新人教高中化学版选择性必修2第一章原子结构与性质学业质量标准检测含答案

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第一章　学业质量标准检测(75分钟，100分)一、选择题(本题共14小题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。)1．元素周期表中铋元素的数据见图，下列说法不正确的是(　D　)A．铋原子s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形B．铋元素的相对原子质量是209.0C．铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子D．铋原子最外层有5个能量相同的电子解析：s轨道的形状是球形的，p轨道的形状是哑铃形，A正确；根据图中信息确定原子序数为83，为第六周期第ⅤA族元素，相对原子质量为209.0，B正确；因为根据电子排布的规律在6p能级上先占据不同原子轨道，所以铋原子6p能级中6px、6py、6pz轨道上各有一个电子，C正确；最外层电子能量不同(s和p)，D错误。2．在学习核外电子排布知识时，甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧：甲组认为第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子，下列可作为甲组论据的是(　D　)A．能量守恒原理B．泡利不相容原理C．洪特规则D．3d能级能量比4s能级高解析：第三周期元素的原子只有3个电子层，因为3d能级能量比4s能级高，3d能级中的电子必然在4s能级填满电子后才能填充，故当填充3d能级时电子层已变为了4层。3．下列原子的价电子排布式(或价电子排布图)中，①、②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是(　A　)A．氮原子：B．钠原子：①3s1　②3p1C．铬原子：①3d54s1　②3d44s2D．碳原子：解析：A项中，②状态，2p能级半充满，能量低。4．原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③ⅣA族；④ⅤA族；⑤ⅡB族，其中正确的组合是(　C　) A．①④ B．②③C．②④ D．①⑤解析：根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时，基本方法是依据其原子结构示意图，根据电子层数确定其所在周期，根据最外层电子数确定其所在族，但用0族定位法较为方便，即根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡，83号元素比氡的原子序数小3，故该元素在周期表中的位置应该是氡左移3个格，即第六周期第ⅤA族。5．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是(　A　)A．此过程中，镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．此过程中，镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似解析：1s22s22p63s2为Mg的基态，1s22s22p63p2为Mg的激发态，A项正确，B项错误；转化后位于p能级上的两个电子处于两个轨道，C项错误；转化后的镁原子(核外有12个电子)与硅原子(核外有14个电子)电子层结构不同，D项错误。6．(2020·天津卷)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XYZW最高价氧化物的水化物  H3ZO4 0.1 mol·L－1溶液对应的pH(25 ℃)1.0013.001.570.70A.元素电负性：Z<WB．简单离子半径：W<YC．元素第一电离能：Z<WD．简单氢化物的沸点：X<Z解析：同一周期元素的电负性随着原子序数的递增而增大，因S的原子序数大于P，则S的电负性大于P，故A正确；电子层数越多离子半径越大，Na＋有两个电子层而S2－有三个电子层，因此S2－的离子半径较大，故B错误；同一周期元素原子的第一电离能总趋势为依次增大，但由于第ⅡA、ⅤA族元素的电子排布结构为全充满或半充满状态，原子结构较为稳定，故第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能较相邻两个主族的电离能较大，故P的第一电离能大于S，故C错误；相对分子质量越大，物质的熔沸点越高，但由于X的氢化物NH3中含有分子间氢键，因此NH3的沸点高于PH3的沸点，故D错误；综上所述，答案为A。7．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是(　D　)A．X的原子半径比Y的小B．X和Y的核电荷数之差为(m－n)C．电负性X>YD．第一电离能X<Y解析：Xm＋与Yn－的核外电子排布相同，核电荷数之差为(m＋n)，则质子数X>Y，X位于Y的下一周期，故原子半径X>Y。X比Y更易失电子，第一电离能X<Y，电负性X<Y。8．(2020·浙江卷)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。Y元素的最高正价为＋4价，Y元素与Z、M元素相邻，且与M元素同主族；化合物Z2X4的电子总数为18个；Q元素的原子最外层电子数比次外层少一个电子。下列说法不正确的是(　D　)A．原子半径：Z<Y<MB．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z>Y>MC．X2Z－ZX2易溶于水，其水溶液呈碱性D．X、Z和Q三种元素形成的化合物一定是共价化合物解析：根据上述分析可知，X为H、Y为C元素、Z为N元素、M为Si元素、Q为Cl元素。同周期元素从左到右原子半径依次减小，同主族元素从上到下原子半径依次增大，则原子半径比较：Z(N)<Y(C)<M(Si)，故A正确；同周期元素从左到右元素非金属性依次增强，同主族元素从上到下元素非金属性依次减弱，因元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：Z(N)＞Y(C)＞M(Si)，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z(N)＞Y(C)＞M(Si)，故B正确；N2H4的结构简式可表示为H2N－NH2，分子中含两个氨基，可与酸反应，具有碱性，且该分子具有极性，与水分子间也存在氢键，根据相似相溶原理可知，N2H4易溶于水，故C正确；X、Z和Q三种元素组成的化合物有很多，不一定都是共价化合物，如氯化铵属于铵盐，为离子化合物，故D错误；答案选D。9．(2021·山东好教育联盟期末联考)下列四种元素中，其单质还原性最强的是(　B　)A．基态原子最外电子层排布为2s22p5的元素B．基态原子最外电子层排布为3s1的元素C．原子核外电子数最少的元素D．第二周期中基态原子含有未成对电子最多的元素解析：四种元素依次是氟、钠、氢、氮元素，还原性最强的是钠，B项正确。10．图中三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化趋势。下列说法正确的是(　C　)A．电负性：c>b>aB．最简单氢化物的稳定性：c>a>bC．I5：a>c>bD．最简单氢化物的沸点：a>b>c解析：根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律，结合电离能变化规律可知，a、c为同一主族元素，则a是碳，b是磷，c是硅。元素的非金属性越强，其电负性就越大，由于元素的非金属性：C>Si，所以元素的电负性：C>Si，A错误；元素的非金属性越强，其最简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性：C>Si，所以最简单氢化物的稳定性：C>Si，B错误；C、Si失去4个电子为ns2全满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3s能级电子，二者能量相差不大，所以元素的I5：C>Si>P，C正确；对于组成结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4，所以最简单氢化物的沸点：PH3>SiH4>CH4，D错误。11．以下有关元素性质的说法不正确的是(　D　)A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①B．下列原子的价电子排布中，①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，对应的第一电离能最大的是③C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④D．某元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1 451、7 733、10 540、13 630、17 995、21 703，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3＋解析：最外层电子数相同时电子层数越多或相同数目电子层时最外层电子数越少，半径越大，A正确；四种元素均为第三周期元素，由电离能的变化规律及核外电子的排布情况知③中3p能级半充满，第一电离能最大，B正确；元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱，在元素周期表中，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故④符合，C正确；判断电离能与元素化合价的关系，关键看各级电离能之间的变化趋势，相邻两级电离能变化较大，说明再失去一个电子的难度增大，由此可判断出该离子所带的电荷数，所以X最有可能生成的阳离子是X2＋，D错误。12．(2021·山东德州期末)下列说法正确的是(　C　)A．电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱B．在已知元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素有2种C．核电荷数为26的元素，原子核外价电子轨道表示式为D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含未成对电子解析：电子由激发态跃迁到基态时，会产生发射光谱，电子由基态跃迁到激发态时，会产生吸收光谱，吸收光谱与发射光谱总称原子光谱，A项错误；该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填满，情况之一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为K元素，情况之二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu，位于d区的只有Cr，B项错误；Fe原子3d能级上有6个电子，4s能级上有2个电子，Fe原子价电子轨道表示式为，C项正确；每个原子轨道最多容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，原子轨道中一定有未成对电子，D项错误。13．化合物R可用于农药生产，其结构如下图所示。其中W位于第三周期，其最外层电子数与Y相同，X、Y、Z位于同一周期。下列说法正确的是(　D　) A．非金属性：X>Z>YB．简单离子半径：W>X>YC．元素M和X形成共价化合物D．W的一种氧化物能用于漂白织物解析：W位于第三周期，且形成了6个共价键，则W为S，最外层电子数与Y相同，则Y为O，X、Y、Z位于同一周期，且Z形成了4个共价键，X形成了1个共价键，故X为F，Z为C；A.非金属性F>O>C，即X>Y>Z，故A错误；B.O和F对应的离子具有相同的电子排布，核电荷数越大半径越小，故简单离子半径应为W>Y>X，故B错误；C.M为＋1价的阳离子与X只能形成离子化合物，故C错误；D.W是硫，它的氧化物二氧化硫可用于漂白织物，故D正确；故答案为D。14．化合物中，稀土元素最常见的化合价是＋3，但也有少数的稀土元素可以显示＋4价，观察下面四种稀土元素的电离能数据，判断最有可能显示＋4价的稀土元素是(　D　)[几种稀土元素的电离能(单位：kJ/mol)]元素I1I2I3I4A.Sc(钪)6331 2352 3897 019B.Y(铱)6161 1811 9805 963C.La(镧)5381 0671 8504 819D.Ce(铈)5271 0471 9493 547解析：根据表中数据可知，Sc、Y、La等3种元素的第三电离能与第四电离能的差值较大，故其可以显示＋3价，Ce元素的第三电离能与第四电离能差距最小，所以Ce元素最可能有＋4价。D项符合题意 。二、非选择题(本题包括5个小题。共58分)15．(12分)(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道，则X元素是  C(或碳)  ；其基态原子的轨道表示式为　　。 (2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子，则R元素可能是  Al或Cl  。 (3)Y元素原子的核电荷数为33，则其基态原子的价电子排布式为  4s24p3  ，其位于元素周期表中的  第四周期第ⅤA族  ，属于  p  区元素。 解析：(1)X元素基态原子的第二电子层上只有一个空轨道，则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，是C元素。(2)R元素原子的3p能级上只有一个未成对电子，则其基态原子的核外电子排布式可能为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，则R可能为Al或Cl。(3)Y元素原子的核电荷数为33，根据构造原理和核外电子排布规则可知，Y元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。16．(10分)(1)S的基态原子有  2  个未成对电子；Si的基态原子电子排布式为  1s22s22p63s23p2或([Ne]3s23p2)  。 (2)31Ga基态原子的电子排布式为  1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)  。 (3)基态硼原子的电子排布式为  1s22s22p1(或[He]2s22p1)  。 (4)基态Cu＋的电子排布式为  1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)  。 (5)XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Y基态原子的电子排布式是  1s22s22p4(或[He]2s22p4)  。(6)基态Fe原子有  4  个未成对电子，基态Fe3＋的电子排布式为  1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)  。 解析：(1)S基态原子的价电子排布式为3s23p4，根据洪特规则和泡利不相容原理可知S的基态原子核外有2个未成对电子；依据能量最低原理、洪特规则和泡利不相容原理，14号元素Si的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2。(3)硼原子的核外电子数是5，则基态硼原子的电子排布式为1s22s22p1或[He]2s22p1。(4)Cu为29号元素，Cu＋核外有28个电子，按照核外电子排布规律可知，基态Cu＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(5)X为N元素，Y为O元素，O元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4。(6)Fe原子的价电子排布式为3d64s2,3d能级上有4个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。17．(10分)下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。试回答下列问题：(1)元素p为26号元素，请写出其基态原子的电子排布式  1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)  。 (2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：  电子从能量较高的原子轨道跃迁到能量较低的原子轨道时，以光(子)的形式释放能量  。(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表：元素opI1717759I21 5091 561I33 2482 957比较两元素的I2、I3可知，气态o2＋再失去一个电子比气态p2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是  Mn2＋的3d能级为半满状态，比较稳定  。 (4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图(Ⅰ)所示，其中电负性最大的是  2  (填图中的序号)。 (5)表中所列的某主族元素的电离能情况如图(Ⅱ)所示，则该元素是  Al  (填元素符号)。 解析：(1)26号元素为铁元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(2)h为Mg元素，Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光，原因是电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量。(4)第三周期元素中电负性最大的元素是Cl，第三周期元素形成的单质只有Cl2和Ar常温下是气态，Cl2的相对分子质量大于Ar，故Cl2的熔点高于Ar。18．(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，内层电子数均符合2n2；C的气态单质在标准状况下的密度为3.17 g·L－1；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  C、S  (填元素符号)；它们位于元素周期表的  p  区。(2)A与D能形成离子化合物AD，则AD的电子式是  Na＋[∶H]－  。 (3)C元素基态原子的价电子排布式为  3s23p5  ；F元素基态原子最外层电子的轨道表示式为；G元素基态原子的电子排布式为  1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)  。 解析：根据A、B、C次外层电子排布，可知A、B、C都属于第三周期元素；根据D、E、F原子序数分别等于A、B、C最外层电子数，可知D、E、F属于第一或第二周期元素；根据C的气态单质在标准状况下的密度，C的气态单质的摩尔质量为3.17g·L－1×22.4L·mol－1≈71g·mol－1，C为氯元素，由离子化合物AC可知A为钠元素，则D为氢元素，F为氮元素；根据G元素原子最外层电子数与A相同，且内层电子数均符合2n2，可知G为铜元素；根据E原子最外电子层中p能级电子数等于前一能层电子总数，可知E为碳元素，则B为硫元素。据此可以确定相关问题的答案。19．(14分)据下列表格，回答有关问题：　族周期　ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA01        2   abcd 3efghijkl(1)在上表中，第一电离能最小的元素是  钠  ，电负性最大的元素是  氟  (填元素对应的名称)。(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，  HClO4  酸性最强，  NaOH  碱性最强(以上均填化学式)。(3)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性，则该元素是  g  (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”)　Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O　。(4)在e～k元素的原子中，原子半径最小的是  Cl  (填元素符号)，其价电子排布式为  3s23p5  ；未成对电子数最多的是  P  (填元素符号)，其最高价氧化物对应水化物的化学式为  H3PO4  ；有两个未成对电子的元素是  Si、S  (填元素符号)，M层有两个空轨道的是  Al  (填元素符号)，其阳离子的电子排布式为  1s22s22p6  。(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  ①②④  。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－===2AlO＋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。