湖北襄阳市第一中学第一章第一节原子结构与性质单元检测题2021-2022学年高一化学人教版（2019）选择性必修二

第一章 第一节原子结构与性质
一、单选题（15题）
1．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
2．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol-1)，判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900

A．元素的电负性最大的可能是Q元素
B．R和S均可能与U在同一主族
C．U元素可能在元素周期表的s区
D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
3．如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为

A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)
C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)
4．X、Y、Z三种元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p1和2s22p4，由这三种元素组成的化合物的化学式可能是
A．XYZ2 B．X2YZ3 C．X2YZ2 D．XYZ3
5．下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B．基态Fe原子的外围电子排布图为
C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于s区
6．短周期全族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，X、Y、Z位于同一周期，且Z最外层电子数是其电子层数的3倍，由这四种元素形成的一种分子的球棍模型如图所示(图中的“棍”可能是单键，也可能是双键)。下列说法正确的是

A．四种元素原子半径最大的是Z
B．四种元素非金属性最强的是W
C．W和Z形成的化合物一定不含非极性共价键
D．该模型表示的有机物能发生缩聚反应生成高分子化合物
7．如图是第三周期11～17号元素某些性质变化趋势的柱形图，下列有关说法中正确的是

A．y轴表示的可能是第一电离能
B．y轴表示的可能是电负性
C．y轴表示的可能是原子半径
D．y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
8．短周期元素A和B，其中A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b； B元素的原子M层电子数是(a- b)，L层电子数是(a+b)，则A、B两种元素形成的化合物的化学式可能表示为
A．B3A2 B．AB2 C．A3B2 D．BA2
9．下列各组表述中，两种微粒不属于同种元素原子的是
A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和最外层电子排布式为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X与Y形成的某一化合物易生成二聚体，且X、Y两基态原子的核外电子的空间运动状态相同，Z的基态原子的最高能级的电子数是Y的基态原子的最低能级电子数的一半，W的周期数与族序数相等。下列说法正确的是
A．X、Y、Z、W四种元素中，X的非金属性最强
B．简单离子的半径：
C．电负性大小：
D．第一电离能：
11．下列多电子原子中不同能级能量高低描述中不正确的是（       ）
A．E(1s)E(4d)
12．如图，Z为第3周期元素原子的核电荷数，Y表示相应元素的有关性质，其中曲线描述与元素有关性质相符的选项是
A．Y表示原子半径
B．Y表示元素的电负性
C．Y表示元素的最高正价
D．Y表示元素的第一电离能
13．短周期元素甲、乙、丙、丁、戊、己、庚在周期表中的相对位置如图所示（甲不一定在丁、庚的连线上），戊、己分别是空气、地壳中含量最多的元素。下列判断正确的是（       ）

A．甲一定是金属元素
B．最简单气态氢化物的热稳定性：庚>已>戊
C．乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物可以相互反应
D．庚的最高价氧化物的水化物酸性最强
14．下列说法中不正确的是
A．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B．基态铁原子的外围电子排布图为
C．电子排布式违反了能量最低原理
D．某微粒的核外电子排布由的变化过程需要吸收能量
15．短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大。四种元素形成的单质依次为m、n、p、q，x、y、z是这些元素组成的二元化合物，其中z为形成酸雨的主要物质之一，w溶液可使酚酞溶液显红色。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是（       ）

A．原子半径的大小：
B．x的电子式一定是
C．简单氢化物的沸点：
D．y、w含有的化学键类型完全相同
二、填空题（4大题）
16．如图甲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)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式：___________。
(2)c、d、e、f四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________(填元素符号)。
(3)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：____________。
(4)o、p两元素的部分电离能数据如表：
元素
o
p

I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957

比较两元素的I2、I3可知，气态基态o2＋再失去一个电子比基态气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是___________。
(5)图甲中的某主族元素的电离能情况如图乙所示，则该元素是___________(填元素符号)。

三、结构与性质
17．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素，其相关信息如下表：
元素
相关信息
X
X的基态原子核外3个能级上有电子，且最高能级是半充满状态
Y
第三周期元素，它的单质是良好的半导体材料
Z
Z和Y同周期，Z是本周期原子半径最小的主族元素
W
W的一种核素的质量数为63，中子数为34

(1)元素X的原子中能量最高的是____电子，其电子云在空间有_____方向；它的氢化物的电子式是______
(2)元素Y位于元素周期表的第三周期_____族。该原子的价电子排布图为_____。
(3)元素Z的原子最外层共有______种不同运动状态的电子。
(4) W的基态原子核外电子排布式是____________。
(5)元素Y与元素Z相比，非金属性较强的是_______(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________。
a．常温下，Y的单质与Z的单质状态不同
b．等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同
c．Z的电负性大于Y
d．Z的氢化物比Y的氢化物稳定
e．在反应中，Y原子得电子数比Z原子得电子数多
f．Z元素最高价氧化物对应水化物的酸性比Y元素最高价氧化物对应水化物的酸性强
18．请回答下列问题：
（1）以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况．试判断，违反了泡利原理的是________________，违反了洪特规则的是__________________。

（2）比较能及能量高低：ns________np。（填“＞”或“＜”）。
（3）p电子的原子轨道呈______形；
（4）共价键的类型有两种分别是σ键和π键，σ键的对称方式为______；
（5）某元素的激发态（不稳定状态）原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是________。
（6）电负性：S______Cl（填“＞”或“＜”），每个S原子有______对弧电子对。
（7）Na、Mg、Al三种元素中，有一种元素的电离能数据如下：
电离能
       I1
        I2
       I3
I4
   ......
I/kJ▪mol-1
     578
     1817
     2745
   11578
......

则该元素是 ______________（填写元素符号）.
四、填空题
19．元素的电负性(用γ表示)和元素的化合价一样，也是元素的一种性质。表中给出了14种元素的电负性：
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
H
电负性
1.5
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
2.1
元素
Mg
N
Na
O
P
K
Si
电负性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
0.8
1.8

已知：两成键元素间电负性差值大于1.7时，一般形成离子键；两成键元素间电负性差值小于1.7时，一般形成共价键。
(1)根据表中给出的数据，可推知元素的电负性具有的变化规律是_______。
(2)请指出下列化合物中显正价的元素：
NaH：_______、NH3：_______、CH4：_______、ICl：_______。
(3)表中符合“对角线规则”的元素有Be和_______、B和_______，它们的性质分别有一定的相似性，原因是_______，写出表示Be(OH)2显两性的离子方程式：_______。

参考答案：
1．A
霓虹灯发红光是因为电子吸收能量后跃迁到能量较高的轨道，能量较高轨道上的电子会跃迁回能量较低的轨道而以光的形式释放能量。综上所述故选A。
2．B
A．由表中数据可知，Q元素的第一电离能最大，非金属性强，所以元素的电负性最大，A项正确；
B．根据第一电离能的数据可知，R的最外电子层应该有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，故B错误；
C．U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，故C正确；
D．T元素最外层有3个电子，价电子排布可能是ns2np1，故D正确；
选B。
3．A
如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)图为道尔顿实心球式原子模型，(3)图为卢瑟福行星运转式原子模型，(2)图为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(5)图为近代量子力学原子模型，(4)图为玻尔轨道式原子模型，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
4．A
X原子最外层电子排布为ns1，可能为氢、锂、钠等元素，为IA族元素，化合价为+1价；Y原子最外层电子排布为3s23p1，则Y为Al，化合价为+3价；Z原子最外层电子排布为2s22p4，则Z为氧元素，化合价为-2价，结合化合价法则与常见物质化学式进行判断。
【详解】
A．XYZ2中Y的化合价为+3价，如NaAlO2，符合物质组成的规律，故A可选；
B．X2YZ3中Y的化合价为+4价，不符合，故B不选；
C．X2YZ2中Y的化合价为+2价，不符合，故C不选；
D．XYZ3中Y的化合价为+5价，不符合，故D不选；
故选A。
5．B
A． 在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，与电子所在的能层有关，故A错误；
B． 基态Fe原子的外围电子排布图为，符合能量最低原理，故B正确；
C． 因氮元素价电子中2p3处于半充满状态，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能小，故C错误；
D． 根据原子核外电子排布的特点，价电子构型d10s1(ⅠB)，Cu在元素周期表中位于ds区，故D错误；
故选B。
6．D
短周期全族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加，且Z最外层电子数是其电子层数的3倍，为氧元素，X、Y、Z位于同一周期，即在第二周期，则W为第一周期，为氢元素。从球棍模型分析，其中有原子形成四个共价键，为碳元素，有原子形成两个共价键，为氧元素，还有形成三个共价键，为氮元素，所以四种元素分别为氢、碳、氮、氧。据此分析。
【详解】
A．四种元素中原子半径最大的为X，即碳原子，A错误；
B．非金属性最强为氧元素，B错误；
C．氢和氧形成水或过氧化氢，过氧化氢中含有非极性共价键，C错误；
D．该分子为丙氨酸，能发生缩聚反应形成多肽，高分子化合物，D正确；
故选D。
7．B
第三周期11～17号元素，即第三周期主族元素。
【详解】
A．同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，但Mg、P特殊，Mg的3s电子全满为稳定结构，P的3p电子半满为稳定结构，则第一电离能大于相邻的元素，即第一电离能不是随着原子序数的递增而增大，A错误；
B．同周期随原子序数的增大，元素的非金属性增强，则元素的电负性增强，B正确；
C．同周期随原子序数的增大，原子半径减小，与图像不符，C错误；
D．形成基态离子转移的电子数依次为Na为1，Mg为2，Al为3，Si不易形成离子，P为3，S为2，Cl为1，与图像不符，D错误；
综上所述答案为B。
8．D
短周期元素A和B，其中A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b； B元素的原子M层电子数是(a- b)，L层电子数是(a+b)，则L层电子数为8，即a+b=8,元素A有两个电子层，则b=2,所以a=8-2=6，则A为氧元素；B元素的原子M层电子数是a-b=6-2=4,B为硅元素，A、B两元素形成的化合物为SiO2，即BA2。
故答案为：D
9．C
A．3p能级有一个空轨道的基态原子，价电子排布只能为3s23p2,，故A不符合题意；
B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，则价电子排布只能为2s22p5，故B不符合题意；
C．M层全充满而N层为4s2，则其价电子排布为3d104s2，故C符合题意；
D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子，设最外层电子数为x，为正整数，小于等于8，若为第二周期元素，则5x=2+x，x无合适解，若为第三周期元素5x=10+x，x无合适解，若为第四周期元素，5x=28+x，x=7，为溴元素，最外层电子排布式为4s24p5，故D不符合题意；
故答案为：C。
10．B
由“X与Y形成的某一化合物易生成二聚体”知该化合物为NO2，X为N元素，Y为O元素，“W的周期数与族序数相等”且W为短周期元素，则W为第三周期ⅢA族，是Al元素，Y的核外电子排布为1s22s22p4，最低能级电子数为2，则Z的最高高能级电子数为1，且Z的原子序数比Y大，所以Z有三个电子层，Z为Na元素
【详解】
A．N、O、Na、Al四种元素中，O元素非金属性最强，为Y，A项不符合题意；
B．简单离子分别为N3-、O2-、Na+、Al3+，四种离子的核外电子排布相同，根据“序小径大”的规则，知四种离子的半径依次减小，B项符合题意；
C．电负性相当于得电子能力，O元素电负性最强，即Y最大，C项不符合题意；
D．第一电离能相当于失电子能力，总体来说金属元素的第一电离能偏小，且同周期从左到右依次增大，ⅡA、ⅤA比相邻主族元素大，所以有N>O>Al>Na，即X>Y>W>Z，D项不符合题意；
故正确选项为Ｂ
11．C
A．同能级电子能层大的能量高，E(1s) 戊，B正确；
C.乙、丙、丁的最高价氧化物的水化物分别为、、，这三者之间均不可以相互反应，C错误；
D.庚为F，没有最高价氧化物，D错误；
答案选B。
14．A
A．同一能层中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但不同能层中s轨道电子能量不一定比p轨道电子能量低，如3s轨道电子能量高于2p轨道电子能量，故A错误；
B．基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为：，故B正确；
C．根据能量最低原理知，电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道，4s轨道能量比3d低，3p排满后应先排4s，故C正确；
D．3s能级的电子吸收能量后脱离原子核的束缚而失去形成1s22s22p6，故D正确；
答案选A。
15．C
短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大；四种元素形成的单质依次为m、n、p、q；x、y、z是这些元素组成的二元化合物，其中z为形成酸雨的主要物质之一，z是二氧化硫，则n、q分别是氧气和硫；w溶液可使酚酞溶液显红色，w溶液显碱性，所以x与y的反应应该是过氧化钠与水或二氧化碳的反应，则y是过氧化钠，x是水或二氧化碳，w是氢氧化钠或碳酸钠，因此a、b、c、d分别是H或C、O、、S，据此分析解答。
【详解】
A．同周期主族元素自左向右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径的大小：，且若a为C，则原子半径：，A错误；
B．x不一定是二氧化碳，还可能为水，B错误；
C．水分子间存在氢键，则简单氢化物的沸点：，C正确；
D．y是过氧化钠，含有离子键和非极性共价键，w是氢氧化钠或碳酸钠，含有离子键和极性共价键，因此含有的化学键类型不完全相同，D错误；
答案选C。
16．(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(2)F＞N＞O＞C
(3)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
(4)基态Mn2＋的3d轨道电子为半充满状态，比较稳定
(5)Al
【解析】
【分析】
根据元素周期表知，a～p元素分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe。
(1)
根据分析，p为Fe元素，原子核外电子数为26，根据能量最低原理可知，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；
(2)
同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，但第ⅡA、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O＞C；
(3)
镁在空气中燃烧时，低能级轨道上的电子吸收能量跃迁到较高能级，此时这些电子不稳定，会跃迁回低能级，就会以光(辐射)的形式释放能量；
(4)
基态Mn2＋的3d轨道电子为半充满状态，根据洪特规则可知，半满状态比较稳定，而基态Fe2＋的3d轨道电子排布为3d6，不是半满、全满或全空的稳定状态，更易失电子达到稳定状态；
(5)
根据图乙中所列的电离能数据及变化规律可知，该元素第四电离能出现了突变，因此原子最外层电子数为3，所以该元素为Al元素。
17．     2p     三个互相垂直的伸展          IVA          7     1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1     Cl     cdf
【解析】
【分析】
X的基态原子核外3个能级上有电子，且最高能级是半充满状态，核外电子排布为：1s22s22p3，是N；Y是第三周期元素，它的单质是良好的半导体材料，是Si；Z和Y同周期，Z是本周期原子半径最小的主族元素是Cl；W的一种核素的质量数为63，中子数为34，质子数为63-34=29，是Cu，故X、Y、Z、W分别为N、Si、Cl、Cu，由此分析。
【详解】
(1)X是N，核外电子排布为：1s22s22p3，元素X的原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；它的氢化物是氨气，电子式是；
(2)元素Y是硅，核外有3层电子，最外层有4个电子，位于元素周期表的第三周期IVA族。该原子的价电子排布图为；
(3)元素Z是氯，核外电子排布为：1s22s22p63s23p5，原子最外层共有7个电子，有7种不同运动状态的电子；
(4) W是Cu，3d能级上为全充满，基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；
(5)元素Y是Si，元素Z 是Cl，Cl和Si位于同一周期，同周期从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性较强的是Cl；
a．常温下，Y的单质与Z的单质状态不同不能用于比较非金属性的强弱，故a不符合题意；
b．等物质的量浓度的氢化物水溶液的酸性不同不能用于比较非金属性的强弱，故b不符合题意；
c．Z的电负性大于Y，元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引电子的能力越强，非金属性越强，故c符合题意；
d．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，Z的氢化物比Y的氢化物稳定可以比较非金属性的强弱，故d符合题意；
e．在反应中，Y原子得电子数比Z原子得电子数多，不能比较非金属性的强弱，故e不符合题意；
f．非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的酸性越强，根据元素的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱可以比较出非金属性的强弱，故f符合题意；
答案选cdf。
【点睛】
比较非金属强弱的方法可以比较原子得电子的能力而不是多少，为易错点。
18．     ②     ③     ＜     哑铃型或纺锤形     轴对称     1s22s22p63s23p4或[Ne] 3s23p4     H2SO4     ＜     2     Al
【解析】
【分析】
根据泡利原理和洪特规则判断轨道表示式的正误；根据电子云模型判断轨道电子云形状；根据电子云重叠方式判断成键类型；根据电负性变化规律判断电负性大小；根据第一电离能的变化规律判断元素种类，据此分析。
【详解】
(1)泡利原理是指在同一个轨道里最多容纳两个电子且自旋方向相反，故违反泡利原理的是②；洪特规则是指当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子的电子总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同，故违反洪特规则的是③，故答案为：②、③；
(2)同一能层中能级较高能量较高，故统一能层中s能级的能量低于p能级的能量，故答案为：ns＜np；
(3)根据电子云模型，p能级的形状为哑铃型或纺锤形，故答案为：哑铃型或纺锤形；
(4)σ键以“头碰头”的形式结合，存在对称轴，为轴对称图像，故答案为：轴对称；
(5)某元素的激发态（不稳定状态）原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，该原子从激发态变成基态后，原子的电子排布为1s22s22p63s23p4或[Ne] 3s23p4，该元素为S元素，其高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4，故答案为：1s22s22p63s23p4或[Ne] 3s23p4、H2SO4；
(6)同一周期从左向右电负性逐渐增大，故S和Cl的电负性：S＜Cl；S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，其3p能级上有2个孤电子对，故答案为：＜、2；
(7)根据表中数据，该元素的以第三电力能比第四电离能相差较高，而前三个电离能互相之间相差较小，故可以推断该元素的化合价为+3价，该元素为Al元素，故答案为：Al。
19．     同周期从左到右，元素原子的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素原子的电负性逐渐减小     Na     H     H     I     Al     Si     电负性值相近     Be(OH)2+2H+=Be2++2H2O、Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由题给信息可知，同周期从左到右，元素原子的电负性逐渐增大；同主族从上到下，元素原子的电负性逐渐减小；
(2)电负性数值小的元素在化合物中显正价，NaH、NH3、CH4、ICl中电负性数值小的元素分别是Na、H、H、I；
(3)“对角线规则”指在元素周期表中某些主族元素与其右下方的主族元素的性质相似，其原因是元素的电负性值相近，所以表中符合“对角线规则”的元素有Be和Al，B和Si；它们的性质分别有一定的相似性，是因为它们的电负性值相近；Be(OH)2显两性，即Be(OH)2既能与酸反应，又能与碱反应，离子方程式分别为：Be(OH)2+2H+=Be2++2H2O、Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O。