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选择性必修2 第一章 第二节 原子结构与元素的性质 同步练习题
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题4分,共40分)
1.下列说法中正确的是( )
A.元素周期律的本质是随着核电荷数的递增元素化合价呈周期性的变化
B.核外电子排布的周期性变化是元素性质周期性变化的结果
C.元素周期表可划分为s区、p区、d区、ds区、f区
D.最外层电子数≤2的元素一定是金属元素
2.某元素+3价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,则该元素在元素周期表中的位置是( )
A.第三周期第ⅧA族,p区
B.第三周期第ⅤB族,ds区
C.第四周期第Ⅷ族,d区
D.第四周期第ⅤB族,f区
3.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p3;④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是( )
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③=②>①
4.如图是第三周期11~17号元素某些性质变化趋势的柱形图,下列有关说法中正确的是( )
A.y轴表示的可能是第一电离能
B.y轴表示的可能是电负性
C.y轴表示的可能是原子半径
D.y轴表示的可能是形成基态离子转移的电子数
5.下列叙述正确的是( )
A.通常,同周期元素的第一电离能ⅦA族的元素最大
B.在同一主族中,自上而下第一电离能逐渐减小
C.第ⅠA、ⅡA族元素的原子,其半径越大,第一电离能越大
D.主族元素的原子形成单原子离子时的化合价数都和它的族序数相等
6.下列不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A.X的单质比Y的单质容易与H2化合
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来
7.下列说法中不正确的是( )
A.同周期元素,随着核电荷数的增加,I1总体上呈现由小到大的变化趋势
B.电离能越大,表示气态时该原子越易失电子
C.元素的电负性越大,表示其原子在化合物中吸引电子能力越强
D.电负性是相对的,所以没有单位
8. 13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.元素Al在周期表中位于第四周期ⅢA族
B.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C.第一电离能:I1(Al)D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO49.已知X、Y是主族元素,I为电离能,单位是kJ·mol-1。请根据下表所列数据判断,错误的是( )
元素 I1 I2 I3 I4
X 500 4 600 6 900 9 500
Y 580 1 800 2 700 11 600
A.元素X为金属元素,常见化合价是+1价
B.元素Y是ⅢA族元素
C.元素X与氯形成化合物时,化学式可能是XCl
D.若元素Y处于第三周期,它可与冷水剧烈反应
10.我国科研人员发现了一种新型超导体Bi3O2S2Cl,由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期ⅤA族,下列有关说法错误的是( )
A.Bi的价电子排布式为5d106s26p3
B.有关元素的电负性:O>Cl>S
C.Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物
D.该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区
二、填空题(本题包括5个小题,共60分)
11.(12分)研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时,人们发现价电子排布相似的元素集中在一起。据此,人们将元素周期表分为5个区,如图所示。请回答下列问题:
(1)在s区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其原子的价电子的电子云形状为__________。
(2)在d区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其常见离子的电子排布式为_______________,其中较稳定的是___________。
(3)在ds区中,族序数最大、原子序数最小的元素,其原子的价电子排布式为___________。
(4)在p区中,第二周期ⅤA族元素原子的价电子排布图为__________。
(5)当今常用于核能开发的元素是铀和钚,它们在_________区中。
12.(12分)下列是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:
(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子电子排布式: 。
(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:
________________________________________________________________________。
(3)第三周期8种元素单质熔点高低的顺序如图1所示,其中电负性最大的是________(填图1中的序号)。
(4)表中所列的某主族元素的电离能情况如图2所示,则该元素是__________(填元素符号)。
13.(12分)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填序号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h ②b、g、k ③c、h、l ④d、e、f
(2)如给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:a.原子核对核外电子的吸引力,b.形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol-1):
锂 X Y
失去第一个电子 519 502 580
失去第二个电子 7 296 4 570 1 820
失去第三个电子 11 799 6 920 2 750
失去第四个电子 - 9 550 11 600
①通过上述信息和表中的数据,分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量: 。
②表中X可能为以上13种元素中的________(填字母)元素,则该元素属于______区。用元素符号表示X和j所能形成的化合物的化学式是__________________________________。
③Y是周期表中________族元素。
④以上13种元素中,________(填字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
14.(12分)现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素,均为前四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是: I1=738 kJ·mol-1,I2=1 451 kJ·mol-1,I3=7 733 kJ·mol-1,I4=10 540 kJ·mol-1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八列
(1)C2A4的电子式为__________________。
(2)B元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子,基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈________形。
(3)某同学推断E元素基态原子的核外电子轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了________,该元素的原子I3远远大于I2,其原因是____________________。
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是____________(用离子符号表示)。
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为________________________________。
(6)H位于元素周期表中________区(按电子排布分区),其基态原子的价层电子排布式_________,实验室用一种黄色溶液检验H2+时产生蓝色沉淀,该反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________。
解析:根据信息可以推断A为H元素,B为C元素,C为N元素, D为O元素,E为Mg元素,F为Cl元素,G为K元素,H为Fe元素。
15.(12分)已知:A~F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。 F3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为______________________________(用元素符号表示)。
(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
(3)写出E的基态原子的电子排布式:___________________________________。
(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表:
元素 X F
电离能/(kJ·mol-1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
比较两元素的I2、I3可知,气态X2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此你的解释是 ________________________________。
1. 答案 C
解析:元素周期律的本质是随着元素原子序数的递增,元素性质呈周期性的变化,A错误;元素原子核外电子排布的周期性变化导致元素性质的周期性变化,B错误;根据元素原子的外围电子排布的特征,可将元素周期表分成五个区域:s区、p区、d区、ds区和f区,C正确;最外层电子数≤2的元素不一定都为金属元素,氢原子最外层电子数为1,氦原子最外层电子数为2,它们都是非金属元素,D错误。
2. 答案 C
解析:该+3价离子的核外有23个电子,则基态原子核外有26个电子,26号元素是铁,其位于第四周期第Ⅷ族,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,位于d区。
3. 答案 A
解析:由电子排布式可知:①为S,②为P,③为N,④为F。根据元素周期律可知:第一电离能为④>③>②>①,A正确;原子半径应是②最大,④最小,B不正确;电负性应是④>③>①>②,C不正确;最高正化合价:①>②=③>④,D不正确。
4. 答案 B
解析:A项,第三周期P元素原子3p轨道为半充满状态,较为稳定,P元素的第一电离能大于S元素,错误;B项,同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,正确;C项,同周期元素从左到右,原子序数逐渐增大,原子半径逐渐减小,错误;D项,同一周期随原子序数增加金属元素失电子数增加,非金属元素得电子数减少,错误。
5. 答案 B
解析:通常,同周期元素中碱金属元素的第一电离能最小,零族元素的第一电离能最大。同一主族中,从上而下原子半径逐渐增大,失电子能力增强,第一电离能逐渐减小。非金属元素形成的简单阴离子,其化合价不等于族序数,如Cl-中Cl显-1价。
6. 答案 C
解析:X的电负性比Y的大,即X的非金属性强于Y的非金属性,A、B、D均能说明X的非金属性强于Y的,C不能。
7. 答案 C
解析:电离能是指气态电中性基态原子失去电子,转化为气态基态正离子所需要的能量。电离能越大,表示气态时该原子越难失电子
8 答案 D
解析:Al为13号元素,在周期表中位于第三周期ⅢA族,故A错误;P位于第ⅤA族,最低负化合价为-3价,所以简单气态氢化物的化学式为PH3,故B错误;P的3p能级轨道半充满,较稳定,其第一电离能大于相邻元素,即I1(P)>I1(S),故C错误;非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性:P9. 答案 D
解析:由表知X的电离能I1远小于I2,所以X常见化合价为+1价,A正确;同理,Y的电离能I3远小于I4,Y为第ⅢA族元素,B正确;元素X与氯形成化合物时,X的电负性小于Cl元素,所以在二者形成的化合物中X显+1价、Cl元素显-1价,则化学式可能是XCl,C正确;若元素Y处于第3周期,则为Al元素,它不能与冷水剧烈反应,但能溶于酸和强碱溶液,D错误。
10. 答案 A
解析:Bi的价电子排布式为6s26p3,A项错误;电负性大小为O>Cl>S,B项正确;Bi3O2S2Cl中含有阳离子[Bi2O2]2+和阴离子[BiS2Cl]2-,这两种离子中含共价键,故Bi3O2S2Cl属于含有共价键的离子化合物,C项正确;O、S、Cl、Bi均位于元素周期表p区,D项正确。
11.答案(1)球形
(2)Fe2+:1s22s22p63s23p63d6,Fe3+:1s22s22p63s23p63d5 Fe3+
(3)3d104s2 (4) (5)f
解析:(1)s区为ⅠA族、ⅡA族,符合条件的元素为Be,其电子排布式为1s22s2,价电子的电子云形状为球形。
(2)d区为ⅢB~ⅦB族(不包括镧系、锕系)、Ⅷ族,族序数最大且原子序数最小的元素为Fe,其常见离子为Fe2+、Fe3+,电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d6、1s22s22p63s23p63d5,由离子的电子排布式可知Fe3+的3d轨道为半充满状态,其稳定性大于Fe2+的。
(3)符合条件的元素为Zn,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,价电子排布式为3d104s2。
(4)符合题意的元素为N,其价电子排布图为。
(5)铀和钚均为锕系元素,位于f区。
12.答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量
(3)2 (4)Al
解析:(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时以光(子)的形式释放能量。(3)第三周期8种元素分别为钠、镁、铝、硅、磷、硫、氯、氩,其单质中钠、镁、铝形成金属晶体,熔点依次升高;硅形成原子晶体;磷、硫、氯、氩形成分子晶体,且常温下磷、硫为固体,氯、氩为气体,8种元素熔点最低的为氩,其次为氯,其中电负性最大的为氯。(4)由图可知,该元素的电离能I4 远大于I3,故为第ⅢA族元素,应为Al。
13.答案:(1)①④ (2)①锂原子失去核外第一个电子后即达到稳定结构,所以锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量
②a s Na2O和Na2O2 ③ⅢA ④m
解析:根据位置可以判断b为H,a为Na,c为Mg,d为Sr,e为Ti,f为Al,g为Ge,h为C,i为P,j为O,k为Te,l为Cl,m为Ar。(1)金属以及石墨为电的良导体,所以①④都符合。(2)②表中所给数据即电离能,根据X的逐级电离能数据,X最外层应有1个电子,应为Na元素,即a,Na在s区,Na与j(O)可形成Na2O、Na2O2两种化合物。③根据Y的逐级电离能数据,Y最外层应有3个电子,对应的应为Al(f)。④稀有气体元素原子最稳定,失去核外第一个电子需要的能量最多。
14.答案:(1) (2)6 哑铃
(3)泡利原理 Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难
(4)Cl->O2->Mg2+
(5)Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑
(6)d 3d64s2 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-===Fe3[Fe(CN)6]2↓
15.答案:(1)C(3)1s22s22p63s23p64s2(或[Ar]4s2)
(4)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定
解析:据题意可知A原子电子排布式为1s22s22p2,故为碳元素;C原子电子排布式为1s22s22p4,故为氧元素,则B为氮元素;由D2+与C2-核外电子排布相同,可知D为Mg,则E为Ca;由F3+的3d轨道电子半充满可知为3d5,则F为Fe。
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