素的常见化合价为　　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　。 

(3)T元素的原子N能层上电子数为　　　。 

(4)X的轨道表示式违背了　　　　　　　　　　　　。 

用X的单质、碱金属盐等可以制作焰火。燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)原子的2p轨道处于半充满状态,能量低,较稳定

(2)-1价　F的电负性最大,只能得电子

(3)2

(4)能量最低原理　电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量

解析:(1)R元素基态原子核外电子的轨道表示式为,可知R为氮元素,氮原子2p轨道处于半充满状态,能量低,较稳定,所以其第一电离能比同一周期相邻的碳、氧要大。(2)由题中信息可知S为氟元素,其电负性最大,只能得电子,无正价,其常见化合价为-1价。(3)基态T原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,N能层上只有2个电子。(4)X元素的核外M能层上电子应先排在能量低的3s轨道上。

19.(12分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。

(1)X位于元素周期表中第　　　周期第　　　族,属于　　　区元素;W的基态原子核外有　　　个未成对电子。 

(2)W、Y、Z三种元素中原子半径最大的是　　　(写元素符号,下同);W、X、Y、Z四种元素中第一电离能最小的是　　　　。 

(3)Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是　　　　(写化学式)。 

(4)Y与Z形成的化合物和足量水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)三　ⅠA　s　2

(2)Si　Na

(3)HCl

(4)SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl

解析:W的质子数Z=A-N=18-10=8,则W为氧;X和Ne的核外电子数相差1,且图中X的原子半径大于W,则X为钠;Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y为硅;Z的原子序数大于Y,且Z的电负性在同周期主族元素中最大,则Z为氯。

(1)Na在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族,属于s区元素;O的基态原子的轨道表示式为,有2个未成对电子。

(2)原子半径:Si>Cl>O,O、Na、Si、Cl四种元素中第一电离能最小的是Na。

(3)氯的非金属性强于溴,故HCl的稳定性更强。

(4)SiCl4与H2O反应的化学方程式为SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl。

20.(12分)A、B、C、D、E、F为硫酸铝钾和硫酸铝铵的组成元素,A原子核外只有1种运动状态的电子,B、C元素位于第二周期且原子半径B>C,D与C同主族,E、F元素的电离能数据如下表:

请回答下列问题:

(1)A在元素周期表中属于　　　　区元素。 

(2)基态E原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　。 

(3)D、E、F离子半径大小顺序为　　　　　　　　　　　　(用离子符号表示)。 

(4)B、C、D电负性大小顺序为　　　　　　　　　　(用元素符号表示)。 

(5)参照表中数据,进行判断:Mg原子的第一电离能　　　　　(填“大于”或“小于”)577.5 kJ·mol-1。 

(6)通过上述信息和表中数据分析,为什么E原子失去核外第二个电子所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量: 　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)s

(2)1s22s22p63s23p64s1

(3)S2->K+>Al3+

(4)O>N>S

(5)大于

(6)K原子失去一个电子后,K+已形成稳定结构,此时再失去一个电子很困难

解析:硫酸铝钾和硫酸铝铵的化学式分别为KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2,两者的组成元素有H、O、N、S、Al、K,根据题目条件可推出A为H,B为N,C为O,D为S,E为K,F为Al。(1)H的原子结构中只有1s上有1个电子,所以H属于s区元素。(2)E为K,其原子核外有19个电子,基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。(3)由于K+、S2-具有3个能层,Al3+只有2个能层,所以K+、S2-的半径都大于Al3+的半径;K+和S2-具有相同的核外电子排布,原子序数越小,半径越大,故S2-的半径大于K+的半径,则离子半径:S2->K+>Al3+。(5)Mg原子的价层电子排布式为3s2,3p处于全空状态,比较稳定,失去3s2上的1个电子比Al原子失去3p1上的1个电子更难,故Mg原子的第一电离能大于577.5kJ·mol-1。