第一章 原子结构与性质 单元测试卷
一、单选题
1.下列说法中正确的是
A.羧酸的pKa(pKa=-lgKa)越大,其酸性越强
B.CF3COOH的酸性大于CCl3COOH,这与F、Cl元素的电负性大小有关
C.CHCl2COOH的酸性大于CCl3COOH,这与Cl原子的数目有关
D.烃基(R-)是推电子基团,随着烃基加长,羧酸的酸性差异越来越大
2.为迎接挑战,华为公司一直致力于研究开发自己的芯片,制造芯片需要单晶硅,其中硅元素在元素周期表中的位置是
A.第二周期ⅤA族 B.第三周期ⅥA族
C.第三周期ⅣA族 D.第二周期ⅣA族
3.下 列电子排布式中,原子处于激发状态的是
A.1s22s22p5 B.1s22s22p43s2
C.1s22s22p63s23p63d54s2 D.1s22s22p63s23p63d34s2
4.下列能级符号不正确的是。
A. B. C. D.
5.下列元素中,非金属性最强的是
A.碳 B.硅 C.硫 D.氯
6.据报道,最近中国科学院的科学家发现了一种新同位素,它的中子数与质子数的差值为
A.148 B.91 C.57 D.239
7.某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子电子排布简式不可能是
A.[Ar]3d64sl B.[Ar]4s1 C.[Ar]3d54s1 D.[Ar]3d104s1
8.下列属于同位素的是
A.O2和O3 B.H和D C.H2O和D2O D.石墨和金刚石
9.在一个基态多电子原子中,下列说法正确的是
A.K层上的电子能量比L层上的电子能量低
B.激发态原子释放能量一定变成基态原子
C.不可能有2个能量完全相同的电子
D.若3d能级上只有2个电子,其能量不相同
10.矩周期元素X、Y、Z、W分属三个周期,且原子序数依次增大。其中Y与X、Z均可形成或的二元化合物,X与Z最外层电子数相同,Y与W的一种化合物是一种新型的自来水消毒剂。下列说法中正确的是
A.Y与X形成化合物的电子式为:
B.Y原子的电子排布图:
C.Z元素在周期表中的位置:区、第三周期、第IA族
D.W原子价层电子排布式
11.下列是原子基态的最外层电子排布,其电负性最大的是
A.2s2 B.2s22p 1 C.3s23p4 D.2s22p5
12.下列说法或表达方式中不正确的是
A.电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱
B.第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8
C.第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种
D.基态氯原子的价层电子的轨道表示式为
13.下列现象与电子跃迁无关的是
A.原子光谱 B.霓虹灯光 C.石墨导电 D.焰色试验
14.短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大,Y的简单阳离子与氖原子的电子层结构相同,X的同素异形体有多种,其中一种是自然界最硬的物质。常温常压下,R单质的密度最小。R、X、Y原子最外层电子数之和等于Z原子最外层电子数。下列推断一定错误的是
A.原子半径:Y>Z>R B.Y位于第三周期ⅢA族
C.YnZ一定是离子化合物 D.X的氢化物能使溴水褪色
15.一种由三种短周期元素组成的化合物(结构如图所示)具有很强的氧化性,其中X元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,Y、Z同族且Z元素原子序数是Y的两倍。
下列说法正确的是
A.X、Y、Z三种元素形成的简单离子半径大小为:Z>X>Y
B.其阴离子中各原子均达8电子稳定结构
C.该化合物具有强氧化性是因为X+离子具有强氧化性
D.已知在催化剂下该化合物能将Mn2+氧化为MnO,则当有1molMnO生成时反应转移5mole-
二、填空题
16.某元素原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系,完成下列各题:
(1)该元素处于元素周期表的第_______周期,
(2)该元素处于元素周期表的第_______族,
(3)试推测该元素处于元素周期表的_______区,
17.回答下列问题:
(1)过渡金属及其配合物在生产、生活中有着广泛的应用。的第四电离能分别为的第四电离能大于的第四电离能的主要原因是_______。
(2)氢、氮、氧是重要的非金属元素,在新材料和新能源开发中有重要的作用。中基态的核外电子的电子云轮廓图呈_______形。
已知吸收的能量为,吸收的能量为,则的第二电离能为_______。
(3)磷及其化合物与人类生产、生活密切相关。如图表示碳、硅、磷元素的四级电离能变化趋势,其中表示磷的曲线是_______(填标号)。
18.右表是元素周期表的一部分。
(1)表中元素⑩的氢化物的化学式为__________,此氢化物的还原性比元素⑨的氢化物的还原性_____________(填强或弱)
(2)某元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则该元素的元素符号是_____,其单质的电子式为________________。
(3)已知某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如元素③与元素⑧的氢氧化物有相似的性质。写出元素③的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式____________________;又如表中与元素⑦的性质相似的不同族元素是___________(填元素符号)
三、实验题
19.已知非金属单质硫(S)是淡黄色固体粉末,难溶于水。为了验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,某化学实验小组设计了如下实验,请回答下列问题:
(1)请写出A装置中发生反应的化学方程式___________。
(2)饱和食盐水的作用是___________。
(3)装置B中盛放的试剂是___________选填下列所给试剂的代码,反应离子方程式是___________。
A.溶液 B.溶液 C.溶液
(4)还有哪些事实能够说明氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强___________填编号
①比稳定
②氧化性比强
③酸性比强
④酸性比强
⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子
⑥铁与反应生成,而硫与铁反应生成FeS
20.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,60℃以上易分解,是高效的抗疫药。已知:乙醚沸点为35℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。
(1)青蒿素在超临界中有很强的溶解性,萃取青蒿素_______(填“能”或“不能”)用超临界作萃取剂,中医古籍《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”,_______(填“是”或“不是”)为了提取纤维素。现有四氯化碳(沸点76.5℃)和乙醚两种溶剂,应选用_______作为萃取剂,青蒿素组成元素中电负性较大的两种元素第一电离能由大到小排序为_______(填元素符号)。
(2)青蒿素质谱数据中有一个峰值对应过氧基团(),该基团电子式为_______,1974年中科院上海有机所和生物物理研究所在研究青蒿素功能基团的过程中,屠呦呦团队发明了双氢青蒿素。从青蒿素到生成双氢青蒿素发生了_______反应。
(3)对分子结构的认识经历了较为漫长的过程,一种观点认为其结构为:,化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究的分子结构,设计并完成了下列实验:
a.将与浓反应生成和水
b.将制得的与反应,只生成A和
c.将生成的A与反应(已知该反应中作还原剂)
①如果该观点认为的的分子结构是正确的,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)_______。
②为了进一步确定的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,设计d的实验方案:_______。
试卷第2页,共5页
参考答案:
1.B
【来源】吉林省通化市2021-2022学年高二下学期期中联考化学试题
【详解】A.由pKa=-lgKa,,pKa越大,Ka越小,羧酸的酸性越弱,A错误;
B.羧酸R-COOH中,R-结构极性越强,羧基在水溶液中电离能力越强,吸引电子能力:F>Cl,则F-C的极性大于C-Cl的极性,则CF3-的极性大于CCl3-,导致羧基电离出氢离子程度:前者大于后者,则酸性:CF3COOH的酸性大于CCl3COOH,B正确;
C.因为Cl的非金属性较强,吸引电子对的能力强,Cl原子为吸电子基,使得羟基O-H键极性增强,易电离出H+,则酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH,C错误;
D.烃基越长推电子效应越大,使羟基中羟基极性变小,羟酸酸性越弱,D错误;
故选:B。
2.C
【来源】辽宁省营口市2020-2021学年高一上学期期末考试化学试题
【详解】硅是14号元素,有三个电子层,最外层电子数为4,根据周期序数等于电子层数,主族序数等于最外层电子数分析,硅在周期表的位置为第三周期ⅣA族。
故选C。
3.B
【来源】陕西省西安中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题
【详解】A. 1s22s22p5核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原则、泡利原理、洪特规则,处于基态,故A不符合题意;
B.1s22s22p43s2的核外电子没有填充满2p能级,而电子填充到了能量更高的3s能级,与基态原子核外电子填充的能级顺序不符,原子能量较高,处于激发态,故B符合题意;
C.1s22s22p63s23p63d54s2核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原则、泡利原理、洪特规则,处于基态,故C不符合题意;
D.1s22s22p63s23p63d34s2核外电子排布符合基态原子核外电子填充的能级顺序和能量最低原则、泡利原理、洪特规则,处于基态,故D不符合题意;
答案选B。
4.A
【来源】北京市丰台区2021~2022学年高二上学期期末考试化学试题
【详解】由构造原理可知,L能层只有2s、2p亚层,不存在2d亚层,故选A。
5.D
【来源】北京市海淀区首都师范大学附属中学2019-2020学年高一下学期适应性考试化学试题
【详解】同周期从左往右非金属性逐渐增强,同主族从下往上非金属性逐渐增强,所以非金属性强弱为:氯>硫>硅,碳>硅,而硫和碳比较是硫>碳,所以非金属性强弱为氯>硫>碳>硅,所以非金属性最强的为氯,故本题选D。
6.C
【来源】上海市宝山中学2022-2023学年高一上学期10月月考化学试题
【详解】元素符号的左上角为质量数,左下角为质子数,中子数=质量数-质子数=239-91=148,它的中子数与质子数的差值为148-91=57,故选C。
7.A
【来源】山东省淄博市2020-2021学年高二上学期期末考试化学试题
【详解】基态原子4s轨道上有1个电子,在s区域价电子排布式为4s1,在d区域价电子排布式为3d54s1,在ds区域价电子排布式为3d104s1,在p区域不存在4s轨道上有1个电子,故A符合题意。
答案为A。
8.B
【来源】黑龙江省大庆市第十中学2020-2021学年高二上学期开学考试化学试题
【解析】本题主要考查的是同位素,意在考查学生的识记能力和理解能力,解题的关键是理解同位素的概念。
【详解】A.和是由同种元素组成的不同单质,二者互称为同素异形体,故A错误;
B.H和D是同种元素的不同核素,二者互称为同位素,故B正确;
C.和是由不同的氢原子和同种氧原子构成的水分子,二者不是同位素关系,故C错误;
D.石墨和金刚石是同种元素组成的不同单质,二者互称为同素异形体,故D错误;
故选B。
9.A
【来源】湖北省十堰市县区普通高中联合体2022-2023学年高三上学期11月期中联考化学试题
【详解】A.根据构造原理可知,离核越远的电子能量越高,则K层上的电子能量比L层上的电子能量低,A正确;
B.激发态原子释放能量不一定变成基态原子,可能变为较低能量的激发态,B错误;
C.每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,这两个电子的能量完全相同,另外在等价轨道上填充的电子能量也相同,可能有2个能量完全相同的电子,C错误;
D.在等价轨道上填充的电子能量相同,则2个电子均在3d能级上,其能量相同,D错误;
故选A。
10.A
【来源】湖南省长沙市A佳教育联盟2022-2023学年高二上学期第三次月考化学试题
【详解】A.根据结构与性质推断,短周期元素X、Y、Z、W分别为H、O、、。Y与X形成化合物为,电子式为,A正确;
B.O原子的电子排布图,B错误;
C.Na元素在周期表中的位置:s区、第三周期、第ⅠA族,C错误;
D.Cl原子价层电子排布式,D错误。
综上所述,A正确。
11.D
【来源】黑龙江省饶河县高级中学2021-2022学年高二下学期第一次月考化学试题
【详解】A.2s2为4号元素Be,其为金属元素;
B.2s22p1为5号元素B,其为非金属元素,但非金属性比较弱;
C.3s23p4为16号元素S,其为非金属元素,且非金属性比较强;
D.2s22p5为9号元素F,其为非金属元素,且非金属性最强;
依据元素在周期表中的位置判断,以上元素中,非金属性F>S>B>Be,因此电负性最大的是F元素,故选D。
12.B
【来源】第一章原子结构与性质(提升卷)
【详解】A.电子从激发态到基态,需要向外释放能量,产生发射光谱,A项正确;
B.第IA、ⅡA族元素相差8,其它主族元素的原子序数相差18个,所以第三、第四周期同主族元素的原子序数相差不一定是8,B项错误;
C.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大;镁原子价电子为3s2全满稳定状态,电离能较大,故Al的第一电离能比Mg小;P的3p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故S的第一电离能比P小;因此第三周期元素中第一电离能介于Mg和S之间的元素只有1种,C项正确;
D.基态氯原子的价电子排布式为:,依据洪特规则和泡利不相容原理其价电子轨道表示式为:,D项正确;
答案选B。
13.C
【来源】黑龙江省大庆中学2021-2022学年高二下学期第一次月考化学试题
【详解】光是电子释放能量的重要形成,霓虹灯广告、燃烧蜡烛、节日里燃放的焰火即金属的焰色试验原子的发射光谱或吸收光谱都与电子发生跃迁释放能量有关,而石墨导电是在石墨晶体中含有自由移动的电子,与电子跃迁无关,故合理选项是C。
14.B
【来源】河南省中原名校2021届高三上期第四次精英联赛理综化学试题
【分析】短周期主族元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大,常温常压下,R单质的密度最小,则R为H元素;X的同素异形体有多种,其中一种是自然界最硬的物质,则X为C元素;Y的简单阳离子与氖原子的电子层结构相同,且为主族元素,则Y为Na或Mg元素;R、X、Y原子最外层电子数之和等于Z原子最外层电子数,则Z为S或Cl元素。
【详解】A.当Y为Na元素时,Z为S元素,当Y为Mg元素时,Z为Cl元素,R为H元素,H元素半径最小,同周期元素随核电荷数增大原子半径逐渐减小,则原子半径:Y>Z>R,故A正确;
B.Y位于第三周期ⅢA族,既Y为Al元素,根据题意,R、X、Y原子最外层电子数之和等于Z原子最外层电子数,则Z为Ar,此时Z不是主族元素,与题意不符,故Y不可能为Al,故B错误;
C.当Y为Na元素时,Z为S元素,当Y为Mg元素时,Z为Cl元素,Y与Z组成的化合物分别为Na2S、MgCl2,均属于离子化合物,故C正确;
D.X为C元素,C的氢化物有很多种,可以是烷烃、烯烃或炔烃,烯烃或炔烃能与溴发生加成反应,使溴水褪色,故D正确;
答案选B。
15.D
【来源】重庆市西南大学附属中学校高2021届高三第二次月考化学试题
【详解】X元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,是钠元素,Y、Z同族且Z元素原子序数是Y的两倍,所以Y为氧元素,Z为硫元素。
A. X、Y、Z三种元素形成的简单离子分别为钠离子,氧离子和硫离子,钠离子和氧离子有两个电子层,根据核电荷数越大,半径越大分析,氧离子半径大于钠离子,硫离子有三个电子层,三种离子中半径最大,故半径大小Z>X>Y是错误的,故A错误;
B.其阴离子中硫原子形成6对共用电子,不是8电子稳定结构,故B错误;
C.钠离子没有强氧化性,故C错误;
D.已知在催化剂下该化合物能将Mn2+氧化为MnO,锰元素变化了5价,所以则当有1molMnO生成时反应转移5mole-,故D正确。
故选D。
16. 四 IIIA p
【来源】山西省浑源县第七中学2020-2021学年高二下学期第一次月考化学试题
【详解】(1)根据该元素原子有4个电子层,则该元素处于元素周期表的第四周期;
(2)由外围电子排布式为4s24p1,可知该元素最外层有3个电子,为主族元素,该元素处于元素周期表的第IIIA族;
(3)该元素处于第四周期第IIIA族,则该元素处于元素周期表的p区。
17.(1)价层电子排布式为,为轨道的半充满状态,较稳定,再失去的是较稳定的上的一个电子,所需能量较大;再失去的是上的一个电子,变为轨道的半充满稳定状态,所需能量较小
(2) 球
(3)b
【来源】突破超重点物质结构与性质超重点1原子核外电子排布问题及元素性质
【详解】(1)价层电子排布式为,为轨道的半充满状态,较稳定,再失去的是较稳定的上的一个电子,所需能量较大;再失去的是上的一个电子,变为轨道的半充满稳定状态,所需能量较小;
(2)中基态的核外电子排布式是,故电子云轮廓图呈球形;的第二电离能(【突破口】,故失去第二个电子所吸收的能量?为H原子失去一个电子所吸收的能量。)为失去第二个电子所吸收的能量,即吸收的能量,则的第二电离能为,答案:球形,;
(3)C、和P的价电子排布式分别为,P失去的第四个电子是电子,能级处于全充满状态,较难失去电子,故P的第三和第四电离能差值较大,故b曲线表示P,答案:b。
18. HCl 弱 N Be(OH)2+ 2NaOH = Na2BeO2+ 2H2O Li
【来源】2010年郑州市盛同学校高二下学期期末考试化学试题
【分析】由元素所在周期表中的位置可知:①为H,②为Li,③为Be,④为B,⑤为N,⑥为O,⑦为Mg,⑧为Al,⑨为S,⑩为Cl,
(1)元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,则氢化物的还原性越弱;
(2)某元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则核外电子排布式为1s22s22p3,此元素为N;
(3)周期表中,处于对角线位置的元素在性质上具有相似性。
【详解】由元素所在周期表中的位置可知:①为H,②为Li,③为Be,④为B,⑤为N,⑥为O,⑦为Mg,⑧为Al,⑨为S,⑩为Cl,则:
(1)⑩为Cl,对应氢化物为HCl,根据元素的非金属性越强,对应单质的氧化性越强,则氢化物的还原性越弱,已知非金属性:Cl>S,则HCl的还原性较H2S弱,可根据反应H2S+Cl2=S+2HCl进行验证;
(2)某元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则核外电子排布式为1s22s22p3,此元素为N,其单质的电子式为;
(3)元素Be与元素Al的氢氧化物有相似的性质,处于周期表对角线位置,已知:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,Al(OH)3具有两性,则也具有两性,能与NaOH溶液反应生成盐和水,反应的化学方程式为Be(OH)2+2NaOH═Na2BeO2+2H2O,与元素Mg的性质相似的不同族元素是Li。
19. 浓) 除去中混有的HCl气体 A ①③⑥
【来源】安徽省蚌埠田家炳中学2020-2021学年高一4月月考化学试题
【分析】本实验的实验目的为验证氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强,其中A装置为制取氯气的装置,B装置为验证装置,C为尾气处理装置,据此结合元素及其化合物的相关性质解答问题。
【详解】(1)A装置为制取氯气的装置,实验室常用浓盐酸与二氧化锰混合加热制取氯气,反应的化学方程式为浓);
(2)浓盐酸易挥发,故制得的氯气中含有挥发的HCl气体,饱和食盐水可除去Cl2中混有的HCl气体;
(3)B装置为验证装置,可选用Na2S溶液,由于Cl2的氧化性强于S,故可以从Na2S中置换出S,发生的反应为;
(4)①非金属性越强,氢化物越稳定,比稳定,说明非金属性Cl>S,①选;
②氧化性比强不能说明非金属性Cl>S,②不选;
③非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,酸性比强,说明非金属性Cl>S,③选;
④HCl和H2S均不是Cl和S的最高价含氧酸,故酸性比强不能说明非金属性Cl>S,④不选;
⑤氯原子最外层有7个电子,硫原子最外层有6个电子不能说明非金属性Cl>S,⑤不选;
⑥铁与反应生成,而硫与铁反应生成FeS,说明氧化性:Cl2>S,则非金属性Cl>S,⑥选;
综上,答案选①③⑥。
20.(1) 能 不是 乙醚 O>C
(2) 加成反应(或还原反应)
(3) +H2→C2H5OC2H5+H2O 用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水
【来源】山东省济宁市泗水县2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题
【分析】用乙醚萃取出青蒿素,之后过滤得到提取液,再通过蒸馏的方式分离乙醚和粗品。
(1)
青蒿素在超临界中有很强的溶解性,则能用超临界作萃取剂萃取青蒿素;“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”不是为了提取纤维素,而是为了提取青蒿素;青蒿素60℃以上易分解,四氯化碳沸点76.5℃,乙醚沸点为35℃,萃取之后需要蒸馏分离萃取剂和青蒿素,因此应选择乙醚作萃取剂;青蒿素是烃的含氧衍生物,含有C、H、O三种元素,元素的非金属性越强,其电负性越大,则青蒿素中电负性较大的两种元素为C、O,同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则第一电离能:O>C,故答案为:能;不是;乙醚;O>C;
(2)
中两个氧之间有一对共用电子对,另外两个氧还各有一个单电子,其电子式为;青蒿素发生加成反应(或还原反应)生成双氢青蒿素,故答案为:;加成反应(或还原反应);
(3)
①与反应,只生成A和,根据质量守恒可知A的分子式为C4H10O2,则A的结构简式为,与H2发生反应+H2→C2H5OC2H5+H2O,故答案为:+H2→C2H5OC2H5+H2O;
②若的结构为,O→O键遇到还原剂时易断裂,实验c的产物中含有水,可用无水硫酸铜检验水,为了进一步确定的结构,实验d为用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水,故答案为:用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水