鲁科版 (2019)第1章 原子结构与元素性质第2节 原子结构与元素周期表优秀习题
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一、单选题
1.下列说法正确的是
A.(n-1)d轨道的电子能量比ns的高
B.氢原子只有一个电子,其特征光谱只有一条谱线
C.同一周期中,IIA与IIIA族元素原子的核电荷数不一定都相差1
D.通常以价电子所占据的轨道能级作为元素周期表分区的符号
【答案】C
【详解】A.(n-1)d轨道的电子能量不一定比ns的高,比如4s上的电子能量有时就会比3d轨道上的电子能量高,故A错误;
B.氢原子核外只有一个电子,但是它的激发态有多种,当电子跃迁回较低状态时释放能量,发出多条不同波长的光,故B错误;
C.同一周期中,IIA与IIIA族元素原子的核电荷数差值需要考虑二、三周期,四、五周期,六、七周期,同一周期中,IIA与IIIA族元素原子的核电荷数相差1、11、25,故C正确;
D.元素周期表中区的名称为最后填入电子的轨道能级符号,故D错误;
故选:C。
2.我国力争2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和,这体现了中国对解决气候问题的大国担当。在实际生产中,可利用反应来捕捉废气中的,下列有关化学用语表示正确的是
A.的分子结构模型:
B.的电子式:
C.的电子排布式:
D.基态C原子px轨道的电子云轮廓图:
【答案】D
【详解】A.分子的空间结构为直线形,A项错误;
B.的电子式为,B项错误;
C.的电子排布式为,C项错误;
D.基态C原子px轨道的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形,D项正确;
故选D。
3.下列状态的氟中,能量最高的是
A.B.C.D.
【答案】C
【详解】A.基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5,能量最低,选项A不符合;
B.为F-离子,最高能级为2p,能量较低,选项B不符合;
C.激发态F原子能量较高,2p能级上的一个电子分别跃迁到3p能级上,3p能级上的电子能量高,比选项D中的能量高,选项C符合;
D.2p能级上的一个电子分别跃迁到3s能级上,3s能级上的电子能量较高,选项D不符合;
答案选C。
4.下列是某些元素的最外层电子排布式,各组指定的元素原子间不能形成型化合物的是
A.和B.和
C.和D.和
【答案】D
【详解】A.元素分别为C和O,能形成,故A不符题意;
B.元素分别为S和O,能形成,故B不符题意;
C.元素分别为Mg和F,能形成,故C不符题意;
D.元素分别为Na和Si,不能形成型化合物,故D符合题意;
故选D。
5.下列是几种粒子的结构示意图,有关说法正确的是
A.①和②两种粒子的化学性质相似
B.③和④均属于离子结构示意图
C.粒子②在化学反应中容易失去电子
D.①②③④共表示四种元素的粒子
【答案】C
【详解】A.①是He是惰性气体,原子达到稳定结构,而②是Mg原子结构示意图,最外层有2个电子,容易失去,化学性质活泼,故两种粒子的化学性质不相似,错误;
B.③是Mg2+结构示意图,④是Ne原子结构示意图,不都属于离子结构示意图,错误;
C.②是Mg原子结构示意图,原子半径大,最外层的2个电子容易失去,正确;
D.①是He元素的原子,②③是Mg元素的粒子,④是Ne元素的粒子,共表示三种元素的粒子,错误。
6.下列有关电子排布图的表述正确的是
A. 可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B.此图错误,违背了泡利原理
C.表示基态N原子的价电子排布
D.表示处于激发态的B的电子排布图
【答案】A
【详解】A.根据能量最低原理,可表示单核10电子粒子基态时电子排布,故A正确;
B.此图错误,违背了洪特规则,故B错误;
C.表示基态N原子的价电子排布图为,故C错误;
D.表示基态B的电子排布图,故D错误;
选A。
7.关于价电子排布式为的元素的说法不正确的是
A.原子序数为24B.价电子数为6
C.位于第四周期VIB族D.该元素为Mn元素
【答案】D
【详解】A.根据价电子排布式为,则原子序数为24,故A正确;
B.价电子排布式为,则价电子数为6,故B正确;
C.元素的最大电子层数为4,应位于元素周期表第四周期,位于ⅥB族,故C正确;
D.原子序数为24,是Cr元素,故D错误;
故选:D。
8.下列说法错误的是
A.能级都有3个相互垂直的原子轨道,且能量相等
B.所有金属元素都分布在d区和区
C.基态碳原子电子排布式违反了洪特规则
D.电子云轮廓图称为原子轨道,不同原子的能级能量不同
【答案】B
【详解】A.p能级有3个相互垂直的原子轨道,电子云的伸展方向都是哑铃形,则能层相同的np能级中3个轨道的能量相同,故A正确;
B.金属元素都不一定都分布在d区和区,如钠元素处于元素周期表的s区,故B错误;
C.由洪特规则可知,基态原子的电子在能量相同的轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,所以基态碳原子电子排布式违反了洪特规则,故C正确;
D.不同原子的1s电子受到原子核的吸引以及核外其他电子的排斥作用都是不同的,所以不同原子的1S上的电子能量不同,故D正确;
故选B。
9.下列各组表述中,两个微粒一定属于同种元素原子的是
A.3p能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的原子
B.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
C.最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布为3s23p5的原子
D.2p能级有一个空轨道的基态原子和原子的价电子排布为2s22p2的原子
【答案】D
【详解】A.3p能级有一个未成对电子的基态原子可能是Al或Cl,核外电子排布式为的原子是Al原子,因此两个微粒可能属于同种元素原子,A错误;
B.M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子;核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子是Ca原子,二者是不同元素的原子,B错误;
C.最外层电子数是核外电子总数的的原子是15号P原子,价电子排布为3s23p5的原子是Cl原子,二者是不同元素的原子,C错误;
D.2p能级有一个空轨道的基态原子是6号C原子;原子的价电子排布为2s22p2的原子也是6号C元素的原子,二者是同一元素的原子,D正确;
故合理选项是D。
10.下列叙述正确的是
A.各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
B.价电子中有2个单电子,该元素一定属于主族元素
C.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
D.若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,则违反了洪特规则
【答案】C
【详解】A.能级数=电子层序数,对于K、L、M层来说没有f能级,A项错误;
B.价电子为3d84s2其价电子中2个单电子,其为过渡元素,B项错误;
C.原子由于其电子排布不同,电子跃迁产生的光子不同,所以可以利用原子光谱的特征谱线鉴定元素,C项正确;
D.该排布违反了最低能量原理,4s的能量低于3d电子优先排4s,即21号元素的基态电子排布为1s22s22p63s23p63d14s2,D项错误;
故选C。
11.下列说法中正确的是
A.氢原子核外电子的运动轨迹为一个圆
B.所有金属元素都分布在d区和ds区
C.3p能级上有2个未成对电子和4p能级上有2个未成对电子的原子一定属于同一族
D.原子的价电子排布式为ns(n-1)np(n+1)的原子位于第三周期ⅥA族
【答案】D
【详解】A.氢原子核外只有1个电子,电子在核外的运动轨迹为球形,故A错误;
B.ⅠA族和ⅡA族的金属元素位于元素周期表的s区,故B错误;
C.3p能级上有2个未成对电子的原子可能为硅原子或硫原子,4p能级上有2个未成对电子的原子可能为锗原子或硒原子,硅元素与硒元素或硫元素与锗元素不在同一主族,故C错误;
D.由核外电子排布规律可知,价电子排布式为ns(n-1)np(n+1)的原子的价电子排布式为3s23p4,位于元素周期表第三周期ⅥA族,故D正确;
故选D。
12.下列说法正确的是
A.基态N原子的电子排布式为,则违反了洪特规则
B.基态Br原子简化的电子排布式为
C.“纷纷灿烂如星陨”的烟花是某些金属元素的焰色反应,焰色反应属于化学变化
D.原子的电子排布式由形成吸收光谱
【答案】A
【详解】A.氮原子2p能级上有3个轨道,2p能级上有3个电子,3个电子应该排在3个不同的轨道上,且自旋方向相同,若将氮原子的电子排布式写成1s22s22p2p,它违背了洪特规则,A正确;
B.Br原子的原子序数为35,简化的电子排布式为 [Ar]3d104s24p5,B错误;
C.焰色反应是物质原子内部电子能级的改变,属于物理变化,C错误;
D.由激发态到基态,释放光能,形成发射光谱,D错误;
故答案为:A。
13.下列说法正确的是
A.镧系元素在周期表中占据同一格,它们互为同位素
B.原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素
C.价电子排布为的元素位于第五周期VIA族,是p区元素
D.某基态原子的能级上电子排布为,仅违反了泡利不相容原理
【答案】C
【详解】A.镧系元素在周期表中占据同一格,它们是不同的元素,不是同位素,A错误;
B.原子序数相差8的两种短周期元素不一定是同主族元素,例如氢、氟,B错误;
C.价电子排布为的元素位于第五周期VIA族,是p区元素,C正确;
D.洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同;泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子;某基态原子的能级上电子排布为,违反了洪特规则、泡利不相容原理,D错误;
故选C。
14.下列化学用语使用正确的是
A.电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多
B.基态6C的电子排布式1s22s22p,违反了泡利原理
C.Cu+价层电子的轨道表达式为
D.Fe2+的结构示意图:
【答案】C
【详解】A.电子云图中的小点疏密表示电子出现几率,与电子数无关,故A错误;
B.C原子的电子排布式为1s22s22p2,2p轨道上的2电子先排布在2px、2py上,不能只排布在2px,否则违反了洪特规则,故B错误;
C.Cu+的价电子为其3d能级上的10个电子,其价电子轨道表示式为,故C正确;
D.亚铁离子的核电荷数为26,核外有3个电子层,第一层为2个电子,第二层为8个电子,最外层电子数为14,离子的结构示意图为,故D错误;
故选:C。
15.已知某元素的原子序数为31。下列说法错误的是
A.该元素位于周期表的p区
B.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族
C.该元素的价电子排布式为
D.与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物对应水化物具有两性
【答案】C
【分析】该元素的原子序数为31,则该元素为镓元素。
【详解】A.该元素位于周期表的p区,故A正确;
B.该元素在周期表中的位置是第四周期第ⅢA族,故B正确;
C.该元素的价电子排布式为,故C错误;
D.与该元素同族的第三周期元素为Al元素,Al的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝是两性氢氧化物,故D正确;
故选C。
16.下列描述原子结构的化学用语错误的是
A.基态铜原子的价层电子排布式:
B.的价电子排布图:
C.钛原子结构示意图为:
D.氧原子核外能量最高的电子云的形状:
【答案】A
【详解】A. 铜为29号元素,由洪特规则知,基态铜原子的价层电子排布式为,故A错误;
B. Mn为25号元素,价电子排布式为,Mn失去4s能级的2个电子转化为,则价电子排布图为:,故B正确;
C.钛为22号元素,钛原子的电子排布式为,则其结构示意图为:,故C正确;
D.氧原子核外能量最高的能级为2p能级,其电子云的形状为哑铃型,故D正确;
故选A。
17.下列电子排布图中,所表示氮原子的能量状态最高的是
A.B.
C.D.
【答案】A
【详解】中2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道,为激发态氮原子的电子排布图,中2p轨道上的3个电子的自旋方向不同,不符合洪特规则,不是氮原子的排布图,是基态氮原子的电子排布图,激发态能量比基态能量高,所以表示氮原子的能量状态最高的是,故选A。
18.下列电子排布图所表示的元素原子中,其能量处于最低状态的是
A.B.C.D.
【答案】D
【分析】根据构造原理,能量由低到高排列为:1s、2s、2p,利用核外电子排布的三个原理:能量最低原理、泡利原理、洪特规则可对各选项作出判断。
【详解】A.该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级,而是排在能量较高的2p能级上,不是能量最低的状态,故A不符合题意;
B.2p的3个电子没有分占能量相同的3个2p轨道,违反了洪特规则,不是能量最低的状态,故B不符合题意;
C.该原子的1个电子没有排在能量低的3p能级,而是排在能量较高的3s能级上,不是能量最低的状态,故C不符合题意;
D.该元素原子的电子排布图遵守核外电子排布的三个原理,能量处于最低状态,故D符合题意;
综上所述,选D。
二、填空题
19.写出下列元素基态原子的电子排布式:
(1)N 。
(2)Ca 。
(3)26Fe 。
【答案】(1)1s22s22p3或[He]2s22p3
(2)1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2
(3)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
【详解】(1)氮元素的原子序数为7,基态原子的电子排布式为1s22s22p3或[He]2s22p3,故答案为:1s22s22p3或[He]2s22p3;
(2)钙元素的原子序数为20,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2,故答案为:1s22s22p63s23p64s2或[Ar]4s2;
(3)铁元素的原子序数为26,基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,故答案为:1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。
20.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识,请你回答下列问题:
(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置: 周期 族。
(2)X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则X是 ;其轨道表示式为 。
(3)被誉为“21世纪的金属”的钛(Ti)元素原子的价电子排布式为: 。
(4)写出原子序数最小的Ⅷ族元素原子的核外电子排布式: 。
(5)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素符号: 。
(6)日常生活中广泛应用的不锈钢,在其生产过程中添加了某种元素,该元素的价电子排布式为3d54s1,该元素的名称为: 。
【答案】(1) 四 ⅢA
(2) C
(3)
(4)
(5)Si或S
(6)铬
【详解】(1)由31-2-8-8=13,所以31号元素在周期表中的位置为:第四周期第ⅢA族;
(2)X原子在第二电子层上只有一个空轨道,价电子排布式为:,则X为C元素,轨道表示式为:;
(3)钛元素为22号,价电子排布式为:;
(4)原子序数最小的Ⅷ族元素为铁元素,核外电子数为26,核外电子排布式为:;
(5)3p轨道上有2个未成对电子,则其外围电子排布式为:或,若外围电子为,为Si;若外围电子为:,为S。
(6)该元素的价电子排布式为,电子排布式为[Ar],可知该元素的原子序数为24,该元素为铬。
21.A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空:
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为 ;
(2)B元素的-1价离子和C元素的+1价离子的电子层结构都与氩相同,则B的元素符号为 ,C的元素符号为 ;
(3)D元素的+3价离子的3d能级为半充满,则D的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为 ;
(4)E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,E的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为 ;
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn,则n= ;原子中能量最高的是 能级。
【答案】 N Cl K Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 2 2p
【详解】(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,原子只能有2个电子层,核外电子排布式为1s22s22p3,为氮元素;正确答案:N。
(2)B元素的-1价离子和C元素的+1价离子的电子层结构都与氩相同,则B为氯元素,符号为Cl,C为钾元素,符号为K;正确答案:Cl;K。
(3)D元素的+3价离子的3d能级为半充满为3d64s2,则D为铁元素,符号为Fe,核电荷数为26,其基态原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 ;正确答案:Fe ; 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。
(4)E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,原子核外电子数目为2+8+18+1=29,核电荷数为29,E为铜元素,元素符号为Cu,其基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;正确答案:Cu;1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn,可知n=2,F基态原子的电子排布式1s22s22p2,原子中能量最高的是2p能级;正确答案:2 ;2p。
22.在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起,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,如图所示。
(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素原子的价电子的电子云形状为 。
(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,常见离子的电子排布式为 ,其中较稳定的是 。
(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,原子的价电子排布式为 。
(4)在p区中,第二周期ⅤA族元素原子的价电子排布图为 。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在 区中。
【答案】(1)球形
(2) Fe2+:1s22s22p63s23p63d6;Fe3+:1s22s22p63s23p63d5 Fe3+
(3)3d104s2
(4)
(5)f
【详解】(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素位于第二周期ⅡA族的Be,其原子的价电子排布式应为2s2,所以其原子的价电子的电子云形状为球形;
(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素为Fe,常见的离子为二价铁离子和三价铁离子。其离子的电子排布式为Fe2+:1s22s22p63s23p63d6;Fe3+:1s22s22p63s23p63d5,Fe3+的最外层为3d5,为半充满稳定结构,而Fe2+的最外层为3d6,故Fe3+较稳定;
(3)在ds区中,族序数最大,原子序数最小的元素为第四周期第ⅡB族的Zn,Zn原子的价电子排布式为3d104s2;
(4)在p区第二周期ⅤA族的元素为N,原子价电子排布式为2s22p3,其价电子的轨道表示式为;
(5)常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在f区中。
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