2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第1章 原子结构与元素性质复习提升（含解析）

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2024鲁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　　对电子云理解不充分造成错解
1.(2022福建福州一中期中)下列关于电子云说法正确的是(　　)
A.s电子云在空间各个方向上的伸展程度相同
B.p电子云是平面“8”字形的
C.电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子
D.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
2.(2022安徽淮北第一中学检测)下列说法正确的是(　　)
A.基态氢原子的电子云是圆形的
B.s能级的电子云呈球形,表示电子绕原子核做圆周运动
C.每个电子层都有p能级,p能级在空间有三个伸展方向
D.2s轨道与1s轨道都是球形,但2s轨道的球形更大
易错点2　　对电子能量高低理解不充分造成错解
3.(2022北京第十九中学月考)在基态多电子原子中,下列关于核外电子能量的叙述错误的是(　　)
A.最易失去的电子能量最高
B.电离能最小的电子能量最高
C.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D.在离核最近区域内运动的电子能量最低
4.(2023安徽合肥第一中学质量检测)科学研究证明核外电子的能量不仅与电子所处的电子层、能级有关,还与核外电子数及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同,核外电子排布式都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是(　　)
A.两粒子1s能级上电子的能量相同
B.两粒子3p能级上的电子离核的距离相同
C.两粒子的电子发生跃迁时,释放出的能量不同
D.两粒子都达到8电子稳定结构,化学性质相同
易错点3　　电子排布式或轨道表示式书写错误
5.(2022山东青岛检测)下列基态原子或离子的电子排布式不符合构造原理但是正确的是(　　)
A.基态P原子:1s22s22p63s233
B.24Cr:1s22s22p63s23p63d54s1
C.12Mg:1s22s22p63s2
D.Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6
6.下列说法错误的是　(　　)
A.铝原子的电子排布式为[Ne]3s3
B.8O的电子排布式为1s22s222,违反了洪特规则
C.Na+的轨道表示式:
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
D.某基态原子核外的L电子层有4个电子,其轨道表示式为
↑↓
↑ ↑
易错点4　　忽视第一电离能的反常、电负性的变化规律造成
错解
7.(2022湖南岳阳月考)下列四种元素中,第一电离能由大到小的顺序正确的是 (　　)
①原子含有未成对电子数最多的第2周期元素　②原子核外电子排布式为1s2的元素
③元素周期表中电负性最大的元素　④原子最外层电子排布式为2s22p4的元素
A.②③①④　　B.③①④②
C.①③④②　　D.②③④①
8.(2022山东寿光二中月考)下列不能利用元素的电负性判断的是(　　)
A.元素原子的得电子能力
B.化学键的类型(离子键和共价键)
C.元素的活泼性
D.元素稳定化合价的数值
思想方法练
“位—构—性”思想在元素信息推断题型中的应用
方法概述
　　元素推断题是高考命题中的必考题型,考查点为元素的“位—构—性”关系,集中在原子电子层结构、核外电子排布、电子式、 元素所形成物质的性质、原子半径特点、元素在周期表中的位置等相关知识,推断时要学会抓住“题眼”,例如物质的特征颜色、特征化学性质、特殊结构等都是我们推断与思考的突破点,该类题型有利于提升学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养。
1.(2022江苏镇江期中)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X的一种单质是天然存在的最坚硬物质,Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,W基态原子的价电子排布式为3d64s2。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>Y>X
B.元素的第一电离能:Z>Y>X
C.元素的电负性:XD.基态W2+价电子的轨道表示式为
2.(2022湖北华中师大附中月考)现有A、B、C、D四种主族元素,已知A元素是地壳中含量最多的元素;B元素为金属元素,其核外具有6种不同能量的电子,且不存在未成对电子;C元素是第三周期第一电离能最小的元素;D元素在第三周期主族元素中电负性最大。下列有关叙述错误的是(　　)
A.B元素原子电子排布式为[Ar]4s2
B.元素A与元素B、C组成的化合物可为CaO、CaO2、Na2O、Na2O2等
C.元素A、C简单离子的半径大小关系为AD.元素B、C原子半径大小关系为B>C
3.四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,元素Z的质子数是元素Y的质子数的两倍。下列有关说法正确的是(　　)
X Y
Z W
A.原子半径:r(Y)B.第一电离能:I1(Z)C.元素Z的简单氢化物的沸点比Y的高
D.元素W的氧化物对应的水化物的酸性一定比Z的强
4.(2022安徽合肥一六八中学月考)前四周期元素A、B、C、D、E、F原子序数依次增大,元素A的2p能级半充满;B与A同周期,且原子核外有2个未成对电子;C基态原子核外有6个原子轨道排有电子,且只有1个未成对电子;D基态原子价电子排布式为msnmpn+2;前四周期元素中,E元素基态原子未成对电子数最多;基态F+各能级全充满电子。回答下列问题:
(1)E元素基态原子核外有　　　种能量不同的电子,电子排布式为　　　　　　　　　;F位于元素周期表第　　　周期第　　　族,写出F元素基态原子的价电子排布式:　　　　　　。
(2)B和C可形成一种同时含有共价键和离子键的化合物,写出此化合物的电子式:　　　　　　　　　　　。
(3)A、B、C、D四种元素第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　　(用元素符号表示)。B、C、D三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为　　　　　　　　(用离子符号表示)。
(4)写出一个化学方程式证明元素B和D的非金属性强弱:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)许多金属元素形成的盐在灼烧时火焰呈现特殊的颜色,如元素C,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(6)下表是主族元素X、Y气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol-1):
X Y
失去第一个电子 502 580
失去第二个电子 4 570 1 820
失去第三个电子 6 920 2 750
失去第四个电子 9 550 11 600
表中X可能为A、C、D元素中的　　　　(填元素符号)。X和B形成的化合物的化学式为　　　　　　　　。Y是周期表中　　　族的元素。
5.(2023山东枣庄滕州期末)随着科技的不断发展,人类对原子结构的认识不断深入,新型材料层出不穷。
(1)下表中列出了第三周期的五种元素的部分性质:
元素 a b c d e
电负性 3.0 2.5 X 1.5 0.9
主要化合价 -1、+7 -2、+6 -3、+5 +3 +1
请按要求回答下列问题:
①写出a基态原子的价电子轨道表示式:　　　　　　　　　　。
②预测X值的大小范围是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
③上表中五种元素的第一电离能由大到小的顺序是　　　　　　　(写元素符号)。
(2)Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂、钛酸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Ti原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。
②Fe在周期表中的位置为　　　　　　,基态Fe3+、Fe2+中未成对的电子数之比为　　　　　。
③Li和Na的第一电离能:I1(Li)>I1(Na),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)氨硼烷(NH3BH3)的含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题:
①B和N原子半径较小的是　　　　。根据对角线规则,B的一些化学性质与元素　　　(填元素符号)的相似。
②NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),这三种元素电负性由大到小的顺序是　　　　。
6.(2022安徽阜阳三中期末)A、B、C、D、E、F六种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于36。其中C、E、F是金属元素;A和E属于同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns1;B和D也属于同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的2倍;C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半;F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。请回答下列问题:
(1)C、D、E三种元素的简单离子半径由小到大的顺序为　　　　　　　(用离子符号表示)。
(2)元素B与D的电负性大小关系是　　　(用“>”“<”或“=”及元素符号表示,下同),C与E的第一电离能的大小关系是　　　　。
(3)用轨道表示式表示D元素原子的价电子排布:　　　　　　　　　　　　　。
(4)F在元素周期表中位于　　　区,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)均由A、B、D、E四种元素组成的两种化合物可以相互反应,该反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。
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易混易错练
1.A 2.D 3.C 4.C 5.B 6.A 7.A 8.D
1.A　s电子云呈球形,在空间各个方向上的伸展程度相同,A正确;p电子云是哑铃(纺锤)形,不是平面“8”字形,B错误;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,C错误;电子云图中小点的疏密表示电子出现概率的大小,密则概率大,疏则概率小,D错误。
易错分析　误认为电子云类似于宏观物体的运动轨迹,实际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,只表示电子在核外空间出现概率的相对大小,电子云图中小点越密,表示电子出现的概率越大。
2.D　基态氢原子的电子云是球形的,A错误;电子云不代表电子的运动轨迹,B错误;第一电子层没有p能级,C错误;s轨道都是球形的,电子层序数越大,s轨道半径越大,D正确。
3.C　电子能量越高,越易失去;电离能越小,电子能量越高;离核越近,电子能量越低,A、B、D正确。p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量,如2p轨道电子能量低于3s轨道电子能量,C错误。
4.C　核外电子的能量不仅与电子所处的电子层、能级有关,还与核外电子数及核电荷数有关,Ar和S的核电荷数不同,原子核对电子的吸引能力不同,电子离核的距离不同,电子所具有的能量也不同。虽然氩原子与硫离子的核外电子数相同,但是核电荷数不同,所以二者1s能级上电子的能量不同,故A错误;氩原子的核电荷数较大,对电子的引力较大,所以氩原子的3p能级上的电子离核比硫离子近,故B错误;两粒子的电子发生跃迁时,释放出的能量不同,故C正确;硫离子是硫原子得到电子之后达到8电子稳定结构的,具有很强的还原性,二者的化学性质不同,故D错误。
5.B　基态P原子的电子排布式为1s22s22p63s2333,A不符合题意;C、D项符合构造原理,不符合题意。
6.A　根据泡利不相容原理可知3s轨道最多排2个电子,A错误;根据洪特规则可知,基态8O原子的电子排布式应为1s22s2222,B正确;Na+的电子排布式为1s22s22p6,Na+的轨道表示式正确,C正确;2p轨道的2个电子应分占2个轨道,且自旋状态相同,D正确。
7.A　根据题意可知①为N元素、②为He元素、③为F元素、④为O元素。He为稀有气体元素,难以失去电子,第一电离能最大;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p能级为半充满状态,第一电离能大于相邻的O元素,则第一电离能由大到小的顺序为②③①④。
易错分析　同一周期从左向右,元素的第一电离能呈增大的趋势,但一般ⅡA族与ⅤA族出现反常。
8.D　电负性越大,元素原子得电子能力越强,A正确。两元素电负性差值小于1.7时一般形成共价键,大于1.7时一般形成离子键,B正确。电负性越小,金属元素越活泼;电负性越大,非金属元素越活泼,C正确。化合物中电负性大的元素显负价,电负性小的元素显正价,但不能判断元素稳定化合价的数值,D错误。
思想方法练
1.C 2.C 3.B
1.C　X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,X的一种单质是天然存在的最坚硬物质,则X是C元素;Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,则Z是O元素,综上分析Y是N元素;W基态原子的价电子排布式为3d64s2,则W是Fe元素。X是C,Y是N,Z是O,它们是同一周期元素,同一周期主族元素,原子序数越大,原子半径越小,所以原子半径:X>Y>Z,A错误;同一周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势,但一般第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能大于同一周期相邻元素,所以元素的第一电离能:Y>Z>X,B错误;X是C,Y是N,电负性:C方法解读　借助元素周期表推断元素性质
　　“位—构—性”推断题中熟记元素周期表的结构是解答的基础,掌握元素电负性、第一电离能、半径、金属性、非金属性的递变规律是关键,同时还要注意主族元素在元素周期表中的位置和数据特征。
2.C　A元素是地壳中含量最多的元素,则A元素是O;B元素为金属元素,其核外具有6种不同能量的电子,且不存在未成对电子,电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,则B元素是Ca;C元素是第三周期第一电离能最小的元素,则C元素是Na;D元素是第三周期中电负性最大的主族元素,则D元素是Cl。O2-、Na+的半径大小关系为r(Na+)r(Na),D正确。
方法解读　利用参照物比较微粒半径大小
　　比较核电荷数和电子数都不相同的微粒半径时可利用参照物。如比较Al3+和S2-半径的大小,可利用与Al3+电子数相同,与S2-同一主族的元素的离子O2-来比较,因为r(Al3+)3.B　由题干信息结合四种元素在周期表中的位置可知,Y为O,Z为S,X为N,W为Cl。同周期主族元素从左往右原子半径依次减小,同主族元素从上往下原子半径依次增大,故原子半径:r(W)4.答案　(1)7　1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1　四　ⅠB　3d104s1
(2)Na+[······]2-Na+
(3)N>O>S>Na　S2->O2->Na+
(4)2H2S+O2 2S+2H2O
(5)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量
(6)Na　Na2O和Na2O2　ⅢA
解析　2p能级处于半充满状态的元素是氮元素,A为氮元素;B与N同周期,且原子核外有2个未成对电子,则B为氧元素;C基态原子核外有6个原子轨道排有电子,且只有1个未成对电子,则原子核外有11个电子,为钠元素;E为Cr,是前四周期中未成对电子数最多的元素;由D元素的价电子排布式可知D为S;F+各能级全充满电子,则F为铜元素。
(1)Cr元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,基态原子核外有7种能量不同的电子;Cu位于元素周期表第四周期第ⅠB族,其基态原子的价电子排布式为3d104s1。
(2)Na与O可形成Na2O2和Na2O两种化合物,其中Na2O2中既有离子键又有共价键。
(3)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但氮原子的2p能级处于半充满状态,结构稳定,其第一电离能比O大,同主族元素从上至下第一电离能逐渐减小,故第一电离能:N>O>S>Na。
(4)利用非金属间的置换反应证明氧、硫的非金属性强弱关系。
(5)由于激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光的形式释放能量,所以许多金属元素形成的盐在灼烧时呈现特殊的颜色。
(6)由表中数据可知,X原子的各级电离能中I2 I1,可判断其最外层只有一个电子,化合价为+1,故X是钠元素;Na和O可形成Na2O和Na2O2两种化合物;Y元素原子的I4 I3,可判断其最外层有3个电子,故Y元素位于ⅢA族。
方法解读　利用电离能判断元素原子核外电子的分层排布
　　首先找到逐级电离能中数据突变的电离能,然后判断元素在周期表的位置,从而写出电子排布式。如Li:I1 I25.答案　(1)①
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
　
②(1.5,2.5)　③Cl>P>S>Al>Na
(2)①1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)　②第四周期第Ⅷ族　5∶4　③Na与Li同族,Na电子层数多,原子半径大,原子核对核外电子吸引力较弱,故第一电离能比Li小
(3)①N　Si　②N>H>B
解析　主族元素(除O、F外)原子最外层电子数等于元素最高正化合价;同一元素(除O、F外)最高正化合价与最低负化合价绝对值的和等于8;第三周期元素a的最高价为+7价,最低价为-1价,说明a元素原子最外层有7个电子,则a是Cl元素;b元素的最高价为+6价,最低价为-2价,说明b元素原子最外层有6个电子,则b是S元素;c元素的最高价为+5价,最低价为-3价,说明c元素原子最外层有5个电子,则c是P元素;d元素只有+3价,为Al元素;e元素只有+1价,为Na元素。(1)①a是Cl元素,基态Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,基态Cl原子的价电子轨道表示式为
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
。
②c是P元素,由于同一周期主族元素的电负性随原子序数的增大而增大,P元素的电负性应该比Al的大比S的小,所以1.5③同一周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但P原子的3p能级处于半充满状态,结构稳定,其第一电离能比S大,所以五种元素的第一电离能由大到小的顺序是Cl>P>S>Al>Na。(2)①Ti的原子序数为22,基态Ti原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。②Fe的原子序数为26,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族;基态Fe3+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d5,未成对电子数是5,基态Fe2+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6,未成对电子数是4,故基态Fe3+、Fe2+中未成对的电子数之比为5∶4。③Li、Na都是第ⅠA的元素,原子核最外层都只有1个电子,由于Na原子核外电子层数比Li多,原子半径比Li大,原子核对核外电子吸引力比Li弱,故其第一电离能较小,所以第一电离能:I1(Li)>I1(Na)。(3)①同一周期主族元素的原子半径随原子序数的增大而减小,所以原子半径:B>N;B位于元素周期表中第二周期第ⅢA族,根据对角线规则可知,B的一些化学性质与第三周期第ⅣA的元素即Si元素相似。②NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),说明N的电负性大于H;与B原子相连的H呈负电性(Hδ-),说明H的电负性大于B,因此三种元素电负性由大到小的顺序为N>H>B。
6.答案　(1)Al3+(2)O>S　Al>K
(3)
↑↓
↑↓ ↑ ↑
(4)ds　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)HS+H+ H2O+SO2↑
解析　A和E属于同一族,它们原子的最外层电子排布式为ns1,即都位于ⅠA族,其中E是金属,因此A是氢元素;F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,因此F是铜元素;B和D也属于同一族,它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的2倍,它们的核电荷数均小于铜,所以B是O元素,D是S元素,则E是钾元素;C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半,即C的最外层电子数是3,C的原子序数介于O和S之间,所以C是Al元素。
(1)核外电子排布相同的离子,离子半径随原子序数的增大而减小,则简单离子的半径由小到大的顺序为Al3+(2)元素B(O)与D(S)的电负性的大小关系是O>S;金属性越强,第一电离能越小,则C(Al)与E(K)的第一电离能的大小关系是Al>K。
(3)硫元素原子的价电子轨道表示式为
↑↓
↑↓ ↑ ↑
。
(4)铜元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,Cu元素在元素周期表中位于ds区。
(5)均由A、B、D、E四种元素组成的两种化合物KHSO3和KHSO4反应的离子方程式为HS+H+ H2O+SO2↑。
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