第1章原子结构与元素性质单元练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2
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| 名称 | 第1章原子结构与元素性质单元练习 （含解析）2022-2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 374.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-07-05 13:27:08 | ||
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文档简介
第1章原子结构与元素性质单元练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关原子结构的说法中不正确的是
A．第五能层有5个能级，最多能容纳50个电子
B．同一原子中，不同能层均含有的能级是s能级
C．同一原子中，3d能级实际容纳的电子数一定为10个
D．能层和能级的划分，均以电子的能量高低为依据
2．已知号元素的离子、、、都具有相同电子层结构，下列关系正确的是
A．质子数：，离子的还原性：
B．电负性：
C．氢化物的稳定性：
D．原子半径：，第一电离能：
3．下列有关电子排布式、原子结构示意图以及电子排布图正确的是
A．Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2 B．As的价电子排布图：
C．Fe的原子结构示意图： D．Mn2+的价电子排布图：
4．元素周期表长周期共有18个纵列，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是
A．第9列元素中可能有非金属元素
B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C．最外层电子排布为ns2的元素可能在第2列
D．第11、12列为d区的元素
5．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
6．下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
7．四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素；Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n。下列说法正确的是
A．氢化物的稳定性：一定有Z＜W
B．同周期中第一电离能小于Z的有5种
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．X、Z可形成Z2X4，该分子中所有原子均满足8e﹣稳定结构
8．下列描述原子结构的化学用语正确的是
A．碳原子结构示意图：
B．基态铜原子()的价层电子排布式：
C．氧原子核外能量最高的电子云的形状：
D．碳原子核外电子的轨道表示式：
9．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X为地壳中含量最高的元素，Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，W与X同主族，下列说法正确的是
A．半径大小：r(X)B．电负性大小：χ(Y)<χ(Z)<χ(W)
C．电离能大小：I1(Y)D．氢化物的稳定性：X10．下列说法中，错误的是
A．第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量
B．硫的第一电离能比磷的第一电离能小
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．某元素的第一电离能越小，表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
11．聚合物前驱体转化法在陶瓷材料制备领域有重要应用价值，一种聚合物前驱体结构如图所示(R1、R2表示烃基)。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数。下列说法不正确的是
A．原子半径：
B．简单氢化物沸点：
C．最高价含氧酸的酸性：
D．Z的氧化物为共价晶体
12．下列各项叙述错误的是
A．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为，则违反了构造原理
C．铍原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理
D．原子的电子排布式由能释放特定能量产生发射光谱
13．2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟()等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟是第五周期ⅢA族元素。下列说法正确的是
A．In与K处于同一周期 B．的中子数与电子数的差值为66
C．碱性： D．原子半径：In>Al
14．有反应。下列说法正确的是
A．第一电离能大小： B．电负性大小：
C．热稳定性： D．离子半径：
15．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是
A．X元素可能为+4价
B．X的最高价氢氧化物一定为强碱
C．X为第五周期元素
D．X与氯气反应生成化合物为XCl3
二、填空题
16．元素的对角线规则
(1)在元素周期表中，某些_______族元素与其右下方的_______族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“_______”。
(2)处于“对角线”位置的元素，它们的_______具有相似性。
实例分析：
①锂和镁的相似性
A．锂与镁的沸点较为接近：
元素 Li Na Be Mg
沸点/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
B．锂和镁在氧气中_______时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。
4Li+O22Li2O、2Mg+O22MgO。
C．锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物_______溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。
D．锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。
E.锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。
F.在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是_______溶于水的，相应的镁盐也_______溶于水。
②铍和铝的相似性
A．铍与铝都可与酸、碱反应放出_______，并且铍在浓硝酸中也发生_______化。
B．二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液：
Al(OH)3+3HCl=_______，Al(OH)3+NaOH=_______；
Be(OH)2+2HCl=_______，Be(OH)2+2NaOH=_______。
C．二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。
D．BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易_______。
③硼和硅的相似性
A．自然界中B与Si均以化合物的形式存在。
B．B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：
2B+2KOH+2H2O=_______，Si+2KOH+H2O=_______。
C．硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易_______。
D．硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。
17．原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个_______称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈_______形，能层序数越_______，原子轨道的半径越_______。
②p电子的原子轨道呈_______形，能层序数越_______，原子轨道的半径越_______。
三、实验题
18．某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验方案 实验现象
①将氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡，静置 A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失
②将一小块金属钠放入冷水中 B．溶液呈浅紫色
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡，静置 C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中 D．溶液呈橙色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：___________________________________________________________。
（2）实验用品
①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液等；
②仪器：__________、__________、________、镊子、小刀、玻璃片等。
（3）实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)：____________________________
实验方案 实验现象 化学方程式
①
②
③
④
（4）实验结论：______________________________________________________________。
四、结构与性质
19．根据有关知识，回答下列问题。
(1)符号所代表的含义是_______(填字母)。
A．轨道上有3个电子
B．第3个电子层轨道有三个伸展方向
C．电子云有3个伸展方向
D．第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
(2)铝原子核外电子云有_______种不同的伸展方向，有_______种不同运动状态的电子。
(3)短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，第一电离能最小的元素是_______(填元素符号，下同)，电负性最大的元素是_______。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能，这是因为_______。
(5)短周期元素中符合“对角线规则”的元素有Be和Al、B和Si，它们的性质分别有一定的相似性，写出与NaOH溶液反应的离子方程式：_______。
(6)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如下表所示：
元素 Mn Fe
电离能/ 717 759
1509 1561
3248 2957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态的价层电子排布式：_______，比较两元素的、，可知，气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，对此你的解释是_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．C
【详解】第五能层含有5个能级，最多能容纳的电子数为2×52=50，A正确；同一原子中，由于K层只有s能级，故不同能层均含有的能级为s能级，B正确；3d能级最多可容纳10个电子，但实际容纳的电子数不一定为10个，C错误；核外电子分成不同能层和能级，其依据为电子的能量高低，D正确
2．B
【分析】元素周期表前三周期元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a-3=b-1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，即X为Na元素，Y为O元素，Z为F元素，W为Al元素，结合元素周期律分析解答。
【详解】A．由以上分析可知c=8，d=9，则质子数c＜d，非金属性F＞O，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2-＞F-，故A错误；
B．同周期自左而右，电负性增大，同主族自上而下，电负性减小，故电负性：Z(F)＞Y(O)＞W(Al)＞X(Na)，故B正确；
C．非金属性F＞O，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物的稳定性为HF＞H2O，故C错误；
C．W为Al元素，X为Na元素，同周期中随原子序数增大，原子半径减小，第一电离能呈增大趋势，故原子半径Na＞Al，第一电离能Na故答案选B。
3．D
【详解】根据洪特规则特例，Cr的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1，A错误；根据洪特规则，As的4p轨道的三个电子应该分占不同轨道，且自旋方向相同，B错误；根据铁的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2可知铁的原子结构示意图为，C错误；Mn的价电子排布式为3d54s2，由于原子失去电子时先失最外层电子，所以Mn2＋的价电子排布为3d5，价电子排布图为，D正确
4．C
【详解】第9列元素是过渡元素，没有非金属，A项错误；第15列元素的最外层电子排布是ns2np3，B项错误；最外层电子排布为ns2的元素可能为ⅡA族元素也可能是过渡元素或0族元素He，C项正确；11、12列为ds区元素，D项错误
5．D
【详解】电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D项正确。
6．D
【详解】A．表示激发态原子，对应基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1；
B．表示激发态原子，对应基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2；
C．该原子处于激发态，对应基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2；
D．该电子排布式满足构造原理，能量最低，表示基态原子，正确
7．B
【分析】四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素，可知X是H元素；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n，可知W为O元素；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同，则Z为N，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Z为N，W为O，最简单氢化物的稳定性与非金属性成正比，非金属性Z＜W，则氢化物的稳定性NH3＜H2O，但是稳定性NH3＞H2O2，A错误；
B．由分析可知，Z为N，N的2p能级处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O共5种，B正确；
C．由分析可知，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，最高价氧化物对应的水化物不可能是强酸，C错误；
D．由分析可知，X为H，Z为N，X、Z可形成Z2X4，该分子中H原子不满足8e-稳定结构，D错误；
故答案为：B。
8．C
【详解】A．在原子结构示意图中，圆圈内的质子数应带“+”，则碳原子结构示意图为，A不正确；
B．原子核外电子排布时，需遵循洪特规则，所以基态铜原子()的价层电子排布式不是，而是3d104s1，B不正确；
C．氧原子的电子排布式为1s22s22p4，则核外能量最高的电子云为p电子云，形状为：，C正确；
D．碳原子核外电子排布为1s22s22p2，轨道表示式为，D不正确；
故选C。
9．B
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X为地壳中含量最高的元素，则X为O元素；Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，则Y为Si元素、Z为P元素；W与X同主族，则W为S元素。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则硅原子的原子半径大于硫原子，故A错误；
B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则电负性由小到大的顺序为SiC．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p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SiD．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，氢化物的稳定性依次增强，同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，氢化物的稳定性依次减弱，则氢化物的稳定性由弱到强的顺序为PH3故选B。
10．C
【详解】A． 第二电离能是由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子时所需的能量，故A正确；
B． 第三周期中P的外围电子排布为：3s23p3半满稳定，所以元素P的第一电离能比元素S的第一电离能大，故B正确；
C．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，故C错误；
D．电离能可以表示气态原子失去电子的难易程度，电离能越小，表示越容易失去电子，故D正确；
故选C。
11．C
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，均成四根键，X为C，Z为Si，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数，W为B，Y为N。
【详解】A．同周期从左往右原子半径减小，同主族从上往下原子半径逐渐增大，故原子半径：Si>C>N，A正确；
B．NH3中含分子间氢键，沸点高于CH4，B正确；
C．同主族从上往下非金属减弱，故最高价含氧酸的酸性：，C错误；
D．SiO2为共价晶体，D正确；
故选C。
12．A
【详解】A．根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行，该排布图违反了洪特规则，A错误；
B．根据构造原理，最后两个能级的电子应先填入4s轨道再填入3d轨道，该排布式违反了构造原理，B正确；
C．铍元素原子序数为4，1s、2s能级均只有一个原子轨道，该排布图符合洪特规则与泡利原理，C正确；
D．该变化表示电子从较高能量的激发态跃迁到基态，释放出能量，故会产生发射光谱，D正确；
故选A。
13．D
【详解】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族，故A不符合题意；
B．质量数＝质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数=电子数=49，中子数为115-49=66，所以中子数与电子数之差为66-49=17，故B不符合题意；
C．Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族由上而下，金属性增强，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性：，故C不符合题意；
D．Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，故D符合题意；
故选D。
14．C
【详解】A．氮原子的价电子排布式是2s22p5，p电子处于半充满状态，较稳定，氧原子的价电子排布式是2s22p6，所以第一电离能大小：，A项错误；
B．同一周期，从左到右，元素电负性逐渐增大，所以碳的电负性小于氧元素，B项错误；
C．非金属性越强，其元素形成的简单氢化物越稳定，所以非金属性：O＞N，热稳定性，C项正确；
D．微粒半径大小比较的方法如下：电子层越多，半径越大，电子层数一样，核电荷数越大，半径越小。钠离子和氧离子的电子层数一样多，钠离子的核电荷数大，半径小，D项错误；
故答案选C。
15．D
【分析】根据电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以该原子最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素。
【详解】A．X元素最外层有3个电子，可能为 +3价，故A错误；
B．X元素最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素，则X的最高价氢氧化物如氢氧化铝为两性，不一定为强碱，故B错误；
C．周期数=核外电子层数，图象中没有显示X原子有多少电子层，因此无法确定该元素位于第几周期，故C错误；
D．该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去3个电子形成X3+，所以X与氯气反应时可能生成XCl3，故D正确；
故答案选D。
16．(1) 主 主 对角线规则
(2) 性质 燃烧 难 难 难 氢气 钝 Al(OH)3+3HCl= AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O Be(OH)2+2HCl= BeCl2+2H2O Be(OH)2+2NaOH= Na2BeO2+2H2O 升华 2B+2KOH+2H2O=2KBO2+3H2↑ Si+2KOH+H2O= K2SiO3+2H2↑ 水解
【解析】略
17．(1)空间运动状态
(2) 球 大 大 哑铃 大 大
【解析】略
18． 探究同主族元素性质的相似性和递变性 试管 胶头滴管 烧杯
实验方案 实验现象 化学方程式
① D Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2
② A 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
③ B Br2＋2NaI=2NaBr＋I2
④ C 2K＋2H2O=2KOH＋H2↑
同主族元素性质相似；同主族元素自上而下原子失电子能力增强，得电子能力减弱
【分析】根据题中信息判断实验目的；根据实验要求和实验操作，判断所缺仪器；根据实验填写实验现象和反应的化学方程式；根据实验现象得出同主族元素性质递变规律；据此解答。
【详解】（1）依据某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，结合实验过程和实验现象可知实验目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性；答案为探究同主族元素性质的相似性和递变性；
（2）该实验涉及滴加溶液做实验，则需胶头滴管，实验过程中离不开试管、烧杯；答案为试管，烧杯，胶头滴管。
（3）①将氯水滴加到NaBr溶液中,振荡后再加入适量CCl4，振荡、静置；D．分层，上层无色，下层橙红色，反应为Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2；
②将一小块金属钠放入到冷水中；A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失，反应的化学方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后再加入适量CCl4，振荡,静置；B．分层，上层无色，下层紫红色，反应为Br2+2NaI═2NaBr+I2；
④将一小块金属钾放入冷水中；C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失，反应为2K+2H2O═2KOH+H2↑；答案为
实验方案 实验现象 化学方程式
① D Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2
② A 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
③ B Br2＋2NaI=2NaBr＋I2
④ C 2K＋2H2O=2KOH＋H2↑
（4）钠和钾都与水反应，但反应剧烈程度不同，钾比钠活泼；氯、溴、碘同属于同主族元素，实验的反应和现象可知，氯气置换出溴单质，溴单质可以置换出碘单质，说明氧化性Cl2＞Br2＞I2，证明化学性质相似，但存在不同，同主族元素性质相似，且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱；答案为同主族元素性质相似，同主族元素自上而下原子失电子能力增强，得电子能力减弱。
19．(1)D
(2) 4 13
(3) Na F
(4)Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小
(5)
(6) 由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少
【解析】（1）
p轨道是哑铃形，np电子云有、、共3个伸展方向，符号中3p表示第三层的p轨道，x表示原子轨道沿x轴方向伸展，不能判断该轨道上排布的电子数，故ABC错误，D正确，答案选D；
（2）
s轨道只有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方向，铝原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云有4种不同的伸展方向；其核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子，故答案为：4；13；
（3）
同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，则短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，第一电离能最小的元素是Na；同周期元素从左向右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电离能逐渐减小，则短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，电负性最大的元素是F，故答案为：Na；F；
（4）
Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小，故Be的第一电离能大于B的第一电离能，故答案为：Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小；
（5）
为两性氢氧化物，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，已知Be和Al符合“对角线规则”， 性质有一定的相似性，则也为两性氢氧化物，能与NaOH溶液发生类似的反应，则反应的离子方程式为：，故答案为：；
（6）
锰元素为25号元素，Mn原子失去2个电子变成，则基态的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d5（或），故其基态的价层电子排布式为；由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少，故气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，故答案为：由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少。
答案第1页，共2页
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列有关原子结构的说法中不正确的是
A．第五能层有5个能级，最多能容纳50个电子
B．同一原子中，不同能层均含有的能级是s能级
C．同一原子中，3d能级实际容纳的电子数一定为10个
D．能层和能级的划分，均以电子的能量高低为依据
2．已知号元素的离子、、、都具有相同电子层结构，下列关系正确的是
A．质子数：，离子的还原性：
B．电负性：
C．氢化物的稳定性：
D．原子半径：，第一电离能：
3．下列有关电子排布式、原子结构示意图以及电子排布图正确的是
A．Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2 B．As的价电子排布图：
C．Fe的原子结构示意图： D．Mn2+的价电子排布图：
4．元素周期表长周期共有18个纵列，从左到右排为18列，即碱金属是第1列，稀有气体是第18列。按这种规定，下列说法正确的是
A．第9列元素中可能有非金属元素
B．第15列元素的原子最外层的电子排布是ns2np5
C．最外层电子排布为ns2的元素可能在第2列
D．第11、12列为d区的元素
5．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴
D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向
6．下列电子排布式表示基态原子的核外电子排布的是
A．1s22s22p63s13p2 B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1 D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
7．四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素；Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n。下列说法正确的是
A．氢化物的稳定性：一定有Z＜W
B．同周期中第一电离能小于Z的有5种
C．Y、Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．X、Z可形成Z2X4，该分子中所有原子均满足8e﹣稳定结构
8．下列描述原子结构的化学用语正确的是
A．碳原子结构示意图：
B．基态铜原子()的价层电子排布式：
C．氧原子核外能量最高的电子云的形状：
D．碳原子核外电子的轨道表示式：
9．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X为地壳中含量最高的元素，Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，W与X同主族，下列说法正确的是
A．半径大小：r(X)
C．电离能大小：I1(Y)
A．第二电离能是气态基态+1价阳离子失去一个电子所需要的最小能量
B．硫的第一电离能比磷的第一电离能小
C．在所有元素中，氟的第一电离能最大
D．某元素的第一电离能越小，表示在气态时该元素的原子越容易失去电子
11．聚合物前驱体转化法在陶瓷材料制备领域有重要应用价值，一种聚合物前驱体结构如图所示(R1、R2表示烃基)。W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数。下列说法不正确的是
A．原子半径：
B．简单氢化物沸点：
C．最高价含氧酸的酸性：
D．Z的氧化物为共价晶体
12．下列各项叙述错误的是
A．若硫原子核外电子排布图为，则违反了泡利原理
B．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为，则违反了构造原理
C．铍原子的核外电子排布图为，符合洪特规则和泡利原理
D．原子的电子排布式由能释放特定能量产生发射光谱
13．2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟()等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟是第五周期ⅢA族元素。下列说法正确的是
A．In与K处于同一周期 B．的中子数与电子数的差值为66
C．碱性： D．原子半径：In>Al
14．有反应。下列说法正确的是
A．第一电离能大小： B．电负性大小：
C．热稳定性： D．离子半径：
15．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是
A．X元素可能为+4价
B．X的最高价氢氧化物一定为强碱
C．X为第五周期元素
D．X与氯气反应生成化合物为XCl3
二、填空题
16．元素的对角线规则
(1)在元素周期表中，某些_______族元素与其右下方的_______族元素(如图)的有些性质是相似的(如锂和镁在过量的氧气中燃烧均生成正常氧化物，而不是过氧化物)，这种相似性被称为“_______”。
(2)处于“对角线”位置的元素，它们的_______具有相似性。
实例分析：
①锂和镁的相似性
A．锂与镁的沸点较为接近：
元素 Li Na Be Mg
沸点/℃ 1 341 881.4 2 467 1 100
B．锂和镁在氧气中_______时只生成对应的氧化物，并且Li2O和MgO与水反应都十分缓慢。
4Li+O22Li2O、2Mg+O22MgO。
C．锂和镁与水的反应都十分缓慢，并且生成的氢氧化物_______溶于水，附着于金属表面阻碍反应的进行。
D．锂和镁都能直接与氮气反应生成相应的氮化物Li3N和Mg3N2。
E.锂和镁的氢氧化物在加热时，可分解为Li2O、H2O和MgO、H2O。
F.在碱金属的氟化物、碳酸盐和磷酸盐中，只有锂盐是_______溶于水的，相应的镁盐也_______溶于水。
②铍和铝的相似性
A．铍与铝都可与酸、碱反应放出_______，并且铍在浓硝酸中也发生_______化。
B．二者的氧化物和氢氧化物都既能溶于强酸又能溶于强碱溶液：
Al(OH)3+3HCl=_______，Al(OH)3+NaOH=_______；
Be(OH)2+2HCl=_______，Be(OH)2+2NaOH=_______。
C．二者的氧化物Al2O3和BeO的熔点和硬度都很高。
D．BeCl2和AlCl3都是共价化合物，易_______。
③硼和硅的相似性
A．自然界中B与Si均以化合物的形式存在。
B．B与Si的单质都易与强碱反应，且不与稀酸反应：
2B+2KOH+2H2O=_______，Si+2KOH+H2O=_______。
C．硼烷和硅烷的稳定性都比较差，且都易_______。
D．硼和硅的卤化物的熔、沸点比较低，易挥发，易水解。
17．原子轨道
(1)概念：量子力学把电子在原子核外的一个_______称为一个原子轨道。
(2)形状
①s电子的原子轨道呈_______形，能层序数越_______，原子轨道的半径越_______。
②p电子的原子轨道呈_______形，能层序数越_______，原子轨道的半径越_______。
三、实验题
18．某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，并记录了有关实验现象(见下表，表中的“实验方案”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
实验方案 实验现象
①将氯水滴加到溴化钠溶液中，振荡，静置 A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失
②将一小块金属钠放入冷水中 B．溶液呈浅紫色
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡，静置 C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失
④将一小块金属钾放入冷水中 D．溶液呈橙色
请你帮助该同学整理并完成实验报告。
（1）实验目的：___________________________________________________________。
（2）实验用品
①试剂：金属钠、金属钾、新制氯水、溴水、0.1mol·L－1NaBr溶液、0.1mol·L－1NaI溶液等；
②仪器：__________、__________、________、镊子、小刀、玻璃片等。
（3）实验内容(填写与实验方案对应的实验现象的标号和化学方程式)：____________________________
实验方案 实验现象 化学方程式
①
②
③
④
（4）实验结论：______________________________________________________________。
四、结构与性质
19．根据有关知识，回答下列问题。
(1)符号所代表的含义是_______(填字母)。
A．轨道上有3个电子
B．第3个电子层轨道有三个伸展方向
C．电子云有3个伸展方向
D．第3个电子层沿x轴方向伸展的p轨道
(2)铝原子核外电子云有_______种不同的伸展方向，有_______种不同运动状态的电子。
(3)短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，第一电离能最小的元素是_______(填元素符号，下同)，电负性最大的元素是_______。
(4)Be的第一电离能大于B的第一电离能，这是因为_______。
(5)短周期元素中符合“对角线规则”的元素有Be和Al、B和Si，它们的性质分别有一定的相似性，写出与NaOH溶液反应的离子方程式：_______。
(6)Mn、Fe均为第四周期过渡金属元素，两元素的部分电离能数据如下表所示：
元素 Mn Fe
电离能/ 717 759
1509 1561
3248 2957
锰元素位于第四周期第ⅦB族。请写出基态的价层电子排布式：_______，比较两元素的、，可知，气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，对此你的解释是_______。
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参考答案：
1．C
【详解】第五能层含有5个能级，最多能容纳的电子数为2×52=50，A正确；同一原子中，由于K层只有s能级，故不同能层均含有的能级为s能级，B正确；3d能级最多可容纳10个电子，但实际容纳的电子数不一定为10个，C错误；核外电子分成不同能层和能级，其依据为电子的能量高低，D正确
2．B
【分析】元素周期表前三周期元素的离子aW3+、bX+、cY2-、dZ-具有相同电子层结构，核外电子数相等，所以a-3=b-1=c+2=d+1，Y、Z为非金属，应处于第二周期，故Y为O元素，Z为F元素，W、X为金属，应处于第三周期，W为Al元素，X为Na元素，即X为Na元素，Y为O元素，Z为F元素，W为Al元素，结合元素周期律分析解答。
【详解】A．由以上分析可知c=8，d=9，则质子数c＜d，非金属性F＞O，非金属性越强，对应的单质的氧化性越强，则阴离子的还原性越弱，则离子还原性O2-＞F-，故A错误；
B．同周期自左而右，电负性增大，同主族自上而下，电负性减小，故电负性：Z(F)＞Y(O)＞W(Al)＞X(Na)，故B正确；
C．非金属性F＞O，非金属性越强，氢化物越稳定，氢化物的稳定性为HF＞H2O，故C错误；
C．W为Al元素，X为Na元素，同周期中随原子序数增大，原子半径减小，第一电离能呈增大趋势，故原子半径Na＞Al，第一电离能Na
3．D
【详解】根据洪特规则特例，Cr的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1，A错误；根据洪特规则，As的4p轨道的三个电子应该分占不同轨道，且自旋方向相同，B错误；根据铁的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2可知铁的原子结构示意图为，C错误；Mn的价电子排布式为3d54s2，由于原子失去电子时先失最外层电子，所以Mn2＋的价电子排布为3d5，价电子排布图为，D正确
4．C
【详解】第9列元素是过渡元素，没有非金属，A项错误；第15列元素的最外层电子排布是ns2np3，B项错误；最外层电子排布为ns2的元素可能为ⅡA族元素也可能是过渡元素或0族元素He，C项正确；11、12列为ds区元素，D项错误
5．D
【详解】电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念，而是我们常说的原子轨道图，A项错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，B项错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，C项错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px、py、pz三个伸展方向，并且互相垂直，D项正确。
6．D
【详解】A．表示激发态原子，对应基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1；
B．表示激发态原子，对应基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2；
C．该原子处于激发态，对应基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2；
D．该电子排布式满足构造原理，能量最低，表示基态原子，正确
7．B
【分析】四种短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，其中X是元素周期表中原子半径最小的元素，可知X是H元素；W元素原子的价层电子排布式是nsnnp2n，可知W为O元素；Z元素原子最高能级的不同轨道都有电子，且自旋方向相同，则Z为N，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，Z为N，W为O，最简单氢化物的稳定性与非金属性成正比，非金属性Z＜W，则氢化物的稳定性NH3＜H2O，但是稳定性NH3＞H2O2，A错误；
B．由分析可知，Z为N，N的2p能级处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，则同周期中第一电离能小于N的有Li、Be、B、C、O共5种，B正确；
C．由分析可知，Y元素基态原子的最外层有1个未成对电子，次外层有2个电子，则Y为Li或B，最高价氧化物对应的水化物不可能是强酸，C错误；
D．由分析可知，X为H，Z为N，X、Z可形成Z2X4，该分子中H原子不满足8e-稳定结构，D错误；
故答案为：B。
8．C
【详解】A．在原子结构示意图中，圆圈内的质子数应带“+”，则碳原子结构示意图为，A不正确；
B．原子核外电子排布时，需遵循洪特规则，所以基态铜原子()的价层电子排布式不是，而是3d104s1，B不正确；
C．氧原子的电子排布式为1s22s22p4，则核外能量最高的电子云为p电子云，形状为：，C正确；
D．碳原子核外电子排布为1s22s22p2，轨道表示式为，D不正确；
故选C。
9．B
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素，X为地壳中含量最高的元素，则X为O元素；Y、Z相邻，Y原子最外层电子数是X原子内层电子数的2倍，则Y为Si元素、Z为P元素；W与X同主族，则W为S元素。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则硅原子的原子半径大于硫原子，故A错误；
B．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，电负性依次增大，则电负性由小到大的顺序为Si
10．C
【详解】A． 第二电离能是由+1价气态阳离子再失去一个电子形成+2价气态阳离子时所需的能量，故A正确；
B． 第三周期中P的外围电子排布为：3s23p3半满稳定，所以元素P的第一电离能比元素S的第一电离能大，故B正确；
C．同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，同一族中元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小，所以所有元素中，第一电离能最大的元素是He元素，故C错误；
D．电离能可以表示气态原子失去电子的难易程度，电离能越小，表示越容易失去电子，故D正确；
故选C。
11．C
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素，X、Z同主族，均成四根键，X为C，Z为Si，W的核外电子总数等于Y的最外层电子数，W为B，Y为N。
【详解】A．同周期从左往右原子半径减小，同主族从上往下原子半径逐渐增大，故原子半径：Si>C>N，A正确；
B．NH3中含分子间氢键，沸点高于CH4，B正确；
C．同主族从上往下非金属减弱，故最高价含氧酸的酸性：，C错误；
D．SiO2为共价晶体，D正确；
故选C。
12．A
【详解】A．根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行，该排布图违反了洪特规则，A错误；
B．根据构造原理，最后两个能级的电子应先填入4s轨道再填入3d轨道，该排布式违反了构造原理，B正确；
C．铍元素原子序数为4，1s、2s能级均只有一个原子轨道，该排布图符合洪特规则与泡利原理，C正确；
D．该变化表示电子从较高能量的激发态跃迁到基态，释放出能量，故会产生发射光谱，D正确；
故选A。
13．D
【详解】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族，故A不符合题意；
B．质量数＝质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数=电子数=49，中子数为115-49=66，所以中子数与电子数之差为66-49=17，故B不符合题意；
C．Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族由上而下，金属性增强，金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，因此碱性：，故C不符合题意；
D．Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，故D符合题意；
故选D。
14．C
【详解】A．氮原子的价电子排布式是2s22p5，p电子处于半充满状态，较稳定，氧原子的价电子排布式是2s22p6，所以第一电离能大小：，A项错误；
B．同一周期，从左到右，元素电负性逐渐增大，所以碳的电负性小于氧元素，B项错误；
C．非金属性越强，其元素形成的简单氢化物越稳定，所以非金属性：O＞N，热稳定性，C项正确；
D．微粒半径大小比较的方法如下：电子层越多，半径越大，电子层数一样，核电荷数越大，半径越小。钠离子和氧离子的电子层数一样多，钠离子的核电荷数大，半径小，D项错误；
故答案选C。
15．D
【分析】根据电离能图知，第三电离能和第四电离能之间的差距最大，所以该原子最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素。
【详解】A．X元素最外层有3个电子，可能为 +3价，故A错误；
B．X元素最外层有3个电子，属于第ⅢA族元素，则X的最高价氢氧化物如氢氧化铝为两性，不一定为强碱，故B错误；
C．周期数=核外电子层数，图象中没有显示X原子有多少电子层，因此无法确定该元素位于第几周期，故C错误；
D．该主族元素最外层有3个电子，在反应中容易失去3个电子形成X3+，所以X与氯气反应时可能生成XCl3，故D正确；
故答案选D。
16．(1) 主 主 对角线规则
(2) 性质 燃烧 难 难 难 氢气 钝 Al(OH)3+3HCl= AlCl3+3H2O Al(OH)3+NaOH= NaAlO2+2H2O Be(OH)2+2HCl= BeCl2+2H2O Be(OH)2+2NaOH= Na2BeO2+2H2O 升华 2B+2KOH+2H2O=2KBO2+3H2↑ Si+2KOH+H2O= K2SiO3+2H2↑ 水解
【解析】略
17．(1)空间运动状态
(2) 球 大 大 哑铃 大 大
【解析】略
18． 探究同主族元素性质的相似性和递变性 试管 胶头滴管 烧杯
实验方案 实验现象 化学方程式
① D Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2
② A 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
③ B Br2＋2NaI=2NaBr＋I2
④ C 2K＋2H2O=2KOH＋H2↑
同主族元素性质相似；同主族元素自上而下原子失电子能力增强，得电子能力减弱
【分析】根据题中信息判断实验目的；根据实验要求和实验操作，判断所缺仪器；根据实验填写实验现象和反应的化学方程式；根据实验现象得出同主族元素性质递变规律；据此解答。
【详解】（1）依据某同学做同主族元素性质相似性、递变性实验时，自己设计了一套实验方案，结合实验过程和实验现象可知实验目的是探究同主族元素性质的相似性和递变性；答案为探究同主族元素性质的相似性和递变性；
（2）该实验涉及滴加溶液做实验，则需胶头滴管，实验过程中离不开试管、烧杯；答案为试管，烧杯，胶头滴管。
（3）①将氯水滴加到NaBr溶液中,振荡后再加入适量CCl4，振荡、静置；D．分层，上层无色，下层橙红色，反应为Cl2+2NaBr═2NaCl+Br2；
②将一小块金属钠放入到冷水中；A．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，随之消失，反应的化学方程式为2Na+2H2O═2NaOH+H2↑；
③将溴水滴加到NaI溶液中，振荡后再加入适量CCl4，振荡,静置；B．分层，上层无色，下层紫红色，反应为Br2+2NaI═2NaBr+I2；
④将一小块金属钾放入冷水中；C．浮在水面上，熔成小球，不定向移动，并伴有轻微的爆炸声，很快消失，反应为2K+2H2O═2KOH+H2↑；答案为
实验方案 实验现象 化学方程式
① D Cl2＋2NaBr=2NaCl＋Br2
② A 2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑
③ B Br2＋2NaI=2NaBr＋I2
④ C 2K＋2H2O=2KOH＋H2↑
（4）钠和钾都与水反应，但反应剧烈程度不同，钾比钠活泼；氯、溴、碘同属于同主族元素，实验的反应和现象可知，氯气置换出溴单质，溴单质可以置换出碘单质，说明氧化性Cl2＞Br2＞I2，证明化学性质相似，但存在不同，同主族元素性质相似，且从上到下，元素失电子能力增强，得电子能力减弱；答案为同主族元素性质相似，同主族元素自上而下原子失电子能力增强，得电子能力减弱。
19．(1)D
(2) 4 13
(3) Na F
(4)Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小
(5)
(6) 由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少
【解析】（1）
p轨道是哑铃形，np电子云有、、共3个伸展方向，符号中3p表示第三层的p轨道，x表示原子轨道沿x轴方向伸展，不能判断该轨道上排布的电子数，故ABC错误，D正确，答案选D；
（2）
s轨道只有1个伸展方向，p轨道有3个伸展方向，铝原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，涉及3个s轨道、2个p轨道，因此其核外电子云有4种不同的伸展方向；其核外13个电子的运动状态各不相同，因此核外有13种不同运动状态的电子，故答案为：4；13；
（3）
同周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，则短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，第一电离能最小的元素是Na；同周期元素从左向右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电离能逐渐减小，则短周期的化学元素(0族和放射性元素除外)中，电负性最大的元素是F，故答案为：Na；F；
（4）
Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小，故Be的第一电离能大于B的第一电离能，故答案为：Be的2s能级为全满状态，较稳定，而B失去一个电子后变为2s能级全满的稳定结构，所以B的第一电离能比Be的小；
（5）
为两性氢氧化物，与NaOH溶液反应生成NaAlO2和水，已知Be和Al符合“对角线规则”， 性质有一定的相似性，则也为两性氢氧化物，能与NaOH溶液发生类似的反应，则反应的离子方程式为：，故答案为：；
（6）
锰元素为25号元素，Mn原子失去2个电子变成，则基态的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d5（或），故其基态的价层电子排布式为；由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少，故气态再失去1个电子比气态再失去1个电子难，故答案为：由转化为时，3d能级由较稳定的半充满状态转变为不稳定的状态需要的能量较多；而转化为时，3d能级由不稳定的状态转变为较稳定的半充满状态需要的能量相对要少。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页