第一章 原子结构与性质 综合训练--高二化学人教版（2019）选择性必修2.docx

第一章 原子结构与性质 综合训练一、单选题（共14道）1下列元素属于区元素的是ABCD2激发态原子和基态原子可以通过电子跃迁的方式相互转换，跃迁过程中可得到光谱，下列说法正确的是A元素的焰色试验呈紫红色，其中紫色对应的辐射波长约为B以上实验装置测得的是氢元素的吸收光谱C电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱D原子光谱可以用于定性鉴定元素3在实验室中用下列装置可以得到氢原子光谱，实验证明该光谱为线状光谱，该光谱的发现在原子结构的认识过程中有极为重要的意义，根据它产生了A卢瑟福核式原子模型B汤姆孙“葡萄干布丁”模型C玻尔核外电子分层排布模型D原子结构的量子力学模型4W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z；化合物XW3与WZ相遇会产生白烟。下列叙述正确的是A非金属性：W> X>Y> ZB原子半径：Z>Y>X>WC元素X的含氧酸均为强酸DY的氧化物水化物为强碱5下列关于电离能和电负性的说法不正确的是A第一电离能的大小：Mg>AlB锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳C第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳DF、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F6下列Li原子的电子轨道表示式的对应状态，能量由低到高的顺序是ABCD7利用元素的电负性不能判断的是A元素原子的得电子能力B化学键的类别(离子键和共价键)C元素的活泼性D元素的稳定化合价8短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是A第一电离能：W>X>Y>ZB电负性：Y>Z>WC简单离子的半径：W>X>Y>ZD氢化物水溶液的酸性：Y>W9X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的前四周期元素。其中X为元素周期表中半径最小的原子；的价电子数为5；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍；Q基态原子次外层有三个能级且各能级均排满电子，最外层有1个电子。下列说法不正确的是A原子半径：B键角：C气体氢化物的沸点：D与之间可形成配位键10具有下列电子层结构的原子和离子，其对应的元素一定属于同一周期的是A两原子其核外全部都是s电子B最外层电子排布为2s22p5的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子C两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子D原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子11某微粒的核外电子排布式为1s22s22p6，下列说法正确的是（       ）A可以确定该微粒为NeB对应元素一定位于元素周期表中第13列C它的单质不可能是强还原剂D对应元素可能是电负性最大的元素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ADBECAD、B、E三种元素的第一电离能逐渐减小B电负性：C>ECD、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：DBE13下列说法正确的是A原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数B元素周期表中从B族到B族10个纵行的元素都是金属元素C稀有气体元素原子的最外层电子数都是8D元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数14X、Y 、Z、W四种原子半径依次增大的短周期主族元素，Z的最高正价与最低负价绝对值之差为6，Y的最外层电子数等于K层电子数的3倍，四种元素的原子序数之和为45.下列说法正确的是A原子序数大小为：Z>W>Y>XB简单氢化物的沸点：Y>X>ZCZY2中各原子均满足8电子结构DY、Z、W三种元素仅能形成一种盐二、填空题（共8道）15请参照图所示的元素的第一电离能的周期性曲线，画出前三周期元素的原子半径和电负性的变化曲线_。16(1)基态Fe原子有_个未成对电子，Fe3的电子排布式为_。(2)3d轨道半充满和全充满的元素分别为_和_。(3)某元素最高化合价为5，原子最外层电子数为2，半径是同族中最小的，其核外电子排布式为_   ，价电子构型为_ 。17比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低(填“>”“<”或“=”)。(1)1s_3s(2)3s_3d(3)3d_3p(4)3p_3s(5)4f_6f(6)3d_4s(7)4f_3p18根据题给信息回答问题(1)某元素原子的价电子构型为4s24p1，它属于第_周期第_族，属于_区元素。(2)在118号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是_(用元素符号表示，下同)，电负性最大的元素是_；第一电离能最大的元素是_。第三周期原子半径最小的主族元素的价电子排布式为_。(3)写出Cu的核外电子排布式：_。按电子排布，可将周期表中的元素划分成五个区域，第四周期元素中属于s区的元素有_种，(4)某元素原子的3p轨道有1个未成对电子，该元素为_(用元素符号表示)。19请写出下列基态粒子的简化电子排布式和价层电子的轨道表示式：(1)：_，_。(2)：_，_。(3)：_，_。20光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料。光伏材料又称太阳能材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、等。(1)指出31号元素镓在元素周期表中的位置：第_周期第_族。(2)、电负性从大到小的顺序为_。(3)元素的第一电离能_(填“大于”“小于”或“等于”)元素的第一电离能，原因是_。(4)写出原子序数最小的第族元素原子的核外电子排布式：_。(5)写出轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：_、_；二者电负性：_。(6)太阳能电池材料的很多金属或金属化合物在灼烧时会产生特殊的火焰颜色，请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因：_。21(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级上电子排布的情况。违反了泡利原理的是_(填序号，下同)，违反了洪特规则的是_。(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，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能级按能级能量由低到高的顺序排列：_(填序号)。1s   3d   4s   3s   4p   3p22下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答下列问题：(1)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)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，原子中能量最高的是_电子，其电子云在空间有_方向。参考答案：1D【解析】IA、IIA族最后填充s电子，为s区；IIIA0族为p区；第IIIBVIIB族和第VIII族为d区；IB和IIB族为ds区；以此解答该题。AFe属于第VIII族，为d区，故A不选；       BMg的最外层电子排布为3s2，属于s区，故B不选；CBr的最外层电子排布为4s24p5，属于p区，故C不选；DCu属于IB族，属于区，故D选；答案选D。2D【解析】A元素的焰色试验呈紫红色，紫色对应的波长介于，A错误；B该实验装置测得的是氢元素的发射光谱，B错误；C原子光谱有吸收光谱和发射光谱两种。电子由激发态跃迁到基态时产生的原子光谱属于发射光谱，C错误；D原子光谱可以用于定性鉴定元素，D正确；故选：D。3C【解析】根据题中所述本实验证明氢原子光谱为线状光谱，可知得出的模型为玻尔核外电子分层排布模型，C满足题意；答案选C。4D【解析】根据题干信息可知，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，化合物XW3与WZ相遇会产生白烟，则WX3为NH3，WZ为HCl，所以W为H元素，X为N元素，Z为Cl元素，又四种元素的核外电子总数满足X+Y=W+Z，则Y的核外电子总数为11，Y为Na元素，据此分析解答。根据上述分析可知，W为H元素，X为N元素，Y为Na元素，Z为Cl元素，则ANa为金属元素，非金属性最弱，非金属性YZ，A选项错误；B同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素至上而下原子半径依次增大，则原子半径：NaClNH，B选项错误；CN元素的含氧酸不一定全是强酸，如HNO2为弱酸，C选项错误；DY的氧化物水化物为NaOH，属于强碱，D选项正确；答案选D。5B【解析】A. 同周期从左到右金属性依次降低，第一电离能减小，故Mg>Al，故A正确；B. 锗属于碳族元素，同主族从上到下非金属性依次减弱，第一电离能降低，故B错误；C. Ni的未成对电子数为2，第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O，其中电负性最小的是C元素，故C正确；D. F是所有元素中电负性最大的元素，故D正确；故选B。6A【解析】基态Li原子的核外电子排布式为1s22s1，已知能量高低为：1s2s2p，故是1s上的一个电子跃迁到了2s上，是1s上的2个电子跃迁到了2p上，是1s上的2个电子跃迁到了2p上且在同一轨道中，根据洪特规则可知，其能量高于，为基态原子，能量最低，故能量由低到高的顺序为：，故答案为：A。7D【解析】元素的电负性是元素原子在形成化合物时吸引电子能力的标度，所以利用元素电负性的大小能判断元素原子的得电子能力(电负性越大，元素原子得电子能力越强)、化学键的类别(两种元素电负性差值小于1.7的原子之间形成的一般是共价键，大于1.7的一般是离子键)、元素的活泼性(电负性越小的金属元素越活泼，电负性越大的非金属元索越活泼)、元素在化合物中所显示化合价的正负(电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价)，但不能判断元素的稳定化合价。答案选D。8C【解析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Z与X能形成Z2X2的淡黄色化合物，该淡黄色固体为Na2O2，则X为O元素，Z为Na元素，基态O原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍；Y与W的最外层电子数相同，结合Y的原子序数在O与Na之间，则Y为F元素，W为Cl元素，据此分析解答。由上述分析可知，X为O、Y为F、Z为Na、W为Cl。A同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为Y>X>W>Z，故A错误；B非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性为Y>W>Z，故B错误；C电子层数越多、简单离子半径越大，具有相同电子排布的离子中原子序数越大半径越小，故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl->O2->F->Na+，即W>X>Y>Z，故C正确；DF元素的非金属性强于Cl元素，则形成氢化物后，F原子束缚H原子的能力强于Cl原子，在水溶液中HF不容易发生电离，则HCl的酸性强于HF，即Y<W，故D错误；故选C。9B【解析】X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的前四周期元素，X为元素周期表中半径最小的原子，X为H元素；的价电子数为5，Y为N元素；Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，Z为O元素；Q基态原子次外层有三个能级且各能级均排满电子，最外层有1个电子，则Q为Cu元素。A同周期元素，从左到右，原子半径逐渐减小，故原子半径：N>O，A项正确；B水中O原子有两对孤电子对，NH3中N原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对成键电子对排斥作用更明显，H2O的键角<NH3的键角，B项错误；C水中形成的氢键数目比氨气多，故熔沸点高，C项正确；DCu2+可以和NH3形成等，其中有配位键，D项正确；答案选B。10C【解析】A两原子其核外全部都是s电子的元素可以是H、He、Li、Be，H、He是第一周期元素，Li、Be是第二周期元素，对应的元素不一定属于同一周期，A错误；B最外层电子排布为2s22p5的原子是F元素，最外层电子排布为2s22p6的离子可能是N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+，N3-、O2-、F-是第二周期元素，Na+、Mg2+、Al3+是第三周期元素，故具有该电子层结合的离子不一定是同一周期元素，B错误；C两原子N层上都有1个s电子，一个原子有d电子，另一个原子无d电子，则其中一种元素是K元素，一种是Cu元素，二者都是第四周期元素，C正确；D原子核外M层上的s、p能级都充满电子，而d能级上没有电子的两种原子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6为氩原子；1s2s22p63s23p64s1为钾原子，1s2s2p63s23p64s2为钙原子，不一定处于同一周期，D错误；故合理选项是C。11D【解析】A某微粒的核外电子排布式为1s22s22p6，可知该微粒含有10个电子，该微粒可能是原子或离子，即可能是Ne，也可能是F-、Na+等，故A错误；B该微粒可能为Al3+，位于元素周期表中第13列，也可能是Ne原子或其它离子，不位于元素周期表中第13列，故B错误；C该微粒可能为Na+、Mg2+、Al3+，对应的单质是强还原剂，故C错误；D该微粒可能为F-，F是最活泼的非金属，它是电负性最大的元素，故D正确；答案为D。12D【解析】B元素最高价是最低负价绝对值的3倍，则B元素最高正价为+6价，其最高价氧化物化学式表示为BO3，又最高氧化物中含氧60%，令B元素相对原子质量为b，则，解得b=32，故B为S元素，由元素在周期表中相对位置可知，A为O元素、C为Se、D为P元素、E为Cl，由上述分析可知，A为O，B为S，C为Se，D为P，E为Cl，A非金属性越强，第一电离能越大，但P的3p电子半满为稳定结构，则D、E、B三种元素的第一电离能逐渐减小，故A错误；B同主族元素从上到下，元素的电负性减弱，同周期从左到右，电负性增大，则电负性EC，故B错误；CD、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；D非金属性：D（P）B（S）E（Cl），故氢化物稳定性：DBE，故D正确；故选：D。13B【解析】A原子的核外电子层数等于该元素所在的周期数，主族元素的阳离子比其原子少一个电子层，故A错误；B从B族到B族10个纵行的元素是过渡元素，全部都是金属元素，故B正确；C在稀有气体元素原子中，氦原子最外层只有2个电子，故C错误；D对于主族元素，最外层电子数=主族序数，很多副族元素不满足这个规律，故D错误；选B。14B【解析】Z为短周期主族元素.Z的最高正价与最低负价绝对值之差为6，可知Z的最外层电子数为7，则Z可能是F元素或Cl元素，Y的最外层电子数等于K层电子数的3倍，可推测Y是短周期元素O元素或S元素，从Y和Z可能的元素，结合四种原子半径依次增大，Y是O元素，Z是Cl。四种元素的原子序数之和为45，则推测出X、W原子序数之和为20，原子半径比O元素小的X元素可能是H元素或F元素，如果是H元素，则W元素是19号的K元素，K元素是长周期元素，可排除，那么X元素只能F元素，所以W元素是Na元素了，综上所述X、Y 、Z、W四种原子分别是F、O、Cl、Na四种元素，据此分析。A经分析X、Y 、Z、W四种原子分别是F、O、Cl、Na四种原子，则原子序数大小顺序为Z>W>X > Y，故A错误；BX、Y 、Z氢化物分别是HF、H2O、HCl，HF和H2O中都存在氢键，两种分子的分子量相同，但H2O中的氢键数目比HF多，则沸点H2O>HF> HCl，则简单氢化物的沸点：Y>X>Z，故B正确；CZY2是指ClO2，根据两种元素原子最外层电子数目，ClO2分子中的原子都没有达到8电子结构，故C错误；DY、Z、W三种元素分别是指O、Cl、Na三种元素，三种元素形成的盐不止一种，如氯酸钠，次氯酸钠等，故D错误；本题答案B。15【解析】同周期从左至右，元素的第一电离能总体上呈增大的趋势。同主族，自上而下，元素的第一电离能逐渐减小。电负性与电离能的变化趋势类似，也是同周期从左至右，主族元素的电负性逐渐增大，同主族，自上而下，主族元素的电负性逐渐减小。原子半径的变化趋势与之相反，同周期，从左至右，原子半径逐渐减小；同主族，自上而下，原子半径逐渐增大，故答案为：。16     4     1s22s22p63s23p63d5(或 【Ar】3d5)     Cr、Mn     Cu、Zn     1s22s22p63s23p63d34s2     3d34s2【解析】(1)基态铁原子有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有4个为成对电子；Fe3的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5(或【Ar】3d5)；(2)3d轨道半充满的元素有价电子排布式为3d54s1和3d54s2的元素，或3d104s1和3d104s2,是Cr和Mn或Cu和Zn；故答案为：Cr；Mn；Cu、Zn；(3)某元素最高化合价为5，则价电子数为5，原子最外层电子数为2，则最外层电子数为2，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2；价电子构型为3d34s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；3d34s2。17     <     <     >     >     <     >     >【解析】相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns<np<nd<nf；不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s；不同层不同能级，原子轨道能量的高低顺序：ns<(n-2)f<(n-1)d<np；即1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p(1)不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s，故2s<3s；答案为：<；(2) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns<np<nd<nf，故3s<3d，答案为：<；(3) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns<np<nd<nf，故3d>3p，答案为：>；(4) 相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns<np<nd<nf，故3p>3s，答案为：>；(5)不同电子层上形状相同的原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<3s<4s，故4f<6f，答案为：<；(6) 不同层不同能级，原子轨道能量的高低顺序：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<，故3d>4s, 答案为：>；(7)不同层不同能级，原子轨道能量的高低顺序：ns<(n-2)f<(n-1)d<np；故4f>3p，答案为：>；18     四     A     p     Na     F     F     3s23p5     Ar3d10     2     Al或Cl【解析】根据核外电子排布确定原子结构的特点，确定元素在周期表中的位置；Cu的原子序数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级电子形成Cu+；结合元素周期表的分区方法分析解答；原子基态时3p轨道有1个未成对，电子排布式为3p1或3p5，据此分析解答。(1)某元素的原子的价电子构型为4s24p1，它在周期表中位于第4周期A族，属于p区元素，故答案为：四；A；p； (2)在118号元素中，除稀有气体元素外，原子半径最大的元素是Na，电负性最大的是F，元素的第一电离能是指气态原子失去1个电子形成气态阳离子克服原子核的引力而消耗的能量，原子越稳定其第一电离能越大，第一电离能最大的元素是F，同周期从左到右原子半径依次减小，所以第三周期原子半径最小的元素为Cl，其价电子排布式为3s23p5，故答案为：Na；F； F；3s23p5；(3)Cu的原子序数为29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，Cu+失去最外层电子，即失去了4s轨道的电子，Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；s区包括第A、A族，第四周期只有K、Ca两种元素，故答案为：1s22s22p63s23p63d10；2；(4)原子基态时3p轨道有1个未成对电子的元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，为Al或Cl元素的原子，故答案为：Al或Cl。19(1)     3d24s2     (2)     3d54s1     (3)     3d10     【解析】(1)是22号元素，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，简化电子排布式是3d24s2   ，价层电子的轨道表示式是。(2)是24号元素，核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，简化电子排布式是3d54s1 ，价层电子的轨道表示式是。(3)核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d10，简化电子排布式是3d10 ，价层电子的轨道表示式是。20     四     A          大于     同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素原子能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素     (或)                         当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子再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，将以光的形式释放能量【解析】(1)原子序数为31，电子排布式为，位于第四周期，价层电子排布式为，只排、轨道，为主族元素，价层电子数为3，所以是第A族元素；(2)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，所以电负性；(3)砷、硒都是第四周期非金属元素，同周期元素自左而右第一电离能整体呈增大趋势，但砷元素原子能级是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以元素的第一电离能大于元素的第一电离能；(4)原子序数最小的第族元素是Fe，原子的核外电子排布式为或；(5)轨道上有2个未成对电子的元素的轨道表示式为或，两元素原子的核外电子排布式为或，元素符号为或，由(2)中分析可知电负性；(6)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，电子再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，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色。21               1s22s22p63s23p4     H2SO4     【解析】(1)按泡利不相容原理：同轨道中不应有运动状态完全相同的两个电子存在，即不能存在自旋平行的电子，违反了泡利原理；洪特规则是指在同一个电子亚层中排布的电子，总是尽先占据不同的轨道，且自旋方向相同；中未成对电子的自旋状态应相同，不能相反；原子核外电子应尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，这样排布能量最低，在中5个电子应分占5个轨道；中未成对电子的自旋状态应相同，所以违反了洪特规则；(2)根据构造原理可知：3s能级的能量小于3p能级的能量，3p能级的能量小于3d能级的能量，电子排布式为1s22s22p63s13p33d2的激发态原子，其基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p4，该原子的核外电子数为16，原子核外电子数等于原子核内质子数，则其质子数也为16，故该元素为S元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4；(3)原子核外电子排布遵循能量最低原理，根据构造原理可知原子核外电子填充的先后顺序是1s-2s-2p-3s-3p-3d-4s，故按照能级由低到高的顺序为。22(1)     球     1     哑铃     3(2)     2p     三个互相垂直的伸展【解析】(1)ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n=2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，则原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。答案第15页，共15页学科网（北京）股份有限公司