第一章《原子结构与元素性质》章末测试-【帮课堂】2024-2025学年高二化学同步学与练（鲁科版2019选择性必修2）

第一章 原子结构和性质 第一章《原子结构与元素性质》章末测试 考试时间：90分钟 总分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( ) A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同 D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 【答案】B 【解析】A项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素既能表现一定的金属性，又能表现一定的非金属性，如B、Al、Si、Ge等，A项错误；B项，第三周期元素的最高正化合价=原子的最外层电子数=相应的主族族序数，B项正确；C项，核外电子排布相同的微粒，化学性质不一定相同，如K+和Cl-的核外电子排布相同，K+具有氧化性，Cl-具有还原性，C项错误；D项，元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素是B、Al、Si、Ge、As、Sb、Te、Po、At，它们都是主族元素，而过渡元素指副族元素和第VIII族元素，D项错误；故选B。 2．在学习核外电子排布知识时，甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧：甲组认为第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子，下列可作为甲组论据的是(　　) A．能量守恒原理　　B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．3d轨道能量比4s轨道高 【答案】D 【解析】第三周期中，只有3个电子层，如果有3d电子，必然有4s电子，因为3d轨道能量比4s轨道高，电子层则变为了4层，不符合实际。 3．下列各项叙述中，正确的是(　　) A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期第ⅠA族，是s区元素 C．24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 D．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 【答案】D 【解析】3p轨道电子能量比3s轨道电子能量高，镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，故A错误；价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅢA族，属于p区元素，故B错误；由于3d轨道处于半充满状态时能量较低，则24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，故C错误；所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，故D正确。 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>① C．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大，所以电负性Si<P<S，N<O，同主族从上到下电负性减弱，所以电负性N>P，O>S，故电负性Si<P<N<O，即④>③>②>①，A正确；同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径Si>P，N>O， B错误；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Si<P，N>O，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．X和Y是原子序数大于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－n C．电负性X＞Y D．第一电离能X＜Y 【答案】D 【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。 6．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>Cu D．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素 【答案】B 【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。 7．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( ) 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．元素的第一电离能最大的可能是Q元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素 【答案】B 【解析】A项，根据表格数据，元素的第一电离能最大的可能是Q元素，故A正确；B项，R、U的第一电离能与第二电离能相差较大，可知R、U都是ⅠA族元素，R、U在同一主族；S的第二电离能与第三电离能相差较大，S是ⅡA族元素，故B错误；C项，U元素的第一电离能与第二电离能相差较大，U是ⅠA族元素，在元素周期表的s区，故C正确；D项，T的第三电离能与第四电离能相差较大，T是ⅢA族元素，原子的价电子排布为ns2np1，故D正确；故选B。 8．已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构，下列关系正确的是 (　　) A．质子数：c>d，离子的还原性：Y2->Z- B．氢化物的稳定性：H2Y>HZ C．原子半径：X<W，第一电离能：X<W D．电负性：Z>Y>W>X 【答案】D 【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：c<d，A错误；氢化物稳定性：HF>H2O，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，电负性逐渐增大，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。 9．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NH4Cl+NaNO2 NaCl+2H2O+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大，其元素原子的第一电离能一定越大 B．第一电离能：O>N>Na C．元素的电负性：Cl>O>H D．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】D 【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：O<N，但电负性：O>N，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。 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>Cu D．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素 【答案】B 【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。 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11．位于三个周期的短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，又知Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，M原子的最外层上只有2个电子，Z与X位于同一主族，N与Y位于同一主族。下列叙述不正确的是 (　　) A．原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X) B．元素的电负性：Y>X >N >Z C．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】BC 【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的原子序数依次增大，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H，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，电负性越大，电负性：Y>N>X>Z，故B错误；根据同一周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，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。 12．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(OH)n (SO4)3- n/2]m (n<5，m<10)。下列说法不正确的是(　　) A．PFS中铁元素显+3价 B．基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2 C．由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程 D．由表可知失去1个电子时，气态Fe2+比气态Mn2+难 元素 Mn Fe 电离能/kJ·mol-1 I1 717 762 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 【答案】D 【解析】设铁元素的化合价为x，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可得2x-n-2×(3-)=0，解得x=3，即化合物中铁元素的化合价为+3价，故A正确；基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2，故B正确；硫酸亚铁中铁元素化合价为+2价，PFS中铁元素化合价为+3价，铁离子水解生成氢氧化铁，则由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程，故C正确；电离能越大，其失电子越难，Fe的第三电离能小于锰的第三电离能，所以气态Fe2+失去1个电子比气态Mn2+失去1个电子容易，故D错误。 13．金属M在潮湿的空气中会形成一层致密稳定的MZX3•3M(XY)2薄膜。X、Y、Z为短周期主族元素，X的原子序数是Y的8倍，X和Z同周期且X和Z基态原子的未成对电子数相同，M是人体必需的微量元素之一。1molMZX3含有60mol质子。下列说法正确的是( ) A．原子半径：X＞Z＞Y B．基态M原子的价层电子排布式为4s2 C．X、Y、Z三种元素的电负性：X＞Z＞Y D．同周期元素中第一电离能比X大的有3种 【答案】CD 【解析】X、Y、Z为短周期主族元素，X的原子序数是Y的8倍，推出Y为H元素，X为O元素；X和Z同周期且基态X和Z的未成对电子数相同，则Z为C元素；金属M在潮湿的空气中会形成一层致密稳定的MZX3•3M(XY)2，1molMZX3含有60mol质子，M是人体的必需微量元素之一，为Zn元素；综上，X为O、Y为H、Z为C、M为Zn。A项，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；原子半径： Z(C)>X(O)>Y(H)，A错误；B项，M为Zn，原子的价层电子排布式为3d104s2，B错误；C项，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；X、Y、Z三种元素的电负性：O＞C＞H，C正确；D项，同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，X为O，同周期元素中第一电离能比O大的有N、F、Ne元素，所以有3种元素，D正确；故选CD。 14．短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，其中基态Y原子s能级电子数是p能级的两倍，Z和M位于同一主族，由上述五种元素形成的化合物可作离子导体，结构如图所示。下列说法不正确的是( ) A．原子半径：M>Y>Z>X B．非金属性：M>N，Y>Z C．氢化物沸点：Z>N>M>Y D．同周期中第一电离能小于Z的元素有5种 【答案】BC 【解析】短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，基态Y原子s能级电子数是p能级的两倍，基态Y的电子排布为1s22s22p2，Y为C元素；根据结构图可知，X形成1对电子对，则X为H元素，Z的原子序数比Y(C)大，且Z和M位于同一主族，则Z在第二周期，M、N在第三周期，若Z为N元素，则M为P，由[MN6]-可得N为Cl元素；若Z为O元素，则M为S，N为Cl，不符合[MN6]-结构，因此Z为N元素， M为P元素，N为Cl元素。A项，同周期原子序数越大原子半径越小，电子层数越多原子半径越大，则原子半径：M(P)＞Y(C)＞Z(N)＞X(H)，A正确；B项，元素最高价含氧酸酸性越强，则元素的非金属性越强，由酸性HClO4＞HNO3＞H3PO4＞H2CO3可知非金属性：N(Cl)＞Z(N)＞M(P)＞Y(C)，B错误；C项，选项中没有说明是最简单的氢化物，Y为C元素，碳原子数目较大的烷烃是固态，Z为N元素，而NH3为气态，则沸点Y>Z，C错误；D项，Z为N元素，同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA元素高于同周期相邻元素，稀有气体第一电离能最大，N的2p能级处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O共5种，D正确；故选BC。 15．X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X元素基态原子电子排布式为，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是( ) A．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞W B．Y和原子序数为51的元素位于同一主族 C．同周期元素中Z的第一电离能最大 D．X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性 【答案】AC 【解析】X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大，X元素基态原子电子排布式为，n=2，则X为Be元素；Q是地壳中含量最多的金属元素，则Q为Al元素；Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Y位于IIA或VA族，且原子序数介于Be，O之间，则Y元素为N元素，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，W原子核外电子排布式为1s22s22p63s2，则W为Mg元素；Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，且原子序数介于O、Al之间，Z原子核外电子排布式为1s22s22p5，则Z为F元素。A项，金属性：Be<Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Be(OH)2<Mg(OH)2，A项错误；B项，原子序数为51的元素位于第四周期VA族，与N元素位于同一主族，B项正确；C项，F元素位于第二周期，第二周期中稀有气体Ne的第一电离能最大，C项错误；D项，根据对角线规则，Be、Al的性质相似，二者氧化物，氢氧化物都有两性，D项正确；故选AC。 三、非选择题，本题共5小题，共60分。 16．(12分)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题： (1)A元素次外层电子数是最外层电子数的，其外围轨道表示式是________________。 (2)B是1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是________，在元素周期表中的位置是____________________________________。 (3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的________(填序号)，另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合________(填序号)。 A．能量最低原理　 B．泡利原理　 C．洪特规则 (4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫作第一电离能(设为E)。如图所示： ①同周期内，随着原子序数的增大，E值变化的总趋势是________； ②根据图中提供的信息，可推断出E氧________E氟(填“>”“<”或“＝”，下同)； ③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出E镁________E钙。 【答案】(1) (1分)　　(2)铬(1分)　　第四周期第ⅥB族(2分)　 (3)②(1分)　　C(1分)　　(4)①增大(2分)　　②<(2分)　　③>(2分)　 【解析】(1)次外层电子数是最外层电子数的的元素是氖。(2)1～36号元素中，原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬，共有6个未成对电子。(3)由该基态原子的轨道表示式中的电子数可知，C元素是硅，根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，故硅元素基态原子的轨道表示式为②。(4)同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能变化的总趋势是增大；同主族内，随着电子层数的增多，第一电离能变化的总趋势是减小。 17．(12分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成㩆，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 (1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。 ①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。 ②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为___________。 (2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。 ①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d区的元素是________。 ②比较Mg、Ca第一电离能的大小：_______。O的第一电离能小于N，原因是________。 ③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。 元素 Na Mg Al 电离能(kJ/mol) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因___________。： (3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。比较Li+与H-的半径大小关系：r(Li+) ___________r(H-)((填“>”或“<”)。 【答案】(1) (2分)　 哑铃形(1分)　 N>H(1分)　 (2) Cr(1分)　 Mg>Ca(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) < (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大于显正价的元素，故N>H；(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的第一电离能大于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) Li+与H−的核外电子排布相同，核电荷数小的半径大，故Li+半径小于H−。 18．(12)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大。请根据下列相关信息，回答问题。 A元素形成的物质种类繁多，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1 C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-1 E原子核外所有p轨道全满或半满 F在周期表的第8纵列 (2)B元素的电负性　　　　　(填“大于”“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的最高价氧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)小于(2分)　 (2)离子键(2分)　 (3)3(2分)　 (4)c(2分)　 (5)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5(2分)　　3Fe+8H++2NO3- =3Fe2++2NO↑+4H2O(2分)　 【解析】(1)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大知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。(2)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。(3)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。(4)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 。(5)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+8H++2NO3- =3Fe2++2NO↑+4H2O。 19．(12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>Tl C．碱性：Al(OH)3>Tl(OH)3 D．氧化性：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+的氧化性比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： 元素编号 a b c d e 电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9 主要化合价 -1，+7 -2，+6 -3，+5 +3 +1 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大到小排第二的是_______(写元素符号)。 【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) 【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大；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大，所以原子半径：Tl>Al，故B错误；C项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：Tl>Al，所以碱性：Al(OH)3＜Tl(OH)3，故C错误；D项，因为还原性：Tl>Al，所有氧化性：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，根据氧化还原反应规律，氧化性：氧化剂>氧化产物，由Tl3++2Ag=Tl++2Ag+可知，Tl3+能将 Ag 氧化，而Ag+为氧化产物，Tl3+为氧化剂，所以氧化性：Tl3+>Ag+，故C错误；D项，根据氧化还原反应规律，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，第一电离能依次增大，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族大；第ⅤA族p轨道半充满，第一电离能比第ⅥA族大，所以以上几种元素的第一电离能大小为：；故为P。 20．(12分)有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01 )的pH与原子序数的关系如图2所示。(已知：pH=2， pH=12，) 根据上述信息进行判断，并回答下列问题： (1)h在元素周期表中的位置是___________。 (2)①比较f、g、h常见离子的半径大小___________(用离子符号表示)； ②写出e、f的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________ (3)下列可作为比较f和Mg金属性强弱的依据是___________。 a．测两种元素单质的硬度和熔、沸点 b．比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 c．比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度 d．比较两种元素在化合物中化合价的高低 (4)上述元素任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式________(写一个即可)。 (5)据报道，最近意大利科学家获得了极具研究价值的z4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol z-z键吸收167 kJ热量，生成1 mol Z=Z键放出942 kJ热量，则1mol z4完全反应的能量变化为___________ (6)由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以较少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为________。已知eyz含有z2分子中类似的化学键，写出化合物eyz的电子式________。 (7)①将xyzd的电负性按照从大到小的顺序排序___________(用元素符号表示) ②将efgh的第一电离能按照从小到大的顺序排序___________(用元素符号表示) 【答案】(1)第三周期第ⅦA族(1分) (2) S2-＞Cl-＞Al3+(1分) OH－+Al(OH)3＝Al3＋+3H2O(1分) (3)bc(2分) (4)HClO4、H2CO3、H2SO3(1分) (5)N4(g)=2N2(g)  ΔH=-882kJ/mol(1分) (6) NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑(2分)   (1分) (7) O＞N＞C＞H (1分) Na＜Al＜S＜Cl(1分) 【解析】从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数，可知x是H元素，y是C元素，d是O元素，f是Al元素，z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液浓度均为0.01mol•L-1，e的pH为12，为一元强碱，则e是Na元素，z、h的pH均为2，为一元强酸，则z为N元素、h为Cl元素；g的pH小于2，则g的为二元强酸，故g为S元素。(1)h为Cl元素，处于周期表中第三周期第ⅦA族；(2)①电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，离子电子层越多离子半径越大，则离子半径：S2-＞Cl-＞Al3+；②氢氧化钠和氢氧化铝反应的离子方程式为OH－+Al(OH)3＝Al3＋+3H2O；(3)a项，单质的硬度和熔、沸点，属于物理性质，不能比较金属强弱，故a错误；b项，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，则比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱能比较金属强弱，故b正确；c项，单质与同浓度盐酸反应越剧烈，说明金属性越强，故c正确；d项，化合物中金属元素化合价越高，说明金属原子失去电子越大，但金属性强弱与失去电子数目无关，与得失电子难易有关，故d错误，故选bc；(4)任三种元素组成六原子共价化合物有HClO4、H2CO3、H2SO3等；(5)根据原子守恒知，一个N4分子生成2个N2分子，一个N4分子中含有6个N-N键，破坏1molN4分子中含有6molN-N键需要吸收167kJ/mol×6mol=1002kJ能量；生成2molN≡N键放出942kJ/mol×2mol=1884kJ能量，所以该反应放出1884kJ-1002kJ=882kJ能量，所以热化学反应方程式为N4(g)=2N2(g)  ΔH=-882kJ/mol；(6)化合物NaCN不慎泄漏时，通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以较少污染．反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，应生成NaHCO3、NH3，反应方程式为：NaCN+H2O2+H2O＝NaHCO3+NH3↑，NaCN由Na+、CN-构成，含有N2分子中类似的化学键，则CN-中存在三键，NaCN电子式为： 。(7)①非金属性越强，电负性越大，则H、C、N、O的电负性按照从大到小的顺序排序为O＞N＞C＞H；②Na、Al、S、Cl的第一电离能按照从小到大的顺序排序为Na＜Al＜S＜Cl。 ( 9 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章 原子结构和性质 第一章《原子结构与元素性质》章末测试 考试时间：90分钟 总分：100分 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1．“结构决定性质”是学习化学的重要思维方法，下列说法正确的是( ) A．同一元素不可能既表现金属性，又表现非金属性 B．第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数 C．核外电子排布相同的微粒，化学性质一定相同 D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素 2．在学习核外电子排布知识时，甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧：甲组认为第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子，下列可作为甲组论据的是(　　) A．能量守恒原理　　B．泡利不相容原理 C．洪特规则 D．3d轨道能量比4s轨道高 3．下列各项叙述中，正确的是(　　) A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态 B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期第ⅠA族，是s区元素 C．24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2 D．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同 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>① C．第一电离能：④>③>②>① D．最高正化合价：④>③>②>① 5．X和Y是原子序数大于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－n C．电负性X＞Y D．第一电离能X＜Y 6．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>Cu D．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素 7．根据下列五种元素的电离能数据(单位：kJ•mol-1)，判断下列说法不正确的是( ) 元素代号 I1 I2 I3 I4 Q 2080 4000 6100 9400 R 500 4600 6900 9500 S 740 1500 7700 10500 T 580 1800 2700 11600 U 420 3100 4400 5900 A．元素的第一电离能最大的可能是Q元素 B．R和S均可能与U在同一主族 C．U元素可能在元素周期表的s区 D．原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素 8．已知1~18号元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同的电子层结构，下列关系正确的是 (　　) A．质子数：c>d，离子的还原性：Y2->Z- B．氢化物的稳定性：H2Y>HZ C．原子半径：X<W，第一电离能：X<W D．电负性：Z>Y>W>X 9．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NH4Cl+NaNO2 NaCl+2H2O+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大，其元素原子的第一电离能一定越大 B．第一电离能：O>N>Na C．元素的电负性：Cl>O>H D．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 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>Cu D．S、P为p区元素，Cu、Zn为d区元素 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得0分。 11．位于三个周期的短周期元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，又知Y原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍，M原子的最外层上只有2个电子，Z与X位于同一主族，N与Y位于同一主族。下列叙述不正确的是 (　　) A．原子半径：r(Z)>r(M)>r(N)>r(Y)>r(X) B．元素的电负性：Y>X >N >Z C．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 12．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(OH)n (SO4)3- n/2]m (n<5，m<10)。下列说法不正确的是(　　) A．PFS中铁元素显+3价 B．基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2 C．由FeSO4溶液制备PFS需经过氧化、水解和聚合等过程 D．由表可知失去1个电子时，气态Fe2+比气态Mn2+难 元素 Mn Fe 电离能/kJ·mol-1 I1 717 762 I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 13．金属M在潮湿的空气中会形成一层致密稳定的MZX3•3M(XY)2薄膜。X、Y、Z为短周期主族元素，X的原子序数是Y的8倍，X和Z同周期且X和Z基态原子的未成对电子数相同，M是人体必需的微量元素之一。1molMZX3含有60mol质子。下列说法正确的是( ) A．原子半径：X＞Z＞Y B．基态M原子的价层电子排布式为4s2 C．X、Y、Z三种元素的电负性：X＞Z＞Y D．同周期元素中第一电离能比X大的有3种 14．短周期主族元素X、Y、Z、M、N的原子序数依次增大，其中基态Y原子s能级电子数是p能级的两倍，Z和M位于同一主族，由上述五种元素形成的化合物可作离子导体，结构如图所示。下列说法不正确的是( ) A．原子半径：M>Y>Z>X B．非金属性：M>N，Y>Z C．氢化物沸点：Z>N>M>Y D．同周期中第一电离能小于Z的元素有5种 15．X、Y、Z、W、Q五种短周期元素，原子序数依次增大。X元素基态原子电子排布式为，Y元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，Z元素基态原子2p轨道有一个未成对电子，W元素基态原子s能级上的电子总数与p能级上电子总数相等，Q是地壳中含量最多的金属元素。下列说法不正确的是( ) A．最高价氧化物对应水化物的碱性：X＞W B．Y和原子序数为51的元素位于同一主族 C．同周期元素中Z的第一电离能最大 D．X、Q的氧化物、氢氧化物都有两性 三、非选择题，本题共5小题，共60分。 16．(12分)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题： (1)A元素次外层电子数是最外层电子数的，其外围轨道表示式是________________。 (2)B是1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是________，在元素周期表中的位置是____________________________________。 (3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的________(填序号)，另一轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合________(填序号)。 A．能量最低原理　 B．泡利原理　 C．洪特规则 (4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫作第一电离能(设为E)。如图所示： ①同周期内，随着原子序数的增大，E值变化的总趋势是________； ②根据图中提供的信息，可推断出E氧________E氟(填“>”“<”或“＝”，下同)； ③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出E镁________E钙。 17．(12分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成㩆，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。 (1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。 ①基态氮原子的轨道表示式为___________，占据最高能级电子的电子云轮廓图为___________形。 ②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为___________。 (2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。 ①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中d区的元素是________。 ②比较Mg、Ca第一电离能的大小：_______。O的第一电离能小于N，原因是________。 ③下表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。 元素 Na Mg Al 电离能(kJ/mol) 496 738 578 4562 1451 1817 6912 7733 2745 9543 10540 11575 结合数据说明Mg的常见化合价为＋2价的原因___________。： (3)我国科研人员研制出了“Fe—LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。比较Li+与H-的半径大小关系：r(Li+) ___________r(H-)((填“>”或“<”)。 18．(12)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大。请根据下列相关信息，回答问题。 A元素形成的物质种类繁多，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1 C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-1 E原子核外所有p轨道全满或半满 F在周期表的第8纵列 (2)B元素的电负性　　　　　(填“大于”“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的最高价氧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　　　　　　　　　　　　。  19．(12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>Tl C．碱性：Al(OH)3>Tl(OH)3 D．氧化性：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+的氧化性比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： 元素编号 a b c d e 电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9 主要化合价 -1，+7 -2，+6 -3，+5 +3 +1 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大到小排第二的是_______(写元素符号)。 20．(12分)有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h，其中x、y、d、f随着原子序数的递增，其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01 )的pH与原子序数的关系如图2所示。(已知：pH=2， pH=12，) 根据上述信息进行判断，并回答下列问题： (1)h在元素周期表中的位置是___________。 (2)①比较f、g、h常见离子的半径大小___________(用离子符号表示)； ②写出e、f的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式___________ (3)下列可作为比较f和Mg金属性强弱的依据是___________。 a．测两种元素单质的硬度和熔、沸点 b．比较最高价氧化物对应水化物的碱性强弱 c．比较单质与同浓度盐酸反应的剧烈程度 d．比较两种元素在化合物中化合价的高低 (4)上述元素任选三种组成六原子共价化合物，写出其化学式________(写一个即可)。 (5)据报道，最近意大利科学家获得了极具研究价值的z4，其分子结构与白磷分子的正四面体结构相似。已知断裂1 mol z-z键吸收167 kJ热量，生成1 mol Z=Z键放出942 kJ热量，则1mol z4完全反应的能量变化为___________ (6)由上述元素中的y、z、e组成的某剧毒化合物eyz不慎泄漏时，消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理，以较少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体，二者溶于水均呈碱性，该反应的化学方程式为________。已知eyz含有z2分子中类似的化学键，写出化合物eyz的电子式________。 (7)①将xyzd的电负性按照从大到小的顺序排序___________(用元素符号表示) ②将efgh的第一电离能按照从小到大的顺序排序___________(用元素符号表示) ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$