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．对基态碳原子核外两个未成对电子的描述，错误的是
A．电子云形状相同 B．自旋方向相同
C．能量相同 D．在同一轨道
2．下列化学用语表示正确的是
A．中子数为16的磷原子：
B．过氧化氢的电子式：
C．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
D．氧原子核外电子轨道表示式：
3．下列实验事实不能作为实验判断依据的是
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属性强弱
B．Br2与I2分别与足量H2反应，判断溴与碘的非金属性
C．硅酸钠溶液中通入CO2气体，判断碳与硅的非金属性强弱
D．在MgCl2与AlCl3溶液中分别加入过量氨水，判断Mg与Al的金属性
4．下列化学用语书写相符合的是
A．甲烷燃烧热的热化学方程式： kJ·mol
B．用溶液做导电实验，灯泡发光：
C．基态的价电子排布式：
D．基态氧原子的轨道表示式：
5．前4周期主族元素a、b、c、d、e的原子序数依次增大，a元素形成的单质在空气中体积约占，b的周期序数与族序数相等，基态时c的3p原子轨道上没有成对电子，基态时d原子3p原子轨道上有1个末成对电子，a与e处于同一个主族。下列说法正确的是
A．离子半径：
B．d的一种酸的电子式：
C．e的价电子排布式
D．b的最高价氧化物对应水化物的酸性比c的强
6．化学用语是学习化学的重要工具，以下化学用语表述正确的是
A．二氧化碳的电子式：
B．基态的价电子轨道表示式：
C．乙醛的空间填充模型：
D．反式聚异戊二烯的结构简式：
7．据《科学网》报道，德国科学家发现P3N5、PN2、PN6 ，首次证明PN6为正八面体。下列叙述错误的是
A．氮的电负性大于磷是因为N原子半径小于P
B．N、P的第一电离能大于同周期右邻元素
C．基态P原子未成对电子数大于基态N原子
D．在元素周期表中，N、P元素都位于p区
8．甲～戊均为元素周期表短周期主族元素，其元素周期表中相对位置关系如下图所示，乙的单质为双原子分子，且是地球空气的组成成分。下列说法不正确的是
A．甲、乙、戊三种元素中，乙的电负性最大
B．丙的单质一定是金属
C．丙原子的最高能级中的电子均为未成对电子
D．丁的最高价氧化物对应水化物一定能与NaOH反应
9．下列有关元素周期表和元素周期律的说法，错误的是
①原子核外电子的能层越多，原子半径越大
②d区元素最后一个核外电子一定填充在s能级上
③元素周期表中s区、d区和ds区的元素都是金属元素
④同一周期从左至右，主族元素的第一电离能依次增大
A．只有①②③ B．只有②③
C．只有③④ D．①②③④
10．不锈钢中含有铬和镍。这两种元素在周期表中的位置是
A．s区 B．p区 C．d区 D．区
11．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．标准状况下，的分子数为NA
B．0.35g基态原子中，p能级电子的数目为0.11NA
C．(亚铁氰化铵)中配位键数目为6NA
D．的醋酸溶液中，和微粒总数为0.01NA
12．下列关于电子云和原子轨道的说法中正确的是
A．电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子
B．s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
C．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
D．ns能级的轨道呈球形，有无数对称轴
13．利用图中实验装置进行相应实验，能达到实验目的的是
选项 A B C D
实验目的 将海带灼烧成灰 探究镁、铝的失电子能力强弱 从的悬浊液中分离出碘单质 验证得电子能力：N>C>Si
实验装置
A．A B．B C．C D．D
14．下列说法正确的是
A．不同的原子轨道，其形状可以相似
B．p轨道呈哑铃形，因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形
C．2p能级有2个p轨道
D．氢原子的电子运动轨迹呈球形
15．下列化学用语书写不正确的是
A．Cl-的结构示意图：
B．NaCl的电子式：
C．基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式：3d94s2
D．基态氧原子的轨道表示式：
二、填空题
16．(1)、按要求填空：
①、第三周期中有两个成单电子的元素符号是__________。
②、四核10电子的粒子的电子式(写一种)__________。
③、第四周期中，3d轨道半充满的元素符号是__________。
(2)、写出符合下列条件的元素原子的电子排布式：
①、自然界中含量居第二的金属元素__________。
②、第四周期0族元素__________。
③、能形成自然界中最硬的单质的元素__________。
17．按要求完成下列问题：
(1)第三周期中半径最大的元素A，其基态原子的价层电子轨道表示式为_______；
(2)B元素的负二价离子电子层结构与氖相同，写出B离子的电子排布式_______；
(3)元素C的M层p轨道电子比s轨道电子多2个，写出元素的原子结构示意图：_______；
(4)元素D处于周期表第四周期第ⅦB族，其原子的价电子排布式为_______；
(5)某元素E的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素基态原子的电子排布式为_______；
(6)元素F基态原子核外有8个原子轨道占有电子，则该原子电子排布式是：_______；
(7)G元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，G的元素符号为_______，其基态原子的电子排布式为_______。
18．回答下列问题：
(1)根据元素周期律，原子半径_______，第一电离能_______。(填“大于”或“小于”)
(2)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石()入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。、C、O电负性由大至小的顺序是_______。
19．自学教材第六页前两段内容，小组交流总结元素的性质与原子核外电子排布的关系。元素性质与原子最外层电子关系
(1)稀有气体元素原子最外层电子数位_______(He为_______)，不易_______电子，易显_______价。
(2)金属元素，最外层电子一般小于_______，易_______电子形成阳离子，易显_______价。
(3)非金属元素，最外层电子一般大于_______，易_______电子形成阴离子，易显_______价。
20．铁、铝和铜是人类使用最广泛的金属。回答下列问题：
(1)根据电子排布的特点，Al位于元素周期表的__(填标号，下同)，Fe位于元素周期表的__。
a.s区 b.p区 c.d区 d.ds区
(2)63Cu和65Cu互称为__，在元素周期表中位于第__周期，基态Cu+的电子排布式为__。
(3)经研究发现目前铁的最高价为+6价，其+6价化合物Na2FeO4在硫酸存在的条件下，可将Mn2+氧化为MnO，而自身被还原为Fe3+，该反应的离子方程式为__。
21．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。
22．短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，它们的原子核外电子层数之和为13。B是化合物种类最多的元素；C、D是空气中含量最多的两种元素，E的单质的还原性在同周期元素单质中最强；F为同周期半径最小的元素。回答以下问题：
(1)F元素在元素周期表中的位置______。
(2)写出D与E以1∶1的原子个数比形成的化合物的电子式_______。
(3)由A、C、D三种元素形成的离子化合物与热的强碱溶液反应的离子方程式为_______。
(4)下列说法正确的是_______。
A．元素B的氧化物是酸性氧化物
B．D与E形成的化合物与水反应后溶液呈碱性
C．简单离子半径：C＞D＞E
D．C元素的非金属性较强，其单质可以与A元素在常温常压下化合
(5)用化学方程式证明元素B的非金属性比F弱_______。
23．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：
元素 相关信息
X X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y Y的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn+2
Z Z存在质量数为23，中子数为12的核素
W W有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第_______周期第_______族，其基态原子最外层有_______个电子。
(2)X的电负性比Y的_______(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是_______(写化学式)
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．基态碳原子核外两个未成对电子，其电子云形状都为哑铃形，故A正确；
B．两个未成对电子符合洪特规则，自旋方向相同，故B正确；
C．两个未成对电子在2p能级上，其能量相同，故C正确；
D．两个未成对电子符合洪特规则，优先单独占据一个轨道，因此两个电子在不同轨道，故D错误。
综上所述，答案为D。
2．B
解析：A．中子数为16的磷原子的质量数为15+16=31，可以用表示，故A错误；
B．双氧水为共价化合物，其电子式为 ，故B正确；
C．铍原子最外层原子轨道2s轨道，为圆球形，故C错误；
D．氧原子核外电子排布式为1s22s2p4，p轨道数为3，其中一轨道中的两个电子自旋方向相反，，故D错误；
故选B。
3．D
解析：A．金属性越强，则与水反应越激烈，钠与冷水比镁与冷水反应剧烈，因此钠的金属性强于镁，故A不符合题意；
B．卤素单质与氢气化合越容易，非金属性越强，所以能根据Br2与I2分别与足量的H2反应，判断溴与碘的非金属性强弱，故B不符合题意；
C．非金属性越强，相应的最高价氧化物水化物的酸性越强，硅酸钠溶液中通入CO2产生白色沉淀硅酸，根据较强酸制备较弱酸可知，碳酸的酸性较强，故C不符合题意；
D．在MgCl2与AlCl3溶液中分别加入过量的氨水，均产生白色沉淀，不能判断镁与铝的金属性强弱，故D符合题意；
故答案选D。
4．D
解析：A．燃烧热指1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物时所放出的热量，水为液体，故A错误；
B．属于强电解质，在水中完全电离出和，能导电，通电电解生成铜和氯气，化学方程式为，故B错误；
C．铁原子失去2个电子形成亚铁离子，基态的价电子排布式：，故C错误；
D．O是8号元素，电子排布式为，轨道表示式为，故D正确；
故选D。
5．B
【分析】a元素形成的单质在空气中体积约占即为氧气，则a为O元素，b的周期序数与族序数相等且原子序数大于氧原子的，即都为3，则b为Al元素，基态时c的3p原子轨道上没有成对电子，则价电子排布为3s23p3，c为P元素，基态时d原子3p原子轨道上有1个末成对电子，其外围电子排布式为3s23p5，则d为Cl元素，a与e处于同一个主族则e为Se元素；
解析：由分析可知，a、b、c、d、e分别为O、Al、P、Cl、Se；
A．电子层数越多，离子半径越大，电子层数相同的原子序数越多离子半径越小，则离子半径：，A错误；
B ．d为Cl元素，一种酸即HClO为共价化合物，O原子分别与H和Cl共用一对电子对，电子式： ，B正确；
C．e为Se元素，与S同主族即价电子数为6，Se位于第四周期，其价电子排布式为4s24p4，C错误；
D．b为Al元素，c为P元素，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，最高价氧化物对应的水化物的酸性也增强，则磷酸的酸性更强，D错误；
故选：B。
6．C
解析：A．二氧化碳分子中C和O原子之间共用两对电子，二氧化碳的电子式为，A错误；
B．基态的价电子排布式为3d5，则基态的价电子轨道表示式为 ，B错误；
C．乙醛分子的结构简式为CH3CHO，碳原子半径大于氧原子半径，氧原子半径大于氢原子半径，乙醛的空间填充模型为，C正确；
D．反式聚异戊二烯的结构中，亚甲基位于碳碳双键异侧，则反式聚异戊二烯的结构简式为，D错误；
故选C。
7．C
解析：A．N、P位于同主族，从上至下元素电负性减小，选项A正确；
B．N、P原子价层p能级上电子达到半充满结构，电负性依次大于同周期右邻元素O、S，选项B正确；
C．基态N、P原子价层电子排布式为ns2np3 ，每个N、P原子都有3个未成对电子，选项C错误；
D．N、P原子核外电子排布中，最后一个。电子进入p能级，它们都位于周期表p区，选项D正确；
答案选C。
8．C
【分析】根据元素周期表结构可知，甲~戊为二、三周期的元素，乙的单质为双原子分子，且是地球空气的组成成分，则乙单质为氧气或为氮气，则乙为O，甲为N，戊为S，丁为Si，丙为Al，或者乙为N，甲为C，戊为P，丁为Al，丙为Mg，以此分析；
解析：A．同周期元素，原子序数增大，电负性增大，同主族元素，原子序数越大，电负性越小，则乙的电负性最大，A正确；
B．根据分析，丙为Al或Mg，为金属，B正确；
C．如果丙为Mg，则其电子排布式为1s22s22p63s2，若丙为Al，电子排布式为1s22s22p63s23p1，C错误；
D．丁的最高价氧化物对应水化物为Al(OH)3或H2SiO3，均能与NaOH反应，D正确；
故答案为：C。
9．D
解析：①原子核外电子的能层越多，不一定原子半径越大，例如K原子半径大于Sc，错误；
②d区元素最后一个核外电子可能填充在d能级上，例如Sc；也可能填充在s能级，例如Cr，错误；
③元素周期表中s区中氢为非金属元素，错误；
④同一周期从左至右，主族元素的第一电离能不一定依次增大，例如N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，错误；
故选D。
10．C
解析：Cr的原子序数为24，价电子排布为3d54s1，Ni的原子序数为28，价电子排布为3d84s2，分别位于ⅥB族、Ⅷ族，位于d区；
故答案选C。
11．B
解析：A．标准状况下，四氯化碳为液体不能计算其物质的量，A错误；
B．0.35g基态原子的物质的量为0.01mol，基态Cl原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5，，p能级电子的物质的量为0.01mol×11=0.11mol，数目为0.11NA，B正确；
C．1分子亚铁氰化铵中铁离子和6个CN-离子形成6个配位键，1个铵根离子中含有1个配位键，故共含有10个配位键；则(亚铁氰化铵)中配位键数目为10NA，C错误；
D．不确定溶液的体积，不能计算微粒的物质的量，D错误；
故选B。
12．D
解析：A．电子云图中的小点不表示电子，而是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述，A错误；
B．电子云不代表电子的运动轨迹，B错误；
C．小点越密，表明概率密度越大，C错误；
D．ns能级的轨道呈球形，有无数对称轴，D正确；
故选：D。
13．C
解析：A．灼烧海带应该在坩埚中，故A错误；
B．盐酸的浓度不同，不能比较镁、铝的失电子能力强弱，故B错误；
C．从的悬浊液中通过过滤分离出碘单质，故C正确；
D．由于硝酸具有挥发性，挥发出的硝酸与硅酸钠反应生成硅酸，因此无法证明得电子能力：N>C>Si，故D错误；
故选C。
14．A
解析：A．不同能级的原子轨道形状可以相同，如1s、2s能级的原子轨道都是球形，只是半径不同，故A正确；
B．现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹，原子轨道只是体现电子的运动状态，故B错误；
C．任何电子层的p能级都有3个p轨道，故C错误；
D．根据B项分析，氢原子s轨道呈球形，并不是电子运动轨迹呈球形，故D错误；
答案选A。
15．C
解析：A．Cl原子是17号元素，Cl-核外电子分为三个电子层，一层2个电子，二层8个电子．三层8个电子，原子结构示意图为，故A正确；
B．NaCl为离子化合物，电子式为：，故B正确；
C．铜原子(29Cu)是29号元素，价层电子排布式为：3d104s1，故C错误；
D．O是8号元素，电子排布式为1s22s2sp4，轨道表示式为，故D正确；
故选C。
二、填空题
16． Si、S Cr、Mn 1s22s22p63s23p63d64s2 1s22s22p63s23p63d104s24p6 1s22s22p2
【分析】（1）①第三周期中，有两个成单电子，外围电子排布为3s23p2或3s23p4；②四核10电子粒子中含4个原子、电子数为10；③第四周期元素中，4p轨道半充满说明4p轨道中含有3个电子，3d轨道半充满说明3d轨道中含有5个电子；(2)处于最低能量的原子叫做基态原子，基态电子排布遵循能量最低原理、保里不相容原理和洪特规则，根据元素符号，判断元素原子的核外电子数，再根据核外电子排布规律来写，以此解答该题。
解析：（1）①第三周期中，有两个成单电子，外围电子排布为3s23p2或3s23p4，所以为Si、S；②四核10电子粒子中含4个原子、电子数为10，符合条件的有NH3、H3O+，氨气的电子式为：；③3d轨道半充满说明3d轨道中含有5个电子，根据电子排布规则知，该原子的4s能级上电子全满或半充满，所以该基态原子的核外电子排布式为：[Ar]3d54s1或[Ar]3d54s2，所以为Cr和Mn；（2）①自然界中含量居第二的金属元素为铁，电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；②第四周期0族元素为Kr，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p6；③能形成自然界中最硬的单质的元素为碳，电子排布式为1s22s22p2。
【点睛】本题考查原子结构与性质，基态原子的核外电子排布式，根据核外电子排布规律来写，注意电子处于全满、半满、全空时最稳定，把握短周期元素的性质、原子结构为解答的关键，注重基础知识的考查，题目难度不大。
17．(1) (2)1s22s22p6 (3) (4)3d54s2 (5)1s22s22p63s23p4
(6)1s22s22p63s23p2 (7) Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
解析：（1）同周期元素从左到右原子半径依次减小，第三周期中半径最大的元素是Na，其基态原子的价层电子轨道表示式为；
（2）B元素的负二价离子电子层结构与氖相同，B为O元素，O2-离子的电子排布式1s22s22p6；
（3）元素C的M层p轨道电子比s轨道电子多2个，C的电子排布式为1s22s22p63s23p4，C为S元素，S元素的原子结构示意图：；
（4）元素D处于周期表第四周期第ⅦB族，D为Mn，Mn原子的价电子排布式为3d54s2；
（5）某元素E的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，激发态高能量的电子释放能量回到基态，则该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4；
（6）s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，D能级有5个过道，元素F基态原子核外有8个原子轨道占有电子，则该原子电子排布式是：1s22s22p63s23p2；
（7）G元素基态原子的M层全充满即3s23p63d10，N层没有成对电子，只有一个未成对电子即4s1，G的元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
18．(1) 大于 小于
(2)
解析：（1）同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，第一电离能呈增大趋势，Ga的原子半径大于As；由于As的4p轨道呈较稳定的半充满状态，As的第一电离能高于同一周期相邻的两种元素，故Ga的第一电离能小于As。
（2）为金属元素，电负性最小，同周期自左至右电负性依次增大，所以C19．(1) 8 2 得失 0
(2) 4 失去 正化合
(3) 4 失去 负化合
解析：略
20．(1) b c
(2) 同位素 四 1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(3)5FeO+3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO+8H2O
解析：（1）Al的核外价电子排布式为3s23p1，所以位于元素周期表中的p区；Fe的核外价电子排布式为3d64s2，位于元素周期表的d区，故答案为：b；c；
（2）63Cu和65Cu为质子数相同，中子数不同的核素，所以两者互称为同位素；Cu为29号元素，在元素周期表中位于第四周期，其价电子排布式为3d104s1,所以基态Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；
（3）其+6价化合物Na2FeO4在硫酸存在的条件下，可将Mn2+氧化为MnO，而自身被还原为Fe3+，根据电子转移数守恒可知，参加反应的FeO与Mn2+的物质的量之比为5:3，再电荷守恒及原子守恒配平该氧化还原方程式为：5FeO+3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO+8H2O。
21．(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。，
22．(1)第三周期ⅦA族
(2)
(3)
(4)BC
(5)
【分析】短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大， B是化合物种类最多的元素，所以B为C元素；C、D是空气中含量最多的两种元素，D原子序数大，则C为N元素，D为O元素；E的单质的还原性在同周期元素单质中最强，所以E为Na；F为同周期半径最小的元素，所以F为Cl；A、B、C、D、E、F的原子核外电子层数之和为13，所以A为H；据此分析解题。
解析：（1）F为Cl，在元素周期表中的位置为第三周期，第Ⅶ主族；故答案为第三周期ⅦA族。
（2）D为O，E为Na；D与E以1∶1的原子个数比形成的化合物为Na2O2，电子式为；故答案为。
（3）A为H，C为N，D为O，A、C、D三种元素形成的离子化合物为NH4NO3，与热的强碱溶液反应的离子方程式为；故答案为。
（4）A．B为C，氧化物可以为CO2，CO，CO不是酸性氧化物，故A错误；
B．D为O，E为Na；D与E形成的化合物与水反应后溶液呈碱性；故B正确；
C．C为N，D为O，E为Na；简单离子半径：C＞D＞E；故C正确；
D．C为N，其单质为N2，在高温高压和催化剂条件下可以与A元素化合，故D错误；
故答案选BC。
（5）B为C，F为Cl，最高价氧化物对应水化物酸性越强，元素非金属性越强，高氯酸与碳酸钠反应生成高氯酸钠和水、二氧化碳，方程式为；故答案为。
23．(1) 四 Ⅷ 2
(2) 小 H2O
解析：X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍，按照核外电子排布规律，该原子结构示意图为，推出X为C；Y的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn+2，s能级上容纳2个电子，因此n=2，推出Y电子排布式为1s22s22p4，则Y为O；Z存在质量数为23，中子数为12的核素，利用质量数=质子数+中子数，则该元素的质子数为11，Z为Na；W有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，这是氢氧化亚铁被氧化的现象，推出W为Fe，据此分析；
(1)根据上述分析，W为Fe，位于第四周期Ⅷ族；电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，最外层有2个电子；故答案为四；Ⅷ；2；
(2)X为C，Y为O，同周期从左向右电负性逐渐增大，因此电负性：C＜O；一般电负性越大，其元素非金属性越大，则简单气态氢化物的稳定性越强，因此H2O的稳定性强；故答案为小；H2O。