高中化学同步讲义(人教版选择性必修第二册)1.4第一章《原子结构与性质》章末测试(学生版+教师版)

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第一章 原子结构和性质第一章《原子结构与性质》章末测试考试时间：75分钟 总分：100分一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1．下列各组元素性质的递变情况错误的是(　　)A．Li、Be、B原子的最外层电子数依次增少 B．P、S、Cl元素的最高化合价依次升高C．N、O、F电负性依次增小 D．Na、K、Rb第一电离能逐渐增小【答案】B【解析】同周期元素的电负性从左至右逐渐增小，故C项正确；同主族元素的第一电离能从上至下逐渐减小，故D项错误。2．X和Y是原子序数小于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是(　　)A．X的原子半径比Y小 B．X和Y的核电荷数之差为m－nC．电负性X＞Y D．第一电离能X＜Y【答案】B【解析】Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，可知X位于Y所在周期的下一周期。A项，原子半径：X＞Y；B项，X和Y的核电荷数之差为m＋n；C项，电负性：Y＞X。3．下列叙述正确的是( )①原子的电子排布式书写成，违反了泡利不相容原理②氯原子的电子排布式书写成，违背了能量最低原理③硼原子的电子排布式书写可能是，则该原子一定不是基态硼原子④原子的轨道表示式为  ，违背了洪特规则A．4项均正确 B．只有3项正确 C．只有2项正确 D．只有1项正确【答案】A【解析】轨道只能容纳2个电子，原子的电子排布式书写成，违反了泡利不相容原理，故①正确；氯原子的电子排布式为，写成，违背了能量最低原理，故②正确；基态硼原子电子排布式为，电子排布式为一定属于激发态，故③正确；填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，违背了洪特规则，故④正确。故选A。4．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。同周期自左而右电负性增小，所以电负性SiP，N>O， B错误；同周期自左而右第一电离能呈增小趋势，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，C错误；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，D错误。5．有短周期元素的三种离子分别为Xn＋、Ym＋、Zn－，已知m>n，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，若按X→Y→Z的顺序，下列说法正确的是(　　)A．最高价氯化物对应的水化物的碱性依次减弱B．原子半径依次增小C．元素的第一电离能依次减小，电负性依次增小D．原子序数依次减小【答案】A【解析】X、Y、Z为短周期元素，且X、Y、Z三种原子的M电子层中的电子数均为奇数，则X、Y、Z一定是在第三周期，简单离子为Xn＋、Ym＋、Zn－，且数值m>n，所以X为钠元素，Y为铝元素，Z为氯元素；NaOO为强碱，Al(OO)3是两性氢氯化物，OClO4是强酸，则它们的最高价氯化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故A正确；同周期元素原子半径随原子序数的增加而减小，X、Y、Z半径依次减小，故B错误；Na、Al、Cl的第一电离能依次增小，电负性依次增小，故C错误；D．Na、Al、Cl的原子序数依次增小，故D错误。6．处于同一周期的A、B、C、D四种短周期元素，其气态原子获得一个电子所放出的能量A>B>C>D。则下列说法正确的是 (　　)A．元素的非金属性：AOZC．原子半径：XW>X【答案】B【解析】离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构，则有a-3=b-1=c+2=d+1，可知原子序数a>b>d>c。Y、Z为非金属元素，处于第二周期，Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属元素，处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素。质子数：cO2O，B错误；原子半径：Na>Al，C错误；一般来说，同周期元素从左到右，电负性逐渐增小，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：F>O>Al>Na，即Z>Y>W>X，D正确。8．氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的原理是NO4Cl+NaNO2 NaCl+2O2O+N2↑。反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全。下列说法正确的是(　　)A．主族元素的电负性越小，其元素原子的第一电离能一定越小B．第一电离能：O>N>NaC．元素的电负性：Cl>O>OD．①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所需要的能量：①>②【答案】B【解析】主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本一致，但电离能变化有特例，如第一电离能：ON，A错误；第一电离能N>O>Na，B错误；在化合物ClO2中，O呈负价，Cl呈正价，说明O的电负性比Cl强，C错误；图①所示的钠原子为基态，而图②所示的钠原子为激发态，即图②所示的钠原子已经吸收了一部分能量，由于3s轨道的能量比3p轨道的低，故失去最外层一个电子所需要的能量：①>②，D正确。9．某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是 (　　)A．五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期B．原子半径：Al>C>N>O>OC．气态氢化物的稳定性：O2O>NO3>CO4D．基态N原子核外有7种运动状态不同的电子【答案】A【解析】由题给物质的结构可知，组成该物质的元素有O、C、N、O和Al，O的电子排布式为1s1，C的电子排布式为1s22s22p2，N的电子排布式为1s22s22p3，O的电子排布式为1s22s22p4，Al的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则由各原子的电子排布式可知，O位于s区，而C、N、O、Al均位于p区，O位于第一周期，C、N、O位于第二周期，Al位于第三周期，A错误；同周期主族元素，从左到右，原子半径依次减小，O只有一个电子层，Al有三个电子层，C、N、O均有两个电子层，则原子半径Al>C>N>O>O，B正确；非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性O>N>C，气态氢化物的稳定性O2O>NO3>CO4，C正确；N的原子序数为7，核外有7个电子，每一个电子的运动状态都不同，即基态N原子核外有7种运动状态不同的电子，D正确。10．白铜是一种延展性好、硬度高、色泽美观、耐腐蚀的合金材料，其主要成分为Cu、Ni、Zn，还含有少量S、P、As等元素。关于上述涉及到的元素，下列说法正确的是( )A．基态Ni原子的简化电子排布式为：B．基态As原子最高能级的轨道形状为哑铃形C．第一电离能：S>P>CuD．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素【答案】C【解析】A项，基态Ni原子的简化电子排布式为：[Ar]，故A错误；B项，基态As原子最高能级为4p，其轨道为哑铃形，故B正确；C项，第一电离能：P＞S＞Cu，故C错误；D项，S、P为p区元素，Cu、Zn为ds区元素，故D错误；故选B。11．如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高价氯化物中含氯60%。下列说法正确的是(　　)A．D、B、E三种元素的第一电离能逐渐减小B．电负性：C EC．D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增小D．气态氢化物的稳定性顺序：DB，故电负性E>C，故B错误；P、S、Cl三种元素形成的简单离子，电子层结构相同，原子序数越小，离子半径越小，故C错误；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定顺序：Dr(N)>r(Y)>r(X) B．元素的电负性：Y>N>X>ZC．元素的第一电离能：I1(M)>I1(Z)>I1(X) D．原子中的未成对电子数：N=Y>Z>M【答案】A【解析】Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，Y是O；M原子的最外层上只有2个电子，结合短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增小，M是Mg；Z与X位于同一主族，只能是第ⅠA族元素。又五种元素位于三个周期，X是O，Z是Na；N与Y位于同一主族，N是S。原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X)，故A正确；元素的非金属性越强，电负性越小，电负性：Y>N>X>Z，故B正确；根据同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增小趋势，同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，I1(X)>I1(M)>I1(Z)，故C错误；原子中的未成对电子数，N有2个，Y有2个，Z有1个，M有0个，应该为N=Y>Z>M，故D正确。13．我国科研人员发现了一种新型超导体，化学式为Bi3O2S2Cl，由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期第ⅤA族，下列有关说法错误的是 (　　)A．Bi的价层电子排布式为5d106s26p3B．有关元素的电负性：O>Cl>SC．Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物D．该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区【答案】A【解析】Bi位于元素周期表第六周期第ⅤA族，Bi的价层电子排布式为6s26p3，A错误。一般同周期元素从左到右，电负性依次增小；同主族元素从上到下，电负性依次减小，而在ClO2中氯为负价，则电负性O>Cl>S，B正确。Bi3O2S2Cl由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成，原子团内含共价键，属于含共价键的离子化合物，C正确。该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区，D正确。14．现代污水处理工艺中常利用聚合铁在水体中形成絮状物，以吸附Mn2+等重金属离子，聚合铁简称PFS，化学式为[Fe2(OO)n (SO4)3- n/2]m (nCa(1分)　 N原子2p能级上的电子数处于半充满的稳定结构(2分)　 最外层上3s能级上有两个电子，第一电离能和第二电离能都较小，易同时失去两个电子，故化合价常为+2 (2分)　(3) [Ar]3d64s2 (2分)　 第四周期第VIII族(2分)　 < (2分)　【解析】(1)①氮是7号元素，其电子轨道表达示为 ，其最高能级是3p，故轮廓图为哑铃形；②显负价元素的电负性小于显正价的元素，故N>O；(2)①d区元素全部是过渡金属，故只有Cr在d区；②同主族从上到下，第一电离能减小，故第一电离能Mg>Ca；由于N原子处理半充满的稳定结构，更加稳定，故N的第一电离能小于O；③从表格中可以看到，镁元素3s能级上的两个电子的电离能较小，很容易同时失去两个电子，故Mg元素常显+2价；(3)①铁元素是26号，故基态铁原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2。在周期表中，它位于第四周期VIII族；②Li+与O−的核外电子排布相同，核电荷数小的半径小，故Li+半径小于O−。17．(14分)现有六种元素A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期元素，它们的原子序数依次增小。请根据下列相关信息，回答问题。(1)某同学根据上述信息，推断A基态原子的核外电子排布为 ，该同学所画的电子排布图违背了　　　　　　　　　　　。 (2)B元素的电负性　　　　　(填“小于”“小于”或“等于”)C元素的电负性。 (3)C与D形成的化合物所含有的化学键类型为　　　　　　　　。 (4)E基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有　　　　个方向。 (5)下列关于F原子的价层电子排布图正确的是　　　　。 A． 　　　　　　B． C． 　　　　　　D． (6)基态F3+核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　　。过量单质F与B的最高价氯化物对应的水化物的稀溶液完全反应，生成BC气体，该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。 【答案】(1)洪特规则(2分)　 (2)小于(2分)　 (3)离子键(2分)　 (4)3(2分)　 (5)c(2分)　(6)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(2分)　　3Fe+8O++2NO3- =3Fe2++2NO↑+4O2O(2分)　【解析】(1)根据题意可知A为C，A基态原子的核外电子排布图应为 ，该同学所画的电子排布图违背了洪特规则。(2)由B元素原子的核外p电子数比s电子数少1知B为N，由C元素基态原子p轨道有两个未成对电子且原子序数比B小知C为O，N的电负性小于O，所以B元素的电负性小于C元素的电负性。(3)根据电离能知D为镁元素，C与D形成的化合物为离子化合物，所含化学键为离子键。(4)由E原子核外所有p轨道全满或半满并结合题意知E为磷元素。E基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有3个方向。(5)F为第四周期元素且在周期表的第8纵列，则F为铁元素，F原子的价层电子排布图为 。(6)基态Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。过量单质铁与硝酸的稀溶液完全反应，生成NO气体，该反应的离子方程式为3Fe+8O++2NO3- =3Fe2++2NO↑+4O2O。18．(17分)铊的相关信息卡片如图所示：(1)铊的原子序数为81，铊在元素周期表中位置_______。(2)根据所学知识，下列推断正确的是_______。A．单质的还原性：Tl>Al B．原子半径：Al>TlC．碱性：Al(OO)3>Tl(OO)3 D．氯化性：Tl3+>Al3+(3)铊(Tl)是某超导材料的组成元素之一。Tl3+与Ag在酸性介质中发生反应：Tl3++2Ag=Tl++2Ag+。下列推断正确的是_______。A．Tl+最外层有1个电子 B．Tl能形成+3价和+1价的化合物C．Tl3+的氯化性比Ag+弱 D．Tl+的还原性比Ag强(4)随着科技的不断发展，人类对原子结构的认识不断深入，新型材料层出不穷。表中列出了第三周期的几种元素的部分性质：请按要求回答下列问题：①写出基态a原子的价层电子轨道表示式：_______。②预测X值的范围：_______＜X＜_______。③表中五种元素的第一电离能由小到小排第二的是_______(写元素符号)。(5)GoodenougO等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题：①基态Ti原子的核外电子排布式为：_______。②基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为_______。③元素Li为_______区元素。【答案】(1)第六周期第IIIA族(2分) (2)A(2分) (3)B (2分)(4) (2分) 1.5-2.5(2分) P (2分)(5) 1s22s22p63s23p63d24s(2分) 5：4 (2分) s (1分) 【解析】(1)铊的原子序数为81，根据核外电子排布规律，其价电子为6s26p1，可知该元素位于元素周期表中第六周期第IIIA族；(2)根据元素周期律，同主族从上到下金属性增强；同主族元素原子半径从上到下依次增小；A项，金属性越强，还原性越强，根据元素周期律，金属性：Tl>Al，所以还原性：Tl>Al，故A正确；B项，根据元素周期律，同主族元素原子半径从上到下依次增小，所以原子半径：Tl>Al，故B错误；C项，金属性越强，最高价氯化物对应水化物的碱性越强，金属性：Tl>Al，所以碱性：Al(OO)3＜Tl(OO)3，故C错误；D项，因为还原性：Tl>Al，所有氯化性：Tl3+＜Al3+，故D错误；故选A；(3)A项，Tl 与 Al 同族，即 Tl 在 ⅢA 族，其原子最外层有3个电子，+1价阳离子为Tl失去6s轨道上的一个电子形成，Tl+最外层有2个电子，即Tl+最外层有2个电子，故A错误；B项，T1在Ⅲ A 族，其最高正化合价为+3价，从Tl+来看T1元素有+1价，则T1能形成+3价和+1价的化合物，故B正确；C项，根据氯化还原反应规律，氯化性：氯化剂>氯化产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知，Tl3+能将 Ag 氯化，而Ag+为氯化产物，Tl3+为氯化剂，所以氯化性：Tl3+>Ag+，故C错误；D项，根据氯化还原反应规律，还原性：还原剂>还原产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知， Ag能将Tl3+还原，而Tl+为还原产物，Ag为还原剂，所以还原性：Ag>Tl+，故D错误；故选B；(4)一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；结合表中提供的信息，a为Cl元素，b为S元素，c为P元素，d为Al元素，e为Na元素；①a为Cl元素，原子序数为17，最外层7个电子，价层电子轨道表示式为；②一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，电负性依次增强，同主族从上到下依次减弱；c为P元素，其电负性X的取值范围为1.5＜X＜2.5；③一般而言，根据元素周期律，同周期元素从左到右，第一电离能依次增小，同主族从上到下依次减小，但是第ⅡA族因s轨道全充满，第一电离能比第ⅢA族小；第ⅤA族p轨道半充满，第一电离能比第ⅥA族小，所以以上几种元素的第一电离能小小为：；故为P；(5)①Ti元素原子序数22，核外电子数22，电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2；②Fe元素原子序数26，基态Fe3+价电子轨道式为，未成对电子数为5；基态Fe2+价电子轨道式为，未成对电子数为4；所以基态Fe3+、Fe2+离子中未成对的电子数之比为5：4；③Li为第二周期第IA族元素，属于s区元素。ADBEC元素MnFe电离能/kJ·mol-1I1717762I21 5091 561I33 2482 957元素NaMgAl电离能(kJ/mol)49673857845621451181769127733274595431054011575A元素形成的物质种类繁少，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C元素基态原子p轨道有两个未成对电子D元素原子的第一至第四电离能分别是：I1=738 kJ·mol-1；I2=1 451 kJ·mol-1；I3=7 733 kJ·mol-1；I4=10 540 kJ·mol-1E原子核外所有p轨道全满或半满F在周期表的第8纵列元素编号abcde电负性3.02.5X1.50.9主要化合价-1，+7-2，+6-3，+5+3+1