专题2原子结构与元素性质练习（含解析）高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

专题2《原子结构与元素性质》练习
一、单选题
1．某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置是
A．第三周期，第ⅡB族 B．第四周期，第ⅡB族
C．第三周期，第ⅦA族 D．第四周期，第Ⅷ族
2．下列说法正确的是
A．同主族元素含氧酸的酸性随核电荷数的增加而减弱
B．原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
C．同周期中金属性最强的元素是ⅠA族金属元素
D．元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
3．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Z位于元素周期表IA族，W与Y属于同一主族。下列说法错误的是（ ）
A．原子半径：r(Y)B．X的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
C．Y的单质的氧化性比W的强
D．X、Z、W三种元素可组成含共价键的离子化合物
4．下列表述中，正确的是
A．最外层只有一个电子的元素，不一定是族元素
B．原子的价电子排布为的元素一定是副族元素
C．已知非金属性：，则酸性：
D．在周期表里，元素所在的族序数等于原子最外层电子数
5．W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3︰2，X与Z同主族，Z的价电子排布式为。下列说法错误的是
A．气态氢化物的热稳定性： B．第一电离能：
C．原子半径： D．电负性：
6．短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，原子最外层电子数存在关系：，其中元素R、X、Y、M形成的化合物(结构式)具有如图所示转化关系。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．M在同周期的元素中，第一电离能最大
C．R、X、Y形成的化合物可能会使酸性高锰酸钾溶液褪色
D．Z分别与R、Y、M形成的化合物中均只含离子键
7．今年是门捷列夫发现元素周期律152周年。图中是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与X的最高化合价之和为8，下列说法错误的是
W
X Y Z
A．原子半径： B．常温常压下，Z的单质为固态
C．X的氧化物的熔点低于其单质的熔点 D．X的单质既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应
8．下列性质的比较正确的是
A．微粒半径： B．电负性：
C．第一电离能： D．单质的熔点：
9．下列电子排布式一定错误的是
A．基态氮原子 B．激发态氢原子
C．氟离子() D．镁离子()
10．经研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称之为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称之为钍射气；錒能蜕变为Rn，故将Rn称之为锕射气。下列说法正确的是
A． Rn的中子数比质子数多50
B．Rn、Rn、 Rn互为同素异形体
C．Rn的最外层电子数为8，故其在第VIII族
D．镭(Ra)可以通过释放蜕变为Rn
11．关于元素周期表的说法正确的是
A．每一族元素的族序数都等于其最外层电子数
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第IA族的元素全部是金属元素
D．短周期是指第一、二、三周期
12．下列说法正确的是（ ）
A．任何一个电子层最多只有s、p、d、f四个能级
B．用n表示电子层数，则每一电子层最多可容纳的电子数为2n2
C．核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道
D．同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
13．下列说法正确的是
A．氢光谱所有元素光谱中最简单的光谱之一
B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点
C．玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱
D．原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
14．以下可正确表示一个明确的原子轨道的是
A．2d B．3p C．2s D．L层
二、填空题
15．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。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。
16．按要求回答下列问题：
(1)写出基态碳原子的电子排布式：_______；
(2)写出基态疏原子的价电子排布式：_______；
(3)写出基态铬原子的简化电子排布式：_______；
(4)写出基态的价电子排布图：_______。
17．图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能I变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是_______(填标号)，判断的根据是_______；第三电离能的变化图是_______(填标号)。
a. b. c.
18．基态氟原子核外电子的运动状态有_______种，这些电子的电子云形状有_______种。基态氟原子的外围电子排布式为_______。
19．的价电子层的电子排布式为_______。
20．基态与离子中未成对的电子数之比为_______。
21．(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是___________（填离子符号）。
(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。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为___________。
22．基态原子的价电子排布式为_______。
23．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)。
参考答案：
1．D
【详解】某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。
答案选D。
2．C
【详解】A．同主族自上而下非金属性减弱，最高价含氧酸的酸性减弱，不是最高价含氧酸则不一定，故A错误；
B．原子最外层电子数为2的元素不一定处于周期表第ⅡA族，如氦原子最外层电子数为2，它处于周期表的0族，故B错误；
C．同周期元素从左到右金属性逐渐减弱，则第ⅠA族金属元素是同周期中金属性最强的元素，故C正确；
D．周期表中金属和非金属分界线附近的元素可能作半导体材料，过渡元素位于副族和第VⅢ族，故D错误；
答案选C。
3．B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，则X为O、Z位于元素周期表IA族，则Z为Na，W与Y属于同一主族，它们分别为Cl和F；
【详解】A. 同周期元素从左到右原子半径递减，同主族元素从上到下原子半径递增，则原子半径：r(F)B. 同周期非金属元素从左到右非金属性递增，非金属性O＜F，则简单气态氢化物的热稳定性X比Y的弱，B错误；
C. W即氯、Y即F属于同一主族，非金属性F＞Cl，则Y的单质的氧化性比W的强，C正确；
D. X、Z、W三种元素可组成含共价键的离子化合物，如NaClO等，D正确；
答案选B。
4．A
【详解】A．最外层只有一个电子的元素，不一定是第IA族元素，比如价层电子排布式为3d54s1的是Cr，是第ⅥB族元素，故A正确；
B．价电子排布为的原子为VIII族元素，不是副族元素，故B错误；
C．F无最高正价，无含氧酸，故C错误；
D．周期表里，主族元素所在的族序数等于原子的核外最外层电子数，其余元素不一定，故D错误；
故选A。
5．C
【分析】W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，则W为H；Z的价电子排布式为3s23p4， Z为S；X与Z同主族，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3:2，X为O，Y为Si，R为Cl。
【详解】A．元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：S>Si，气态氢化物的热稳定性：H2S>SiH4，A正确；
B．同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，因此第一电离能：Cl>S>Si，B正确；
C．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：S>Cl>O，C错误；
D．根据同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此电负性：S答案选C。
6．C
【分析】短周期元素R、X、Y、Z、M原子序数依次递增，其中元素R、X、Y、M形成的化合物结构如图所示，X形成4个共价键，Y形成2个共价键，R形成1个共价键，M形成1个共价键，X、Y、M的最外层电子数分别为4、6、7，最外层电子数3Z+M=X+Y，则Z的最外层电子数为×(4+6-7)=1，结合原子序数可知Z为Na元素，R为H，X为C，Y为O，Z为Na，M为Cl元素，以此分析解答。
【详解】A．由分析可知，R为H，X为C，Y为O，Z为Na，则原子半径：，A错误；
B．由分析可知，M为Cl，根据同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，故M在同周期的元素中，第一电离能不最大，Ar是最大的，B错误；
C．由分析可知，R为H，X为C，Y为O，则R、X、Y形成的化合物如醛类物质CH3CHO等，醇类物质如CH3CH2OH等均可使酸性高锰酸钾溶液褪色，C正确；
D．由分析可知，R为H，Y为O，Z为Na，M为Cl， Z分别与R、Y、M形成的化合物中不一定均只含离子键，如Na2O2既有离子键又有共价键，D错误；
故答案为：C。
7．C
【分析】W与X的最高化合价之和为8，则W是氮元素，X是铝元素，Y是硅元素，Z是磷元素，据此回答问题。
【详解】A．同周期从左到右原子半径逐渐减少，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径： ，故A不选；
B．常温常压下，Z的单质是磷，磷为固态，故B不选；
C．X的氧化物是氧化铝，其熔点高于其单质铝的熔点，故C选；
D．X的单质是铝，既能与盐酸反应也能与氢氧化钠溶液反应，故D不选；
故选：C。
8．D
【详解】A．一般情况下，原子核外电子层数越多，离子半径越大；具有相同核外电子排布的离子，核电荷数越大，半径越小，则微粒半径，故A项错误；
B．同一周期从左往右元素的电负性增大，应为，故B项错误；
C．同一周期从左往右元素的电离能增大，但第二主族大于第三主族，第五主族大于第六主族，应为，故C项错误；
D．碱金属元素从上到下单质的熔点依次降低，应为，故D项正确；
答案选D。
9．D
【详解】A．N核外有7个电子，其基态原子的核外电子排布式为，A正确；
B．H核外有1个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s1，1s轨道上的电子跃迁至2s轨道形成激发态原子，核外电子排布式为，B正确；
C．F核外有9个电子，得到1个电子形成F-，F-的核外电子排布式为，C正确；
D．Mg核外有12个电子，失去2个电子形成，的核外电子排布式为，D错误；
答案选D。
10．A
【详解】A．Rn的中子数为136，质子数为86，所以中子数比质子数多50，A项正确；
B．Rn、Rn、Rn属于同一种元素，质子数相同，中子数不同，互为同位素，B项错误；
C．Rn的最外层电子数为8，故其在元素周期表的0族，C项错误；
D．镭(Ra)释放蜕变为Rn时，不满足质子守恒和质量守恒，D项错误；
故答案选A。
11．D
【详解】A．元素周期表中，主族元素的族序数=最外层电子数，副族、0族等没有此规律，A错误；
B．氦原子及一些过渡元素原子最外层电子排布也为ns2，B错误；
C．H元素为第IA族元素，为非金属元素，C错误；
D．短周期不含有过渡元素，包括第一、二、三周期，D正确；
综上所述答案为D。
12．B
【详解】A. 在多电子原子中，同一能层的电子能量也不同，还可以把它们分成能级，随着能层数的增大，能级逐渐增多，能级分为s、p、d、f、g等，故A错误；
B. 在多电子的原子核外电子的能量是不同的，按电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层，用n表示能层序数，则每一能层最多容纳电子数为2n2，故B正确；
C. 电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，核外电子运动的概率分布图(电子云)并不完全等同于原子轨道，故C错误；
D. 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相等，都是3个，故D错误；
故答案为B。
13．B
【详解】A．氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱，不是之一，故A错误；
B．微观粒子的运动具有波粒二象性，用波粒二象性和概率波处理微观问题就是量子化，微观粒子的运动具有量子化特点，故B正确；
C．波尔理论具有局限性，只是解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难，故C错误；
D．原子中电子没有固定的轨道，只能在一定范围内高速运动，原子半径是电子运动出现几率最高的区域，故D错误；
故选B。
14．C
【详解】A．L(n=2)能层没有d能级，只有2s和2p，共2个能级，A不符合题意；
B．3p能级含有3个原子轨道，分别是3px、3py、3pz，共3个原子轨道，B不符合题意；
C．2s能级只有一个原子轨道就是2s，C符合题意；
D．L层含有2s和2p，共2个能级；含有2s、3px、3py、3pz，共4个原子轨道，D不符合题意；
答案选C。
15．或
【详解】基态磷原子的价电子排布图为，能级的3个轨道上的电子自旋方向相同，故基态磷原子的价电子自旋磁量子数的代数和为或。
16．(1)1s22s22p2
(2)3s23p4
(3)[Ar]3d54s1
(4)
【解析】（1）
碳为6号元素，基态碳原子的电子排布式：1s22s22p2；
（2）
硫为16号元素，基态疏原子的价电子排布式：3s23p4；
（3）
铬为24号元素，基态铬原子的简化电子排布式：[Ar]3d54s1；
（4）
铁为26号元素，铁离子为铁原子失去3个电子后形成的离子；基态的价电子排布图： 。
17． a 同一周期第一电离能的总体趋势是增大的，但由于N的能级为半充满状态，因此N的第一电离能较C、O两种元素大 b
【详解】C、N、O、F四种元素位于同一周期，同周期元素第一电离能的总体趋势是增大的，但由于N的能级为半充满状态，(第ⅡA族元素的s能级处于全充满状态；第ⅤA族的p能极处于半充满状态，故同周期第ⅡA族和第ⅤA族元素的第一电离能均北相邻主族的大。)因此N的第一电离能较C、O两种元素大，故C、N、O、F的第一电离能从小到大的顺序为，满足这一规律的图像为图a；
气态基态价阳离子失去1个电子生成气态基态价阳离子所需要的能量为该原子的第三电离能，同周期原子的第三电离能的总体趋势也是增大的，但由于C原子在失去2个电子之后的能级为全充满状态，因此其再失去1个电子需要的能量稍高，N、O、F在失去2个电子后，2p轨道上电子分别为1个、2个、3个，再失去一个电子所需能量随着核电荷数增加而变大，则满足这一规律的图像为图b；
故答案为：a；同一周期第一电离能的总体趋势是增大的，但由于N的2p能级为半充满状态，因此N的第一电离能较C、O两种元素大；b。
18． 9 2
【详解】原子核外没有运动状态相同的电子，基态氟原子核外有9个电子，则其核外电子的运动状态有9种；氟原子核外有s轨道和p轨道，则其电子的电子云形状有2种；氟原子的外围有7个电子，故其外围电子排布式为，故答案为：9；2；。
19．
【详解】元素的原子序数为14，电子排布式为1s22s22p63s23p2，故价电子的电子排布式为。
20．4∶5
【详解】基态与离子的价层电子排布图分别是、，所以基态与离子中未成对的电子数之比为 4∶5，答案：4∶5。
21． K+和P3- 或
【详解】(1)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为H+(或H-)、O2-、K+和P3-，其中核外电子排布相同的是K+和P3-。答案为：K+和P3-；
(2)对于基态的磷原子，其价电子排布式为3s23p3，其中3s轨道的2个电子自旋状态相反，自旋磁量子数的代数和为0；根据洪特规则可知，其3p轨道的3个电子的自旋状态相同，因此，基态磷原子的价电子的自旋磁量子数的代数和为或。答案为：或。
22．
【详解】原子的价电子是指和能级上的电子，所以基态原子的价电子排布式为，答案：。
23．(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
【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。