1.2原子结构与元素的性质 练习 2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

1.2原子结构与元素的性质 练习 2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．已知某短周期元素原子的第三电子层上排布有5个电子，则该元素在周期表中的位置是（　　） A．第二周期ⅣA族 B．第二周期ⅤA族 C．第三周期ⅣA族 D．第三周期ⅤA族 2．关于碱金属元素的说法中正确的是(　　) A．第ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质可将铜从其盐溶液中置换出来 C．金属钾具有强还原性，K＋具有强氧化性 D．Cs常温下与水反应会发生爆炸 3．2016年IUPAC命名117号元素为Ts（中文名“ ”，tián），Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是（　　） A．Ts是第七周期第ⅦA族元素 B．Ts的同位素原子具有相同的电子数 C．Ts在同族元素中非金属性最弱 D．中子数为176的TS核素符号是 Ts 4．X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素．X的原子半径是短周期主族元素中最大的，Y元素的单质常通过分离液态空气得到，Z元素的单质是常见的半导体材料，W与Z同族，R与Y同族，其单质有杀菌作用． 下列叙述不正确的是（　　） A．X与Y形成的两种化合物中阴、阳离子的个数比均为1：2，且均能与水反应 B．根据非金属性强弱，不可能由Z的最高价氧化物制出W的最高价氧化物 C．Y的简单氢化物的沸点和热稳定性均大于R的简单氢化物 D．向两份BaCl2溶液中分别通入RY2、WY2，均无白色沉淀生成，但一段时间后，通入RY2的一份中可能产生沉淀 5．乙二酸()俗称草酸，为无色晶体，是二元弱酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中，在实验研究和化学工业中应用广泛。乙二酸与氧化剂作用易被氧化成二氧化碳和水，如。下列说法正确的是 A．乙二酸的电离方程式： B．电负性：O>Cl>C>H C．若基态原子的电子排布式写为，则违背了洪特规则 D．氧的基态原子的轨道表示式： 6．在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是（　　） A．一定是金属元素 B．可能是稀有气体元素 C．一定不是非金属元素 D．原子容易失去电子的元素 7．臭氧(O3)在 催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为 和 ， ，也可在其他条件下被还原为N2。下列说法正确的是（　　） A．第一电离能：O＞N B． 中心原子轨道的杂化类型为sp3 C． 的空间构型为三角锥形 D． 分子中 键与 键的数目比为1：2 8．一种外用消炎药主要成分的结构如图所示。分子结构中的苯环和甲基部分已给出，X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中X的基态原子核外有3个未成对电子，W与Y同主族。下列说法错误的是 A．简单离子半径：M>X>Z B．简单氢化物的沸点： C．与是分子空间结构相似的极性分子 D．Y与Z形成的化合物一定含有离子键和共价键 9．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，原子序数总和为25，由这四种元素形成的某化合物的结构如图所示。下列说法错误的是（　　） A．电负性大小： B．该化合物具有强氧化性，可用于消毒杀菌 C．该化合物含离子键、共价键、配位键 D．该化合物中所有原子最外层均满足8个电子稳定结构 10．下列叙述正确的是 A．N、O、F的非金属性逐渐减弱 B．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大 C．为直线形分子，是非极性分子 D．N、O、F的电负性逐渐增大 11．下列说法合理的是（　　） A．若X+和Y2﹣的核外电子层结构相同，则原子序数：X＞Y B．由水溶液的酸性：HCl＞H2S，可推断出元素的非金属性：Cl＞S C．邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛是因为形成了分子内氢键 D．H﹣F、H﹣O、H﹣N三种共价键的极性逐渐增强 12．某多孔储氢材料前驱体结构如图所示，M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子。下列说法正确的是（　　） A．阴、阳离子中均有配位键 B．M、Y、Z不能形成离子化合物 C．氢化物的沸点：X＞Y D．氟化物WF3、YF3的VSEPR模型均为四面体形 13．研究表明，结合2个反应的势能图如下图。下列分析错误的是 A．第一电离能和电负性均为：O>S B．两个水分子的作用不同，其中一个为反应物，另外一个是催化剂 C．甲→乙过程中，S原子和O原子的杂化方式均发生改变 D．x为分子间氢键，y为分子间静电作用 14．一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，其结构简式如图所示。下列说法错误的是（　　） A．第一电离能： B．基态Zn原子的价电子排布式为 C．该物质中， 的配位数为5，配原子为O、N D．电负性由小到大的顺序为 二、实验探究题 15．氯亚铂酸钾()是制备奥铂等抗肿瘤药物的重要中间体。某科研小组以氯铂酸钾()为原料制备，相关物质性质如下表： 物质 性质 黄色粉末，溶于热水，微溶于冷水，几乎不溶于乙醇 红色固体，溶于水，不溶于乙醇，高温易分解 Ⅰ．的制备 取10.00g氯铂酸钾()溶于热水，置于装置D中，按下图所示组装实验仪器(加热与夹持装置均已省略)，在加热条件下还原可得。 （1）质量分数为70.0％的浓硫酸密度为，其物质的量浓度为　 　。 （2）为使仪器A中的浓硫酸顺利滴下，需进行的操作为　 　。 （3）仪器B的名称为　 　，装置C的作用是　 　。 （4）装置D中反应的化学方程式为　 　，装置E中的试剂可选用　 　(填序号)。 A．氨水 B．NaOH溶液 C．澄清石灰水 （5）反应结束后，拆除装置，向装置D中加入足量无水乙醇，经过滤、洗涤、干燥，得红色固体6.25g。 ①加入无水乙醇的目的是　 　。 ②的产率为　 　(结果保留三位有效数字)。 Ⅱ．奥铂()是一种稳定的水溶性广谱抗肿瘤试剂，1，2-环己二胺()是制备奥铂的原料之一。 （6）奥铂中第二周期非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为　 　。 （7）奥铂中H-N-H的键角大于1，2-环已二胺中H-N-H的键角，原因是　 　。 （8）1，2-环己二胺的沸点(190℃)高于1，2-环戊二胺()的沸点(170℃)，其主要原因是　 　。 16．某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时，设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象．请帮助该学生整理并完成实验报告． （1）实验目的：　 　． （2）实验用品：仪器：试管、胶头滴管． 药品：新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳． 实验内容（在下表横线中填写相关内容）． 序号 实验方案 实验现象 ① 向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层 呈　 　色 ② 向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置 液体分为两层，下层 呈　 　色 （3）实验结论：　 　． （4）问题和讨论． ①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为　 　、　 　． ②由于氟单质过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱．试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强：　 　、　 　． 17．A、B、X、Y、Z是元素周期表前四周期中的常见元素，原子序数依次增大．A元素可形成自然界硬度最大的单质；B与A同周期，核外有三个未成对电子；X原子的第一电离能至第四电离能分别是：I1=578kJ/mol，I2=1 817kJ/mol，I3=2 745kJ/mol，I4=11 575kJ/mol；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质；Z的一种同位素的质量数为65，中子数为35．请回答下列问题： （1）AY2是一种常用的溶剂，为　 　分子（填“极性”或“非极性”），分子中存在　 　个σ键． （2）X形成的单质与NaOH溶液反应的离子方程式为　 　，超高导热绝缘耐高温纳米XB在绝缘材料中应用广泛，其晶体与金刚石类似，属于　 　晶体． （3）X，氧、B元素的电负性由大到小的顺序为　 　（用元素符号作答）． （4）Z的基态原子核外电子排布式为　 　． 答案 1．【答案】D 【解析】【解答】解：短周期主族元素周期数等于电子层数，最外层电子数等于主族序数，第三层排5个电子，说明最外层有5个电子，说明该元素在周期表中第三周期，第ⅤA族元素，故选：D． 【分析】短周期主族元素周期数等于电子层数，最外层电子数等于主族序数，第三层排5个电子，说明最外层有5个电子， 2．【答案】D 【解析】【解答】　A.第ⅠA族元素还有氢元素，A不符合题意； B.碱金属单质非常活泼，在水溶液中先与水反应生成强碱再与铜离子反应生成Cu(OH)2沉淀，而不能将铜置换出来，B不符合题意； C.由于钾原子的最外层只有1个电子，钾单质具有较强的还原性，但是其失去电子后形成的K＋最外层已经达到8电子的稳定结构，其氧化性非常弱，C不符合题意； D.Cs是还原性比Li、Na、K、Rb都强的金属单质，与水反应会发生爆炸，D符合题意。 故答案为：D 【分析】主要考查碱金属的性质。氧化性，表示得到电子的能力；还原性，表示失去电子的能力；结构元素在周期表中的位置关系进行解答。 3．【答案】D 【解析】【解答】解：A．该原子结构示意图为 ，该元素位于第七周期、第VIIA族，故A正确； B．同位素具有相同质子数、不同中子数，而原子的质子数=核外电子总数，则Ts的同位素原子具有相同的电子数，故B正确； C．同一主族元素中，随着原子序数越大，元素的非金属性逐渐减弱，则Ts在同族元素中非金属性最弱，故C正确； D．该元素的质量数=质子数+中子数=176+117=293，该原子正确的表示方法为：117293Ts，故D错误； 故选D． 【分析】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为 ，据此判断该元素在周期表中的位置； B．同种元素的不同核素互为同位素，同种元素原子一定具有相同电子数； C．同一主族元素，原子序数越大非金属性越强； D．质量数=质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数． 4．【答案】B 【解析】【解答】解：X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素．X的原子半径是短周期主族元素中最大的，则X为Na；Y元素的单质常通过分离液态空气得到，Y单质为氮气或氧气，而R与Y同族，其单质有杀菌作用，则Y为O元素、R为S元素；Z元素的单质是常见的半导体材料，则Z为Si，W与Z同族，则W为C元素． A．X与Y形成的两种化合物为Na2O、Na2O2，晶体中阴、阳离子的个数比均为1：2，前者与水反应生成氢氧化钠，后者与水反应是生成氢氧化钠与氧气，故A正确； B．高温下碳能与二氧化硅反应生成Si与二氧化碳，故B错误； C．Y、R的简单氢化物分别为H2O、H2S，H2O分子之间存在氢键，沸点高于H2S，由于非金属性O＞S，故稳定性：H2O＞H2S，故C正确； D．向两份BaCl2溶液中分别通入SO2、CO2，均无白色沉淀生成，由于溶液中亚硫酸被氧气氧化为硫酸，一段时间后，通入SO2的一份中可能产生硫酸钡沉淀，故D正确． 故选B． 【分析】X、Y、Z、W、R属于短周期主族元素．X的原子半径是短周期主族元素中最大的，则X为Na；Y元素的单质常通过分离液态空气得到，Y单质为氮气或氧气，而R与Y同族，其单质有杀菌作用，则Y为O元素、R为S元素；Z元素的单质是常见的半导体材料，则Z为Si，W与Z同族，则W为C元素，据此解答． 5．【答案】B 【解析】【解答】A．乙二酸为二元弱酸，故第一步电离的方程式为：，A不符合题意； B．根据元素在周期表中的位置关系和甲烷中碳为-4价，氢为+1价，可得电负性的关系为：，B符合题意； C．在同一原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，这个原理为泡利原理，若基态原子的电子排布式写为，则违背了泡利原理，C不符合题意； D．氧为8号元素，氧的基态原子的轨道表示式：，D不符合题意； 故答案为：B。 【分析】A．二元弱酸分步电离； B．非金属性越强，则电负性越大； C．在同一原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，这个原理为泡利原理 D．氧为8号元素。 6．【答案】B 【解析】【解答】解：解：短周期元素中，最外层电子数是1个有：第一主族元素（包含H元素，碱金属元素）；最外层有2个的元素有第二主族元素（碱土金属元素）、稀有气体元素中的He元素， H、He为非金属元素，Li、Na、Mg为金属元素，如为稀有气体元素，则不易失去电子， 故选B． 【分析】短周期元素中，H、Li、Na的最外层电子数为1，Be、Mg及稀有气体He的最外层有2个电子，以此来解答． 7．【答案】D 【解析】【解答】A．一般情况下同一周期元素第一电离能呈增大趋势，但当元素处于第ⅡA的全充满和第ⅤA的半充满状态时，能量低，处于稳定状态，第一电离能大于同一周期相邻元素。N原子2p轨道为半充满状态，故第一电离能：N＞O，A不符合题意； B． 中心原子N价层电子对数是3+ =3，N的孤电子对数为0，成键电子对数为3，价电子对数为3，中心原子N采用sp2杂化，B不符合题意； C． 中心原子S的价电子对数为4+ =4， S原子上无孤对电子，所以 为正四面体构型，C不符合题意； D．N2的结构式为N≡N，三键中含1个σ键和2个π键，N分子中σ键与π键的数目比为1：2，D符合题意； 故答案为：D。 【分析】A.同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素； B.硝酸根中N原子的价层电子对数为3，不含孤电子对，采用sp2杂化； C.硫酸根中心S原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，为正四面体形； D.氮气中N原子之间形成三键，三键中含1个σ键和2个π键。 8．【答案】D 9．【答案】D 【解析】【解答】A．同周期自左而右元素电负性增大，故电负性Y(O)＞X(B)＞Z(Na)，故A不符合题意； B． 该化合物中含有O-O键，具有强氧化性，能够杀菌消毒，故B不符合题意； C． 由图中结构式可知，该化合物含离子键、共价键，B最外层只有3个电子，形成4个键，则含有1个配位键，故C不符合题意； D． 该化合物中H的最外层电子数为2，不满足8电子稳定结构，故D符合题意； 故答案为：D。 【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，且原子序数总和为25，结合图示可知，Z形成+1价阳离子，其原子序数最大，则Z为Na；W形成1个共价键，Y形成2个共价键，则W为H，Y为O元素，四种原子的原子序数总和为25，X的原子序数为25-1-8-11=5，则X为B元素。 10．【答案】D 11．【答案】A 【解析】【解答】解：A、根据题意，X位于Y的下一个周期，故原子序数X＞Y，故A正确； B、比较最高价氧化物对应水化物的酸性，才能比较非金属性，故B错误； C、由于邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，而分子内氢键要弱于分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛比对羟基苯甲醛熔、沸点低，故C错误； D、电负性差值越小，极性越弱，元素电负性同周期从左到右依次增大，故H﹣F，H﹣O，H﹣N极性依次降低，故D错误； 故选A． 【分析】A、若X+和Y2﹣的核外电子层结构相同，则X位于Y的下一个周期，据此回答； B、元素最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则非金属性越强； C、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键，分子内氢键要弱于分子间氢键； D、根据电负性差值越小，极性越弱来回答． 12．【答案】A 【解析】【解答】 M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子 ，由上述分析可知，M为H元素、W为B元素、X为C元素、Y为N元素、Z为O元素 A.阳离子中N与C之间形成1个配位键，N原子提供孤对电子，C提供空轨道，阴离子O与B形成1个配位键，故A正确； B.M为H元素、Y为N元素、Z为0元素，如形成的NH4NO3为离子化合物，故B错误； C.X的氢化物为CH4，Y的氢化物为NH3， NH3能形成分子间氢键，沸点较高，则氢化物的沸点：X<Y，故C错误； D.BF3中心原子的价电子对数为（ 3+3）/2 =3 ，VSEPR模型均为平面三角形，NF3中心 原子的价电子对数为（5+3）/2 =4，VSEPR 模型均为四面体型，故错误。 故答案为：A. 【分析】A.阳离子中N与C之间形成1个配位键，N原子提供孤对电子，C提供空轨道，阴离子O与B形成1个配位键； B.M为H元素、Y为N元素、Z为O元素，如形成的NH4NO3为离子化合物； C.X的氢化物为CH4，Y的氢化物为NH3， NH3能形成分子间氢键，沸点较高，则氢化物的沸点：X<Y； D.BF3中心原子的价电子对数为（ 3+3）/2 =3 ，VSEPR模型均为平面三角形，NF3中心 原子的价电子对数为（5+3）/2 =4，VSEPR 模型均为四面体型。 13．【答案】C 14．【答案】A 【解析】【解答】A．锌与29号铜相邻，由于锌原子的所有排布电子的原子轨道均处于较稳定的全充满状态，故其第一电离能大于铜的，故A符合题意； B．锌原子的核外电子数为30，其位于元素周期表第4周期第ⅡB族，基态Zn原子价电子排布式为 ，故B不符合题意； C．由一水合甘氨酸锌的分子结构可知，锌离子与相邻的5个原子(N和O)成键，故其配位数为5，配位原子为O、N，故C不符合题意； D．根据电负性的变化规律可知，非金属元素的电负性大于金属元素，非金属性越强其电负性越大，因此，由小到大的顺序为Zn＜H＜C＜N＜O，故D不符合题意； 故答案为：A。 【分析】A.根据铜和锌的位置，以及核外电子能级排布方式即可判断第一电离能的大小 B.根据核外电子排布即可判断 C.根据结构简式中即可判断 D.电负性是结合电子的能力，非金属性越强，结合电子的能力越强 15．【答案】11.5；打开分液漏斗上口的玻璃塞(或将玻璃塞上的凹槽与分液漏斗上的小孔重合)，旋转分液漏斗的活塞；蒸馏烧瓶；安全瓶，防倒吸；；AB；降低K2PtCl4的溶解度，促使其析出；73.2%；N＞O＞C；两种物质中N都为sp3杂化，奥铂中N没有孤电子对，2-环已二胺中N有孤电子对，对成键电子对的斥力较大，使H-N-H的键角变小；两者都属于分子晶体且互为同系物，的相对分子质量大于，分子间作用力更强 16．【答案】（1）探究同一主族元素性质的递变规律 （2）橙红；紫红 （3）同主族元素从上到下元素原子的得电子能力逐渐减弱 （4）Cl2+2Br﹣=Br2+2Cl﹣；2I﹣+Br2=2Br﹣+I2；HF的稳定性比HCl强；F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧 【解析】【解答】解：（1）氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质在有机层中显示紫红色，根据实验现象结合氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性来得出同主族元素性质的递变规律；故答案为：探究同一主族元素性质的递变规律； （2.）氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质更易溶于四氯化碳中，在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质单质更易溶于四氯化碳中，在有机层中显示紫红色，故答案为：橙红；紫红； （3.）氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，所以氧化性是氯气强于溴单质，溴单质能将碘离子氧化为碘单质，所以氧化性是溴单质强于碘单质，氧化性越强，元素的非金属性越强，即非金属性：Cl＞Br＞I，得出同主族元素性质的递变规律：同主族元素性质相似，且从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，故答案为：同主族元素从上到下元素原子的得电子能力逐渐减弱； （4.）①氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，2Br﹣+Cl2=2Cl﹣+Br2，溴单质能将碘离子氧化为碘单质2I﹣+Br2=2Br﹣+I2；故答案为：2Br﹣+Cl2=2Cl﹣+Br2；2I﹣+Br2=2Br﹣+I2；②单质和氢气化合得到的氢化物的稳定性：HF＞HCl；F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧，所以F的非金属性比Cl强； 故答案为：HF的稳定性强于HCl；F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧． 【分析】（1）氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质在有机层中显示紫红色，据此回答；（3）氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质在有机层显示橙红色；溴单质能将碘离子氧化为碘单质，碘单质在有机层中显示紫红色，据此回答；（4）根据实验现象结合氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性来得出同主族元素性质的递变规律；（5）①氯气具有氧化性，能将溴离子氧化为溴单质，溴单质能将碘离子氧化为碘单质；②根根据单质和氢气化合得到的氢化物的稳定性、单质之间的置换反应可以得出元素的非金属性强弱顺序． 17．【答案】（1）非极性分子；2 （2）2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；原子 （3）O＞N＞Al （4）1s22s2 3S23p63d104s2 【解析】【解答】解：A元素可形成自然界硬度最大的单质，该单质为金刚石，则A为C元素；B与A同周期，核外有三个未成对电子，则B为N元素；根据X原子的第一电离能至第四电离可知，X原子的第四电离能剧增，则X表现+3价，所以X为Al元素；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质，则Y为S元素；Z的一种同位素的质量数为5、中子数为35，则质子数=65﹣35=30，故Z为Zn元素，（1）AY2化学式是CS2，其结构式为S=C=S，为直线型结构，属于非极性分子，其分子中每个双键中含有1个σ键，所以CS2分子存在2个σ键，故答案为：非极性分子；2；（2）X是Al元素，铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，其离子方程式为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；XB是CN，晶体与金刚石类似，属于原子晶体；故答案为：2Al+2OH﹣+2H2O=2AlO2﹣+3H2↑；原子；（3）非金属性越强，电负性越强，Al、O、N元素的电负性与非金属性一致，则三种元素电负性大到小顺序为：O＞N＞Al，故答案为：O＞N＞Al；（4）Z为30号Zn元素，根据构造原理，其基态原子核外电子排布式为：1s22s2 3S23p63d104s2；�故答案为：1s22s2 3S23p63d104s2． 【分析】A元素可形成自然界硬度最大的单质，该单质为金刚石，则A为C元素；B与A同周期，核外有三个未成对电子，则B为N元素；根据X原子的第一电离能至第四电离可知，X原子的第四电离能剧增，则X表现+3价，所以X为Al元素；常温常压下，Y单质是固体，其氧化物是形成酸雨的主要物质，则Y为S元素；Z的一种同位素的质量数为5、中子数为35，则质子数=65﹣35=30，故Z为Zn元素，据此进行解答． 学科网（北京）股份有限公司 $$