1.2原子结构与元素性质（含解析）

1.2原子结构与元素性质
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．2021年11月，我国“祝融号”火星车与欧洲“火星快车”实现太空“握手”，火星首次留下中国印迹。经探测研究发现，火星大气及岩石中富含W、X、Y、Z四种原子序数依次递增的短周期主族元素，X元素原子最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的3倍，W、Z、Y元素的最高正价与其对应原子半径关系如下图，W最高价氧化物对应的水化物为弱酸。下列说法正确的是
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W
B．简单氢化物的沸点：X＞W＞Z
C．工业上电解熔融YX制备Y单质
D．Z的单质可以和NaOH溶液反应
2．有4种短周期主族元素X、Y、Z和Q的原子序数依次增大，相关信息如表：
元素 相关信息
X 最外层电子数等于次外层电子数
Y 与X在同一主族
Z 单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近
Q 同周期主族元素中原子半径最小
下列说法正确的是
A．X的金属性比Y强 B．Y的离子半径是同周期中最小的
C．Q的气态氢化物比Z的气态氢化物定 D．Q的含氧酸是最强酸
3．碱金属按原子序数递增的顺序，其单质的性质变化正确的是
A．密度逐渐增大
B．最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强
C．单质与氧气反应都能得到两种及两种以上产物
D．单质的还原性逐渐增强，故K能从NaCl溶液中置换出Na
4．与OH- 具有不同的电子数的微粒是
A．F- B．Cl- C．NH3 D．Na+
5．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的原子核内只有一个质子，Y原子最外层比W原子最外层多1个电子，Z的单质是空气中含量最高的气体，W单质在常温下能被浓硫酸钝化。下列说法正确的是
A．电负性：X>Z B．简单离子半径：Z＞W
C．X、Y形成的化合物只含有极性键 D．Y的最高价氧化物对应水化物酸性比Z的强
6．短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W是制备一种高效电池的重要材料，X原子的核外电子占据三个能级且每个能级上都有2个电子，元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是
A．元素X与氢形成的原子个数比为1：1的化合物有很多种
B．元素W、X的氯化物中，各原子均满足8电子的稳定结构
C．元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成
D．元素Z可与元素X形成共价化合物
7．某种锂盐的结构如图所示，其阴离子由W、X、Y、Z四种同周期主族元素构成，X原子的最外层电子数是W原子的次外层电子数的3倍，化合物中除Li+外其它原子均满足8电子稳定结构。下列说法正确的是
A．W位于第2周期IVA族 B．原子半径：Z>X>Y
C．元素电负性：Y>Z>X D．最高化合价：Y>Z>W
8．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是
A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)D．最高价氧化物的水化物的酸性：H3PO49．下列各微粒半径依次减小的是
A．、、、 B．、、、
C．F、、、 D．Al、Mg、Na、K
二、填空题
10．比较下列粒子的半径大小
①Na Mg O F ___________________
②Na+ Mg2+ O2- F-___________________
③ Na+ Mg2+ S2- Cl-___________________
11．自学教材第六页前两段内容，小组交流总结元素的性质与原子核外电子排布的关系。元素性质与原子最外层电子关系
(1)稀有气体元素原子最外层电子数位_______(He为_______)，不易_______电子，易显_______价。
(2)金属元素，最外层电子一般小于_______，易_______电子形成阳离子，易显_______价。
(3)非金属元素，最外层电子一般大于_______，易_______电子形成阴离子，易显_______价。
12．Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_______(填字母)。
A．吸收光谱　　　B．发射光谱
(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_______，能量最低的是_______(填序号)。
a. b.
c. d.
(3)Fe3+与Fe2+的离子半径大小关系为Fe3+_______Fe2+(填“大于”或“小于”)
(4)下列各组多电子原子的能级能量比较不正确的是_______
①2p=3p ②4s>2s ③4p>4f ④4d>3d
A．①④ B．①③ C．③④ D．②③
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【分析】W、X、Y、Z四种原子序数依次递增的短周期主族元素，W、Z、Y元素的最高正价与其对应原子半径关系如图，X元素原子最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的3倍，Y的原子序数大于X，所以X位于第二周期，Y位于第三周期，由图可知，原子半径Y>Z>W，W、Z最高正价为+2a，为+2或+4价，W、Z为同族元素，W最高价氧化物对应的水化物为弱酸，则W为非金属元素，W为C，Z为Si，Y为Mg，X为O，从而得出W、X、Y、Z分别为C、O、Mg、Si元素。
【详解】A．Z、W分别为Si、C元素，非金属性Si＜C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＜W，A不正确；
B．X、W、Z分别为O、C、Si，H2O能形成分子间的氢键，沸点最高，CH4的相对分子质量比SiH4小，CH4的沸点比SiH4低，所以简单氢化物的沸点：X＞Z＞W，B不正确；
C．制镁时，工业上采用电解熔融MgCl2的方法，MgO的熔点高于MgCl2，熔融时耗能多，C不正确；
D．Z为Si，它的单质可以和NaOH溶液反应，生成Na2SiO3、H2，D正确；
故选D。
2．C
【分析】最外层电子数等于次外层电子数，且为主族元素，则X的核外电子层结构为2、2，为Be元素；Y与X在同一主族，且为短周期元素，则Y为Mg元素；Z的单质为淡黄色固体，常存在于火山喷口附近，则Z为S元素；Q为同周期主族元素中原子半径最小，其原子序数大于S，则Q为Cl元素。
【详解】A．同主族元素自上而下金属性增强，所以X的金属性比Y弱，A错误；
B．Y为Mg元素，位于第三周期，第三周期元素形成的阳离子核外有2层电子，电子层数相同的时候，原子序数越大，离子半径越小，故铝离子半径更小，B错误；
C．同周期元素自左至右非金属性增强，非金属性Cl＞S，则Cl的气态氢化物比S的气态氢化物稳定，C正确；
D．Q为Cl元素，有多种含氧酸，其中HClO、HClO2等为弱酸，D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．碱金属为同主族元素，同主族元素从上到下，随原子序数递增，密度依次增大，K元素除外，故A错误；
B．同主族元素从上到下，随原子序数递增，金属性逐渐增强，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物碱性逐渐增强，故B正确；
C．金属Li与氧气只能生成氧化锂一种产物，故C错误；
D．碱金属的单质性质都很活泼，遇水发生反应，则不能再溶液中相互置换，故D错误；
答案选B。
4．B
【详解】
OH-的电子数为8+1+1=10，
A. F-的电子数为9+1=10，与OH-具有相同的电子数，故A不选；
B. Cl-的电子数为17+1=18，与OH-具有不同的电子数，故B选；
C. NH3的电子数=7+1×3=10，与OH-具有相同的电子数，故C不选；
D. Na+的电子数为11-1=10，与OH-具有相同的电子数，故D不选；
故选B。
5．B
【详解】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X的原子核内只有一个质子则X为氢元素， Z的单质是空气中含量最高的气体则Z为氮元素，W单质在常温下能被浓硫酸钝化则W为铝元素，Y原子最外层比W原子最外层多1个电子，则Y为碳元素。
A. 非金属性越强电负性越强，非金属性HB. 具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大半径越小，故简单离子半径:Z>W，选项B正确；
C. X、Y形成的化合物如乙烯中含有极性键和非极性键，选项C错误；
D. Y的最高价氧化物对应水化物碳酸酸性比Z的最高价氧化物对应水化物硝酸弱，选项D错误；
答案选B。
6．B
【分析】X原子的核外电子占据三个能级且每个能级上都有2个电子，X是C；Y是地壳中含量最丰富的金属元素，Y为Al；Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍，是短周期元素，且W、X、Y和Z的原子序数依次增大，则Z为S；W是制备一种高效电池的重要材料，W是Li，据此分析来解题。
【详解】A．元素X是C，与氢元素形成的原子个数比为1:1的化合物有、、等，故元素X与氢元素形成的原子个数比为1:1的化合物有很多种，A项正确；
B．W、X的氯化物分别为LiCl和，的最外层只有两个电子，不满足8电子的稳定结构，B项错误；
C．元素Y为铝，铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成，C项正确；
D．元素Z与元素X分别为硫和碳，可形成共价化合物，D项正确；
答案选B。
7．B
【分析】阴离子结构中，W形成3个共价键和1个配位键，X形成2个共价键、Y形成1个共价键、Z形成4个共价键，W、X、Y、Z四种同周期主族元素构成，X原子的最外层电子数是W原子的次外层电子数的3倍，化合物中除Li+外其它原子均满足8电子稳定结构，则W为B元素、X为O元素、Y为F元素、Z为C元素。
【详解】A．硼元素位于元素周期表第2周期ⅢA族，故A错误；
B．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则原子半径的大小顺序为C>N>O，故B正确；
C．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则电负性的大小顺序为F>O>N，故C错误；
D．氟元素的非金属性最强，无正化合价，故D错误；
故选B。
8．D
【详解】A．Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A错误；
B．P位于第ⅤA族，最低负价为-3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；
C．P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P综上所述答案为D。
9．B
【详解】A．电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径>>>，选项A错误；
B．电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，电子层越多离子半径越大，故离子半径＞K+＞Mg2+＞Al3+，选项B正确；
C．电子层越多离子半径越大，原子半径小于相应的阴离子半径，故离子半径F＜F-＜Cl-＜Br-，选项C错误；
D．同周期自左而右原子半径减小、同主族自上而下原子半径增大，故微粒半径K＞Na＞Mg＞Al，选项D错误；
答案选B。
10． Na >Mg> O >F O2->F->Na+>Mg2+ S2->Cl->Na+>Mg2+
【详解】同周期元素，序数越大，半径减小；同主族元素，序数越大，原子半径增大；电子示意图结构相同的粒子，序数越大，半径越小；
①Na、Mg位于第三周期，序数：Na Mg> O >F；
②四个微粒的电子示意图相同，序数越大，半径越小，故半径由大到小为：O2->F->Na+>Mg2+；
③S2-、Cl-的电子示意图相同，Na+、Mg2+的电子示意图相同，序数越大，半径越小；故半径由大到小为：S2->Cl->Na+>Mg2+。
11．(1) 8 2 得失 0
(2) 4 失去 正化合
(3) 4 失去 负化合
【解析】略
12．(1)B
(2) b d
(3)小于
(4)B
【解析】（1）
钠在火焰上灼烧的黄光是金属钠的颜色反应，电子从高能级跃迁到低能级时以光的形式释放能量，是一种发射光谱，故选B；
（2）
基态Mg原子的核外电子排布为d：，能量最低；电子由低能级跃迁到高能级需要吸收能量，c与基态d相比，3s轨道上的1个电子跃迁到3p轨道，吸收能量，故能量c>d，a与c相比，又有2p轨道上的两个电子跃迁到3p轨道，故能量a>c，b与a相比，b状态的原子中2p轨道上的3个电子跃迁到3p轨道，而2p轨道跃迁到3p轨道需要的能量比3s轨道跃迁到3p轨道需要的能量高，故能量b>a，故b的能量最高；综上，能量最低的是b，能量最高的是d；
（3）
Fe3+与Fe2+的核电荷数相同，Fe2+的核外电子总数多，离子半径大，故离子半径：Fe3+小于Fe2+；
（4）
①3p轨道在M层，2p轨道在L层，能层越高，能量越高，故能量3p>2p，①错误；
②2s轨道在L层，4s轨道在N层，能层越高，能量越高，故能量4s>2s，②正确；
③同一能层，相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，故能量4p<4f ，③错误；
④3d轨道在L层，4d轨道在N层，能层越高，能量越高，故能量4d>3d，④正确；
故选B。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页