第一章 原子结构与元素性质（习题）（原卷版+解析版）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（鲁科版2019选择性必修2）

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第一章 原子结构与元素性质 单元练习题 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题：1.如图是部分短周期主族元素原子半径与原子序数的关系图。下列说法正确的是(    )A. X所在主族中，X的简单氢化物分子间存在氢键，所以其氢化物稳定性最强B. R简单氢化物的酸性弱于W简单氢化物，故元素非金属性R小于WC. 在同周期中，W的含氧酸酸性最强D. Y的氢化物可以与水反应，产生一种单质气体【答案】D 【解析】同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故X元素处于第二周期，Y、Z、R、W元素处于第三周期，由原子序数可知，X为O元素，Y为Na元素，Z为Al元素，R为S元素，W为Cl。A.X的简单氢化物为水，稳定性与化学键有关，与氢键无关，故A错误；B.不能利用氢化物的酸性比较元素非金属性强弱，故B错误；C.同周期中，W的最高价含氧酸酸性最强，而HClO为弱酸，故C错误；D.Y的氢化物为NaH，与水发生氧化还原反应生成氢气，故D正确。故选D。2.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p2； ②1s22s22p63s23p3； ③1s22s22p3； ④1s22s22p4.则下列有关比较中正确的是(    )A. 电负性：④>③>②>① B. 原子半径：④>③>②>①C. 第一电离能：④>③>②>① D. 最高正化合价：④>③>②>①【答案】A 【解析】由四种元素基态原子电子排布式可知，①1s22s22p63s23p2为Si元素； ②1s22s22p63s23p3为P元素； ③1s22s22p3为N元素； ④1s22s22p4为O元素。A.同周期自左而右电负性增大，所以电负性SiP，O>S，故电负性Si③>②>①，故A正确；B.同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径Si>P，N>O，故B错误；C.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，但N、P元素原子np能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能SiO，故C错误；D.最高正化合价等于最外层电子数，但O元素没有最高正化合价，所以最高正化合价：③=②>①，故D错误。故选 A3.下列各组性质比较中，正确的有个(    )①沸点：HF>HCl>HBr>HI；             ②离子还原性：S2−>Cl−>Br−>I−；③酸性：HClO4>HBrO4>HIO4；          ④金属性：K>Na>Mg>Al；⑤气态氢化物稳定性：HF>HCl>H2S；    ⑥半径：O2−>F−>Na+>Mg2+。A. 5 B. 4 C. 3 D. 2【答案】B 【解析】同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强，同主族元素，从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，根据以上规则判断金属性和非金属性强弱；①HF中含氢键，沸点最高，其它氢化物不含有氢键，沸点随相对分子质量增大而增大，则沸点为HF>HI>HBr>HCl，故①错误；②元素的非金属性Cl>Br>I>S，非金属性越强，其单质的氧化性越强，其对应的简单阴离子的还原性越弱，则对应离子还原性S2−>I−>Br−>Cl−，故②错误；③非金属性Cl>Br>I，元素的非金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的酸性越强，即酸性：HClO4>HBrO4>HIO4，故③正确；④同主族从上到下，金属性增强：K>Na，同周期，从左到右金属性减弱，即Na>Mg>Al，即金属性：K>Na>Mg>Al，故④正确；⑤元素的非金属性F>Cl>S，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，气态氢化物稳定性HF>HCl>H2S，故⑤正确；⑥核外电子排布完全相同时，核电荷数越大，微粒半径越小，即O2−>F−>Na+>Mg2+，故⑥正确；综上所述正确的个数是4个。4.以下有关元素性质的说法不正确的是(    )A. 具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4原子半径最大的是①B. 具有下列价电子排布式的原子中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4，第一电离能最大的是③C. ①Na、K、Rb ②O、S、Se ③Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数增大而递增的是③D. 某元素质量数51，中子数28，其基态原子中未成对电子数为1【答案】D 【解析】A.各元素依次是Si、N、C、S，同周期元素原子的半径从左到右逐渐减小，所以原子半径：Si>S，C>N，同主族元素原子的半径从上到下逐渐增大，所以原子半径：Si>C，故A正确；B.价电子排布式为3s23p3的原子的3p轨道处于半充满状态，较稳定，所以其对应元素的第一电离能最大，故B正确；C.一般来说，同周期元素的电负性从左到右逐渐增大，同主族元素的电负性从上到下逐渐减小，①中电负性：Na>K>Rb，②中电负性：O>S>Se，③中电负性：NaR>QB. 电负性：X>R>QC. 基态Z2+的电子排布式：1s22s22p63s23p63d8D. 原子半径：Y>X>R>Q【答案】B 【解析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增，Z的原子序数为29，为Cu元素，其余的均为短周期主族元素；Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4，Q原子的核外电子排布为1s22s22p2，故Q为C元素，X原子的核外电子排布为1s22s22p4，为O元素，Y原子价电子排布为msnmpn，则n=2，故为第ⅣA族元素，原子序数大于O元素，小于Cu元素，故Y为Si元素，R原子核外L层电子数为奇数，R原子有2个电子层，原子序数介于C元素与O元素之间，故R为N元素。A.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，同主族自上而下第一电离能降低，但第VA族由于p轨道为半满状态，更加稳定，所以电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：CN>C，所以电负性：O>N>C，故B正确；C.Cu原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级的1个电子及3d能级中的1个电子形成Cu2+，Cu2+的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9，故C错误；D. 同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，所以原子半径：Si>C>N>O，故D错误。6.下列选项中，所叙述的粒子按半径由大到小排列时，顺序正确的是 ①基态X的原子结构示意图为②基态Y原子的价电子排布式为3s23p5③基态Z2−的轨道表示式为④基态T原子有2个电子层，电子式为A. ①>②>③>④ B. ③>④>①>②C. ③>①>②>④ D. ①>②>④>③【答案】C 【解析】①基态X的原子结构示意图为，X为S原子；②基态Y原子的价电子排布式为 3s23p5 ，Y为Cl原子；③基态 Z2− 的轨道表示式为，Z2−原子为S2−；④基态T原子有2个电子层，电子式为，T为O原子；电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，S、S2−的电子层数相同、质子数相等，S2−的电子数多，S原子的半径小于S2−，所以半径由大到小排列顺序为③ > ① > ② > ④，故选C。7.科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如图。W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)下列说法不正确的是(    )A. Y单质的氧化性在同主族中最强 B. 离子半径：Z>YC. Z与Y可组成两种离子化合物 D. 氢化物的热稳定性：Y>X【答案】B 【解析】W、X、Z分别位于不同周期，则W是H元素，X形成4个共价键，则X是C元素，Z的原子半径在同周期元素中最大，则Z是Na元素，Y形成2个共价键，原子序数比C大，比Na小，则Y是O元素，以此解答该题。A.同一主族从上到下元素的非金属性减弱，单质的氧化性减弱，故O2的氧化性在同主族中最强，故A正确；B.O2−、Na+核外电子排布相同，离子的核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：ZO>AsD. N、As同主族，第一电离能NO>N，同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性N>As，电负性 F>O>As ，故C正确；D.同一主族从上到下第一电离能依次减小，故第一电离能 N>As ，故D错误；故选C。10.下列说法或有关化学用语的表述正确的是(    )A. 在基态多电子原子中，p能级电子能量一定高于s能级电子能量B. 基态Fe原子的外围电子轨道表示式为C. 因O的电负性比N大，故O的第一电离能比N也大D. 根据原子核外电子排布的特点，Cu在元素周期表中位于s区【答案】B 【解析】A.基态多电子原子中，2p能级电子的能量低于3s能级电子的能量，故A错误；B.铁为26号元素，外围电子排布图为，故B正确；C.由于氮原子2p能级为半充满状态，结构稳定，所以第一电离能：N>O，故C错误；D.铜原子的核外价电子排布式为3d104s1，位于ds区，故D错误。11.已知W、X、Y、Z均为短周期元素，常温下，它们的最高价氧化物对应的水化物溶液(浓度均为0.01mol·L−1)的pH和原子半径、原子序数的关系如图所示。下列说法正确的是(    )A. 化合物X2Y2中含有极性共价键和非极性共价键B. 简单气态氢化物的热稳定性：Y>WC. 简单离子半径：Z>Y>W>XD. 这四种元素中，元素X的第一电离能最小【答案】D 【解析】由图象和题给信息可知，常温下，浓度均为0.01mol⋅L−1的溶液，W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的pH都小于7，则W、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物是酸，说明W、Y、Z都是非金属元素，W、Z最高价氧化物对应的水化物的pH=2，为一元强酸，原子序数Z>W，则W是N、Z是Cl；Y的最高价氧化物对应的水化物的pH<2，Y的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸，为硫酸，则Y是S；常温下，0.01mol·L−1的X的最高价氧化物对应的水化物的pH=12，X的最高价氧化物对应的水化物为一元强碱，X的原子序数大于氮元素，则X是Na，据此分析解答。根据上述分析可知，W、X、Y、Z分别为N、Na、S、Cl元素。A.化合物X2Y2为Na2S2，为离子化合物，S22−中S原子之间含有非极性共价键，S22−和Na+之间形成离子键，故A错误；B.元素非金属性越强，对应简单气态氢化物稳定性越强，氮的非金属性强于硫，则气态氢化物的热稳定性：W>Y，故B错误；C.电子层数越多离子的半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，对核外电子的吸引能力越强，离子半径越小，则N3−、Na+、S2−、Cl−的半径大小为：S2−>Cl−>N3−>Na+，即Y>Z>W>X，故C错误；D.第一电离能越小，原子越容易失去一个电子，四种元素中Na最容易失去最外层电子，所以元素X的第一电离能最小，故D正确；故选：D。12.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，其最外层电子数之和大于16，X与Y形成的离子化合物化学式为X3Y，Z的基态原子有5个原子轨道填充有电子，且有2个未成对电子，下列说法正确的是A. 电负性：XI1(Be)>I1(Li)C. 第一电离能I1(Li)>I1(Na)，原因是Na的电子层数多，原子半径大D. Co位于元素周期表中的ds区【答案】C 【解析】A.基态Fe2+的外围电子排布为3d6，未成对电子数为4，Fe3+的外围电子排布为3d5，未成对电子数为5，基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为4：5，故A错误；B.同一周期中，从左往右主族元素第一电离能呈增大趋势，第二、五主族特殊，则第一电离能I1(Be)>I1(B)>I1(Li)，故B错误；C.第一电离能I1(Li)>I1(Na)，原因是Na的电子层数多，原子半径大，外围电子更易失去，故C正确；D.Co的外围电子排布为3d74s2，最后填入的电子为d电子，位于元素周期表中的d区，故D错误。填空题：17.根据原子结构与性质的相关知识，请回答下列问题：(1)基态S原子电子占据最高能层的符号是________，最高能级的电子云轮廓图为________形。(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。A.                        B．C.                        D．(3)Fe3+基态核外电子排布式为________ 。(4)根据元素周期律，原子半径As________Se，电负性As________Se(填“大于”或“小于”)。(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ⋅mol−1，INi=1753kJ⋅mol−1，ICu>INi的原因是________。【答案】(1)M；哑铃(纺锤)；(2)D；C；(3)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；(4)大于；小于；(5)铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(答案合理即得分)。 【解析】(1)基态S原子电子占据的最高能层是M层，占据该能层的电子中能量最高的电子为3p电子，3p电子的电子云在空间有3个伸展方向，且相互垂直，原子轨道为哑铃形；故答案为：M；哑铃(纺锤)；(2)基态能量最低，处于激发态能量高，能量1s<2s<2p；能量最低和最高的分别为D、C；故答案为：D；C；(3)Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；(4)根据元素周期律，同周期从左到右原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大；所以，原子半径As大于Se，电负性As小于Se；故答案为：大于；小于；(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ·mol−1、INi=1753kJ·mol−1，ICu>INi的原因是铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子；故答案为：铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子。18.现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大．基态A元素原子的价电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素；D元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的16；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒．(1)A元素的第一电离能___________(填“<”“>”或“=”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为___________(用元素符号表示)．(2)基态D元素原子的价电子排布式为___________．(3)基态C元素原子的电子排布图为___________；E3+的离子符号为 ___________．(4)F元素位于元素周期表的___________区，其基态原子的电子排布式为___________．(5)G元素可能的性质是___________(填字母)．A.其单质可作为半导体材料    B.其电负性大于磷    C.其原子半径大于锗    D.其第一电离能小于硒(6)金属性：D___________(填“>”或“<”，下同)Al;I1(Mg) ___________I1(Al)，其原因是 _____________________________________________________．【答案】(1)>(1分)    N(1分)    >(1分)    镁原子的 3s 轨道处于全满状态， 3p 轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子的 3p 轨道只有一个电子，不稳定(2分)【解析】基态A元素原子的价电子排布式为 nsnnpn+1 ，则A是N;C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，那么B是O;D元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的 16 ，则D是 Mg ;E元素正三价离子的 3d 轨道为半充满状态，则E是 Fe ;F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是 Cu ;G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是 As ．(1)由于N的最外层电子处于半充满的稳定状态，失去电子比O难，所以元素的第一电离能 A>B ;一般情况下同一周期的主族元素，原子序数越大，元素的电负性越大，所以A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 NAl ; I1(Mg)>I1(Al) ，因为 Mg 的 3s 轨道处于全满状态， 3p 轨道处于全空状态，比较稳定，而 Al 的 3p 轨道只有一个电子，不稳定，故第一电离能则是 I1(Mg)>I1(Al) ．19.下图是元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。请回答下列问题：(1)元素b位于周期表中_____区，其基态原子核外有_____种运动状态不同的电子。(2)基态c原子中有_____个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为_____形。(3)ca5理论上为离子化合物，猜测其电子式为 __________。(4)基态f2+外围电子的轨道表示式为 _______________，已知高温下化合物f2d比化合物fd更稳定，试从核外电子排布的角度解释原因_________________________________________________________________________________________________________________。(5)b、c、d三种元素的第一电离能由大到小的顺序为__________(填元素符号)。【答案】(1)p  6   (2)3  哑铃(或纺锤) (3) H:N:⋅⋅⋅⋅HHH+:H− (4)Cu+ 的最外层电子排布式为 3d10 ，而 Cu2+ 的最外层电子排布式为 3d9 ，最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态 Cu2O 稳定性强于CuO(2分)(5)N>O>C(2分)20.(1)元素K的焰色试验呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长为 _____________nm。A.404.4    B.553.5    C.589.2  D.670.8   E.766.5基态K原子中核外电子占据最高能层的符号是 _______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。(2)氮原子价层电子的轨道表示式(电子排布图)为_____________。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能E1.第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是 ________；氮元素的E1呈现异常的原因是 _______(3)Co基态原子核外电子排布式为 _________.元素Mn与O中，第一电离能较大的是 _________；基态原子核外未成对电子数较多的是_______。【答案】  A   N    球形          同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大    N 原子的 2p 轨道为半充满状态相对稳定，故不易结合一个电子     [Ar]3d74s2 (或 1s22s22p63s23p63d74s2 ) O Mn