第一章《原子结构与性质》测试
一、单选题
1.下列有关物质分类或归类中,正确的是
①混合物:盐酸、漂白粉、氯水、冰水混合物 ②化合物:CaCl2、NaOH、HCl、HD
③电解质:明矾、石膏、冰醋酸、氯化银 ④同素异形体:C60、C70、金刚石、石墨
A.只有①③ B.只有②③ C.只有③④ D.只有①④
2.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项 实验操作和现象 结论
A 向两支盛有KI3的溶液的试管中,分别滴加淀粉溶液和AgNO3溶液,前者溶液变蓝,后者有黄色沉淀 I溶液中存在平衡: II2+I-
B 在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成 酸性:H2SO3>HClO
C 向Na2S溶液中滴加盐酸,产生气泡 Cl的非金属性比S强
D 在植物油中滴几滴酸性高锰酸钾溶液,振荡,溶液褪色 植物油含有酯基
A.A B.B C.C D.D
3.下列说法正确的是
A.19世纪末,人类开始揭开了原子内部结构的秘密,最先发现电子的科学家是英国化学家道尔顿
B.若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同,则a=b+n+2
C.氢氧化铁胶体、葡萄糖溶液用激光笔照射,均能观察到一条光亮的通道
D.有人设想通过特殊的方法将碳酸钙加工成为纳米碳酸钙,纳米碳酸钙是胶体
4.X、Y是第三周期的金属元素,X原子半径比Y原子半径大,则下列叙述正确的是
A.X的最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的最高价氧化物对应水化物的碱性弱
B.X原子的失电子能力比Y原子的失电子能力弱
C.X的阳离子的氧化性比Y的阳离子的氧化性弱
D.X单质的还原性比Y单质的还原性弱
5.下列气态氢化物最稳定的是
A.CH4 B.NH3 C.H2O D.HF
6.2016年1月《中国科学报》报道,又有113号、115号、117号和118号四种元素被载入元素周期表。其中118号元素的原子符号为Uuo,“294”是指该原子的
A.原子序数 B.电子数 C.中子数 D.质量数
7.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原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍。下列说法正确的是
A.第一电离能:Q>Z>W B.阴离子的还原性:Q>Z>X
C.这五种元素原子中W半径最大 D.只含有X、Z、Q三种元素的物质不可能是离子化合物
8.已知短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在元素周期表中的相对位置如图所示,其中Y的最高化合价为。下列说法不正确的是
A.还原性: B.X能从中置换出Z
C.阳离子氧化性: D.Q、R的最高价含氧酸的酸性:
9.短周期主族元素X、Y、Z、R的原子半径与原子序数的关系如图所示。X和R同族,Z的最高正化合价和最低负化合价之和为2,Y的最高价氧化物对应的水化物能与盐酸、氢氧化钠反应。X有两种气态单质和,用湿润的淀粉KI试纸检验时生成和。下列说法不正确的是
A.非金属性:X>R>Z
B.化合物在水中能稳定存在
C.X和Z组成的化合物可能是干燥剂
D.气态氢化物的热稳定性:R>Z
10.某原子核外电子排布为ns2np7,它违背了( )
A.泡利原理 B.能量最低原理 C.洪特规则 D.洪特规则特例
11.下表是a、b、c、d、e五种短周期元素的某些性质,下列判断正确的是
元素 a b c d e
最低化合价 -4 -2 -1 -2 -1
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0
A.c、d、e的单质与化合的难易程度:c>d>e
B.元素a的原子最外层中存在自旋状态相同的电子
C.元素b、c、d、e简单离子半径:c>d>b>e
D.元素b与金属Na形成的化合物中不可能存在非极性键
二、填空题
12.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态与离子中未成对的电子数之比为_______。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。,原因是_______。,原因是_______。
520 900 B 801
496 738 578
13.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①一④在表中的位置回答下列问题:
族 周期 IA 0
1 ① IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
2 ② ③ ④
3 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧
(1)③、⑤、⑥的离子半径由大到小的顺序为____________'(用离子符号表示)。
(2)写出⑤和⑥的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式_______________
(3)②的某核素可用于文物年代的测定,该核素有8个中子,该核素的符号是______
(4)比较元素②、⑦和⑧的最高价氧化物的水化物的酸性大小_____
(5)①④两种元素可组成的一种既有极性共价键也有非极性共价键的化合物,写出该物质的电子式______
(6)①和④的单质可组成燃料电池,正极反应物为_____(用化学式表示,下同),若电解溶液为稀硫酸,写出负极的电极反应__________
14.有两种常见气态单质Am和Bn,已知2.4g Am和2.1g Bn所含的原子个数相等,而分子数之比为2:3。又知A和B的原子核内质子数都等于中子数,且A原子L层电子数是K层电子数的3倍,试推断:
(1)A、B的元素符号分别为___、___。
(2)Am中的m值为___。
(3)在一种由A元素和B元素组成的化合物X中,A原子的核电荷数之和与B原子的核电荷数之和的比为12:7,则X的化学式为___。
(4)据报道,科学家已成功合成了少量相对分子质量为56的Bn的同素异形体Y,Y的化学式为__。
15.ⅰ用1~18号元素符号及其形成的化合物的化学式填空。
(1)原子半径最小的元素是_____。
(2)与水反应最剧烈的金属是____。
(3)最高价氧化物的水化物碱性最强的是______。
(4)最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物的是____________。
(5)气态氢化物的水溶液呈碱性的元素是______。
ⅱ(6)写出CO2、H2O2的电子式:
CO2__________、H2O2__________。
(7)用电子式表示HCl和MgBr2的形成过程:
HCl__________;MgBr2__________。
ⅲ用X表示原子:
(8)中性原子的中子数N=________;
(9)AXn-共有x个电子,则该阴离子的质子数Z=______;
(10)12C16O2分子中的中子数N=_______。
16.完成下列问题
(1)C、N、Mg、Al、Si、Cu 是常见的六种元素,按要求回答下列问题:
①Cu位于元素周期表第_______周期第_______族。
②基态C原子核外电子排布式为_______;基态N原子核外有_______种运动状态的电子。
③基态Si原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_______形。
④Mg、Al 两种元素中第一电离能较大的是_______ (填元素符号),原因为_______。
(2)几种元素的电负性数据如下表:
O F Al Br ……
3.5 4.0 1.5 2.8 ……
①AlF3的熔点_______AlBr3的熔点(填“大于”、“小于”或“等于”),原因是_______。
②根据同一主族元素电负性递变规律,预测碘元素的电负性数值范围为_______。
③卤族元素之间可以形成化合物,则氯元素与碘元素形成的化合物ICl中,碘元素的化合价为_______。
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.按要求填空:
(1)Si的价电子层的电子排布式为_____。
(2)基态硫原子价电子排布式为_____。
(3)在KH2PO4的四种组成元素各自所能形成的简单离子中,核外电子排布相同的是_____(填离子符号)。
(4)基态硅原子最外层的电子排布图为_____。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】①冰水混合物为水的不同存在形式的混合,并不是化合物,而是纯净物,分类错误;
②HD为氢元素的不同氢原子组成的物质,其组成只含有一种元素,因此属于单质,分类错误;
③明矾、石膏、氯化银均属于盐类,冰醋酸属于酸类,均属于电解质,分类正确;
④C60、C70、金刚石、石墨均是由碳元素组成的不同种单质,互为同素异形体,说法正确;
综上所述,正确的只有③④,故答案为:C。
2.A
【详解】A.滴加淀粉溶液变蓝说明含有碘单质,滴加硝酸银产生黄色沉淀,说明含有I-,所以KI3的溶液中含I2、I-,即KI3溶液中存在平衡为I I2+I-,故A正确;
B.在Ca(ClO)2溶液中通入SO2气体,有沉淀生成是因为次氯酸根将二氧化硫氧化成硫酸根,硫酸钙微溶所以有沉淀生成,不能比较两种酸的酸性强弱,故B错误;
C.氢化物的酸性强弱不能作为非金属性强弱的判断依据,应比较最高价含氧酸的酸性强弱,故C错误;
D.植物油的结构中含有碳碳双键,所以可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,并不是酯基,故D错误;
综上所述答案为A。
3.B
【详解】A.最先发现电子的科学家是汤姆生,A项错误;
B.aAn+的核外电子数为a-n,与bB2-的核外电子数为b+2,由于二者具有相同的电子层结构,说明二者核外电子数相同,即a-n=b+2,即a=b+n+2,B项正确;
C.丁达尔效应是胶体的特有性质,用激光笔照射氢氧化铁胶体能观察到一条光亮的通道,葡萄糖溶液不能,C项错误;
D.纳米碳酸钙是纯净物,胶体是混合物,纳米碳酸钙并不是分散系,与胶体不同,D项错误;
答案选B。
4.C
【分析】同周期从左到右,除稀有气体原子,原子半径逐渐减小,故X的原子序数小于Y。
【详解】A.同周期从左到右,元素的最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐减弱,故X的最高价氧化物对应水化物的碱性强于Y,A错误;
B.同周期从左到右,原子的失电子能力逐渐减弱,故X原子的失电子能力比Y原子的失电子能力强,B错误;
C.同周期从左到右,对应阳离子的氧化性逐渐增强,故X的阳离子的氧化性比Y的阳离子的氧化性弱,C正确;
D.同周期从左到右,单质的还原性逐渐减弱,故X单质的还原性比Y单质的还原性强,D错误;
答案选C。
5.D
【详解】元素的非金属性越强,其相应的氢化物的稳定性就越强,元素的非金属性:F>O>N> C,所以氢化物的稳定性最强的的是HF。因此选项是D。
【点睛】
6.D
【详解】根据原子结构表示形式,左上角为质量数,故选项D正确。
7.C
【分析】原子序数依次增大的五种短周期主族元素X、Y、Z、Q、W,结合图示可知,W形成+1价阳离子,其原子序数最大,则W为Na;基态Q原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍,其原子序数小于Na,Q的原子核外电子排布为电子排布为1s22s22p4,则Q为O;X形成1个共价键,Z形成3个共价键,Y形成4个共价键,二者的原子序数均小于O,则X为H,Z为N,Y为C元素,据此分析解题。
【详解】由分析可知,X、Y、Z、Q、W分别为H、C、N、O、Na,据此解题:
A.同一周期元素的第一电离能从左往右呈增大趋势,IIA与IIIA、VA与VIA反常,同一主族从上往下依次减小,则第一电离能:,A错误;
B.非金属性越强,而相应简单阴离子的还原性越弱,简单阴离子的还原性:,B错误;
C.同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大,故Na是短周期中原子半径最大的元素,C正确;
D.三种元素可组成离子化合物,NH4NO2等,D错误;
故答案为:C。
8.A
【分析】Y的最高化合价为,则Y是第三主族元素,且Y是短周期元素,结合图像可知,Y是铝元素,则X是镁元素,Z是碳元素,M是氮元素,Q是硫元素,R是氯元素,据此分析。
【详解】A.为,为,元素非金属性越强,对应简单阴离子的还原性越弱,还原性:中硫的还原性强于中的氯的还原性,A错误;
B.和发生反应:,B正确;
C.的金属性强于,故的氧化性弱于,C正确;
D.的非金属性强于S,则的酸性强于,D正确;
故本题选A。
9.B
【分析】根据原子半径与原子序数的关系及元素的性质,可以推断出X为O,Y为Al,Z为P,R为S。
【详解】A.O、S、P的非金属性依次减弱,故A项正确;
B.在水溶液中发生双水解,反应的化学方程式为,所以在水中不能稳定存在,故B项错误;
C.由O和P组成的化合物中,常作干燥剂,故C项正确;
D.R、Z的氢化物分别是和,S的非金属性比P强,因此比稳定,故D项正确。
故选B。
10.A
【分析】p能级只有3个轨道,每个轨道可容纳2个电子,可知p能级最多容纳6个电子。
【详解】A.泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子,而ns2np7的np能级排布了7个电子,故违背了泡利原理,故A选;
B.能量最低原理是指核外电子优先排布能量最低的轨道,故B不选;
C.洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子在排布的时候优先进入空轨道,每个轨道中的单电子取得相同自旋方向,故C不选;
D.洪特规则特例是指全充满、半充满、全空状态都是稳定状态,故D不选;
故选A。
【点睛】本题考查原子核外电子排布,把握原子的电子排布规律及遵循的原则为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意泡利原理与洪特规则的区别。
11.B
【分析】a的最低价为-4价,属于ⅣA元素,b的最低价为-2价,属于ⅥA元素,c的最低价为-1价,属于ⅦA元素,d的最低价为-2价,属于ⅥA元素,e的最低价为-1价,属于ⅦA元素,e的电负性为4.0,则e为F,则c为Cl,b、d属于同一主族,按照从上到下电负性逐渐减弱的规律,推出b为S,d为O,按照同周期从左向右电负性增强的规律,推出a为C,据此分析;
【详解】A.根据上述分析,c、d、e分别为Cl、O、F,非金属性越强,与氢气越容易化合,非金属性F>O>Cl,因此与氢气化合的难易程度为e>d>c,故A错误;
B.a为C,基态C原子价电子轨道式为,最外层存在自旋状态相同的电子,故B正确;
C.简单离子分别为S2-、Cl-、O2-、F-,S2-、Cl-核外有3个电子层,一般原子序数越大,半径越小,O2-、F-核外有2个电子层,一般原子序数越大,半径越小,因此简单离子半径大小顺序是S2->Cl->O2->F-,故C错误;
D.S和Na能形成Na2S和Na2S2,Na2S中只存在离子键,Na2S2中存在离子键和非极性共价键,故D错误;
答案为B。
12.(1)4∶5
(2) 与同主族,的电子层数更多,原子半径更大,更易失电子,故第一电离能更小 和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势;但由于基态原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的
【详解】(1)基态Fe2+与Fe3+的核外电子排布式分别为[Ar]3d6、[Ar]3d5,则未成对电子数之比为4:5,故答案为:4:5;
(2)I1(Li)>I1(Na),原因是Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能更小,I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B,故答案为:Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,第一电离能更小;Li、Be和B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,其第一电离能大于B。
13. N3->Na+>Al3+ Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O HClO4>H2CO3>H2SiO3 O2 H2-2e-=2H+
【分析】结合周期表结构可知①到⑧分别为H、C、N、O、Na、Al、Si、Cl,结合元素周期表、律相关知识解答。
【详解】(1)③、⑤、⑥的离子分别为N3-、Na+、Al3+,三者核外电子排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,则三者离子半径由大到小的顺序为N3->Na+>Al3+,故答案为:N3->Na+>Al3+;
(2)⑤和⑥即Na和Al,二者的最高价氧化物的水化物相互反应的化学方程式为Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O,故答案为:Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O;
(3)可用于文物年代的测定,故答案为:;
(4)②、⑦和⑧的最高价氧化物的水化物分别为H2CO3、H2SiO3、HClO4,酸性:HClO4>H2CO3>H2SiO3,故答案为:HClO4>H2CO3>H2SiO3;
(5)①④两种元素(H、O)可组成的一种既有极性共价键也有非极性共价键的化合物为H2O2,其电子式为,故答案为:;
(6)①和④的单质(H2、O2)可组成氢氧燃料电池,燃料电池中氧气在正极得电子,燃料(氢气)在负极失电子,若电解溶液为稀硫酸,负极的电极反应式为H2-2e-=2H+,故答案为:O2;H2-2e-=2H+。
14. O N 3 N2O3 N4
【详解】(1)A原子L层电子数是K层电子数的3倍,则A的原子结构示意图为,A是氧元素,其符号为O;A原子核内质等于中子数,则A的相对原子质量可视为16,B原子核内质子数等于中子数,设B原子核内质子数为x,则B的相对原子质量可视为2x,与所含的原子个数相等,则=,解得,B是氮元素,其符号为N;故答案:O;N。
(2)与所含的分子数之比为2:3,则=,解得,,与都是常见的气态单质,则是,是;故答案:3;
(3)X中氧原子的核电荷数之和与氮原子的核电荷数之和的比为12:7,设化合物X为,则,,X的化学式为,故答案:;
(4)Y的相对分子质量为56,则Y分子里的N原子数==4,Y的化学式为,故答案:4。
15. H Na Na(或NaOH) Al[或Al(OH)3)] N A-Z x-n 22
【详解】ⅰ(1)原子的电子层数越少,其原子半径越小,同一周期元素中,原子半径随着原子序数增大而减小,原子半径最小的是H元素,故答案为H;
(2)同主族元素,原子半径随着原子序数增大而增大,同周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,则1~18号元素中原子半径最大的是Na元素,故答案为Na;
(3)元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物碱性越强,同周期元素从左向右,金属性依次减弱,同主族元素从上到下,金属性依次增强,则1~18号元素中金属性最强的是Na,最高价氧化物的水化物碱性最强的是氢氧化钠,故答案为Na(或NaOH);
(4)最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物的是氢氧化铝;故答案为Al[或Al(OH)3)];
(5)气态氢化物的水溶液呈碱性的气体是NH3,故答案为N;
ⅱ(6)二氧化碳为共价化合物,分子中存在两对碳氧共用电子对,电子式为:;双氧水为共价化合物,分子中存在两个氧氢键和一个O-O键,电子式为:,故答案为;;
(7)氯化氢为共价化合物,分子中氢原子与氯原子之间形成1对共用电子对,用电子式表示形成过程为;溴化镁是离子化合物,由溴离子与镁离子构成,用电子式表示的形成过程为,故答案为;;
ⅲ(7)X原子的质子数为Z,质量数为A,由质量数=质子数+中子数可知,X原子的中子数N=A-Z,故答案为A-Z;
(8)AXn-共有x个电子,原子AX的电子数为x-n,原子中质子数等于核外电子数,则AXn-的质子数为x-n,故答案为x-n;
(9)由质量数=质子数+中子数可知,12C16O2分子中的中子数为(12—6)+(16—8)×2=22,故答案为22。
16.(1) 四 IB 1s22s22p2 7 锤形(哑铃) Mg 镁原子3s能级上有两个电子,失去的是3s能级上的电子,铝原子价电子排布式为3s23p1,失去的是3p上的电子,3p上的电子能量较高,容易失去,所以镁的第一电离能大
(2) 大于 AlF3中两元素电负性差值大于1.7,属于离子化合物;而AlBr3中两元素电负性差值小于1.7 属于共价化合物;离子化合物熔点高于共价化合物 小于2.8 +1
【解析】(1)
①Cu位于元素周期表中的第四周期ⅠB族;
②C原子位于元素周期表第二周期第ⅣA族,因此基态C原子核外电子排布式为1s22s22p2;N核外有7个电子,则有7种不同运动状态的电子;
③基态Si原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为锤形(哑铃);
④镁原子3s能级上有两个电子,失去的是3s能级上的电子,铝原子价电子排布式为3s23p1,失去的是3p上的电子,3p上的电子能量较高,容易失去,所以镁的第一电离能大;
(2)
①AlF3中两元素电负性差值大于1.7,属于离子化合物;而AlBr3中两元素电负性差值小于1.7 属于共价化合物;离子化合物熔点高于共价化合物,因此为大于;
②F、Br是同一主族根据题意可知同主族自上而下电负性减小因此I的电负性小于2.8;
③根据题意可知Cl的电负性小于4.0大于2.8,而I的电负性小于2.8,Cl的电负性强于I得电子能力大于I,因此I的化合价为+1。
17. 越大 越大 减小 越多 越大 增大
【详解】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.(1)3s23p2
(2)3s23p4
(3)K+、P3-
(4)
【解析】(1)
硅是14号元素,价电子排布式为;
(2)
基态S原子的核外电子排布式为,故价电子排布式为;
(3)
和的结构示意图分别为和;
(4)
基态硅原子的电子排布图为,故其最外层电子排布图为。
答案第1页,共2页
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