1.2.1 原子结构与元素周期表 课时练习（含答案）

第二节　原子结构与元素的性质
题组一　元素周期表的应用
1．关于元素周期表，下列说法不正确的是(　　)
A．第114号元素是位于p区的金属元素，价层电子数为4
B．第117号元素基态原子的未成对电子数为1，位于p轨道上
C．基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的第ⅥB族
D．按照现有构造原理，理论上第八周期应有50种元素
2．价层电子排布为5s25p1的元素，在元素周期表中的位置是(　　)
A．第四周期第ⅤA族 B．第五周期第ⅢA族
C．第五周期第ⅠA族 D．第四周期第ⅢA族
3．下列关于元素在元素周期表中的位置以及元素原子的价层电子排布特点的有关叙述正确的是(　　)
A．Cu在元素周期表的第四周期第ⅠB族，属于ds区元素
B．O的基态原子中，2p能级为半充满，属于p区元素
C．最外层电子排布为4s1的元素一定属于第ⅠA族
D．最外层电子排布为ns2np1的元素可能位于第ⅢA族或第ⅢB族
4．(2022·石家庄高二检测)世界瞩目的港珠澳大桥是世界上最长的斜拉桥，桥受力部件采用高强度拉力钢索。钢索表面的合金保护层含有锌、铝和少量钒，下列说法错误的是(　　)
A．锌位于元素周期表的d区
B．基态Al原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C．钒位于元素周期表中第四周期第ⅤB族
D．钒的价层电子排布为3d34s2
5．(2022·河南许昌高二期中)已知基态R2＋的核外电子排布式为[Ar]3d7，则有关R元素的说法错误的是(　　)
A．质子数为27
B．在周期表中位于第ⅡB族
C．在周期表中处于d区
D．属于过渡金属元素
题组二　元素周期表的分区
6．下面元素周期表中全部是金属元素的区域为(　　)
A．只有s区 B．只有d区
C．s区、d区和ds区 D．d区和ds区
7．前四周期元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有(　　)
A．0种 B．1种 C．2种 D．3种
8．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等同位素，下列关于金属钛的叙述不正确的是(　　)
A．上述钛原子中，中子数不可能为22
B．钛元素在元素周期表中处于第四周期
C．钛的不同同位素在元素周期表中处于不同的位置
D．钛元素是d区的过渡元素
9．元素周期表中共有18纵列，第1列为碱金属元素(氢元素除外)，第18列为稀有气体元素，则下列说法正确的是(　　)
A．第9列元素中没有非金属元素
B．第15列元素原子的最外层电子排布是ns2np5
C．最外层电子排布为ns2的元素一定在第2列
D．第11、12列为d区元素
10．前四周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大。W与Y是相邻周期的同主族元素，Y的单质可用于制作光感电池。基态X原子的2p轨道上有2个未成对电子，Z原子的电子总数是其3d能级电子数的5倍。下列说法正确的是(　　)
A．W与Z都能和X形成多种二元化合物
B．简单氢化物稳定性：X>Y>W
C．基态X电子的轨道表示式为
D．Z属于元素周期表中ds区元素
11．某化学学习小组在学习元素周期系和周期的划分时提出以下观点：
①元素周期系的形成是由原子的结构决定的；
②元素周期系中第ⅠA族元素统称为碱金属元素；
③每一周期元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；
④元素周期系的每一周期元素的种类均相等；
⑤基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期；
⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。
你认为正确的是(　　)
A．①⑥ B．①②③⑤⑥
C．①④⑥ D．②③⑤
12．(2022·浙江金华第一中学高二期中)已知某基态原子(X)的某能层的电子排布为ns2np6nd5，下列说法错误的是(　　)
A．X必为d区元素
B．若n＝3，则Z为24或25
C．若n＝4，则X必为第五周期的过渡元素
D．若X是第四周期元素，则具有ns2np6nd5排布的原子仅有2种
13．X、Y、Z为主族元素，X原子的最外层电子排布为ns1；Y原子的M能层有2个未成对电子；Z原子的最外层p轨道上只有一对成对电子，且Z原子的核外电子比Y原子少8个电子，由这三种元素组成的化合物的分子式不可能的是(　　)
A．XYZ4 B．X2YZ4
C．X2YZ3 D．X2Y2Z3
14．有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期主族元素，与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物；B为第四周期过渡金属元素，最高化合价为＋7价；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价；D原子的价层电子排布为nsnnpn＋2，E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。
(1)写出下面三种元素的元素符号：
A__________、B__________、C__________。
(2)写出D2－的电子排布式：________________________________________________。
基态E原子的电子排布式：________________________________________________。
(3)B位于第__________族，C位于第__________族。
15．现有五种前四周期元素，结构信息如表所示，回答下列问题。
元素 结构信息
A 基态原子有6个原子轨道填充满电子，有3个未成对电子
B M层电子数比L层电子数少两个
C 基态原子核外有17个不同运动状态的电子
D 基态原子的价层电子排布为3dx4s2，在常见化合物中其最高正价为＋7
E 基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子
(1)A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物酸性由强到弱的顺序为______________(用最高价氧化物对应的水化物的化学式表示)。
(2)D在元素周期表中的位置为______________，其基态原子的简化核外电子排布式为______________。
(3)写出基态B原子价层电子的轨道表示式：______________。
(4)E位于元素周期表的______________区，基态原子填有电子的轨道数为______________。
第1课时　原子结构与元素周期表
1．C　[根据每周期元素的种数，可知每周期最后一种稀有气体元素的原子序数分别是2、10、18、36、54、86、118，第114号元素在118号的左边，根据元素周期表中周期和族的划分，可知114号元素位于第七周期第ⅣA族，是位于p区的金属元素，价层电子数为4，故A正确；第117号元素基态原子的价层电子排布式为7s27p5，未成对电子数为1，位于p轨道上，故B正确；基态原子中，第ⅥB族元素中未成对电子数最多为6,96号元素的价层电子排布为5f76d17s2，未成对电子数为8，位于元素周期表的第ⅢB族，所以基态原子中未成对电子数最多的元素不在元素周期表的第ⅥB族，故C错误。]
2．B　[由价层电子排布知，该元素是主族元素。因为最高能层的序数＝周期数，价层电子数＝主族序数，所以该元素位于第五周期第ⅢA族。]
3．A　[铜位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，故A正确；氧元素的2p能级有4个电子，不是半充满，故B错误；最外层电子排布为4s1，该元素不一定位于第ⅠA族，如铜的最外层电子排布为4s1，但铜属于第ⅠB族，故C错误；最外层电子排布为ns2np1，该元素位于第ⅢA族，故D错误。]
4．A　[锌的原子序数为30，在周期表中处于第四周期第ⅡB族，在ds区，故A错误；基态Al原子核外电子占据的最高能级为3p能级，电子云轮廓图为哑铃形，故B正确；钒的原子序数为23，在周期表中处于第四周期第ⅤB族，故C正确；钒的原子序数为23，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，则钒的价层电子排布为3d34s2，故D正确。]
5．B　[基态R2＋的核外电子排布式为[Ar]3d7，则基态原子R的核外电子排布式为[Ar]3d74s2，R为Co元素，则质子数为27，A正确；Co元素位于第四周期第Ⅷ族，处于d区，属于过渡金属元素，B错误，C、D正确。]
6．D　[s区的氢为非金属元素，d区和ds区全部为金属元素，p区包含大多数非金属元素。]
7．B　[基态原子的4s能级中只有1个电子，则该元素最外层仅有的一个电子位于4s能级，即4s1，该原子4s能级未填充满，一是按照能级顺序正常填充的结果：1s22s22p63s23p64s1，为19K元素，位于s区；二是按照洪特规则的特例填充的结果：1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，为24Cr和29Cu,29Cu位于ds区，位于d区的元素只有1种。]
8．C　[题给三种同位素原子中，中子数最小为26，故A项正确；Ti位于第四周期第ⅣB族，属于d区的过渡元素，故B、D项正确；同种元素的不同同位素在元素周期表中的位置相同，故C项错误。]
9．A　[A项，第9列属于第Ⅷ族，全部为金属元素；B项，第15列为第ⅤA族，其元素原子的最外层电子排布为ns2np3；C项，He的最外层电子排布为1s2，在第18列；D项，第11、12列为ds区元素。]
10．A　[由题给信息推知Y为Si元素，W为C元素，基态X原子的2p轨道上有2个未成对电子，则X为O元素，Z原子的电子总数是其3d能级电子数的5倍，则Z为Mn元素，以此解答。W(C)与Z(Mn)都能和X(O)形成多种二元化合物，如CO、CO2、MnO2、Mn2O7等，故A正确；非金属性越强，简单氢化物越稳定，X(H2O)>W(CH4)>Y(SiH4)，故B错误；基态X(O)的电子排布式为1s22s22p4，p轨道上有4个电子，故C错误；Z属于元素周期表中d区元素，故D错误。]
11．A　[第ⅠA族元素除H元素外统称为碱金属元素，②错；第一周期元素原子价层电子排布从1s1开始至1s2结束，③错；不同周期元素的种类不一定相等，④错；⑤中的两元素位于同一主族，⑤错。]
12．D　[按照核外电子排布，可把元素周期表划分为5个区，除ds区外，各区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号，根据X的电子排布式可知，X必为d区元素，故A正确；若n＝3，基态X原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2，则Z为24或25，故B正确；若n＝4，该原子有5个电子层，处于第五周期，故C正确；若X是第四周期元素，则具有ns2np6nd5排布的元素有Cr、Mn，但可能存在同位素，因此原子不止2种，故D错误。]
13．A　[X元素的原子最外层电子排布为ns1，为第ⅠA族元素，化合价为＋1价，Y原子的M能层有2个未成对电子，其电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4，为Si元素或S元素，化合价为＋4价或＋6价；Z原子的最外层p轨道上只有一对成对电子，且Z原子的核外电子比Y原子少8，则Y和Z为同一主族元素，所以Z是O元素，Y是S元素，由这三种元素组成的化合物中氧元素显－2价，Y显＋2、＋4或＋6价，X显＋1价。A项中Y的化合价为＋7价，不符合。]
14．(1)K　Mn　Br　(2)1s22s22p6　1s22s22p63s23p1
(3)ⅦB　ⅦA
解析　由B为第四周期过渡金属元素，最高化合价为＋7价可推出B是锰元素；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价，则C是溴元素；D原子的价层电子排布为nsnnpn＋2，则D是氧元素；A与D可形成原子个数比为1∶1和2∶1的化合物，且为第四周期主族元素，则A是钾元素。E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素应为Al。
15．(1)HClO4>H2SO4>H3PO4
(2)第四周期第ⅦB族　[Ar]3d54s2
(3)
(4)ds　15
解析　A的基态原子有6个原子轨道填充满电子，有3个未成对电子，A为P；B原子的M层电子数比L层电子数少两个，B为S；C的基态原子核外有17个不同运动状态的电子，C为Cl；D的基态原子的价层电子排布为3dx4s2，在常见化合物中其最高正价为＋7，则价层电子排布为3d54s2，D为Mn；E的基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有1个未成对电子，E的价层电子排布为3d104s1，E为Cu，据此分析回答问题。
(1)由以上分析知，A为P，B为S，C为Cl。A、B、C三种元素最高价氧化物对应的水化物的酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H3PO4。(2)D为锰元素，其在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族，其基态原子的简化核外电子排布式为[Ar]3d54s2。(4)E为铜元素，位于元素周期表的ds区，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，填有电子的轨道数为15。