化学选择性必修2第一节 原子结构综合训练题

这是一份化学选择性必修2第一节 原子结构综合训练题，共13页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

章末质量评估　原子结构与性质
(时间:75分钟　满分:100分)
一、选择题:本题共16小题，共44分。第1～10小题，每小题2分；第11～16小题，每小题4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.下列表示钠原子的符号和图示中能反映能级差别和电子自旋状态的是 (　　)
A. BNa
C.1s22s22p63s1 D.
解析:只有电子排布图才能反映出电子的自旋状态。
答案：D　
2.下列说法中正确的是 (　　)
A.处于最低能量状态的原子称为基态原子
B.3s2表示3s能级有两个轨道
C.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.同一原子中，3d、4d、5d能级的轨道数依次增多
解析:处于最低能量状态的原子称为基态原子，A项正确；3s2表示3s轨道上有2个电子，B项不正确；同一原子中1s、2s、3s电子的能量逐渐升高，C项不正确；nd能级的轨道数均为5，D项不正确。
答案：A　
3.下列有关原子轨道的能量和电子运动状态的说法正确的是 (　　)
A.同一原子中，形状相同的原子轨道(即能级)的能量相同
B.同一原子中的2p能级上的电子的运动状态完全相同
C.多电子原子中，核外电子的运动遵循能量最低原理
D.多电子原子中，每个能层(即电子层)上电子的能量一定不同
解析:同一原子中，形状相同的原子轨道(即能级)的能量不一定相同，如1s和2s的原子轨道都是球形，但能量2s>1s，A项错误；同一能级有不同的原子轨道，同一原子中的2p能级上的电子的运动状态不同，B项错误；多电子原子中，核外电子的运动遵循能量最低原理，C项正确；多电子原子中，同一能级上电子的能量相同，D项错误。
答案：C　
4.下列叙述中正确的是 (　　)
A.[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布
B.基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5
C.基态铜原子的价层电子排布式是3d94s2
D.基态氮原子的轨道表示式是
解析:B项，在书写电子排布式时，能层低的能级应写在左边；C项，基态铜原子的价层电子排布式是3d104s1；D项违反了洪特规则。
答案：A　
5.某元素原子的质量数为52，中子数为28，其基态原子未成对电子数为 (　　)
A.1 B.3 C.4 D.6
解析:该元素原子核外电子数=52-28=24，故其基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，故选D项。
答案：D　
6.下列元素性质的递变规律中正确的是 (　　)
A.原子半径:Be B.第一电离能:B C.电负性:O>N>S>P
D.气态氢化物的稳定性:NH3 解析:先分析位置，再对应规律。

A B

C D
A项，原子半径从左到右逐渐减小；B项，第一电离能:NaN>S>P；D项，稳定性:NH3>PH3>SiH4。
答案：C　
7.下列有关结构与性质的说法不正确的是 (　　)
A.下列基态原子中:①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p3、③1s22s22p2，电负性最大的是②
B.下列基态原子中:①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p3、③[Ne]3s23p4，第一电离能最大的是③
C.某主族元素X的逐级电离能(单位为kJ·mol-1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630……当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
D.原子半径:Na>Si>C>O
解析:A项，①为Si，②为N，③为C，同周期元素从左向右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此电负性最大的是N，正确；B项，①为Si，②为P，③为S，同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势，但P原子核外的3p轨道处于半充满状态，比较稳定，因此第一电离能最大的是P，错误；C项，第二电离能到第三电离能发生突变，说明X元素最外层只有2个电子，即X与氯气发生反应生成XCl2，正确；D项，同周期主族元素随原子序数的递增，原子半径逐渐减小，故原子半径:Na>Si、C>O，同主族元素随原子序数的递增，原子半径逐渐增大，故C的原子半径比Si的原子半径小，正确。
答案：B　
8.下列说法中错误的是 (　　)
A.ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量
B.如果基态6C的电子排布式为1s22s22，则违反了洪特规则
C.如果基态21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了能量最低原理
D.如果基态22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10，则违反了泡利原理
解析:A项，关键在于熟记构造原理，各能级能量由小到大的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s……故ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量；B项，对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，根据轨道能量高低顺序可知E(4s) 答案：A　
9.具有下列电子排布式的基态原子中，原子半径最大的是 (　　)
A.1s22s22p63s23p2 B.1s22s22p63s2
C.1s22s22p2 D.1s22s22p63s23p4
解析:由电子排布式可知四种原子分别为Si、Mg、C、S，r(Mg)>r(Si)>r(S)，r(Mg)>r(Si)>r(C)。
答案：B　
10.当碳原子的核外电子排布由转变为 时，下列说法中正确的是 (　　)
①碳原子由基态变为激发态　②碳原子由激发态变为基态　③碳原子要从外界环境中吸收能量　④碳原子要向外界环境中释放能量
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解析:核外电子排布由1s22s22p2转变为1s22s12p3，碳原子体系能量升高，由基态变为激发态，要从外界环境中吸收能量。故选B项。
答案：B
11.下列原子所构成的单质既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应且都产生H2的是 (　　)
A.核内无中子的原子
B.价层电子排布为3s23p3的基态原子
C.最外层电子数等于倒数第三层电子数的基态原子
D.N层上无电子，最外层的电子数等于电子层数的基态金属原子
解析:A项，核内无中子的原子是氢；B项，价层电子排布为3s23p3的基态原子是磷；C项，最外层电子数等于倒数第三层电子数的基态原子是镁，镁与碱不反应；D项，N层上无电子，最外层的电子数等于电子层数的基态金属原子是铍或铝，根据对角线规则，铍与铝的性质相似。
答案：D　
12.下列说法中正确的是 (　　)
A.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C
B.根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg的第一电离能大
C.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是+7价
D.Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2
解析:同一周期，第一电离能呈现增大趋势，但由于p轨道处于全空、半充满或全充满时相对稳定，这使得第ⅡA族、第ⅤA族反常，故第一电离能:N>O，Mg>Al，A、B项不正确；F的电负性最大，没有正化合价，C项不正确。
答案：D
13.从①P和S、②Mg和Ca、③Al和Si三组原子中，分别找出第一电离能较大的原子，将这三种原子的原子序数相加，其和是 (　　)
A.40 B.41 C.42 D.48
解析:第一电离能指气态基态原子失去1个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。对于两种非金属原子而言，第一电离能越大，非金属性越强，同时电子从处于半充满的np3状态中脱离出来，其电离能比相邻元素大些。故①中第一电离能大的为P；对两种金属原子而言，第一电离能大的金属性弱，故②中第一电离能大的为Mg；金属和非金属相比，非金属的第一电离能比金属的第一电离能大，故③中Si比Al的第一电离能大。P、Mg、Si三者原子序数之和为41，故选B项。
答案：B　
14.某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法中正确的是 (　　)

①X元素的最高正化合价为+4价　②X可能为金属元素　③X为第五周期元素　④X与氯反应时最可能生成的阳离子为X3+
A.①② B.①③
C.②③ D.②④
解析:由图像知，该元素的I4≫I3，故该元素原子最外层有3个电子，易形成+3价阳离子，①错误，②④正确；无法确定该元素是否位于第五周期，③错误。故选D项。
答案：D
15.某主族元素的基态离子X2+的价层电子排布为6s2，当把X的最高价氧化物溶于浓盐酸时，有黄绿色气体产生，则下列说法中不正确的是 (　　)
A.X2+具有还原性
B.X的最高价氧化物具有强氧化性
C.该元素是第ⅥA族元素
D.X的+2价化合物比+4价化合物稳定
解析:X2+的价层电子排布为6s2，则基态X原子的价层电子排布为6s26p2，此为第ⅣA族的Pb。Pb的常见价态为+4价和+2价。
答案：C　
16.图甲和图乙表示的是元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法中正确的是 (　　)

甲

乙
A.图甲可能表示的是元素的第一电离能随原子序数的变化关系
B.图甲可能表示的是元素单质的熔点随原子序数的变化关系
C.图乙可能表示的是元素原子的半径随原子序数的变化关系
D.图乙不可能表示同族元素的电负性随原子序数的变化关系
解析:气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量称为第一电离能。同周期元素随着核电荷数的递增，原子半径减小，失去电子能力降低，第一电离能增大，但由于原子轨道的全充满、全空和半充满状态时能量比较低，导致第二周期中Be和N元素、第三周期中Mg和P元素第一电离能偏大，故A项正确。
答案：A　
二、非选择题:本题共4小题，共56分。
17.(14分)(2022·广东佛山)下图是元素周期表中的前四周期，回答下列问题。

(1)a元素的基态原子的电子排布图是图①、②中的一个。
①　②
另一个电子排布图错误的原因是它不符合　　　　(填字母)。 
A.构造原理 B.泡利原理 C.洪特规则
b元素的正二价离子的价层电子排布图是　　　　　　　　　　　。 
(2)b、e两种元素的第四电离能大小关系为I4(Fe) 　　　　I4(Co) (填“>”“<”或“=”)，原因是　　。 
(3)已知元素c、f的最简单的化合物中共用电子对偏向f，元素c、g的最简单的化合物中共用电子对偏向c，则元素c、f、g的电负性由大到小的顺序为　　　　(填元素符号)。 
(4)某元素的原子价层电子排布式为nsn-1npn+1，该基态原子核外电子空间运动状态有　　　　种。 
(5)d元素的下列粒子中，电离最外层一个电子所需能量最大的是　　　　(填字母)。 
A. B. C. D.
(6)下列现象与原子核外电子跃迁有关的是　　　　(填字母) 
a.激光 b.LED灯光 c.金属导电 d.核辐射
解析:由元素在周期表的位置可知，c为H，f为C，a为N，d为Mg，g为Si，b为Fe，e为Co。
(1)N为7号元素，基态原子电子排布式为1s22s22p3，电子排布图为，当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是先单独分占，且自旋平行，称为洪特规则，图①不符合洪特规则。b为Fe，Fe位于周期表中第四周期第ⅤⅢ族，价层电子排布式为3d64s2，则Fe2+的价层电子排布式为3d6， Fe2+的价层电子排布图为。
(2)b为Fe、e为Co，第四电离能I4(Fe)>I4(Co)，其原因是铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子。
(3)c为H，f为C，g为Si，共用电子对偏向电负性大的原子，已知元素H、C的最简单的化合物中共用电子对偏向C，则电负性:C>H，元素H、Si的最简单的化合物中共用电子对偏向H，则电负性:H>Si。综上，电负性由大到小的顺序为C>H>Si。
(4)价层电子排布式为nsn-1npn+1，由于s能级容纳2个电子，即n-1=2，则n=3，该原子价层电子排布式为3s23p4，故为S元素。S原子电子排布式为1s22s22p63s23p4，核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决定， 1s、2s、3s均有1个轨道，2p、3p均有3个轨道，3p有3个轨道填充电子，故核外有9种不同空间运动状态的电子。
(5)A、D表示Mg+，B、C表示Mg，Mg的第二电离能大于第一电离能，所以A、D失去最外层电子需要的能量大于B、C；3p能级的能量大于3s，3p能级上的电子易失去，电离最外层一个电子所需能量最大的是A项。
(6)a项，激光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关；b项，LED灯光是原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关；c项，金属导电是与金属电子在通电后作定向移动有关，与电子跃迁无关；d项，核辐射是原子核从一种结构或能量状态转变为另一种结构或能量状态过程中所释放出来的微观离子流，与电子跃迁无关。
答案：(1) C　　
(2) >　铁失去的是较稳定的3d5的一个电子，钴失去的是3d6上的一个电子
(3)C>H>Si
(4)9
(5)A
(6)ab
18.(12分)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大，A元素基态原子的价层电子排布为nsnnpn+1，C元素为最活泼的非金属元素，D元素基态原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，E元素基态正三价离子的3d轨道为半充满状态，F元素基态原子的M层为全充满状态，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，G元素与B元素位于同一主族，其基态原子价层电子排布是 ，被科学家称为人体微量元素中的“防癌之王”。
(1)A元素的第一电离能　　　　(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为　　　　　　　　(用元素符号表示)。 
(2)D元素基态原子的价层电子排布式是　　　　　　　　。 
(3)C元素基态原子的电子排布图为　　　　　　　　　　　　　；E3+的离子符号为　　　　。 
(4)F的元素符号为　　，其基态原子的电子排布式为　　　　　　　。G元素的名称是　　　　。 
解析:A为N，B为O，C为F，D为Mg，E为Fe，F为Cu，G为Se。
答案：(1)>　N (2)3s2
(3)　Fe3+
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1　硒
19.(14分)(1)(2022·全国甲，节选)①基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为 　　　　　　　　　。②图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是　　　(填标号)，判断的根据是　　　　　　　　　　　　　；第三电离能的变化图是　　　　(填标号)。 

图a　　　　　　图b　　　　　图c
(2)(2022·全国乙，节选)氟原子激发态的电子排布式有　　　　，其中能量较高的是　　　。(填字母) 
a.1s22s22p43s1 b.1s22s22p43d2 c.1s22s12p5 d.1s22s22p33p2 (3)(2022·湖南，节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示。

①富马酸分子中σ键与π键的数目比为　； 
②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为　　　　 　。 
解析:(1)①F为第9号元素，其电子排布式为1s22s22p5，则其价电子排布图为。
②C、N、O、F四种元素在同一周期，同一周期第一电离能呈增大趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高，因此C、N、O、F四种元素的第一电离能从小到大的顺序为C (2)F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5。a项，1s22s22p43s1，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，正确；b项，1s22s22p43d2，核外共有10个电子，不是氟原子，错误；c项，1s22s12p5，核外共有8个电子，不是氟原子，错误；d项，1s22s22p33p2，基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，正确。同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2。
(3)①由富马酸分子的结构模型可知，富马酸的结构式为HOOCCHCHCOOH，σ键有11个，π键有3个，则分子中σ键与π键的数目比为11∶3。
②富马酸亚铁(FeC4H2O4)中有4种元素，分别为Fe、C、H、O，非金属性越强，电负性越大，即电负性大小顺序为O>C>H>Fe。
答案：(1)①
②图a　同一周期第一电离能呈增大趋势，但由于N元素的2p能级为半充满状态，因此N元素的第一电离能较C、O两种元素高　图b
(2)ad　d
(3)①11∶3　②O>C>H>Fe
20.(16分)下图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)写出基态J原子的电子排布式:　　　　　　　　　，L的原子序数为　　　　，M基态原子的简化电子排布式为　　　　　　　　　。 
(2)下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述中正确的是　　　　(填字母)。 
A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族，属于ds区元素
B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族，属于d区元素
C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族，属于s区元素
D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族，属于ds区元素
(3)下列说法中正确的是　　　　(填字母)。 
A.第一电离能:G>F>E B.电负性:D>C
C.原子半径:E>B D.最高价含氧酸的酸性:I>H

(4)下图是部分元素的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na~Ar之间的元素用短线连接起来，构成完整的图像。
②由图像分析可知，同一主族元素的第一电离能I1的变化规律是　　　　　　　　　。 
Zn的第一电离能高于Ga的原因是 　。 
解析:(3)同周期元素，从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，而F(Mg)的3s能级是全充满状态，属于稳定结构，所以第一电离能的大小顺序是F>G>E，A项错误；同周期元素，随原子序数的增大，元素的电负性逐渐增大，所以电负性:D>C，B项正确；E比B多一个电子层，所以E的原子半径大于B的原子半径，C项正确；I的非金属性比H的非金属性强，所以I的最高价含氧酸的酸性比H的最高价含氧酸的酸性强，D项正确。
(4)①在第三周期元素中，由于基态Mg的3s能级是全充满结构，P的3p能级是半充满结构，所以第一电离能比同周期相邻元素的高。②由图像分析可知，同一主族元素的第一电离能I1的变化规律是从上到下逐渐减小。Zn的第一电离能大于Ga的原因是基态Zn的价层电子排布式为3d104s2，是全充满结构，而基态Ga的价层电子排布式为4s24p1，失去一个电子才是全充满结构，所以Zn的第一电离能更高。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d54s1　56　[Ar]3d104s24p5
(2)C
(3)BCD
(4)①

②从上到下依次减小　Zn的价层电子排布式为，是全充满结构，而Ga的价层电子排布式为4s24p1，失去一个电子才是全充满结构，所以Zn的第一电离能更高