2024人教版高中化学选择性必修2同步练习题--第一章 原子结构与性质复习提升（含解析）

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2024人教版高中化学选择性必修2同步
本章复习提升
易混易错练
易错点1　对电子云理解不清楚造成错解
1.(2023吉林长春综合实验中学期末)下列关于电子云的说法中,正确的是(　　)
A.电子云表示电子在原子核外运动的轨迹
B.电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小
C.任一能层的s电子的电子云轮廓图形状都不同
D.电子云可表示电子在核外运动的方向
2.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
易错点2　对原子轨道能量高低理解不充分造成错解
3.下列说法正确的是(　　)
A.ns电子的能量不一定高于(n-1)p电子的能量
B.能量低的电子只能在s轨道上运动,能量高的电子总是在f轨道上运动
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐降低
D.电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
4.(2023北京延庆期末)下列说法不正确的是(　　)
A.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量逐渐增大
B.在电子云图中,用小点表示绕核做高速圆周运动的电子
C.2px、2py、2pz轨道相互垂直,且能量相等
D.通过原子光谱上的特征谱线能鉴定某些元素
易错点3　电子排布式或电子排布图书写错误
5.(2023吉林长春外国语学校期末)下列有关电子排布式、原子结构示意图以及价层电子排布图正确的是(　　)
A.Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d44s2
B.As的价层电子排布图为
C.Fe的原子结构示意图为
D.Mn2+的价层电子排布图为
6.(2023安徽合肥一中质检)下列电子排布图正确的是(　　)
A.O原子的电子排布图为
B.基态镁原子的电子排布图为
C.基态磷原子的最外层电子排布图为
D.基态铜原子价层电子排布图为
7.下列基态原子的电子排布式、价层电子排布式或价层电子排布图不正确的是(　　)
A.Al　3s23p1
B.As　[Ar]4s24p3
C.Ar　3s23p6
D.Ni　
易错点4　忽视“第一电离能”的反常造成错解
8.(2023北京大兴期末)下列各组元素,按原子半径依次减小、元素第一电离能逐渐增大的顺序排列的是(　　)
A.K、Na、Li　　　　　　B.Al、Mg、Na
C.N、O、C　　　　　　 D.Cl、S、P
9.(2023重庆缙云教育联盟期末)有a、b、c、d、e、f、g七种元素,原子序数依次增大,前5种为短周期主族元素,f、g为第四周期元素。部分元素相关信息如下表,请回答以下问题:
a 能天然形成自然界中硬度最大的固体单质
c 元素基态原子的电子排布式为1s22s22p4
d 基态原子的Il=578 kJ/mol,I2=1 817 kJ/mol,I3=2 745 kJ/mol,I4=11 575 kJ/mol
e 基态原子核外3p轨道半满
f 在周期表中第11纵列
g 基态原子最外层电子数为2
(1)a、f的元素符号分别为　 　　、　 　　,分别位于元素周期表的　　　区和　　　区。
(2)e的基态原子中能量最高的电子所占的轨道形状是　 　　,其电子云在空间有　 　　个伸展方向。
(3)d的基态原子的价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　。
(4)b、c两种元素基态原子的第一电离能由大到小的顺序为　　 　　(用元素符号表示)。解释造成两者第一电离能大小差别的主要原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)g基态原子的简化电子排布式为　　 　　　　　　。
(6)元素f基态原子的第二电离能　　　　元素g基态原子的第二电离能(填“>”“<”或“=”)。
易错点5　图表信息挖掘不充分造成错解
10.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是(　　)
A.第一电离能:X>Y
B.Z的电负性小于W
C.Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
D.X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
11.(2023山东临沂费县一中检测)如表所示是第三周期部分元素的电离能(单位为kJ/mol):
　　　　电离能 元素　 　　　 I1 I2 I3
甲 496 4 562 6 912
乙 738 1 451 7 733
丙 1 251 2 298 3 822
丁 1 520 2 666 3 931
下列说法正确的是(　　)
A.甲的金属性比乙强
B.乙的常见化合价为+1
C.丙不可能为非金属元素
D.丁一定为金属元素
思想方法练
利用“一般与特殊”的思想方法解决原子结构与性质的相关问题
方法概述
　　化学中存在很多一般规律下的特殊情况,因此恰当运用“一般与特殊”的思想方法解题能起到事半功倍的效果。例如电子填入不同能级时会有能级交错现象,即填入顺序为ns→(n-2)f→(n-1)d→np;又如元素原子的第一电离能同周期从左到右呈增大趋势,但一般第ⅡA族、ⅤA族元素原子反常。
1.在核电荷数为1~36的元素中,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素共有(　　)
A.3种　　　　B.4种　　　　C.5种　　　　D.6种
2.(2023江西新余一中期末)下列有关说法正确的是(　　)
A.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素既有金属元素,又有非金属元素
B.已知Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为4f5
C.Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Cu位于s区
D.原子光谱的特征谱线用于鉴定元素,从1s22s22p33s1→1s22s22p4时吸收能量
3.四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.原子半径:④>③>②>①
B.第一电离能:④>③>②>①
C.电负性:④>③>②>①
D.最高正化合价:④>③=②>①
4.下列叙述正确的是(　　)
A.　 可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图
B.2s的电子云半径比1s的电子云半径大,说明2s能容纳的最多电子数比1s的多
C.s能级上电子的能量总小于p能级上电子的能量
D.所有原子的核外电子排布都符合构造原理
5.(2023浙江平阳万全综合高级中学月考)X、Y、Z、M、Q五种短周期元素,原子序数依次增大。X的轨道全充满,Y的s能级电子数目是p能级的两倍,M是地壳中含量最多的元素,Q是纯碱中的一种元素。下列说法不正确的是(　　)
A.第一电离能:Z>M
B.最高正价:ZC.Q与M形成的化合物中可能含有非极性共价键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
6.(2023湖南宁远一中期末)下列说法或有关化学用语的使用正确的是(　　)
A.电负性大于1.8的一定为非金属元素,小于1.8的一定为金属元素
B.基态Fe原子的价层电子排布图为
C.硫的电负性比磷大,故硫元素的第一电离能比磷元素的第一电离能大
D.基态铜原子的价层电子排布式为3d94s2
答案与分层梯度式解析
本章复习提升
易混易错练
1.B 2.D 3.D 4.B 5.D 6.B 7.B 8.A
10.C 11.A
1.B　电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小,不表示电子运动的轨迹,A错误、B正确;任一能层的s电子的电子云轮廓图都是球形,只是球的半径不同,C错误;电子云不能表示电子在核外运动的方向,D错误。
易错分析　电子云图中的小点并不代表电子,小点的数目也不代表电子真实出现的次数,电子云只表示电子在核外单位体积的空间出现概率的大小。电子云图中小点密度越大,表示电子在该处出现的概率越大。
2.D　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;电子云不代表电子的运动轨迹,B错误;小点越密,表示电子在该处出现的概率越大,C错误;ns能级的轨道呈球形,有无数对称轴,D正确。
3.D　ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,A错误;能量低的电子在离核近的区域出现的概率大,能量高的电子在离核远的区域出现的概率大,B错误;同一原子中1s、2s、3s电子的能量逐渐升高,C错误;同一能级的电子具有相同的能量,与电子云的空间伸展方向无关,与其自旋状态也无关,D正确。
易错分析　误认为能层相同的原子轨道能量都相同,实质上只有同一能层中相同能级的原子轨道的能量相同,如2px、2py、2pz的能量相同,2s、2p的能量不相同;能量相同的轨道(同一能级)上的电子排布处于全充满、半充满和全空状态时,具有较低的能量和较高的稳定性。
4.B　在同一原子中,字母代号相同的能级,能层越高,能量越高,2p、3p、4p电子的能量逐渐增大,A正确;在电子云图中,通常用小点疏密来表示电子在该处出现概率的大小,B错误;2px、2py、2pz轨道相互垂直,同一能级的不同轨道的能量相同,所以2px、2py、2pz轨道的能量相同,C正确;许多元素是通过原子光谱发现的,如铯和铷,在现代化学中,常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,D正确。
5.D　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,且自旋平行,B错误;铁的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,可知铁的原子结构示意图为,C错误;Mn的价层电子排布式为3d54s2,Mn2+的价层电子排布式为3d5,价层电子排布图为 ,D正确。
6.B　O原子2p轨道上的4个电子应占据3个不同轨道,其电子排布图为 ,故A错误;基态镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2,则基态镁原子的电子排布图为
,故B正确;基态磷原子的最外层电子排布式为3s23p3,其中3p轨道上的3个电子应占据3个不同轨道,且自旋平行,
最外层电子排布图为 ,故C错误;Cu为29号元素,原子核外有29个电子,所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,价层电子排布图为 ,故D错误。
7.B　Al原子的最外电子层为M层,含有3个电子,则Al的基态原子的价层电子排布式为3s23p1,故A正确;As原子核外有33个电子,基态As原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3,故B错误;基态Ar原子的价层电子排布式为3s23p6,故C正确;基态Ni原子的价层电子排布式为3d84s2,价层电子排布图为 ,故D正确。
易错分析　解答这类题目的注意事项
(1)并不是所有元素的原子核外电子排布都符合构造原理,在1~36号元素中,Cr、Cu两种元素基态原子的电子填充顺序与构造原理不相符。
(2)要注意题目的要求,分清电子排布式、电子排布图、价层电子排布式和最外层电子排布式。
8.A　K、Na、Li的原子半径依次减小,第一电离能逐渐增大,故A符合题意;Al、Mg、Na的原子半径依次增大,Na的第一电离能最小,Mg的第一电离能大于Al,故B不符合题意;原子半径:C>N>O,第一电离能:CS>Cl,第一电离能:Cl>P>S,故D不符合题意。
易错分析　同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,但一般第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素。
9.答案　(1)C　Cu　p　ds
(2)哑铃形　3
(3)
(4)N>O　N的2p能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能较大
(5)[Ar]3d104s2
(6)>
解析　a~e是原子序数依次增大的短周期主族元素,a能天然形成自然界中硬度最大的固体单质,a是碳元素;根据c基态原子的电子排布式知c是氧元素;b的原子序数在a、c之间,是氮元素;d基态原子的第一、二、三电离能相差不大,第四电离能比第三电离能大很多,说明d基态原子容易失去3个电子,形成+3价阳离子,则d位于周期表第三周期第ⅢA族,是铝元素;e基态原子核外3p轨道半满,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,是磷元素;f、g是第四周期元素,f在第11纵列,是铜元素;g的基态原子最外层电子数为2,且原子序数比f大,则g位于第四周期第ⅡB族,是锌元素。
(1)根据上述分析知,a、f的元素符号分别是C、Cu;分别位于元素周期表的p区、ds区。
(2)e基态原子核外电子占据能量最高的轨道是3p轨道,p轨道的形状是哑铃形,电子云在空间有3个伸展方向。
(3)d是铝元素,基态原子的价层电子排布式是3s23p1,其轨道表示式为 。
(4)b、c分别是N、O元素,同周期元素,从左往右第一电离能呈增大趋势,但N的2p能级电子排布是半充满的,比较稳定,第一电离能大于O。
(5)g位于第四周期第ⅡB族,是锌元素,其基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s2。
(6)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失去电子需要的能量较大。f、g分别是铜、锌元素,Cu失去一个电子变成Cu+,其核外电子排布式为[Ar]3d10,能量较低,Zn失去一个电子变成Zn+,其核外电子排布式为[Ar]3d104s1,容易再失去一个电子,所以Cu的第二电离能比Zn的第二电离能大。
10.C　依据题图可知元素X、Y、Z、W分别为Mg、Al、N、O。Mg的第一电离能大于Al,A正确;N的电负性小于O,B正确;铝原子核外有13个电子,每个电子的运动状态都不同,则有13种不同运动状态的电子,C错误;镁能分别与氮气、氧气发生氧化还原反应,D正确。
易错分析　分析图像时,要注意原子半径与元素主要化合价的对应关系,若只关注主要化合价而忽视了原子半径的相对大小,元素容易判断错误。在解答此类题目时,要注意所有信息的分析整合,多验证对比,不可仅由一个信息就下结论。
11.A　因甲、乙、丙、丁为第三周期元素,由题给表格数据可知,甲的I1 I2,说明甲最外层有1个电子,易失去1个电子达到稳定结构,所以甲为Na,乙的I2 I3,说明乙易失去2个电子达到稳定结构,所以乙为Mg,故甲的金属性比乙强,A正确;乙的常见化合价应为+2,B错误;丙的I1、I2、I3相差不大,所以丙可能是非金属元素,C错误;丁失去电子比丙还难,可知丁一定是非金属元素,D错误。
思想方法练
1.D 2.B 3.B 4.A 5.B 6.B
1.D　核电荷数为1~36的元素为前四周期元素,基态原子的最外层电子排布满足ns1的元素有H(1s1)、Li(2s1)、Na(3s1)、K(4s1)、Cr(4s1)、Cu(4s1),共6种,故选D。
方法点津　化学中的特例贯穿整个高中化学学习过程,分析选项的表述是否严谨,要时刻考虑是否存在特例,因此“一般与特殊”的思想方法在高中阶段非常重要。对此题来说,一般情况下前四种容易写出:H(1s1)、Li(2s1)、Na(3s1)、K(4s1),但是特殊的Cr(4s1)、Cu(4s1)需要加强记忆。
2.B　元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素都是金属元素,A项错误;Sm3+是由Sm原子失去3个价层电子形成的离子,Sm原子中6s轨道上的2个价层电子在最外层最容易失去,4f轨道上再失去一个电子形成Sm3+,故Sm3+的价层电子排布式为4f5,B项正确;Cu的价层电子排布式为3d104s1,所以Cu位于ds区,C项错误;电子由较高能级跃迁至较低能级时,释放能量,D项错误。
方法点津　“一般与特殊”的思想方法在高中阶段非常重要。对此题来说,Cu的核外电子按构造原理进行排布时,最后两个能级的电子排布应为3d94s2,而事实上却是3d104s1,可理解为先填满了3d能级而后再填充4s能级,因而属于ds区。
3.B　由四种元素基态原子电子排布式可知,①是S元素、②是P元素、③是N元素、④是F元素。同周期主族元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则原子半径P>S>N>F,即②>①>③>④,故A错误;同主族元素,从上到下原子的第一电离能依次减小,同周期元素,从左到右原子的第一电离能呈增大趋势,但一般第ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能大于同周期的相邻元素,则第一电离能F>N>P>S,即④>③>②>①,故B正确;一般,同周期主族元素,从左到右电负性依次增大,则电负性S>P,即①>②,故C错误;一般主族元素的最高正化合价等于原子最外层电子数,但F元素没有正化合价,则最高正化合价:①>②=③,故D错误。
4.A　 符合泡利原理和洪特规则,核外电子总数为10,可表示单核10电子粒子基态时的电子排布图,A正确;2s的电子云半径比1s的电子云半径大,但2s能容纳的最多电子数与1s的一样多,B错误;较高能层上的s能级上电子的能量大于较低能层p能级上电子的能量,C错误;如Cr和Cu的最后两个能级的电子排布分别为3d54s1、3d104s1,不符合构造原理,D错误。
5.B　Y的s能级电子数目是p能级的两倍,Y为C,X的轨道全充满,原子序数X6.B　Pb元素电负性为1.9,其为金属元素,A错误;基态铁原子价层电子排布式为3d64s2,价层电子排布图为 ,B正确;P原子的3p轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于S原子,C错误;Cu元素基态原子的价层电子排布式为3d104s1,D错误。
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