第一章 原子结构与性质 测试题（含解析） 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．下列说法正确的是
A．基态原子的能量一定比激发态原子的能量高
B．霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱
C．元素“氦”“铷”“铯”等是用原子光谱方法发现的
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
2．五种前四周期的元素X、Y、Z、Q、T。已知X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子；Y元素的价阳离子的3d能级半充满，基态Z原子的L层p能级有一个空轨道；Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子；基态T原子的M电子层上p轨道半充满。下列说法不正确的是
A．若M是在X下一周期且与X同主族的元素，则M原子的价层电子排布式是3d104s24p4
B．若X、T、Z的最高价的氧化物对应的水化物分别为u、v、w，则酸性为：
C．X、Y、T三种元素第一电离能的大小次序是：
D．元素Q与另四种元素形成的二元化合物均不止一种
3．硫的下列4种微粒，若失去一个电子所需要能量最多的是
A．[Ne] B．[Ne] C．[Ne] D．[Ne]
4．甲、乙为有机合成中两种重要试剂结构如图所示。X、Y、Z、W、M、N为原子序数依次增大的短周期主族元素其中W、M为金属元素。下列说法错误的是
A．简单离子半径：WB．最高价含氧酸的酸性：Z>Y
C．金属性：W>M
D．工业上可用电解法制备W和M的单质
5．下列性质的比较，正确的是
A．酸性： B．电负性：
C．热稳定性： D．第一电离能：
6．已知X、Y、Z为短周期的三种元素，它们的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HXO4>H2YO4>H2ZO3，下列判断一定正确的是
A．单质的氧化性：X>Y>Z B．原子半径：Z>Y>X
C．第一电离能：X>Y>Z D．电负性：Y>Z>X
7．化学与生产、生活密切相关，下列说法错误的是
A．加热法可以降低硬水(含)中、浓度
B．牙膏中添加氟化物用于预防龋齿，利用了化学平衡移动原理
C．纳米铁粉通过物理吸附去除污水中、等重金属离子
D．霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
8．某原子3d能级中有一个电子，其N电子层的电子总数为
A．0 B．1 C．2 D．3
9．关于原子结构的下列说法中错误的是
A．电子云图中小点越密，表明概率密度越大
B．基态Cu原子的价电子排布式为，属于ds区
C．有3个价电子的元素不一定是主族元素
D．在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
10．下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是（ ）
A． B．
C． D．
11．下列关于能层、能级和原子轨道的说法正确的是
A．各能层含有的能级数等于能层序数减1
B．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7
C．各能层所含有的电子数一定是该能层序数平方的2倍
D．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
12．某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法不正确的是
A．该元素原子有4个能层，8个能级 B．该元素原子核外电子有34种空间运动状态
C．该元素位于元素周期表第四周期，第VIA族 D．该元素原子有2个自旋平行的末成对电子
13．下列化学用语或图示不正确的是
A．乙烯的结构简式： B．羟基的电子式：
C．基态氯原子的电子排布式： D．分子的球棍模型：
14．如图所示的两种化合物可应用于阻燃材料和生物材料的合成。其中、、、为原子序数依次增大的短周期元素，和同主族，原子序数为原子价电子数的倍。下列说法正确的是
A．和的最高化合价均为价
B．和在水中均为强酸
C．四种元素中，的电负性最大，的电负性最小
D．、和氢三种元素可形成同时含有离子键和共价键的化合物
15．下列图示或化学用语表示正确的是
A．NaCl的电子式 B．基态原子的价层电子轨道表示式 C．的离子结构示意图 D．轨道的电子云轮廓图
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
16．有关Cl-微粒，回答下列问题：
(1)所含质子数_______；中子数_______；电子数_______；质量数_______。
(2)该微粒的结构示意图_______。
(3) Cl、Cl之间的关系是_______。
17．原子半径递变规律
同周期主族元素，从左到右，核电荷数________，核对电子的吸引作用也就_______，使原子的半径_________。
同主族元素，电子的能层________，电子之间的排除作用________，将使原子的半径__________。
18．(1)中，电负性最高的元素是______。
(2)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为______。
(3)光催化还原制备反应中，带状纳米是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______。
(4)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，和具有相同的电子构型；C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是______(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为______。
19．磷、硫元素的单质和化合物应用广泛。
(1)磷元素的原子核外电子排布式是____________。
(2)磷酸钙与焦炭、石英砂混合，在电炉中加热到1500℃生成白磷，反应为：2Ca3(PO4)2＋6SiO2→6CaSiO3＋P4O10 10C＋P4O10→P4＋10CO，每生成1 mol P4时，就有________mol电子发生转移。
20．回答下列问题。
(1)基态S原子中，核外电子占据的最高能层的符号是_______。
(2)基态与离子中未成对的电子数之比为_______。
(3)Y元素的基态原子填充在7个轨道，该元素基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
21．(1)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(2)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为_________________。
(3)Co基态原子核外电子排布式为________________，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
(4)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。
(5)基态Ge原子的核外电子排布式为________，有________个未成对电子。
22．表中为A-G在中期表中的位置，请回答有关问题：
族 周期 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
一
二 A B C
三 D E F G
(1)G元素原子结构示意图为____。
(2)B元素所形成氢化物的电子式为____。
(3)C元素与F元素相比较，氢化物较稳定的是____。(填氢化物的化学式)
(4)A、B、C三种元素的原子半径从小到大的顺是____。(用化学符号表示)
(5)D元素和E元素所形成的最高价氧化物的水化物碱性较强的是____。(用化学式表示)
(6)B元素的氢化物与G元素的氢化物反应所得生成物是____(填“离子”或“共价”)化合物。
(7)D元素的过氧化物与水反应的化学方程式是____。
23．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：
IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA 0
2 ① ②
3 ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
4 ⑨ ⑩
(1)⑤和⑧的元素符号分别是______和______。(填写元素符号)
(2)表中最活泼的金属是______，非金属性最强的元素是______(填写元素符号)
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是______(填写元素符号)，分别写出该元素的氢氧化物与⑥和⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式：______，______。
(4)请设计一个实验，比较⑦⑩单质氧化性的强弱：______。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．基态原子吸收能量后电子跃迁到能量更高的能级称为激发态原子，故基态原子的能量一定比激发态原子的能量低，A错误；
B．电子由基态获得能量跃迁到激发态，从激发态跃迁到较低的能级，多余的能量以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故霓虹灯通电灯管变红是氖原子中的电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱，B错误；
C．原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，每一种原子的光谱都不同，用原子光谱可以研究原子结构发现元素，元素“氦”“铷”“铯”等是用原子光谱方法发现的，C正确；
D．原子光谱包括发射光谱和吸收光谱，故电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱，电子在基态跃迁到激发态时也会产生原子光谱，D错误；
故答案为：C。
2．A
【分析】X元素基态原子的M层有6种运动状态不同的电子，X是S元素；Y元素的价阳离子的3d能级半充满，Y是Fe元素；基态Z原子的L层p能级有一个空轨道，Z是C元素；Q原子的L电子层的p能级只有一对成对电子，Q是O元素；基态T原子的M电子层上p轨道半充满，T是P元素。
解析：A．若M是在X下一周期且与X同主族的元素，M是Se位于第四周期ⅥA族，则M原子的价层电子排布式是4s24p4，故A错误；
B．元素非金属性S>P>C，非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，则酸性为：H2SO4>H3PO4>H2CO3，故B正确；
C．Fe是金属元素，第一电离能最小，P原子p能级半充满，结构稳定，第一电离能大于同周期相邻元素，三种元素第一电离能的大小次序是：P>S>Fe，故C正确；
D．O与Fe形成化合物FeO、Fe2O3、Fe3O4；O与C形成化合物CO、CO2；O与S形成化合物SO3、SO2；O与P形成化合物P2O3、P2O5，故D正确；
选A。
3．B
解析：A、B、C、D四项中的微粒分别对应基态S、、激发态、激发态S，激发态上电子能量高，不稳定，易失去，故需要能量最多的是基态的；
答案选B。
4．A
【分析】由题意知：在化合物甲中W带一个单位正电荷则W为Na，X能形成1个共价键，则X为H，Y在与4个X形成共用电子对后再得1个电子从而使甲中阴离子带1作单位负电荷，则Y最外层有3电子，Y为B；Z在乙中形成4对共用电子对，则其最外层有4个电子，则Z为C，M能形式2个化学键，M为Mg， N只形成一对共用电子对，N为Cl，以此解答。
解析：A．简单离子半径：Mg2+B．非金属性BY，故B正确；
C．Na、Mg同周期，同周期从左往右金属性逐渐减弱，即Na>Mg，故C错误；
D．工业通过电解熔融NaCl、MgCl2来取Na、Mg的单质，故D正确；
故选A。
5．D
解析：A．非金属性：S>P，则酸性，故A错误；
B．C、N同周期，随核电荷数的增加，电负性增大，故电负性：，故B错误；
C．非金属性：O>S，则氢化物稳定性：，故C错误；
D．P、S同周期，随核电荷数增大，第一电离能呈增大趋势，但P的最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的S，故D正确；
故选：D。
6．A
【分析】由化学式HXO4、H2YO4、H2ZO3判断出X、Y、Z元素的最高化合价分别为+7、+6、+4，从而推出X、Y、Z分别是Cl、S、Si或C，据此分析解答。
解析：A．单质的氧化性与元素非金属性有关，无论Z为Si还是C，均满足单质的氧化性：Cl>S>Si（或C），A符合题意；
B．微粒半径比较时，若电子层数越大，则微粒半径越大，当Z为C时，上述半径比较大小不合理，B不符合题意；
C．同一周期第一电离能呈现增大趋势，但若Z为C原子时，其第一电离能比S的大，C不符合题意；
D．元素非金属性越大，其电负性一般越大，上述元素原子，Cl的电负性最大，D不符合题意；
故选A。
7．C
解析：A．加热法可以使碳酸氢钙、碳酸氢镁转化为碳酸钙沉淀、碳酸镁沉淀，从而降低硬水(含)中、浓度，A正确；
B．牙膏中添加氟化物，增加氟离子浓度促使向生成氟化钙的方向的移动，可用于预防龋齿，利用了化学平衡移动原理，B正确；
C．铁能和污水中、等重金属离子发生氧化还原反应生成汞、铅单质，而不是吸附，C错误；
D．霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同，都是电子的跃迁导致的，D正确；
故选C。
8．C
解析：根据构造原理，电子填充顺序为4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、5d、6p，核外电子排满4s再排3d，3d能级中有一个电子，不存在洪特规则特例情况，s能级最多容纳2个电子，因此4s上的电子数为2，故C正确；
故选C。
9．D
解析：A．电子云图中黑点密度表示电子出现的几率，小点越密，表明概率密度越大，A项正确；
B．Cu的原子序数为29，基态Cu原子的价电子排布式为，属于ds区，B项正确；
C．有3个价电子的元素不一定是主族元素，如钪的价电子排布式为：，有3个价电子，位于IIIB族，C项正确；
D．每个轨道中最多可以填充两个电子，这两个电子自旋相反，能量完全相同，D项错误；
答案选D。
10．C
解析：A．为9号元素F的基态原子电子排布式，A项错误；
B．为20号元素Ca的基态原子电子排布式，B项错误；
C．该元素为O，其基态电子排布式为，为激发态电子排布式，C项正确；
D．为24号元素Cr的基态原子电子排布式，D项错误；
故选C。
11．B
解析：A．各能层的能级数等于其能层序数，A项错误；
B. 各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，B项正确；
C. 各能层所含有的电子数不一定是该能层序数平方的2倍，例如H原子的K能层只有1个电子，C项错误；
D. 各能层的能级都是从s能级开始、且能级数等于其能层序数，不一定都到f结束，D项错误；
答案选B。
12．B
【分析】某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，原子序数为34，为Se元素，为ⅥA族元素，价电子排布式为4s24p4，以此解答该题。
解析：A．Se元素为第四周期第ⅥA族元素，该元素原子有4个能层，8个能级，故A正确；
B．34个电子位于18个轨道，有18种空间运动状态，故B错误；
C．Se元素为第四周期第ⅥA族元素，故C正确；
D．价电子排布式为4s24p4，所以该元素原子有2个自旋平行的末成对电子，故D正确。
故选B。
13．A
解析：A．乙烯的结构简式：，故A错误；
B．羟基呈电中性，O、H之间存在一对共用电子对，O含1个单电子，其电子式为： ，故B正确；
C．氯为17号元素，电子排布式为，故C正确；
D．分子为三角锥形，球棍模型为： ，故D正确；
故选：A。
14．D
【分析】、、、为原子序数依次增大的短周期元素，和同主族，由原子序数可知，处于第二周期、处于第三周期，结构式中、都形成个共价键，则为元素、为元素；形成个共价键，形成个共价键，原子的价电子数为，原子序数为原子价电子数的倍，则为P、为元素；
由分析可知，为元素、为元素、为元素、为元素；
解析：A．氯的最高化合价为价，但氟的非金属性最强，没有最高正价价，选项A错误；
B．为强酸，但属于弱酸，选项B错误；
C．同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，同主族从上到下，主族元素的电负性逐渐减弱，故四种元素中电负性、，而由于在化合物中显负价、P显正价，故电负性，即电负性最小的是，选项C错误；
D．既含有离子键又含有共价键，选项D正确；
答案选。
15．B
解析：A．NaCl为离子化合物，其电子式为，A错误；
B．基态原子的价层电数为8，价层电子轨道表示式，，B正确；
C．的离子结构示意图，C错误；
D．轨道的电子云轮廓图为纺锤形，s轨道呈球形，D错误；
答案选B。
二、填空题
16．(1) 17 18 18 35
(2)
(3)同位素
解析：元素符号左下角的数字为质子数，左上角的数字为质量数，在原子中，质子数+中子数=质量数，核外电子数=核内质子数。
(1)Cl-左下角的数字为其质子数，则其质子数为17；质子数+中子数=质量数，则其中子数为35-17=18；Cl原子得到一个电子形成Cl-，则Cl-的电子数为18；Cl-左上角的数字为质量数，则其质量数为35，故答案为：17；18；18；35；
(2)Cl原子得到一个电子形成Cl-，Cl-核外有3个电子层，每一层的电子数分别为2、8、8，其结构示意图为：，故答案为：；
(3)Cl与Cl质子数相同，中子数不同，互为同位素，故答案为：同位素。
17． 越大 越大 减小 越多 越大 增大
解析：由图可知，同周期主族元素，从左到右，原子具有的电子的能层数相同，核电荷数越大，核对电子的引力越大，从而使原子半径逐渐减小；同主族元素，从上到下，原子具有的电子的能层数越多，电子之间的排除作用越大，使原子半径逐渐增大；虽然自上到下核电荷数也增多，可使原子半径逐渐减小，但前者是主要因素，故最终原子半径逐渐增大。
18． O HGe>Zn O 或
解析：(1)同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，故O的电负性大于N；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，故N的电负性大于P，又H的电负性小于O，因此，中电负性最高的元素是O；
(2)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为；
(3)Zn、Ge位于同周期，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大(稀有气体元素除外)，而O是活泼非金属元素，电负性仅次于F，由此得出O、Ce、Zn的电负性依次减小；
(4)C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C可能是Li或P，因为A、B、C、D原子序数依次增大，所以C应为P，D元素的最外层只有一个未成对电子且C、D同周期，所以D为Cl。和的电子层结构相同，则A为O，B为Na.电负性最大，即非金属性最强的为O。P为15号元素，核外电子排布式为或。
19． 1s22s22p63s23p3 20
【分析】（1）磷元素为15号元素的原子核外有15个电子；
（2）反应中P元素化合价由+5价降低到0价，结合化合价的变化计算。
解析：(1) 磷元素为15号元素的原子核外有15个电子，原子核外电子排布式1s22s22p63s23p3，
故答案为：1s22s22p63s23p3；
(2)反应中P元素化合价由+5价降低到0价,则每生成1mol P4，转移的电子的物质的量为1mol×4×5=20mol，
故答案为：20。
20．(1)M(2)4：5(3)哑铃
解析：（1）硫元素的原子序数为16，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，则核外电子占据的最高能层为M能层，故答案为：M；
（2）铁元素的原子序数为26，亚铁离子的价电子排布式为3d6，未成对的电子数为4，铁离子的价电子排布式为3d5，未成对的电子数为5，则亚铁离子与铁离子的未成对的电子数之比为4：5，故答案为：4：5；
（3）Y元素的基态原子填充在7个轨道说明基态原子中电子占据的最高能级为电子云轮廓图为哑铃形的3p能级，故答案为：哑铃。，
21． N 球形 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 Mn 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 2
解析：(1)基态K原子核外有4个能层：K、L、M、N，能量依次增高，处于N层上的1个电子位于s轨道，s电子云轮廓图形状为球形；
(2)根据构造原理可知氮原子价电子排布式为2s22p3，根据洪特规则和泡利原理可知其价电子的轨道表达式为；
(3)根据构造原理可写出Co基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。Mn和O的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d54s2、1s22s22p4，前者的3d轨道中5个电子均未成对，后者的2p轨道中有2个电子未成对，所以Mn的基态原子核外未成对电子数较多；
(5)Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2；
(5)Ge(锗)元素在周期表的第四周期ⅣA族，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子。
22．(1)
(2)
(3)H2O＞H2S
(4)C＞N＞O
(5)NaOH＞Al(OH)3
(6)离子
(7)2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑
解析：根据元素在周期表中的位置知，A G分别是C、N、O、Na、Al、S、Cl元素，据此解题。
（1）Cl元素原子核外有3个电子层，最外层电子数是7，据此书写其原子结构示意图为；故答案为；
（2）B是N元素，N元素所形成氢化物是氨气，氨气分子中N原子和每个H原子之间共用一个电子对，其电子式为；故答案为；
（3）C、F分别是O、S元素，二者位于同一主族元素，元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性越强，非金属性O＞S，所以氢化物的稳定性H2O＞H2S；
故答案为H2O＞H2S；
（4）同一周期元素，原子半径随着原子序数增大而减小，C、N、O位于同一周期且原子序数从小到大顺序是C＜N＜O，原子半径大小顺序是C＞N＞O；
故答案为C＞N＞O；
（5）D、E分别是Na、Al元素，元素的金属性越强，其最高价氧化物的水化物碱性越强，金属性Na＞Al，所以其最高价氧化物的水化物碱性NaOH＞Al(OH)3；
故答案为NaOH＞Al(OH)3；
（6）B元素的氢化物是氨气、G元素的氢化物是HCl，二者反应生成氯化铵，氯化铵中含有离子键和共价键，所以氯化铵是离子化合物；
故答案为离子；
（7）D元素的过氧化物是Na2O2，过氧化钠和水反应生成NaOH和氧气，化学方程式为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑；
故答案为2Na2O2＋2H2O＝4NaOH＋O2↑。
23．(1) Si Ar
(2) K F
(3) Al
(4)取无色溴化钠的水溶液少许，加入新制氯水，溶液变橙黄色
【分析】根据元素周期表可知，①⑩分别为N、F、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Br，据此分析解答。
解析：（1）根据分析，⑤为Si；⑧为Ar；
（2）最活泼的金属位于元素周期表的左下角，为K；非金属性最强的元素位于元素周期表的右上角，为F；
（3）Al(OH)3属于两性氢氧化物，则能形成两性氢氧化物的元素是Al；根据分析，⑥为S，⑨为K，⑥和⑨最高价氧化物的水化物分别为H2SO4和KOH，二者和Al(OH)3反应的化学方程式分别为、；
（4）根据分析，⑦为Cl，其单质为Cl2，⑩为Br，其单质为Br2，氧化性Cl2>Br2，可利用反应加以证明，故可设计实验为：取无色溴化钠的水溶液少许，加入新制氯水，溶液变橙黄色。