第1章 原子结构与性质【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学同步单元卷（上海专用，沪科版2020选择性必修2）

第1章 原子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、基态原子排布（14分） 1．基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。回答下列问题：（14分） (1)以下列出的是一些原子的3p轨道和3d轨道中电子排布的情况。其中， (填序号，下同)违反了泡利原理， 违反了洪特规则。 ①    ②    ③ ④    ⑤    ⑥ (2)某元素激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为，则该元素基态原子的电子排布式为 ；其最高价氧化物对应水化物的化学式是 。 (3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高的顺序排列： 。 ①  ②  ③  ④  ⑤  ⑥ (4)下列变化中释放能量的是_______(填字母序号，下同)。 A． B． C． D． (5)根据基态铜原子价层电子排布的原理，可以用来解释下列事实的是 。 A．高温时氧化铜会转化为氧化亚铜 B．铜丝灼烧时火焰呈绿色 C．半径小于半径 【答案】(1) ③ （2分） ②④⑥（2分） (2) （2分） (3)①<③<⑤<④<⑥<②（2分） (4)D（2分） (5)A（2分） 【解析】（1）根据泡利原理，一个原子轨道中最多能容纳两个电子，且自旋状态相反，故③违反了泡利原理；根据洪特规则，当电子填充同一能级不同轨道时，总是首先分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，故②④⑥违反了洪特规则； （2）根据元素激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s13p3可知，该元素为Si元素，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2；其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SiO3； （3）根据构造原理，多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高的顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d，所以，正确顺序为：①<③<⑤<④<⑥<②； （4）A项失去3s电子，需要吸收能量，A错误；B项中共价键断裂，需要吸收热量，B错误；C项是由Na原子由基态变为激发态，吸收能量，C错误；D项形成共价键，释放能量，D正确； （5）铜元素的原子序数为29，基态铜原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1，氧化铜中Cu2+价电子排布式为3d9，氧化亚铜中Cu+价电子排布式为3d10,3d轨道为全充满状态，在高温条件下CuO会转化为更温度的Cu2O，A正确；灼烧时，铜原子吸收能量，电子跃迁到高能级后再返回到低能级轨道时释放出绿色的光，火焰呈绿色，与基态铜原子价层电子排布无关，B错误；Na+含有2个电子层，K+含有3个电子层，则Na+半径小于K+半径，与基态铜原子价层电子排布的原理无关，C错误； 二、原子结构与性质（15分） 2．在1778年，法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧，再用水滗取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。（15分） 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，其能级上有 个运动状态不同的电子。 (2)基态S原子核外有 对自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是 。 (3)在氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是 (填化学式)。 (4)下列氧原子的价电子轨道表示式表示的状态中，没有错误且能量最低的为_____(填字母，下同)。 A． B． C． D． (5)下列有关说法正确的是 。 A．元素没有焰色反应，所以铁元素没有发射光谱 B．基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目 C．节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关 【答案】(1) 3d64s2（2分） 6（2分） (2) 7 （2分） 3s（2分） (3)Na2O、Na2O2（2分） (4)A（2分） (5)BC（3分） 【解析】（1）Fe原子序数26，基态铁原子的价层电子排布式：3d64s2；其3d能级上有6个电子，则有6个运动状态不同的电子； （2）基态S原子核外电子排布：1s22s22p63s23p4，有7对自旋方向相反的电子对；基态钠原子核外电子排布：1s22s22p63s1，电子占据能量最高的能级符号：3s； （3）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素为钠，与非金属性最强的元素氧，两者组成的化合物是为Na2O、Na2O2； （4）能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；C、D不是基态电子排布，能量较高；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；B不符合洪特规则；A为基态原子的电子排布，能量最低且没有错误； 故选A； （5）A．元素没有焰色反应，但是铁原子中激发态电子跃迁到较低轨道，也会有发射光谱，错误； B．基态Fe原子价电子排布为3d64s2，基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目等于4，正确； C．电子由基态跃迁到激发态需要吸收光子，获得能量，由激发态跃迁到基态辐射光子，放出能量，因此日常生活中我们看到的许多可见光，如霓虹灯光、节日焰火，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，正确； 故选BC。 三、元素周期表与元素周期律（18分） 3．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G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。（18分） A元素的核外电子数和电子层数相等 B元素的核外p电子数比s电子数少1 C原子的第一至第四电离能如下：；；； D原子核外所有p轨道全满或半满 E元素的主族序数与周期数的差为4 F是前四周期中电负性最小的元素 G在周期表第十列 (1)已知为离子化合物，写出其电子式： 。 (2)D元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个方向，原子轨道呈 形。 (3)C与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为 。 (4)电解E和F所形成化合物的水溶液，可以得到两种气体，该电解反应的化学方程式为 。 (5)G位于 族，其与铷的合金可用于催化氨硼烷水解。下图为该过程的反应机理(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子，氨硼烷中与B原子相连的3个H原子分别用、、标记)，根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒A和微粒B的化学式分别为 、 。 【答案】(1) （2分） (2) 3 （2分） 哑铃（2分） (3)Mg3N2（2分） (4)（3分） (5) Ⅷ （2分） NH （2分） （3分） 【解析】（1） NH5为离子化合物，则NH5由 构成，其电子式为； （2）D是P元素，基态原子中能量最高的电子排布在3p能级，其电子云在空间有3个方向，原子轨道呈哑铃形。 （3）Mg与空气中含量最高的气体N2反应生成Mg3N2； （4）电解KCl溶液，可以得到氢气和氯气两种气体，该电解反应的化学方程式为。 （5）G是Ni元素，位于Ⅷ族；根据图示，氨硼烷中N和B之间的配位键断裂，N与水电离出的H结合为，-OH与B结合，所以微粒A是NH；每一步B原子结合1个-OH，所以B共结合4个-OH，微粒B的化学式为。 四、元素的推断（24分） 4．、、、、、、、是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表：（24分） 元素 相关信息 原子核外有6种不同运动状态的电子 基态原子中电子总数与电子总数相等 原子半径在同周期元素中最大 逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376 基态原子的最外层轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 基态原子核外有四个电子层，最外层只有一个电子，其它电子层均排满电子 请用化学用语填空： (1)元素在元素周期表的位置： ，、互称为元素的 (填“同位素”或“同素异形体”)。 (2)原子的核外电子空间运动状态有 种；不能作为比较与的非金属性强弱依据的是 (填标号)。 A．原子得电子个数多于原子得电子个数 B．的简单氢化物的稳定性弱于的简单氢化物 C．单质分别与反应：的单质比的单质更难 D．最高价氧化物水化物的酸性：比弱 (3)请写出元素基态原子核外电子排布式： 。 (4)、、、四种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)，写出、形成原子个数比的化合物的电子式 。 (5)元素可形成和，其中较稳定的是，原因是 。工业上冶炼常用的方法是 (填字母)。 a.电解法　　　b.还原法　　　c.热分解法　　　　d.物理方法 (6)已知元素和元素的电负性分别为和，则它们形成的化合物是 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。 【答案】(1) 第2周期第ⅣA族 （2分） 同位素（2分） (2) 5（2分） AD（2分） (3)（2分） (4) （2分） （2分） (5) 的价层电子排布为，能级处于半充满状态，能量低更稳定（2分） （2分） (6) 共价化合物（3分） 【解析】（1）X为C，位于第2周期第ⅣA族；12C、14C为碳的两种不同原子，互为同位素； （2）Y为O，核外电子排布式为1s22s22p4；原子的核外电子空间运动状态有5种； 非金属性的强弱与得电子的难以程度有关，而与得电子数目无关，故A错误； 简单氢化物越稳定，对应元素的非金属性越强，故B正确； 单质与氢气化合的难以程度可判断非金属性强弱，越容易化合则对应元素的非金属性越强，故C正确； O元素存在最高价氧化物的水化物，因此不能通过最高价氧化物水化物的酸性强弱比较C、O的非金属性强弱，故D错误； （3）Q为Cl，基态原子核外电子排布式：； （4） 离子半径比较，先看电子层数，层数相同再看核电荷数，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：；Na和O形成原子个数比的化合物为，其电子式为：； （5）的价层电子排布为，能级处于半充满状态，能量低更稳定，因此Fe3+比Fe2+更稳定；工业炼铁常采用热还原法； （6）电负性差小于1.7时形成共价化合物； 五、元素的推断（18分） 5．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，E原子有9种运动状态。（18分） (1)按要求书写下列图式。 ①B原子的结构示意图： 。 ②C元素在周期表中的位置 ，C原子的电子排布图： 。 ③D原子的核外简化电子排布式： 。 (2)写出的电子式 。 (3)写出A、B、C形成的最高价氧化物对应水化物的化学式： 。 (4)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式： 。 (5)极性： （填“>”“<”或“=”）。 【答案】(1) （2分） 第二周期第VIA族 （2分） （2分） （2分） (2) （2分） (3)（2分） (4)↑（2分） (5)< （2分） 【解析】（1）①Cl原子的结构示意图为：。 ②O元素在周期表中的位置为：第二周期第VIA族，其原子的电子排布图为：。 ③K原子的核外简化电子排布式为：。 答案为：；第二周期第VIA族；；。 （2）的电子式为：。 答案为：。 （3）H、Cl、O形成的最高价氧化物对应的水化物为高氯酸，其化学式为：。 答案为：。 （4）上述元素组成的物质中，可由K单质可与水反应制得氢气，反应的化学方程式为：↑。 答案为：↑。 （5）在和基团中，C和Cl、F原子均形成了共用电子对。由于F原子得电子能力强于Cl原子，因此极性：<。 答案为：<。 六、甲烷的重整（14分） 6．还原重整既能减少二氧化碳排放，又能生产增值化学品，是实现“双碳”经济的有效途径之一、 (1)甲烷干法重整(1000℃)（14分） ⅰ． ⅱ． ①反应ⅰ的平衡常数表达式为 。 ②对于反应ⅰ，既能加快反应速率又能提高平衡转化率的措施是 。(写2条)反应ⅱ为副反应，生产中要尽可能控制该反应，减少水的生成。 (2)甲烷超干重整(750℃)    ① 。 ②的转化原理如下图所示：恒压、750℃时，将混合气通入反应器，充分反应；待反应平衡后，改通气，吹出反应器内气体；如此往复切换通入的气体，实现的高效转化。 ⅰ．基态原子轨道能活化的简化电子排布式是 。 ⅱ．结合有关反应方程式，说明对氧化反应的影响 。 ⅲ．反应达平衡后，改通气，测得一段时间内物质的量上升，解释物质的量上升的原因 。 (3)从能源利用的角度，分析甲烷超干重整法的优点： 。 【答案】(1) （2分） 升高温度（2分） (2) （2分） [Ar]正向移动 （2分） 通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移或通入气，促进分解，浓度增大，促进正向移动（2分） (3)甲烷超干重整反应温度低、转化等物质的量所需能量少等（2分） 【解析】（1）①反应ⅰ的平衡常数表达式：； ②对于反应ⅰ，为吸热反应，升高温度既能加快反应速率又能提高平衡转化率； （2）①根据盖斯定律：i+ii×2，得  ； ②ⅰ．Ni原子序数28，,简化电子排布式：[Ar]； ⅱ．与反应生成，促进正向移动； ⅲ．通入，分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移或通入气，促进分解，浓度增大，促进正向移动； （3）甲烷超干重整法的优点：甲烷超干重整反应温度低、转化等物质的量所需能量少等。 试卷第14页，共14页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1章 原子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、基态原子排布（14分） 1．基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。回答下列问题：（14分） (1)以下列出的是一些原子的3p轨道和3d轨道中电子排布的情况。其中， (填序号，下同)违反了泡利原理， 违反了洪特规则。 ①    ②    ③ ④    ⑤    ⑥ (2)某元素激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为，则该元素基态原子的电子排布式为 ；其最高价氧化物对应水化物的化学式是 。 (3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高的顺序排列： 。 ①  ②  ③  ④  ⑤  ⑥ (4)下列变化中释放能量的是_______(填字母序号，下同)。 A． B． C． D． (5)根据基态铜原子价层电子排布的原理，可以用来解释下列事实的是 。 A．高温时氧化铜会转化为氧化亚铜 B．铜丝灼烧时火焰呈绿色 C．半径小于半径 二、原子结构与性质（15分） 2．在1778年，法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧，再用水滗取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。（15分） 回答下列问题： (1)基态铁原子的价层电子排布式为 ，其能级上有 个运动状态不同的电子。 (2)基态S原子核外有 对自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是 。 (3)在氧、硫、钠、碳、铁元素中，金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是 (填化学式)。 (4)下列氧原子的价电子轨道表示式表示的状态中，没有错误且能量最低的为_____(填字母，下同)。 A． B． C． D． (5)下列有关说法正确的是 。 A．元素没有焰色反应，所以铁元素没有发射光谱 B．基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目 C．节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关 三、元素周期表与元素周期律（18分） 3．现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G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。（18分） A元素的核外电子数和电子层数相等 B元素的核外p电子数比s电子数少1 C原子的第一至第四电离能如下：；；； D原子核外所有p轨道全满或半满 E元素的主族序数与周期数的差为4 F是前四周期中电负性最小的元素 G在周期表第十列 (1)已知为离子化合物，写出其电子式： 。 (2)D元素基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个方向，原子轨道呈 形。 (3)C与空气中含量最高的气体反应的产物化学式为 。 (4)电解E和F所形成化合物的水溶液，可以得到两种气体，该电解反应的化学方程式为 。 (5)G位于 族，其与铷的合金可用于催化氨硼烷水解。下图为该过程的反应机理(每个步骤只画出了可能参与该步反应的1个水分子，氨硼烷中与B原子相连的3个H原子分别用、、标记)，根据元素电负性的变化规律推测题图的虚线框内微粒A和微粒B的化学式分别为 、 。 四、元素的推断（24分） 4．、、、、、、、是元素周期表前四周期元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表：（24分） 元素 相关信息 原子核外有6种不同运动状态的电子 基态原子中电子总数与电子总数相等 原子半径在同周期元素中最大 逐级电离能()依次为578、1817、2745、11575、14830、18376 基态原子的最外层轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 基态原子核外有四个电子层，最外层只有一个电子，其它电子层均排满电子 请用化学用语填空： (1)元素在元素周期表的位置： ，、互称为元素的 (填“同位素”或“同素异形体”)。 (2)原子的核外电子空间运动状态有 种；不能作为比较与的非金属性强弱依据的是 (填标号)。 A．原子得电子个数多于原子得电子个数 B．的简单氢化物的稳定性弱于的简单氢化物 C．单质分别与反应：的单质比的单质更难 D．最高价氧化物水化物的酸性：比弱 (3)请写出元素基态原子核外电子排布式： 。 (4)、、、四种元素的简单离子半径由大到小的顺序是 (用元素符号表示)，写出、形成原子个数比的化合物的电子式 。 (5)元素可形成和，其中较稳定的是，原因是 。工业上冶炼常用的方法是 (填字母)。 a.电解法　　　b.还原法　　　c.热分解法　　　　d.物理方法 (6)已知元素和元素的电负性分别为和，则它们形成的化合物是 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。 五、元素的推断（18分） 5．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，E原子有9种运动状态。（18分） (1)按要求书写下列图式。 ①B原子的结构示意图： 。 ②C元素在周期表中的位置 ，C原子的电子排布图： 。 ③D原子的核外简化电子排布式： 。 (2)写出的电子式 。 (3)写出A、B、C形成的最高价氧化物对应水化物的化学式： 。 (4)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式： 。 (5)极性： （填“>”“<”或“=”）。 六、甲烷的重整（14分） 6．还原重整既能减少二氧化碳排放，又能生产增值化学品，是实现“双碳”经济的有效途径之一、 (1)甲烷干法重整(1000℃)（14分） ⅰ． ⅱ． ①反应ⅰ的平衡常数表达式为 。 ②对于反应ⅰ，既能加快反应速率又能提高平衡转化率的措施是 。(写2条)反应ⅱ为副反应，生产中要尽可能控制该反应，减少水的生成。 (2)甲烷超干重整(750℃)    ① 。 ②的转化原理如下图所示：恒压、750℃时，将混合气通入反应器，充分反应；待反应平衡后，改通气，吹出反应器内气体；如此往复切换通入的气体，实现的高效转化。 ⅰ．基态原子轨道能活化的简化电子排布式是 。 ⅱ．结合有关反应方程式，说明对氧化反应的影响 。 ⅲ．反应达平衡后，改通气，测得一段时间内物质的量上升，解释物质的量上升的原因 。 (3)从能源利用的角度，分析甲烷超干重整法的优点： 。 试卷第14页，共14页 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $$