原子结构与元素的性质 同步练习 高二化学人教版（2019）选择性必修2.docx

1.2原子结构与元素的性质同步练习姓名（）班级（）学号（）一、选择题1“类比”是研究物质的重要思想。下列有关“类比”对物质结构或性质的推测正确的是A水溶液呈酸性，则水溶液也呈酸性B酸性强于，则可推出酸性强于C第一电离能：，则第二电离能：D分子呈直线形，则可推出分子呈直线性2W、X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期主族元素，其中W、X、Y基态原子核外电子的空间运动状态数相同，Z的原子序数是X的两倍。下列说法错误的是A简单氢化物的稳定性：XZB第一电离能：YWXCW、Z的最高价氧化物对应水化物均为强酸D同周期主族元素基态原子未成对电子数少于Y的有2种3LiFePO4常作为锂离子电池的正极材料，电池充电时，LiFePO4脱出部分形成。下列说法正确的是AFe元素位于元素周期表第B族B第三周期元素中，第一电离能介于Al和P之间的元素有2种C基态氧原子的核外电子的空间运动状态有5种D充电时阳极反应式为4阻燃剂分子结构如图。下列说法错误的是A第一电离能：B分子中元素的化合价均为+5价C基态原子价电子排布式为D基态原子的轨道表示式为5下列符号表征或说法正确的是A电离：B位于元素周期表p区C基态V原子的简化电子排布式为Ar3d34s2D电子式：6工业上电解熔融和冰晶石()的混合物可制得铝。下列说法不正确的是A半径大小：B电负性大小：C电离能大小：D碱性强弱：7下列所示装置或操作能达到实验目的的是A图：验证1-溴丁烷发生消去反应B图：标准溶液滴定盐酸C图：比较硫、碳、硅三种元素的非金属性强弱D图：比较不同催化剂对反应速率的影响8已知W、X、Y和Z为前四周期元素，且原子序数依次增大，W的原子半径在元素周期表中最小，X、Y位于同一主族，Z的正一价离子在酸性条件下可以发生歧化反应，分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图所示。下列说法不正确的是AW、X、Y、Z的电负性大小：X>Y>W>ZB和之间存在不同的作用力C700左右有两个吸收峰，此时发生两个氧化还原反应D1200时固体成分为9化合物（如图所示）是一种新型漂白剂，是原子序数依次增大的短周期元素，其中位于不同周期，基态原子核外有1个单电子，基态原子核外有两个单电子，的最外层电子数之和等于的最外层电子数，和对应的简单离子核外电子排布相同。下列说法不正确的是A离子半径：B形成的单质均为非极性分子C电负性和第一电离能大小的顺序均为D该漂白剂的漂白原理与氯水相同10离子液体在合成与催化、电化学、生物化学等领域广泛应用，某离子液体的结构如图所示.X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，X原子中电子只有一种自旋取向，Y、Z、Q为同一周期元素，W原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍.下列说法正确的是A简单离子半径：BY和Z的氢化物的沸点：C同周期元素第一电离能比Z小的有4种D基态Z原子核外电子有5种空间运动状态11短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的族序数是周期序数的3倍，基态时Y原子3s原子轨道上有1个电子，Z与X处于同一主族。下列说法不正确的是A原子半径：r(W)<r(Z)<r(Y)B第一电离能：I1(Y)<I1(Z)<I1(X)CX与Y形成的化合物一定只含有离子键DW的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强12现有四种元素基态原子的化学用语如表格所示：Ne3s23p41s22s22p5下列有关比较中正确的是A第一电离能：>>>B原子半径：>>>C电负性：>>>D最高正化合价：>=>13下列化学用语或图示表达不正确的是A质量数为2的氢核素：B的原子结构示意图：C电子云轮廓图：D基态原子的价层电子轨道表示式：14某阴离子的结构如图所示。短周期主族元素Y、Z、W、M、Q的原子序数依次增大，已知Y和W同周期，W和Q同主族。下列说法错误的是A第一电离能：Z>W>YBY、Z、W的简单氢化物的键角依次减小C简单离子半径：Q>W>MDW的单质一定为非极性分子15下图中曲线a、b、c表示的是C、Si、P的逐级电离能，下列物理量由大到小的顺序正确的是A原子序数：cbaB简单气态氢化物的稳定性：cabC最高价氧化物对应水化物的酸性：bacD电负性：bca二、填空题161906年，哈伯在60高温、200兆帕高压的条件下，用锇(Os)作催化剂，首次成功得到了氨，但产率较低。随着科学的进步以及科学家们对催化剂的研究改进，现在工业上普遍采用铁触媒做合成氨的催化剂，大大提高了合成氨的产率。(1)基态氮原子中，核外电子有 种空间运动状态，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，其价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、等氧化物中的几种。Cr原子的价电子排布图为 ；第四周期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 。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、，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。Mn在元素周期表中的位置 ，基态Mn原子未成对的电子数为 。第三电离能 (填“>”或“”)，原因是 。(5)我国长征系列运载火箭使用的液态燃料主要是偏二甲肼结构简式：，可看作是肼中同一氮原子上的两个氢原子被甲基取代和四氧化二氮，燃烧时发生反应：。当该反应消耗时将形成 。17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)、电负性从大到小的顺序为 。(2)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： > 。(3)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合做录音磁带磁粉原料的为 (填序号)。AV2O5                BCrO2                              CZnO(4)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： 。三、解答题18如图列出了十种元素在周期表中的位置：回答下列问题：(1)上述元素中，形成化合物最多的元素是 (填序号)，M层电子数最多的是 (填元素名称)，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 (填酸的化学式)。(2)由、三种元素形成的离子化合物的化学式为 。(3)由、四种元素形成的简单离子半径由大到小的顺序是 (用离子符号表示)。(4)元素与形成淡黄色化合物的电子式： ，该化合物中含有的作用力有 。(5)、的最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式为 。(6)请用一个化学方程式证明元素和的非金属性强弱关系： 。19硫化镉（CdS）微溶于水，高纯度硫化镉是良好的半导体，可用于制光电管、太阳能电池。利用含镉废水（主要含的离子为）制备硫化镉流程如下：下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH：氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cd(OH)2开始沉淀的pH1.56.54.17.2沉淀完全的PH3.39.95.49.5(1)基态硫原子核外电子占据最高能层的符号是 。(2)滤渣主要成分是 （填化学式）。(3)加入H2O2溶液的目的是 （用离子方程式表示）。(4)调节pH范围是 ，写出“沉淀”时Al3+发生反应的离子方程式： 。(5)操作I包括 。(6)用核外电子排布规则解释Fe3+比Fe2+更稳定： 。(7)实际工业生产中，有时还采用阳离子交换树脂法来测定“沉镉”后溶液中Cd2+的含量，其原理为，其中为阳离子交换膜树脂。常温下，将“沉镉”后的溶液（此时溶液）经过阳离子交换树脂后，测得浓度比交换前升高了，则该条件下的为 。第5页 共8页 第6页 共8页学科网（北京）股份有限公司参考答案：1B【详解】A水溶液呈碱性，A错误；B电负性：F>Cl>H，由酸性强于，则可推出酸性强于，B正确；C氮原子价电子排布：，氧原子价电子排布：，氧的第二电离能失去的是电子，处于半充满稳定结构，则第二电离能：N<O，C错误；D分子中心原子价层电子对数：，含1对孤电子，为V形，D错误；答案选B。2D【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期主族元素，其中W、X、Y基态原子核外电子的空间运动状态数相同，说明电子占据的轨道数目相同，三者未同周期元素，np能级3个轨道都填充了电子，W、X、Y原子的最外层电子数依此为5、6、7，而Z的原子序数是X的两倍，可知Z为S元素，X为O元素，故W为N元素，Y为F元素，据此分析解答。【详解】A同主族元素从上到下非金属性减弱，非金属性O>S，则简答氢化物的稳定性：O>S，故A正确；B同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但N的最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于O，则第一电离能：F>N>O，故B正确；CW为N元素，Z为S元素，两者最高价氧化物的水化物分别为硝酸、硫酸，均为强酸，故C正确；DY为F元素，其基态原子未成对电子数1，同周期中其未成对电子数最少，故D错误；故选：D。3C【详解】AFe元素位于第四周期第族，A错误；B同周期主族元素的第一电离能呈增大的趋势，但由于ns2处于全充满，np3处于半充满的稳定状态，存在反常现象，第一电离能：IIA 族IIIA 族，VA 族VIA 族，第三周期元素的第一电离能：Na < Al < Mg < Si < S < P < Cl < Ar，故第一电离能介于 Al 和 P 之间的元素有3种，B错误；C基态氧原子的核外电子排布式为：1s22s22p4，核外电子空间运动状态有5种，C正确；D充电时阳极失去电子LiFePO4-xe=Li1xFePO4+xLi+，D错误； 故选C。4D【详解】A同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：，A正确； BP的电负性小于O和N，因此共用电子对偏离P显出+5价，B正确； CO为8号元素，基态原子价电子排布式为，C正确；  D基态原子的轨道表示式为，D错误；故选D。5C【详解】A是二元弱酸，电离要分步进行，其第一级电离方程式为，二级电离方程式为，故A错误；B基态原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，故B错误；CV是23号元素，基态V原子的简化电子排布式为Ar3d34s2，故C正确；D是离子化合物，其正确的电子式为，故D错误；故选C。6C【详解】AAl3+与Na+核外电子层结构相同，Na+的核电荷数小，半径答，即，故A正确；B同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，故电负性，故B正确；CNa为活泼金属，最外层只有1个电子，O是活泼的非金属，不容易失电子，故电离能大小：，故C错误；D同周期从左到右，元素的金属性减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐减弱，故碱性强弱：，故D正确。答案选C。7C【详解】A1-溴丁烷在氢氧化钠的乙醇溶液中发生消去反应生成1-丁烯，1-丁烯中含有挥发的乙醇，二者都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，故酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明有1-丁烯生成，不能验证1-溴丁烷发生消去反应， A错误；B氢氧化钠溶液应盛装在碱式滴定管中，B错误；C稀硫酸滴入Na2CO3溶液中，发生复分解反应并生成CO2气体，可证明酸性H2SO4H2CO3，将CO2气体通入Na2SiO3溶液中，生成H2SiO3沉淀，可证明酸性H2CO3H2SiO3，从而得出酸性，H2SO4H2CO3H2SiO3，非金属性SCSi，C正确；D比较不同催化剂对反应速率的影响的实验中，应该设置H2O2的浓度相等，D错误；故选C。8C【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前四周期元素，W为周期表中原子半径最小的元素，W为氢；X、Y位于同一主族，则X为O、Y为S，Z的正一价离子在酸性条件下可以发生歧化反应，则Z为Cu；则为；【详解】A根据分析可知W、X、Y、Z分别为H，O，S，Cu，电负性大小为：O>S>H>Cu，A项正确；B为，为，两种不同的作用力。其中4个水分子是作为配体配位在铜离子上的，即，那么成键方式就是配位键；另一个水分子则结合在硫酸根上，水分子通过氢键与硫酸根中的氧原子相连接，B项正确；C从DSC曲线可以看出，700左右有两个吸热峰，对应固体质量在1.6mg0.8mg之间，其对应反应的化学方程式为，不都是氧化还原反应，C项错误；D1200对应固体质量为0.72g，发生反应为：此时固体成分为，D项正确；答案选C。9B【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y、W为不同周期不同主族的短周期元素，且X基态原子核外有1个单电子，说明X为H，由图中结构可知，W形成+2价阳离子，Z形成2个单键，Y可以形成4个单键，W位于A族，Z位于A族，则Z为O元素、W为Mg元素；X、Y、W的最外层电子数之和等于Z的最外层电子数，Y的最外层电子数为6-2-1=3，Y与H、Mg不同周期不同主族，则Y为B元素，以此来解答。【详解】AZ、W对应的离子分别为O2-和Mg2+，核外电子层数、电子数相同，但Mg核电荷数更大，离子半径更小，离子半径：Z>W，A正确；BO元素形成的单质有O2、O3，O2为非极性分子，O3为极性分子，B错误；C同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，故第一电离能O>B，Mg是金属元素，第一电离能最小，C正确；D由图可知，阴离子中含过氧键，是强氧化性漂白，和氯水中次氯酸漂白原理相同，D正确；故答案为B。10D【分析】X原子中电子只有一种自旋取向，X为H元素；Y、Z、Q为同一周期元素，即第2周期元素，根据化学键数目可知，Y为C元素、Z为N元素、Q为F元素，W原子的核外电子总数是最外层电子数的3倍，W为P元素。【详解】A简单离子半径，即，故A错误；B虽然NH3有分子间氢键，沸点NH3>CH4，但碳氢化合物呈固体、熔沸点高的多的是，所以Z的氢化物沸点不一定高，故B错误；CZ为N元素，同周期元素中第一电离能比N小的有Li、Be、B、C、O，共5种，故C错误；DZ为N元素，基态原子有5个轨道填充了电子，所以电子有5种空间运动状态，故D正确。答案选D。11C【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的族序数是周期序数的3倍，X是O元素；基态时Y原子3s原子轨道上有1个电子，Y是Na元素；Z与X处于同一主族，Z是S元素，则W是Cl元素。【详解】A同周期元素从左到右原子半径依次减小，原子半径：r(Cl)<r(S)<r(Na)，A正确；B同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，同主族元素从上到下第一电离能依次减小，第一电离能：I1(Na) <I1(S) <I1(O)，B正确；CNa与O形成的化合物Na2O2中既含有离子键有含有共价键，C错误；D同周期元素从左到右，最高价含氧酸的酸性依次增强，酸性：HClO4> H2SO4，D正确； 故选C。12A【分析】由题中信息可知是S元素，是P元素，是N元素，是F元素【详解】A同周期自左而右，第一电离能呈增大趋势，但P元素原子3p能级为半满稳定状态，第一电离能高于同周期相邻元素；同主族自上而下第一电离能减弱，因此第一电离能：F>N>P>S，A正确；B同一周期从左到右原子半径逐渐减小，同一主族从上到下原子半径逐渐增大，原子半径：，B错误；C同一周期从左到右电负性逐渐增大，同一主族从上到下电负性逐渐减小，电负性：，C错误；DF无正化合价，D错误；故选A。13B【详解】AH的质子数是1，质量数有1、2、3，质量数为2是H的核素之一，故A正确；BFe为26号元素，原子结构示意图为，故B错误；C基态C原子px轨道的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形，故C正确；D基态Cr是24号元素，原子的价层电子轨道表示式：，故D正确；故答案选B。14D【分析】X、Y、Z、W、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，W和Q同主族，由阴离子的结构可知，W、Q形成共价键的数目分别为2和6，则W为O元素、Q为S元素；Y和W同周期，且形成共价键的数目为4，则Y为C元素、Z为N元素、M形成共价键的数目为1，且原子序数介于O和S之间，M为F元素。【详解】A同周期从左至右元素的第一电离能呈增大趋势，但第VA族元素的半充满结构会使其第一电离能偏高一些，故第一电离能：N>O>C，A正确；B由于CH4、NH3、H2O中心原子的孤电子对数依次增多，所以键角：CH4>NH3>H2O，B正确；C离子核外电子层数越大离子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多离子半径越小，S2-核外电子排布为2、8、8，O2-、F-核外电子排布均为2、8，且核电荷数F>O，则离子半径：S2-> O2-> F-，C正确；DW元素的单质有O2和O3，臭氧是空间构型为V形的极性分子，D错误；故选：D。15C【详解】AC是6号元素，Si是14号元素，P是15号元素，原子序数：PSiC，即原子序数：bca，A错误；B元素非金属性越强，其对应的简单气态氢化物稳定性就越强，元素的非金属：PCSi，则简单气态氢化物稳定性： bac，B错误；C元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物酸性越强。元素的非金属性：PCSi，则最高价氧化物对应水化物酸性：bac，C正确；D元素的电负性：C是2.5，P是2.1，Si是1.8，可见元素的电负性：CPSi，即abc，D错误；故合理选项是C。16(1) 5 3(2)或(3) Cu Al、O(4) 第四周期B族 5 价电子排布式为，易失去一个电子形成比较稳定的半满状态，而的价电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去，故第三电离能(5)5【详解】（1）空间运动状态数=轨道数目，基态N原子有5个轨道，因此有5种空间运动状态；基态N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式为，则其价电子自旋磁量子数的代数和为或；（3）Cr为24号元素，其价电子排布式为，因此其价电子排布图为；第四周期ds区元素中，铜的价电子为，与基态Cr原子最外层电子数目相同，因此元素符号为Cu；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Al、O；（4）Mn为25号元素，在元素周期表中位于第四周期B族；基态Mn原子的核外电子排布式为，故基态Mn原子未成对的电子数为5；价电子排布式为，易失去一个电子形成比较稳定的半满状态，而的价电子排布式为，处于较稳定的半充满状态，所以难失去，故第三电离能；（5）一个氮气分子由氮氮三键结合而成，三键中含有一个键和2个键，一个CO2分子中含有两个碳氧双键，每个双键中有一个键和1个键，根据反应，当该反应消耗时将生成1molCO2和，则形成键的物质的量为。17(1)S>P>Ga(2) Si S S Si(3)B(4)灼烧时原子中的电子吸收能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，再跃迁回能量较低的轨道时，能量以特定波长光的形式放出，因而火焰呈现特殊颜色【详解】（1）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，则电负性：SPGa；（2）3p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1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，元素符号为Si或S，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，电负性S>Si；（3）AV2O5中V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，没有未成对电子时，不具有磁性，故A不选；BCrO2中Cr4+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d2，3d轨道有未成对电子时，具有磁性，故B选；CZnO中Zn2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，没有未成对电子时，不具有磁性，故C不选；故选B；（4）当基态原子的电子吸收能量后，电子从较低的能级跃迁到较高能级，原子从基态变成激发态，激发态原子中的电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色。18(1) 钾 (2)(3)(4) 离子键、非极性共价键(5)(6)【分析】根据元素的位置可知，分别为H、C、N、O、Na、Mg、Al、S、Cl、K。【详解】（1）上述元素中，形成化合物最多的元素是C，M层为第三能层，最多可容纳8个电子，上述元素中，M层电子数最多的是钾，含有8个电子；越靠近元素右上角的元素非金属性越强，则该表中Cl的非金属性最强，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4。（2）由H、N、Cl三种元素形成的离子化合物的化学式为。（3）由、四种元素形成的简单离子分别为O2-、Na+、Al3+、S2-，电子层数越多离子半径越大，电子层数相同的原子序数越大离子半径越小，则离子半径由大到小的顺序是。（4）元素O与Na形成淡黄色化合物Na2O2的电子式为：，该化合物中含有的作用力有离子键、非极性共价键。（5）Na的最高价氧化物对应水化物为NaOH，Al的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3，二者反应的离子方程式为：。（6）元素为S，元素为Cl，非金属性越强其单质氧化性越强，由氯气可将硫单质置换出来即可证明非金属性强弱关系，反应方程式为：。19(1)M(2)(3)(4) （或其他合理形式） (5)过滤、洗涤、干燥(6)的轨道为半充满结构，处于稳定状态（或其他合理答案）(7)【分析】含镉废水（主要含的离子为），加入H2O2溶液将氧化为，加碳酸钠溶液调pH，生成沉淀，过滤后向滤液中通入硫化氢沉镉，经过滤、洗涤、干燥等操作得到高纯CdS，据此分析；【详解】（1）硫的原子序数为16，基态硫原子核外电子占据最高能层的符号是M；（2）根据分析，滤渣主要成分是；（3）加入H2O2溶液将氧化为，离子方程式为：；（4）为使沉淀完全，不沉淀，调节pH范围是；“沉淀”时Al3+发生反应的离子方程式：；（5）根据分析，操作I包括过滤、洗涤、干燥；（6）的轨道为半充满结构，处于稳定状态，因此Fe3+比Fe2+更稳定；（7）将沉镉后的溶液pH=8，则c(OH-)=1×10-6mol/L，经过阳离子交换树脂后，测得溶液中的Na+比交换前增加了0.046g/L，即Na+浓度增加了=0.002mol/L，根据，可知原溶液中c(Cd2+)=0.001mol/L，则Cd(OH)2的Ksp= c(Cd2+)×c2(OH-)=1×10-15。答案第9页，共10页学科网（北京）股份有限公司