1.1 原子结构 同步练习 -2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2

人教版高中化学选择性必修2第一章原子结构与性质第一节原子结构专项训练 (测试试卷：40分钟　试题总分：100分) 可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　O 16 一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列有关氚的说法正确的是（ ） A.氚中含有两个带正电荷的中子 B.氚是自然界中最轻的原子 C.氕、氘、氚的性质不完全相同 D.2H+3HHe+1n属于化学变化 解析:中子不带电荷,A项错误;氕H是自然界中最轻的原子,B项错误;氕、氘属于稳定性核素,氚具有放射性,属于放射性核素,它们的性质不完全相同,C项正确;2H+3HHe+1n是核反应方程式,反应中质子数发生变化,不属于化学反应研究的范畴,不属于化学变化,D项错误。 答案:C 2.《自然》杂志曾刊登玻尔的原子结构模型,玻尔在人类认识原子结构的历程中起到非常重要的作用。下列关于人类对原子结构的认识正确的是（ ） A.汤姆孙原子模型:原子中存在电子,镶嵌在原子核周围,从而形成带电的原子 B.玻尔原子模型:在原子的中心有一个核,原子核带正电,电子带负电 C.卢瑟福原子模型:电子在原子核外的空间做高速圆周运动,能够成功地解释各种原子光谱 D.电子云模型:电子在原子核外一定空间内做高速运动,没有确定的轨道 解析:汤姆孙在研究阴极射线时,发现了原子中存在电子,中和了原子中的正电荷,从而形成了中性原子,A项错误;卢瑟福提出了带核的原子结构模型:原子是由原子核和核外电子构成的,原子核带正电,电子带负电,B项错误;玻尔原子模型:电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动,不能解释原子光谱,C项错误;电子云模型:电子在原子核外一定空间内做高速运动,其运动规律与一般物体不同,没有确定的轨道,D项正确。 答案:D 3.我国“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10909米。“奋斗者号”载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金,基态Si原子核外电子占据的不同原子轨道有（ ） A.2种 B.5种 C.7种 D.8种 　　解析:基态Si原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,原子核外电子占据8种不同的原子轨道,D项正确。 答案:D 4.下列微粒中,质子数与核外电子数相等,且各能层电子数均达到2n2的是（ ） A.Ne B.Mg2+ C.O2- D.Ar 　　解析:Ne的质子数与核外电子数均为10,其K、L层电子数均符合2n2,A项符合题意;Mg2+的质子数为12,核外电子数为10,B项不符合题意;O2-的质子数为8,核外电子数为10,C项不符合题意;Ar的M层有8个电子,不符合2n2(n=3),D项不符合题意。 答案:A 5.某元素基态原子的3p能级上有3个未成对电子,下列有关该原子的说法正确的是（ ） A.价层电子数为3 B.最高化合价为+5 C.L层上有5个电子 D.s能级上共有2个电子 　　解析:基态原子的3p能级上有3个未成对电子,则该原子为P,P原子的价层电子数为5,最高化合价为+5,L层上有8个电子,s能级上共有6个电子,B项正确。 答案:B 6.下列有关化学用语的描述正确的是（ ） A.基态Ga原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p1 B.基态F原子的轨道表示式: C.Fe3+的离子结构示意图: D.基态Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d44s2 　　解析:Ga为第31号元素,位于第四周期第ⅢA族,基态Ga原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1,则简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1,A项错误;基态F原子的轨道表示式为,B项错误;铁离子核电荷数为26,Fe3+核外有3个电子层,最外层电子数为13,离子结构示意图为,C项正确;铬元素的原子序数为24,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,D项错误。 答案:C 7.科技创新结出累累硕果,加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法正确的是 A.北京冬奥会场馆大量使用了绿色环保的碲化镉(CdTe)发电玻璃,114Cd比112Cd多两个质子 B.“天和”核心舱配置的霍尔发动机推进剂中含Xe,该原子的中子数为77 C.“华龙一号”核电项目中核反应堆所用的铀棒中含有的U与U互为同素异形体 D.科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,其具有优良的特性,“碳纳米泡沫”与石墨的相互转化属于氧化还原反应 　　解析:114Cd与112Cd互为同位素,具有相同的质子数,不同的中子数,A项错误;中子数=质量数-质子数=131-54=77,B项正确U与U的质子数相同,中子数不同,两者互为同位素,C项错误;“碳纳米泡沫”与石墨的相互转化为两种单质之间的转化,没有元素化合价的升降,不属于氧化还原反应,D项错误。 答案:B 8.我国科学家发现一种重要的铁系超导材料,其是由多元Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。下列说法正确的是（ ） A.若将基态O原子的轨道表示式写成,则违反了构造原理 B.若将基态As原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p63d104s244,则违反了洪特规则 C.对于基态F原子,其价层电子自旋磁量子数的代数和为+1或-1(原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数) D.若将Fe3+的价层电子轨道表示式写成,则违反了泡利原理 　　解析:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,2p能级的填充违背了洪特规则,A项错误;基态As原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2444,题述填充违背了洪特规则,B项正确;基态F原子,其价层电子自旋磁量子数的代数和为+或-,C项错误;泡利原理内容:一个原子轨道上最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,选项中违背了洪特规则,铁离子的价层电子轨道表示式为,D项错误。 答案:B 9.下列有关原子光谱的说法中不正确的是（ ） A.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 B.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪摄取原子的吸收光谱 C.霓虹灯的发光原理与氢原子光谱形成的原理不同 D.焰色试验中的颜色是金属原子中的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时产生的光谱谱线的颜色 　　解析:不同元素原子的吸收光谱和发射光谱不同,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,A项正确;E3d<E4p,原子的电子由低能级跃迁至较高能级时需吸收一定的能量,故可通过光谱仪摄取原子的吸收光谱,B项正确;霓虹灯的发光原理与氢原子光谱形成的原理基本相同,都是电子在不同的能量量子化的状态之间跃迁导致的,C项错误;焰色试验中的颜色是金属原子中的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时产生的光谱谱线的颜色,D项正确。 答案:C 10.A、B、C三种元素基态原子的价层电子排布式分别为4s1、3s23p5和2s22p4,由A、B、C三种元素形成的化合物的化学式不可能是（ ） A.A2C2 B.BC2 C.AB D.A2BC5 　　解析:A、B、C三种元素原子的价层电子排布式分别为4s1、3s23p5和2s22p4,则A为K,B为Cl,C为O。A项,A2C2为K2O2;B项,BC2为ClO2;C项,AB为KCl;D项,A2BC5为K2ClO5,其中Cl元素的化合价为+8,不符合Cl元素常见价态。 答案:D 11.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一族的是（ ） A.3p轨道上有1个未成对电子的原子和4p轨道上有1个未成对电子的原子 B.第三周期元素有2个空轨道的原子和第四周期元素有2个空轨道的原子 C.价层电子排布式为4s24p3的原子和价层电子排布式为5s25p3的原子 D.最外层电子排布式为3s1的原子和最外层电子排布式为4s1的原子 　　解析:3p轨道上有1个未成对电子的原子可能为Al或Cl,4p轨道上有1个未成对电子的原子可能为Ga或Br,相应元素不一定属于同一族,A项不符合题意;第三周期元素有2个空轨道的原子为Al,第四周期元素有2个空轨道的原子为V或Ga,相应元素不一定属于同一族,B项不符合题意;价层电子排布式为4s24p3的原子为As,价层电子排布式为5s25p3的原子为Sb,相应元素属于同一族,C项符合题意;最外层电子排布式为3s1的原子为Na,最外层电子排布式为4s1的原子可能为K或Cr或Cu,相应元素不一定属于同一族,D项不符合题意。 答案:C 12.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,s能级和p能级的电子云轮廓图如图。下列叙述中正确的是（ ） A.所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,只是球的半径不同 B.3px、3py、3pz的轨道相互垂直,能量不同 C.每个p能级均有3个原子轨道,空间伸展方向是相同的 D.任一能层的能级总是从s能级开始,到p能级结束,而且每一能层的能级数相等 　　解析:所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,只是球的半径不同,A项正确;p能级有三个原子轨道,同一能层上的p轨道能量相同,3px、3py、3pz能量相同,它们的差异是延伸方向不同,B项错误;不同能级的电子云有不同的空间伸展方向,p轨道有3个相互垂直的呈哑铃形的不同伸展方向的轨道,C项错误;任一能层的能级总是从s能级开始,而且能级数等于该能层序数,但不一定是到p能级结束,如能级ns、np、nd、nf,D项错误。 答案:A 二、非选择题(本题包括3小题,共52分) 13.(16分)硝酸钾常用于制造黑火药、化肥,在食品工业用作发色剂等,它在肉制品中由于细菌作用被还原成亚硝酸钾而起护色和抑菌的作用。中国规定其可用于肉类制品,最大使用量为0.5 g·kg-1,残留量不得超过0.03 g·kg-1。 (1)元素K的焰色试验呈紫色,其中紫色对应的辐射波长为　　　nm(填字母,可见光光谱如下图所示)。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 (2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是　　　　,占据该能层电子的电子云轮廓图为　　　　　。 (3)下列有关基态N原子的电子轨道表示式中,能量最低和最高的分别为　　　、　　　。(填字母) (4)某基态原子的价层电子轨道表示式不是,是因为该轨道表示式违背了　　　　。 (5)与钾同周期的镍元素基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　,3d能级上的未成对的电子数为　　　。 　　答案:(1)A(2分) (2)N(2分);球形(2分) (3)B(2分);C(2分) (4)洪特规则(2分) (5)1s22s22p63s23p63d84s2{或[Ar]3d84s2}(2分);2(2分) 14.(18分)在1777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。反应原理如下: 2Fe2O3+3Na2SO4+16CNa6Fe4S3+14CO↑+2CO2↑ Na6Fe4S3+O2+2CO2Na2Fe4S3+2Na2CO3 回答下列问题: (1)基态铁原子的价层电子排布式为　　　　　,其3d能级上有　　　　　个运动状态不同的电子,基态Fe3+与Fe2+中未成对电子数之比为　　　　　　　　　　。 (2)基态C原子核外有　　　　个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　　　　,钠在火焰上灼烧的黄光为一种　　　　 　　　(填“发射光谱”或“吸收光谱”)。 (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)基态硫原子中最高能级的电子云轮廓图为　　　　　　　,某同学书写的基态硫原子的价层电子轨道表示式为,他违背了　　　　　　　　。 　　答案:(1)3d64s2(2分);6(2分);5∶4(2分) (2)2(2分);3s(2分);发射光谱(2分) (3)Na2O、Na2O2(2分) (4)哑铃形(2分);泡利原理(2分) 15.(18分)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如下表所示: 元素 元素性质或原子结构 A 基态原子L能层有两个未成对电子,核外电子共占据4个原子轨道 B 第二周期元素基态原子中未成对电子数最多 C 基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等,且与B同周期 D 最外层电子数是次外层电子数的一半 E和F E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用可形成离子化合物,形成的阴、阳离子的电子层结构相同,且离子最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数 回答下列问题: (1)A的元素符号为　　　　,其基态原子的轨道表示式为　　　　。 (2)B的价层电子轨道表示式为　　　　。 (3)C的元素符号为　　　　,其基态原子有　　　　种不同空间运动状态的电子。 (4)D与C形成的化合物为　　　　,写出该物质的一种用途:　　　　。 (5)E和F形成的化合物为　　　　,检验其中阳离子的操作为　　　　。 　　解析:元素A、B、C、D、E、F分别为C、N、O、Si、Cl和K。 答案:(1)C(2分);(2分) (2)(2分) (3)O(2分);5(2分) (4)SiO2(2分);用于制造光导纤维(或其他合理答案)(2分) (5)KCl(2分);用洁净的铂丝蘸取待测液在酒精灯上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰颜色(2分) 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 人教版高中化学选择性必修2第一章原子结构与性质第一节原子结构专项训练 (测试试卷：40分钟　试题总分：100分) 可能用到的相对原子质量:H 1　C 12　O 16 一、选择题(本题包括12小题,每小题4分,共48分。每小题只有一个选项符合题意) 1.下列有关氚的说法正确的是（ ） A.氚中含有两个带正电荷的中子 B.氚是自然界中最轻的原子 C.氕、氘、氚的性质不完全相同 D.2H+3HHe+1n属于化学变化 2.《自然》杂志曾刊登玻尔的原子结构模型,玻尔在人类认识原子结构的历程中起到非常重要的作用。下列关于人类对原子结构的认识正确的是（ ） A.汤姆孙原子模型:原子中存在电子,镶嵌在原子核周围,从而形成带电的原子 B.玻尔原子模型:在原子的中心有一个核,原子核带正电,电子带负电 C.卢瑟福原子模型:电子在原子核外的空间做高速圆周运动,能够成功地解释各种原子光谱 D.电子云模型:电子在原子核外一定空间内做高速运动,没有确定的轨道 3.我国“奋斗者号”载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底,坐底深度为10909米。“奋斗者号”载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金,基态Si原子核外电子占据的不同原子轨道有（ ） A.2种 B.5种 C.7种 D.8种　　 4.下列微粒中,质子数与核外电子数相等,且各能层电子数均达到2n2的是（ ） A.Ne B.Mg2+ C.O2- D.Ar　　 5.某元素基态原子的3p能级上有3个未成对电子,下列有关该原子的说法正确的是（ ） A.价层电子数为3 B.最高化合价为+5 C.L层上有5个电子 D.s能级上共有2个电子 6.下列有关化学用语的描述正确的是（ ） A.基态Ga原子的简化电子排布式:[Ar]4s24p1 B.基态F原子的轨道表示式: C.Fe3+的离子结构示意图: D.基态Cr原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d44s2 7.科技创新结出累累硕果,加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法正确的是 A.北京冬奥会场馆大量使用了绿色环保的碲化镉(CdTe)发电玻璃,114Cd比112Cd多两个质子 B.“天和”核心舱配置的霍尔发动机推进剂中含Xe,该原子的中子数为77 C.“华龙一号”核电项目中核反应堆所用的铀棒中含有的U与U互为同素异形体 D.科学家发现了纯碳新材料“碳纳米泡沫”,其具有优良的特性,“碳纳米泡沫”与石墨的相互转化属于氧化还原反应 8.我国科学家发现一种重要的铁系超导材料,其是由多元Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。下列说法正确的是（ ） A.若将基态O原子的轨道表示式写成,则违反了构造原理 B.若将基态As原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p63d104s244,则违反了洪特规则 C.对于基态F原子,其价层电子自旋磁量子数的代数和为+1或-1(原子中运动的电子有两种相反的自旋状态,若一种自旋状态用+表示,与之相反的用-表示,称为电子的自旋磁量子数) D.若将Fe3+的价层电子轨道表示式写成,则违反了泡利原理 9.下列有关原子光谱的说法中不正确的是（ ） A.在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素 B.电子由3d能级跃迁至4p能级时,可通过光谱仪摄取原子的吸收光谱 C.霓虹灯的发光原理与氢原子光谱形成的原理不同 D.焰色试验中的颜色是金属原子中的电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时产生的光谱谱线的颜色 10.A、B、C三种元素基态原子的价层电子排布式分别为4s1、3s23p5和2s22p4,由A、B、C三种元素形成的化合物的化学式不可能是（ ） A.A2C2 B.BC2 C.AB D.A2BC5 11.具有如下电子层结构的原子,其相应元素一定属于同一族的是（ ） A.3p轨道上有1个未成对电子的原子和4p轨道上有1个未成对电子的原子 B.第三周期元素有2个空轨道的原子和第四周期元素有2个空轨道的原子 C.价层电子排布式为4s24p3的原子和价层电子排布式为5s25p3的原子 D.最外层电子排布式为3s1的原子和最外层电子排布式为4s1的原子 12.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,s能级和p能级的电子云轮廓图如图。下列叙述中正确的是（ ） A.所有原子的任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,只是球的半径不同 B.3px、3py、3pz的轨道相互垂直,能量不同 C.每个p能级均有3个原子轨道,空间伸展方向是相同的 D.任一能层的能级总是从s能级开始,到p能级结束,而且每一能层的能级数相等 二、非选择题(本题包括3小题,共52分) 13.(16分)硝酸钾常用于制造黑火药、化肥,在食品工业用作发色剂等,它在肉制品中由于细菌作用被还原成亚硝酸钾而起护色和抑菌的作用。中国规定其可用于肉类制品,最大使用量为0.5 g·kg-1,残留量不得超过0.03 g·kg-1。 (1)元素K的焰色试验呈紫色,其中紫色对应的辐射波长为　　　nm(填字母,可见光光谱如下图所示)。 A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 (2)基态K原子中,核外电子占据的最高能层的符号是　　　　,占据该能层电子的电子云轮廓图为　　　　　。 (3)下列有关基态N原子的电子轨道表示式中,能量最低和最高的分别为　　　、　　　。(填字母) (4)某基态原子的价层电子轨道表示式不是,是因为该轨道表示式违背了　　　　。 (5)与钾同周期的镍元素基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　,3d能级上的未成对的电子数为　　　。 14.(18分)在1777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。反应原理如下: 2Fe2O3+3Na2SO4+16CNa6Fe4S3+14CO↑+2CO2↑ Na6Fe4S3+O2+2CO2Na2Fe4S3+2Na2CO3 回答下列问题: (1)基态铁原子的价层电子排布式为　　　　　,其3d能级上有　　　　　个运动状态不同的电子,基态Fe3+与Fe2+中未成对电子数之比为　　　　　　　　　　。 (2)基态C原子核外有　　　　个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　　　　,钠在火焰上灼烧的黄光为一种　　　　 　　　(填“发射光谱”或“吸收光谱”)。 (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)基态硫原子中最高能级的电子云轮廓图为　　　　　　　,某同学书写的基态硫原子的价层电子轨道表示式为,他违背了　　　　　　　　。 15.(18分)A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或原子结构如下表所示: 元素 元素性质或原子结构 A 基态原子L能层有两个未成对电子,核外电子共占据4个原子轨道 B 第二周期元素基态原子中未成对电子数最多 C 基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等,且与B同周期 D 最外层电子数是次外层电子数的一半 E和F E、F元素的基态原子都只有一个未成对电子,它们相互作用可形成离子化合物,形成的阴、阳离子的电子层结构相同,且离子最高能级的电子对数等于其最高能层的电子层数 回答下列问题: (1)A的元素符号为　　　　,其基态原子的轨道表示式为　　　　。 (2)B的价层电子轨道表示式为　　　　。 (3)C的元素符号为　　　　,其基态原子有　　　　种不同空间运动状态的电子。 (4)D与C形成的化合物为　　　　,写出该物质的一种用途:　　　　。 (5)E和F形成的化合物为　　　　,检验其中阳离子的操作为　　　　。 　　 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $