高中化学人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质第1课时复习练习题

第1课时　原子结构与元素周期表

课后·训练提升

基础巩固

1.已知下列元素基态原子的最外层电子排布式,其中不一定能表示该元素为主族元素的是(　　)。

A.3s23p3 B.4s24p1

C.4s2 D.3s23p5

答案C

解析由元素基态原子的最外层电子排布式可知,3s23p3、4s24p1、3s23p5表示的元素均是处于元素周期表中p区的主族元素,4s2表示的元素可能是主族元素Ca,也可能是第四周期除Cr、Cu以外的过渡元素。

2.下列叙述中正确的是(　　)。

A.副族元素中没有非金属元素

B.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素

C.除短周期外,其他周期均有18种元素

D.除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数

答案A

解析副族元素中没有非金属元素,A项正确。 碱金属元素是指第ⅠA族除H外的所有元素,B项错误。第六、第七周期元素种类有32种,C项错误。O元素一般不表现正价、F元素无正价,两者的最高化合价在数值上不等于该元素所属的族序数,D项错误。

3.下列说法中错误的是(　　)。

A.所有的非金属元素都分布在p区

B.3p能级上只有一个空轨道的原子和4p能级上只有一个空轨道的原子一定属于同一族

C.除氦以外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8

D.同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同

答案A

解析氢元素位于s区,A项错误。

4.下列说法正确的是(　　)。

A.最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素一定位于第ⅡA族

B.最外层电子排布式为ns1的基态原子对应元素一定是金属元素

C.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子不一定属于同一族

D.最外层电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素

答案C

解析最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素可能是He(1s2),也可能是副族元素,不一定是第ⅡA族元素,A项错误。最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素中,H不是金属元素,其他最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素都是金属元素,B项错误。最外层电子排布式符合nsnnpn的元素只有n=2这一种情况,该元素的价层电子排布式为2s22p2,该元素是碳元素,是非金属元素,D项错误。

5.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下元素属于p区的是(　　)。

A.Fe B.Mg

C.Br D.Cu

答案C

解析Fe的价层电子排布式为3d64s2,属于d区元素,A项不符合题意。Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元素,B项不符合题意。Br的价层电子排布式为4s24p5,属于p区元素,C项符合题意。Cu的价层电子排布式为3d104s1,属于ds区元素,D项不符合题意。

6.已知某元素原子的价层电子排布式为(n-1)dansb,则下列说法正确的是(　　)。

A.该元素是金属元素

B.该元素位于元素周期表中d区

C.该元素的族序数为a+b

D.该元素位于元素周期表中第四周期

答案A

解析由题意可知,该元素应为过渡元素,可能位于周期表的d区或ds区,其族序数不一定是a+b(如Cu),可能位于周期表中的第四、第五、第六或第七周期。

7.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在元素周期表中位置的是(　　)。

A.某元素原子的第二能层电子的轨道表示式为

B.某元素在某种化合物中的化合价为+4价

C.某元素的原子最外层电子数为6

D.某元素原子的价层电子排布式为5s25p1

答案D

解析A项中只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定其在周期表中的位置;B项中某些非金属元素有多种化合价,+4价不一定是其最高化合价,无法确定其在周期表中的位置;C项中根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期序数;D项中可确定该元素在第五周期第ⅢA族。

8.下列肯定属于同族元素且性质相似的是(　　)。

A.原子的电子排布式:M为1s22s2,N为1s2

B.结构示意图:

C.M原子基态时2p能级上有1个未成对电子,N原子基态时3p能级上也有1个未成对电子

D.M原子基态时2p能级上有一对成对电子,N原子基态时3p能级上也有一对成对电子

答案D

解析A项中,M为第ⅡA族元素Be,N为0族元素He,显然,两者不属于同族元素,性质也不相似;B项中,M为0族元素Ne,N为碱金属元素离子Na+,不符合题意;C项中,由于p能级有三个轨道,若有一个未成对电子,意味着p能级有两种电子排布情况:即np5或np1,所以M、N两元素不一定属于同一族元素;D项中,若p能级上有一对成对电子,根据泡利原理和洪特规则,该能级只能有一种电子排布式,即np4,所以M、N两元素肯定属于同族元素且性质相似。

9.某元素基态原子共有三个价电子,其中一个价电子位于第三能层d能级。

(1)该元素基态原子的电子排布式为　。 

(2)该元素的原子序数为　　　　　,在元素周期表中处于第　　　周期第　　　　族,处于　　　　区。该元素为　　　　(填“金属”或“非金属”)元素,其最高化合价为　　　。 

答案(1)1s22s22p63s23p63d14s2

(2)21　四　ⅢB　d　金属　+3价

解析有三个价电子且其中一个价电子在3d能级,则其他两个价电子必在4s上,价层电子排布式为3d14s2;原子序数是21,位于第四周期第ⅢB族,处于d区,是金属元素,最高化合价是+3价。

10.基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则X是　　　　　　　　　(填元素符号),基态X原子核外电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　;基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R可能是　　　　　　(填元素符号);Y原子的核电荷数为33,其基态原子的价层电子排布式是　　　　　,其在元素周期表中的位置是　　　　　　　,属于　　　　区的元素。 

答案C　　Al或Cl　4s24p3　第四周期第ⅤA族　p

解析基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则其电子排布式为1s22s22p2,则X是C,基态X原子核外电子的轨道表示式为。基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规则可知,基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,能层数为4,且最外层有5个电子,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,最后一个电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。

能力提升

1.下列各组中的X和Y两种基态原子,化学性质一定相似的是(　　)。

A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子

B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2

C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子

D.X原子核外M层上仅有2个电子,Y原子核外N层上仅有2个电子

答案C

解析如H和Na性质不同,A项错误。X为He,Y为Be,两者性质不同,B项错误。X为N,Y为P,同主族元素性质相似,C项正确。X为Mg,Y的M层电子数不确定,满足要求的元素种类很多,D项错误。

2.下列关于原子核外电子排布与元素在元素周期表中位置关系的表述中,不正确的是(　　)。

A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,不一定是第ⅠA族元素

B.基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素一定是副族元素

C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区

D.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y

答案D

解析基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能是第ⅠA族元素,也可能为铬元素或者铜元素,A项正确。基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素是第Ⅷ族元素,属于副族元素,B项正确。p能级上半充满的元素的基态原子的价层电子排布式为ns2np3,则一定属于p区元素,C项正确。基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数可能为x+y(x+y≤7),可能为第Ⅷ族(10≥x+y>7),还可能为y(x=10),D项错误。

3.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是(　　)。

A.原子含有未成对电子最多的第二周期元素

B.位于元素周期表第三周期第ⅢA族的元素

C.原子最外层电子排布式为2s22p6的元素

D.原子最外层电子排布式为3s23p5的元素

答案D

解析A项,第二周期含未成对电子数最多的是N;B项为Al;C项为稀有气体元素Ne;D项为Cl。N2、Al、Ne、Cl2中,Cl2的氧化性最强。

4.某元素基态原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是(　　)。

A.基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2

B.该元素为V

C.该元素为第ⅡA族元素

D.该元素位于d区

答案C

解析某元素基态原子的最外层电子数为2,价层电子数为5,说明最外层电子数和价层电子数不相等,则价层电子应存在d能级电子,并且是同族中原子序数最小的元素,则可知应为第四周期元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,为第四周期第ⅤB族元素,为V元素,位于d区。

5.元素X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如下表所示,已知Y元素基态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元素基态原子的价层电子排布式为3s23p4

B.Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族

C.X元素位于元素周期表的p区

D.Z元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4

答案D

解析Y元素基态原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1,由n-1=2可得n=3,Y元素基态原子的价层电子排布式为3s23p4,则Y元素位于第三周期第ⅥA族,Z元素位于第四周期第ⅤA族,价层电子排布式为4s24p3,Z元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。X、Y、Z最外层电子填充在p轨道上,故X、Y、Z均位于p区。

6.有A、B、C、D、E五种元素,其中A元素为第四周期元素,与D元素可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物;B元素为第四周期过渡元素,最高化合价为+7价;C元素和B元素是同周期的元素,具有相同的最高化合价;D元素基态原子的价层电子排布式为nsnnpn+2,E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。

(1)试写出下面三种元素的元素符号:

A　　　　　　、B　　　　　　、C　　　　　　。 

(2)写出基态D2-的电子排布式:　　　　　　　　,E元素基态原子的电子排布式为　　　　　　　　。 

(3)B元素位于第　　　族,C元素位于第　　　　族。 

答案(1)K　Mn　Br

(2)1s22s22p6　1s22s22p63s23p1

(3)ⅦB　ⅦA

解析由B元素为第四周期过渡元素且最高化合价为+7价可推出B元素是锰元素;C元素和B元素是同周期的元素,具有相同的最高化合价,则C元素是溴元素;D元素基态原子的价层电子排布式为nsnnpn+2,D元素是氧元素;A元素与D元素可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物,A元素是钾元素。B元素位于第四周期且最高化合价为+7价,根据族序数等于价层电子数可知B元素位于第ⅦB族,基态Br原子最外层也是7个电子,属于主族元素,位于第ⅦA族。E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,该元素应为Al。

7.已知元素周期表中共有18纵列,如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布,可把周期表里的元素划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。

(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并分别用阴影和表示d区和ds区。

(2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内的第6、7纵列的部分元素可以排在另一区,你认为应排在　　区。 

(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。

(4)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七周期已经排满,元素周期表目前排布了　　　　　种元素。 

答案(1)如图:

(2)ds

(3)见上图

(4)118

解析(1)正确理解题意,明确按构造原理分区的含义,注意把握关键信息“……最后填入的电子的能级符号”。

(2)ds区价层电子排布为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2,而d区内的第6纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns1,第7纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns2,因此类比可以放在ds区。

(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理和能量最低原理、洪特规则,满足题目要求的元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)或1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)。

(4)根据0族元素的原子序数知,第七周期排满,其0族元素的原子序数应为2+8+8+18+18+32+32=118。