第一章 原子结构与性质 测试题 （含解析）2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．X、Y、R、Z、W五种短周期主族元素，原子序数依次增大，X、Y、R周期，X的s能级电子数比p能级电子数多1，R单质与氢气混合暗处发生爆炸，Y与Z价层电子排布相同。下列说法不正确的是
A．Y与氢形成的10电子微粒只有2种
B．X、R与氢构成的化合物中可能含离子键、极性键、氢键
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>Z，简单氢化物沸点：Z>W
D．若W有两种稳定同位素，则正八面体形ZW6分子构成有10种
2．已知：Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增，Z的原子序数为29，其余均为短周期主族元素；Y原子价层电子排布式为msnmpn；R原子核外的L层电子数为奇数；Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。下列说法中正确的是
A．元素的第一电离能：X>R>Q
B．电负性：X>R>Q
C．基态Z2＋的电子排布式：1s22s22p63s23p63d8
D．原子半径：Y>X>R>Q
3．硒(34Se)是人体必需的微量元素，它能有效提高人体免疫机能，抑制癌症和心脑血管等疾病的发病率，下列有关说法错误的是
A．O和Se均为p区非金属元素
B．硒元素位于元素周期表中第15列
C．硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4
D．基态硒元素原子核外电子所占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
4．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，Y原子的最外层只有一个电子，Z位于元素周期表ⅢA族，W与X属于同一主族。下列说法正确的是
A．原子半径：
B．由X、Y组成的两种化合物的阴阳离子个数比都为
C．Y的最高价氧化物的水化物的碱性比Z的弱
D．X的简单气态氢化物的热稳定性比W的强，是因为分子之间形成氢键
5．下列关于微粒半径大小说法错误的是
A．I-＜Cl-＜F- B．O＜S＜Na
C．Na＜K＜Rb D．Na+＜ F-
6．短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大，其中甲、丙同主族，乙、丙、丁同周期。常温下，含乙的化合物r浓度为0.1mol·L-1时溶液pH=13，p和q分别是元素丙和丁的单质，其中p为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A．简单离子半径：甲＜乙＜丙＜丁
B．甲与丙能形成使紫色石蕊试液先变红后褪色的物质
C．工业上常利用反应②制取漂白粉
D．m、n的阴离子在酸性溶液中不能大量共存
7．某元素原子价电子排布式为，下列说法正确的是
A．该元素位于周期表s区 B．该元素的最高化合价为价
C．该元素位于第四周期第ⅤB族 D．该元素的某种氧化物可用作催化剂
8．下列有关核外电子运动状态的说法正确的是
A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的
B．原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹
C．第3电子层有3s、3p、3d三个轨道
D．氢原子只有1个电子，故氢原子只有一个轨道
9．下列说法或化学用语不正确的是
A．s轨道形状为球形，无取向；p轨道形状为哑铃形，有取向
B．p能级电子能量不一定高于s能级电子能量
C．电子从2s跃迁到3s时，将吸收能量
D．基态氧原子的轨道表示式：
10．下列化学用语正确的是
A．乙烯的结构简式：
B．甲基的电子式：
C．基态C原子的轨道表示式：
D．Cr元素的原子结构示意图：
11．下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．与s原子轨道的电子相同，p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加
12．下列说法正确的是
A．CH4分子的球棍模型 B．铍原子最外层的电子云图 C．顺 2 丁烯的分子结构模型 D．该轨道表示式违背了洪特规则
A．A B．B C．C D．D
13．下列基态原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为球形的是
A． B． C． D．
14．下列原子或离子的结构示意图正确的是
①磷原子 ②碳原子 ③钠原子 ④氧离子
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
15．元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法正确的是
A．Bi元素在元素周期表中位于f区 B．Bi元素的相对原子质量是209.0
C．Bi原子6p能级上有一个未成对电子 D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子
二、填空题
16．随着能源技术的发展，科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。
(1)基态Li原子中电子占据最高能级的符号是____，占据该能级电子的电子云轮廓图的形状为____形。
(2)在周期表中，与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是____(填元素符号)。
(3)部分元素的第一电离能(I1)如表所示。
元素 Li Be Na K
I1(kJ·mol-1) 520 900 496 419
①碱金属的第一电离能与碱金属的金属性的联系是____。
②Be的第一电离能比Li的大，从原子结构角度分析其原因是____。
17．根据所学习的元素周期表的相关知识，回答下列问题：
(1)在上面元素周期表中，全部是金属元素的区域为___________(填字母)。
A．Ⅰ区 B．Ⅱ区 C．Ⅲ区 D．Ⅳ区
(2)写出a~h中，金属性最强的元素的原子结构示意图：___________。
(3)已知某粒子的结构示意图为，试回答：
当，时，该粒子为___________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)，该元素为周期表中的___________(填上面表格中标注的字母)。
(4)d元素与c元素形成的化合物中可用作呼吸面具内的供氧剂的是___________(填化学式)，它与反应的化学方程式是___________。
(5)q、h元素对应单质与氢气反应的剧烈程度：___________＞___________(写出元素对应单质的化学式)。
18．回答下列问题
(1)基态铝原子的核外电子排布式为__________________。
(2)基态氮原子的价层电子的电子排布图为__________(填编号)。
A． B．
C． D．
19．I.2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携月壤成功着陆。研究发现，月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。
(1) 写出铜的基态原子的电子排布式：___________。
(2) 第四周期的元素原子中最外层电子数与铜原子的相同的元素有___________(填元素符号)。
(3)Fe在周期表中位于___________周期___________族，属于___________区。
II.(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) 基态铝原子核外共有___________种不同能级的电子，有___________种不同运动状态的电子。
20．氢元素的三种核素
氢元素的原子核 原子名称 原子符号(X)
质子数(Z) 中子数(N)
________________ ________________ 氕 ________________
________________ ________________ 氘 ________________
________________ ________________ 氚 ________________
21．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20.其中C、E是金属元素；A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1.B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：
(1)A是___________，B是___________，C是___________，D是___________，E是___________(用元素符号表示)
(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)___________。写出该物质的一种主要用途___________
(3)用轨道表示式表示D元素原子的价电子构型___________
22．元素的第一电离能(设其为I1)的周期性变化如图所示。
试根据元素在元素周期表中的位置，分析图中曲线的变化特点，并回答下列问题：
(1)同主族内不同元素的I1值变化特点是______。
(2)同周期内，随原子序数增大，I1值增大。但个别元素的I1值出现反常现象。下列关系式正确的是______(填序号)。
①I1 (砷)>I1 (硒) ②I1 (砷)③I1 (溴)>I1 (硒) ④I1 (溴)(3)推测气态基态钙原子失去最外层一个电子所需能量的范围：______(4)10号元素I1值较大的原因是______。
23．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
①
② ③ ④
⑤ ⑥ ⑦
⑧ ⑨ ⑩
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是 ________ （填编号），其原子结构示意图是 ________________ 。
(2)写出元素⑩的基态原子的简化电子排布式： ________________________________ 。
(3)某元素的特征电子排布式为，该元素是 ________ （填名称），原子的最外层电子的成对电子为 ________ 对。
(4)③和④的简单气态氢化物最稳定的是 ________ （填化学式，下同），⑦的最强含氧酸为 ________ 。
(5)⑦和③形成的化合物的电子式是________。
【参考答案】
一、选择题
1．A
【分析】X、Y、R、Z、W五种短周期主族元素，原子序数依次增大，X、Y、Z同周期，X的s能级电子数比p能级电子数多1，故X为N；R单质与氢气混合暗处发生爆炸，R为F；Y为O；Y与Z价层电子排布相同，Z为S，W为Cl，以此解题。
解析：A．O与H形成的10电子微粒有OH-、H2O、H3O+，A错误；
B．由分析可知，X为N，R为F，则X、R与氢构成的化合物为NH4F，其中含有离子键、极性键、氢键，B正确；
C．由分析可知，W为Cl，Z为S，非金属性越强，其最高价氧化物的水化物的酸性越强，则酸性：W>Z，另外硫化氢沸点大于氯化氢，C正确；
D．该ZW6分子构成有10种(全W1或全W2各一种，5W11W2或5W21W1各一种，4W12W2或4W22W1各二种，3W13W2二种)，D正确；
故选A。
2．B
【分析】Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增，Z的原子序数为29，为Cu元素，其余的均为短周期主族元素；Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4，Q原子的核外电子排布为1s22s22p2，故Q为C元素；X原子的核外电子排布为1s22s22p4，为O元素；Y原子价层电子排布式为msnmpn，则n=2，故为第ⅣA族元素，原子序数大于O元素，小于Cu元素，故Y为Si元素，R原子核外L层电子数为奇数，R原子有2个电子层，原子序数介于C元素与O元素之间，故R为N元素。
解析：A．同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，同主族元素自上而下第一电离能降低，但第ⅤA族由于p轨道为半充满状态，更加稳定，所以第一电离能大于同周期相邻元素，故第一电离能：OB．非金属性越强，电负性越大，非金属性：O>N>C，所以电负性：O>N>C，故B正确；
C．Cu原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1，Cu原子失去4s能级的1个电子及3d能级中的1个电子形成Cu2＋，Cu2＋的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9，故C错误；
D．同周期元素自左而右原子半径减小，同主族元素自上而下原子半径增大，所以原子半径：Si>C>N>O，故D错误；
故选：B。
3．B
解析：A．氧元素和硒元素都位于元素周期表ⅥA族，价电子排布式为ns2np4，均处于元素周期表p区，故A正确；
B．硒元素位于元素周期表中的第16列的ⅥA族，故B错误；
C．硒元素位于元素周期表中ⅥA族，最高正化合价为+6价，最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4，故C正确；
D．硒元素位于元素周期表中ⅥA族，基态原子的价电子排布式为4s24p4，原子核外电子所占据的最高能级的p电子云轮廓图为哑铃形，故D正确；
故选B。
4．B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X是地壳中含量最多的元素，则为O元素；Y原子的最外层只有一个电子，原子序数大于O，则为Na元素；Z位于元素周期表ⅢA族，则为Al元素，W与X属于同一主族，则为S元素；
解析：A．X为O，Y为，Z为，W为S，因此原子半径大小顺序为：，选项A错误；
B．X、Y组成的两种化合物分别为，其阴阳离子个数比都为，选项B正确；
C．Y、Z最高价氧化物的水化物分别为碱性强于，选项C错误；
D．气态氢化物的稳定性属于化学性质，与氢键无关，选项D错误；
答案选B。
5．A
解析：A．电子层数越多，离子半径越大，故I-> Cl-> F-，A错误；
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，故O＜S＜Na，B正确；
C．同一主族从上到下原子半径逐渐增大，故Na＜K＜Rb，C正确；
D．核外电子排布相同的离子，原子序数越大，半径越小，故Na+＜ F-，D正确；
故选A。
6．D
【分析】短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大，p和q分别是元素丙和丁的单质，p为浅黄色固体，所以丙是S，丁是Cl，p为S单质，q为Cl2；甲、丙同主族，则甲是O；乙、丙、丁同周期，常温下含乙的化合物r的浓度为0.1 mol/L时，溶液pH=13，所以r是氢氧化钠，乙是Na；综上所述，甲、乙、丙、丁分别为O、Na、S、Cl。
解析：A．电子层越多，简单离子半径越大，故离子半径的大小关系为丙(S2-)>丁(Cl-)>甲(O2-)>乙(Na+)，故A错误；
B．甲是O，丙是S，二者形成SO2，二氧化硫可以使紫色石蕊变红色，但不能漂白，不会褪色，故B错误；
C．r是氢氧化钠，q是氯气，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，该反应常利用制取漂白液，制取漂白粉利用的是石灰乳和氯气，故C错误；
D．m、n为Na2S、Na2SO3中的物质，二者在酸性条件下发生氧化还原反应生成硫，不能大量共存，故D正确；
故选D。
7．D
【分析】价电子排布式为，该元素有4个电子层，价电子数为7，为Mn，结合元素周期表位-构-性关系解答。
解析：A．该元素价电子排布式为，属于周期表d区，故A错误；
B．Mn价电子数为7，最高化合价为价，故B错误；
C．价电子排布式为，该元素有4个电子层，价电子数为7，为Mn，该元素位于第四周期第VIIB族，故C错误；
D．二氧化锰可用作过氧化氢分解、氯酸钾分解的催化剂，故D正确；
答案选D。
8．A
解析：A．原子轨道图形与电子云都是用来形象描述电子运动状态的，本质是相同的，A正确；
B．原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态，只能描述核外电子高频出现的“区域”，而不能描述核外电子运动的轨迹，B错误；
C．第3电子层有3s、3p、3d三个能级，分别有1、3、5个轨道，第3电子层共有9个轨道，C错误；
D．氢原子像其他原子一样，有多个电子层，电子层又分若干个能级和轨道，只是在通常条件下，氢原子的这一个电子处于能量最低的1s轨道，当电子从外界吸收能量后，氢原子的这个电子可以跃迁到能量较高的轨道，D错误；
故选A。
9．D
解析：A．s轨道形状为球形，无取向；p轨道形状为哑铃形，有取向，故A正确；
B．p能级电子能量不一定高于s能级电子能量，如2p能级的能量低于3s能级，故B正确；
C．电子吸收能量，能量升高，从2s跃迁到3s，故C正确；
D．根据洪特规则，基态氧原子的轨道表示式为，故D错误；
选D。
10．B
解析：A．乙烯的结构简式：CH2=CH2，故A错误；
B．甲基的电子式：，故B正确；
C．基态C原子的轨道表示式：，故C错误；
D．Cr元素的原子结构示意图：， 故D错误；
故答案为：B。
11．D
解析：A．电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，A项错误；
B．s能级的原子轨道为球形，处在该轨道上的电子不仅能在球壳内运动，也可在球壳外运动，只是在球壳外运动概率较小，B项错误；
C．任何能层的p能级都只有3个原子轨道，不会随着电子层的增加而增多，C项错误；
D．距离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均能量也会随能层的增大而增加，D项正确；
故答案选D。
12．D
解析：A．该模型为CH4的空间填充模型，A项错误；
B．Be最外层电子排布为2s2，其电子云的形状为球形，B项错误；
C．为反 2 丁烯，故C项错误；
D．洪特规则：当电子排布在多个能量相同的轨道时，优先独占且自旋方向相同。违背了洪特规则，故D项正确；
故选：D。
13．A
解析：电子云轮廓图为球形的是s能级，最高能级为3s，最高能级为2p，最高能级为2p，最高能级为5p，故选A。
14．D
解析：依据核外电子排布的一般规律可知：②违反每个电子层最多只能容纳个电子，故②错误；③违反最外层电子数不能超过8个，故③错误；其他结构示意图均正确；
故答案为D。
15．B
解析：A．由题干图示信息可知，Bi原子基态原子核外最外层电子排布为：6s26p3，故Bi元素在元素周期表中位于p区，A错误；
B．由题干图示信息可知，Bi元素的相对原子质量是209.0，B正确；
C．由题干图示信息可知，Bi原子6p能级上有3个电子，3个电子分别位于三个p轨道上，故有三个未成对电子，C错误；
D．由题干图示信息可知，Bi原子最外层有5个电子，位于两个能级上，故能量不相同，D错误；
故答案为：B。
二、填空题
16．(1) 2s 球
(2)Mg
(3) 从上到下，第一电离能越小，金属性越强 基态Be原子的核外电子排布式为1s22s2，2s2为全满结构、原子的能量较低，较稳定
解析：(1)Li是3号元素，根据构造原理可知基态Li核外电子排布式是1s22s1，则基态Li原子中电子占据最高能级的符号是2s；s能级电子的电子云轮廓图的形状为球形对称；
(2)元素周期表中相邻元素有对角线相似性，Li位于第二周期第IA族，则在周期表中与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是第三周期第IIA的Mg元素；
(3)①根据表格数据可知：同一周期元素随着原子序数的增大，元素的第一电离能呈增大趋势；同一主族元素，从上到下，随着原子核外电子层数的增多，元素的第一电离能越小，金属性越强；
②根据表格数据可知：Be的第一电离能比Li的大，这是由于基态Be原子的核外电子排布式为1s22s2，2s2为s轨道的全满的稳定结构状态，原子的能量较低，因此原子较稳定。
17．(1)B
(2)
(3) 阴离子 g
(4)
(5)
【分析】依据元素周期表可推知a为H，b为C，c为O，q为F，d为Na，e为Mg，f为Al，g为S，h为Cl；
解析：（1）在上面元素周期表中，全部是金属元素的区域为Ⅱ区，故选B；
（2）同周期从左到右元素金属性越来越弱，同主族元素从上到下金属性越来越强， a~h中，金属性最强的元素为钠，其原子结构示意图；
（3）核内质子数为16，核外电子数为18，该粒子为带负电荷的阴离子；该元素为周期表中的16号元素g；
（4）过氧化钠可用作呼吸面具内的供氧剂，与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气：；
（5）F与Cl是同主族元素，从上到下非金属性越来越弱，对应单质的氧化性越来越弱，与氢气化合的剧烈程度氟气强于氯气。
18．(1)
(2)C
解析：（1）基态铝原子核外有13个电子，其电子排布式为；故答案为：。
（2）基态氮原子的价电子排布式为，根据洪特规则和泡利原理可知，其价层电子的电子排布图为 ；故答案为：C。
19． [Ar]3d104s1或1s22s2 2p6 3s2 3p6 3dl0 4s1 K、Cr 4 VⅢ d 球 1 哑铃 3 5 13
解析：I. (1)铜原子核电荷数为29，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s2 2p6 3s2 3p6 3dl0 4s1；
(2)铜原子核电荷数为29，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s2 2p6 3s2 3p6 3dl0 4s1；第四周期的元素原子中最外层电子数与铜原子的相同的元素有钾(K)和铬(Cr)，钾原子核外电子排布为：1s22s2 2p6 3s2 3p64s1，原子的核外电子排布式为；
(3)铁原子的核电荷数为26，核外电子排布为：1s22s2 2p6 3s23p64s23d6，Fe在周期表中位于第四周期第VⅢ族，属于d区；
II.(1)s电子的原子轨道为，呈球形，每个s能级只能容纳自旋方向相反的2个电子。所以每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道为，从图中看出p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道；
(2) 铝原子的核电荷数 13，基态铝原子核外电子排布为：1s22s2 2p6 3s2 3p1，有1s、2s、2p、3s、3p共有5种不同能级的电子，原子核外共有13个电子，有13种不同运动状态的电子。
20． 1； 0； ； 1； 1； H或D； 1； 2； H或T。
解析：氢元素的三种核素的名称分别为：氕、氘、氚，氕的质子数为1，中子数为0，原子符号为：，氘的质子数为1，中子数为1，原子符号为：H或D，氚的质子数为1，中子数为2，原子符号为：H或T，故答案为：1；0；；1；1；H或D；1；2；H或T。
21． H O Al S K KAl(SO4)2 12H2O 可做净水剂
【分析】A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，B和D同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故最外层电子排布为ns2np4，故B为O元素，D为S元素；C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半，故C原子最外层电子数为3，原子序数大于O，故C为Al元素；A和E元素原子的最外层电子排布为ns1，处于第ⅠA族，E为金属，E的原子序数大于S元素，故E为K元素，由于C、E是金属元素，则A为H元素，据此分析。
解析：(1)由以上分析可知A为H，B为O，C为Al，D为S，E为K；
(2)由这五种元素组成的一种化合物是KAl（SO4）2 12H2O；可作为净水剂；
(3) D为S元素，原子价层电子排布为ns2np4，轨道表示式为。
22． 随着原子序数的增大，I1值减小 ①③ 10号元素为氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构
解析：(1)由H、Li、Na、K等的第一电离能可以看出，同主族元素随原子序数的增大，I1值减小；
(2)从第二、三周期可以看出，第ⅢA族和第ⅥA族元素的I1值比同周期相邻两种元素的都低，由此可以推测：I1 (砷)>I1 (硒)、I1 (溴)>I1 (硒)，选①③；
(3)根据同主族、同周期元素第一电离能递变规律可以推测：，即(4)10号元素是氖，该元素原子的最外层电子排布已达到8电子稳定结构。
23． ⑨ [Ar]3d104s1 氮 1 NH3 HClO4
【分析】根据元素在周期表中的位置关系可知，①为H元素，②为Be元素，③为C元素，④为N元素，⑤为Al元素，⑥为S元素，⑦为Cl元素，⑧为Ca元素，⑨为Fe元素，⑩为Cu元素。
解析：(1)表中属于d区的元素是⑨，其原子结构示意图是；
(2)⑩为Cu元素，是29号元素，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，其简化电子排布式：[Ar]3d104s1；
(3)某元素的特征电子排布式为，该元素是氮元素，其基态原子的核外电子排布式为：1s22s22p3，2p能级上的3个电子分别占据一个轨道，则原子的最外层电子的成对电子为 1对；
(4)③为C元素，④为N元素，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性N＞C，则简单气态氢化物最稳定的是NH3，⑦为Cl元素，其最强含氧酸为HClO4；
(5)③为C元素，⑦为Cl元素，二者形成的化合物为CCl4，是共价化合物，C原子分别与4个Cl原子形成一个共用电子对，则电子式是