专题10 原子结构 原子结构与元素的性质-备战2024-2025学年高二化学上学期期末真题分类汇编（人教版2019选择性必修1）(原卷版+解析版)

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内容概览
考点01 原子结构
考点02 原子结构与元素的性质
考点01 原子结构
1．（2023-2024高二上·湖北荆门·期末）下列关于原子结构说法中，正确的是
A．p能级能量一定比s能级的能量高
B．3d、4d能级容纳的电子数依次增多
C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形
D．电子从较低能级跃迁到较高能级将释放能量
【答案】C
【详解】A．同一能层中，p能级能量高于s能级，不同能层p能级能量不一定比s能级的能量高，例如5s能级高于2p能级，A错误；
B．3d、4d能级容纳的电子数最多均为10，B错误；
C．2p和3p轨道的形状均为哑铃形，C正确；
D．电子从较低能级跃迁到较高能级将吸收能量，D错误；
故选C。
2．（2023-2024高二上·天津西青·期末）下列化学用语表达正确的是
A．的离子结构示意图：
B．镁原子最外层电子的电子云图：
C．基态的核外电子排布式为
D．基态硫原子的价层电子轨道表示式：
【答案】D
【详解】
A．最外层有8个电子，其离子结构示意图为，A错误；
B．镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2，最外层为s能级，s能级的电子云图为球形，B错误；
C．基态的核外电子排布式为，C错误；
D．基态硫原子的价层电子排布式为，其轨道表示式为 ，D正确；
故选D。
3．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）碳酸镧能抑制人体内磷酸盐的吸收，降低体内血清磷酸盐和磷酸钙的水平，常用于治疗慢性肾衰患者高磷血症。下列说法正确的是
已知：的价层电子排布式为。
A．表示能级上有1个轨道
B．中子数为8的氧原子：
C．基态钙原子核外层电子的自旋状态相反
D．成为阳离子时首先失去轨道上的电子
【答案】C
【详解】A．表示能级上有1个电子，A错误；
B．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；中子数为8的氧原子：，B错误；
C．基态钙原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s2，泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子，则其原子核外层电子的自旋状态相反，C正确；
D．成为阳离子时首先失去6s轨道上的电子，D错误；
故选C。
4．（2023-2024高二上·陕西汉中·期末）是一种具有高催化活性的新型光催化剂，下列说法错误的是
A．处于元素周期表中的区
B．基态原子存在8种不同能量的电子
C．基态的电子占据的最高能级共有5个原子轨道
D．基态原子的核外电子有5种运动状态
【答案】D
【分析】根据元素的价电子排布式判断元素所在区，根据元素电子排布式判断含有的电子所处的能级个数；利用电子排布原则判断含有的电子轨道特点。
【详解】A．Zn元素价电子排布式是3d104s2，根据价电子排布式判断Zn元素位于ds区，故A正确；
B．基态Ge的电子排布式为，根据能级能量不同判断共有8种能量的电子，故B正确；
C．Zn元素价电子排布式是3d104s2，基态核外电子排布式是，电子占据的最高能级为d能级共有5个原子轨道，故C正确；
D．基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4，核外有8个电子则有8种运动状态，故D错误；
故答案为：D。
5．（2023-2024高二上·安徽·期末）基态铝原子转化为下列激发态时所需能量最少的是
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】基态原子外层只有一个电子由3s能级跃迁到3p能级所需能量较少，按洪特规则3p上两个电子分占不同轨道相对稳定，能量相对较低，所以基态铝原子转化为A选项的激发态时所需能量最少，故A正确；
故选：A。
6．（2023-2024高二上·河南南阳·期末）下列关于原子结构的说法正确的是
A．基态砷(As)原子的价电子排布式为
B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数随电子层数增大依次增多
C．某基态原子3d能级电子排布为，违反了泡利不相容原理
D．前4周期元素中，有5种元素基态原子未成对电子数与其所在周期序数相同
【答案】D
【详解】A．基态砷(As)原子的价电子排布式为，A错误；
B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数都是3个，B错误；
C．某基态原子3d能级电子排布为，违反了洪特规则，正确的电子排布应该为C错误；
D．前4周期元素中，第一周期中H元素有1个未成对电子，第二周期中有2个未成对电子的有C、O两种元素，第三周期中有3个未成对电子的是P元素，第四周期中有四个未成对电子的有Fe，共有5种元素基态原子未成对电子数与其所在周期序数相同，D正确；
故选D。
7．（2023-2024高二上·湖南衡阳·期末）下列基态原子的未成对电子数最多的是
A．第二周期ⅦA族B．第四周期ⅥB族
C．第四周期ⅡB族D．第三周期ⅤA族
【答案】B
【详解】第二周期ⅦA族是F元素，价层电子排布式为有1个未成对电子；第四周期ⅥB族是元素，价层电子排布式为，有6个未成对电子；第四周期ⅡB族是元素，价层电子排布式为，无未成对电子；第三周期ⅤA族是P元素，价层电子排布式为，有3个未成对电子；基态原子的未成对电子数最多的是。
故选B。
8．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）人体中骨骼与牙齿的重要成分是羟基磷酸钙，下列说法正确的是
A．属于三元强酸
B．基态的价层电子排布式为
C．钙为地壳中含量最多的金属元素
D．基态氧原子的价电子中，自旋方向相反的电子数之比为2：1或1：2
【答案】D
【详解】A．属于三元中强酸，A错误；
B．氢原子得到一个电子形成基态，价层电子排布式为，B错误；
C．铝为地壳中含量最多的金属元素，C错误；
D．基态O原子价电子排布图为，自旋方向相反的电子数之比为2：1或1：2，D正确；
故选D。
考点02 原子结构与元素的性质
9．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）元素周期表中Cl元素的信息如图所示。下列说法错误的是
A．Cl位于第三周期ⅤA族
B．Cl-的结构示意图：
C．电负性：S＜Cl
D．第一电离能：S＜Cl
【答案】A
【详解】A．Cl为17号元素，位于元素周期表第三周期第ⅦA族，A错误；
B．Cl-的结构示意图：，B正确；
C．同周期元素电负性随原子序数增大而增大，故电负性SAl3+，Cl-有3个电子层，半径最大，故简单离子半径大小Cl-> N3->O2->Al3+>H+，故B错误；
C．由于AlCl3是共价化合物，熔融状态下不导电，故实验室可通过电解熔融Al2O3获得Al单质，故C正确；
D．Cl原子最高能层所对应的最高能级为3p能级，电子云轮廓形状为哑铃形，故D错误；
答案选C。
13．（2023-2024高二上·江西吉安·期末）四种基态原子的价层电子排布式如下：
下列有关推断正确的是
A．原子半径：Y>R>Z>XB．第一电离能：YYD．Z与Y或R形成的化合物均为共价化合物
【答案】C
【分析】根据价层电子排布式分析可知：X位于第二周期，最外层3个电子，为硼原子；Y位于第三周期，最外层是3个电子，为铝原子；Z位于第二周期，最外层是6个电子，为氧原子；R位于第二周期，最外层5个电子，为氮原子。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径递减，同主族元素上到下，原子半径递增。所以四者原子半径大小顺序为： Al>B>N>O，即Y>X>R>Z，A错误；
B．同周期元素第一电离能从左到右呈递增趋势，同主族元素从上到下第一电离能呈递减趋势。氮原子是第七号元素，其电子排布为1s22s22p3，最后的2p能级为半充满结构，比较稳定。所以，氮的第一电离能大于氧，故第一电离能：N>O>B>Al，第一电离能大小顺序为：R>Z>X>Y，B错误；
C．同周期元素电负性从左到右呈递增趋势，同主族元素电负性从上到下呈递减趋势。故电负性大小顺序为：Z>R>X>Y，电负性：O>N>B>Al，C正确；
D．Z与Y形成的化合物为Al2O3，属于离子化合物， D错误；
答案选C。
14．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）现有五种短周期主族元素X、Y、Z、R、T。R原子最外层电子数是其电子层数的2倍且仅由R形成的一种物质具有导电性，Y与Z能形成离子型化合物Z2Y、Z2Y2，Z与T形成的化合物Z2T能破坏水的电离平衡且常温下T的单质为黄色晶体。上述五种元素的原子半径与原子序数的关系如图所示。下列说法错误的是
A．Z2T2Y3为离子化合物
B．仅由化合物ZX可知，X的电负性比Z的大
C．将RY2通入ZXTY3溶液中，可得到TY2
D．仅由X元素和R元素可以形成多种化合物
【答案】C
【分析】短周期主族元素中，R原子最外层电子数是电子层数的2倍，可能为C或S，由于图示原子半径和原子序数关系可知R应为C；Y与Z能形成Z2Y、Z2Y2型离子化合物，应为Na2O、Na2O2，则Y为O，Z为Na；Z与T形成的Z2T化合物能破坏水的电离平衡，T应为S，Na2S水解呈碱性，可促进水的电离；X的原子半径最小，原子序数最小，应为H元素；
【详解】A．Na2S2O3为含有钠离子的化合物，为离子化合物，A正确；
B．化合物NaH中氢为负价，则H的电负性比Na的大，B正确；
C．碳酸酸性弱于亚硫酸，二氧化碳通入亚硫酸氢钠溶液中，不能反应，C错误；
D．碳氢可以形成甲烷、乙烯等多种物质，D正确；
故选C。
15．（2023-2024高二上·浙江丽水·期末）A、B、C、D四种短周期主族元素，原子序数依次增大。A、B、C为相邻的同周期非金属元素，C、D两元素的s能级和p能级电子数相等，下列说法正确的是
A．原子半径：D＞C＞B＞A
B．第一电离能：C＞B＞A
C．D与C可形成离子化合物
D．氢化物的稳定性：C＞B＞A
【答案】C
【分析】A、B、C、D四种短周期主族元素，原子序数依次增大。C、D两元素的s能级和p能级电子数相等，则C是O元素，D是Mg元素；A、B、C为相邻的同周期非金属元素，则A是C元素，B是N元素。
【详解】A．同周期元素原子半径从左往右减小，电子层数多的半径大，原子半径：Mg>C>N>O，A错误；
B．同周期元素第一电离能从左往右一般增大，第VA族比相邻元素的大，第一电离能：N>O>C，B错误；
C．D与C可形成离子化合物MgO，C正确；
D．非金属性越强，其简单氢化物越稳定，简单氢化物的稳定性：O>N>C，未说明简单氢化物则无法比较，如碳元素的氢化物种类繁多，D错误；
故选C。
16．（2023-2024高二上·浙江丽水·期末）X、Y、Z是同周期主族元素，I为电离能，单位是kJ•ml-1。
根据表中所列数据的判断不正确的是
A．元素X是第ⅠA族的元素，位于元素周期表的s区
B．元素Y的常见化合价为+2，它的第一电离能最大，电负性也最大
C．元素X形成氧化物时，化学式可能是X2O2
D．若元素Z处于第三周期，它的价层电子排布式为3s23p1
【答案】B
【分析】X、Y、Z是同周期主族元素，根据表中数据电离能的变化，X易失去一个电子，Y易失去两个电子，Z易失去三个电子，且它们都有第四电离能，说明核外电子数均不只三个，故推测X、Y、Z可能分别是Na、Mg、Al。
【详解】A．元素X易失去一个电子，是第ⅠA族的元素，位于元素周期表的s区，A正确；
B．元素Y易失去两个电子，常见化合价为+2，它的第一电离能最大，同周期元素电负性从左往右增大，Z的电负性最大，B错误；
C．据分析，元素X可能是Na，形成氧化物时，化学式可能是Na2O2，C正确；
D．若元素Z处于第三周期，则是Al，它的价层电子排布式为3s23p1，D正确；
故选B。
17．（2023-2024高二上·广西桂林·期末）下列关于原子结构与性质的说法中，错误的是
A．第三能层的能层符号：MB．电负性：F>Cl
C．基态Cu原子的价电子排布式：3d10D．能量：3s>2s
【答案】C
【详解】A．电子层：第一层为K，第二层为L，第三层为M，第四层为N 能层，故A项正确；
B．同周期电负性从左到右依次增大，同主族电负性从上到下依次减小，则电负性：F>Cl，故B项正确；
C．Cu原子序数是29，基态Cu原子的价电子排布式：3d104s1，故C项错误；
D．形状相同的原子轨道能量的高低：1sZ
【答案】A
【分析】由题干信息可知，X的原子核只有一个质子，故X为H，Y元素形成的化合物种类最多，Y为C，Z基态原子s电子比p电子多1，Z基态电子排布1s22s22p3，Z为N，据此分析解题；
【详解】A．C、N元素位于元素周期表的p区，A正确；
B．C常温下为固体，N2和H2为气体，且一般沸点N2 >H2，单质沸点：C>N2> H2，B错误；
C．非金属性越强，最简单氢化物的稳定性越强，非金属N>C，最简单氢化物的稳定性：CH4乙
B．元素电负性强弱一定有：戊>丁>丙
C．元素的第一电离能大小一定有：戊>丙>丁
D．丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【分析】戊的最高价氧化物对应水化物为强酸，戊可能是S，也可能为Cl，如果戊是S，则乙为O，丁为P，丙为Si，甲为C，如果戊是Cl，则乙为F，丁为S，丙为P，甲为N，据此分析。
【详解】A．同主族从上到下，原子半径依次增大，同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外)，原子半径大小顺序有：丙>甲>乙，A不符合题意；
B．同周期元素从左到右，电负性逐渐增大，故元素电负性强弱有：戊>丁>丙，B不符合题意；
C．同周期元素从左到右，元素第一电离能逐渐增大，但P的3p轨道上的电子为半充满状态，比较稳定，故P的第一电离能比S大，故元素的第一电离大小为：Cl>P>S或P>S>Cl，C符合题意；
D．若丙为Si，最高价氧化物对应水化物是H2SiO3，能与碱反应，若丙为P，最高价氧化物对应水化物是H3PO4，也能与碱反应，D不符合题意；
故选C。
6．（2023-2024高二上·贵州黔南·期末）UTG玻璃是折叠手机不可或缺的材料，2023年11月19日我国首条生产线正式投产，填补了国内高端显示材料领域的空白。生产UTC的主要原料含有Q、X、Y、Z、W等原子序数依次增大的短周期主族元素。其中Q与W同主族，Q的价层电子排布为，可用于生产光导纤维，Y单质燃烧时火焰呈黄色，Z是地壳中含量最多的金属元素，为两性氧化物。下列说法正确的是
A．原子半径：YSi，A错误；
B．同周期从左到右，第一电离能呈增大趋势，第一电离能：Al>Na，B错误；
C．Y是Na，位于s区第三周期ⅠA族，C错误；
D．同周期从左到右，电负性依次增大，电负性：CS，B错误；
C．核外电子排布相同时，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：N3->O2-，C错误；
D．N的核外电子排布半满，第一电离能大于O，D正确；
故选D。
11．（2023-2024高二上·广西玉林·期末）1817年，瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物质中制得硒。硒在元素周期表中位于第VIA，其它数据如图所示，下列关于硒元素及其基态原子的说法正确的是
A．属于非金属元素B．第一电离能大于
C．电负性大于D．价层电子排布式为：
【答案】A
【分析】硒元素原子的核电荷数为34，核外电子排布式为：。
【详解】A．硒元素位于元素周期表第四周期第VIA族，是非金属元素，故A正确；
B．位于第四周期第VIA族，位于第四周期第VA族，As原子4p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于，故B错误；
C．同主族元素从上到下，电负性依次减小，硒原子与原子处于同一主族，的电负性小于S，故C错误；
D．硒元素位于元素周期表第四周期第VIA族，硒原子的价电子排布式为，故D错误；
选A。
12．（2023-2024高二上·浙江台州·期末）下列关于原子结构或元素性质的说法正确的是
A．电子云图中的每个点都表示一个电子
B．基态Cu原子的、、轨道是简并轨道
C．激光、焰火都与核外电子跃迁吸收能量有关
D．根据对角线规则，Mg和B的化学性质相似
【答案】B
【详解】A．电子云图中，小黑点的疏密表示电子出现的概率，故A错误；
B．、、轨道的能量相同，故B正确；
C．激光、焰火都与核外电子从高能级跃迁到低能级释放能量有关，故C错误；
D．根据对角线规则，Mg和Be的化学性质相似，故D错误；
选B。
13．（2023-2024高二上·山东临沂·期末）“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，主要由Ca、Fe、P、O、Y(钇，原子序数比Fe大13)组成。下列说法错误的是
A．Ca位于元素周期表的s区
B．基态Fe成为阳离子时首先失去4s轨道电子
C．基态P原子核外有9种空间运动状态不同的电子
D．Y位于元素周期表的第ⅠB族
【答案】D
【详解】A．根据元素周期表可知，Ca位于元素周期表的s区，A正确；
B．Fe为26号元素，基态Fe的价电子排布式为3d64s2，4s轨道的能量比3d轨道的能量低，故其成为阳离子时首先失去4s轨道电子，B正确；
C．量子力学把一个原子轨道称为一个空间运动状态，基态P原子电子排布式为1s22s22p63s23p3，核外电子占据9个原子轨道，故有9种空间运动状态不同的电子，C正确；
D．Y(钇，原子序数比Fe大13)，为39号元素，位于元素周期表的第ⅢB族，D错误；
故选D。
14．（2023-2024高二上·广东深圳·期末）杭州亚运会零碳甲醇点燃的亚运火炬惊艳世界。下列说法正确的是
A．甲醇中C、H、O的电负性大小为：C＞O＞H
B．甲醇燃烧热的热化学方程式为：2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-1453.02kJ•ml-1
C．基态氧原子的价电子排布式为：2s22p6
D．甲醇中添加某些金属离子，形成亮黄色火焰，与电子跃迁有关
【答案】D
【详解】A．非金属性越强，电负性越大，由非金属性：O>C>H，电负性：O>C>H，A错误；
B．燃烧热是1ml可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量，则甲醇燃烧热的热化学方程式为：CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)ΔH=-726.51kJ•ml-1，B错误；
C．O是8号元素，基态氧原子的电子排布式为1s22s22p4，价电子排布式为2s22p4，C错误；
D．金属离子燃烧时火焰呈黄色是由于电子吸收能量变为激发态，然后又跃迁到能量较低的能级，放出能量，使火焰呈现特殊的颜色，与电子的跃迁有关，D正确；
故选D。
15．（2023-2024高二上·贵州六盘水·期末）是四种原子序数依次增大的短周期主族元素。与Z位于同一周期，且只有相邻。X基态原子核外有2个未成对电子，W在同周期中原子半径最大。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．电负性：
C．简单离子半径：
D．与水反应生成产物之一是单质
【答案】D
【分析】是四种原子序数依次增大的短周期主族元素，与Z位于同一周期，则是第二周期元素，W是第三周期元素，W在同周期中原子半径最大，则W是Na元素，X基态原子核外有2个未成对电子，再结合与Z位于同一周期且原子序数依次增大，则X只能是C元素，只有相邻，则是N元素，是F元素。
【详解】A．同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但是第ⅡA族与第ⅤA族元素比同周期相邻元素第一电离能大，则第一电离能：，即，A正确；
B．同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，电负性：，即，B正确；
C．与核外电子排布相同，核电荷数：，核电荷数越大，其简单离子半径越小，则简单离子半径：，即，C正确；
D．与水反应生成氢氧化钠和氨气，D错误；
故选D。
16．（2023-2024高二上·安徽·期末）M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，M和W可以形成一种红棕色气体，X是地壳中含量最高的金属元素，Y是同周期元素中原子半径最小的元素，Z的基态原子中有6个未成对电子。下列说法正确的是
A．X和Y可形成共价化合物
B．Y的氧化物对应的水合物是强酸
C．Z位于元素周期表中第四周期第ⅣB族
D．M和W的简单氢化物的稳定性：M>W
【答案】A
【分析】M和W可以形成一种红棕色气体，该气体为NO2，则M为N，W为O；X是地壳中含量最高的金属元素，X为Al；Y是同周期元素中原子半径最小的元素，Y应位于第三周期，Y为Cl；Z的基态原子中有6个未成对电子，Z应为第四周期的Cr，根据分析得：M、W、X、Y、Z元素分别为：N、O、Al、Cl、Cr。
【详解】A．是通过共价键形成的共价化合物，A项正确；
B．Cl的氧化物对应的水合物，只有是强酸，B项错误；
C．Cr位于元素周期表中第四周期第ⅥB族，C项错误；
D．非金属性：O大于N，简单氢化物的稳定性：，D项错误；
故选：A。
17．（2023-2024高二上·北京东城·期末）原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W的某些性质如下。下列说法正确的是
A．分子中只有键没有键B．氢化物的稳定性：
C．原子半径：D．分子的空间结构是正四面体形
【答案】D
【分析】根据表中数据知，原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W，X的最低化合价为-4，，则X位于第IVA族为C；Y、Z最低价都为-2，且Y的电负性大，则Y、Z分别为O、S，W电负性较大，且最低化合价为-1，则为Cl元素，据此解答。
【详解】A．在CO2分子中存在碳氧双键，既有σ键也有π键，A错误；
B．简单氢化物的稳定性取决于中心非金属元素非金属性的强弱， O非金属性强与S，故水的稳定性强于硫化氢，B错误；
C．同周期元素随着原子序数的增大原子半径越来越小，故S>Cl，C错误；
D．CCl4分子与甲烷的空间结构一样是正四面体形，D正确；
故选D。
18．（2023-2024高二上·贵州毕节·期末）2022年5月，人类首次利用月球土壤成功种活了植物，未来的宇航员们有可能在月球上种植植物，月壤中所含短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y、W的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，X、Y、Z最外层电子数之和为11，下列叙述不正确的是
A．电负性：W>XB．Y、Z最高价氧化物的水化物碱性：Y>Z
C．原子半径：Z>XD．第一电离能：Y>Z
【答案】A
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X、Y、W的原子核外最外层电子数为互不相等的偶数，X原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，X为O，Y只能是Mg，W为Si，X、Y、Z最外层电子数之和为11，Z为O，据此作答；
【详解】A．根据同周期从左向右电负性逐渐增大，同主族从上到下，电负性逐渐减小，因此WZ，B正确；
C．一般电子层数多，半径大，同周期，从左到右原子半径依次减小，所以Z>X，C正确；
D．同周期从左向右第一电离能逐渐增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能：Y>Z，D正确；
本题选A。
19．（2023-2024高二上·河北邢台·期末）硫酰氯(SO2Cl2)在染料、药品、除草剂和农用杀虫剂的生产过程中有重要作用，下列说法正确的是
A．氧化性：Cl2>SO2B．酸性：H2SO3>HCl
C．离子半径：D．基态S原子核外电子的运动状态有9种
【答案】A
【详解】A．氯气具有强氧化性，氧化性：Cl2>SO2 ，故A正确；
B．亚硫酸是弱酸、盐酸是强酸，酸性：H2SO3