2024届高三化学一轮复习（小题训练）--原子结构

这是一份2024届高三化学一轮复习（小题训练）--原子结构，共15页。试卷主要包含了单选题，填空题等内容，欢迎下载使用。

2024届高三化学轮复习 （小题训练）--原子结构
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．下列化学用语表达正确的是(    )
A．Mn的原子结构示意图： B．HClO的电子式：
C．Cr的外围电子排布式：3d54s1 D．基态碳原子的电子排布图：
2．下列说法正确的是
A．用原子发射光谱确定物质中含有哪些金属元素
B．侯氏制碱法的工艺过程中应用了物质溶解度的差异
C．黑火药的配方为“一硫二硝三木炭”，其中的硝指的是硝酸
D．蛋白质在一定条件下会变性，变性后的蛋白质有害人体健康，不能食用
3．“原子”原意是“不可再分”的意思。20世纪初，人们才认识到原子不是最小的粒子。从电子层模型分析，Ca原子核外N能层中运动的电子数为
A．8 B．2 C．18 D．10
4．碳酸钠应用广泛，下列说法不正确的是
A．碳酸钠受热易分解 B．碳酸钠属于强电解质
C．碳酸钠溶液呈碱性 D．Na元素位于周期表s区
5．硫酸铜应用广泛，下列说法不正确的是
A．元素位于周期表p区 B．硫酸铜属于强电解质
C．硫酸铜溶液呈酸性 D．硫酸铜能使蛋白质变性
6．“3·21东航坠机事件”发生之后牵动了无数国人的心，找到“黑匣子”揭露事故原因成为告慰遇难者的必要环节。已知“黑匣子”外部材料使用“钛钢”制作而成，“钛钢”实际为某种不锈钢的商品名。下列有关钛和“钛钢”的说法错误的是
A．钛元素位于元素周期表中的ds区
B．“钛钢”的主要成分是铁，属于金属材料
C．“钛钢”的抗腐蚀性比纯铁更强
D．“钛钢”得名的原因可能是其性质强度高、耐磨损与钛合金相似
7．下列有关表述正确的是
A．分子的结构模型
B．的结构示意图
C．基态氧原子的轨道表示式
D．甲酸甲酯的键线式
8．原子模型是由人们对物质世界微观结构的认识而建立的。从电子层模型分析，基态Cr原子的M层核外电子的运动状态有
A．8种 B．13种 C．14种 D．18种
9．下列化学用语正确的是
A．的电离方程式：
B．的结构示意图：
C．水分子的结构式：
D．氮原子的价电子排布图：
10．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层有3个电子，Z与X位于同一主族。下列说法正确的是（　　）
A．原子半径：r(W)＞r(Z)＞r(Y)＞r(X)
B．由Y、W组成的化合物是离子化合物
C．W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强
D．Z的简单气态氢化物的热稳定性比X的强
11．下列化学用语或图示正确的是
A．过氧化钠的电子式：
B．苯分子中的大π键：
C．基态磷原子的轨道表示式：
D．的质谱：
12．R、G、Y、X为原子序数依次增大的四种短周期元素，Y与G同周期，X与Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊为这四种元素构成的化合物，其转化关系如图。下列说法中正确的是

A．Y的氢化物沸点高于G的氢化物沸点
B．基态X原子核外电子有9种空间运动状态
C．丁的稀溶液在反应③中做催化剂
D．G的最高价氧化物的水化物的酸性比X的强
13．在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了如图CO2的转化过程。下列说法错误的是

A．铜元素位于周期表中的ds区
B．步骤④中有化学键的断裂和形成
C．甲酸乙酯是该过程的催化剂
D．总反应化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
14．以下电子排布式是基态原子的电子排布的是(　　)
①1s12s1　②1s22s12p1　③1s22s22p63s2　④1s22s22p63s23p1
A．①② B．①③ C．②③ D．③④
15．一种由钛铁矿(主要成分为钛酸亚铁，化学式为)制备Ti等产品的工艺流程图如图所示。已知：易水解，只能存在于强酸性溶液中。


下列有关叙述错误的是
A．钛铁矿酸浸时，反应的离子方程式
B．基态钛原子核外有22种不同运动状态的电子，价电子排布式为3d24s2
C．加入粉末的作用是调节溶液pH，促进水解
D．“操作Ⅱ”为蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥

二、填空题
16．由于具有特殊的组成和结构，金属具有优良的物理、化学性能。没有金属，生活是难以想象的。
完成下列填空：
(1)元素Al的原子核外电子共占据_____个轨道，其中有____个未成对电子。
(2)常温下，将铝片放入浓硫酸片刻后插入到硫酸铜溶液中，发现铝片表面无明显变化，其原因是____________。要除去铁粉中含有的少量铝粉，通常可选用_____溶液。
(3)某工业废水中Al3+超标，加入NaHCO3溶液可以除去Al3+，现象为产生白色沉淀和无色无味的气体。请从平衡移动角度解释这一现象_______________________________________。
17．磷是人体所必需的重要矿物质元素，磷的化合物在生产和生活中应用广泛。
反应：P4+ NaOH+H2O→ NaH2PO2 +PH3(未配平)制得的次磷酸钠(NaH2PO2)可作食品防腐剂，也可用于化学镀镍。
请回答下列问题：
(1)磷原子的核外电子排布式：___________；磷原子核外有_____种能量不同的电子。
(2)上述反应的反应物和生成物中含有非极性键的分子是______。(写出物质的化学式)
(3)将Na、O、P三种原子的原子半径大小按由大到小的顺序排列___________________。
(4)NH3的稳定性比PH3的(填“强”或“弱”)_________，判断理由是____________。
(5)A、配平上述反应，并标出电子转移方向与数目_________
P4+ NaOH+ H2O→ NaH2PO2 + PH3
B、上述反应中每生成1 mol 氧化产物，转移电子的数目为___________。
18．纳米微晶碱式碳酸锌是一种新型的碱式碳酸锌，在医药行业可用作皮肤保护剂。工业级硫酸锌(主要成分为ZnSO4·7H2O，含少量Fe2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+)制备纳米微晶碱式碳酸锌[Zn4CO3(OH)6]。回答下列各步转化涉及的问题：
(1)氧化除杂：向ZnSO4溶液中加H2O2除去溶液中Fe2+。Fe2+的电子排布式为___________。
(2)还原除杂：除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成锑锌微电池，提高除Co2+、Ni2+的反应速率。则该条件下Zn2+、Ni2+、Sb3+的氧化性强弱顺序：___________(用离子符号表示)。
(3)沉锌：加入NH4HCO3溶液、MgSO4·7H2O(只用于控制晶粒大小)，过滤、洗涤得纳米微晶。
①生成纳米微晶碱式碳酸锌的离子方程式为___________。
②实验测得在一段时间内加入等量NH4HCO3所得纳米微晶质量随反应温度的变化如图所示，分析曲线下降可能的原因：___________。

(4)用乙二胺四乙酸(俗称EDTA，H2Y2-表示乙二胺四乙酸根离子)滴定法测样品中锌的含量，反应原理为Zn2++H2Y2-=ZnY2-+2H+。取1.840g纳米微晶碱式碳酸锌样品，溶于pH为5~6的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中配成100mL溶液，滴入少量的铬黑T作指示剂，取25.00mL置于锥形瓶中，向锥形瓶中加入过量的10.00mL2.000mol·L-1EDTA，振荡。用1.000mol·L-1锌标准溶液滴定过量的EDTA至终点，消耗锌标准溶液16.00mL。则样品中Zn元素的含量为___________(写出计算过程)。

参考答案：
1．C
【详解】A．Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2，原子结构示意图为，A错误；
B．HClO分子中O原子和H、Cl分别共用一对电子，电子式为，B错误；
C．Cr为24号元素，基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，外围电子排布式为3d54s1，C正确；
D．基态C原子的2s轨道全满，电子排布图为，D错误；
综上所述答案为C。
2．B
【详解】A．研究物质组成时，常用原子吸收光谱确定物质中含有哪些金属元素，而不是发射光谱，A错误；
B．侯氏制碱法是将CO2、NH3通入饱和NaCl溶液中，发生以下反应：NH3+CO2+H2O=NH4HCO3；NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓，其中NaHCO3溶解度最小，故有NaHCO3的晶体析出，B正确；
C．硝指的是硝酸钾，C错误；
D．某些变性后的蛋白质可以食用，如煮熟的鸡蛋，D错误；
综上所述答案为B。
3．B
【详解】Ca原子核外有4个电子层，分别对应符号K、L、M、N，其原子结构示意图为，第4层有2个电子，故 N能层运动的电子数有2个；
故选B。
4．A
【详解】A．碳酸钠性质稳定，受热不易分解，故A错误；
B．碳酸钠在溶液中能完全电离出自由移动的离子，属于强电解质，故B正确；
C．碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中水解使溶液呈碱性，故C正确；
D．钠元素的原子序数为11，价电子排布式为3s1，位于元素周期表s区，故D正确；
故选A。
5．A
【详解】A．Cu为29号元素，位于IB族，属于ds区元素，故A错误；
B．硫酸铜属于盐类，在水溶液中能完全电离，属于强电解质，故B正确；
C．硫酸铜为强酸弱碱盐，铜离子水解使溶液呈酸性，故C正确；
D．铜离子为重金属离子，能使蛋白质变性，故D正确；
故选：A。
6．A
【详解】A．Ti最后填充的电子为3d电子，位于副族，则钛元素是d区的过渡元素，故A错误；
B．“钛钢”为某种不锈钢，钢的主要成分是铁，属于金属材料，故B正确；
C．“钛钢”是铁合金，抗腐蚀性比纯铁强，故C正确；
D．“黑匣子”外部材料使用“钛钢”制作而成，说明“钛钢”性能优越，耐腐蚀、强度高，与钛合金相似，故D正确；
故选：A。
7．B
【详解】A．O原子的半径比H原子大，且O原子和H原子间只有一个共用电子对，即为O—H单键，A错误；
B．Mg原子的核电荷数为12，失去2个电子得到Mg2+，离子结构示意图为 ，B正确；
C．氧原子核外电子排布式为1s22s22p4，基态氧原子的电子轨道表示式为，C错误；
D．甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，键线式为：，D错误；
答案选B。
8．B
【详解】原子核外电子的运动状态都不相同，即一个电子就是一种运动状态，Cr为24号元素，基态Cr原子的电子排布式为，核外M层有13个电子(即有13种运动状态)，综上所述B符合题意，故选B；
答案选B
9．C
【详解】A．氯化铵为强电解质，完全电离，电离方程式：，故A错误；
B．的质子数为16，核外有18个电子，结构示意图为，故B错误；
C．水分子含有2个O-H键，为共价化合物，结构式：，故C正确；
D．基态N原子价电子数为2s、2p能级上的电子，不符合洪特规则，正确的为， 故D错误；
答案选C。
10．C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，则X为O元素；Y原子的最外层有3个电子，其原子序数大于O，则Y为Al元素；Z与X位于同一主族，则Z为S元素；W的原子序数大于Z，则W为Cl元素，据此解答。
【详解】根据上述分析可知：X是O，Y是Al，Z是S，W是Cl元素。
A．同一周期元素，原子序数越大，原子半径越小；不同周期元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子半径：Al＞S＞Cl＞O，即原子半径：r(Y)＞r(Z)＞r(W)＞r(X)，A错误；
B．Y是Al，W是Cl元素，在二者形成的化合物AlCl3中Al、Cl原子之间以共价键结合，形成的AlCl3是共价化合物，B错误；
C．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强。Z是S，W是Cl元素，元素的非金属性：Cl＞S，所以元素最高价氧化物对应的水化物的酸性：W＞Z，C正确；
D．元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强。X是O，Z是S，元素的非金属性：O＞S，则简单气态氢化物稳定性强X＞Z，D错误；
故答案为C。
【点睛】本题考查原子结构与元素周期律。根据题意推断元素是解题关键，掌握元素周期律与原子结构关系是解题关键。
11．B
【详解】A．过氧化钠是离子化合物，由2个钠离子和1个过氧根离子构成，电子式：，故A错误；
B．苯环上 6个碳原子各有1个未参加杂化的2p轨道，它们垂直于环的平面，并从侧面相互重叠而形成一个闭合的π键，并且均匀地对称分布在环平面的上方和下方，形成苯分子中的大π键：，故B正确；
C．基态磷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，根据洪特规则和泡利不相容原理可知，轨道表示式为，故C错误；
D．质谱法测定分子的相对分子质量，乙酸的相对分子质量是60，该质谱图可得相对分子质量为46，不是的质谱，故D错误；
故选：B。
12．B
【分析】根据短周期元素Y能形成2对共价键可知Y为O元素，Y与G同周期即第二周期，G形成4对共价键，则G为C元素，X与Y同主族，则X为S元素，R形成1对共价键且原子序数最小，则R为H元素；
【详解】A．Y为O元素，形成的氢化物H2O、H2O2常温下均为液态，G为C元素，形成的氢化物CxHy，碳原子数目较大时为固态，则O的氢化物沸点可能低于C的氢化物沸点，A错误；
B．X为S元素，基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，空间运动状态即原子轨道数，有9种，B正确；
C．丁为H2SO4，丙为CH3CH2OH，甲为CH2=CH2，乙为H2O，反应③为CH3CH2OH发生消去反应生成CH2=CH2和水，浓硫酸在反应③中做催化剂和脱水剂，C错误；
D．G为C元素，X为S元素，最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、H2SO4，碳酸的酸性弱于硫酸，D错误；
故选：B。
13．C
【详解】A．Cu元素的价层电子排布为3d104s1，其位于周期表中的 ds 区，A项正确；
B．步骤④是化学反应，有旧键的断裂和新键的形成，B项正确；
C．由图可知，步骤④生成甲酸乙酯，步骤⑤消耗甲酸乙酯，甲酸乙酯是催化反应的中间产物而不是催化剂，C项错误；
D．根据图示，在步骤①中存在CO2的消耗，步骤②中存在H2的消耗和H2O的生成，步骤⑤中存在甲醇的生成，因此，该反应的总反应方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O，D正确；
故答案选C。
14．D
【详解】①基态原子的电子排布式应为1s2，发生电子跃迁为1s12s1，故①错误；
②基态原子的电子排布式应为1s22s2，发生电子跃迁为1s22s12p1，所以不是基态原子电子排布式，故②错误；
③基态原子的电子排布式为1s22s22p63s2，符合基态原子电子排布规律，故③正确；
④基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，符合基态原子电子排布规律，故④正确；
答案选D。
【点睛】本题考查了原子核外电子排布，根据基态原子排布规律来分析解答即可，符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则的核外电子排布式是基态原子电子排布式。
15．D
【分析】由题给流程可知，钛铁矿用稀硫酸酸浸后过滤得到含有TiO2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等的滤液；向滤液中加入适量铁屑，将铁离子转化为亚铁离子，溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤得到FeSO4·7H2O晶体和富含TiO2+溶液；向溶液中加入碳酸钠粉末调节溶液pH，将溶液中TiO2+转化为TiO(OH)2沉淀，过滤得到TiO(OH)2；TiO(OH)2受热分解得到粗TiO2，TiO2高温下与碳、氯气反应得到TiCl4，TiCl4高温下与镁反应制得金属钛，据此分析作答。
【详解】A．由分析可知，钛铁矿稀硫酸酸浸时，钛酸亚铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁、TiO SO4和水，反应的离子方程式为，A项正确；
B．钛元素的原子序数为22，有多少电子就有多少不同运动状态的电子，价电子为3d、4s电子，3d能级有2个电子，4s能级有2个电子，排布式为3d24s2，B项正确；
C．由分析可知，向溶液中加入碳酸钠粉末调节溶液pH，促进TiO2+水解，使TiO2+转化为TiO(OH)2沉淀，C项正确；
D．由分析可知，操作Ⅱ为降温结晶，(相当于冷却热饱和溶液指晶体)即蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得FeSO4·7H2O晶体，而蒸发结晶相当于将水分蒸干，如此一来就得不到含结晶水的晶体了，D项错误；
答案选D。
16． 7 1 浓硫酸具有强氧化性，在铝表面形成了致密的氧化膜 NaOH Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性，水解结合水中的H+使溶液显碱性，水解平衡互相促进，直至产生白色沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体
【详解】(1)Al的基态电子排布式为1s22s22p63s23p1，其中占有1s能级1个轨道、2s能级1个轨道、2p能级3个轨道、3s能级1个轨道、3p能级1个轨道，共占有1+1+3+1+1=7个轨道；3p能级上有1个电子，该电子为未成对电子，故未成对电子1个；
(2)浓硫酸具有强氧化性，可以使Al钝化，在Al表面形成一层致密的氧化膜；要出去铁粉中的铝粉，可以向混合粉末中加入NaOH溶液，此时，Fe不与NaOH反应而Al可以，从而达到除去铝的目的；
(3)Al3+为弱碱阳离子，HCO为弱酸阴离子，Al3+水解结合水中的OH—使溶液显酸性，水解结合水中的H+使溶液显碱性，水解平衡互相促进，直至产生白色沉淀氢氧化铝和二氧化碳气体。
17． 1s22s22p63s23p3 5 P4 r(Na)> r(P )> r(O) 强 NH3和PH3结构相似， N-H键能大于P-H的键能，打破它需要更多的能量，所以NH3的稳定性更好 NA
【详解】(1)P的原子序数为15，原子核外有15个电子，磷位于第三周期ⅤA族，属于p区元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；电子的能量与其所处的能层和能级有关，因此基态磷原子有5种能量不同的电子；
(2)依据给出五种物质可知：P4、H2O、PH3为分子晶体，属于非极性分子的仅有P4一种；
(3)Na与P同属第三周期，且原子序数更小，O属于第二周期，因此三种原子的半径关系为r(Na)> r(P )> r(O)；
(4)N与P同主族且非金属性N更强，二者形成的简单氢化物NH3和PH3中，N-H键键能相比于P-H键键能更大，因此N-H键更为稳定，因此NH3的稳定性更好；
(5)A．反应前P4中的P为0价，反应后生成的PH3中的P为-3价，NaH2PO2中的P为+1价，因此该反应为歧化反应；根据得失电子守恒可知，PH3和NaH2PO2的的化学计量系数比为1:3，因此该反应方程式为：，由于发生的是P元素的歧化反应，所以电子转移表示为：；
B．上述反应中NaH2PO2为氧化产物，因此每生成1mol NaH2PO2电子转移1mol即1NA。
【点睛】同周期元素，从左至右原子半径逐渐减小；同族元素，从上至下原子半径逐渐增大；元素的非金属性越强，其简单氢化物越稳定，最高价氧化物对应水化物酸性越强。
18．(1)[Ar]3d6
(2)Sb3+>Ni2+>Zn2+
(3) 4Zn2++8HCO=Zn4CO3(OH)6↓+7CO2↑+H2O 温度过高，碳酸氢铵分解，碳酸氢铵浓度降低，沉淀质量减少
(4)56.52%

【解析】(1)
Fe为26号元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，Fe→Fe2+过程中失去4s的两个电子，所以Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6；
(2)
加入Zn粉和少量Sb2S3，能形成锑锌微电池，说明Sb3+能氧化Zn，生成Zn2+和Sb，其氧化性强于Zn2+，Co2+、Ni2+又能在溶液中被还原，说明Ni2+的氧化性强与Zn2+弱于Sb3+，综上所述氧化性强弱顺序为：Sb3+>Ni2+>Zn2+；
(3)
①根据题意加入碳酸氢铵后生成Zn4CO3(OH)6，说明Zn2+会结合HCO电离出的碳酸根，促进其电离，从而产生H+，H+又会和HCO反应生成CO2和水，所以离子方程式为4Zn2++8HCO=Zn4CO3(OH)6↓+7CO2↑+H2O；
②碳酸氢铵不稳定，温度过高，碳酸氢铵分解，碳酸氢铵浓度降低，沉淀质量减少；
(4)
n(EDTA)=2.000mol·L-1×10.00mL×10-3L·mL-1=2.000×10-2moL；
与标准溶液反应的EDTA：n(EDTA)=1.000mol·L-1×16.00mL×10-3L·mL-1=1.600×10-2moL；
样品中锌有：n(Zn2+)=(2.000×10-2-1.600×10-2)moL=4.000×10-3moL；
产品中锌元素的质量分数=××100%=56.52%。