人教版 (2019)第一节 原子结构同步练习题

第一章　单元过关检测

　　时间：90分钟　　　满分：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1个选项符合题意)

1.下列图像中所发生的现象与电子的跃迁无关的是(　　)

答案　D

解析　平面镜成像是光线反射的结果，与电子跃迁无关；霓虹灯光、蜡烛燃烧、焰火都与原子核外电子发生跃迁有关，故选D。

2.下列电子排布图能表示氧原子的最低能量状态的是(　　)

答案　A

解析　根据核外电子排布的能量最低原理、泡利原理及洪特规则，氧原子的8个电子先排满1s能级，再排满2s能级，余下的4个电子排在2p能级，2p能级的4个电子尽量分占不同的轨道且自旋平行，但是同一轨道只能排布自旋相反的2个电子，所以，电子排布图能表示氧原子的最低能量状态的是A，B违反了洪特规则，C表示的是氧离子，D少排了一个电子。

3.若某原子处于能量最低状态时，价电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是(　　)

A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中有3个未成对电子

B.该元素原子核外有5个电子层

C.该元素原子的M层共有8个电子

D.该元素原子最外层有3个电子

答案　B

解析　根据核外电子排布规律，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。则该元素基态原子中有1个未成对电子，其原子中共有39个电子，分别填充在5个电子层，其中M层有18个电子，最外层有2个电子。

4.对于s轨道及s电子云，下列说法正确的是(　　)

A.某原子s轨道的能量随主量子数n的增大而增大

B.s电子在以原子核为中心的球面上出现，但其运动轨迹测不准

C.s能级可能有两个原子轨道

D.s轨道的电子云为球形，说明电子在空间各位置出现的概率相等

答案　A

解析　s轨道的电子云为球形，向空间各处伸展方向相同，s电子在空间各处均可能出现，不限于出现在球面上，故B不正确；s能级只有一个原子轨道，故C不正确；s轨道的电子云为球形，并不能说明电子在原子核外空间各处出现的概率相等，在离核近的区域，电子出现的概率大，在离核远的区域，电子出现的概率小，故D不正确。

5.已知下列元素的原子半径：

根据以上数据，磷的原子半径可能是(　　)

A.0.80×10－10 m  B．0.70×10－10 m

C.1.20×10－10 m  D．1.10×10－10 m

答案　D

解析　Si、P、S电子层数相同，所以原子的半径：r(Si)>r(P)>r(S)。

6.下列有关电离能的说法，正确的是(　　)

A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强

B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量

C.同一周期中，主族元素原子第一电离能从左到右越来越大

D.可通过一种元素各级电离能的数值，判断元素可能的化合价

答案　D

解析　第一电离能是气态电中性基态原子失去核外第一个电子需要的最低能量；元素原子的第一电离能越大，表示该元素的原子越难失去电子；从总的变化趋势上看，同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但有反常，如I1(N)>I1(O)。

7.电负性是元素原子的重要性质，研究电负性的大小及其变化规律具有重要的价值。下列叙述中不属于电负性的应用的是(　　)

A.判断一种元素是金属元素还是非金属元素

B.判断化合物中元素化合价的正负

C.判断化学键的类型

D.判断化合物的溶解度

答案　D

解析　元素电负性数值的大小可判断一种元素是金属元素还是非金属元素，一般电负性大于1.8的元素为非金属元素，A正确；元素电负性可用于判断化合物中元素化合价的正负，电负性大的元素显负价，B正确；元素电负性可用于判断化学键类型，电负性差值大于1.7，两原子间一般形成离子键，C正确；化合物溶解度与电负性没有必然联系，D错误。

8.下列说法错误的是(　　)

A.同一原子中，2p、3d、4f能级的轨道数依次增多

B.电子排布(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则

C.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为2n2

D.违反了泡利原理

答案　B

解析　p能级有3个原子轨道，d能级有5个原子轨道，f能级有7个原子轨道，A正确；电子排布

(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，B错误；按照原子核外电子排布的规律，每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，C正确；中1s和2s轨道中容纳的2个电子自旋平行，违反了泡利原理，D正确。

9.下列离子半径的大小顺序正确的是(　　)

①Na＋　②X2－：1s22s22p63s23p6　③Y2－：2s22p6

④Z－：3s23p6

A.③>④>②>①  B．④>③>②>①

C.④>③>①>②  D．②>④>③>①

答案　D

解析　由核外电子排布式或价电子排布式可知，②、③、④三种离子分别是S2－、O2－、Cl－，电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小，则有②>④，③>①；电子层数越多，半径越大，则大小顺序为②>④>③>①。

10.A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：①原子半径A<B；②离子半径A>B；③原子序数A>B；④原子最外层电子数A<B；⑤A的正价与B的负价绝对值一定相等；⑥A的电负性小于B的电负性；⑦A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的组合是(　　)

A.③④⑥  B．①②⑦

C.③⑤  D．③④⑤⑥⑦

答案　A

解析　A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，A在B的下一周期。A在B的下一周期，原子半径A>B，①错误；A在B的下一周期，原子序数A>B，A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，则离子半径A<B，②错误，③正确；当原子最外层电子数<4时，易失去最外层电子形成阳离子，当原子最外层电子数>4时，易得到电子形成阴离子，则原子最外层电子数A<B，④正确；A、B原子最外层电子数不能确定，则元素的化合价关系不能确定，⑤错误；A能形成阳离子，说明A易失去电子，电负性较弱，B能形成阴离子，说明在反应时易得到电子，具有较强的电负性，则A的电负性小于B的电负性，⑥正确；A易失去电子，第一电离能较小，B易得电子，第一电离能较大，故A的第一电离能小于B的第一电离能，⑦错误。

二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意)

11.下表列出了某元素X的各级电离能数据(单位为kJ·mol－1)。下列关于元素X的判断中正确的是(　　)

A.X元素可能显＋4价

B.X为非金属元素

C.X为第五周期元素

D.X的单质与氯气反应时最可能生成的阳离子为X3＋

答案　D

解析　根据各级电离能数据知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以X元素原子最外层有3个电子，在化学反应中容易失去3个电子，形成＋3价阳离子，故A错误，D正确；X元素可能位于ⅢA族，ⅢA族有金属元素也有非金属元素，根据已知条件无法确定X元素是否为非金属元素，也无法确定X元素所在的周期数，故B、C错误。

12.下列说法或有关化学用语的使用正确的是(　　)

A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量

B.Fe原子的价层电子排布图为

C.氧的电负性比氮大，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大

D.Cu＋的价层电子排布式为3d10

答案　BD

解析　A项，在基态多电子原子中，(n－1)p轨道上电子的能量低于ns轨道上电子的能量，错误；C项，氧的电负性比氮大，但由于第ⅤA族元素的第一电离能出现反常，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能小，错误；D项，d轨道全充满时原子更稳定，铜原子的价层电子排布式为3d104s1，Cu失去1个电子后的价层电子排布式为3d10，正确。

13.下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。其中J为0族元素。

下列说法正确的是(　　)

A.基态R的原子核外电子排布图为

B.Y2－与Na＋的半径大小关系为Y2－>Na＋

C.Y的第一电离能小于X的第一电离能

D.电负性最大的元素为J

答案　BC

解析　根据题表和J为0族元素可知：X为N，Y为O，Z为F，R为S，W为Br，J为Xe。基态R原子3p轨道上的电子排布图应为，A错误；O2－与Na＋具有相同的电子层结构，原子序数越小其离子半径越大，故O2－的半径大于Na＋的半径，B正确；N原子的2p轨道处于半充满状态，所以N的第一电离能大于O的第一电离能，C正确；电负性最大的元素为Z(F)，D错误。

14.几种短周期元素的原子半径及某些化合价见下表。判断下列说法正确的是(　　)

A.A的单质能将E的单质从HE3的溶液中置换出来

B.A、H、J的离子半径由大到小的顺序是A>J>H

C.H、I、J的第一电离能大小顺序是H>I>J

D.I的单质在DB2中燃烧生成两种化合物

答案　B

解析　根据元素的化合价并结合其原子半径的大小，可推出A是氟、B是氧、D是碳、E是氯、G是磷、H是铝、I是镁、J是钠。F2与水剧烈反应，不能将Cl2从AlCl3的溶液中置换出来，A错误；Al、Mg、Na的第一电离能大小顺序是Mg>Al>Na，C错误；Mg在CO2中燃烧生成C与MgO，即生成一种化合物和一种单质，D错误。

15.根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ·mol－1)，判断下列说法正确的是(　　)

A.元素的电负性最大的可能是Q元素

B.R和S均可能与U在同一主族

C.U元素可能在元素周期表的s区

D.原子的价电子排布为ns2np3的可能是T元素

答案　AC

解析　由表中数据可知，A正确；根据电离能数据可知，R的最外电子层应有1个电子，S的最外电子层应该有2个电子，不属于同一主族的元素，B错误；U的最外电子层有1个电子，可能属于s区元素，C正确；T元素最外层有3个电子，价电子排布是ns2np1，D错误。

三、非选择题(本题共5小题，共60分)

16.(10分)现有部分前36号元素的性质或原子结构信息如下表：

(1)R元素的第一电离能要大于其同周期相邻的元素，原因是________________________________________________________________________。

(2)S元素的常见化合价为________，原因是____________________________。

(3)T元素的原子N能层上电子数为________。

(4)X的电子排布图违背了____________。用X的单质、碱金属盐等可以制作焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用原子结构的知识解释发光的原因：______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　(1)原子的2p轨道上处于半充满状态，能量低，较稳定

(2)－1　F的电负性最大，只能得电子

(3)2

(4)能量最低原理　电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量

解析　(1)R元素基态原子的电子排布图可表示为

，可知R为氮元素，氮原子2p轨道上处于半充满状态，能量低，较稳定，所以其第一电离能比同一周期相邻的碳、氧要大。

(2)由题中信息可知S为氟元素，其电负性最大，只能得电子，无正价，其常见化合价为－1。

(3)基态T原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，N能层上只有2个电子。

(4)X元素的核外M层电子应先排在能量低的3s轨道上。

17.(8分)下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。

请回答下列问题：

(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。

(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。

(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的核外最外层电子数为________。

(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式为______________________________________。

答案　(1)⑨　(2)苯　(3)5　

(4)Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O

解析　(1)⑨属于d区元素。

(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。

(3)由nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。

(4)⑤是Al，②是Be，依对角线规则，两元素性质相似，仿照Al(OH)3和碱反应的化学方程式可写出Be(OH)2与NaOH反应的化学方程式。

18.(10分)X、Y、Z、W、J是元素周期表前四周期中的五种常见元素。其相关信息如下表：

(1)元素X的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。

(2)元素Y位于元素周期表第________周期第________族。

(3)元素Z的原子最外层共有________种不同运动状态的电子。

(4)W的基态原子核外价电子排布图是_____________。

(5)J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物可反应生成一种盐，该盐的化学式为________。

答案　(1)C　(2)三　ⅥA　(3)7

(4)

(5)NH4NO3

解析　X的基态原子核外3个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等，根据构造原理，X的基态原子核外电子排布式为1s22s22p2，X为C元素；Y的M层上有2对成对电子，Y的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y为S元素；Z和Y同周期，Z的电负性大于Y，Z为Cl元素；W的一种核素的质量数为63，中子数为34，质子数为63－34＝29，W为Cu元素；J的气态氢化物与J的最高价氧化物对应的水化物反应生成一种盐，J为N元素。

(1)X为C元素，C的同位素中用于测定文物年代的是C。

(2)Y为S元素，S的原子结构示意图为，S元素位于元素周期表第三周期第ⅥA族。

(3)Z为Cl元素，Cl原子核外有17个电子，最外层有7个电子，Cl原子最外层有7种不同运动状态的电子。

(4)W为Cu元素，基态Cu原子的核外电子排布式为

1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1，价电子排布图为。

(5)J为N元素，J的气态氢化物为NH3，J的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，NH3与HNO3反应的化学方程式为NH3＋HNO3===NH4NO3，NH3与HNO3反应生成的盐的化学式为NH4NO3。

19.(14分)现有五种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D、E为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。

(1)已知BA5为离子化合物，写出其电子式：__________________。

(2)B元素基态原子中能量最高的电子的电子云在空间有________个伸展方向，原子轨道呈________形。

(3)某同学根据上述信息，推断C基态原子的电子排布图为，该同学所画的电子排布图违背了________。

(4)E位于第________族、________区，该元素原子的核外电子排布式为__________________________。

(5)检验D元素的方法是____________，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：____________________________________________________________

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

答案　(1)

(2)3　哑铃

(3)泡利原理

(4)ⅦB　d　1s22s22p63s23p63d54s2

(5)焰色试验　当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量

解析　由题给信息可知元素A、B、C、D、E分别为H、N、Mg、K、Mn。

(1)离子化合物NH5为氢化铵。

(2)N元素的基态原子能量最高的电子为p电子，p电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形。

(3)题图中3s轨道的两个电子自旋平行，违背了泡利原理。

(4)E元素位于周期表中第四周期第ⅦB族，属于d区元素，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。

20.(18分)有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素，除G元素外其余均为短周期主族元素。X的原子中没有成对电子，Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，Z元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1，Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E与Q同周期，M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位，G原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。回答下列问题：

(1)基态G原子的价电子排布式为________，第三周期基态原子未成对电子数与G相同且电负性最大的元素是________(填元素名称)。GQ受热分解生成G2Q和Q2，请从G的原子结构来说明GQ受热易分解的原因：

______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________。

(2)Z、Q、M三种元素的第一电离能从大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。

(3)X与Q形成原子个数比为1∶1的化合物的化学式为____________。

(4)Z、M、E所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为______________(用离子符号表示)。

(5)X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。

答案　(1)3d104s1　氯　Cu2＋的价电子排布为3d9，Cu＋的价电子排布为3d10，因3d能级电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO

(2)N>O>S

(3)H2O2

(4)S2－>N3－>F－

(5)O>N>C>H

解析　由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素，由Z元素原子的价层电子排布式为nsnnpn＋1可判断Z为N元素，再根据Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍知Q为O元素，由E与Q同周期，Q为O元素，E的原子序数比Q的原子序数大可判断E为F元素，再根据G原子最外电子层只有未成对电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素知G为Cu元素，根据M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位且X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增最后确定M为S元素。

(1)基态G原子的价电子排布式为3d104s1；第三周期基态原子未成对电子数与G相同且电负性最大的元素是氯；Cu2＋的价电子排布为3d9，Cu＋的价电子排布为3d10，因3d能级电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO。

(2)N元素价电子排布为半满状态，第一电离能大于O，同主族元素随原子序数递增，第一电离能逐渐减小，则Z、Q、M三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S。

(3)X与Q形成原子个数比为1∶1的化合物的化学式为H2O2。

(4)电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，原子序数越大，离子半径越小，则Z、M、E所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为S2－>N3－>F－。

(5)非金属性越强，元素的电负性越大，则X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H。