人教版 (2019)选择性必修2第二节 原子结构与元素的性质课时练习

第二节原子结构与元素的性质

课时1　原子结构与元素周期表

【基础巩固】

1.(2022·广东清远)下列说法正确的是  (　　)

A.某激发态硼原子的电子排布图：

B.原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱

C.在第三能层中自旋状态相同的电子最多有4个

D.在元素周期表中，非金属元素都在p区

解析：A项，图示为硼的基态原子的电子排布图，不是激发态硼原子的电子排布图，错误；B项，原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱，正确；C项，第三能层自旋状态相同的电子最多有9个，错误；D项，非金属元素H在s区，错误。

答案：B　

2.元素周期表中，非金属元素存在的区域为 (　　)

A.只有s区B.只有p区

C.s区、d区和ds区D.s区和p区

解析：s区存在氢元素，而大部分非金属元素存在于p区。

答案：D　

3.关于元素周期表中元素的分区，下列说法中正确的是 (　　)

A.元素周期表的s区全部是金属元素

B.元素周期表的d区包含所有的过渡元素

C.过渡元素包括d区、f区和ds区的元素

D.p区元素都是非金属元素

解析：s区中除氢元素为非金属元素，其他元素都是金属元素，故A项错误；过渡元素包括所有的副族元素，d区包括第ⅢB族~第ⅦB族(其中第ⅢB的镧系和锕系除外)元素和第Ⅷ族元素，故B项错误；过渡元素包括所有的副族元素，即包括d区、f区和ds区的元素，故C项正确；p区元素包括第ⅢA族~第ⅦA族元素和0族元素，含有金属元素与非金属元素，如金属元素Al、Pb等，故D项错误。

答案：C　

4.具有以下结构的原子，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.①② B.①③

C.②③ D.②④

解析：最外层有3个电子的基态原子，其最外层电子排布为ns2np1，属于第ⅢA族，①正确；基态Fe的最外层电子排布为4s2，He为1s2，它们都不是主族元素，②错误；因最外层电子数最多不超过8，故最外层有3个未成对电子的基态原子其最外层电子排布应为ns2np3，该元素一定为主族元素，③正确；有些过渡元素基态原子的次外层也可以达到饱和状态，如Cu：1s22s22p63s23p63d104s1，④错误。故选B项。

答案：B　

5. 锂和镁在元素周期表中有特殊“对角线”关系，它们的性质相似。下列有关锂及其化合物的叙述中正确的是              (　　)

A.Li2SO4难溶于水

B.Li与N2反应的产物是Li3N

C.LiOH易溶于水

D.LiOH与Li2CO3受热都很难分解

解析：由对角线规则知，锂与镁的性质相似。MgSO4易溶，Mg(OH)2难溶，Mg在N2中燃烧可生成Mg3N2，Mg(OH)2、MgCO3受热都能分解。

答案：B　

6.下列说法中错误的是 (　　)

①所有的非金属元素都分布在p区

②元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素

③除氦以外的稀有气体原子的最外层电子数都是8

④同一元素的各种同位素的物理性质、化学性质均相同

A.①②　　　B.①④　　　C.②③ 　　　D.②④

解析：非金属元素中氢在s区，其余非金属元素均分布在p区；同一元素的各种同位素的化学性质均相同，但物理性质不同。故选B项。

答案：B　

7.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的价层电子排布均是从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基态原子的核外电子排布为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期；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.①⑥ B.①②③⑤⑥

C.①④⑥ D.②③⑤

解析：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第一周期元素原子的价层电子排布从1s1开始到1s2结束，错误；④随着周期序数的增多，元素种类有增多的趋势，错误；⑤1s22s22p3位于第二周期，而1s22s22p63s23p3位于第三周期，错误；⑥从元素周期表上不难看出，随着周期序数的增多，该周期所含金属元素的种数一般越多，正确。

答案：A　

8.某元素基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题。

(1)该元素处于元素周期表的第　　　　周期，该周期中元素种类数是　　　　。 

(2)该元素处于元素周期表的第　　　　族，该族的非金属元素种类数是　　　　。 

(3)试推测该元素处于周期表的　　　　区，该区包括的族有　　　　　　　　　。 

答案：(1)四　18

(2)ⅢA　1

(3)p　第ⅢA~第ⅦA族、0族

9.下图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)图中属于ds区的元素是　　　　(填编号)。 

(2)图中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子的名称为　　　　。 

(3)写出元素⑨的基态原子的电子排布式：　　　　　　　　　　　。 

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

解析：(1)⑩属于ds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)元素⑨是Fe元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。

(4)⑤是Al，②是Be，依据对角线规则，两元素性质相似，仿照Al(OH)3与碱反应的化学方程式即可解答。

答案：(1)⑩

(2)苯　

(3)1s22s22p63s23p63d64s2

(4)Be(OH)2+2NaOHNa2BeO2+2H2O

【拓展提高】

10.(2022·广东江门)下列各项叙述中，正确的是 (　　)

A.Na、Mg、Al的未成对电子数依次增多

B.价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素

C.K的电子排布式为1s22s22p63s23p6

D.氮原子的最外层电子排布图：

解析：Na、Mg、Al的价层电子排布式分别是3s1、3s2、3s23p1，它们的未成对电子数分别是1、0、1，A项错误；价层电子排布式为4s24p3的元素原子核外有4个电子层，原子最外层电子数是5个，因此该元素位于元素周期表第四周期第ⅤA族，是p区元素，B项正确；K是19号元素，根据构造原理，可知基态K原子电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，C项错误；原子核外电子在排布时总是先单独分占，且自旋平行，这种排布使原子的能量最低，原子更稳定，N原子电子排布式是1s22s22p3，则氮原子的最外层电子排布图为，D项错误。

答案：B　

11.元素周期表长周期共有18个纵列，从左到右排为18列，即碱金属元素是第1列，稀有气体元素是第18列。按这种规定，下列说法中正确的是              (　　)

A.第9列元素中没有非金属元素

B.第15列元素基态原子的最外层电子排布是ns2np5

C.最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素一定在第2列

D.第11、第12列为d区的元素

解析：第9列元素是过渡元素，没有非金属元素，A项正确；第15列元素基态原子的最外层电子排布是ns2np3，B项错误；最外层电子排布为ns2的基态原子对应的元素也可能是过渡元素或0族元素He，C项错误；第11列、第12列为ds区元素，D项错误。

答案：A　

12.(2022·广东江门)下列说法错误的是 (　　)

①充有氖气的霓虹灯灯管通电时会发出红色光的主要原因是电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线

②电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小

③某价层电子排布式为3d54s1的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第ⅠB族

④原子电子排布式为1s2的原子与原子电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似

⑤Be与Al在周期表中处于对角线位置，可推出Be(OH)2+2OH-Be+2H2O

A.①②③ B.①③④ C.②⑤ D.③④⑤

解析：①对充有氖气的霓虹灯通电，灯管发出红色光，产生这一现象的主要原因是电子吸收能量后的状态是不稳定的状态，电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量，错误；②电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，即概率密度，正确；③价层电子排布式为3d54s1的基态原子为24号元素，位于周期表中第四周期第ⅥB族，错误；④原子电子排布式为1s2的原子为He，原子电子排布式为1s22s2的原子为Be，两种原子化学性质不同，错误；⑤根据对角线规则，Be和Al性质相似，故Be(OH)2+2OH-Be +2H2O，正确。故选B项。

答案：B　

13.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素基态原子的价层电子排布为nn，则下列说法中不正确的是              (　　)

A.Y元素基态原子的价层电子排布为4s24p4

B.Y元素在周期表的第三周期第ⅥA族

C.X元素所在周期中所含非金属元素最多

D.Z元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3

解析：因为Y元素基态原子的价层电子排布中出现了np能级，故其ns能级已经排满且只能为2个电子，则n-1=2，n=3，即Y元素基态原子的价层电子排布为3s23p4，A项错误，B项正确；Y为S元素，X为F元素，第二周期所含非金属元素最多，C项正确；Z为As元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，D项正确。

答案：A　

14.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价层电子排布相似的原子对应的元素集中在一起。据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号(ds区除外)，如图所示。

 (1)在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价层电子的电子云轮廓图为　　　　。 

(2)在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见基态离子的电子排布式为 　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，其基态原子的价层电子排布式为　　　　　。 

(4)在p区中，第二周期第ⅤA族元素基态原子的价层电子排布图为　　　。 

解析：本题考查的是以元素周期表分区为知识框架，对元素原子或离子电子层结构的认识和表达能力。

(1)s区包括第ⅠA族和第ⅡA族，族序数最大、原子序数最小的元素是Be，其基态原子的价层电子排布式为2s2，其电子云轮廓图为球形。

(2)d区包括第ⅢB~第ⅦB族和第Ⅷ族，族序数最大、原子序数最小的元素是Fe，其基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，常见的离子是Fe2+和Fe3+。

(3)ds区包括第ⅠB族和第ⅡB族，族序数最大、原子序数最小的元素是Zn，该族元素基态原子的价层电子结构的特征是(n-1)d10ns2。

(4)p区包括第ⅢA~第ⅦA族和0族，第二周期第ⅤA族元素是N，其基态原子的价层电子排布图为。

答案：(1)球形

(2)Fe2+：1s22s22p63s23p63d6；Fe3+：1s22s22p63s23p63d5

(3)3d104s2 

(4)

【挑战创新】

15.已知元素周期表中共有18个纵列，下图实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级符号。

(1)请在表中分别用阴影和表示d区和ds区。

(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内第6、第7纵列的部分元素可以排在另一区，你认为应排在　　　区。 

(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道处于半充满状态的元素。

解析：对于24号元素，其基态原子的核外价层电子排布根据构造原理应该是3d44s2，而实际上是3d54s1，原因是能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满状态时能量较低，而29号元素也正是因为这一点排成3d104s1，而不是3d94s2，故将29号、30号元素所在纵列归为ds区，所以认为d区内第6、第7纵列的部分元素可以排在ds区是有道理的。

答案：(1)

(2)ds

(3)见上图