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

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名称 第一章 原子结构与性质 测试题(含解析)2022-2023学年高二下学期人教版(2019)化学选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-23 15:01:37

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文档简介

第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1.下列说法正确的是
A.电子云轮廓图是电子的概率密度分布图
B.s电子云轮廓图是圆形的
C.、和在空间内的取向相互垂直
D.同一原子的能层越低,电子云越弥散
2.下列关于元素周期表和元素周期律的说法错误的是
A.第二周期元素从Li到F,非金属性逐渐增强
B.同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐减小
C.第三周期的元素:P、S、Cl的最高正化合价依次增大
D.主族元素呈现的最高正化合价,其数值等该元素原子的最外层电子数
3.下列各组元素性质的叙述中,正确的是
A.O、F、Na的原子半径依次减小 B.N、O、F的第一电离能依次增大
C.N、O、F的电负性依次增大 D.N、O、F的最高正化合价依次升高
4.下列现象或应用与电子跃迁无关的是
A.激光 B.焰色试验 C.石墨导电 D.原子光谱
5.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.为非电解质
B.常温常压下,7.8g过氧化钠中含有阴离子的数目为
C.1.6g由氧气和臭氧组成的混合物中含有氧原子的数目为
D.假设A元素不存在同位素,原子核内有x个中子,A原子的质量数为m,则所含电子的物质的量约为
6.由中国近代化学启蒙者徐寿确认译名的下列元素中,属于d区元素的是
A.Ca B.Co C.Zn D.Ga
7.短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,Q单质暗处遇发生爆炸,由上述五种元素形成的化合物结构如图所示。下列说法错误的是
A.原子半径:
B.同周期中第一电离能小于W的元素有4种
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:
D.电负性:
8.下列说法正确的是
A.激发态硼原子核外电子运动状态有3种
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用
C.基态原子的2s电子的能量较高,其一定在比1s电子离核更远的区域运动
D.日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
9.符号“2p”没有给出的信息是
A.能级 B.电子层
C.电子云形状 D.电子云在空间的伸展方向
10.人类的生产、生活离不开氧气,下列有关氧及其化合物的说法正确的是
A.基态氧原子的电子排布式: B.的结构式:
C.的空间填充模型: D.的电子式:
11.下列说法正确的是
A.同一原子中,电子的能量总是低于p电子的能量
B.原子核外电子排布,先排满K层再排L层,排满M层再排N层,满足能量最低原理
C.任何轨道形状均是球形,只是能层不同,球的半径大小不同而已
D.各能层的原子轨道数为(n为能层序数)
12.四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X的简单离子具有相同电子层结构,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,W与Y同族,Z与X形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列说法正确的是
A.简单离子半径:W<X<Z B.W与X形成的化合物溶于水后溶液呈碱性
C.简单氢化物的沸点:W<Y D.最高价氧化物的水化物的酸性:Y>Z
13.下列化学用语表达正确的是
A.的离子结构示意图:
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.基态的核外电子排布式为
D.基态硫原子的价层电子轨道表示式:
14.下列表示正确且最多容纳的电子数按照由少到多的顺序排列的是
A.、、 B.、、 C.、、 D.、、
15.短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。基态X原子有两个单电子,Z的简单离子在同周期离子中半径最小,基态W原子的价电子排布式为,且Y、W同主族。
下列说法错误的是
A.电负性:Y>W>X>Z B.四种元素均位于元素周期表的p区
C.简单氢化物沸点:X二、填空题
16.类推法是科学学习的重要方法之一、下表提供的是VIA族元素的部分性质。请结合元素周期律完成下列问题:
元素
单质熔点/℃ (斜方硫) x
单质沸点/℃ (斜方硫)
主要化合价 、、 、、
原子半径 逐渐增大
单质与反应的情况 点燃时易化合 加热化合 加热时难化合 不能直接化合
(1)硒的熔点(x)范围可能是_______。
(2)碲的主要化合价可能有_______。
(3)在、、四种氢化物中,沸点最低的是_______,沸点最高的是_______。
17.填表
微粒 电子数 质子数 中子数 质量数 最外层电子数
Cl ____ ______ _____ ___ _____
Al _____ _____ _____ _____ _____
18.按要求书写下列基态原子或离子的电子排布式。
(1)Na:____。
(2)F-:____。
(3)Fe3+的简化电子排布式:____。
19.洪特规则
洪特规则内容:当电子排布在同一能级(能量相同)的不同轨道时,总是优先_______占据一个轨道,而且自旋方向_______。如:2p3的电子排布为_______,不能表示为_______或_______。
洪特规则特例:当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的能量最低,如:24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1
20.下表列出了A~R 9种元素在周期表中的位置:
周期 族
Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅶ 0
2 E F
3 A C D G R
4 B H
请回答下列问题。
(1)写出下列几种元素符号:B___________,D___________,H___________,R___________。9种元素中化学性质最不活泼的是___________。
(2)A与F形成的一种化合物可作供氧剂,写出该化合物作供氧剂时的反应原理:___________。
(3)D元素的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠反应的离子方程式是___________。
(4)A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为___________。
(5)H元素与A元素形成化合物的化学式是___________,高温灼烧该化合物时,火焰呈___________色。
21.现有A、B、C、D四种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A是宇宙中最丰富的元素,其原子核外电子仅有一个原子轨道,B元素原子的核外p轨道电子总数比s轨道电子总数少1,C为金属元素且原子核外p轨道电子总数和s轨道电子总数相等,D元素的原子核外所有p轨道处于全充满或半充满状态。
(1)写出四种元素的元素符号:A__;B__;C___;D___。
(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子排布的轨道表示式:C__;D__。
(3)写出B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式:__。
22.如图为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)①和②形成的一种5核10电子分子,其空间结构为_______,属于_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)元素③所在的周期中,最大的是_______(填元素符号),元素⑥和⑦的最高价氧化物对应水化物中酸性较强的是:_______(填化学式)。
(3)根据元素周期表分区,元素⑩位于_______区,其二价离子电子排布式为_______。
(4)元素③和⑤形成的化合物,硬度很大,熔沸点高。这种化合物属于的晶体类型为_______。该化合物与溶液反应的离子方程式_______。
23.已知X、Y、Z、W、M、N为短周期元素且原子序数依次增大,X与M、W与N分别同主族,且元素X、Y、Z、W分属两个短周期,它们四者原子序数之和为22,最外层电子数之和为16,在化合物、、中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是_______,X、Y、Z、W、M的原子半径由大到小的顺序为:_______(用元素符号表示)。
(2)用电子式描述化合物的形成过程:_______。
(3)均含X、W、M、N四种元素的两种化合物相互反应有刺激性气味气体放出,反应的离子方程式为_______。
(4)火箭发动机曾经利用作燃料、作助燃剂,产物环保无污染,写出二者反应的化学方程式:_______。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.电子云中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小:点密集的地方,表示电子在那里出现的概率大;点稀疏的地方,表示电子在那里出现的概率小,A错误;
B.s电子的电子云轮廓图是球形,B错误;
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直,C正确;
D.同一原子的能层越低,电子云越集中,D错误;
故选C。
2.B
解析:A.根据元素周期律:同周期元素的原子从左到右,元素非金属性逐渐增强,可推知第二周期元素从Li到F非金属性逐渐增强,故A正确;
B.同一周期主族元素从左到右,非金属性逐渐增强,电负性逐渐增大,故B错误;
C.P、S、Cl的原子序数逐渐增大,则P、S、Cl最高正价逐渐升高,故C正确;
D.非金属元素的原子的最外层有几个电子,最多形成几个共用电子对,所以呈现的最高化合价等于原子最外层电子数(个别元素除外),故D正确。
故选:B。
3.C
解析:A.同周期主族元素从左至右,原子半径逐渐减小(0族元素除外),故半径O>F,Na为第三周期元素,比F和O多一层电子,因此原子半径Na>O>F,A错误;
B.同周期元素从左至右,第一电离能呈增大趋势,但N元素原子的最外层电子为半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能O<N<F,B错误;
C.同周期主族元素从左至右,电负性逐渐增大,则N、O、F的电负性依次增大,C正确;
D.N的最高正化合价为+5,F无正价,D错误;
故选C。
4.C
解析:A.电子跃迁产生光子与入射光子具有相关性,即入射光与辐射光的相位相同,如果这一过程能够在物质中反复进行,并且能用其他方式不断补充因物质产生光子而损失的能量,那么产生的光就是激光,与电子跃迁有关,A项不选;
B.当碱金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色,与电子跃迁有关,B项不选;
C.石墨导电是晶体中电子定向移动的结果,与电子跃迁无关,C项选;
D.原子光谱的产生是原子核电子发生能级跃迁的结果,与电子跃迁有关,D项不选;
答案选C。
5.C
解析:A.为单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B.1mol过氧化钠由2mol钠离子和1mol过氧根离子组成,则7.8g过氧化钠即0.1mol,含阴离子数目为,故B错误;
C.氧气和臭氧均由氧原子组成,1.6g混合物即为1.6gO原子,氧原子的数目为,故C正确;
D.原子核内有x个中子,A原子的质量数为m,则A原子的质子数为(m-x),1mol中含有电子的物质的量为:,的物质的量为,所含电子的物质的量约为,故D错误;
故选:C。
6.B
解析:A.Ca是20号元素,其基态原子价层电子排布为4s2,位于周期表s区,A不合题意;
B.Co是27号元素,其基态原子价层电子排布为3d74s2,位于周期表d区,B符合题意;
C.Zn是30号元素,其基态原子价层电子排布为3d104s2,位于周期表ds区,C不合题意;
D.Ga是31号元素,其基态原子价层电子排布为4s24p1,位于周期表p区,D不合题意;
故答案为:B。
7.B
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,Q单质暗处遇氢气发生爆炸,则Q为F元素;由阴离子的结构可知,Y为B元素;由阳离子结构中X、Z、中间W形成的共价键分别为1、4、3可知,X为H元素、Z为C元素、W为N元素。
解析:A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则硼、碳、氮、氟四种原子的原子半径依次减小,故A正确;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第二周期中第一电离能小于氮元素的元素有锂、铍、硼、碳、氧,共5种,故B错误;
C.同周期元素,从左到右原子元素的非金属性依次增强,最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,则硼酸、碳酸、硝酸的酸性依次增强,故C正确;
D.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,故硼、碳、氮、氟的电负性逐渐增大,故D正确;
故选B。
8.B
解析:A.硼为5号元素,原子核外有5个电子,激发态硼原子核外电子运动状态有5种,A错误;
B.金属键的实质是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的相互作用,B正确;
C.能级和能层只是表示电子在该处出现的概率大小,并不代表电子运动的位置,故基态原子的2s电子的能量较高,不一定在比1s电子离核更远的区域运动,C错误;
D.日常生活中我们看到的许多可见光,如焰火、LED灯、激光,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,D错误;
故选B。
9.D
解析:2p表示原子核外第2能层(电子层)中的p能级,电子云形状为哑铃形,其中p能级应有3个不同伸展方向的原子轨道,可分别表示为px、py、pz,“2p”符号没有表示出电子云在空间的伸展方向,故D项正确。
10.C
解析:A.基态氧原子的电子排布式:,A错误;
B.HClO的结构式为H-O-Cl,B错误;
C.H2O的空间构型为V形,O原子半径大于H原子半径,空间填充模型正确,C正确;
D.过氧化钠为离子化合物,电子式为:,D错误;
故选C。
11.C
解析:A.相同能级,不同能层电子,能层越高,能量越高;相同能层,不同能级的电子能量,,A错误;
B.M能层中的3d能级能量高于N能层中的4s级能量,填完N能层中的4s能级,再填充M能层中的3d能级,B错误;
C.任何轨道形状均是球形,只是能层不同,球的半径大小不同而已,C正确;
D.各能层最多含有电子数(n为能层序数),则各能层的原子轨道数为(n为能层序数),D错误;
故选C。
12.B
【分析】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,则X为Na;由原子序数可知,Y、Z处于第三周期,而Z与X(Na)形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl元素;W、X的简单离子具有相同电子层结构,且W与Y同族,W在第二周期且是非金属元素,W可能是N或O元素,对应的Y为P或S元素;
解析:A.X离子(Na+)、W离子的电子层数为2层,Z离子(Cl-)电子层数为3层,电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,离子电子层越多离子半径越大,故简单离子半径大小顺序是:Z>W>X,故A错误;
B.W可能是N或O,与Na形成的化合物可能是氮化钠、氧化钠、过氧化钠,它们与水反应都能生成氢氧化钠使溶液呈碱性,故B正确;
C.水或氨气都会形成氢键导致沸点升高,故简单氢化物的沸点:W>Y,故C错误;
D.Y与Z处于同周期,同周期从左到右非金属性逐渐增强,最高价氧化物的水化物的酸性:Z>Y,故D错误;
故选B。
13.D
解析:A.最外层有8个电子,其离子结构示意图为,A错误;
B.镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2,最外层为s能级,s能级的电子云图为球形
,B错误;
C.基态的核外电子排布式为,C错误;
D.基态硫原子的价层电子排布式为,其轨道表示式为 ,D正确;
故选D。
14.A
解析:A.s轨道最多容纳2个电子,p轨道容纳6个电子,d轨道容纳10个电子,A正确;
B.不同能层的相同能级最多容纳的电子数相同,B错误;
C.从能层开始有能级,不存在能级,C错误;
D.能级容纳电子数最少,D错误;
故选:A。
15.C
【分析】基态X原子有两个单电子,则X核外电子排布可能是,即可能是C、O、Si、S;Z的简单离子在同周期离子中半径最小,Z应为第三周期的Al,基态W原子的价电子排布式为,n-1=2,n=3,W的价电子排布式为,W为S,Y、W同主族,则Y为O,结合原子序数可知X只能为C,据此分析解答。
解析:A.同主族元素从上到下电负性减弱,从周期元素从左到右电负性增强,则电负性:O>S>C>Al,即Y>W>X>Z,故A正确;
B.四种元素分别位于IIIA、IVA、VIA,均属于p区元素,故B正确;
C.水分子间存在氢键,其沸点高于H2S,即简单氢化物沸点:WD.、分别为:,,S的化合价均为+6价,故D正确;
故选:C。
二、填空题
16.(1)113~450℃
(2)-2,+4,+6
(3)
解析:(1)从表中氧族元素熔沸点的递变规律可以看出,从O到Te,熔点依次升高,所以硒的熔点应介于S和Te的熔点之间,熔点范围可能是113~450℃;
(2)从硫到硒,化合价都为-2,+4,+6,则碲的化合价可能有-2,+4,+6;
(3)、、相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,沸点逐渐升高,故沸点最低,沸点最高。
17.17 20 37 7 13 13 14 27 3
解析:某原子的质子数=核外电子数=原子序数;某原子的中子数等于质量数-质子数;某原子的质量数在原子符号中的左上角标出,根据此结论有:
Cl的电子数为17,质子数为17,中子数为37-17=20,质量数为37,最外层电子数为7;
Al的电子数为13,质子数为13,中子数为27-13=14,质量数为27,最外层电子数为3。
18.(1)1s22s22p63s1
(2)1s22s22p6
(3)[Ar]3d5
解析:(1)Na原子核外有11个电子,根据能量最低原理,基态原子电子排布式为1s22s22p63s1。
(2)F-原子核外有10个电子,根据能量最低原理,基态原子电子排布式为1s22s22p6。
(3)Fe是26号元素,基态铁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子失去3个电子形成Fe3+,Fe3+的简化电子排布式[Ar]3d5。
19. 单独 相同
解析:根据洪特规则,电子排布时优先单独占据一个轨道,并且自旋方向相同,例如2p3的三个电子占据三个轨道,自旋方向相同,电子排布为,不能为,也不能为。
20. K Al Br Ar Ar 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3 +O2 2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2 Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O K>Na>Mg NaBr 黄
【分析】根据元素周期表的结构,可知A为Na,B为K,C为Mg,D为Al,E为C,F为O,G为Cl,H为Br,R为Ar。
解析:(1)元素符号:B为K,D为Al,H为Br,R为Ar。9种元素中稀有气体Ar的化学性质最不活泼。
(2)A与F形成的一种化合物Na2O2可作供氧剂,该化合物作供氧剂时是和呼出的气体中的CO2以及水蒸气反应生成氧气,从而供氧,反应原理为:2Na2O2+2CO2=2Na2CO3 +O2,2Na2O2+2H2O=4NaOH +O2。
(3)D元素的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,与氢氧化钠发生酸碱中和反应,生成盐和水,反应的离子方程式是Al(OH)3+OH-=AlO+2H2O。
(4)同主族元素,从上到下,原子半径逐渐增大,同周期元素,从左到右,原子半径逐渐减小,所以A、B、C三种元素按原子半径由大到小的顺序排列为K>Na>Mg。
(5)H元素与A元素形成化合物的化学式是NaBr,钠的焰色为黄色,所以高温灼烧该化合物时,火焰呈黄色。
21. H N Mg P N2+3MgMg3N2
【分析】由题意可知,A为H;B元素原子的核外p轨道电子总数比s轨道电子总数少1,B原子核外电子排布式为,则B为N;C为金属元素且原子核外p轨道电子总数和s轨道电子总数相等,C原子核外电子排布式为,则C为;D元素的原子核外所有p轨道处于全充满或半充满状态,且A、B、C、D四种短周期主族元素的原子序数依次增大,D原子核外电子排布式为,则D为P。
解析:(1)A为H;B为N;C为;则D为P;
故答案为:H;N;;P。
(2)C、D两种元素基态原子核外电子排布的轨道表示式:;;
故答案为:;。
(3) B、C两种元素的单质在一定条件下反应的化学方程式为:N2+3MgMg3N2;
故答案为:N2+3MgMg3N2。
22.(1) 正四面体 非极性
(2) Ne HClO4
(3) ds
(4) 共价晶体
【分析】由上表可知①-⑩分别为氢、碳、氮、镁、铝、硫、氯、钙、铁、铜元素,依此作答;
解析:(1)①和②形成的一种5核10电子分子是甲烷分子,其空间结构为正四面体,属于非极性分子,答案为:正四面体,非极性;
(2)元素③所在的第二周期中,最大的是稀有气体Ne,元素⑥和⑦的最高价氧化物对应水化物中分别是硫酸和高氯酸,非金属性越强,酸性越强,较强的是:HClO4,答案为: Ne, HClO4;
(3)根据元素周期表分区,元素⑩核外电子排布式是,位于ds区,其二价离子电子排布式为,答案为:ds,;
(4)元素③和⑤形成的化合物氮化铝,硬度很大,熔沸点高,这种化合物属于的晶体类型为共价晶体,该化合物与溶液反应生成偏铝酸钠和氨气,离子方程式,答案为:共价晶体,。
23.(1) 第二周期第ⅣA族 Na>C>N>O>H
(2)
(3)
(4)N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O
【分析】元素X、Y、Z、W、M、N原子序数依次增大,W与N同主族,结合原子序数可知,W处于第二周期、N处于第三周期,且元素X、Y、Z、W分属两个短周期,则X只能为H元素,Y、Z处于第二周期,X、Y、Z、W四原子序数之和为22,最外层电子数之和为16,故Y、Z、W原子序数之和为21,最外层电子数之和为15,可推知Y为C元素、Z为N元素、W为O元素,则N为S元素;X与M同主族,M原子序数大于O,故M为Na,化合物C2H2、N2H4、H2O2中,相应分子内各原子最外层电子都满足稳定结构,以此解答该题。
解析:(1)由以上分析可知X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、W为O元素、M为Na元素、N为S元素;
Y为C元素,元素在周期表中的位置是第二周期第ⅣA族,H、C、N、O、Na的原子半径由大到小的顺序为:Na>C>N>O>H;
故答案为第二周期第ⅣA族,Na>C>N>O>H;
(2)M2N为Na2S,硫化钠属于离子化合物,电子式描述Na2S化合物的形成过程为;
故答案为;
(3)均含H、O、Na、S四种元素的两种化合物相互反应有刺激性气味气体放出,是硫酸氢钠与亚硫酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化硫与水,反应的离子方程式为: ;
故答案为;
(4)火箭发动机曾经利用N2H4作燃料、H2O2作助燃剂,产物环保无污染,反应生成氮气与水,二者反应的方程式为:N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O;
故答案为N2H4+2H2O2═N2↑+4H2O