选择性必修2 第一章 第二节 原子结构与元素的性质 测试题
一、选择题(本题共有15小题,每小题只有一个正确选项,每小题3分,共45分)
1. 某元素的最外层电子数为2,价电子数为5,并且是同族中原子序数最小的元素,关于该元素的判断错误的是( )
A.电子排布式为:1s22s22p63s23p63d34s2 B.该元素为V
C.该元素为ⅡA族元素 D.该元素位于d区
【答案】C
【解析】该元素为同族元素中原子序数最小的,所以该元素为第二周期或第四周期元素。又因其价电子数≠最外层电子数,可推出该元素并不是第二周期元素,应为第四周期元素,价电子排布式为3d34s2,故为23号元素V,位于d区。
2. 已知某元素+2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6,该元素在周期表中位于( )
A.VB族 B.ⅡB族 C.Ⅷ族 D.ⅡA族
【答案】C
【解析】解该题一定应注意看清是“+2价”离子的电子排布式,根据核外电子排布规律,可知该元素的原子最外层只有2个电子,而且应该排布在第4电子层上,该元素在周期表中的位置应该是第4周期第ⅡA族。
3. 已知某元素原子的价电子排布式为(n-1)dansb,则下列说法正确的是( )
A.该元素是金属元素
B.该元素位于周期表中d区
C.该元素的族序数为a+b
D.该元素位于周期表中第四周期
【答案】A
【解析】由题意可知,该元素应为过渡金属元素,可能位于周期表的d区或ds区,其族序数不一定是a+b(如Cu),可能位于周期表中的第四、五或六周期。
4. 元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,下列说法正确的是( )
A.同一元素不可能既表现金属性,又表现非金属性
B.第三周期元素的最高正化合价等于它所处的主族序数
C.同一主族的元素的原子,最外层电子数相同,化学性质完全相同
D.元素周期表中位于金属和非金属分界线附近的元素属于过渡元素
【答案】B
【解析】处于元素周期表金属与非金属分界线附近的元素,既表现金属性,又表现非金属性,A错误;主族元素的最高正化合价等于它所处的主族序数,也等于其最外层电子数(O、F除外),B正确;同一主族元素的原子最外层电子数虽相同,但是核电荷数、原子半径不同,化学性质不完全相同,C错误;周期表中第三纵行到第十纵行的元素(包括7个副族和1个Ⅷ族)称为过渡元素,D错误。
5. 下列不能说明X的电负性比Y的大的是( )
A.X的单质比Y的单质容易与H2化合
B.X的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的最高价氧化物对应水化物的酸性强
C.X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多
D.X的单质可以把Y从其氢化物中置换出来
【答案】C
【解析】X的电负性比Y的大,即X的非金属性强于Y的非金属性,A、B、D均能说明X的非金属性强于Y的,C不能。
6. 下列关于元素第一电离能的说法不正确的是( )
A.钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,故钾的活泼性强于钠
B.因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,故第一电离能必依次增大
C.最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子,第一电离能较大
D.对于同一元素而言,原子的逐级电离能越来越大
【答案】B
【解析】A项正确,钾与钠同主族,第一电离能越小,金属性越强;B项错误,在轨道处于全充满或半充满状态时出现反常情况,如Be比B、Mg比Al、N比O、P比S的第一电离能都要大一些;C项正确;最外层电子排布为ns2np6是稀有气体元素的原子,本身已达稳定结构,第一电离能较大;其是达到稳定结构以后。
7. 已知某些元素在周期表中的位置如图所示;
下列说法正确的是( )
A.表中五种元素位于5个不同的区
B.元素4的基态原子的价电子排布式为3d104s2,与它具有相同最外层电子数的元素只可能处于ds区
C.元素1、2、3的基态原子中,未成对电子数之比为1?3?5
D.元素5的原子结构示意图为,其属于准金属
【答案】D
【解析】元素2和元素5均位于p区,A项错误;元素4为锌,其基态原子的价电子排布式为3d104s2,最外层电子数为2的元素还包括s区的Be、Mg等,d区的Ti、Mn、Fe等,p区的He等,B项错误;元素1、2、3分别是H、O、Mn,它们的基态原子的价电子排布式分别为1s1、2s22p4、3d54s2,故其未成对电子数之比为1∶2∶5,C项错误;元素5位于第四周期ⅣA族,故原子结构示意图正确,由于其周期序数等于主族序数,故为准金属,D项正确。
8.周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”,由此可以推断( )
A.它位于周期表的第四周期ⅡA族
B.它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C.Co2+的核外价电子排布式为3d54s2
D.Co位于周期表中第9列
【答案】D
【解析】“7+2=9”,说明它位于周期表的第9列,应为过渡元素,A项错误、D项正确;“3d74s2”为Co的价电子排布,其简写式中也要注明3d轨道,B项错误;失电子时,应失去最外层的电子,即先失去4s上的电子,Co2+的价电子排布式为3d7,C项错误。
9.我国科研人员发现了一种新型超导体Bi3O2S2Cl,由[Bi2O2]2+和[BiS2Cl]2-交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期ⅤA族,下列有关说法错误的是( )
A.Bi的价电子排布式为5d106s26p3
B.有关元素的电负性:O>Cl>S
C.Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物
D.该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区
【答案】A
【解析】Bi的价电子排布式为6s26p3,A项错误;电负性大小为O>Cl>S,B项正确;Bi3O2S2Cl中含有阳离子[Bi2O2]2+和阴离子[BiS2Cl]2-,这两种离子中含共价键,故Bi3O2S2Cl属于含有共价键的离子化合物,C项正确;O、S、Cl、Bi均位于元素周期表p区,D项正确。
10. 已知X、Y、Z为同一周期的三种元素,其原子的部分电离能(kJ·mol-1)如下表所示:
元素 电离能/kJ·mol-1 X Y Z
I1 496 738 577
I2 4 562 1 451 1 817
I3 6 912 7 733 2 754
I4 9 540 10 540 11 578
下列说法正确的是( )
A.三种元素中,X元素的第一电离能最小,其电负性在同一周期元素中也最小
B.三种元素中,Y元素的第一电离能最大,其电负性也最大
C.等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应时放出的氢气的物质的量之比为1?1?1
D.三种单质与盐酸反应放出等量氢气时,消耗X、Y、Z的物质的量之比为3?2?1
【答案】A
【解析】根据表中数据,X的第二电离能远大于第一电离能,可知X是ⅠA族元素,A是正确的。Y元素的第三电离能远大于第二电离能,Y是ⅡA族元素,三种元素中,Y元素的第一电离能最大,但它在反应时需要失去两个电子,其活泼程度不能只看第一电离能。结合表中数据不难判断,Z是ⅢA族元素,由于它们在同一周期,Y元素的电负性小于Z的,B错误。假设X、Y、Z属于第3周期元素,那么它们分别为Na、Mg、Al。等物质的量的X、Y、Z三种单质与少量盐酸反应时,一定要考虑Na还能与水反应,C错误。Na、Mg、Al与盐酸反应时放出等量氢气,消耗Na、Mg、Al的物质的量之比应该为6?3?2,D错误。
11. 根据下表信息,判断以下叙述正确的是( )
部分短周期元素的原子半径及主要化合价
元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0.160 0.143 0.112 0.104 0.066
主要化合价 +2 +3 +2 +6、-2 -2
A.氢化物的沸点为H2TQ
B.M与T形成的化合物具有两性
C.L2+与R2-的核外电子数相等
D.5种元素中L的电负性最大,T的电负性最小
【答案】B
【解析】L、Q的主要化合价均为+2价而原子半径分别为0.160 nm和0.112 nm,可推断L为Mg元素,Q为Be元素;由R、T均显示-2价,R有+6价,原子半径R>T,可判断R为S元素,T为O元素;M的主要化合价为+3价,原子半径小于0.160 nm大于0.104 nm,应为Al元素。即题表中5种元素依次为Mg、Al、Be、S、O。氢化物沸点H2O>H2S(常温下分别呈液态、气态),Mg2+与S2-的电子数不相等,A、C项错误;Al2O3是两性氧化物;5种元素中Mg的金属性最强、电负性最小,O的非金属性最强、电负性最大。
12.下列有关电离能的说法,正确的是( )
A.第一电离能越大的原子失电子的能力越强
B.第一电离能是元素的原子失去核外第一个电子需要的能量
C.同一周期中,主族元素原子第一电离能从左到右越来越大
D.可通过一种元素各级电离能的数值,判断元素可能的化合价
【答案】D
【解析】①第一电离能是气态电中性原子失去核外第一个电子需要的能量;②元素原子的第一电离能越大,表示该元素的原子越难失去电子;③从总的变化趋势上看,同一周期中元素的第一电离能从左到右逐渐增大,但有反常,如I1(N)>I1(O)。
13.已知元素X、Y同周期,且电负性X>Y,下列说法中错误的是( )
A.X与Y形成化合物时,一般是X显负价、Y显正价
B.第一电离能:X可能小于Y
C.X的最高价氧化物对应的水化物的酸性小于Y的
D.气态氢化物的稳定性:HmY小于HnX
【答案】C
【解析】同周期两元素的电负性X>Y,可知原子序数X>Y。由于X的电负性较大, X与Y形成化合物时一般是X显负价、Y显正价,A项正确;同周期的元素,原子序数大的,一般第一电离能大,但由于存在半充满电子构型的元素,故也可能Y的第一电离能大于X的,B项正确;X的最高价氧化物对应的水化物的酸性大于Y的,C项错误;同周期从左到右,元素的气态氢化物的稳定性逐渐增强,D项正确。
14.13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是( )
A.元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B.元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C.第一电离能:I1(Al)D.最高价氧化物的水化物的酸性:H3PO4【答案】D
【解析】Al为13号元素,位于周期表中第3周期ⅢA族,故A错误;P位于第ⅤA族,最低负价为-3价,所以简单气态氢化物的化学式为PH3,故B错误;P的3p能级轨道半满,较稳定,第一电离能大于相邻元素,即I1(P)>I1(S),故C错误;非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性P15.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2……表示,单位为kJ·mol-1)。
I1 I2 I3 I4 ……
R 740 1 500 7 700 10 500
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A.R的最高正价为+3价
B.R元素位于元素周期表中第ⅡB族
C.R元素第一电离能大于同周期相邻元素
D.R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【解析】由表中数据可知,R元素的第三电离能与第二电离能的差距最大,故最外层有2个电子,最高正价为+2价,位于第ⅡA族,可能为Be或Mg元素,故A、B、D错误;短周期第ⅡA族(ns2np0)的元素,因np轨道处于全空状态,比较稳定,故其第一电离能大于同周期相邻主族元素,C正确。
二、填空题(本题包括4个小题,共55分)
16.(14分)有A、B、C、D、E、F、G七种元素,除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区,其余元素位于p区,A、E的原子外围电子层排布相同,A的原子中没有成对电子;B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相同;C元素原子的外围电子层排布式为nsnnpn+1;D元素单质的氧化性在同周期主族元素的单质中排第二位;F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍;G的基态原子占据两种形状的原子轨道,且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:D________,G________。
(2)E元素位于周期表________区,________族。
(3)写出C的电子排布式:________。
(4)B的原子结构示意图为________。
(5)基态A原子中含有的未成对电子数为________。
【答案】(1)S Mg (2)s ⅠA (3)1s22s22p3 (4) (5)1
【解析】根据各元素在周期表中的位置、原子结构特点可以推断出各元素分别为A:H;B:C;C:N;D:S;E:K;F:O;G:Mg。
17.(15分)已知:A~F都是周期表中前四周期的元素,它们的原子序数依次增大。其中A、C原子的L层有2个未成对电子。D与E同主族,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。F3+的M层3d轨道电子为半充满状态。请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为____________________(用元素符号表示)。
(2)D元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子、________种不同能级的电子。
(3)写出E的基态原子的电子排布式:___________________________________。
(4)F和X(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于下表,比较两元素的I2、I3可知,气态
X2+再失去一个电子比气态F2+再失去一个电子难。对此,你的解释是
________________________________________________________________________。
元素 X F
电离能/(kJ·mol-1) I1 717 759
I2 1 509 1 561
I3 3 248 2 957
【答案】(1)C(4)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定
【解析】据题意可知A原子电子排布式为1s22s22p2,故为碳元素;C原子电子排布式为1s22s22p4,故为氧元素,则B为氮元素;由D2+与C2-核外电子排布相同,可知D为Mg,则E为Ca;由F3+的3d轨道电子半充满可知为3d5,则F为Fe。
18.(14分)根据信息回答下列问题:
不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。一般认为:如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值:
元素符号 Li Be B C O F Na Al Si P S Cl
电负性值 1.0 1.5 2.0 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 1.8 2.1 2.5 3.0
(1)通过分析电负性值的变化规律,确定Mg元素的电负性值的最小范围:________________。
(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系: _________________________。
(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物:
AlF3__________________,AlCl3____________________,AlrBr3________________。
【答案】 (1)0.9~1.5
(2)非金属性越强,电负性越大;金属性越强,电负性越小
(3)离子化合物 共价化合物 共价化合物
19.(12分)(1)]Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)> I1(Na),原因是______________________。I1(Be)> I1(B)> I1(Li),原因是_______________。
I1/(kJ·mol-1)
Li 520 Be 900 B 801
Na 496 Mg 738 Al 578
(2)黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)________(填“大于”或“小于”)I1(Cu)。原因是________________________________________________________。
(3)元素铜与镍的第二电离能分别为ICu=1 958 kJ·mol-1,INi=1 753 kJ·mol-1,ICu>INi的原因是_______________________________________________________。
(4)根据元素周期律,原子半径Ga________As,第一电离能Ga________(填“大于”或“小于”)As。
【答案】 (1)Na与Li同主族,Na的电子层数多,原子半径大,故第一电离能更小 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2s能级处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的
(2)大于 Zn原子核外电子排布为全充满稳定结构,较难失电子 (3)铜失去的是全充满的3d10电子,镍失去的是4s1电子 (4)大于 小于