2022年高三化学寒假课时训练：14原子结构与性质 Word版含答案

这是一份2022年高三化学寒假课时训练：14原子结构与性质 Word版含答案，共51页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．下列说法正确的是( )
A．氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一
B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C．玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱
D．原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
2．下列说法中正确的是( )
A．s电子绕核旋转，其轨道为一圆圈，而p电子是∞字形
B．能层为1时，有自旋相反的两个轨道
C．能层为3时，有3s、3p、3d、4f四个轨道
D．s电子云是球形对称的，其疏密程度表示电子在该处出现的几率大小
3．下列有关原子核外电子排布规律，说法正确的是( )
A．原子核外电子都是先排内层后排外层 B．Fe2＋的价层电子排布式为3d54s1
C．15P原子的电子排布式是1s22s22p63s23peq \\al(2,x)3peq \\al(1,y)
D．同一原子中，1s、2s、3s能级最多容纳的电子数相同
4．下列元素中，基态原子的价电子排布式、电子排布式或电子排布图不正确的是( )
A．Al 3s23p1 B．As [Ar]4s24p3 C．Ar 3s23p6 D．Ni 3d84s2
5．按照原子核外电子排布规律：各电子层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层数，其中，最外层电子数不超过8个，次外层不超过18个)。1999年已发现了核电荷数为118的元素，其原子核外电子排布是( )
A．2,8,18,32,32,18,8 B．2,8,18,32,50,8 C．2,8,18,32,18,8 D．2,8,18,32,50,18,8
6．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是( )
A．甲与乙位于同一周期B．甲与乙位于同一主族
C．甲与乙都位于元素周期表的p区D．甲与乙的原子序数之和为偶数
7．下列元素相关粒子的电子排布式中，前者一定是金属元素，后者一定是非金属元素的是( )
A．[Ne]3s1 [Ne]3s2 B．[Ar]4s1 [Ne]3s23p4 C．[Ne]3s2 [Ar]4s2 D．[He]2s22p4 [Ne]3s23p5
8．关于原子结构的叙述中：①所有原子核均由质子和中子构成；②原子处于基态时，次外层电子不一定是8个；③稀有气体元素，其基态原子最外层都是8个电子；④最外层电子数为2的原子一定是金属原子。其中正确的是( )
A．①② B．②③ C．只有② D．只有④
9.右表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是( )
A．W元素的第一电离能小于Y元素的第一电离能
B．Y、Z的阴离子电子层结构都与R原子的相同
C．p能级未成对电子最多的是Z元素 D．X元素是电负性最大的元素
10．以下对核外电子运动状况的描述正确的是( )
A．电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B．能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动
C．能层序数越大，s原子轨道的半径越小
D．在同一能级上运动的电子，其运动状态肯定不同
11．元素X、Y、Z原子序数之和为36，X、Y在同一周期，X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构。下列推测不正确的是( )
A．同周期元素中X的金属性最强 B．原子半径X>Y，离子半径X＋>Z2－
C．同族元素中Z的氢化物稳定性最高 D．同周期元素中Y的最高价含氧酸的酸性最强
12．下列说法正确的是( )
A．ⅠA族元素的金属性比ⅡA族元素的金属性强
B．ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的其沸点也最高
C．同周期非金属氧化物对应的水化物的酸性从左到右依次增强
D．第三周期元素的原子半径和离子半径从左到右逐渐减小
13．原子最外层电子排布式为ns2的元素有很多种，下列对该元素的推测不正确的是( )
A．该元素可能与ⅠA族某种元素性质相似
B．该元素的单质、氧化物、氢氧化物可能都与NaOH溶液反应
C．该元素原子中可能有未成对电子 D．该元素原子的得电子能力可能很强
14．已知1～18号元素的离子aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－都具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )
A．质子数c＞d，离子的还原性Y2－＞Z－ B．氢化物的稳定性H2Y＞HZ
C．原子半径X＜W，第一电离能X＜W D．电负性Z＞Y＞W＞X
15．4种短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为19，W和X元素原子内质子数之比为12，X2＋和Z－的电子数之差为8。下列说法不正确的是( )
A．W与Y通过离子键形成离子化合物 B．元素原子半径从大到小的顺序是X、Y、Z
C．WZ4分子中W、Z原子通过共价键结合且最外层均达到8电子结构
D．W、Y、Z元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的元素是Z
16．“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅镁(Mg2Si3O8·H2O)等化合物。下列叙述中错误的是( )
A．镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2
B．铝元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
C．钠元素离子半径比铝离子半径大
D．金属铝与钠的最高价氧化物的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
17．A、B、C、D四种元素，已知A元素是自然界中含量最多的元素；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AC
二、非选择题(本题包括5小题，共49分)
18．(8分)回答下列问题：
(1)已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子排布式________；在元素周期表中，该元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。
(2)写出与N同主族的As的基态原子的核外电子排布式：__________________。从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)写出Fe2＋的核外电子排布式：________。
(4)Zn2＋的核外电子排布式为________。
19．(10分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如右图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的电负性在同周期主族元素中最大。
(1)X位于元素周期表中第________周期第________族；W的基态原子核外有________个未成对电子。
(2)Z的气态氢化物和溴化氢相比，较稳定的是______(写化学式)。
(3)Y与Z形成的化合物和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式是__________________________________。
20．(8分)有A、B、C、D、E、F六种主族元素，有关信息如下：
①短周期元素C原子的价电子排布式为：ns2np2，E的单质可在空气中燃烧；
②下表是元素周期表中主族元素的一部分：
③A、B同周期，其电离能数据如下(单位：kJ·ml－1)：
试回答下列问题：
(1)F原子的核外电子排布式为__________________。
(2)C、D、E元素的电负性相对大小为____________________(用元素符号表示)。
(3)C的最高价氧化物与烧碱溶液反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
(4)化合价是元素的一种性质，由A、B的电离能数据判断下列说法正确的是________(填序号)。
a．A通常显＋1价，B通常显＋4价 b．B元素的第一电离能较小，其活泼性比A强
c．A、B的单质分别与盐酸反应放出等量氢气时，消耗单质的物质的量之比为3:2
21．(13分)第一电离能I1是指气态原子X(g)失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的最低能量。下图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。
请回答以下问题：
(1)认真分析上图中同周期元素第一电离能的变化规律，将Na～Ar之间的元素用短线连接起来，构成完整的图象。
(2)从上图分析可知，同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是_____________________________________________________。
(3)上图中5号元素在周期表中的位置是________________________________________________________________________。
(4)上图中4、5、6号三种元素的气态氢化物的化学式分别为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)上图中1～6号元素中，最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是_______，两性化合物有______。
22．(10分)下图为周期表中部分元素的某种性质(X值)随原子序数变化的关系。
(1)短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素是________(写元素符号)。
(2)同主族内不同元素的X值变化的特点是 ________________，同周期内，随着原子序数的增大，X值变化的总趋势是________。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的____________________变化规律。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表的________。
a．左下角 B．右上角 c．分界线附近
(4)下列关于元素该性质的说法中正确的是________(选填代号)。
a．X值可反映元素最高正化合价的变化规律
b．X值可反映原子在分子中吸引电子的能力
c．X值大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱
答案
一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)
1．B 解析：A项氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱。C项玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难。D项原子中的电子运动是没有规则，没有轨道的原子半径是电子运动出现的“区域”。
2．D 解析：A项，s电子的电子云为球形，p电子的电子云为哑铃形，而不是绕圆或∞字形运动；B项，第一能层有一个能级，有一个轨道；C项，第三能层有3s、3p、3d三个能级，其轨道数分别为1、3、5。
3．D 解析：由构造原理可知，多电子原子中核外电子排布存在能级交错，例如，E(3d)>E(4s)，先排4s能级后排3d能级。Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，形成Fe2＋时，先失去最外层4s能级上的2个电子，故Fe2＋的价层电子排布式为3d6。根据洪特规则可知，p能级上有3个电子时，应分占三个轨道，则15P原子的电子排布式为1s22s22p63s23peq \\al(1,x)3peq \\al(1,y)3peq \\al(1,z)。
4．B 解析：B项应为[Ar]3d104s24p3。
5．A 解析：选用排除法，首先排除核电荷数不是118的选项C和D，其次根据次外层电子不超过18个可以排除B选项。
6．D 解析：甲和乙的电子层排布可能为1s22s22p2和1s22s22p63s2，即为碳和镁元素，它们位于不同的周期、不同的主族、不同的区域。
7．B 解析：A项，两种元素分别为Na、Mg，均为金属；B项，两种元素分别为K、S，符合题意；C项，两种元素分别为Mg、Ca，均为金属；D项，两种元素分别为O、Cl，均为非金属。
8．C 解析：①中eq \\al(1,1)H只有质子和电子，没有中子；②中过渡金属的次外层电子数一般超过8个；第二周期元素的次外层均只有2个电子；③中He的最外层上只有2个电子，由此④错。
9. D 解析：根据五种元素所处位置，可知X、W、Y、R、Z五种元素分别为：F、P、S、Ar、Br。P元素的第一电离能比S元素的第一电离能略大，Z的阴离子比R原子多一个电子层，故A项和B项错误，W元素的p能级上有3个未成对的电子，而Z元素p能级未成对电子只有1个，故C项错误；X是所有元素中非金属性最强的元素，D项正确。
10．D
11．B 解析：X＋与Z2－具有相同的核外电子层结构的元素是K、S或Na、O，又X、Y同周期且X、Y、Z原子序数之和为36，故X、Y、Z是Na、Cl、O。根据元素周期律知A、C、D正确，离子半径O2－>Na＋，B错。
12．B 解析：同周期ⅠA族元素金属性比ⅡA族元素强，但若在不同周期，则可能ⅡA族元素金属性强，如Ca的金属性比Na强；ⅥA族元素的氢化物中，稳定性最好的是H2O，因分子间存在氢键，其沸点也最高；同周期非金属元素最高价氧化物对应水化物的酸性从左到右依次增强，但低价态氢化物对应水化物的酸性不一定如此，如H2SO4的酸性比HClO强；第三周期元素原子半径逐渐减小(不含稀有气体)而离子半径大小顺序为r(P3－)>r(S2－)>r(Cl－)>r(Na＋)>r(Mg2＋)>r(Al3＋)。
13．D 解析：根据对角线规则，Li(ⅠA族)与Mg(3s2)相似，A项正确；铍元素(2s2)的单质、氧化物、氢氧化物均可与NaOH溶液反应，B项正确；Sc、Ti、V、Mn、Fe等原子的最外层电子排布式均为4s2，它们均有未成对电子，C项正确；最外层电子排布式为ns2的是氦和金属元素，不可能得电子能力很强。
14．D 解析：aW3＋、bX＋、cY2－、dZ－四种离子具有相同的电子层结构，则元素在周期表中的大致位置关系如图，X、W位于Y、Z的下一周期，X、W、Y、Z分别位于ⅠA、ⅢA、ⅥA、ⅦA族，则质子数c＜d，离子的还原性Y2－＞Z－，氢化物稳定性H2Y＜HZ，原子半径X＞W，第一电离能Z＞Y＞W＞X，电负性Z＞Y＞W＞X。
15．A 解析：由短周期X2＋和Z－的电子数之差为8知，X是Mg，Z是Cl，又由“W和X元素原子内质子数之比为12”知，W是碳元素，判断出的三种元素最外层电子数之和为13，则Y元素最外层电子数为6(第ⅥA族)，且原子序数大于12小于17，Y是硫元素。碳与硫不能形成离子化合物，A项错。原子半径按Mg、S、Cl顺序减小，B项对；四氯化碳是共价化合物，且每个原子最外层均达到8电子结构，C项对；碳酸、硫酸、高氯酸的酸性依次增强，D项对。
16．B 解析：B中，Al原子核外电子排布图为。观察可知：原子中共有5种不同能级(分别为1s、2s、2p、3s、3p)，13种不同运动状态(指电子层、电子能级、轨道方向和自旋状态各不相同)的电子。
17．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个，N层为2个，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，r(O2－)>r(Na＋)。
二、非选择题(本题包括5小题，共49分)
18．答案：(1)3d64s2 d (2)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3 N>O>B
(3)1s22s22p63s23p63d6 (4)1s22s22p63s23p63d10
解析：依据核外电子排布规律书写Fe、As、Fe2＋、Zn2＋的核外电子排布式。B、N、O元素同周期，在第一电离能逐渐增大的趋势中出现了I1(N)>I1(O)的曲折。
19．答案：(1)三 ⅠA 2 (2)HCl (3)SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl
解析：W的质子数Z＝A－N＝18－10＝8，则W为氧；X和Ne的核外电子数相差1，且图中X的原子半径大于W，则X为钠；Y的单质是一种常见的半导体材料，则Y为硅；Z的原子序数大于Y，且在同周期主族元素中电负性最大，则Z为氯。
(1)Na在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族。O的基态原子的轨道表示式为，故有2个未成对电子。
(2)氯的非金属性强于溴，故HCl的稳定性更强。
(3)SiCl4与H2O反应的化学方程式为SiCl4＋3H2O===H2SiO3＋4HCl。
20．答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p4 (2)S>P>Si (3)SiO2＋2OH－==SiOeq \\al(2－,3)＋H2O (4)c
解析：(1)根据题意，满足价电子排布式为ns2np2的元素为碳、硅。元素C、D、E在同一周期，假设C为碳，则E为氧，氧气不能在空气中燃烧，所以C为硅，则D为磷，E为硫，单质硫能在空气中燃烧生成SO2，所以F为硒。Se元素的原子序数为34，Se原子核外34个电子分四层排布，其电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p4。
(2)C、D、E同周期，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故有电负性：S>P>Si。
(3)Si的最高价氧化物为SiO2，SiO2能与NaOH溶液反应生成Na2SiO3和H2O：SiO2＋2OH－===SiOeq \\al(2－,3)＋H2O
(4)根据表中数据，A的第三电离能远远大于第二电离能，则A是第ⅡA族元素，通常显＋2价。B元素的第四电离能远远大于第三电离能，则B是第ⅢA族元素，通常显＋3价，a项错误。B元素的第一电离能小，但它在反应时需要失去3个电子，判断其活泼性不能只看第一电离能，根据同周期元素的性质递变规律可知，b项错误。产生等量的H2，A、B失去电子数相等，即可得出消耗A、B的单质的物质的量之比为32，c项正确。
21．答案：(1)如下图
(2)从上到下逐渐减小 (3)第3周期ⅤA族 (4)H2S、PH3、HCl (5)HClO4 Al2O3Al(OH)3
解析：(1)Na～Ar之间六种元素中，Mg(3s2)比Na(3s1)Al(3s23p1)失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的能量大，P(3s23p3)比Si(3s23p2)S(3s23p4)失去一个电子成为气态阳离子X＋(g)所需的能量大。(2)同一主族元素原子的第一电离能I1的变化规律是从上到下逐渐减小。(3)5号元素为P，在周期表中位于第3周期ⅤA族。(4)题图中4、5、6号三种元素的气态氢化物的化学式分别为H2S、PH3、HCl。(5)题图中1～6号元素中，最高价氧化物对应水化物中酸性最强的是HClO4，两性化合物是Al2O3和Al(OH)3。
22．答案：(1)O、Mg (2)同一主族，从上到下，X值逐渐减小 逐渐增大 周期性 (3)a (4)b、c
解析：(1)由于p轨道最多容纳6个电子，s轨道最多容纳2个电子，因此短周期中原子核外p轨道上电子数与s轨道上电子总数相等的元素其电子排布可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，即分别为O和Mg。
(2)根据图示，同主族元素从上到下，X值逐渐减小，同周期元素从左到右，X值逐渐增大。
(3)X值较小的元素集中在元素周期表左下角。
(4)X值为元素的电负性，能够反映原子在分子中吸引电子的能力，能衡量元素金属性和非金属性的强弱。
C
D
E
F
I1
I2
I3
I4
A
738
1451
7733
10540
B
578
1817
2745
11575