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章末达标检测
(本卷满分100分,考试用时60分钟)
一、单项选择题(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意)
1.下列图像中所发生的现象与电子的跃迁无关的是( )
[解析] 平面镜成像是光线反射的结果,与电子跃迁无关;霓虹灯光、蜡烛燃烧、焰火都与原子核外电子发生跃迁有关。故选D。
[答案] D
2.下列有关认识正确的是( )
A.原子的核外电子最易失去的电子能量最低
B.各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.s能级电子绕核旋转,其轨道为一圆圈,而p能级电子是走“∞”字形
[答案] B
3.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素在周期表中的位置是( )
A.第三周期Ⅷ族,p区
B.第三周期ⅤB族,ds区
C.第四周期Ⅷ族,d区
D.第四周期Ⅴ族,f区
[答案] C
4.某原子核外共有6个电子,分布在K与L电子层上,其基态原子在L层的电子排布图正确的是( )
[解析] K层容纳2个电子,所以L层容纳4个电子,L层有2s、2p能级,2p能级能量较高,2s能级有1个轨道,容纳2个电子,剩余2个电子填充2p能级,2p能级有3个轨道,电子优先单独占有1个轨道,且自旋方向相同,所以基态原子在L层的电子排布图为。
[答案] D
5.下列有关化学用语表示正确的是( )
A.K+的结构示意图:
B.基态氮原子的电子排布图:
C.水的电子式:
D.基态铬原子(24Cr)的价电子排布式:3d44s2
[解析] K+的结构示意图为,A错误;根据核外电子排布规律可知基态氮原子的电子排布图为,B正确;水是共价化合物,含有共价键,水的电子式为,C错误;基态铬原子 (24Cr)的价电子排布式为3d54s1,D错误。
[答案] B
6.同周期的三种元素X、Y、Z,已知其最高价氧化物对应水化物的酸性强弱为HXO4>H2YO4>H3ZO4,则下列判断错误的是( )
A.原子半径:X>Y>Z
B.气态氢化物的热稳定性HX>H2Y>ZH3
C.电负性:X>Y>Z
D.非金属性:X>Y>Z
[解析] 同周期元素的非金属性随着原子序数的增大而增强,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物酸性越强,同周期的X、Y、Z三种元素,其最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序是HXO4>H2YO4>H3ZO4,则X、Y、Z的原子序数大小顺序是X>Y>Z,元素的非金属性强弱顺序是X>Y>Z,D正确。原子半径:X<Y<Z,A错误。非金属性越强,氢化物越稳定,由于非金属性X>Y>Z,所以气态氢化物的热稳定性:HX>H2Y>ZH3,B正确。元素的非金属性越强,其电负性越强,则电负性:X>Y>Z,C正确。
[答案] A
7.某元素X的逐级电离能如下图所示,下列说法正确的是( )
A.X元素可能为+4价
B.X可能为非金属
C.X为第5周期元素
D.X与氯反应时最可能生成的阳离子为X3+
[解析] 由图像知,该元素的I4≫I3,故该元素最外层有3个电子,易形成+3价阳离子,A、B两项错误,D项正确;无法确定该元素是否位于第五周期,C项错误。
[答案] D
8.根据元素周期律和物质结构的有关知识,以下有关排序正确的是( )
A.离子半径:Ca2+>Cl->S2-
B.第一电离能:Si>C>N
C.电负性:F>S>Mg
D.热稳定性:SiH4>H2S>H2O
[解析] 核外电子排布相同的微粒,核电荷数越大,微粒半径越小,离子半径:Ca2+<Cl-<S2-,A错误;同周期主族元素自左向右第一电离能呈增大趋势(第ⅡA族、第ⅤA族除外),同主族从上到下第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Si<C<N,B错误;非金属性越强,元素的电负性越大,则电负性:F>S>Mg,C正确;非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,则热稳定性:SiH4<H2S<H2O,D错误。
[答案] C
9.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是( )
A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子
C.最外层都只有一个电子的X、Y原子
D.2p轨道上有三个未成对电子的X原子与3p轨道上有三个未成对电子的Y原子
[解析] X为He,Y为Be,二者性质不同,A错误;原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素,原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Pe、Co、Ni、Zn等元素,价电子数不同,性质不相同,B错误;最外层都只有一个电子的X、Y原子,可能为H与碱金属元素,一个为金属,一个为非金属,性质不相似,C错误;2p轨道上有三个未成对电子的X原子是N原子,3p轨道上有三个未成对电子的Y原子是P原子,二者位于周期表同一主族,最外层电子数相同,性质相似,D正确。
[答案] D
10.X、Y、Z三种元素的原子,其最外层电子排布式分别为ns1、3s23p1和2s22p4,由这三种元素组成的化合物的化学式可能是( )
A.XYZ2 B.X2YZ3
C.X2YZ2 D.XYZ3
[解析] X原子最外层电子排布式为ns1,处于第ⅠA族,化合价为+1;Y原子最外层电子排布式为3s23p1,则Y为铝元素;Z原子最外层电子排布式为2s22p4,则Z为氧元素,化合价为-2。XYZ2中Y的化合价为+3,符合,如NaAlO2,A正确;X2YZ3中Y的化合价为+4,不符合,B错误;X2YZ2中Y的化合价为+2,不符合,C错误;XYZ3中Y的化合价为+5,不符合,D错误。
[答案] A
二、不定项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有1个或2个选项符合题意)
11.钡是碱土金属元素,属轻金属,是碱土金属中活泼的元素。由于它的化学性质较为活泼,从来没有在自然界中发现钡单质。钡在自然界中最常见的矿物是重晶石(硫酸钡)和毒重石(碳酸钡),重晶石常作为钡餐用于X射线造影。钡的核外电子排布式为[Xe]6s2。下列关于钡的说法不正确的是( )
A.其电负性比Cs大
B.位于第6周期第ⅡA族
C.能与冷水反应放出氢气
D.第一电离能比Cs小
[解析] Cs是最活泼的金属,第一电离能比钡的小。
[答案] D
12.X、Y、Z、W为四种短周期主族元素。其中X、Z同族,Y、Z同周期,W与X、Y既不同族也不同周期;X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍;Y的最高正价与最低负价的代数和为6。下列说法正确的是( )
A.Y元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2YO4
B.X与W可以形成W2X、W2X2两种化合物
C.X的气态氢化物的稳定性比Z的气态氢化物的稳定性弱
D.Y、Z两元素的气态氢化物中,Y的气态氢化物较稳定
[解析] X原子最外层电子数是核外电子层数的3倍,可知X为O;X和Z同主族,则Z为S;Y的最高正价与最低负价代数和为6,则Y为Cl;W与X、Y、Z既不同主族也不同周期,则W为H。Y的最高价氧化物对应水化物的化学式为HClO4,A错误;H和O可形成H2O和H2O2,B正确;X、Y、Z的气态氢化物的稳定性:HCl>H2S,H2O>H2S,故C错误,D正确。
[答案] BD
13.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如表:
元素代号
L
M
X
R
T
原子半径/nm
0.160
0.413
0.102
0.089
0.074
主要化合价
+2
+3
+6,-2
+2
-2
下列判断正确的是( )
A.X单质可在氧气中燃烧生成XO3
B.R的氧化物对应的水化物可能具有两性
C.离子半径大小:r(M3+)<r(T2-)
D.L的第一电离能小于M的第一电离能
[解析] 短周期元素,L、R都显+2价,处于ⅡA族,L的原子半径更大,则L为镁元素、R为铍元素;X、T都显-2价,处于ⅥA族,X有+6价,则T为氧元素、X为硫元素;M的化合价为+3,没有负化合价,处于ⅢA族,原子半径介于Mg、S之间,则M为铝元素。硫在氧气中燃烧生成二氧化硫,A错误;Be的金属性比Mg弱,Be与Al处于对角线,Be(OH)2与Al(OH)3性质相似,具有两性,B正确;Al3+、O2-电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径r(Al3+)<r(O2-),C正确;镁元素原子3s能级容纳2个电子,为全满稳定状态,能量较低,其第一电离能大于铝元素第一电离能,D错误。
[答案] BC
14.以下有关元素性质的说法不正确的是( )
A.①Na、K、Rb,②N、P、As,③O、S、Se,④Na、P、Cl,元素的电负性随原子序数增大而递增的是④
B.下列原子中,①1s22s22p63s23p1,②1s22s22p63s23p2,③1s22s22p63s23p3,④1s22s22p63s23p4,对应的第一电离能最大的是④
C.某元素的逐级电离能分别为738、1451、7733、10 540、13 630、17 995、21 703,该元素在第三周期第ⅡA族
D.以下原子中,①1s22s22p63s23p2,②1s22s22p3,③1s22s22p2,④1s22s22p63s23p4半径最大的是①
[解析] A项,①②③同主族元素从上到下电负性减小,④同周期元素从左向右电负性增大,故说法正确;B项,第一电离能规律:同周期元素从左向右第一电离能增大,ⅡA>ⅢA、ⅤA>ⅥA除外,同主族元素从上到下第一电离能减小,①是Al,②是Si,③是P,④是S,故P的第一电离能最大,说法错误;C项,能层之间的能量不同,如果有突变,说明能层发生变化,发现1451、7733突变了,说明最外层有2个电子,故说法正确;D项,①Si,②N,③C,④S,原子半径看电子层数,电子层数越多半径越大,电子层数相等,看原子序数,原子序数越大,半径反而越小,故Si的半径最大,说法正确。
[答案] B
15.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其相关信息如下表:
元素
相关信息
X
X的基态原子L层电子数是K层的2倍
Y
Y的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2
Z
Z存在质量数为23、中子数为12的核素
W
W有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色
下列说法不正确的是( )
A.W位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,其基态原子最外层有3个电子
B.X的电负性比Y的大
C.Z2Y2与XY2反应的化学方程式为
2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
D.X原子与氢原子形成的分子可能为丙烷
[解析] 由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。Fe位于元素周期表中第4周期第Ⅷ族,其基态原子价电子排布式为3d64s2,最外层有2个电子,A错误;X(C)、Y(O)位于同一周期,自左向右电负性增大,故X的电负性比Y的小,B错误;Z2Y2为Na2O2,XY2为CO2,其反应的化学方程式为2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2,C正确;X为C原子,C原子与H原子形成的分子属于烃,可能为丙烷(C3H8),D正确。故答案为A、B。
[答案] AB
三、非选择题(本题共5个小题,共60分)
16.(12分)推导下列元素,回答有关问题。
(1)具有1个4p电子的元素为________(写元素名称,下同),简化电子排布式为________。
(2)N层只有1个电子的主族元素是________,其氯化物的焰色反应呈________色,其原子核外有________种不同运动状态的电子。
(3)3d能级全充满,4s能级只有1个电子的元素为________,原子序数为________。
(4)离子M2+的3d轨道中有5个电子,则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为________和________。
(5)原子序数小于36的元素X和Y,在周期表中既处于同一周期又位于同一族,且Y的原子序数比X大2,则Y的基态原子的价电子排布式是________,X在参与化学反应时,1个原子失去的电子数为________。
[解析] 既处于同一周期又位于同一族的元素在第Ⅷ族。则X和Y分别为Fe和Ni。
[答案] (1)镓 [Ar]3d104s24p1 (2)钾 (浅)紫 19 (3)铜 29 (4)2 5 (5)3d84s2 2个或3个
17.(12分)根据元素周期表中完整周期元素的性质,在下列空格中填上适当的元素符号。
(1)在第3周期中,第一电离能最小的元素是________,第一电离能最大的元素是________。
(2)在元素周期表中,电负性最大的元素是________,电负性最小的元素是________。
(3)最活泼的金属元素是________。
(4)最活泼的气态非金属原子是________。
(5)第2、3、4周期,原子最外电子层中p能级半充满的元素是________。
[解析] 同周期中从左到右,元素的第一电离能(除第ⅡA族、第VA族反常外)逐渐增大,同周期中ⅠA族元素最小,稀有气体最大,故第3周期中第一电离能最小的为Na,最大的为Ar。电负性的递变规律:同周期从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小。故元素周期表中,电负性最大的元素是氟,电负性最小的为铯。
[答案] (1)Na Ar (2)F Cs (3)Cs (4)F (5)N、P、As
18.(12分)在元素周期表中,一稀有气体元素原子的最外层电子排布式为4s24p6,与其同周期的A、B、C、D四种元素,它们原子的最外层电子数依次为2、2、1、7,其中A、C两元素原子的次外层电子数为8,B、D两元素原子的次外层电子数为18,E、D两元素处于同族,且在该族元素中,E的气态氢化物的沸点最高;E、F、G、H四种元素处于同一周期,F的最高价氧化物对应的水化物酸性在同周期中是最强的,G的电负性介于E、F之间,H、F相邻。回答下列问题:
(1)写出下列元素符号:B_____________,H________。
(2)A、C、D三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(写离子符号)________________________________________________________________________。
(3)E、F、G三种元素的第一电离能由大到小的顺序是(写元素符号)________________________________________________________________________。
(4)D元素所在周期的元素种数为________,所在族的元素原子的价电子排布式为________。
[解析] 因稀有气体元素原子的最外层电子排布式为4s24p6,则为Ar,即A、B、C,D四种元素均在第4周期,A、C次外层电子数为8,最外层电子数为2和1,可推出A、C两元素分别为Ca和K;B、D次外层电子数为18,最外层电子数为2和7,可推出B、D两元素分别为Zn和Br。E与溴元素同主族,且氢化物沸点最高,则为F;同理F为N,G为O,H为C。在问题(3)中注意N和O的第一电离能反常。
[答案] (1)Zn C (2)r(Br-)>r(K+)>r(Ca2+) (3)F>N>O (4)18 ns2np5(n指能层数)
19.(12分)(1)下图是s能级和p能级的原子轨道图,试回答下列问题:
s电子的原子轨道呈________形,每个s能级有________个原子轨道;p电子的原子轨道呈________形,每个p能级有________个原子轨道。
(2)有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素,除G元素外其余均为短周期主族元素。X的原子中没有成对电子,Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同,Z元素原子的价电子排布式为nsnnpn+1,Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍,E与Q同周期,M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位,G原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素。
①基态G原子的价电子排布式为____________,第3周期基态原子未成对电子数与G相同且电负性最大的元素是________(填元素名称)。GQ受热分解生成G2Q和Q2,请从G的原子结构来说明GQ受热易分解的原因:___________________________________________
________________________________________________________________________。
②Z、Q、M三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
③X与Q形成原子个数比为1∶1的化合物的化学式为________。
④Z、M、E所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为________(用离子符号表示)。
⑤X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
[解析] (1)s电子的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃形,每个p能级有3个原子轨道。(2)由X的原子中没有成对电子可判断X为H元素;由Y元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同知Y为C元素;由Z元素原子的价电子排布式为nsnnpn+1可判断Z为N元素;再根据Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍知Q为O元素;由E与Q同周期,Q为O元素;E的原子序数比Q的原子序数大可判断E为F元素;再根据G原子最外电子层只有未成对电子,其内层所有轨道全部充满,但并不是第ⅠA族元素知G为Cu元素;根据M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位且X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增,最后确定M为S元素。①基态G原子的价电子排布式为3d104s1;第3周期基态原子未成对电子数与G相同且电负性最大的元素是氯;Cu2+的价电子排布为3d9,Cu+的价电子排布为3d10,因3d能级电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO;②N元素价电子排布为半满状态,第一电离能大于O,同主族元素随原子序数递增,第一电离能逐渐减小,则Z、Q、M三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S;③X与Q形成原子个数比为1∶1的化合物的化学式为H2O2;④电子层数越多,离子半径越大,核外电子排布相同时,原子序数越大,离子半径越小,则Z、M、E所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为S2->N3->F-;⑤非金属性越强,元素的电负性越大,则X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H。
[答案] (1)球 1 哑铃 3 (2)①3d104s1 氯 Cu2+的价电子排布为3d9,Cu+的价电子排布为3d10,因3d能级电子排布达到全满时稳定,所以固态Cu2O稳定性强于CuO ②N>O>S ③H2O2 ④S2->N3->F- ⑤O>N>C>H
20.(12分)前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大,其相关性质如下表所示:
A
2p能级电子半充满
B
与A同周期,且原子核外有2个未成对电子
C
基态原子核外有6个原子轨道排有电子,且只有1个未成对电子
D
其基态原子价电子排布为msnmpn+2
E
前四周期元素中,E元素基态原子未成对电子数最多
F
基态F+各能级电子全充满
请根据以上情况,回答下列问题:
(1)E元素基态原子核外有________种能量不同的电子,电子排布式为________________,F位于元素周期表第________周期第________族,写出F元素基态原子的价电子排布式________________________________________________________________________。
(2)B和C可形成一种同时含有共价键和离子键的化合物,写出此化合物的电子式:________。
(3)A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为__________(用元素符号表示)。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为_________(用离子符号表示)。
(4)写出一个化学方程式证明元素B和D的非金属性强弱:________________________________________________________________________。
(5)许多金属盐都可以发生焰色试验,如元素C,其原因是________________________________________________________________________。
[解析] 2p能级处于半满状态的元素是氮,A为氮元素,则B为氧元素;C元素核外有11个电子,为钠元素;由D元素的电子排布式可知为S;由于半满状态也是稳定态,故Cr是前四周期中未成对电子最多的元素,E为铬元素;F+各能级都全充满,故为铜元素。(2)钠与氧可形成Na2O2和Na2O两种化合物,其中Na2O2中既有离子键又有共价键。(3)注意氮原子的2p能级处于半满状态,结构稳定导致其第一电离能比氧大。(4)利用非金属的置换反应证明氧、硫的非金属性强弱关系。(5)焰色试验是由于电子从激发态(高能量)能级向低能级跃迁时,多余的能量以光的形式释放出来所产生的。
[答案] (1)7 1s22s22p63s23p63d54s1
(或[Ar]3d54s1) 4 ⅠB 3d104s1
(2)Na+[]2-Na+
(3)N>O>S>Na S2->O2->Na+
(4)2H2S+O2===2S↓+2H2O
(5)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
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