第一章《原子结构与性质》基础过关单元检测（教师版）-2022-2023学年高二化学同步精品讲义（人教2019选择性必修2 ）

《原子结构与性质》基础过关单元检测

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题(16小题，每小题3分，共48分)
1．下列有关原子轨道的叙述中正确的是
A．硅原子的2s轨道能量较3p轨道高
B．锂原子的2s轨道与5s轨道均为球形
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．第四能层最多可容纳16个电子
【答案】B
【解析】A．2s轨道能量低于3p轨道，A错误；
B．2s轨道与5s轨道均为球形，B正确；
C．p能级所含原子轨道数只有3个，与能层序数无关，C错误；
D．第四能层最多可容纳个电子，D错误；
故答案选B。
2．下列关于能层和能级的说法正确的是
A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为n2
B．能层序数较大的能级，能量不一定较高
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能容纳的电子数逐渐增多
【答案】B
【解析】A．原子核外每能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；
B．能层序数越大的能级能量不一定越高，如4s的能量低于3d，故B正确；
C．不同能层的s轨道，能层序数越大的其能量越高，即1s<2s<3s，故C错误；
D．p能级上有3个原子轨道，轨道数相同，故D错误。
故选B。
3．下列各项叙述错误的是
A．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为，则违反了构造原理
C．铍原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理
D．原子的电子排布式由能释放特定能量产生发射光谱
【答案】A
【解析】A．根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行，该排布图违反了洪特规则，A错误；
B．根据构造原理，最后两个能级的电子应先填入4s轨道再填入3d轨道，该排布式违反了构造原理，B正确；
C．铍元素原子序数为4，1s、2s能级均只有一个原子轨道，该排布图符合洪特规则与泡利原理，C正确；
D．该变化表示电子从较高能量的激发态跃迁到基态，释放出能量，故会产生发射光谱，D正确；
故选A。
4．下列叙述正确的是
A．基态铝原子核外有三个单电子 B．铜原子的外围电子排布式是：3d94s2
C．[Ar]3d24s2是基态钛原子的电子排布 D．铬原子的电子排布式是：1s22s22p63s23p64s13d5
【答案】C
【解析】A．基态铝原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p1，有1个单电子，故A错误；
B．铜原子的价电子排布式是3d104s1，而不是3d94s2，故B错误；
C．钛为22号元素，基态电子排布式为：[Ar]3d24s2，故C正确；
D．Cr为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故D错误；
故选C。
5．下列关于元素周期表与原子结构的说法正确的是
A．所有的非金属元素都分布在p区
B．金属性：，因此第一电离能：
C．价电子排布式为的元素位于第四周期第VIII族
D．最外层电子数均为2的两种元素一定位于同一族
【答案】C
【解析】A．氢元素在s区，A错误；
B．镁原子2s能级全充满更稳定，故第一电离能：，B错误；
C．价电子排布式为的元素是铁元素，位于第四周期第VIII族，C正确；
D．最外层电子数均为2的两种元素不一定位于同一族，如氦和镁最外层电子数都是2，D错误；
故选C。
6．下列有关元素周期表的说法正确的是
A．按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、 p、d、 f四个区
B．元素周期表中，氟元素的电负性最大，第一电离能也最大
C．元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，以mp能级结束
D．元素周期表中，从第IIIB族到第IIB族的10个纵列的元素全都是金属元素
【答案】D
【解析】A.按核外电子排布可将元素周期表分为s区、p区、d区、f区、ds区，A错误；
B.同一主族从上到下，电负性逐渐减小，同一周期从左到右，电负性逐渐增大，所以氟的电负性最大。同周期从左往右，核电荷数逐渐增大，原子半径逐渐减小，核对外层电子的有效吸引依次增强，第一电离能增强，同主族元素自上而下，核外电子层逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子越来越容易失去电子，第一电离能减小，氦元素的第一电离能最大，B错误；
C.元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，不一定mp能级结束，如第一周期从1s能级开始，以1s能级结束，C错误；
D.元素周期表中从IIIB族到IIB族10个纵行的元素都是过渡元素，过渡元素全部为金属元素，D正确；
故选D。
7．元素性质呈周期性变化的决定因素是
A．元素原子的核外电子排布呈周期性变化 B．元素相对原子质量依次递增
C．元素原子半径大小呈周期性变化 D．元素的最高正化合价呈周期性变化
【答案】A
【解析】结构决定性质，即原子的核外电子排布尤其是最外层电子排布决定了元素的性质，所以元素性质呈周期性变化的决定因素是元素原子核外电子排布呈周期性变化的必然结果，故A正确。
故选A。
8．同周期元素X、Y、Z，已知它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是：，则下列各判断中正确的是
A．原子半径：X>Y>Z
B．非金属性：X>Y>Z
C．气态氢化物的稳定性：
D．原子序数：Z>Y>X
【答案】B
【解析】同周期元素X、Y、Z，已知它们的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是：，可知非金属性X＞Y＞Z，X的氢化物为HX，Y的氢化物为H2Y，Z的氢化物为H3Z。
A．同周期元素非金属性越强，对应原子的原子半径越小，则原子半径：X＜Y＜Z，A错误；
B．由最高价含氧酸的酸性可知，非金属性X＞Y＞Z，B正确；
C．非金属性X＞Y＞Z，则气态氢化物的稳定性：X＞Y＞Z，C错误；
D．同周期元素从左向右原子序数增大、非金属性增强，则原子序数为X＞Y＞Z，D错误；
答案选B。
9．硒(Se)的原子序数为34，与氧、硫同主族，下列说法正确的是
A．硒的最高价是+6价，所以只有一种氧化物SeO3
B．H2Se的热稳定性比H2S差，还原性比H2S弱
C．氧、硫、硒三种元素的电负性递减
D．原子序数为33的元素是砷(As)，则砷原子的第一电离能小于硒原子的第一电离能
【答案】C
【解析】A．硒与氧、硫同主族，最外层电子数为6，则由S元素的化合价可知硒元素有+4、+6、-2三种常见价态，氧化物有SeO2、SeO3等不止一种，故A错误；
B．同主族元素的氢化物的离子由上向下，离子半径越大，相应离子的还原性越强，所以氢化物的还原性：H2S＜H2Se，故B错误；
C．氧、硫、硒三种元素原子的半径越来越大，得到电子越来越难，电负性越来越小，故C正确；
D．主族元素中，随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA和第ⅤA族元素反常，As原子序数为33，位于周期表中第4周期第ⅤA族，则砷原子的第一电离能大于硒原子的第一电离能，故D错误；
故选：C。
10．下列关于Na、Mg、C、N、O、Cl元素及其化合物的说法正确的是
A．原子半径：r(O)>r(N)>r(C)
B．N的非金属性比C的弱
C．NaOH的碱性比Mg(OH)2的强
D．Cl形成的最高价氧化物对应的水化物是HClO3
【答案】C
【解析】A．同周期元素，质子数越多，原子半径越小，原子半径：r(O)＜r(N)＜r(C)，故A错误；
B．N的质子数比C多，对核外电子的束缚力比C强，非金属性比C强，故B错误；
C．Na的金属性比Mg强，所以NaOH的碱性比Mg(OH)2强，故C正确；
D．Cl的最高价为+7价，其最高价氧化物对应的水化物为HClO4，故D错误；
故选C。
11．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是地壳中含量最多的元素，X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等。Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，且X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，下列说法不正确的是
A．工业上通常采用电解法制备Y和Z的单质
B．W和X形成的物质是酸性氧化物，能与水反应生成W的最高价含氧酸
C．与水反应的剧烈程度：Y>Z
D．简单离子半径大小：X>Y>Z
【答案】B
【解析】由题意可知 X 是壳中含量最多的元素可知X为O，X、Y可形成两种常见的离子化合物，且晶体中的阴阳离子个数比均为1∶2，可知 Y 为 Na，两种化分物分别为NaO和Na2O2，结合已知X原子的电子数与Y、Z、W原子的最外层电子数之和相等，Y、Z原子的最外层电子数之和与W的最外层电子数相等，可得Z元素最为层电子数为3，W元素最为层电子数为4，则Z元素为 Al ， W 元素为 Si 。
A．工业上常采用电解熔融氧化钠的方式制备 Na ，电解氧化铝的方式制备 Al ，故 A 正确；　
B．W 和 X形成的SiO2是酸性氧化物，可与碱反应生成水： SiO2+2NaOH= +H2O，但 SiO2不溶于水也不能和水反应，B错误；
C．Na 的最外层只有一个电子，具有强还原性，与水反应剧烈 ，Al常温下与水很难反应，故 C 正确；
D．O2-，Na+，Al3+其核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径关系为：O2-> Na+> Al3+ D 正确；
故本题选 B。
12．已知 NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．3 g 3He 含有的中子数为 1NA
B．22.4L(标准状况)氮气中含有 7 NA个中子
C．1 mol K2Cr2O7被还原为 Cr3+转移的电子数为 6 NA
D．48 g 正丁烷和 10 g 异丁烷的混合物中共价键数目为 13 NA
【答案】B
【解析】A．3g3He的物质的量为1mol，而1mol3He中子的物质的量为1mol，所以3g3He含有的中子数为1NA，故A正确；
B．标准状况下，22.4L氮气即为1mol，1个氮气中有14个中子，则1mol氮气中含有14NA个中子，B错误；
C．K2Cr2O7中铬由+6价变成+3价，所以1mol K2Cr2O7被还原为Cr3+，转移的电子数为6NA，故C正确；
D．正丁烷和异丁烷只是碳架不同，含有的共价键数均为13，所以48g正丁烷和10g异丁烷，即混合物的物质的量为，所以48g正丁烷和10g异丁烷的混合物中共价键数目为13NA，故D正确；
故答案选B。
13．d轨道中电子排布成而不是排布成其最直接的根据是
A．洪特规则 B．泡利不相容原理 C．能量最低原则 D．能量守恒原理
【答案】A
【解析】依据洪特规则可知，多个电子排布在同一个能级，先分占不同的轨道且自旋方向相同，d轨道中电子排布成而不是排布成最直接的依据是洪特规则，故答案选A。
14．大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物光化学烟雾，其中某些反应过程如图所示。下列说法正确的是

A．丙烯发生氧化反应生成甲醛和乙醛 B．O2和O3互为同位素
C．反应I属于复分解反应 D．该过程中O2作催化剂
【答案】A
【解析】A．丙烯转化成甲醛和乙醛，是丙烯中的双键发生断裂，此反应属于氧化反应，故A正确；
B．氧气和臭氧是同素异形体，故B错误；
C．反应I中NO转化成NO2，化合价升高，即反应I为氧化还原反应，故C错误；
D．有O2参与反应，但后面没有O2的生成，因此O2不作催化剂，故D错误。
答案选A。
15．主族元素Y，其逐级电离能，，，，则Y原子的最外层电子数为
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【解析】从题干可知，Y原子的电离能I4明显剧增，说明Y最外层有3个电子，故答案选C。
16．现有①、②、③三种元素的基态原子的电子排布式如下：①；②；③，则下列有关比较中正确的是
A．第一电离能：③>②>① B．原子半径：③>②>①
C．电负性：③>②>① D．最高正化合价：①>②>③
【答案】A
【解析】A．同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素P的3p电子为半满稳定结构，第一电离能大于S，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：③＞②＞①，A项正确；
B．一般而言，电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：②＞①＞③，B项错误；
C．非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：③＞①＞②，C项错误；
D．N、P最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为+5价，S最外层电子数为6，最高正化合价为+6，最高正化合价：①＞③=②，D项错误；
答案选A。
二、填空题(4小题，共52分)
17．（13分）如图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：

(1)s电子的原子轨道呈_______形，每个s能级有_______个原子轨道；p电子的原子轨道呈_______形，每个p能级有_______个原子轨道。
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是_______电子，其电子云在空间有_______方向。
(3)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是_______(填序号)
①K+：       
②F：
③P：
④Cu：
⑤Fe2+：       
⑥Mg：
⑦O：
【答案】(1)     球     1     哑铃     3
(2)     2p     三个互相垂直的伸展
(3)①⑤⑥
【解析】（1）s电子的原子轨道为球形；每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，故答案为：球；1；哑铃；3；
（2）np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，故n=2，元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向，故答案为：2p；三个互相垂直的伸展；
（3）①K+核外有18个电子，核电子排布式为1s22s22p63s23p6，故①正确；
②3p能级能量比2p能级高，应是2p能级填充5个电子，故②错误；
③3p能级应是3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，故③错误；
④应满足洪特规则特例，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故④错误；
⑤原子形成阳离子先失去高能级中电子，Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，故⑤正确；
⑥符合能量最低原理，故⑥正确；
⑦同一轨道中2个电子自旋方向相反，故⑦错误，
故答案为：①⑤⑥。
18．（13分）根据原子核外电子排布规则，回答下列问题：
(1)基态N原子中，核外电子占据的最高能层的符号是____________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为____________。
(2)写出基态24Cr原子的价电子排布式：____________；
(3)写出基态N的原子核外电子排布图：____________；
(4)若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1，则它违背了____________；
(5)Fe3+比Fe2+的稳定性更___________(填“强”或“弱”)，从结构上分析原因是____________；
(6)元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的价层电子排布式为4s24p4，该元素的名称是___________。
【答案】(1)     2p     哑铃##纺锤
(2)3d54s1
(3)
(4)泡利不相容原理
(5)     强     Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5、Fe3+的3d轨道是半充满、处于稳定结构
(6)硒
【解析】（1）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，电子占据最高能级的符号是2p，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为哑铃形或纺锤形。
（2）基态24Cr原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1、价电子排布式： 3d54s1；
（3）基态N的原子的核外电子排布式为：1s22s22p3，原子核外电子排布图：；
（4）同一个原子轨道中最多含有2个自旋相反的电子，若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1，则它违背了泡利不相容原理；
（5）Fe3+比Fe2+的稳定性更强，从结构上分析原因是：Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5、Fe3+的3d轨道是半充满、处于稳定结构。
（6）原子的价层电子排布式为4s24p4，则核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p4、则该元素的原子序数为34、名称是硒。
19．（13分）根据信息回答下列问题：
(1)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___________＜Al＜___________(填元素符号)；
②图中Ge元素中未成对电子有___________个；
③图中的C和N可以形成分子(CN)2，该分子中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为___________，1个分子中含有___________个π键。
(2)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
电负性

2.0
1.5
2.5
3.0
4.0
1.0
元素
Mg
N
Na
O
P
S
Si
电负性
1.2
3.0
0.9
3.5
2.1
2.5
1.8

已知：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。
①通过分析电负性值变化规律，确定Al元素电负性值的最小范围____；
②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
I.属于离子化合物的是____；II．属于共价化合物的是____；
【答案】(1)     Na     Mg     2     N≡C-C≡N     4
(2)     1.2～1.8     AC     BD

【解析】（1）①由图可知，同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第ⅡA元素第一电离能大于第ⅢA元素，第ⅤA族的第一电离能大于第ⅥA族元素，则铝元素的第一电离能大于钠、小于Mg，大小范围为Na＜Al＜Mg。
②Ge元素的原子序数为32，位于元素周期表第四周期第IVA族，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，4s能级上2个电子为成对电子，4p轨道中2个电子分别处于不同的轨道内，有2个未成对电子。
③图中的C和N可以形成分子(CN)2，该分子中键与键之间的夹角为180°，为直线型分子，有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，则其结构式为N≡C-C≡N，单键为σ键，三键为1个σ键、2个π键，因此1个分子中含有4个π键。
（2）①由表格数据可知，同周期元素，从左到右电负性依次增大，同主族元素，从上到下电负性依次减弱，则同周期元素中电负性Mg＜Al＜Si，同主族元素中电负性Ga＜Al＜B，Al的电负性值最小范围为1.2～1.8。
②A．Li3N中氮元素和锂元素的电负性差值为2.0，大于1.7，两成键元素间电负性差值大于1.7，形成离子键，可知Li3N为离子化合物；
B．PCl3中氯元素和磷元素的电负性差值为0.9，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7，形成共价键，可知PCl3为共价化合物；
C．MgCl2中氯元素和镁元素的电负性差值为1.8，大于1.7，两成键元素间电负性差值大于1.7，形成离子键，可知MgCl2为离子化合物；
D．SiC中碳元素和硅元素的电负性差值为0.7，小于1.7，两成键元素间电负性差值小于1.7，形成共价键，可知SiC为共价化合物；
综上分析，属于离子化合物的是AC，属于共价化合物的是BD。
20．（13分）如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：

(1)I的最高化合价为____；K的元素名称为____。
(2)基态时G元素原子的电子排布式___，J元素原子的外围电子排布式___。
(3)下列对比正确的是___。
a.原子半径H>G>B>A       b.第一电离能E>D>C>B
c.电负性A>H>G>Q         d.最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G
(4)下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的外围电子排布特点的有关叙述不正确的是____。
a.L位于元素周期表中第5周期ⅠA族，属于s区元素
b. O位于元素周期表中第7周期ⅧB族，属于d区元素
c.M的外围电子排布式为6s1，属于ds区元素
d.H所在族的外围电子排布式为ns2np2，属于p区元素
(5)元素B和C的气态氢化物热稳定性较强的是____(填化学式)。
【答案】(1)     +6价     铜
(2)     1s22s22p63s23p63d104s24p1     3d64s2
(3)cd
(4)bc
(5)H2O

【解析】根据元素在周期表中的相对位置可知A是C，B是N，C是O，D是F，E是Ne，F是Mg，G是Al，H是Si，I是Cr，J是Fe，K是Cu，Q是Ga，L是Rb，M是Au，N是At，P是H，O是Mt，据此解答。
(1)I是Cr，价电子排布式为3d54s1，最高化合价为+6价；K是Cu，元素名称为铜。
(2)Q是Ga，31号元素，基态时Q元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，J是Fe，原子核外有26个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，外围电子排布式3d64s2。
(3)a．同周期自左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径G>H>A>B，a错误；
b．同周期自左向右第一电离能逐渐增大，氮元素2p轨道电子处于半充满稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能E>D>B>C，b错误；
c．非金属性越强，电负性越大，则电负性A>H>G>Q，c正确；
d．非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则最高价氧化物的水化物酸性B>A>H>G，d正确；
答案选cd；
(4)a．L是Rb，L位于元素周期表中第5周期ⅠA族，属于s区元素，a正确；
b．由O的位置可知，O位于元素周期表中第7周期Ⅷ族，属于d区元素，b错误；
c．M是Au，M的外围电子排布式为5d106s1，属于ds区元素，c错误；
d．H是Si，所在族是第ⅣA族，外围电子排布式为ns2np2，属于p区元素，d正确；
答案选bc。
(5)非金属性越强，气态氢化物越稳定，则元素B和C的气态氢化物热稳定性较强的是H2O。