高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构练习题

第一章过关检测卷(A)

(时间:90分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.下列关于多电子原子核外电子排布的说法错误的是 (　　)。

A.各能层含有的能级数等于能层序数

B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C.各能层最多可容纳的电子数一定是偶数

D.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7

答案B

解析各能层含有的能级数与其能层序数相等,如第一能层含有的能级数为1,以此类推,A项正确;各能层的能级都是从s能级开始,每个能层上能级个数与能层序数相等,所以有的能层不含f能级,B项错误;根据核外电子排布规律,每一能层最多可容纳的电子数为2n2(n为能层序数),各能层最多可容纳的电子数一定是偶数,C项正确;各能级包含的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7,D项正确。

2.下列有关多电子原子的叙述中正确的是(　　)。

A.在一个多电子原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子

B.在一个多电子原子中,不可能有两个能量相同的电子

C.在一个多电子原子中,N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高

D.某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子,它们必然自旋相反

答案A

解析排在相同能级上的电子能量相同,B项错误。由构造原理可知3d轨道上电子的能量比4s轨道上的要高,C项错误。根据洪特规则可知3p能级上仅有两个电子时,优先分占两个3p轨道,而且自旋平行,D项错误。

3.在基态多电子原子中,关于核外电子能量的叙述错误的是 (　　)。

A.最易失去的电子能量最高

B.电离能最小的电子能量最高

C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量

D.在离核最近区域内运动的电子能量最低

答案C

解析电子的能量越高,离核越远,电离能越低,越易失去,A、B、D项正确。p轨道电子能量不一定大于s轨道电子能量,例如2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量,C项不正确。

4.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是(　　)。

A.原子核外L层的未成对电子数与M层的未成对电子数相等的原子

B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子

C.2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子

D.最外层都只有一个电子的X、Y原子

答案C

解析L层只有1个未成对电子的是Li或F;M层只有1个未成对电子的是Na或Cl;L层有2个未成对电子的是C或O;M层有2个未成对电子的是Si或S,A项中两种原子的化学性质不一定相同。B项中X为Mg,Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn。C项中两原子分别为C()和Si(),两种原子的化学性质相似。D项中,若X为H、Y为Na,两者的化学性质不相似。

5.下列表示钠原子的化学用语中能反映能级差别和电子自旋状态的是(　　)。

A. BNa

C.1s22s22p63s1 D.

答案D

6.铋的相关信息如图所示,下列说法正确的是(　　)。

A.Bi元素的质量数是209

B.Bi元素位于第六周期第ⅤA族

C.基态Bi原子的6p能级上有1个未成对电子

D.基态Bi原子最外层有5个运动状态相同的电子

答案B

解析209为铋元素的相对原子质量,而不是质量数,A项错误。基态Bi原子的6p能级上有3个未成对电子,C项错误。基态Bi原子最外层的5个电子运动状态不相同,D项错误。

7.下列基态原子的电子排布式中,前者是金属元素原子,后者是非金属元素原子的是(　　)。

A.[Ne]3s1　[Ne]3s2

B.[Ar]4s1　[Ne]3s23p4

C.[Ne]3s2　[Ar]4s2

D.[He]2s22p4　[Ne]3s23p5

答案B

解析A项,两种基态原子分别为Na、Mg;B项,两种基态原子分别为K、S,符合题意;C项,两种基态原子分别为Mg、Ca;D项,两种基态原子分别为O、Cl。

8.下列有关说法正确的是(　　)。

A.已知Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为4f5

B.第一电离能I1(Zn)>I1(Cu)的主要原因是Zn原子核内质子比Cu原子多,对最外层电子的吸引作用大

C.铜的电负性为1.9,氯的电负性为3.0,氯化铜为离子化合物,溶于水能完全电离

D.原子光谱的特征谱线可用于鉴定元素,从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时形成吸收光谱

答案A

解析Zn的原子轨道中电子处于全满状态,Cu失去一个电子后各层电子达到全充满稳定状态,所以Cu比Zn易失去一个电子,则第一电离能Cu<Zn,B项错误。铜的电负性为1.9,氯的电负性为3.0,两者的电负性差值小于1.7,Cu和Cl之间形成共价键,氯化铜应为共价化合物,C项错误。从1s22s22p33s1跃迁至1s22s22p4时,是从激发态到基态,需释放能量,故光谱仪摄取的是发射光谱,D项错误。

9.某主族元素的基态离子X2+的价层电子排布式为6s2,当把X的最高价氧化物溶于浓盐酸时,有黄绿色气体产生,则下列说法不正确的是(　　)。

A.X2+具有还原性

B.X的最高价氧化物具有强氧化性

C.X元素是第ⅥA族元素

D.X的常见化合价有+2价、+4价

答案C

解析某主族元素的基态X2+的价层电子排布式为6s2,则基态X原子的最外层电子排布式为6s26p2,故为第ⅣA族元素Pb。Pb的常见价态为+4价和+2价。根据反应PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O,可知PbO2具有强氧化性。

10.由各元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O是一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是(　　)。

A.基态F原子的核外电子排布式是1s22s22p7

B.Fe3+的d轨道电子的轨道表示式违背了泡利原理

C.N、As位于同一主族,第一电离能:N<As

D.电负性:F>O>As

答案D

解析基态F原子的核外电子数为9,其核外电子排布式为1s22s22p5,A项错误。 B项中的轨道表示式违背了洪特规则,Fe3+的d轨道电子的轨道表示式为,B项错误。 N、As位于同一主族,一般来说,同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小,所以第一电离能N>As,C项错误。一般来说,同一周期元素从左到右,元素的电负性逐渐增大,电负性F>O>N,同一主族元素从上到下,元素的电负性逐渐减小,电负性N>As,所以电负性F>O>As,D项正确。

二、非选择题(本题共4小题,共60分)

11.(14分)进入21世纪,能源供需问题日益尖锐,人类对氢能源的研究和开发日趋重要。为了解决氢气的安全贮存和运输问题,开发新型储氢材料就成为氢能利用的重要研究方向,储氢材料范围也日益扩展至过渡金属的合金。

(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得。

①基态Ti3+的未成对电子数是　。 

②基态Cl原子的轨道表示式是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序是　　　　　　　　。 

(2)金属氢化物也是具有良好发展前景的储氢材料。

①LiH中,Li+与H-相比,哪一种离子的半径更大?　　　　　　　　　。 

②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物,已知M的部分电离能数据如下表所示:

根据电离能有关数据,推测M应该是　　　　　　　　(填元素符号)。 

答案(1)①1　②

③H>B>Li　(2)①H-　②Mg

解析(1)①基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,其未成对电子数是1。

②氯原子核外有17个电子,基态氯原子的轨道表示式为。

③通常,元素非金属性越强,其电负性越大,非金属性最强的是H元素,其次是B元素,最弱的是Li元素,所以Li、B、H元素的电负性由大到小的排列顺序为H>B>Li。

(2)①Li+和H-的电子层结构相同,Li元素的原子序数大于H元素的,所以H-半径更大。

②该元素的第三电离能剧增,则该元素处于第ⅡA族,因为M元素处于短周期,从电离能数据来看,M元素原子核外至少有5个电子,不可能是Be元素,应该为Mg元素。

12.(14分)按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素,并回答问题。

A元素基态原子只有一个能层且只含1个电子;B元素基态原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子;C元素基态原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D元素基态原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E元素基态原子的价层电子排布式为3s23p6。

(1)写出由A、B、C、D中三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5个):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)写出用上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式(至少写出2个):

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)检验某溶液中是否含有D+,可通过　　　　试验来实现;检验某溶液中是否含有B-,通常所用的试剂是　　　　　　和　　　　。 

(4)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　　　　　　　　　　　　。

答案(1)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(答案合理即可)

(2)2H2O2H2↑+O2↑,2K+2H2O2KOH+H2↑(答案合理即可)

(3)焰色　AgNO3溶液　稀硝酸

(4)Ar　对太阳光进行光谱分析

解析依题意可知A为H;B元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5,B为Cl;C元素基态原子2p能级的轨道表示式为,C为O;D元素基态原子四个能层上的电子数分别为2、8、8、1,为K;E为Ar。

(1)四种元素中的三种可以组成含氧酸(如HClO、HClO3、HClO4)、碱(KOH)、含氧酸盐(KClO、KClO3、KClO4)等。

(2)制取氢气可以用活泼金属与水或盐酸反应,也可以电解水等。

(3)K+的检验常用焰色试验,而Cl-的检验往往用稀硝酸酸化的硝酸银溶液。

(4)稀有气体元素可使用光谱分析法检验。

13.(14分)A、B、C、D、E、F六种短周期元素,原子序数依次增大;A、B元素的基态阴离子与C、D元素的基态阳离子的电子排布式均为1s22s22p6,A元素基态原子核外有2个未成对电子,C的单质可与热水反应但不能与冷水反应;E、F的基态原子有9个非空原子轨道,且E原子核外有3个未成对电子,F能与A形成相同价态的阴离子,且离子半径A小于F。试回答下列问题。

(1)上述六种元素中第一电离能最大的是　　　　元素,理由是　　　　　　　　。 

(2)C元素原子的第一电离能　　　　(填“>”“<”或“=”)D元素原子的第一电离能,理由是　。 

(3)上述六种元素按电负性从小到大的顺序排列是　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)C、E、F元素形成的最高价氧化物分别是　　　　、　　　　　　、　　　　　　　(填“离子化合物”或“共价化合物”)。 

答案(1)F　其最外层电子数为7,且原子半径较小,容易得到电子,不容易失去电子

(2)>　Al的第一电离能对应失去的是3p能级的电子,3p能级电子的能量比Mg的位于3s能级的电子的能量高

(3)Mg<Al<P<S<O<F

(4)离子化合物　共价化合物　共价化合物

解析电子排布式为1s22s22p6的常见阴离子有N3-、O2-、F-,常见阳离子有Na+、Mg2+、Al3+。A原子核外有2个未成对电子,其2p能级有2个电子(不合题意,舍去)或4个电子,可知A是O,B是F;C的单质可与热水反应但不能与冷水反应,C是Mg,故D是Al;E、F的基态原子有9个非空原子轨道,说明有3p轨道且均填有电子,E原子核外有3个未成对电子,则E是P;F能与A形成相同价态的阴离子,故F是S。

14.(18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。

(1)写出基态J原子的电子排布式:　　　　　　　　　　　　,L的原子序数为　　　　,基态M原子的简化电子排布式:　　　　　　　　　　　　　。 

(2)下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述正确的是　　　　(填字母)。 

A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族,属于ds区元素

B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族,属于d区元素

C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,属于s区元素

D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,属于ds区元素

(3)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。

①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na~Ar之间的元素用短线连接起来,构成完整的图像。

②从图像分析可知,同一主族元素原子的第一电离能(I1)的变化规律是　　　　　　　。Zn的第一电离能大于Ga的原因是　  　　　　　　　　　　　　　。 

③上图中5号元素在周期表中的位置是　　　　　　　　　。 

答案(1)1s22s22p63s23p63d54s1　56　[Ar]3d104s24p5

(2)C

(3)①

②从上到下依次减小　Zn的价层电子排布式为3d104s2,是全充满结构;而Ga的价层电子排布式为4s24p1,失去一个电子才是全充满结构,所以Zn的第一电离能更高　③第三周期第ⅤA族

解析(1)J是Cr元素,其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;L是Ba元素,原子序数是56;M是Br元素,是第四周期第ⅦA族元素,基态Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5。

(2)K是第四周期第ⅠB族元素,属于ds区元素,A项错误。J是第四周期第ⅥB族元素,属于d区元素,B项错误。F是第三周期第ⅡA族元素,属于s区元素,C项正确。I是第三周期第ⅦA族元素,属于p区元素,D项错误。

(3)①在第三周期元素中,Mg和P的第一电离能比同周期相邻元素的高。②从图像分析可知,同一主族元素原子的第一电离能(I1)的变化规律是从上到下逐渐减小。Zn的第一电离能大于Ga的原因是Zn的价层电子排布式为3d104s2,是全充满结构;而Ga的价层电子排布式为4s24p1,失去更高能级4p上的一个电子更容易,所以Zn的第一电离能更高。③5号元素是P,位于元素周期表中第三周期第ⅤA族。