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人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试巩固练习
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第一章 原子结构与性质本章综合与测试巩固练习，共22页。试卷主要包含了全卷满分100分，可能用到的相对原子质量，下列说法或表达方式中不正确的是等内容，欢迎下载使用。
第一章 原子结构与性质(提升卷)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Mn-55 Fe-56。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021山东烟台高二期末)下列说法正确的是 ( )
A.CH4分子的球棍模型为
B.铍原子最外层的电子云图为
C.基态Fe原子的价层电子轨道表示式为
D. ,该轨道表示式违背了泡利原理
2.(2021山东青岛高二期中)下列说法正确的是 ( )
A.1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
B.第四周期基态原子未成对电子数为1的元素有4种
C.ns能级的能量一定高于(n-1)d能级的能量
D.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
3.(2021辽宁盘锦二中高二月考)下列有关元素周期表和元素周期律的说法,不正确的是 ( )
①元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
②d区元素最后一个核外电子一定填充在s能级上
③同一主族从上到下,元素的电负性依次增大
④同一主族从上到下,元素的第一电离能依次增大
A.只有①②③ B.只有②③
C.只有③④ D.①②③④
4.(2021河北石家庄二中高二月考)短周期元素M的原子核外有n个电子层上排布了电子,最外层电子数为2n+1。下列有关M的说法中,不正确的是 ( )
A.M是非金属元素
B.M的气态氢化物一定是电解质
C.M的常见单质在常温下为气态
D.M的最高价氧化物对应的水化物是强酸
5.(2021山东高三百校联考)最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3,下列有关元素F、S、O、N的说法正确的是 ( )
A.电负性:F>O>N>S B.第一电离能:F>S>O>N
C.最高正价:F>S=O>N D.S原子的基态原子核外未成对电子数最多
6.(2021湖北高二期中联考)1919年,卢瑟福通过实验,实现了人类历史上第一次人工核反应,其反应原理为 24He+714N 817O+11H。下列说法正确的是 ( )
A.817O和 818O互为同位素,817O2和 818O2互为同素异形体
B.24He的原子结构示意图为
C.714N的核外电子共有7种运动状态
D.一个 11H原子中含有一个质子、一个中子和一个电子
7.(2021河北张家口高二月考)下列说法或表达方式中不正确的是 ( )
A.电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱
B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
D.基态氯原子的价层电子的轨道表示式为
8.(2021山东高三模拟)化合物M()常用于制备新型消炎、解热、镇痛、治疗风湿病的药物贝诺酯。下列有关M的说法错误的是 ( )
A.组成元素中有3种属于同周期的p区元素
B.基态钠原子核外有7种空间运动状态不同的电子
C.电负性:O>N>C>H
D.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4
9.(2021福建宁德高二期中)微粒M和N,肯定属于同族元素且化学性质相似的是 ( )
A.原子核外电子排布式:M为1s22s2,N为1s2
B.结构示意图:M为,N为
C.M原子基态2p轨道上有1对成对电子,N原子基态3p轨道上有1对成对电子
D.M原子基态2p轨道上有1个未成对电子,N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
10.(2021山东潍坊高三模拟)前四周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Y、Z同周期,Z、W同主族;X、Y、Z是人体内含量最高的三种元素,X、Y、Z、W、Q五原子核外电子数之和为60。下列叙述合理的是( )
A.原子半径:X
D.它们基态原子最外层上都有未成对电子
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021辽宁师大附中高三月考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是 ( )
A.元素电负性:Z
C.元素第一电离能:Z>W
D.简单氢化物的稳定性:X
A.两原子核外全部都是s电子
B.最外层电子排布为3s23p6的原子和最外层电子排布为3s23p6的离子
C.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的两种原子
D.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
13.(2021山东高密一中高二月考)已知X、Y是短周期的两种元素,下列有关比较或说法一定正确的是 ( )
选项
条件
结论
A
若原子半径:X>Y
原子序数:X
化合物XnYm中X显负价
元素的电负性:X>Y
C
若价电子数:X>Y
最高正价:X>Y
D
若X、Y最外层电子数分别为1、7
X、Y之间可能形成共价键
14.(2021河北石家庄高三月考)通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半满”“全满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是 ( )
A.元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
B.26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+,表现出较强的还原性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
15.(2021辽宁朝阳高三期中)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,元素Z与X同主族。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:W>X>Y
B.电负性:Y>W>Z
C.简单离子半径:Z>X>Y
D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>W
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021湖北武汉高二月考)(1)Fe成为阳离子时首先失去 轨道上的电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为 。
(2)Cu2+基态核外电子排布式为 。
(3)Mn位于元素周期表中第四周期 族,基态Mn原子核外未成对电子有 个。
(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
17.(10分)(2021天津耀华中学高二期末)下表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)写出基态J原子的电子排布式: ,L的原子序数: ,M的简化电子排布式: 。
(2)下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述正确的是 (填字母)。
A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族,属于ds区元素
B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族,属于d区元素
C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,属于s区元素
D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,属于ds区元素
(3)下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.第一电离能:G>F>E B.电负性:D>C
C.原子半径:B>E D.最高价含氧酸的酸性:I>H
18.(13分)(2021山东临沂高二期末)根据有关知识,回答下列问题。
(1)符号3px所代表的含义是 (填字母)。
A.3px轨道上有3个电子
B.第3个电子层3px轨道有三个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
(2)铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向,有 种不同运动状态的电子。
(3)短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中,第一电离能最小的元素是 (填元素符号,下同),电负性最大的元素是 。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能,这是因为 。
(5)短周期元素中符合“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,写出Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
(6)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据如下表所示:
元素
Mn
Fe
电离能/
kJ·mol-1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式: ,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是 。
19.(14分)(2021辽宁阜新高二月考)W、X、Y、Z是元素周期表中的四种短周期元素,其相关信息及原子半径与原子序数的关系如下表所示。请回答下列问题:
元素
相关信息
原子半径与原子序数的关系
W
其一种核素的质量数为18,中子数为10
X
其原子与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1
Y
其单质是一种常见的半导体材料
Z
电负性在同周期元素中最大
(1)W在元素周期表中的位置是 ,W与X形成的含有共价键的常见化合物的电子式为 。
(2)X、Z的简单离子的半径大小为 (用离子符号表示)。
(3)Y的最高价氧化物与单质碳在高温下反应的化学方程式为 ;Z的简单氢化物与X的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。
(4)最高价氧化物对应水化物的酸性:Y (填“大于”或“小于”,下同)磷;第一电离能:Y 磷。
20.(13分)(2021河北唐山高二期末)根据信息回答下列问题:
Ⅰ.如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(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断Na~Ar元素中,Al的第一电离能的大小范围为
Ⅱ.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出部分元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知:一般两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
(3)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: 。
(4)通过分析电负性的变化规律,确定Al元素电负性的最小范围是 。
(5)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:
A.Li3N B.PCl3 C.MgCl2 D.SiC
①属于离子化合物的是 ;
②属于共价化合物的是 ;
③请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: 。
答案全解全析
1.C 图示为CH4分子的比例模型,A错误;铍原子最外层为s能级,电子云轮廓图呈球形,B错误;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,其轨道表示式为 ,C正确;2p能级电子自旋方向应相同,轨道表示式违背了洪特规则,D错误。
2.D 电子云只是电子在原子核周围出现的概率,并不表示做圆周运动,A错误;第四周期未成对电子数为1的基态原子有5种,外围电子排布式分别为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5,B错误;从第ⅢB到第Ⅷ族元素在进行电子填充时优先填充4s轨道,可见ns能级的能量不一定高于(n-1)d能级的能量,C错误;元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素,D正确。
3.D 元素周期表中s区中H元素是非金属元素,①错误;d区元素最后一个核外电子可能填充在d能级上或s能级上,②错误;同一主族元素从上到下,电负性依次减小,③错误;同一主族元素,从从上到下,随着原子半径递增,第一电离能逐渐减小,④错误。
4.B 若只有1个电子层,且只能排1个电子,2n+1不符,则n≠1;原子最外层电子数不超过8,即2n+1≤8,则n=2或3,M为N或Cl元素。由分析可知M是非金属元素,A正确;NH3不属于电解质,而HCl为电解质,B错误;N2和Cl2常温下均为气态,C正确;HNO3和HClO4均为强酸,D正确。
5.A 由元素的非金属性:F>O>N>S,可知元素的电负性:F>O>N>S,A正确;元素的非金属性越强,第一电离能越大,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子处于全满、半满的稳定状态,第一电离能比相邻右侧主族的大,故第一电离能:F>N>O>S,B错误;O、F均无最高正价,C错误;根据四种基态原子的核外电子排布式可知F、S、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,即基态N原子未成对电子数最多,D错误。
6.C 817O2和 818O2是氧元素形成的同种单质,不互为同素异形体,A错误;24He的质子数和电子数均为2,原子结构示意图为,B错误;714N的原子核外有7个电子,核外电子共有7种运动状态,C正确;11H原子中质子数为1、质量数为1,中子数为0,D错误。
7.B 电子从激发态到基态,需释放能量产生发射光谱,A正确;第三、四周期第ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差8,其他主族元素原子序数相差18,B错误;根据同周期元素第一电离能递变规律可知,第三周期元素中,第一电离能介于Mg与S之间的仅有Si元素,C正确;根据构造原理可知基态氯原子的价层电子排布式为3s23p5,其价层电子的轨道表示式为 ,D正确。
8.B 化合物M中含H、C、N、O、Na五种元素,其中C、N、O均位于第二周期的p区,A正确;基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,电子分别占据3个s轨道,3个p轨道,共6种空间运动状态,B错误;由非金属性:O>N>C>H,可知电负性:O>N>C>H,C正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,即气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4,D正确。
9.C 根据原子核外电子排布式,可知M、N分别为第ⅡA族和0族元素,A错误;由结构示意图可知M、N分别为Ne原子和Na+,两元素分别为0族和第ⅠA族元素,B错误;根据基态M原子的2p、N原子的3p轨道有1对成对电子,可知M为O,N为S,O、S均为第ⅥA族元素,化学性质相似,C正确;根据基态M原子的2p、N原子的3p轨道有1个未成对电子,可知M为B或F原子,N为Al或Cl原子,即M、N不一定为同主族元素,D错误。
10.D 根据X、Y、Z是人体含量最高的三种元素,结合原子序数依次增大,可知X是H、Y是C、Z是O;与O同主族的W是S;根据五种原子核外电子数之和为60,可知Q是Cu。原子半径:HS,C正确;由非金属性:N>P,可知气态氢化物稳定性:NH3>PH3,D错误。
12.D 第ⅠA族元素原子都只有s电子但不在同一周期,A错误;最外层电子排布为3s23p6的原子或离子,不一定在同一周期,如Ar和Ca2+,B错误;M层上s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的两种原子,M层可能是最外层或次外层,如Ar和K,即两元素不一定是同周期元素,C错误;3p能级只有1个空轨道的原子为Si;3p能级只有1个未成对电子的原子为Cl,Si和Cl均为第三周期元素,D正确。
13.BD 原子半径X>Y,两元素同周期时,原子序数XY,A错误。化合物XnYm中X显负价,即得电子能力:X>Y,故元素的非金属性(电负性):X>Y,B正确。若价电子数X>Y,当X为F、Y为O时,二者均无最高正价,C错误。根据最外层电子数可知X为H、Na等,Y为F、Cl等;X、Y两元素可能形成共价键或离子键,D正确。
14.BC He和H元素原子中均无p、d能级,由于氦原子核外达到稳定结构,其第一电离能较大,不涉及洪特规则,A错误;26Fe2+的3d上有6个电子,易失去1个电子形成3d上处于半满的26Fe3+,表现出较强的还原性,B正确;基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2,是因为前者3d上全满,后者既不是全满也不是半满,C正确;某激发态C原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2,是因为1s22s22p2符合能量最低原则的基态原子,D错误。
15.BD 根据基态W的原子2p轨道处于半充满状态,可知其电子排布式为1s22s22p3,即W是N;由基态X原子的2p能级上只有一对成对电子,其电子排布式为1s22s22p4,即X是O;由基态Y原子最外层电子运动状态只有1种,可知其电子排布式为1s22s22p63s1,Y是Na;由Z与X同主族可知Z是S。根据第一电离能递变规律可知,第一电离能:N>O>Na,A正确;根据电负性递变规律可知,电负性:N>S>Na,B错误;离子半径:S2->O2->Na+,C正确;根据非金属性:O>N>S,可知简单气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>H2S,D错误。
16.答案 (1)4s 4f5 (2)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (3)ⅦB 5 (4)D C
解析 (1)Fe是26号元素,电子排布式为[Ar]3d64s2,成为阳离子时首先失去4s轨道上的电子,Sm3+是Sm原子失去3个电子形成的,Sm的价层电子排布式为4f66s2,则Sm3+的价层电子排布式为4f5。(2)Cu是29号元素,电子排布式为[Ar]3d104s1,Cu原子失去2个电子得到Cu2+,则基态Cu2+核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(3)Mn是25号元素,位于元素周期表中第四周期ⅦB族,基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2,其中3d轨道上的5个电子均为未成对电子,即未成对电子数为5。(4)根据核外电子排布规律,可知基态Li的核外电子排布式为1s22s1,则D项中能量最低,C项中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
17.答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1 56 [Ar]3d104s24p5 (2)C (3)BD
解析 (1)J为24号的Cr元素,根据构造原理可知基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。L位于第六周期第ⅡA族,L的原子序数为56。M为第四周期第ⅦA族元素,其原子序数为35,根据构造原理可写出M的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5。(2)K位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,A错误;J位于第四周期第ⅥB族,属于d区元素,B错误;F位于第三周期第ⅡA族,属于s区元素,C正确;I位于第三周期第ⅦA族,属于p区元素,D错误。(3)E、F、G分别为Na、Mg、Al,均为第三周期元素,第一电离能从左到右有增大的趋势,但Mg元素的3s2处于全满状态,其第一电离能比Al大,即第一电离能:F>G>E,A错误;同周期元素随原子序数递增电负性增强,则电负性:D>C,B正确;同周期随原子序数递增原子半径减小,同主族随原子序数递增原子半径增大,故原子半径:E>B,C错误;同周期随原子序数递增,元素的非金属性增强,则最高价含氧酸的酸性也增强,由非金属性:I>H,可知最高价含氧酸的酸性:I>H,D正确。
18.答案 (1)D (2)4 13 (3)Na F
(4)Be的2s能级为全满状态,较稳定,而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,所以B的第一电离能比Be的小
(5)Be(OH)2+2OH- BeO22-+2H2O
(6)3d5 Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
解析 (1)3px表示第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道,D正确。(2)s轨道有1个伸展方向、p轨道有3个伸展方向,Al核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,涉及3个s轨道、2个p轨道,故核外电子云(轨道)的伸展方向有4个;核外13个电子的运动状态各不相同,即有13种不同运动状态的电子。(3)短周期元素中,金属性越强,其第一电离能越小,Na的金属性最强,其第一电离能最小。短周期元素中非金属性越强,电负性越大,F的非金属性最强,故其电负性最大。(4)Be的2s能级为全满状态较稳定,B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,故Be的第一电离能大于B的第一电离能。(5)Al(OH)3为两性氢氧化物,与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水,根据Be和Al符合“对角线规则”,性质有一定的相似性,可知Be(OH)2也为两性氢氧化物,则Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式为Be(OH)2+2OH- BeO22-+2H2O。(6)根据锰元素位于第四周期第ⅦB族可知其外围电子排布式为3d54s2,基态Mn原子失去4s能级上的2个电子得到基态Mn2+,故基态Mn2+的价层电子排布式为3d5。Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难。
19.答案 (1)第二周期第ⅥA族 (2)Cl->Na+
(3)SiO2+2C Si+2CO↑ H++OH- H2O (4)小于 小于
解析 由W的一种核素质量数为18,中子数为10,可知质子数是8,即W是O元素;根据X与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1,可知X是F或Na,原子半径:X>O,则X是Na元素;根据Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是Si元素;由Z的电负性在同周期元素中最大,可知Z是Cl元素。(1)氧元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族,O与Na形成的含共价键的化合物是Na2O2,其电子式为。(2)简单离子的半径大小:Cl->Na+。(3)SiO2与单质碳在高温下反应生成CO和Si,其化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。Z的简单氢化物是HCl,X的最高价氧化物的水化物是NaOH,二者反应的离子方程式为H++OH- H2O。(4)非金属性:Si
(3)随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化 (4)1.2~1.8
(5)①AC ②BD ③测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物
解析 (1)由题图可知,同一周期元素中第一电离能随着原子序数的增大呈增大的趋势,但第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的大,第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的大,故铝元素的第一电离能范围为Na
第一章 原子结构与性质(提升卷)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Mn-55 Fe-56。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021山东烟台高二期末)下列说法正确的是 ( )
A.CH4分子的球棍模型为
B.铍原子最外层的电子云图为
C.基态Fe原子的价层电子轨道表示式为
D. ,该轨道表示式违背了泡利原理
2.(2021山东青岛高二期中)下列说法正确的是 ( )
A.1s电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
B.第四周期基态原子未成对电子数为1的元素有4种
C.ns能级的能量一定高于(n-1)d能级的能量
D.元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
3.(2021辽宁盘锦二中高二月考)下列有关元素周期表和元素周期律的说法,不正确的是 ( )
①元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
②d区元素最后一个核外电子一定填充在s能级上
③同一主族从上到下,元素的电负性依次增大
④同一主族从上到下,元素的第一电离能依次增大
A.只有①②③ B.只有②③
C.只有③④ D.①②③④
4.(2021河北石家庄二中高二月考)短周期元素M的原子核外有n个电子层上排布了电子,最外层电子数为2n+1。下列有关M的说法中,不正确的是 ( )
A.M是非金属元素
B.M的气态氢化物一定是电解质
C.M的常见单质在常温下为气态
D.M的最高价氧化物对应的水化物是强酸
5.(2021山东高三百校联考)最近我国科研人员发现了一种安全、高效的点击化学试剂FSO2N3,下列有关元素F、S、O、N的说法正确的是 ( )
A.电负性:F>O>N>S B.第一电离能:F>S>O>N
C.最高正价:F>S=O>N D.S原子的基态原子核外未成对电子数最多
6.(2021湖北高二期中联考)1919年,卢瑟福通过实验,实现了人类历史上第一次人工核反应,其反应原理为 24He+714N 817O+11H。下列说法正确的是 ( )
A.817O和 818O互为同位素,817O2和 818O2互为同素异形体
B.24He的原子结构示意图为
C.714N的核外电子共有7种运动状态
D.一个 11H原子中含有一个质子、一个中子和一个电子
7.(2021河北张家口高二月考)下列说法或表达方式中不正确的是 ( )
A.电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱
B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
D.基态氯原子的价层电子的轨道表示式为
8.(2021山东高三模拟)化合物M()常用于制备新型消炎、解热、镇痛、治疗风湿病的药物贝诺酯。下列有关M的说法错误的是 ( )
A.组成元素中有3种属于同周期的p区元素
B.基态钠原子核外有7种空间运动状态不同的电子
C.电负性:O>N>C>H
D.气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4
9.(2021福建宁德高二期中)微粒M和N,肯定属于同族元素且化学性质相似的是 ( )
A.原子核外电子排布式:M为1s22s2,N为1s2
B.结构示意图:M为,N为
C.M原子基态2p轨道上有1对成对电子,N原子基态3p轨道上有1对成对电子
D.M原子基态2p轨道上有1个未成对电子,N原子基态3p轨道上有1个未成对电子
10.(2021山东潍坊高三模拟)前四周期元素X、Y、Z、W、Q原子序数依次增大,其中Y、Z同周期,Z、W同主族;X、Y、Z是人体内含量最高的三种元素,X、Y、Z、W、Q五原子核外电子数之和为60。下列叙述合理的是( )
A.原子半径:X
D.它们基态原子最外层上都有未成对电子
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021辽宁师大附中高三月考)短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。用表中信息判断下列说法正确的是 ( )
A.元素电负性:Z
C.元素第一电离能:Z>W
D.简单氢化物的稳定性:X
A.两原子核外全部都是s电子
B.最外层电子排布为3s23p6的原子和最外层电子排布为3s23p6的离子
C.原子核外M层上的s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的两种原子
D.3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子
13.(2021山东高密一中高二月考)已知X、Y是短周期的两种元素,下列有关比较或说法一定正确的是 ( )
选项
条件
结论
A
若原子半径:X>Y
原子序数:X
化合物XnYm中X显负价
元素的电负性:X>Y
C
若价电子数:X>Y
最高正价:X>Y
D
若X、Y最外层电子数分别为1、7
X、Y之间可能形成共价键
14.(2021河北石家庄高三月考)通常情况下,原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半满”“全满”的时候一般更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是 ( )
A.元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能
B.26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+,表现出较强的还原性
C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2
D.某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2
15.(2021辽宁朝阳高三期中)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,基态W的原子2p轨道处于半充满状态,基态X的原子的2p能级上只有一对成对电子,基态Y的原子的最外层电子运动状态只有1种,元素Z与X同主族。下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:W>X>Y
B.电负性:Y>W>Z
C.简单离子半径:Z>X>Y
D.简单气态氢化物的稳定性:X>Z>W
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(10分)(2021湖北武汉高二月考)(1)Fe成为阳离子时首先失去 轨道上的电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+价层电子排布式为 。
(2)Cu2+基态核外电子排布式为 。
(3)Mn位于元素周期表中第四周期 族,基态Mn原子核外未成对电子有 个。
(4)下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最低和最高的分别为 、 (填字母)。
A.
B.
C.
D.
17.(10分)(2021天津耀华中学高二期末)下表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)写出基态J原子的电子排布式: ,L的原子序数: ,M的简化电子排布式: 。
(2)下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述正确的是 (填字母)。
A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族,属于ds区元素
B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族,属于d区元素
C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,属于s区元素
D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,属于ds区元素
(3)下列有关说法正确的是 (填字母)。
A.第一电离能:G>F>E B.电负性:D>C
C.原子半径:B>E D.最高价含氧酸的酸性:I>H
18.(13分)(2021山东临沂高二期末)根据有关知识,回答下列问题。
(1)符号3px所代表的含义是 (填字母)。
A.3px轨道上有3个电子
B.第3个电子层3px轨道有三个伸展方向
C.px电子云有3个伸展方向
D.第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
(2)铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向,有 种不同运动状态的电子。
(3)短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中,第一电离能最小的元素是 (填元素符号,下同),电负性最大的元素是 。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能,这是因为 。
(5)短周期元素中符合“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,写出Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
(6)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素,两元素的部分电离能数据如下表所示:
元素
Mn
Fe
电离能/
kJ·mol-1
I1
717
759
I2
1 509
1 561
I3
3 248
2 957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态Mn2+的价层电子排布式: ,比较两元素的I2、I3可知,气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难,对此你的解释是 。
19.(14分)(2021辽宁阜新高二月考)W、X、Y、Z是元素周期表中的四种短周期元素,其相关信息及原子半径与原子序数的关系如下表所示。请回答下列问题:
元素
相关信息
原子半径与原子序数的关系
W
其一种核素的质量数为18,中子数为10
X
其原子与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1
Y
其单质是一种常见的半导体材料
Z
电负性在同周期元素中最大
(1)W在元素周期表中的位置是 ,W与X形成的含有共价键的常见化合物的电子式为 。
(2)X、Z的简单离子的半径大小为 (用离子符号表示)。
(3)Y的最高价氧化物与单质碳在高温下反应的化学方程式为 ;Z的简单氢化物与X的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为 。
(4)最高价氧化物对应水化物的酸性:Y (填“大于”或“小于”,下同)磷;第一电离能:Y 磷。
20.(13分)(2021河北唐山高二期末)根据信息回答下列问题:
Ⅰ.如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(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。
(1)认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断Na~Ar元素中,Al的第一电离能的大小范围为
Ⅱ.已知元素的电负性和元素的化合价一样,也是元素的一种基本性质。下面给出部分元素的电负性:
元素
Al
B
Be
C
Cl
F
Li
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8
已知:一般两成键元素间电负性差值大于1.7时,形成离子键,两成键元素间电负性差值小于1.7时,形成共价键。
(3)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: 。
(4)通过分析电负性的变化规律,确定Al元素电负性的最小范围是 。
(5)判断下列物质是离子化合物还是共价化合物:
A.Li3N B.PCl3 C.MgCl2 D.SiC
①属于离子化合物的是 ;
②属于共价化合物的是 ;
③请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: 。
答案全解全析
1.C 图示为CH4分子的比例模型,A错误;铍原子最外层为s能级,电子云轮廓图呈球形,B错误;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,其轨道表示式为 ,C正确;2p能级电子自旋方向应相同,轨道表示式违背了洪特规则,D错误。
2.D 电子云只是电子在原子核周围出现的概率,并不表示做圆周运动,A错误;第四周期未成对电子数为1的基态原子有5种,外围电子排布式分别为4s1、3d14s2、3d104s1、4s24p1、4s24p5,B错误;从第ⅢB到第Ⅷ族元素在进行电子填充时优先填充4s轨道,可见ns能级的能量不一定高于(n-1)d能级的能量,C错误;元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素,D正确。
3.D 元素周期表中s区中H元素是非金属元素,①错误;d区元素最后一个核外电子可能填充在d能级上或s能级上,②错误;同一主族元素从上到下,电负性依次减小,③错误;同一主族元素,从从上到下,随着原子半径递增,第一电离能逐渐减小,④错误。
4.B 若只有1个电子层,且只能排1个电子,2n+1不符,则n≠1;原子最外层电子数不超过8,即2n+1≤8,则n=2或3,M为N或Cl元素。由分析可知M是非金属元素,A正确;NH3不属于电解质,而HCl为电解质,B错误;N2和Cl2常温下均为气态,C正确;HNO3和HClO4均为强酸,D正确。
5.A 由元素的非金属性:F>O>N>S,可知元素的电负性:F>O>N>S,A正确;元素的非金属性越强,第一电离能越大,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素原子处于全满、半满的稳定状态,第一电离能比相邻右侧主族的大,故第一电离能:F>N>O>S,B错误;O、F均无最高正价,C错误;根据四种基态原子的核外电子排布式可知F、S、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,即基态N原子未成对电子数最多,D错误。
6.C 817O2和 818O2是氧元素形成的同种单质,不互为同素异形体,A错误;24He的质子数和电子数均为2,原子结构示意图为,B错误;714N的原子核外有7个电子,核外电子共有7种运动状态,C正确;11H原子中质子数为1、质量数为1,中子数为0,D错误。
7.B 电子从激发态到基态,需释放能量产生发射光谱,A正确;第三、四周期第ⅠA、ⅡA族元素原子序数相差8,其他主族元素原子序数相差18,B错误;根据同周期元素第一电离能递变规律可知,第三周期元素中,第一电离能介于Mg与S之间的仅有Si元素,C正确;根据构造原理可知基态氯原子的价层电子排布式为3s23p5,其价层电子的轨道表示式为 ,D正确。
8.B 化合物M中含H、C、N、O、Na五种元素,其中C、N、O均位于第二周期的p区,A正确;基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,电子分别占据3个s轨道,3个p轨道,共6种空间运动状态,B错误;由非金属性:O>N>C>H,可知电负性:O>N>C>H,C正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物越稳定,即气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>CH4,D正确。
9.C 根据原子核外电子排布式,可知M、N分别为第ⅡA族和0族元素,A错误;由结构示意图可知M、N分别为Ne原子和Na+,两元素分别为0族和第ⅠA族元素,B错误;根据基态M原子的2p、N原子的3p轨道有1对成对电子,可知M为O,N为S,O、S均为第ⅥA族元素,化学性质相似,C正确;根据基态M原子的2p、N原子的3p轨道有1个未成对电子,可知M为B或F原子,N为Al或Cl原子,即M、N不一定为同主族元素,D错误。
10.D 根据X、Y、Z是人体含量最高的三种元素,结合原子序数依次增大,可知X是H、Y是C、Z是O;与O同主族的W是S;根据五种原子核外电子数之和为60,可知Q是Cu。原子半径:H
12.D 第ⅠA族元素原子都只有s电子但不在同一周期,A错误;最外层电子排布为3s23p6的原子或离子,不一定在同一周期,如Ar和Ca2+,B错误;M层上s、p能级都充满电子,而3d能级上没有电子的两种原子,M层可能是最外层或次外层,如Ar和K,即两元素不一定是同周期元素,C错误;3p能级只有1个空轨道的原子为Si;3p能级只有1个未成对电子的原子为Cl,Si和Cl均为第三周期元素,D正确。
13.BD 原子半径X>Y,两元素同周期时,原子序数X
14.BC He和H元素原子中均无p、d能级,由于氦原子核外达到稳定结构,其第一电离能较大,不涉及洪特规则,A错误;26Fe2+的3d上有6个电子,易失去1个电子形成3d上处于半满的26Fe3+,表现出较强的还原性,B正确;基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2,是因为前者3d上全满,后者既不是全满也不是半满,C正确;某激发态C原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2,是因为1s22s22p2符合能量最低原则的基态原子,D错误。
15.BD 根据基态W的原子2p轨道处于半充满状态,可知其电子排布式为1s22s22p3,即W是N;由基态X原子的2p能级上只有一对成对电子,其电子排布式为1s22s22p4,即X是O;由基态Y原子最外层电子运动状态只有1种,可知其电子排布式为1s22s22p63s1,Y是Na;由Z与X同主族可知Z是S。根据第一电离能递变规律可知,第一电离能:N>O>Na,A正确;根据电负性递变规律可知,电负性:N>S>Na,B错误;离子半径:S2->O2->Na+,C正确;根据非金属性:O>N>S,可知简单气态氢化物的稳定性:H2O>NH3>H2S,D错误。
16.答案 (1)4s 4f5 (2)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (3)ⅦB 5 (4)D C
解析 (1)Fe是26号元素,电子排布式为[Ar]3d64s2,成为阳离子时首先失去4s轨道上的电子,Sm3+是Sm原子失去3个电子形成的,Sm的价层电子排布式为4f66s2,则Sm3+的价层电子排布式为4f5。(2)Cu是29号元素,电子排布式为[Ar]3d104s1,Cu原子失去2个电子得到Cu2+,则基态Cu2+核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。(3)Mn是25号元素,位于元素周期表中第四周期ⅦB族,基态Mn原子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2,其中3d轨道上的5个电子均为未成对电子,即未成对电子数为5。(4)根据核外电子排布规律,可知基态Li的核外电子排布式为1s22s1,则D项中能量最低,C项中有2个电子处于2p能级上,能量最高。
17.答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1 56 [Ar]3d104s24p5 (2)C (3)BD
解析 (1)J为24号的Cr元素,根据构造原理可知基态Cr原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。L位于第六周期第ⅡA族,L的原子序数为56。M为第四周期第ⅦA族元素,其原子序数为35,根据构造原理可写出M的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5。(2)K位于元素周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,A错误;J位于第四周期第ⅥB族,属于d区元素,B错误;F位于第三周期第ⅡA族,属于s区元素,C正确;I位于第三周期第ⅦA族,属于p区元素,D错误。(3)E、F、G分别为Na、Mg、Al,均为第三周期元素,第一电离能从左到右有增大的趋势,但Mg元素的3s2处于全满状态,其第一电离能比Al大,即第一电离能:F>G>E,A错误;同周期元素随原子序数递增电负性增强,则电负性:D>C,B正确;同周期随原子序数递增原子半径减小,同主族随原子序数递增原子半径增大,故原子半径:E>B,C错误;同周期随原子序数递增,元素的非金属性增强,则最高价含氧酸的酸性也增强,由非金属性:I>H,可知最高价含氧酸的酸性:I>H,D正确。
18.答案 (1)D (2)4 13 (3)Na F
(4)Be的2s能级为全满状态,较稳定,而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,所以B的第一电离能比Be的小
(5)Be(OH)2+2OH- BeO22-+2H2O
(6)3d5 Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少
解析 (1)3px表示第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道,D正确。(2)s轨道有1个伸展方向、p轨道有3个伸展方向,Al核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,涉及3个s轨道、2个p轨道,故核外电子云(轨道)的伸展方向有4个;核外13个电子的运动状态各不相同,即有13种不同运动状态的电子。(3)短周期元素中,金属性越强,其第一电离能越小,Na的金属性最强,其第一电离能最小。短周期元素中非金属性越强,电负性越大,F的非金属性最强,故其电负性最大。(4)Be的2s能级为全满状态较稳定,B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构,故Be的第一电离能大于B的第一电离能。(5)Al(OH)3为两性氢氧化物,与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水,根据Be和Al符合“对角线规则”,性质有一定的相似性,可知Be(OH)2也为两性氢氧化物,则Be(OH)2与NaOH溶液反应的离子方程式为Be(OH)2+2OH- BeO22-+2H2O。(6)根据锰元素位于第四周期第ⅦB族可知其外围电子排布式为3d54s2,基态Mn原子失去4s能级上的2个电子得到基态Mn2+,故基态Mn2+的价层电子排布式为3d5。Mn2+转化为Mn3+时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多;而Fe2+转化为Fe3+时,3d能级由不稳定的3d6状态转变为较稳定的3d5半充满状态需要的能量相对要少,故气态Mn2+再失去1个电子比气态Fe2+再失去1个电子难。
19.答案 (1)第二周期第ⅥA族 (2)Cl->Na+
(3)SiO2+2C Si+2CO↑ H++OH- H2O (4)小于 小于
解析 由W的一种核素质量数为18,中子数为10,可知质子数是8,即W是O元素;根据X与电子排布式为1s22s22p6的原子的核外电子数相差1,可知X是F或Na,原子半径:X>O,则X是Na元素;根据Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y是Si元素;由Z的电负性在同周期元素中最大,可知Z是Cl元素。(1)氧元素在元素周期表中的位置是第二周期第ⅥA族,O与Na形成的含共价键的化合物是Na2O2,其电子式为。(2)简单离子的半径大小:Cl->Na+。(3)SiO2与单质碳在高温下反应生成CO和Si,其化学方程式为SiO2+2C Si+2CO↑。Z的简单氢化物是HCl,X的最高价氧化物的水化物是NaOH,二者反应的离子方程式为H++OH- H2O。(4)非金属性:Si
(3)随着原子序数的递增,元素的电负性呈周期性变化 (4)1.2~1.8
(5)①AC ②BD ③测定各物质在熔融状态下能否导电,若导电则为离子化合物,反之则为共价化合物
解析 (1)由题图可知,同一周期元素中第一电离能随着原子序数的增大呈增大的趋势,但第ⅡA族元素的第一电离能比第ⅢA族元素的大,第ⅤA族元素的第一电离能比第ⅥA族元素的大,故铝元素的第一电离能范围为Na
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