专题2《原子结构与元素性质》单元练习题（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》单元练习题
一、单选题
1．科学家推算，宇宙中可能存在的第119号未知元素，位于第IA族，有人称为“类钫”。根据周期表中同主族元素的相似性和递变性，下列有关“类钫”的预测中正确的是
A．其原子半径小于铯的原子半径
B．其单质有较低的熔点
C．“类钫”与钫互为同位素
D．其单质能与水反应，浮在水面，四处游动
2．原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W组成的化合物的结构如图所示，基态Q原子最外层电子是电子层数的3倍，下列说法正确的是
A．第一电离能的顺序为： B．由X、Y、Q、W形成的化合物的水溶液不一定显碱性
C．氢化物的沸点 D．简单离子半径：
3．化合物是一种含氟牙膏的添加剂，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z的最高价氧化物对应水化物是三元酸，Y的原子半径是短周期主族元素中最大的，W与X的原子最外层电子数之和为13.下列说法错误的是
A．简单氢化物的沸点：
B．离子半径：
C．Z的最高价氧化物可用作干燥剂
D．离子可以破坏水的电离平衡
4．下列关于元素周期表说法正确的是
A．在过渡元素中找优良催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料
B．元素所在族序数等于元素原子最外层电子数
C．元素周期表中最外层电子数为2的元素一定在第ⅡA族
D．元素周期表有七个横行，分为七个周期，有18个纵行，分为18个族
5．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，且X、Y、Z位于同一周期。无机物[YW4]+[ZXY]-与某种有机物(如图)互为同分异构体。下列说法中错误的是
A．电负性：XB．最简单氢化物的沸点：XC．X、Y、Z均可形成至少两种氢化物
D．有机物X2W5YW2结合质子的能力强于YW3
6．下列各组元素中按元素第一电离能逐渐降低的顺序排列的是
A．Li Na K B．Be B C C．Na Mg Al D．P S Cl
7．下列能级符号错误的是
A．2s B．2p C．3d D．3f
8．下列说法正确的是
A．金属与非金属化合时，都可以形成离子键
B．第一电离能越大的原子越容易得到电子
C．电负性相差越大的元素间越容易形成离子键
D．同周期元素从左到右，第一电离能和电负性均依次增大
9．X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的五种短周期元素，由这五种元素构成的某种物质M(结构如同所示)具有很强的腐蚀性和吸湿性，广泛应用于医药、化工等行业，已知X、W、R位于三个不同的周期。下列有关说法正确的是
A．R的含氧酸的酸性强于Y的含氧酸的酸性
B．简单离子半径：R＞W＞Z
C．Z与X、Y、R均能形成两种化合物
D．常见的最简单氢化物中，W的氢化物的沸点最低
10．下列原子的电子排布式属于激发态原子的是
A． B． C． D．
11．下列是几种离子的结构示意图，有关说法正确的是（ ）
①②③④
A．①②两种粒子所属的元素在元素周期表的同一横行
B．②③④对应的元素化学性质相似
C．①③对应的元素是同一周期元素
D．③④可形成X2Y型化合物
二、填空题
12．核外电子排布时遵循一定的原则：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理称为泡利不相容原理；对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同称为洪特规则。
依据以上原则，下列原子或离子的核外电子排布正确的是_______，违反能量最低原理的是_______，违反洪特规则的是_______，违反泡利不相容原理的是_______。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦C：
13．根据已学知识，请回答下列问题：
(1)基态N原子中，核外电子占据的最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
(2)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：___________。
(3)某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布式为4s24p4，该元素的名称是___________。
(4)已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子排布式___________；在元素周期表中，该元素在_____________填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。
(5)从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为___________。电负性的顺序是___________。
(6)写出C的核外电子排布图为：___________。
(7)Zn2＋的核外电子排布式为___________。
14．（1）中的质子数是__________，中子数是__________，核外电子数是__________，质量数是__________。
（2）Fe、、是__________元素的三种粒子，它们的__________数相同，它们的__________数不相同。
（3）由与所代表的物质中，共有__________种元素，__________种原子，互为同位素的原子有__________。
15．比较物质的性质(用化学式和“＞”、“＜”表示)
(1)Na、Mg的单质与水反应的剧烈程度：___________
(2)Si、P的单质与氢气化合的难易程度：___________
(3)O、S元素的气态氢化物的稳定性：___________
(4)P、Cl元素的气态氢化物的稳定性：___________
(5)Be、Mg元素的最高价氧化物对应水化物的碱性：___________
(6)S、Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：___________
(7)N、P元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：___________
16．已知元素周期表中共有18纵行。如图所示实线表示元周期表的边界，按电子排布，可把元素周期表划分为s区、p区、d区、ds等，除ds区外，其他区的名称均按构造原理最后填入电子的能级符号来命名。
(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并标记分区_____。
(2)有的同学受这种划分的启示，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在___________区。
(3)请在元素周期表中标出4s轨道半充满的元素(用元素符号表示) _____。
(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3+比Fe2+稳定的原因：___________。
(5)随着科学技术的发展，不断有新的元素被发现。现在第七周期已经排满，则元素周期表共可以排布___________种元素。
17．运用核外电子排布和元素周期律(表)相关规律或知识，回答下列相关的问题。
(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断：违反了泡利原理的是____。
① ② ③ ④ ⑤
(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为____。
(3)用符号“>”“<”或“=”表示下列各项关系。
①第一电离能：Na____Mg。
②电负性：O____F。
③能量高低：ns____(n+1)s。
④除O、F元素外，主族序数____价电子数。
18．5种元素原子的电子排布式如下：
A．1s22s22p63s23p63d54s2 B．1s22s22p63s2 C．1s22s22p6 D．1s22s22p63s23p2 E.[Ar]4s1
(1)属于稀有气体_______，元素符号是_______。
(2)A的元素符号是_______，写出A原子的简化电子排布式：_______。
(3)B、D、E三种元素的原子半径大小顺序是_______(用元素符号表示)。
19．(1)在短周期元素中基态原子的p轨道有1个未成对电子的元素可能是_______(填元素符号，下同)，其核外电子排布式分别是_______。
(2)基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子最多的元素是_______，其价电子排布式为_______。
(3)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是_______，其电子排布图为_______。
(4)Cu原子的结构示意图为_______。
(5)下列表示的为一激发态原子的是_______。
A．1s12s1　　 　B．1s22s22p1 C．1s22p53s1D．1s22s22p63s2
参考答案：
1．B
【分析】根据元素周期律，同周期元素从左到右，金属性依次减弱，同主族从上到下依次增强；“类钫”位于第IA族，与Li、Na等化学性质相似；
【详解】A．同周期元素原子半径从左到右依次减小，同主族元素原子半径从上到下依次增大，所以其原子半径大于铯的原子半径，选项A错误；
B．第IA族元素的金属单质沸点，从上到下依次降低，所以“类钫”形成的单质沸点较低，选项B正确；
C．“类钫”与钫原子序数不同，质子数不同，属于两种不同的元素，不互为同位素，选项C错误；
D．根据元素周期律，同周期元素从左到右，金属性依次减弱，同主族从上到下依次增强；“类钫”位于第IA族，与Li、Na等化学性质相似，金属性很强，与水剧烈反应，但密度大于水，沉在水下，选项D错误；
答案选B。
2．B
【分析】五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W的原子序数依次增大，基态Q原子最外层电子是电子层数的3倍，则Q为O元素；由化合物的结构示意图可知，W能形成带1个单位正电荷的阳离子，阴离子中X、Y、Z形成的共价键数目分别为1、4、3，则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素、W为Na元素。
【详解】A．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，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，故A错误；
B．由氢、碳、氧、钠四种元素形成的碳酸氢钠是强酸弱碱盐，碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度，溶液呈碱性，形成的草酸氢钠也是强酸弱碱盐，草酸氢根离子在溶液中的电离程度大于水解程度，溶液呈酸性，则由氢、碳、氧、钠四种元素形成的化合物的水溶液不一定显碱性，故B正确；
C．碳元素的氢化物可能是固态烃，固态烃的沸点高于水，故C错误；
D．电子层数相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则氧离子的离子半径大于钠离子，故D错误；
故选B。
3．B
【解析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Z的最高价氧化物的水化物是三元酸，则Z为P；Y的原子半径是短周期主族元素中最大的，则Y为Na；W与X的最外层电子数之和为13，二者原子序数小于Na，且最外层电子数小于8，则W为O，X为F元素，据此解答。
【详解】根据分析可知：W为O，X为F，Y为Na，Z为P元素。
A．氟化氢和水分子之间都存在氢键，但水分子之间氢键更多，则水的沸点更高，即简单氢化物的沸点：W>X，故A正确；
B．电子层数相同时，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：W>X>Y，故B错误；
C．Z的最高价氧化物为五氧化二磷，五氧化二磷具有吸水性，可用作干燥剂，故C正确；
D．为F-属于弱酸酸根离子，能发生水解，促进水的电离，故D正确；
故选：B。
4．A
【详解】A．优良的催化剂和耐高温、耐腐蚀的合金材料大多属于过渡元素，应在过渡元素区域寻找催化剂和耐高温、耐腐蚀的新材料，故A正确；
B．主族元素的最外层电子数等于族序数，而副族元素不符合此规律，故B错误；
C．最外层电子数为2的元素不一定在第ⅡA族，如He最外层含有2个电子，He为稀有气体元素，位于零族，故C错误；
D．元素周期表有18个纵行，8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，则分为16个族，故D错误；
答案选A。
5．B
【分析】根据有机物的结构可知W形成1个共价键，Y形成三个共价键，X形成四个共价键，Z形成两个共价键，又X、Y、Z位于同一周期和无机物[YW4]+[ZXY]-，则W为H、X为C、Y为N、Z为O，据此解题。
【详解】A．非金属性越强电负性越大，故CB．H2O常温为液体，NH3常温为气体，故沸点H2O>NH3，故B错误；
C．C、N、O均可形成CH4、C2H6、NH3、N2H4、H2O、H2O2至少两种氢化物，故C正确；
D．有机物C2H5NH2结合质子的能力强于NH3，故D正确；
故选B。
6．A
【详解】A．同主族元素从上到下元素第一电离能呈减小趋势，Li、Na、K第一电离能逐渐降低，A正确；
B．Be原子的2s轨道全充满较为稳定，故其第一电离能大于B，B错误；
C．Mg原子3s轨道全充满，第一电离能大于相邻元素，C错误；
D．P原子3p轨道半充满，较为稳定，第一电离能大于S，D错误；
故答案选A。
7．D
【详解】当n=2时，有2s、2p两个能级；当n=3时，有3s、3p、3d三个能级，没有3f能级；D项错误；
答案选D。
8．C
【详解】A．金属和非金属化合时，可能会形成共价键，如铝与氯气化合时形成共价键，故A错误；
B．第一电离能越大的原子越难以失去电子，故B错误；
C．电负性越大，越容易以得到电子；电负性越小，越容易失去电子，所以电负性相差越大的元素间越容易形成离子键，故选C；
D．同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，但并不是依次增大，第IIA、VA族第一电离能大于与其同周期的下一主族元素的电离能，故D错误。
答案选C。
9．C
【分析】X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的五种短周期元素，且X、W、R位于三个不同的周期，即X位于第一周期，Y、Z、W位于第二周期，R位于第三周期，可知X为H；从结构上可以看出，W连有一个化学键，R有两个双键和两个单键，则W为F，R为S；Y连有四个化学键，则Y为C；Z只有一个双键，则Z为O。
【详解】A．由于未指明两种含氧酸的浓度，故无法进行比较，A错误；
B．R、W、Z的简单离子为S2-、F-、O2-，其中，硫离子为三个电子层，氟离子和氧离子为两个电子层，即硫离子的半径最大，氟离子和氧离子核外电子排布相同，氟元素的核电荷数大于氧，故离子半径氧离子更大，故简单离子半径R>Z>W，B错误；
C．Z、X、Y、R分别为O、H、C、S，O都可以与其它三种元素形成两种化合物，分别是H2O、H2O2、CO2、CO、SO2、SO3，C正确；
D． 常见的最简单的氢化物分别为CH4、H2O、HF、H2S，其中水和HF分子间存在氢键，其他两种氢化物中，相对分子质量最小的为CH4，其沸点最低，D错误；
故选C。
10．B
【详解】A．是F原子的基态原子排布式，选项A不符合；
B．是Ne原子的激发态，电子从能级跃迁到能级，表示的是激发态原子，选项B符合；
C．是N原子的基态原子排布式，选项C不符合；
D．由于半充满结构比较稳定，所以24号元素Cr的电子排布式为，是基态电子排布式，选项D不符合；
答案选B。
11．C
【详解】A．①表示的是Cl元素，位于第三周期；②表示的是Ne，是第二周期的元素，古两种粒子所属的元素在元素周期表不是同一横行，错误；
B．②是Ne性质稳定，③是Na+，该元素具有强的还原性，④是Cl-，该元素的原子具有强的氧化性，故三者对应的元素化学性质不相似，错误；
C．①表示的是Cl元素的原子，位于第三周期，③表示的是Na元素，位于第三周期，故二者对应的元素是同一周期元素，正确；
D．③④可形成化合物是NaCl，属于XY型，错误。
12． ①⑥ ⑤ ③④ ⑦
【详解】由核外电子排布规律可知，①⑥的电子排布式正确；②中2p轨道应填充6个电子，书写错误；⑤中最外层1个电子应填充能量低的4s轨道，违反能量最低原理；③中3p轨道的电子应分占3个不同的轨道，④中3d轨道应为半充满稳定结构，则③④违反洪特规则；⑦中1s、2s轨道的电子自旋应相反，违反泡利不相容原理，故答案为：①⑥；⑤；③④；⑦。
13．(1) L 球形和哑铃形
(2)Si或S
(3)硒
(4) 3d64s2 d
(5) N > O > B O > N > B
(6)
(7)1s22s22p63s23p63d10
【详解】（1）N原子核外有7个电子，基态N原子核外电子排布式为1s2 2s2 2p3，核外电子占据的最高能层的符号是L，s轨道电子云为球形、p轨道电子云为哑铃形，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形和哑铃形；
（2）3p轨道上有2个未成对电子的元素是Si和S；
（3）某原子的外围电子排布式为4s24p4，该元素的电子排布式是[Ar]3d104s24p4，该元素的名称是硒；
（4）铁是26号元素，Fe的价层电子排布式3d64s2；在元素周期表中，Fe是Ⅷ族元素，该元素在d区。
（5）同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，N原子2p轨道半充满，N原子第一电离能大于同周期相邻元素， B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为N > O > B。同周期元素从左到右，电负性依次增大，电负性的顺序是O > N > B；
（6）C原子核外有6个电子，根据能量最低原理和泡利原理，核外电子排布图为；
（7）Zn原子和有30个电子，失去最外层2个电子得到Zn2＋，Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
14． 16 18 18 34 铁 质子 核外电子 2 4 与、与
【详解】（1）中四个角标表示的意义各不相同，A表示X元素原子的质量数，Z表示X元素原子的质子数，n表示所带电荷的数目，m表示中所含X元素原子的数目。所以中质子数为16；中子数为18；核外电子数为：18；质量数为：34，故答案为：16；18；18；34；
（2）Fe、、是铁元素的三种粒子，其中和是铁原子分别失去2个电子和3个电子后形成的，三种粒子所含质子数相同，核外电子数不同。故答案为：铁；质子数；核外电子数；
（3）和中共含有氢、氧2种元素，共有、、、4种原子，其中和 互为同位素，和互为同位素。故答案为：2；4；与、与。
15．(1)Na＞Mg
(2)Si＜P
(3)H2O＞H2S
(4)PH3＜HCl
(5)Be(OH)2＜Mg(OH)2
(6)H2SO4＜HClO4
(7)HNO3＞H3PO4
【解析】(1)
金属活动性钠大于镁，所以Na、Mg的单质与水反应的剧烈程度：Na＞Mg；
(2)
非金属性磷大于硅，所以Si、P的单质与氢气化合的难易程度：Si＜P；
(3)
非金属性氧大于硫，氧原子更容易得到电子，所以O、S元素的气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S；
(4)
非金属性氯大于磷，氯原子更容易得到电子，所以P、Cl元素的气态氢化物的稳定性：PH3＜HCl；
(5)
金属活动性镁大于铍，所以Be、Mg元素的最高价氧化物对应水化物的碱性：Be(OH)2＜Mg(OH)2；
(6)
非金属性氯大于硫，氯原子更容易得到电子，所以S、Cl元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：H2SO4＜HClO4；
(7)
非金属性氮大于磷，所以N、P元素的最高价氧化物对应水化物的酸性：HNO3＞H3PO4。
【点睛】
金属性越强，对应最高价氧化物水化物的碱性越强；非金属越强，对应气态氢化物稳定性越强、最高价氧化物对应水化物的酸性越强。
16．(1)；
(2)ds；
(3)K、Cr、Cu；
(4)Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe2＋和Fe3＋的价电子排布式分别为3d6、3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定；
(5)118；
【分析】结合原子结构的填充规则，且特别注意部分元素的全充满或全充满状态，据此解答。
【详解】（1）ⅠA、ⅡA族最后填充s电子，为s区；ⅢA～零族为p区，第ⅢB～ⅤⅡB族和第ⅤⅢ为d区；ⅠB和ⅡB族为ds区；
（2）d区内6、7纵行的部分元素，d轨道半满，s电子半满或全满，为稳定结构，与ds区元素的稳定结构相似，则可以排在ds区；
（3）K的外围电子排布为3d64s1，为4s轨道半充满；Cr的外围电子排布为3d54s1，为4s轨道半充满；Cu的外围电子排布为3d104s1，为4s轨道半充满，所以4s轨道半满的为K、Cr、Cu；
（4）Fe的价电子排布式为3d64s2，Fe2+和Fe3+的价电子排布式分别为3d6、3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、半充满和全充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3+比Fe2+稳定；
（5）各周期元素数目依次为2、8、8、18、18、32、32（如果第七周期排满），则惰性气体原子序数依次为2、2+8=10、10+8=18、18+18=36、36+18=54、54+32=86、86+32=118。
17．(1)②
(2)1s22s22p63s23p4
(3) < < < =
【详解】（1）根据泡利原理，同一个原子轨道最多只能容纳2个自旋方向相反的电子，违反了泡利原理的是②，应该是；
（2）某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，核外共16个电子，根据能量最低原理，该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4；
（3）①同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，第一电离能：Na②同周期元素从左到右，电负性依次增大，电负性：O③能量高低：ns<(n+1)s；
④除O、F元素外，主族序数=价电子数。
18． C Ne Mn [Ar]3d54s2 K＞Mg＞Si
【详解】由原子的电子排布式可知，A～E元素原子的核外电子数分别为25、12、10、14、19，即分别为Mn、Mg、Ne、Si、K元素，
(1)属于稀有气体元素为C，元素符号是Ne；
(2)A的元素核外电子数为25，元素符号是Mn，其简化电子排布式：[Ar]3d54s2；
(3)B、D、E三种元素分别为Mg、Si、K，均为第三周期元素，同周期元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，则原子半径大小顺序是K＞Mg＞Si。
19． B、F、Al、Cl 1s22s22p1、1s22s22p5、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5 Cr 3d54s1 O AC
【详解】(1)在短周期元素中基态原子的p轨道有1个未成对电子的元素可能是B、F、Al、Cl，其电子排布式分别为：1s22s22p1、1s22s22p5、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5；
(2)基态原子的N层有1个未成对电子，M层未成对电子最多的元素是Cr，其价电子排布式为3d54s1；
(3)最外层电子数是次外层电子数3倍，该元素有2层电子，第一层为K层，有2个电子，第二层为L层，有6个电子，该元素为O，其电子排布图为 。
(4)Cu的核电荷数为29，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，根据电子排布式可画出铜的原子结构示意图为 。
(5)激发态原子即为基态原子中的电子从低能级跃迁到了高能级。
A．核外共有2个电子，基态应为2个电子都排在1s能级上，所以1s12s1为激发态；
B．1s22s22p1为基态B的电子排布式，不是激发态；
C．核外有8个电子的O的基态电子排布式为1s22s22p4，所以1s22p53s1为激发态；
D．1s22s22p63s2为基态Mg的电子排布式，不是激发态；
故选AC。