2022年高三化学寒假学业分层测评：14原子结构与性质 Word版含解析

这是一份2022年高三化学寒假学业分层测评：14原子结构与性质 Word版含解析，共6页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列有关物质结构的表述正确的是( )
A．次氯酸的电子式：Heq \(Cl,\s\up6(),\s\d4())eq \(O,\s\up6(),\s\d4())
B．二氧化硅的化学式：SiO2
C．硫原子的最外层电子排布式：2s22p4
D．钠离子的结构示意图：
【解析】 次氯酸的电子式应为，A错误；二氧化硅的化学式为SiO2，B正确；S是16号元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，C错误；钠离子是钠原子失去了最外层的1个电子，其结构示意图为，D错误。
【答案】 B
2．下列说法错误的是( )
A．ns电子的能量不一定高于(n－1)p电子的能量
B．6C的电子排布式1s22s22peq \\al(2,x)违反了洪特规则
C．电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理
D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10违反了泡利原理
【解析】 A不正确，各能级能量的大小顺序为1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s……ns电子的能量一定高于(n－1)p电子的能量；B违反了洪特规则；C原子2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋方向相同的方式分布在2个不同的2p轨道上；C违反了能量最低原理，21Sc最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2；D违反了泡利原理，对于22Ti来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，不能排10个电子。
【答案】 A
3．A原子的结构示意图为。则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为( )
A．18、6、4 B．20、8、6
C．18、8、6 D．15～20、3～8、1～6
【解析】 第三能层上有3s、3p、3d三个能级，因为第四能级上已经含有电子，故3s、3p能级上已经排满，3d能级可以排0～10个电子，故8≤y≤18，则20≤x≤30，只有B符合。
【答案】 B
4．具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是( )
A．1s22s22p63s23p1 B．1s22s22p3
C．1s22s22p5 D．1s22s22p63s23p4
【解析】 根据A的电子排布式1s22s22p63s23p1，可推得该微粒是铝原子，用同样的方法可推断B是氮原子，C是氟原子，D是硫原子。根据原子半径变化规律可知r(Al)>r(S)>r(N)>r(F)，所以Al的原子半径最大。
【答案】 A
5．下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是( )
A．它的元素符号为O
B．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．常温下，可以与H2化合生成液态化合物
D．其电子排布图为
【解析】 由它的价电子构型3s23p4，可知该元素为S；常温下，不可以与H2化合；其电子排布图违背了洪特规则。
【答案】 B
6．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是( )
【解析】 Mn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，其中3d轨道上排布了5个电子，为半充满状态，各电子分占不同的轨道，且自旋状态相同。A中，3d轨道上电子排布不对，违反了洪特规则；B中，s轨道上两个电子的自旋状态应相反；C中3d轨道上电子排布不对，违反了洪特规则。D项正确。
【答案】 D
7．肯定属于同族元素且性质相似的是( )
A．原子核外电子排布式：A为1s22s2，B为1s2
B．结构示意图：A为，B为
C．A原子基态时2p轨道上有1个未成对电子，B原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D．A原子基态时2p轨道上有一对成对电子，B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
【解析】 A中，A为第ⅡA族元素Be，B为0族元素He，显然，二者不属于同族元素，当然性质也不会相似；B中，A为0族元素Ne，B为碱金属离子Na＋，也不合题意；C中，由于p轨道有三个轨道，若有一个未成对电子，意味着p轨道有两种电子排布情况即或，所以A、B两种元素不一定属于同族元素；D中，对于p轨道上有一对成对电子，根据泡利原理和洪特规则，该轨道只能有一种电子排布方式：，所以A、B肯定属于同族元素。因此，答案为D。
【答案】 D
8．短周期元素X、Y在周期表中的相对位置如图所示，且已知X基态原子的价电子排布为nsn－1npn＋1，下列说法不正确的是( )
A.X元素的电负性大于Y
B．X元素的第一电离能大于Y
C．Y在周期表中位于第四周期第ⅤA族
D．原子半径Mg【解析】 因为在X的电子排布中p能级上排有电子，则s能级有2个电子，即n－1＝2，故X的价电子排布为3s23p4，为S元素，则Y为As元素。
【答案】 D
9．a、b、c、d是四种短周期元素，且a、b、d同周期，c、d同主族。a的原子结构示意图为，b与c形成化合物的电子式为。下列比较中正确的是( )
A．原子半径：a>c>d>b
B．电负性：a>b>d>c
C．原子序数：a>d>b>c
D．最高价含氧酸的酸性：c>d>a
【解析】 K层最多容纳2个电子，因此x＝2，a原子有3个能层，最外层有4个电子，因此a为Si，由此可推知b为Na，c为N，d为P，故原子半径b>a>d>c，电负性c>d>a>b，原子序数是d>a>b>c，最高价含氧酸的酸性为c>d>a。只有D正确。
【答案】 D
10．A、B、C、D四种元素，已知A元素是地壳中含量最多的元素；B元素为金属元素，它的原子核外K、L层上电子数之和等于M、N层电子数之和；C元素是第三周期第一电离能最小的元素；D元素在第三周期中第一电离能最大。下列有关叙述错误的是( )
A．四种元素A、B、C、D分别为O、Ca、Na、Ar
B．元素A、B、C两两组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C．元素A、C简单离子的半径大小关系为AD．元素B、C半径大小关系为B>C
【解析】 自然界中含量最多的元素为氧；由题意知B元素K层和L层电子数之和为10，则M层为8，N层为2，故B元素为钙；C是第三周期第一电离能最小的元素，为钠；第三周期中第一电离能最大的元素为氩。选项C中，A的简单离子O2－和C的简单离子Na＋具有相同的电子层结构，根据核电荷数可知r(O2－)＞r(Na＋)。
【答案】 C
11．以下是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质：
下列判断正确的是( )
A．C、D、E的氢化物的稳定性顺序为C>D>E
B．元素A的最外层轨道中无自旋方向相同的电子
C．元素B、C不可能形成化合物
D．与元素B处于同周期且在该周期中第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
【解析】 根据五种元素的电负性和最低负化合价，推知A为C、B为S、C为Cl、D为O、E为F。选项A，C、D、E的氢化物依次为HCl、H2O、HF，氢化物的稳定性顺序：HF>H2O>HCl。选项B，碳元素原子最外层电子排布式为2s22p2,2p能级上的两个电子分占两个p轨道，且自旋方向相同。选项C，S原子最外层有6个电子，Cl原子最外层有7个电子，它们之间可通过形成共价键，使两种原子均达到8电子稳定结构，形成的化合物有S2Cl2、SCl2等。选项D，此单质为Na，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。
【答案】 D
12．如图为元素周期表中短周期的一部分，关于Y、Z、M的说法正确的是( )
A．电负性：Y>Z>M
B．离子半径：M－>Z2－>Y－
C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D．Z元素基态原子最外层电子排布图为
【解析】 由图示关系可推知：X为氦，Y为氟，M为氯，Z为硫。元素的电负性关系为：Y>M>Z，故A项不正确；离子半径关系为：S2－>Cl－>F－，故B项不正确；SCl2的电子式为，故C项正确；S元素基态原子最外层电子排布图为，故D项不正确。
【答案】 C
二、非选择题(本题包括4小题，共52分)
13．(14分)据下列表格，回答有关问题：
(1)在上表中，第一电离能最小的元素是________(填元素名称，下同)，电负性最大的元素是________。
(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是__________(填化学式，下同)，碱性最强的是__________。
(3)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性，则该元素是________(填对应的字母)，该元素与c元素形成的化合物能否与NaOH溶液反应(若能，写出相应的离子方程式；若不能，则填“否”)_______________________________________________________________。
(4)在e～k元素的原子中，原子半径最小的是______(填元素符号)，其价电子排布式为______；未成对电子数最多的是_______(填元素符号)，其最高价氧化物对应水化物的化学式为________；有两个未成对电子的元素是________(填元素符号)；M层有两个空轨道的是________(填元素符号)，其阳离子电子排布式为________。
(5)在上表所列的元素中，原子内电子所排布的能级数目相同的有________。
①a和b ②b和c ③f和g ④i和l
【解析】 (1)在a～l等几种元素中第一电离能最小的是碱金属元素钠，电负性最大的是氟元素。(2)非金属性最强的元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强，故酸性最强的是HClO4，金属性最强的元素的最高价氧化物对应的水化物碱性最强，故碱性最强的是NaOH。(3)Al2O3能与NaOH溶液反应，相应离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O。(4)e～k元素位于同一周期，且半径越来越小，故半径最小的是Cl，价电子排布式为3s23p5；未成对电子数最多的是P元素，共有3个未成对电子，其最高价含氧酸为H3PO4；有两个未成对电子的元素可能是Si元素(3s23p2)也可能是S元素(3s23p4)；M层有两个空轨道的元素是Al，电子排布式为1s22s22p63s23p1，故其阳离子电子排布式为1s22s22p6。(5)①a是C元素，电子排布式为1s22s22p2，b是N元素，电子排布式为1s22s22p3，电子均排布在1s、2s、2p三个能级；②c是O元素，电子排布式为1s22s22p4，和N元素一样，电子均排布在1s、2s、2p三个能级；③f是Mg元素，电子排布式为1s22s22p63s2，电子排布在1s、2s、2p、3s四个能级；而g是Al元素，电子排布式为1s22s22p63s23p1，电子排布在1s、2s、2p、3s、3p五个能级；④i是P元素，电子排布式为1s22s22p63s23p3，l是Ar元素，电子排布式为1s22s22p63s23p6，电子均排布在1s、2s、2p、3s、3p五个能级。故选①②④。
【答案】 (1)钠 氟
(2)HClO4 NaOH
(3)g Al2O3＋2OH－===2AlOeq \\al(－,2)＋H2O
(4)Cl 3s23p5 P H3PO4 Si、S Al 1s22s22p6
(5)①②④
14．(14分)现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
(1)B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。
(2)某同学根据上述信息，推断C基态原子的核外电子排布图为该同学所画的电子排布图违背了______________________。
(3)G位于________族________区，价电子排布式为________。
(4)检验F元素的方法是________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是______
________________________________________________________________________。
【解析】 (1)氮元素的最高能量电子为2p轨道上的电子，相应电子云有三种方向，呈哑铃形。(2)3s轨道的两个电子自旋方向相同，违反了泡利原理。(3)Mn原子的价电子排布式为3d54s2，最后填充的电子为3d轨道，故属于d区元素，处于第四周期ⅦB族。
【答案】 (1)3 哑铃 (2)泡利原理 (3)ⅦB d 3d54s2 (4)焰色反应 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，以光的形式释放能量
15．(12分)现有A、B、C、D、E、F六种元素，回答下列问题。
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有8个电子，则A元素为_____。
(2)B－和C＋的电子层结构都与氖相同，则B元素为__________，C元素为__________。
(3)D3＋的3d能级为半充满，则D元素为________，其基态原子的电子排布式为______。
(4)写出3p能级上只有2个未成对电子的元素的价电子排布式：_________、__________。
(5)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则E元素为__________，其基态原子的电子排布式为_______________________________。
(6)F元素的原子价电子排布式为3s23p2，则F元素在周期表中的位置是_____________。
【解析】 (1)A元素基态原子的最外层有8个未成对电子，次外层有2个电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p3，所以A元素为15号元素即磷元素。
(2)B－和C＋的电子层结构都与氖相同，氖元素的原子序数为10，则B元素为9号元素即氟元素；C元素为11号元素即钠元素。
(3)D3＋的3d能级为半充满，则D3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则D元素原子序数为26，则为26号元素铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或Ar]3d64s2。
(4)3p能级上只有2个未成对电子的元素，根据洪特规则，可以是3p能级上只有2个电子或者3p能级上有4个电子即价电子排布式为3s23p2或3s23p4。
(5)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则E的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或Ar]3d104s1，即为29号元素——铜元素。
(6)F元素的原子价电子排布式为3s23p2，则F元素为14号元素，即硅元素，在周期表中的位置是第三周期ⅣA族。
【答案】 (1)P (2)F Na (3)Fe Ar]3d64s2
(4)3s23p2 3s23p4 (5)Cu Ar]3d104s1
(6)第三周期ⅣA族
16．(12分)有A、B、C、D、E、F、G七种前四周期元素，G的原子序数最大。已知：A、B、C三种元素的原子次外层电子排布都是(n－1)s2(n－1)p6；D、E、F三种元素的原子序数分别等于A、B、C的最外层电子数；G元素原子的最外层电子数和A相同，内层电子排布均符合2n2；C的气态单质在标准状况下每升的质量为3.17 g；A与C能形成离子化合物AC，A离子比C离子少一个能层；E原子的最外电子层中p能级的电子数等于前一能层的电子总数。回答下列问题：
(1)上述元素的基态原子中，含有2个未成对电子的元素是__________(填元素符号)；它们位于元素周期表的________区。
(2)A与D能形成离子化合物AD，则AD的电子式是______________。
(3)C元素基态原子的价电子排布式为______________________________________。
F元素基态原子最外层的电子排布图为________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】 由于A、B、C三种元素的原子次外层电子排布都是(n－1)s2(n－1)p6，说明A、B、C都在第三周期。由C的气态单质在标准状况下每升的质量为3.17 g，可求得单质C的摩尔质量为71 g·ml－1，即C是氯，F为氮。根据A与C能形成离子化合物AC，A离子比C离子少一个能层，说明A是钠，D为氢。根据G元素原子的最外层电子数和A相同，内层电子排布均符合2n2，且G的原子序数最大，说明G是铜。根据E原子的最外电子层中p能级的电子数等于前一能层的电子总数，说明E是碳，B为硫。
【答案】 (1)C、S p (2)Na＋eq \\al(·,·)H]－
(3)3s23p5
序号
A
B
C
D
E
最低负化合价
－4
－2
－1
－2
－1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
二
a
b
c
d
三
e
f
g
h
i
j
k
l
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1个
C元素原子的第一至第四电离能分别是
I1＝738 kJ·ml－1；I2＝1 451 kJ·ml－1；
I3＝7 733 kJ·ml－1；I4＝10 540 kJ·ml－1
D原子核外所有p轨道全满或半满
E元素的主族序数与周期数的差为4
F是前四周期中电负性最小的元素
G在周期表的第七列