人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第一章 原子结构与性质综合与测试测试题

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章末过关检测(B) (时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分)1．基态原子的核外电子排布的原则不包括(　　)A．能量守恒原理　　　　 B．能量最低原理C．泡利原理   D．洪特规则解析：选A。基态原子的核外电子排布必须遵守三个原则：泡利原理、能量最低原理和洪特规则，能量守恒原理与核外电子排布无关。2．为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列说法中，不符合这一理论的是(　　)A．电子绕核运动具有特定的半径和能量B．电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量C．电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量D．揭示了氢原子光谱存在多条谱线解析：选D。D选项的内容无法用玻尔理论解释。要解释氢原子光谱的多重谱线，需用量子力学所建立的四个量子数来描述核外电子的运动状态。3．下面的电子结构中，第一电离能最小的原子可能是(　　)A．ns2np3   B．ns2np5C．ns2np4   D．ns2np6解析：选C。电子结构为ns2np3的原子，p轨道半充满，为稳定状态，不易失去电子；电子结构为ns2np6的原子，p轨道全充满，为稳定状态，不易失去电子；B、C选项相比，电子结构为ns2np4的原子，失去一个电子后p轨道达到半充满稳定状态，更容易失去电子。4．3px所代表的含义是(　　)A．px轨道上有3个电子B．第三电子层px轨道有3个伸展方向C．px电子云有3个伸展方向D．第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道解析：选D。“3px”中，“3”表示第三电子层，“px”表示沿x轴方向伸展的p轨道。5．下列说法正确的是(　　)A．s轨道呈圆形，p轨道呈椭圆形B．科学家们采用统计的方法来确定电子在原子核外某一区域出现的概率C．电子云中单位体积内小点的疏密程度表示电子的多少D．p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量解析：选B。s轨道呈球形，p轨道呈哑铃形，A项错误；电子云中单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小，C项错误；若处于不同的电子层，p轨道电子的能量不一定高于s轨道电子的能量，D项错误。6．下列说法中正确的是(　　)A．处于最低能量的原子叫做基态原子B．3p2表示3p能级有两个轨道C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多解析：选A。3p2表示3p能级上有2个电子，故B错；1s、2s、3s电子的能量依次增大，故C错；不同能层的同一能级上所能容纳的轨道数相同，故D错。7．下列各组元素性质的递变情况错误的是  (　　)A．Na、Mg、Al原子最外层电子数依次增多B．P、S、Cl元素最高正价依次升高C．N、O、F第一电离能依次增大D．Na、K、Rb电负性逐渐减小解析：选C。一般非金属性越强第一电离能越大，但氮元素2p轨道为半充满状态，第一电离能比氧大。8．下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是(　　)解析：选D。只有电子排布图才能反映出电子的自旋状态。9．X元素的阳离子和Y元素的阴离子具有相同的电子层结构，下列叙述正确的是(　　)A．原子序数：X＜Y   B．原子半径：X＜YC．离子半径：X＞Y   D．电负性：X＜Y解析：选D。具有相同电子层结构的离子，阳离子对应的原子比阴离子对应的原子多一个电子层。所以原子序数：X＞Y，原子半径：X＞Y，离子半径：X＜Y。X为金属元素，Y为非金属元素，电负性：X＜Y。10．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1s2C．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：选D。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轨道有三个空轨道，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np5或np1，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：即np4，所以A、B肯定属于同族元素。11．中学化学中很多“规律”都有其适用范围，下列根据有关“规律”推出的结论合理的是(　　)A．根据同周期元素的第一电离能变化趋势，推出Al的第一电离能比Mg大B．根据主族元素最高正化合价与族序数的关系，推出卤族元素最高正价都是＋7C．根据同周期元素的电负性变化趋势，推出Ar的电负性比Cl大D．根据较强酸可以制取较弱酸的规律，推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO解析：选D。Al的第一电离能比Mg小，A错误；卤族元素中F没有正价，B错误；Ar最外层已达8个电子稳定结构，电负性比Cl小很多，C错误；H2CO3的酸性强于HClO，所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO，离子方程式为CO2＋ClO－＋H2O===HCO＋HClO，因此只有D正确。12．下列有关元素周期表及元素周期律的说法错误的是(　　)A．N能层的能级数最多为3个B．Cu元素在元素周期表的ds区C．F元素在同周期中电负性最大D．根据对角线规则，铍和铝的化学性质具有相似性答案：A13．下列有关电子层和能级的叙述中正确的是(　　)A．M电子层有s、p共2个能级，最多能容纳8个电子B．3d能级最多容纳5个电子，3f能级最多容纳7个电子C．无论哪一电子层的s能级最多容纳的电子数均为2D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级解析：选C。A项M电子层有s、p、d共3个能级，最多容纳18个电子。B项3d能级最多容纳10个电子，从N电子层开始有f能级，最多容纳14个电子，不存在3f能级。C项每个电子层都从s能级开始，且s能级最多容纳2个电子。D项K电子层只有s能级，不含有p能级。14．下列叙述正确的是(　　)A．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子B．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相同D．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量解析：选D。A项，按照各能级能量的大小顺序，原子中电子排满4s后再排布3d轨道，错误；B项，根据洪特规则，同一能级、不同轨道上的电子的自旋方向相同，错误；C项，根据泡利原理，同一轨道上的2个电子自旋方向相反，错误。15．利用元素的电负性大小，不能判断出(　　)A．在化合物中元素原子吸引电子能力的相对强弱B．元素在元素周期表中的准确位置C．某元素是金属元素还是非金属元素D．元素在化合物中的化合价的正负解析：选B。电负性大的元素的原子吸引电子能力强，在化合物中显负价，电负性小的元素的原子吸引电子能力弱，在化合物中显正价，还可以根据电负性推断元素的种类。通常，金属元素的电负性小于1.8，非金属元素的电负性大于1.8。16．下列叙述正确的是(　　)A．Fe分别与氯气和稀盐酸反应所得氯化物相同B．K、Zn分别与不足量的稀硫酸反应所得溶液均呈中性C．Li、Na、K的原子半径和密度随原子序数的增加而增大D．C、P、S、Cl的最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐增强解析：选D。A选项铁与氯气反应时生成FeCl3，与盐酸反应时生成FeCl2；B选项中过量的金属钾能与水反应，生成氢氧化钾而使溶液呈碱性；C选项碱金属元素中，随着原子序数的递增，其对应单质的密度总体趋势是依次增大的，但是钾反常，密度比钠小；D选项根据元素周期律可知，酸性：碳酸＜磷酸＜硫酸＜高氯酸。17．下列各元素，最易形成离子化合物的是(　　)①第三周期第一电离能最小的元素　②外围电子排布为2s22p6的原子　③2p亚层为半满的元素　④电负性最大的元素A．①②   B．③④C．②③   D．①④答案：D18．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ·mol－1。请根据下表所列数据判断，错误的是(　　)元素I1I2I3I4X5004 6006 9009 500Y5801 8002 70011 600A.元素X的常见化合价是＋1价B．元素Y是ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第三周期，它可与冷水剧烈反应解析：选D。X的第一电离能(I1)显著小于I2、I3等，可知X最外层只有一个电子，故其常见化合价为＋1价，且与Cl元素形成XCl，故A、C项正确；Y元素的I1、I2、I3相差不悬殊，与I4相差悬殊，故Y最外层有3个电子，为ⅢA族元素，当处于第三周期时，Y为Al，与冷水不反应，故B项正确，D项错误。二、非选择题(本题包括4小题，共46分)19．(10分)(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，违反了泡利原理的是________，违反了洪特规则的是________。 (2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是________。(3)用符号“＞”“＜”或“＝”表示下列各项关系。①第一电离能：Na________Mg，Mg________Ca。②电负性：O________F，F________Cl。③能量高低：ns________(n＋1)s，ns________np。④主族序数________价电子数________元素最高正化合价数(O、F除外)。解析：(1)同一个原子轨道中不应有自旋状态相同的电子，②违反了泡利原理；对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分别占据不同的轨道并且自旋状态相同，③违反了洪特规则。(2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。(3)同周期中主族元素从左到右第一电离能有增大的趋势，电负性逐渐增大；同主族中自上而下电负性与第一电离能均逐渐减小。由构造原理可知，能量ns＜(n＋1)s，ns＜np；主族元素的价电子数与主族序数、元素的最高正化合价数(O、F除外)相等。答案：(1)②　③　(2)1s22s22p63s23p4　H2SO4(3)①<　>　②<　>　③<　<　④＝ 　＝20．(12分)已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X跟Y可形成化合物X2Y3，Z元素可以形成负一价离子。请回答下列问题：(1)X元素原子基态时的电子排布式为____________________________，该元素的符号为________。(2)Y元素原子的价层电子的电子排布图为____________________，该元素的名称为________。(3)比较X的氢化物与同族第二、三周期元素所形成的氢化物的稳定性为________________。解析：本题考查核外电子排布式、电子排布图及氢化物稳定性的比较，考查知识比较基础，关键是根据题干信息推出各种元素。由X原子的4p轨道上有3个未成对电子，可知X为As，原子序数为33，Y原子的2p轨道上有2个未成对电子，则Y为1s22s22p2(碳元素)或1s22s22p4(氧元素)，若Y为碳元素，碳元素原子序数为6，则Z元素原子序数为3，是锂元素，锂元素不能形成负一价离子，所以Y为氧元素，原子序数为8，Z为氢元素，氢元素可形成负一价离子。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 　As(2) 氧(3)NH3＞PH3＞AsH321．(12分)(1)某元素原子的价电子构型为4s24p1，该元素的符号为________。(2)某元素＋3价离子的3d轨道半充满，该元素的符号为________。(3)A元素的负二价离子和B元素的正二价离子的电子层结构都与氩相同，A的离子结构示意图为__________，B的元素名称为________。(4)下列变化：H－(g)===H(g)＋e－吸收的能量为73 kJ·mol－1，H(g)===H＋(g)＋e－吸收的能量为1 311 kJ·mol－1，则氢负离子(H－)的第一电离能为________________。解析：(1)由该元素原子的价电子构型为4s24p1，可知其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，即为31号元素Ga。(2)根据构造原理电子先排4s轨道再排3d轨道，即有4s2。原子失去电子从最外层开始，失去4s的两个电子后必定再失去3d轨道上的一个电子，故该元素的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，原子序数为26，是铁元素。(3)氩元素的电子排布式为1s22s22p63s23p6，A元素的负二价离子同其相同可知A元素的电子排布式为1s22s22p63s23p4，A为硫元素，S2－的结构示意图为 ；B元素的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，知B为钙元素。(4)由第一电离能的定义可知，H－的第一电离能即为失去一个电子时所需要的最低能量，即73 kJ·mol－1。答案：(1)Ga　(2)Fe(3) 　钙　(4)73 kJ·mol－122．(12分)有五种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所示： 元素结构、性质等信息A是短周期元素(稀有气体元素除外)中原子半径最大的元素，含该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂B与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性C其气态氢化物极易溶于水，液态时常用作制冷剂D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的杀菌消毒剂E元素原子的L电子层上有2对成对电子请根据表中信息回答下列问题。(1)A元素原子的核外电子排布式为____________。(2)B元素在元素周期表中的位置为____________；离子半径：B________(填“＞”或“＜”)A。(3)C元素原子的核外电子排布图为____________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子排布在________轨道上，该轨道呈________形。(4)D元素原子的核外电子排布式为____________，D－的结构示意图为____________。(5)C、E元素的第一电离能的大小关系是____________(用元素符号表示)。(6)已知CD3分子中D元素显＋1价，则该情况下，C、D元素的电负性大小关系是____________(用元素符号表示)，CD3与水反应后的产物是____________(填化学式)。解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl，E为O。(1)A为Na元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B为Al元素，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋的核外电子排布相同，核电荷数：Al＞Na，故离子半径：Al3＋＜Na＋。(3)C为N元素，其核外电子排布图为，其中有3个未成对电子，能量最高的电子排布在p轨道上，该轨道呈哑铃形。(4)D为Cl元素，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)N、O分别位于第ⅤA族、第ⅥA 族，因为N的2p轨道处于半充满状态，比较稳定，故第一电离能：N＞O。(6)NCl3分子中N显－3价，Cl显＋1价，故N的电负性大于Cl，NCl3的水解产物为NH3(或NH3·H2O)和HClO。答案：(1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)(2)第三周期第ⅢA族　＜(3)　3　p　哑铃(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)　(5)N＞O(6)N＞Cl　NH3(或NH3·H2O)和HClO