内容正文:
阶段质量检测(一) 揭示物质结构的奥秘 原子结构与元素性质
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.下列描述中不正确的是 ( )
A.化学的特征就是认识分子和制造分子,它是一门具有创造性和实用性的科学
B.人们可以利用先进的技术和设备通过化学变化制造出新的原子和新的分子
C.制陶、冶金及酿酒过程中,肯定发生了化学变化
D.化学家可以在微观层面上操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件和分子机器等
2.按照量子力学对原子核外电子运动状态的描述,下列说法不正确的是 ( )
A.p能级有3个轨道
B.s电子云轮廓图为球形
C.电子跃迁所得原子光谱可用于元素鉴定
D.基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量相同
3.下列关于原子结构的说法正确的是 ( )
A.电子由3d能级跃迁至5s能级,可通过光谱仪摄取原子的发射光谱
B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量依次增大
C.电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D.日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
4.下列关于元素性质递变规律的说法,不正确的是 ( )
A.元素周期表中,同一主族,随电子层数的增加,元素的第一电离能逐渐增大
B.同一周期中,主族元素的电负性,从左到右逐渐增大
C.元素性质的周期性变化是因为原子核外电子排布的周期性变化
D.门捷列夫的突出贡献是发现元素周期律
5.下列说法正确的是 ( )
A.Cl、Br、Se(硒)的电负性依次减小
B.硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2,原子放出能量
C.C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是O>N>C
D.基态某原子的外围电子排布式为4d105s1,推断该元素位于第5周期ⅠA族
6.已知元素原子的下列结构或性质,能确定其在周期表中位置的是 ( )
A.某元素原子的第2电子层轨道表示式为
B.某元素在某种化合物中的化合价为+4
C.某元素原子的最外层上电子数为6
D.某元素原子的外围电子排布式为5s25p1
7.下列说法中正确的是 ( )
A.铝的第一电离能比镁的第一电离能大
B.同一主族元素从上到下电负性逐渐增大
C.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态转化成激发态
D.最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子是同种元素原子
8.元素周期表中铋元素的数据如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.Bi元素的质量数是209.0
B.Bi元素的相对原子质量是209.0
C.Bi原子6p轨道有一个未成对电子
D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子
9.(2025·甘肃卷)马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物,陶制文物的主要成分为硅酸盐,下列有关表述错误的是 ( )
A.基态Si原子的价层电子排布图:
BO的同位素O可作为有机反应示踪原子
C.SiCl4的电子式为
D.SiO2的球棍模型为
10.科学家根据自然界存在的N2制取N3,其后又陆续制取出N5、含的化合物及N60。极不稳定,需保存在-80 ℃的干冰中;由于其极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”;N60与C60结构相似,并在受热或机械撞击后,其中积蓄的巨大能量会在瞬间释放出来。分析上述材料,下列说法中不正确的是 ( )
A.常温下会剧烈爆炸,体积急剧膨胀,放出大量的热
B.N60的发现开辟了能源世界的新天地,将来可能成为很好的火箭燃料
C.N2、N3、N5、、N60互为同素异形体
D.含的化合物中既有离子键又有共价键
11.我国科学家发现了一系列铁系超导材料,其中一类为Fe⁃Nd⁃B⁃N组成的化合物。下列说法正确的是 ( )
A.硼元素电负性大于氮元素电负性
B.基态Fe原子核外电子占据的轨道总数为13
C.Nd的外围电子排布式为4f46s2,则Nd2+的外围电子排布式为4f26s2
D.第2周期的基态原子与硼未成对电子数相等的元素(除硼之外)有2种
12.如图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是 ( )
A
D
B
E
C
A.D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大
B.电负性:C>E
C.D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大
D.气态氢化物的稳定性顺序:D<B<E
13.化合物中稀土元素最常见的化合价是+3,但也有少数的稀土元素可以显示+4价,观察下面四种稀土元素的电离能数据,判断最有可能显示+4价的稀土元素是 ( )
[几种稀土元素的电离能(单位:kJ·mol-1)]
选项
元素
I1
I2
I3
I4
A
Sc(钪)
633
1 235
2 389
7 019
B
Y(钇)
616
1 181
1 980
5 963
C
La(镧)
538
1 067
1 850
4 819
D
Ce(铈)
527
1 047
1 949
3 547
14.(2025·石家庄期中)如图为元素周期表中短周期的一部分,下列关于Y、Z、M的说法正确的是 ( )
A.电负性:Y>Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.Z元素基态原子最外层电子轨道表示式为
15.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是 ( )
A.第一电离能:X>Y
B.Z的电负性小于W
C.Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
D.X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16.(15分)Ⅰ.(1)第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有 种。
(2)依据第2周期元素第一电离能的变化规律,参照如图B、F元素的位置,用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(3)原子的第一电离能是指气态原子失去一个电子形成+1价气态阳离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
Ⅱ.已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号的元素,它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍,B原子基态时s电子数与p电子数相等,C在元素周期表的各元素中电负性最大,D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子,E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。
(1)基态E原子的外围电子排布式为 ,E在 区。
(2)A、B、C的电负性大小顺序为 (填元素符号,下同),第一电离能大小顺序为 。
(3)D的核外电子排布式为 ,外围电子轨道表示式为 。
17.(10分)现有A、B、C、D四种元素,A是第5周期ⅣA族元素,B是第3周期元素,B、C、D的最外层电子数分别为2、2、7。四种元素原子序数从小到大的顺序是B、C、D、A。已知C和D的次外层电子数均为18。
(1)写出A、B、C、D的元素符号:A 、B 、C 、D 。
(2)C位于元素周期表的 区,C2+的电子排布式为 。
(3)最高价氧化物对应水化物中碱性最强的化合物是 (写化学式,下同);最高价氧化物对应水化物中酸性最强的化合物是 。
(4)元素的第一电离能最小的是 ,元素的电负性最大的是 。
18.(15分)现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素,原子序数依次增大。A元素的外围电子排布式为nsnnpn+1;C元素为最活泼的非金属元素;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能 (填“<” “>”或“=”)B元素的第一电离能,A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为 (用元素符号表示)。
(2)D元素原子的外围电子排布式是 。
(3)C原子的轨道表示式为 ;E3+的离子符号为 。
(4)F元素位于元素周期表的 区,其基态原子的电子排布式为 。
(5)G元素可能的性质 (填字母)。
A.其单质可作为半导体材料
B.其电负性大于磷
C.最高价氧化物对应的水化物是强酸
19.(15分)(2025·厦门双十中学阶段练习)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)基态氮原子中,能量最高的电子的电子云在空间有 个伸展方向。
(2)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。对于基态的氮原子,其外围电子自旋磁量子数的代数和为 。
(3)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。
①Cr原子的外围电子轨道表示式为 ;第4周期ds区元素中,与基态Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为 。
②上述氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素有 (填元素符号)。
(4)我国科研人员研制出了M⁃LiH(M为Fe、Mn等金属)等催化剂,使得合成氨工业的温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa,这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①Mn在元素周期表中的位置 ,基态Mn原子未成对的电子数为 。
②第三电离能I3(Fe) I3(Mn)(填“>”或“<”),原因是 。
阶段质量检测(一)
1.选B 化学科学的特征为认识分子和制造分子,是一门具有创造性和实用性的科学,A项正确;化学变化可以制造分子,但不能制造原子,B项错误;制陶、冶金及酿酒过程均生成了新物质,发生了化学变化,C项正确;科学家可以在微观层面上操纵分子和原子,组装分子材料、分子器件和分子机器等,D项正确。
2.选D 相同能级,不同电子层的电子,电子层越高, 能量越高,因此基态Si原子的2p能级与3p能级中的电子能量不同。
3.选B 由于E(3d)<E(5s),电子由3d能级跃迁至5s能级时,需要吸收能量,通过光谱仪摄取到的是原子的吸收光谱,A错误;原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种,电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱,由基态跃迁到激发态时产生吸收光谱,C错误;日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,D错误。
4.选A 同主族元素自上而下,随电子层数增加,元素的第一电离能逐渐减小,A项错误。同一周期中,主族元素从左到右核电荷数逐渐增大,原子核对最外层电子的吸引力增大,电负性逐渐增大,B项正确。因原子的核外电子排布中最外层电子数随原子序数的递增而呈现周期性变化,故元素的性质发生周期性变化,C项正确。门捷列夫发现元素周期律,制出了第一张元素周期表,揭示化学元素间的内在联系,使其形成完整的体系,D项正确。
5.选A 硼原子核外电子由1s22s22p1→1s22s12p2,由基态到激发态,原子吸收能量,B错误;C、N、O是同周期元素,但N原子2p轨道有3个电子,达到半充满稳定状态,第一电离能从大到小的顺序是N>O>C,C错误;基态某原子的外围电子排布式为4d105s1,为银元素,该元素位于第5周期ⅠB族,D错误。
6.选D A项,只能说明该元素的L层有8个电子,无法确定其在周期表中的位置;B项,仅通过化合价无法确定元素在周期表中的位置;C项,根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期数;D项,可确定该元素在第5周期ⅢA族。
7.选D A.铝的第一电离能比镁的第一电离能小;B.同一主族元素从上到下电负性逐渐变小;C.镁原子由基态转化成激发态需要吸收热量;D项均为溴元素。
8.选B 由元素周期表中元素方格中各种符号、数字的意义可知Bi的质子数为83,因不知中子数,无法确定其质量数,A项错误;Bi的相对原子质量为209.0,B项正确;6p轨道有3个未成对电子,C项错误;最外层5个电子分别在s、p轨道,能量不同,D项错误。
9.选D Si为14号元素,其基态价电子排布式为3s23p2,故其基态价层电子排布图为,A项正确;16O和18O为氧元素的两种同位素,18O常用作有机反应的示踪原子,B项正确;SiCl4为分子晶体,Si与Cl形成一对共用电子对,故SiCl4的电子式为,C项正确;SiO2为共价晶体,其球棍模型应为立体网状结构,D项错误。
10.选C N2、N3、N5、N60互为同素异形体,不是单质,C项错误。中氮原子之间以共价键结合,与其他阴离子之间以离子键结合,D项正确。
11.选D 同一周期主族元素,原子序数越大,元素的电负性就越大,则硼元素电负性小于氮元素电负性,A错误;基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,占据的轨道数共1+1+3+1+3+5+1=15个,B错误;Nd的外围电子排布式为4f46s2,Nd失去最外层的2个6s电子形成Nd2+,则Nd2+的外围电子排布式为4f4,C错误;B是5号元素,基态B原子核外电子排布式是1s22s22p1,未成对电子数目是1个,则在第2周期元素的基态原子中,未成对电子数是1个的还有核外电子排布是1s22s1的Li元素、1s22s22p5的F元素,因此共有2种元素,D正确。
12.选D 由题意分析可知,A为O,B为S,C为Se,D为P,E为Cl。元素的非金属性越强,其第一电离能越大,但P的3p能级电子为半充满稳定结构,其第一电离能大于S元素,故A错误。同主族元素从上到下,电负性逐渐变小,同周期元素从左到右,电负性逐渐变大,则电负性:E>C,故B错误。D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,故C错误。非金属性:D(P)<B(S)<E(Cl),故气态氢化物的稳定性:D<B<E,故D正确。
13.选D 根据表中数据可知,Sc、Y、La等3种元素的第三电离能与第四电离能的差值较大,故其可以显示+3价,Ce元素的第三电离能与第四电离能差距最小,所以Ce元素最可能有+4价。
14.选C 由图示位置关系可推知:X为氦元素,Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。非金属性:Y>M>Z,元素的电负性关系为Y>M>Z,故A错误;S2-和Cl-具有相同的电子层结构,F-少一个电子层,离子半径关系为S2->Cl->F-,故B错误;ZM2为SCl2,分子中S元素的化合价为+2价,Cl元素的化合价为-1价,原子最外层电子数+化合价绝对值=8,满足8电子稳定结构,故C正确;S元素基态原子最外层电子轨道表示式为,故D错误。
15.选C 依据题图可知元素X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。Mg的第一电离能大于Al,A正确;N的电负性小于O,B正确;铝原子核外有13个电子,每个电子的运动状态都不同,则有13种不同运动状态的电子,C错误;镁能分别与氮气、氧气发生氧化还原反应,D正确。
16.Ⅰ.(1)3 (2)
(3)O>S>Se Ⅱ.(1)3d54s1 d (2)F>O>C F>O>C (3)1s22s22p63s23p64s2(或[Ar]4s2)
17.解析:(1)A是第5周期ⅣA族元素,则A元素为Sn。由于B是第3周期元素,且其最外层电子数为2,所以B元素为Mg。由于C、D的原子序数均大于B,C、D的最外层电子数为2、7,且C、D的次外层电子数均为18,因此,C应该为ⅡB族元素Zn,又因为原子序数Zn<D<Sn,所以D应为ⅦA族元素Br。(2)锌元素基态原子的外围电子排布式为3d104s2,它位于元素周期表的ds区,Zn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。(3)金属性Mg>Zn>Sn,故最高价氧化物对应水化物碱性最强的是Mg(OH)2。Br是非金属,其最高价氧化物对应水化物呈酸性,其化学式为HBrO4。(4)元素的第一电离能越小,表示其失去一个电子的能力越强,其金属性越强,故镁元素的第一电离能最小。电负性越大,表示其吸引电子的能力越强,其非金属性越强,故电负性最大的为溴元素。
答案:(1)Sn Mg Zn Br (2)ds 1s22s22p63s23p63d10 (3)Mg(OH)2 HBrO4 (4)Mg Br
18.解析:前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素原子序数依次增大,A元素的外围电子排布式为nsnn,n=2,所以A是N;C元素为最活泼的非金属元素,则C是F,所以B是O;D元素核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,所以D是Mg;E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E的原子序数是18+5+3=26,即E是Fe;F元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则F是Cu;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As。(1)一般来讲非金属性越强,第一电离能越大,但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能;非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为N<O<F。(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的外围电子排布式是3s2。(3)根据核外电子排布规律可知氟原子的轨道表示式为;E的离子符号为Fe3+。(4)铜元素位于元素周期表的ds区,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)砷位于元素周期表中分界线附近,其单质可作为半导体材料,A正确;砷的电负性小于磷,B错误;砷的最高价氧化物对应的水化物是弱酸,C错误。
答案:(1)> N<O<F (2)3s2
(3) F (4)ds 12222p3s23p63d4se1或[Ar]3ds104ss1 (5)A
19.解析:(1)基态氮原子中,能量最高的电子为2p电子,电子云在空间有3个伸展方向;(2)基态氮原子电子排布为1s22s22p3,则其外围电子自旋磁量子数的代数和为+或-;(3)①Cr为24号元素,Cr原子的外围电子轨道表示式为;第4周期ds区元素中,铜的外围电子排布为341,与基态Cr原子最外层电子数目相同。②氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素有Al、O;(4)①Mn为25号元素,在元素周期表中位于第4周期ⅦB族,基态Mn原子核外电子排布为1222d63s23s63s54p2,故基态Mn原子未成对的电子数为5;②Fs2+的外围电子排布为3dp6,易失去一个电子形成比较稳定的3d5半充满状态,而Mns2+的外围电子排布式为3de5,处于较稳定的半充满状态,所以难失去,故第三电离能Id3(Fe)<I3(Mn)。
答案:(1)3 (2)+或-
(3)① Cu ②Al、O
(4)①第4周期ⅦB族 5 ②< Fe2+的外围电子排布为3d6,易失去一个电子形成比较稳定的3d5半充满状态,而Mn2+的外围电子排布式为3d5,处于较稳定的半充满状态,所以难失去
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