化学选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质免费练习

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[基础过关练]
1．原子序数小于36的某基态原子最外层电子排布式为ns1，则该原子在元素周期表中不可能位于( )
A．第ⅠA族B．第ⅥB族
C．第Ⅷ族D．第ⅠB族
C [第ⅠA族元素基态原子的最外层电子排布式为ns1，A错误；第ⅥB族的Cr元素基态原子的最外层电子排布式为4s1，B错误；原子序数小于36的第Ⅷ族的元素有Fe、C、Ni，它们基态原子的最外层电子排布式都为4s2，C正确；第ⅠB族的Cu元素基态原子的最外层电子排布式为4s1，D错误。]
2．具有以下结构的基态原子，一定属于主族元素原子的是( )
①最外层有3个电子的原子
②最外层电子排布为ns2的原子
③最外层有3个未成对电子的原子
④次外层无未成对电子的原子
A．①④ B．②③ C．①③ D．②④
C [①原子最外层有3个电子，对应的元素位于第ⅢA族，符合题意；②原子最外层电子排布为ns2，对应的元素可能是稀有气体元素、副族元素或第Ⅷ族元素，如He、Zn、Fe，不符合题意；③原子最外层有3个未成对电子，对应的元素处于第ⅤA族，符合题意；④原子次外层无未成对电子，可能为主族元素，如O，可能为0族元素，如Ar，也可能是副族元素，例如Zn等，不符合题意。]
3．按电子排布，可把元素周期表中的元素划分成5个区，以下元素属于p区的是( )
A．Fe B．Mg C．Br D．Cu
C [Fe的价层电子排布式为3d64s2，属于d区元素，A错误；Mg的价层电子排布式为3s2，属于s区元素，B错误；Br的价层电子排布式为4s24p5，属于p区元素，C正确；Cu的价层电子排布式为3d104s1，属于ds区元素，D错误。]
4．寻找优良的半导体材料，应在元素周期表的哪个位置寻找？( )
A．s区 B．p区 C．d区 D．ds区
B [通常在金属元素与非金属元素的分界线附近寻找优良的半导体材料，这一区域属于元素周期表的p区。]
5．下列具有特殊性能的材料中，由主族元素和副族元素组成的化合物是( )
A．半导体材料砷化镓B．储氢材料镧镍合金
C．光学材料硒化锌D．超导材料K3C60
C [A、D项中组成化合物的元素均为主族元素，B项中组成化合物的元素均为副族元素。]
6．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是( )
A．上述钛原子中，中子数不可能为22
B．钛元素在元素周期表中处于第四周期
C．钛的不同核素在元素周期表中处于不同的位置
D．钛元素是d区的过渡元素
C [22Ti的原子序数为22，位于第四周期第ⅣB族，属于d区的过渡元素；根据三种核素的相对原子质量可知，其中子数最小为26；钛的三种核素的质子数均为22，故在元素周期表中处于同一位置。]
7．如图所示是元素周期表的一部分(表中数字和X代表原子序数)，其中X的电子排布式为[Ar]3d104s24p5的是( )
A B
C D
A [[Ar]3d104s24p5代表35号元素。根据元素周期表的结构可知，同主族相邻两周期的元素，原子序数之差可以是2,8,18,32。A项中X上方的原子序数为17，与X相差18，X的序数为35；B项中X上方的原子序数为27，处在第四周期与X相差18，X应为45；C项中X下方的原子序数为75，X为43；D项中X下方的原子序数为52，因此X应为34。]
8．已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则该元素在元素周期表中的位置及所属分区是( )
A．第四周期第Ⅷ族，p区B．第六周期第ⅤB族，d区
C．第四周期第ⅠB族，ds区D．第四周期第ⅤB族，f区
C [由题意可知，该元素＋2价离子的核外有27个电子，则该元素原子核外有29个电子，即该元素是Cu，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区。]
9．下表给出了某几种元素原子的原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式或价层电子排布式，分别判断其元素符号、原子序数并指出其在元素周期表中的位置。
[解析] 由电子排布式判断A为11号元素Na；由原子结构示意图可知x＝26，B为26号元素Fe；由价层电子排布式判断C为29号元素Cu；由原子的核外电子排布式判断D为16号元素S；由原子的轨道表示式判断E为17号元素Cl。
[答案] Na 11 s 三 ⅠA
Fe 26 d 四 Ⅷ
Cu 29 ds 四 ⅠB
S 16 p 三 ⅥA
Cl 17 p 三 ⅦA
10．甲元素原子的L能层上只有一个空原子轨道；乙元素原子的核电荷数为33。根据甲、乙两元素的信息，回答有关问题：
(1)甲的元素符号是__________，甲元素原子的轨道表示式为__________________。
(2)乙元素原子的最外层电子排布式为__________，乙元素在元素周期表中的位置是__________。
(3)甲属于__________区元素，乙属于__________区元素。
[答案] (1)C
(2)4s24p3 第四周期第ⅤA族
(3)p p
[拓展培优练]
11．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出了以下观点：
①元素周期系的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期的元素原子价层电子排布式均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素的原子位于同一周期；
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。
你认为正确的是( )
A．①⑥B．①②③⑤⑥
C．①④⑥D．②③⑤
A [①元素周期系的形成原因是核外电子排布呈周期性变化，而核外电子排布是由原子的结构决定的，正确；②第ⅠA族元素除氢元素之外称为碱金属元素，错误；③第一周期的元素原子价层电子排布从1s1开始到1s2结束，错误；④随着周期序数的增大，元素种类有增多的趋势，错误；⑤核外电子排布式为1s22s22p3的元素位于第二周期，而核外电子排布式为1s22s22p63s23p3的元素位于第三周期，错误；⑥从元素周期表中不难看出，随着周期序数的增大，该周期所含的金属元素一般增多，正确。]
12．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，也是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是( )
A．基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2
B．X的简单氢化物溶于水显酸性
C．Z元素在周期表中的位置为第三周期第Ⅵ族
D．X和Z的最高价氧化物对应的水化物都是弱酸
A [Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，则X原子内层电子数只能为2，Z原子最外层电子数为6，根据题意，Z应在第三周期，即Z为S元素；Z原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的3倍，且Y、Z同周期，Y为Mg元素；X、Y、Z原子的最外层电子数之和为13，则X的最外层电子数为5，且X在第二周期，则X为N元素。基态Mg原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，A正确；N的简单氢化物(NH3)溶于水后溶液显碱性，B错误；S元素在周期表中的位置为第三周期第ⅥA族，C错误；N和S的最高价氧化物对应的水化物分别是HNO3、H2SO4，二者均为强酸，D错误。]
13．如图是元素周期表中短周期的一部分，A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质量数，B元素的原子核内质子数等于中子数，下列叙述错误的是( )
A．B为第三周期元素
B．C的简单氢化物在同主族中酸性最强
C．三种元素都处于p区
D．基态C原子的价层电子排布为2s22p5
B [根据题图及元素周期表结构可知，B位于第三周期，A、C位于第二周期，设B原子的核外电子总数为x，B的核电荷数＝质子数＝x，B元素的原子核内质子数等于中子数，则B原子的质量数为2x；则A的核外电子数＝原子序数＝x－8－1，C原子的核外电子数为x－8＋1，A、B、C三种元素的原子核外电子数之和等于B的质量数，则x＋(x－8－1)＋(x－8＋1)＝2x，解得x＝16，则B为S元素，A为N元素，C为F元素。S为第三周期元素，故A正确；F为第ⅦA族元素，其简单氢化物HF为弱酸，而同主族元素的简单氢化物如HCl、HBr与HI都属于强酸，故B错误；N、S、F三种元素都处于p区，故C正确；基态F原子的最外层有7个电子，故其价层电子排布为2s22p5，故D正确。]
14．有四种短周期元素，它们的结构或性质等信息如表所述。
请根据表中信息填写：
(1)A原子的核外电子排布式：___________________。
(2)B元素在元素周期表中的位置：______________；
离子半径：B________(填“大于”或“小于”)A。
(3)C原子的核外电子轨道表示式是______________，其原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其电子云形状呈_____________形。
(4)D原子的核外电子排布式为____________，D－的结构示意图是________。
[解析] 根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。
(1)Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。
(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，原子的核电荷数后者大于前者，故r(Al3＋)＜r(Na＋)。
(3)C为N，其核外电子轨道表示式为，其中有3个未成对电子，能量最高的为p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。
(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。
[答案] (1)1s22s22p63s1(或[Ne]3s1)
(2)第三周期第ⅢA族 小于
(3) 3 p 哑铃
(4)1s22s22p63s23p5(或[Ne]3s23p5)
15．(素养题)原子结构与元素周期表存在内在联系，按要求回答下列问题：
(1)根据元素在元素周期表中的位置，写出元素基态原子的价层电子排布式。
①第四周期第ⅥB族__________________________________；
②第五周期第ⅠB族__________________________________；
③第五周期第ⅣA族__________________________________；
④第六周期第ⅡA族__________________________________。
(2)根据元素电子排布可以确定元素在周期表中的位置。
①具有(n－1)d10ns2电子排布的元素位于周期表中的第________族。
②已知某元素＋2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。该元素位于元素周期表________(填序号)。
A．第二周期第ⅡB族
B．第四周期第ⅡA族
C．第四周期第ⅤB族
D．第五周期第ⅡB族
③某元素原子的核电荷数为33，则其原子的价层电子排布式为________，其位于元素周期表中的__________________，属于________区的元素。
(3)根据元素核外电子排布可以推知元素的性质。
①被誉为“21世纪金属”的钛(Ti)元素，基态原子价层电子轨道表示式为________________________，Ti元素形成的化合物中，Ti呈现的最高价态为________价。
②日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素基态原子的价层电子排布式为3d54s1，该元素的名称是________。
[解析] (1)第ⅢB族～ⅦB族元素的价层电子排布式分别为(n－1)dxns2(x＝1～5)，且价层电子数等于族序数。故①为3d44s2，但据洪特规则应为3d54s1。第ⅠB族和第ⅡB族的价层电子排布式分别为(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，故②为4d105s1。主族元素的价层电子全都排布在最外层的ns或np上，且价层电子数等于族序数。故③为5s25p2，④为6s2。
(2)①具有(n－1)d10ns2电子排布的元素位于元素周期表第ⅡB族。
②该元素基态原子价层电子排布式为3d34s2，该元素为d区副族元素(价层电子排在d轨道和s轨道上)，根据周期数＝能层序数，族序数＝价层电子数，可知该元素位于第四周期第ⅤB族。
③根据构造原理可知该元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，该元素原子价层电子排布在ns和np轨道，故为主族元素，价层电子数为5，故该元素在周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。
(3)①钛位于第四周期第ⅣB族，价层电子排布为3d24s2。Ti的最高化合价＝价电子数＝4。②原子价层电子排布式为3d54s1的元素为铬元素。
[答案] (1)①3d54s1 ②4d105s1 ③5s25p2 ④6s2
(2)①ⅡB ②C ③4s24p3 第四周期第ⅤA族 p
(3) ＋4 ②铬
元素
元素符号
原子序数
区
周期
族
A
1s22s22p63s1
B
C
3d104s1
D
[Ne]3s23p4
E
A
C
B
元素
结构或性质
A
A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是快中子反应堆的导热剂
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，其单质可用作制冷剂
D
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消毒杀菌剂