人教版高中化学选择性必修2章末综合测评1原子结构与性质含答案

这是一份人教版高中化学选择性必修2章末综合测评1原子结构与性质含答案，共13页。
章末综合测评(一)　原子结构与性质
(教师用书独具)
一、选择题
1．下列说法正确的是(　　)
A．自然界中的所有原子都处于基态
B．同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C．无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量
D．激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性
B　[处于最低能量状态的原子叫做基态原子。电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。激发态原子的能量总是比原来基态原子的能量高。如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。]
2．下列能层中，包含f能级的是(　　)
A．K能层 B．L能层
C．M能层 D．N能层
D　[K能层是第一能层，只有1s能级；L能层是第二能层，有两个能级，即2s和2p；M能层是第三能层，有三个能级，即3s、3p、3d；N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、4d、4f。根据能级数等于能层序数，只有能层序数≥4的能层才有f能级。]
3．(2021·江苏徐州一中高二月考)下列说法不正确的是(　　)
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增高
B．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C．任一原子的p能级电子云轮廓图形状均为哑铃形
D．任一能层的能级数等于该能层序数
B　[同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增高，A正确；不同电子层中p轨道的数目均为3，则同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，B不正确；任一原子的p能级电子云轮廓图形状均为哑铃形，C正确；任一能层的能级数等于该能层序数，D正确。]
4．(2021·山东德州高二期末)下列说法正确的是(　　)
A．电子仅从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区的元素共有3种
C．核电荷数为26的元素基态原子核外价层电子排布图为
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
C　[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，会产生发射光谱，反之，会产生吸收光谱，二者总称为原子光谱，A错误；基态原子的4s能级中只有1个电子即4s能级未充满，该元素可能是K(1s22s22p63s23p64s1)、Cr(1s22s22p63s23p63d54s1)、Cu(1s22s22p63s23p63d104s1)，其中位于d区的元素是Cr，只有1种，B错误；核电荷数为26的元素为Fe元素，基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则价层电子排布图为，C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，原子轨道中一定含有未成对电子，D错误。]
5．下列用电负性数据不能判断的是(　　)
A．某元素是金属元素还是非金属元素
B．氢化物HY和HX中键的极性强弱
C．化学键是离子键还是共价键
D．化合物的溶解度
D　[一般认为，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素，利用电负性可以判断元素是金属元素还是非金属元素，故A不符合；电负性越大的原子对键合电子的吸引力越大，即该原子与氢原子形成的化合物中键的极性越强，可以利用电负性判断氢化物HY和HX中键的极性强弱，故B不符合；电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间形成共价键，电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键，可以依据电负性数据判断化学键是离子键还是共价键，故C不符合；利用电负性不能判断物质的溶解度，故D符合。]
6．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是(　　)
A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动
B．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
C．钒原子核外有4种形状的原子轨道
D．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
D　[s轨道是球形的，这是电子云的轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大小，不是说电子在做圆周运动，A错误；p能级有三个原子轨道，同一能层上的p轨道能量相同，3px、3py、3pz能量相同，它们的差异是延伸方向不同，B错误；23号钒，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，能级有s、p、d三种，对应的原子轨道形状有3种，C错误；电子云的轮廓图称为原子轨道，形象地描述电子运动的状态，D正确。]
7．某元素的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是(　　)
A．电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2
B．该元素为V
C．该元素为第ⅡA族元素
D．该元素属于过渡元素
C　[主族元素的最外层电子数＝价层电子数，所以该元素在过渡元素区；因其是同族中原子序数最小的元素，所以在第四周期，其价层电子排布式为3d34s2，为第ⅤB族元素V。]
8．瑞典化学家贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物质中制得硒。硒是第ⅥA族元素，下列关于硒的基态原子说法正确的有(　　)
①位于周期表p区；②电子占据17个原子轨道；③有34种不同运动状态的电子；④占据8个能级；⑤电子占据的能量最高能层符号是4p；⑥价层电子排布为3d104s24p4
A．3项 B．4项　　　C．5项　　　D．6项
A　[①基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表p区，正确；②硒的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，电子在第一能层占据1个s轨道，第二能层占据1个s和3个p轨道，第三能层占据1个s,3个p和5个d轨道，第四能层占据1个s和3个p轨道，一共占据18个原子轨道，错误；③硒原子核外一共有34个电子，所以一共有34种不同运动状态的电子，正确；④由基态硒原子的电子排布式可知，电子共占据8个能级，正确；⑤4p为能级符号，不是能层符号，错误；⑥其价层电子排布应为4s24p4，错误，答案为A。]
9．X、Y、Z、W、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A．简单离子半径：Y②>①
C．电负性：③>②>①
D．第一电离能：②>③>①
A　[由核外电子排布式可知，①1s22s22p63s23p4为S元素，②1s22s22p63s23p3为P元素，③1s22s22p5为F元素，据此分析解答。基态S原子核外有2个未成对电子，基态P原子核外有3个未成对电子，基态F原子核外有1个未成对电子，所以未成对电子数：②>①>③，A正确；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：P>S>F，即②>①>③，B错误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，则电负性：③>①>②，C错误；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但P原子3p轨道为半充满稳定状态，其元素第一电离能大于同周期相邻元素，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能：F>P>S，即③>②>①，D错误。]
13．胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(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．钠离子半径比铝离子半径大
D．金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑
B　[B项，铝元素基态原子的核外电子轨道表示式为，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(指电子能层、电子能级、轨道方向和自旋状态各不相同)的电子。]
14．如图三条曲线表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是(　　)

A．电负性：c>b>a
B．最简单氢化物的稳定性：c>a>b
C．最简单氢化物的相对分子质量：a>b>c
D．I5：a>c>b
D　[同主族元素自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半充满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去3s2中1个电子，3s2为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。A项，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故Si的电负性最小，错误；B项，Si的非金属性最弱，非金属性越强，氢化物越稳定，故SiH4稳定性最差，错误；C项，最简单氢化物的相对分子质量分别为16、34、32，b的最大，错误；D项，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，故第五电离能C>Si>P，正确。]
二、非选择题
15．光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料，又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe、CuInSe等。
(1)已知Se在元素周期表中的位置为__________，硅的基态原子的电子排布式为__________，基态Ga原子核外电子占据的最高能级为__________，铜的基态原子的价层电子排布图为__________。
(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为__________。
(3)As元素的第一电离能__________Se元素的第一电离能(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是________________________。
(4)太阳电池材料中的很多金属或金属化合物在灼烧时会产生特殊的火焰颜色，请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因是___________________________________________________________________。
[解析]　(1)Se是34号元素，原子核外有4个电子层，最外层有6个电子，在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族；硅原子核外有14个电子，根据能量最低原理，基态硅原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2；Ga是31号元素，原子核外有31个电子，基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，最高能级为4p；铜为29号元素，根据能量最低原理，铜的基态原子的价层电子排布图是。
(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大、同主族元素从上到下电负性逐渐减小，所以电负性：S>P>Ga。
(3)砷、硒都是第四周期主族元素，同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素基态原子4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以As元素的第一电离能大于Se元素的第一电离能。
(4)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，原子从基态变成激发态，电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色。
[答案]　(1)第四周期第ⅥA族　1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)　4p　
(2)S>P>Ga
(3)大于　砷元素基态原子4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素
(4)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，原子从基态变成激发态，电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色
16．如图所示为元素周期表的大致框架：

(1)在如图所示元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。
(2)鉴于NaH的存在，有人建议可把氢元素归到第ⅦA族。根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，也可把氢元素归到元素周期表中的____________________________________________族。
(3)现有甲、乙两种元素，甲元素原子核外3p能级上有5个电子，乙元素的焰色试验呈黄色。
①在题图所示的元素周期表中，将甲、乙两元素的元素符号填在元素周期表中的相应位置。
②甲元素与硫元素相比，非金属性较强的是________(填元素名称)，写出可以验证该结论的一个化学方程式：__________________________________。
(4)近年来“铊中毒”事件屡屡发生，铊再次成为公众关注的焦点。铊元素的相关信息如下图所示。下列叙述不正确的是________(填字母)。

A．铊元素在元素周期表中的位置是第六周期第ⅡA族
B．铊原子的中子数为204－81＝123
C．6s26p1表示铊原子有6个电子层，最外电子层上有3个电子
D．铊元素的金属性比铝元素的强
E．铊元素是p区元素
[解析]　(2)分析元素周期表中各族化合价特点知，第ⅣA族中元素最高正化合价等于最低负化合价的绝对值，故根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，也可把氢元素归到元素周期表中的第ⅣA族。(3)甲元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，为Cl元素；乙元素的焰色试验呈黄色，则乙为Na元素。(4)铊元素位于第六周期第ⅢA族，与Al同主族，在元素周期表中位于Al的下方，金属性比Al强，属于p区元素，A错误，D、E正确。204.4是铊元素的相对原子质量，铊原子的质量数不一定是204，B错误。
[答案]　(1)如图所示

(2)第ⅣA　(3)①如图所示　②氯　H2S＋Cl2===2HCl＋S↓　 (4)AB
17．(2021·山东广饶一中高二月考)A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，基态C原子的最外层有三个未成对电子，基态E原子的外围电子排布式为3d64s2。
回答下列问题：
(1)写出下列元素的名称：A__________，B__________，C__________，D__________。
(2)D所在周期第一电离能最大的元素是__________(用元素符号表示，下同)，电负性最大的元素是__________。
(3)E元素在周期表的第__________周期、第__________族，已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区、d区、ds区和f区，则E元素在__________区。
(4)用电子式表示B的硫化物的形成过程：___________________________。
(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_______________________________________________________。
[解析]　A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，则x＝2，所以A是Si。B是第三周期第一电离能最小的元素，则B是Na。基态C原子的最外层有三个未成对电子，则C是P，D是N；基态E原子的外围电子排布式为3d64s2，则E是Fe。
(1)根据以上分析可知A、B、C、D的元素名称分别是硅、钠、磷、氮。
(2)N所在周期第一电离能最大的元素是Ne，电负性最大的元素是F。
(3)铁元素位于周期表的第四周期第Ⅷ族，根据基态铁原子的外围电子排布式可知最后填充的为3d电子，则Fe元素在d区。
(4)硫化钠是离子化合物，其形成过程用电子式表示为。
(5)A的最高价氧化物为二氧化硅，B的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠，二者反应的离子方程式为SiO2＋2OH－===SiO＋H2O。
[答案]　(1)硅　钠　磷　氮
(2)Ne　F　(3)四　Ⅷ　d
(4)
(5)SiO2＋2OH－===SiO＋H2O
18．按照下列元素基态原子的电子排布特征回答问题：
A元素的原子中只有一个能层且只含1个电子；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E元素的原子最外层电子排布式为3s23p6；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等。
(1)B元素在元素周期表中的位置：________________。
(2)上述元素中位于s区的有________(填元素符号)。
(3)写出C元素基态原子价层电子轨道表示式：_______________________。
(4)检验某溶液中是否含有D＋，可通过________试验来检验；检验某溶液中是否含有B－，通常所用的试剂是________和________。
(5)写出E的元素符号：________，要证明太阳上是否含有E元素，可采用的方法是_______________________________________________。
[解析]　A元素的原子只有一个电子层且只含1个电子，故A为H；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子，所以B为Cl；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，所以C为O；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，所以D为K；E元素的原子价层电子排布式为3s23p6，所以E为Ar；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等，则F为Mg。(4)检验某溶液中是否含有K＋，可以通过焰色试验来检验，检验某溶液是否含有氯离子，通常使用的试剂是AgNO3溶液和稀硝酸。
[答案]　(1)第三周期第ⅦA族　(2)H、Mg、K
(3)
(4)焰色　AgNO3溶液　稀硝酸　(5)Ar　对太阳光进行光谱分析
19．按要求完成下列问题：
(1)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。
回答下列问题：
Co基态原子核外电子排布式为____________________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。
回答下列问题：
①氮原子的价层电子轨道表示式为___________________________。
②元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是___________________；
氮元素的E1呈现异常的原因是_____________________________。

[解析]　(1)Co是27号元素，位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，故Mn的第一电离能小于Se，同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，故Se的第一电离能小于O，则第一电离能：Mn