高中化学第1章原子结构与元素性质测评含解析鲁科版选择性必修第二册

第1章测评

(时间:90分钟　分值:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)

1.下列说法中正确的是(　　)

A.[Ne]3s2表示的是镁原子

B.3p2表示第3电子层有2个电子

C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小

D.2p、3p、4p能级容纳的最多电子数依次增多

答案A

解析[Ne]3s2是镁原子的简化电子排布式,故A正确;3p2表示3p能级填充了两个电子,故B错误;同一原子中电子层序数越大,离核越远,能量也就越高,故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高,故C错误;同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数是相等的,所以都能容纳6个电子,故D错误。

2.电子排布式为[Ar]3d54s2的元素属于下列哪一类元素 (　　)

A.稀有气体 B.主族元素

C.过渡元素 D.卤族元素

答案C

解析根据电子排布式可知,该原子含有4个电子层,所以位于第4周期,该原子的价电子排布为3d54s2,价电子数为7,即处于ⅦB族,故该元素位于第4周期ⅦB族,是过渡元素。

3.下列说法正确的是(　　)

A.同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多

B.电子排布式1s22s22p63s23p10违反了能量最低原则

C.表示的原子能量处于最低状态

D.在离核最近区域内运动的电子能量最低

答案D

解析同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数均相同,都是3个,A错误;根据泡利不相容原理知,3p轨道最多排6个电子,则电子排布式1s22s22p63s23p10违反了泡利不相容原理,B错误;根据洪特规则可知表示的原子能量没有处于最低状态,能量最低状态应该是,C错误;在离核最近区域内运动的电子能量最低,D正确。

4.下列说法正确的是(　　)

A.同一电子层同一能级的不同原子轨道能量相等

B.稀有气体元素原子最外层电子排布处于全满状态,所以稀有气体稳定

C.元素原子的最外层电子即为该元素的价电子

D.电子云描述的是电子在核外空间的运动轨迹

答案A

解析同一电子层同一能级的不同原子轨道能量相等,故A正确;稀有气体元素原子基态时最外层具有6个p电子,s能级容纳2个电子,则最外层电子数为8(He除外),原子最外层电子排布并不是全部处于全满状态,故B错误;对于主族元素而言,最外层电子就是价电子;对于副族元素而言,除了最外层电子外,次外层的d电子也可能是价电子,故C错误;因电子运动没有固定的轨迹,则电子云不能表示电子运动的轨迹,电子云表示电子在核外某处出现的概率,即表示电子在核外单位体积的空间出现的机会多少,故D错误。

5.下列关于元素周期表和元素周期律说法正确的是 (　　)

A.主族元素最后一个电子都填在p能级上,价电子通式为ns2np1~5

B.Ag的价电子排布式为4d105s1,由此可判断Ag在第5周期ⅠB族,处于d区

C.过渡元素只包含副族元素

D.元素性质随核电荷数递增发生周期性的变化是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化

答案D

解析主族元素原子的价电子排布式为ns1~2或ns2np1~5,因此主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级,故A错误;Ag的价电子排布式为4d105s1,由此可判断Ag在第5周期ⅠB族,价电子的轨道是d、s轨道,所以属于ds区,故B错误;过渡元素包括元素周期表中所有副族元素和Ⅷ族元素,故C错误;元素性质随核电荷数递增发生周期性的变化是因为元素的原子核外电子的排布发生周期性的变化,故D正确。

6.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,其中正确的是(　　)

答案A

解析根据卤族元素的原子结构和性质可知,电负性随核电荷数的递增而减小,A正确;F元素无正价,B错误;HF分子间可以形成氢键,故其沸点高于HCl和HBr,C错误;F2、Cl2、Br2的相对分子质量逐渐增大,其分子间作用力逐渐增强,其熔点逐渐升高,D错误。

7.下列说法不正确的是(　　)

A.3p2表示3p能级上有2个电子

B.处于最低能量状态的原子叫做基态原子

C.同一原子中,3s、3p、3d、4s能级的能量逐渐增大

D.同一原子中,3s、3p、3d能级的轨道数依次增多

答案C

解析3p2表示3p能级上有2个电子,故A正确;原子核外电子处于最低能量状态时,原子的能量最低,这时的原子称为基态原子,故B正确;由于存在能级交错,3d轨道能量高于4s轨道,故C错误;同一原子中,3s、3p、3d能级的轨道数分别为1、3、5,故D正确。

8.四种短周期主族元素W、X、Y、Z,W元素的原子在短周期中原子半径最大,X元素原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,Y元素原子L电子层的p能级上只有一对成对电子,Y和Z在元素周期表中处于同一主族。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.原子半径:W>X>Y

B.XY2是极性键构成的非极性分子

C.W、Y、Z三种元素组成的化合物多于2种

D.化合物W2Y2中的阴、阳离子个数比为1∶1

答案D

解析W元素的原子在短周期中原子半径最大,W是Na元素;X元素原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则X是C元素;Y元素原子L电子层的p能级上只有一对成对电子,则Y是O元素;Y和Z在元素周期表中处于同一主族,Z是S元素。电子层数越多,半径越大,同周期元素从左到右半径减小,原子半径:Na>C>O,故A正确;CO2为直线形分子,CO2是由极性键构成的非极性分子,故B正确;W、Y、Z三种元素组成的化合物有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3等,故C正确;化合物Na2O2中的阴、阳离子个数比为1∶2,故D错误。

9.下列各项叙述正确的是(　　)

A.N、P、As的电负性随原子序数的增大而增大

B.2p和3p轨道形状相同,能量也相等

C.价电子排布式为4s24p3的元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素

D.主族元素的电负性越大,原子的第一电离能一定越大

答案C

解析N、P、As为同一主族元素,且原子序数N<P<As,电负性逐渐减小,故A错误;2p和3p轨道形状相同,但所处电子层不同,能量不同,故B错误;价电子排布式为4s24p3的元素处于第4周期,其最外层电子数为5,因此该元素位于第4周期ⅤA族,是p区元素,故C正确;同一周期主族元素从左至右元素电负性逐渐增大,第一电离能呈逐渐增大的趋势,但有例外,如第一电离能N>O,故D错误。

10.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              (　　)

A.X的原子半径比Y小

B.X和Y的核电荷数之差为m-n

C.电负性X>Y

D.第一电离能X<Y

答案D

解析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,则两种离子核外电子数相等,X处于Y的下一周期,且X为金属元素,Y为非金属元素。X处于Y的下一周期,原子核外电子层数越多,原子半径越大,所以原子半径X>Y,A错误;Xm+和Yn-两种离子的核外电子排布相同,则两种离子核外电子数相等,假设X的核电荷数为a,Y的核电荷数为b,则a-m=b+n,所以a-b=m+n,B错误;X为金属元素,Y为非金属元素,元素的金属性越强,电负性越小,元素的非金属性越强,其电负性越大,所以元素的电负性X<Y,C错误;元素的金属性越强,其第一电离能越小,故第一电离能X<Y,D正确。

二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)

11.已知X、Y是短周期的两种元素,下列有关比较或说法一定正确的是(　　)

答案BD

解析原子半径Na>O,原子序数Na>O,故A错误;电负性大的元素吸引电子的能力强,化合物中电负性大的元素显负价,故B正确;F元素的价电子数大于N的价电子数,但F没有正价,故C错误;由H、Cl组成的HCl是共价化合物,故D正确。

12.X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素。X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11;Z为第3周期元素,价电子数为2;基态M原子有6个未成对电子;W属于ds区元素,有1个未成对电子。下列说法正确的是(　　)

A.原子半径:Z>X>Y,电负性:Y>X>Z

B.M为ⅥB族元素,W+价电子排布式为3d94s1

C.Z(XY3)2晶体含离子键和共价键,离子半径:Y<Z

D.X和Y的简单氢化物分子间均存在氢键

答案AD

解析由X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素,X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11可知,X为N元素、Y为O元素或X为P元素、Y为S元素;Z为第3周期元素,价电子数为2,则Z为Mg元素,则由原子序数依次递增可知X为N元素、Y为O元素。基态M原子有6个未成对电子,则M为Cr元素;W属于ds区元素,有1个未成对电子,则W为Cu元素。元素的非金属性越强,电负性越大,氧元素的非金属性强于氮元素,则电负性Y>X,故A正确;W为Cu元素,位于元素周期表ⅠB族,铜原子失去一个电子形成Cu+,Cu+的价电子排布式为3d10,故B错误;硝酸镁为含有离子键和共价键的离子化合物,离子半径O2->Mg2+,故C错误;水分子和氨分子间均存在氢键,故D正确。

13.下列各组中的X和Y两种原子对应的元素,在元素周期表中一定位于同一族的是(　　)

A.X原子和Y原子最外层都只有一个电子

B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2

C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子

D.X原子核外M层上仅有两个电子,Y原子核外N层上也仅有两个电子

答案C

解析最外层都只有一个电子的X、Y原子,可能为H、碱金属元素、ⅠB族元素,故A错误;X原子的核外电子排布为1s2的为He元素,Y原子的核外电子排布为1s22s2的元素是Be,二者不在同一族,故B错误;2p轨道上只有3个电子的X为N元素,3p轨道上只有3个电子的Y为P元素,二者位于元素周期表同一主族,故C正确;原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素,原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素,不一定同族,故D错误。

14.如图是部分短周期元素的原子序数与其某种常见化合价的关系图,若用原子序数代表所对应的元素,则下列说法正确的是(　　)

A.31d和33d属于同种核素

B.第一电离能:d>e,电负性:d<e

C.气态氢化物的稳定性:a>d>e

D.a和b形成的化合物不可能含共价键

答案B

解析短周期元素中,a的化合价为-2,e的化合价为+6,均处于ⅥA族,可推知a为O,e为S,b的化合价为+1,原子序数大于O,则b为Na,由原子序数可知d处于第3周期,化合价为+5,则d为P。31P和33P质子数相同,中子数不同,是不同的核素,互为同位素,A错误;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但是P原子3p轨道电子为半充满稳定状态,第一电离能较大,则第一电离能:P>S,电负性:P<S,B正确;元素的非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,则稳定性:H2O>H2S>PH3,C错误;O和Na形成的化合物Na2O2中含有共价键,D错误。

15.下表列出短周期8种元素的部分性质,下列叙述正确的是(　　)

A.②号元素和③号元素处于同一周期

B.⑧号元素基态原子核外电子排布式为[He]2s22p1

C.上表元素范围内,⑥号元素的最高价氧化物所对应水化物的酸性最强

D.④号元素的原子序数大于⑥号元素的原子序数

答案BD

解析②为Li元素、③为Mg元素,Li是第2周期的元素,Mg是第3周期的元素,二者处于不同的周期,A错误;⑧号是B元素,核外有5个电子,电子排布式为[He]2s22p1,B正确;8种元素中,最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4,C错误;④号元素是P,原子序数是15;⑥号元素是N,原子序数是7,所以原子序数④>⑥,D正确。

三、非选择题(本题共5小题,共60分)

16.(10分)下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:

试回答下列问题:(答案中涉及元素的均用具体元素符号回答)

(1)I的元素符号为　　　　　,在周期表中位于　　　　区。 

(2)写出A原子的核外电子轨道表示式　　　　　　　　　　　　　,写出J元素基态原子的价电子排布式　　　　　　　,J在周期表中的位置是　　　　　　　　　　　　　; 

(3)ABGH的原子半径大小顺序是　　　　　　　;ABCD的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　;ABCD的电负性大小顺序是　　　　　　　　　。 

答案(1)Cr　d

(2)　3d64s2　第4周期Ⅷ族

(3)Al>Si>C>N　F>N>O>C　F>O>N>C

解析根据题目提供的信息,结合元素周期表推出A~J元素依次为C、N、O、F、Ne、Mg、Al、Si、Cr、Fe。

(1)由前面分析可知,I为第24号元素Cr;在元素周期表中位于d区。

(2)A为C元素,其原子核外电子排布式为1s22s22p2,轨道表示式为;元素J为Fe,其基态原子价电子排布式为3d64s2;在周期表中的位置为第4周期Ⅷ族。

(3)A、B、G、H元素分别为C、N、Al、Si,同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而减小,则原子半径由大到小的顺序为Al>Si>C>N;A、B、C、D分别为C、N、O、F,第一电离能由大到小的顺序为F>N>O>C;同周期主族元素的电负性随原子序数的递增而增大,电负性由大到小的顺序为F>O>N>C。

17.(10分)(1)基态硅原子中,电子占据的最高电子层符号为　　　　,该电子层具有的原子轨道数为　　　　、电子数为　　　　。 

(2)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照如图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。

(3)①N、Al、Si、Zn四种元素中,有一种元素的电离能数据如下:

578,1 817,2 745,11 578,……则该元素是　　　(填元素符号)。 

②基态锗(Ge)原子的电子排布式是　　　　　　　　　　　　。 

Ge的最高价氯化物的分子式是　　　　。 

答案(1)M　9　4　(2)

(3)①Al　②1s22s22p63s23p63d104s24p2或

[Ar]3d104s24p2　GeCl4

解析(1)基态硅原子中,电子占据的最高电子层为第三层,符号为M,该电子层中有3个能级:3s、3p和3d,3s能级有1个原子轨道,3p能级有3个原子轨道,3d能级有5个原子轨道,所以该电子层具有的原子轨道数为9,填充的电子数为4。

(2)同周期从左到右元素第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族元素的第一电离能大于ⅥA族。

(3)①由电离能数据可知,该元素为Al。②基态锗原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或

[Ar]3d104s24p2,Ge的最高正价为+4价,其最高价氯化物的分子式为GeCl4。

18.(15分)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题:

(1)A元素原子次外层电子数是最外层电子数的,其最外层电子的轨道表示式为　　　　　　。 

(2)B是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素,B元素的名称是　　　　,在元素周期表中的位置是　　　　　　。 

(3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的　　　　　　(填序号),另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合　　　　　　　(填序号)。 

A.能量最低原理

B.泡利不相容原理

C.洪特规则

(4)第3周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量称为第一电离能(设为E)。如图所示:

①同周期内,随着原子序数的增大,E值变化的总趋势是　　　　　　; 

②根据图中提供的信息,可推断出E(氧)　　　(填“>”“<”或“=”,下同)E(氟); 

③根据第一电离能的含义和元素周期律可推断出E(镁)　　　　E(钙)。 

答案(1)　(2)铬　第4周期ⅥB族　(3)②　C　(4)①增大　②<　③>

解析(1)次外层电子数是最外层电子数的的元素是氖。

(2)1~36号元素中,原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬,共有6个未成对电子。

(3)由核外电子排布的规律可知,C元素基态原子的轨道表示式应为②,①不符合洪特规则。

(4)同周期内,随着原子序数的增大,第一电离能总趋势是逐渐增大;同主族内,随着电子层数的增多,第一电离能逐渐减小。

19.(10分)A、B、C、X、Y、Z、E为前四周期元素,且原子序数依次增大。A原子核外有三个能级,且每个能级上的电子数相等,C原子成对电子数是未成对电子数的3倍,X、Y、Z、E是位于同一周期的金属元素,X、E原子的最外层电子数均为1,Y有“生物金属”之称,Y4+和氩原子的核外电子排布相同,Z原子核外电子的运动状态数目是最外层电子数的14倍。用元素符号回答下列问题:

(1)B原子的电子排布式为　　　　　　　　,Y原子的价电子轨道表示式为　　　　　　　　,Z2+的价电子排布式为　　　　　　　　。 

(2)E元素位于元素周期表第　　　　周期　　　　　族,属于　　　　区元素。 

(3)①A、B、C三种元素的第一电离能由小到大的顺序为　　　　　　　　。 

②A、C元素简单气态氢化物的稳定性:　　　>　　　　(用分子式表示),原因是　　　　　　　　　　。 

③AC2的电子式为　　　　　　。 

答案(1)1s22s22p3　　3d8　(2)4　ⅠB　ds　(3)①C<O<N　②H2O　CH4　氧元素的非金属性强于碳　

解析A、B、C、X、Y、Z、E为前四周期元素,且原子序数依次增大。A原子核外有三个能级,且每个能级上的电子数相等,A原子核外电子排布式为1s22s22p2,则A为碳元素。X、Y、Z、E是位于同一周期的金属元素,这几种元素只能处于第4周期,Y有“生物金属”之称,和氩原子的核外电子排布相同,Y元素原子核外电子数=18+4=22,故Y为Ti元素;X原子的最外层电子数为1,且X的原子序数小于Ti,故X为K元素;Z原子核外电子的运动状态数目是最外层电子数的14倍,最外层电子数只能为2,故Z原子核外电子数为28,则Z为Ni元素;E原子的最外层电子数为1,原子序数又大于Ni,则E原子的价电子排布式为3d104s1,则E为Cu元素;C原子成对电子数是未成对电子数的3倍,原子序数又小于X(钾),故C原子核外电子排布式为1s22s22p4,则C为O元素;而B的原子序数介于碳、氧之间,所以B为N元素。综合上述分析可知A是C,B是N,C是O,X是K,Y是Ti,Z是Ni,E是Cu元素。

(1)B是N元素,原子序数是7,根据构造原理可知N原子的核外电子排布式为:1s22s22p3;Y是22号Ti元素,价电子排布式是3d24s2,轨道表示式为:;Z是Ni,Ni原子失去最外层的2个电子变为Ni2+,Ni2+的价电子排布式为3d8。

(2)E是Cu,原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,在元素周期表中位于第4周期ⅠB族,属于ds区。

(3)①A是C,B是N,C是O,一般情况下,同一周期的元素,随原子序数的增大,元素的第一电离能呈增大趋势,但由于氮原子的2p轨道处于半充满的稳定状态,所以其第一电离能比O大,则三种元素的第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;②元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物的稳定性就越强,由于元素的非金属性C<O,所以这两种元素的相应氢化物的稳定性:H2O>CH4;③AC2是CO2,在该物质分子中,碳原子与2个氧原子形成四对共用电子对,使分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,所以CO2的电子式为。

20.(15分)A、B、C、D、E是前四周期的元素。A、B、C同周期,C、D同主族且原子半径C>D,A的原子结构示意图为+7x,B是同周期第一电离能最小的元素,C的最外层有三个未成对电子,E对应的单质是目前用量最大的金属。回答下列问题:

(1)写出下列元素的符号:A　　　　,B　　　　　,C　　　　,D　　　　。 

(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是　　　　,碱性最强的是　　　　　。 

(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是　　　　,电负性最大的元素是　　　　。 

(4)E原子价电子排布式是　　　　　　　,E元素在周期表的位置是　　　　　　　　　,则E元素在　　　　区。 

(5)写出D元素原子构成单质的电子式　　　　,D原子的价电子排布式为　　　　　　。 

答案(1)Si　Na　P　N　(2)HNO3　NaOH　(3)Ne

F　(4)3d64s2　第4周期Ⅷ族　d

(5N︙︙　2s22p3

解析(1)A、B、C、D是四种短周期元素,A的原子结构示意图为+7x,K层最多排列2个电子,所以x=2,则A原子核内有14个质子,A为Si元素;A、B、C同周期,B是同周期第一电离能最小的元素,则B是Na元素,C的最外层有3个未成对电子,则C为P元素;C、D同主族且原子半径C>D,D属于短周期元素,则D为N元素;E对应的单质是目前用量最大的金属,则E是Fe元素。

(2)元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,这几种元素中非金属性最强的是N元素,所以HNO3的酸性最强,金属性最强的是Na,所以NaOH的碱性最强。

(3)同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但ⅡA族、ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,元素的非金属性越强,其电负性越强,D是N元素,位于第2周期,第2周期中第一电离能最大的是Ne元素,电负性最大的是F元素。

(4)E是Fe元素,铁原子的价电子排布式为3d64s2,Fe元素在周期表的位置是第4周期Ⅷ族,属于d区元素。

(5)D是N元素,其单质为氮气,氮气分子中含有1个三键,其电子式为N︙︙。氮原子的价电子排布式为2s22p3。