第一章 原子结构与性质 测试题（含答案）2023-2024学年高二下学期人教版(2019)化学选择性必修2

第一章 原子结构与性质 测试题 一、选择题 1．下列事实一定能说明X、Y两种元素属于同一主族的是 A．电子层数：X<Y B．均有+3价 C．最外层电子数均为5 D．最外层均有2个电子 2．元素周期表中第三周期三种元素原子①②③的逐级电离能数据如下表所示。下列有关比较错误的是 标号 ① ② ③ 电离能/kJ·mol−1 496 578 738 4562 1817 1451 6912 2745 7733 9543 11575 10540 A．最高正价：② > ③ > ① B．离子半径：② > ③ > ① C．电负性：② > ③ > ① D．金属性：① > ③ > ② 3．钒氮合金研发难度大，属冶金行业的顶级尖端技术，目前全世界只有美国VAMETCO公司和我国攀钢能够生产。23V原子的价电子排布式正确的是 A．3s23p1 B．3d34s2 C．3d64s2 D．4s2 4．下列电子排布式或轨道表示式书写正确的是 A．O原子的轨道表示式： B．Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2 C．Cr原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2 D．Br-的电子排布式：[Ar]3d44s24p6 5．下列各基态原子的电子排布式正确的是 ①Be：1s22s12p1②C：1s22s22p2③He：1s12s1④Cl：1s22s22p63s23p5 A．②④ B．②③ C．①③ D．①② 6．关于氟、氯的性质递变规律，描述不正确的是 A．原子半径：F＜Cl B．原子得电子能力：F＜Cl C．单质氧化性：F2＞Cl2 D．热稳定性：HF＞HCl 7．对下列化学用语的理解正确的是 A．空间填充模型既可以表示甲烷分子，也可以表示四氯化碳分子 B．丙烯的结构简式： C．基态Al原子最高能级的电子云图为： D．某基态原子的轨道表示式若写为：，则违背了洪特规则 8．下列说法正确的是 A．第二能层含有2s、2p和2d三个能级 B．处于同一能层的电子能量一定相同 C．原子中3d2表示3d能级有两个轨道 D．F原子中s轨道的电子云轮廓都为球形 9．X、Y、Z、W、P、Q为短周期元素，其中Y的原子序数最小，它们的最高正价与原子半径关系如图所示。下列说法正确的是 A．Y在元素周期表中位于p区 B．第一电离能：Z>P>Q>X C．离子半径： D．氧化物对应水化物的酸性：Q>P>Z 10．如图是人体不可缺少的钙元素的原子结构示意图，则钙原子的 A．质子数为20 B．电子层数为3 C．最外层电子数为10 D．核外电子数为40 11．下列原子或离子的核外电子排布式，正确的是 A．： B．： C．： D．： 12．下列状态的铝中，电离最外层的一个电子所需能量最小的是 A．[Ne] B． C． D． 13．我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中，发现一种新的化合物，结构如下图所示，其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y与W是同一主族元素。下列说法正确的是 A．元素电负性：Z>Y>W B．简单氢化物沸点：X>Y>W C．简单离子半径：Z>Y>X D．X、W氧化物的水化物均为强酸 14．下列含氮微粒的化学用语表达正确的是 A．氮-14原子： B．氮原子的轨道表示式： C．氨气的电子式： D．氮气的结构式：N≡N 15．下列表达方式正确的是 A．Fe原子结构示意图 B．的价电子排布式为： C．Cr原子的价电子排布式 D．N的价电子排布图 二、非选择题 16．(1)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___形。 (2)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为__，该能层具有的原子轨道数为___，电子数为__。 17．某同字为探究元素周期表中元素性质的递变规律，设计了如下实验。 (1)将形状相同镁、铝分别投入到相同体积和相同浓度的盐酸中，试预测实验结果：___________与盐酸反应更剧烈；从原子结构解释上述现象的原因：___________。 (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，可证明非金属性___________强于___________，反应的离子方程式为___________。 18．与相比，第二电离能与第一电离能差值更大的是_______，原因是_______。 19．各能级所含有原子轨道数目 能级符号 ns np nd nf 轨道数目 ____ ____ ____ ____ 20．(1)M电子层上有_______个能级，有_______个轨道。 (2)A元素的最高正化合价是+4价，A原子次外层上有2个电子，A原子的电子排布式是_______。 (3)B元素在气态氢化物中显-3价，气态氢化物极易溶于水，B原子的电子排布式是_______。 (4)E原子核外占有9个轨道，且只有1个未成对电子，E离子结构示意图是_______。 (5)F、G都是短周期元素，F2-与G3+的电子层结构相同，则F2-的电子排布式是_______，G元素的原子序数是_______。 21．已知A、B、C、D为第三周期元素，其第一至第四电离能如表所示(单位：)。 元素代号 I1 I2 I3 I4 A 1521 2666 3931 5771 B 496 4562 6912 9543 C 738 1451 7733 10540 D 578 1817 2745 11575 试回答下列各题： (1)A是_______(填元素符号，下同)，B是_______，C是_______，D是_______。 (2)B在化合物中通常显_______价，B的电负性_______(填“>”“<”或“=”)C的电负性。 (3)下列元素形成的单质中，化学性质与A形成的单质最相似的是_______(填序号)。 A．氦 B．铍 C．锂 D．氢 (4)大部分元素都会出现相邻两个电离能的数据相差较大的情况，请预测B的第2次电离能数据飞跃将是在失去第_______个电子时。 22．我国从国外进口某原料经测定主要含有A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大。元素A、B、C、D、E的原子结构等信息如表： 元素 元素性质或原子结构 A 周期表中原子半径最小的元素 B 原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同 C 最外层P轨道半充满 D 位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍 E 该元素的正三价离子的能级为半充满 (1)基态B原子核外共有_______种运动状态不同的电子，共占据_______个原子轨道，其中能量最高的能级符号是_______。 (2)B、C、D第一电离能由大到小为_______(填元素符号)。 (3)分子内有_______个键，_______个键。 (4)E在周期表中的位置是_______，属于_______区，外围电子排布图为_______。 (5)写出E的原子结构示意图：_______。 23．已知几种元素的性质或原子结构的相关叙述如表所示，回答下列问题。 元素编号 元素性质或原子结构的相关叙述 T 失去一个电子后、形成与Ne相同的核外电子排布 X 最外层电子数是次外层电子数的2倍 Y 其某种单质是空气的主要成分，也是最常见的助燃剂 Z 原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子 (1)元素X的一种同位素用作相对原子质量的标准，这种同位素的原子符号是___________。X的另一种同位素可用来测定文物所属年代，这种同位素的原子符号是___________。 (2)Y形成的另一种单质，主要存在于地球的平流层中，被称作地球生物的保护伞，该单质的化学式是___________。 (3)画出T的原子结构示意图：___________。 (4)T与Y可以形成T2Y2的化合物，写出其与XY2反应的化学方程式___________。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．电子层数的多少不能说明是否为同一主族，如Li有二个电子层、Al有三个电子层，不在同一主族，A错误； B．N、Al均有＋3价，但不是同主族元素，B错误； C．最外层电子数均为5，说明都是VA族元素，C正确； D．Mg、He最外层均有2个电子，不是同主族元素，D错误； 故选C。 2．B 【分析】由表中数据可知①、②、③分别是钠、铝、镁三种元素； 解析：A．钠、铝、镁三种元素的最高正价分别是+1、+3、+2，所以最高正价：② > ③ > ①，A正确； B．三种元素形成的离子结构相同，质子数越大半径越小，所以离子半径：①>③ > ②，B错误； C．同周期主族元素自左向右电负性依次增大，所以电负性：② > ③ > ①，C正确； D．同周期主族元素自左向右金属性依次减弱，所以金属性：① > ③ > ②，D正确； 故选B。 3．B 解析：23V核外电子数为23，按构造原理，基态核外电子排布式为：[Ar]3d34s2，原子的价电子排布式3d34s2； 答案选B。 4．D 解析：A．2p能层有4个电子，应在3个不同的轨道，所以O原子的轨道表示式违背洪特规则，A错误； B．Ca为20号元素，其原子的核外有20个电子，其电子排布式应为，B错误； C．Cr原子的电子排布式应为，C错误； D．Br为35号元素，核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5，Br得到1个电子形成Br-，所以Br-的电子排布式为[Ar]3d104s24p6，D正确； 故选：D。 5．A 解析：①根据能量最低原理，基态Be原子的电子排布式为1s22s2，故①错误； ②根据能量最低原理，基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，故②正确； ③根据能量最低原理，基态He原子的电子排布式为1s2，故③错误； ④根据能量最低原理，基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，故④正确； 正确的是②④，选A。 6．B 【分析】氟、氯均为ⅦA元素，F原子序数小于Cl、在元素周期表中F位于Cl的上方，同主族元素从上到下非金属性递减，据此回答； 解析：A． 同主族元素电子层数少者原子半径小，则原子半径：，A正确； B． F非金属性强则原子得电子能力强，故原子得电子能力：，B错误； C．非金属性强通常单质氧化性强，则单质氧化性：F2Cl2，C正确； D．非金属性强则简单氢化物稳定，故热稳定性：HF＞HCl，D正确； 答案选B。 7．C 解析：A．氯原子半径大于碳原子半径，该模型不可以表示四氯化碳分子，A错误； B．丙烯的结构简式：，B错误； C．基态Al原子最高能级为3p能级，电子云图为纺锤形，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；故是违背了泡利原理，D错误； 故选C。 8．D 解析：A．第二能层含有2s、2p两个能级，所以不存在2d能级，选项A错误； B．处于同一能层的电子可能有s电子、p电子或d电子，d电子能量>p电子能量>s电子能量，所以处于同一能层的电子能量不一定相同，选项B错误； C．d能级的轨道数为5，即3d能级有5个轨道，3d2表示3d能级有两个电子，选项C错误； D．s轨道的电子云轮廓为球形，即1s、2s、3s等电子云轮廓都为球形，所以F原子中s轨道的电子云轮廓都为球形，选项D正确； 答案选D。 9．C 【分析】由题干图示信息可知，X为+1价，原子半径最大，故X为Na，Y为+2价，原子序数最小，Y为Be，Z为+4价，原子半径大于Y，故Z为Si，W为+5价，原子半径小于Y，W为N，P为+6价，则P为S，Q为+7价，则Q为Cl，据此分析解题。 解析：A．由分析可知，Y为Be，故Y在元素周期表中位于s区，A错误； B．由分析可知，X为Na、Z为Si、P为S、Q为Cl，为同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能Cl＞S＞Si＞Na即Q >P> Z>X，B错误； C．由分析可知，W为N、P为S、Q为Cl，离子半径为S2-＞Cl-＞N3-即，C正确； D．由分析可知，Q为Cl、P为S、Z为Si，其最高价氧化物对应水化物的酸性为HClO4＞H2SO4＞H2SiO3即Q>P>Z，但不是最高价氧化物对应水化物的酸性则无此规律，如H2SO4＞HClO，D错误； 故答案为：C。 10．A 解析：A．根据Ca的原子结构示意图可知：Ca元素的核电荷数是20，由于核电荷数等于原子核内质子数，故Ca的质子数是20，A正确； B．Ca原子核外有4个电子层，B错误； C．Ca原子最外层有2个电子，C错误； D．Ca原子核外电子数等于原子核内质子数，等于20 ，D错误； 故合理选项是A。 11．C 解析：A．核外有18个电子，其电子排布式为：，故A错误； B．电子排布式书写时，相同能层的写在一起，：，故B错误； C．Ar核外有18个电子，：，故C正确； D．是的价电子排布式，不是基态原子核外电子排布式，故D错误。 综上所述，答案为C。 12．B 解析：A．[Ne]为基态Al3+，2p能级处于全充满，较稳定，电离最外层的一个电子为Al原子的第四电离能； B．为Al原子的核外电子排布的激发态； C． 为基态Al原子失去两个电子后的状态，电离最外层的一个电子为Al原子的第三电离能； D．为基态Al失去一个电子后的状态，电离最外层的一个电子为Al原子的第二电离能； 电离最外层的一个电子所需要的能量：基态大于激发态，而第一电离能小于第二电离能小于第三电离能小于第四电离能，则电离最外层的一个电子所需能量最小的是B； 故选B。 13．A 【分析】X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素，Y与W是同一主族元素，W能形成6个化合键，则Y为氧、W为硫；Z形成1个共价键为氟；X形成3个共价键，为氮； 解析：A．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；元素电负性：Z>Y>W，A正确； B．常温下水为液体、氨气为气体，则水沸点较高；氨气能形成氢键导致沸点高于硫化氢，故简单氢化物沸点：Y>X> W，B错误； C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：X>Y > Z，C错误； D．亚硝酸、亚硫酸不是强酸，D错误； 故选A。 14．D 解析：A．氮-14原子：，A错误； B．氮原子的轨道表示式： ，B错误； C．氨气的电子式： ，C错误； D．氮气中氮原子之间共用3对电子，结构式：N≡N，D正确； 故选D。 15．A 解析：A．Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则原子结构示意图为：，故A正确； B．Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则Fe2+的价电子排布式为3d6，故B错误； C．Cr的原子序数为24，根据洪特规则，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，则价电子排布式为3d54s1，故C错误； D． N的核外电子排布式为1s22s22p3，主族元素的最外层电子为价电子，所以其价电子排布图为： ，故D错误； 故选A。 二、非选择题 16． 哑铃(纺锤) M 9 4 解析：(1)基态S原子核外有3个电子层，电子占据的最高能级为3p，p能级的电子云轮廊图为哑体(纺锤)形。 (2)基态Si原子核外有3个电子层，最高电子层是M层，有4个电子。M层具有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道。 17．(1) 镁 镁原子的比铝的半径大，最外层电子数少，更容易失去电子，与盐酸反应就更剧烈 (2) Cl S Cl2+S2-=2Cl-+S↓ 解析： (1)镁原子半径比铝原子的半径大，最外层电子数少，更容易失去电子，镁的金属性更强，金属镁的还原性更强，所以镁与盐酸反应就更剧烈。 (2)向Na2S溶液中通入氯气出现黄色浑浊，氯气将硫置换了出来，生成了不溶于水的单质硫：Cl2+S2-=2Cl-+S↓，该反应说明氯气的氧化性强于硫，所以Cl的非金属性强于S。 18． 的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，电子处于全充满状态，较稳定，失去1个电子时所需能量与失去电子所需能量的差值更大 解析：Cu原子的价电子层结构是3d104s1；的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子；原子的价电子层结构是4s2；的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，电子处于全充满状态，较稳定，失去1个电子时所需能量与失去电子所需能量的差值更大；故答案为；的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，的第二电离能失去的是电子，第一电离能失去的是电子，电子处于全充满状态，较稳定，失去1个电子时所需能量与失去电子所需能量的差值更大。 19．3 5 7 解析：略 20．9 1s22s22p2 1s22s22p3 1s22s22p6 13 解析：(1) M层有3s、3p、3d三个能级，轨道数为1+3+5=9，作内层时最多容纳18个电子，作为最外层时，3p轨道上各有1个未成对电子时最多。 (2)A元素为C元素，电子排布式为1s22s22p2。 (3)B元素为N元素，电子排布式为1s22s22p3。 (4)E元素为Cl元素，其离子结构示意图为. (5) F2-的核外电子数是10，电子排布式是1s22s22p6，G为元素Al，原子序数是13号。 21． Ar Na Mg Al +1 < A 10 解析：A、B、C、D为第三周期元素，根据表中数据知，A每一级电离能都较大，故A应为全满稳定结构，即元素，B元素的I2突然增大，故B容易失去1个电子，即元素，C元素的I3突然增大，故C容易失去2个电子，即元素，D元素的I4突然增大，故D容易失去3个电子，即元素。 (1)由分析知A为Ar，B为Na，C为Mg，D为Al； (2)B为元素，在化合物中通常显+1价；一般来说，同周期元素由左向右电负性逐渐增大，故电负性：，此处填“＜”； (3)A为稀有气体Ar，稀有气体之间性质相似，故此处填A； (4)电离能的突跃变化，说明核外电子是分层排布的的电子排布式为，由于所处电子层相同，所以它的第2次电离能数据飞跃发生在失去第10个电子时。 22．(1) 6 4 2p (2)N ＞ O＞C (3) 3 2 (4) 第四周期 VIII 族 d (5) 【分析】A、B、C、D、E五种前四周期元素，且原子序数依次增大, 周期表中原子半径最小的元素，则为H元素；B原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，电子排布式为1s22s22p2，则B为C元素；C最外层P轨道半充满，电子排布式为1s22s22p3，为N元素；D位于短周期，其原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍，电子排布式为1s22s22p4，为O元素；E元素的正三价离子的能级为半充满，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素； 解析：（1）B为C元素；基态B原子的电子排布式为1s22s22p2，核外有6个电子，即有6种运动状态不同的电子；共占据4个原子轨道，其中能量最高的能级符号是2p； （2）同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素2p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，故第一电离能N＞O＞C，故答案为：N＞O＞C； （3）C2H2的结构式为H-CC-H，分子内有3个键，2个键； （4）E为Fe元素，在周期表中的位置是第四周期 VIII 族，属于d区，外围电子排布图为； （5）E为Fe元素，为26号元素，原子结构示意图为：。 23． C C O3 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2 【分析】T失去一个电子后，形成与Ne相同的核外电子排布，则T的质子数为11，为Na元素；X的最外层电子数是次外层电子数的2倍，说明X有2个电子层，其最外层电子数为4，则X为C元素；Y的某种单质是空气的主要成分，也是最常见的助燃剂，则Y为O元素；Z的原子核外有3个电子层，最外层比次外层少1个电子，其最外层电子数为7，则Z为Cl元素，以此分析解答。 解析：(1)X为C，元素X的一种同位素用作相对原子质量的标准，这种同位素的原子符号是C，X的另一种同位素可用来测定文物所属年代，这种同位素的符号是C，故答案为：C；C； (2)Y形成的另一种单质，主要存在于地球的平流层中，被称作地球生物的保护伞，该单质的化学式是O3，故答案为：O3； (3)T为Na，原子序数为11，其原子结构示意图为图为，故答案为：； (4)T2Y2为Na2O2，XY2为CO2，二者反应生成碳酸钠和氧气，反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2，故答案为：2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2。 学科网（北京）股份有限公司 $$