专题质量检测（二）（含解析） 原子结构与元素性质（学生版+教师版）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019）
文档属性
| 名称 | 专题质量检测（二）（含解析） 原子结构与元素性质（学生版+教师版）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 181.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-02-12 16:25:22 | ||
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文档简介
专题质量检测（二） 原子结构与元素性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·扬州高二检测）下列说法或有关化学用语的使用正确的是（ ）
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.铁原子的外围电子轨道表示式为
C.1s电子云轮廓图为圆形
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
2.下列有关原子轨道的叙述正确的是（ ）
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.p轨道的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数也在增多
D.铯原子的2s与5s轨道皆为球形
3.（2024·苏州高二检测）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10 909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是（ ）
A.基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2
B.基态Si原子和基态Ti原子的外围电子数不相等
C.基态Ti原子核外有7种能量不同的电子
D.基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子
4.下列说法正确的是（ ）
A.电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中，基态原子的4s轨道中只有1个电子且位于d区的元素共有3种
C.核电荷数为26的元素基态原子的外围电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态电子，其原子轨道中可能不含未成对电子
5.下列轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是（ ）
6.（2024·泰州高二检测）下列各项叙述中，正确的是（ ）
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态
B.外围电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，球的半径大小相同
D.基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
7.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（ ）
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子
D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
8.（2024·泰州高二检测）前4周期非0族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。外围电子数满足Z＝X＋Y；原子半径X小于Y，Y是空气中含量最多的元素；基态Z原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍；W的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子。下列说法正确的是（ ）
A.W位于元素周期表s区
B.第一电离能：Y＞Z
C.X、Z形成的分子一定是10e－微粒
D.简单气态氢化物的热稳定性：Z＜Y
9.（2024·泰州高二检测）硫酸亚铁铵[Fe·6H2O]在定量分析中常用来标定重铬酸钾或高锰酸钾溶液，还用于医药和电镀等方面。下列说法正确的是（ ）
A.第二电离能大小：I2＜I2 B.电负性大小：χ＜χ
C.半径大小：r＞r D.简单气态氢化物的稳定性：H2O＜H2S
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能：W＞X＞Y＞Z
B.简单离子的还原性：Y＞X＞W
C.简单离子的半径：W＞X＞Y＞Z
D.简单氢化物水溶液的酸性：Y＞W
11.下列说法错误的是（ ）
A.ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量
B.如果6C的电子排布式为1s22s22，则违反了洪特规则
C.如果21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了能量最低原理
D.如果22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10，则违反了泡利不相容原理
12.（2024·徐州高二检测）元素As、Se、Br位于元素周期表中第4周期。下列说法正确的是（ ）
A.原子半径大小：r＞r＞r
B.第一电离能大小： I1＜I1＜I1
C.简单气态氢化物稳定性：AsH3＞H2Se＞HBr
D.电负性大小： χ＞χ＞χ
13.（2024·南京高二检测）R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素。这些基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1个，X的外围电子排布式为 nsnnp2n，Y的核外电子填充在8个轨道中，Z有4个未成对电子。下列说法不正确的是（ ）
A.第一电离能：Q＞X＞Y
B.Q的基态原子有5种空间运动状态的电子
C.由 R、Q、X三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
D.Y与 Q、Z与X均能形成原子个数比为3∶4的化合物
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（13分）（2024·淮安高二检测）回答下列问题：
（1）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。
①基态Fe原子中，核外存在 个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2，Sm3＋外围电子排布式为 。
②基态F原子的外围电子轨道表达式为 。基态As原子的电子排布式为 。
（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种；其核外电子运动最高能量的轨道的电子云轮廓图为 。
（3）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p3；②1s22s22p63s23p1；
③1s22s22p3；④[He]2s22p2。有关原子半径由大到小的顺序正确的是 （填序号）。
（4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最高的是 （填字母）。
15.（16分）R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其中R与W位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，常温下X的单质为淡黄色固体，含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），基态Z原子有5个未成对电子。请回答下列问题：
（1）基态Z原子的外围电子排布式为 ，该元素位于元素周期表中的 区。
（2）基态R原子中有 个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为 形。
（3）R、W、X三种元素中第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示），原因是
。
（4）R、W、X、Y、Z中非金属元素形成的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 （填化学式）。
（5）X、Y两种元素组成的化合物Y2X2的电子式为 ，其中含有的化学键类型为 。
16.（16分）现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
元素 相关信息
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B 元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C 原子的第一至第四电离能分别是I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1；I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D 原子核外所有p轨道全充满或半充满
E 元素的主族序数与周期序数的差为4
F 是前四周期中电负性最小的元素
G 在周期表的第7列
（1）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个伸展方向，原子轨道呈 形。
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了 。
（3）G位于 族 区，外围电子排布式为 。
（4）检验F元素的方法是 ，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：
。
17.（16分）（2024·镇江高二检测）Vilsmeier试剂是有机反应中的一种重要原料，由以下反应生成：
W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，五种元素中X的电负性最大，Y的单质在空气中含量最多，Z在自然界中形成的化合物种类最多，W元素的一种核素不含中子，该五种元素的原子在以上有机结构中均达到稳定结构，回答以下问题：
（1）写出各元素的元素符号：W ；X ；Y ；Z ；Q 。
（2）基态Y原子的外围电子轨道表示式为 ；基态X原子中未成对电子数为 。
（3）基态X、Y、Z原子的第一电离能从大到小的顺序为 （用元素符号表示），理由是
。
（4）下列说法正确的是 （填字母）。
A.电负性：Y＜Z
B.Q2X中，X为－2价
C.基态Q原子有17种能量不同的电子
D.W、Y、Q三种元素可以形成离子化合物
（5）实验室用Cu和HNO3制备化合物YX的化学方程式为 。
专题质量检测（二） 原子结构与元素性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·扬州高二检测）下列说法或有关化学用语的使用正确的是（ ）
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.铁原子的外围电子轨道表示式为
C.1s电子云轮廓图为圆形
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
解析：B 在基态多电子原子中，p轨道上电子的能量低于ns轨道上电子的能量，A错误；铁元素原子序数为26，外围电子轨道表示式为，B正确；1s电子云轮廓图为球形，C错误；d轨道全充满时原子更稳定，基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，D错误。
2.下列有关原子轨道的叙述正确的是（ ）
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.p轨道的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数也在增多
D.铯原子的2s与5s轨道皆为球形
解析：D S原子的2s轨道能量低于3p轨道，A错误；每个电子层最多能容纳2n2个电子，所以电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，B错误；所有的p轨道都含有3个轨道，所以随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数不变，C错误；所有的s轨道电子云轮廓图都是球形，所以铯原子的2s与5s轨道皆为球形，D正确。
3.（2024·苏州高二检测）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10 909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是（ ）
A.基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2
B.基态Si原子和基态Ti原子的外围电子数不相等
C.基态Ti原子核外有7种能量不同的电子
D.基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子
解析：B Sn处于ⅣA族，基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2，A正确；Si处于ⅣA族，其外围电子排布式为3s23p2，外围电子数为4，基态Ti原子外围电子排布式为3d24s2，外围电子数为4，B错误；基态Ti原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，其中能量不同的电子，1s、2s、3s、4s各有1种，2p、3p 各有1种，3d有1种，共7种，C正确；基态Al原子核外有13个电子，则其有13种运动状态不同的电子，D正确。
4.下列说法正确的是（ ）
A.电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中，基态原子的4s轨道中只有1个电子且位于d区的元素共有3种
C.核电荷数为26的元素基态原子的外围电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态电子，其原子轨道中可能不含未成对电子
解析：C 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，会产生发射光谱，发射光谱是一种原子光谱，A错误；基态原子的4s轨道中只有1个电子即4s轨道未充满，该元素可能是K（1s22s22p63s23p64s1）、Cr（1s22s22p63s23p63d54s1）、Cu（1s22s22p63s23p63d104s1），其中位于d区的元素是Cr，只有1种，B错误；核电荷数为26的为Fe元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则外围电子轨道表示式为，C正确；每个原子轨道最多容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，原子轨道中一定含有未成对电子，D错误。
5.下列轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是（ ）
解析：D 根据构造原理，基态原子的电子应按1s、2s、2p、3s的顺序，填满上一个轨道后，再向下一个轨道填充，A、B表示的原子能量不处于最低状态，不符合题意；根据洪特规则，基态原子中填入能量相同轨道的电子总是先单独分占，且自旋状态相同，C表示的原子2p轨道上3个电子自旋状态不相同，能量不处于最低状态，不符合题意；D表示的原子符合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，能量处于最低状态，符合题意。
6.（2024·泰州高二检测）下列各项叙述中，正确的是（ ）
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态
B.外围电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，球的半径大小相同
D.基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析：A 基态镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，由基态转化成激发态，A正确；外围电子排布式为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数是5，最后一个电子排在p轨道，所以该元素位于第5周期ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，且电子层序数越大，球的半径越大，C错误；基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，D错误。
7.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（ ）
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子
D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
解析：B p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利不相容原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族元素，也可能是ⅥA族元素，A错误；p轨道上有1个空轨道，说明另外2个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于ⅣA族元素，B正确；最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，不属于主族元素，C错误；最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于ⅡA族元素，D错误。
8.（2024·泰州高二检测）前4周期非0族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。外围电子数满足Z＝X＋Y；原子半径X小于Y，Y是空气中含量最多的元素；基态Z原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍；W的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子。下列说法正确的是（ ）
A.W位于元素周期表s区
B.第一电离能：Y＞Z
C.X、Z形成的分子一定是10e－微粒
D.简单气态氢化物的热稳定性：Z＜Y
解析：B 前4周期非0族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。Y 是空气中含量最多的元素，则Y为N；原子半径 X 小于 Y，X不可能为第2周期元素，则X为H；外围电子数满足 Z＝X＋Y，且基态 Z 原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，则Z为O；W 的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子，则W为Cu；综上所述，X、Y、Z、W 依次为H、N、O、Cu。W为Cu，位于元素周期表的ds区，A错误；第一电离能：N＞O，B正确；X、Z形成的分子H2O2是18e－微粒，C错误；非金属性：O＞N，简单气态氢化物的热稳定性：H2O＞NH3，D错误。
9.（2024·泰州高二检测）硫酸亚铁铵
[Fe·6H2O]在定量分析中常用来标定重铬酸钾或高锰酸钾溶液，还用于医药和电镀等方面。下列说法正确的是（ ）
A.第二电离能大小：I2＜I2
B.电负性大小：χ＜χ
C.半径大小：r＞r
D.简单气态氢化物的稳定性：H2O＜H2S
解析：B Fe的第二电离能为失去4s轨道上的1个电子，3d轨道不是半充满结构，Mn的第二电离能为失去4s轨道上的1个电子，3d轨道是半充满结构，Mn更容易失去第二个电子，所以Fe的第二电离能大于Mn的第二电离能，A错误；电负性：χ＜χ，B正确；半径大小：r＜r，C错误；非金属性：O＞S，简单气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S，D错误。
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能：W＞X＞Y＞Z
B.简单离子的还原性：Y＞X＞W
C.简单离子的半径：W＞X＞Y＞Z
D.简单氢化物水溶液的酸性：Y＞W
解析：C 基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，则X的核外电子排布式为1s22s2或1s22s22p4，X为Be或O元素；Z可与X形成淡黄色的化合物Z2X2，则Z为Na元素，X为O元素，化合物Z2X2为Na2O2；X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大，则Y只能是F元素，Y、W最外层电子数相同，则W为Cl元素。根据第一电离能的递变规律可知，其相对大小顺序为F＞O＞Cl＞Na，A项错误；非金属性：F＞O＞Cl，简单离子的还原性：Cl－＞O2－＞F－，B项错误；简单离子半径：Cl－＞O2－＞F－＞Na＋，C项正确；简单氢化物水溶液的酸性：HF＜HCl，D项错误。
11.下列说法错误的是（ ）
A.ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量
B.如果6C的电子排布式为1s22s22，则违反了洪特规则
C.如果21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了能量最低原理
D.如果22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10，则违反了泡利不相容原理
解析：A A项，根据构造原理，ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量；B项，对于C原子，2p轨道有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，轨道能量高低顺序为E（4s）＜E（3d），对于21Sc，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，正确的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D项，对于22Ti原子，3p轨道共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
12.（2024·徐州高二检测）元素As、Se、Br位于元素周期表中第4周期。下列说法正确的是（ ）
A.原子半径大小：r＞r＞r
B.第一电离能大小： I1＜I1＜I1
C.简单气态氢化物稳定性：AsH3＞H2Se＞HBr
D.电负性大小： χ＞χ＞χ
解析：A 同周期主族元素自左向右原子半径依次减小，所以r＞r＞r，A正确；同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，当最外层出现半充满和全充满时第一电离能比相邻元素都要大，所以I1＜I1＜I1，B错误；非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，溴非金属性最强砷最弱，所以稳定性：HBr＞H2Se＞AsH3，C错误；同周期主族元素自左向右电负性依次增大，所以χ＞χ＞χ，D错误。
13.（2024·南京高二检测）R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素。这些基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1个，X的外围电子排布式为 nsnnp2n，Y的核外电子填充在8个轨道中，Z有4个未成对电子。下列说法不正确的是（ ）
A.第一电离能：Q＞X＞Y
B.Q的基态原子有5种空间运动状态的电子
C.由 R、Q、X三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
D.Y与 Q、Z与X均能形成原子个数比为3∶4的化合物
解析：C R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，则R为H；Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1，则Q的电子排布式为1s22s22p3，Q为N；X的外围电子排布式为2s22p4，则X为O；Y的核外电子填充在8个轨道中，则Y的电子排布式为1s22s22p63s23p2，则Y为Si；Z有4个未成对电子，外围电子排布式为3d64s2，则Z为Fe。同周期元素随核电荷数增大，第一电离能呈增大趋势；同主族元素核电荷数越大，第一电离能越小。同周期ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，则第一电离能：N＞O，O＞S＞Si，即Q＞X＞Y，A正确；Q为N，基态原子核外有5种空间运动状态的电子，B正确；由R、Q、X三种元素形成的化合物有HNO3、HNO2、NH4NO3、NH3·H2O等，其中HNO3、HNO2、NH4NO3的水溶液均显酸性，而NH3·H2O 的水溶液显碱性，C错误；Y与Q可形成原子个数比为3∶4的化合物Si3N4，Z与X可形成原子个数比为3∶4的化合物Fe3O4，D正确。
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（13分）（2024·淮安高二检测）回答下列问题：
（1）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。
①基态Fe原子中，核外存在26个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2，Sm3＋外围电子排布式为4f5。
②基态F原子的外围电子轨道表达式为。基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种；其核外电子运动最高能量的轨道的电子云轮廓图为纺锤形。
（3）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p3；②1s22s22p63s23p1；
③1s22s22p3；④[He]2s22p2。有关原子半径由大到小的顺序正确的是②①④③（填序号）。
（4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最高的是B（填字母）。
解析：（1）①Fe为26号元素，一个电子就是一种运动状态的电子，因此基态Fe原子中，核外存在26个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2， 先失去最外层的两个电子，再失去4f上的一个电子，因此Sm3＋的外围电子排布式为4f5。②F为9号元素，则基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5，基态F原子的外围电子轨道表示式为。As为33号元素，基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。（2）S为16号元素，则基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，原子核外16个电子分占9个轨道，具有9种空间运动状态，最高能量电子为3p电子，电子云轮廓图为纺锤形。（3）根据四种基态原子核外电子排布式可知，①P；②Al；③N；④C。同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，一般电子层数多的，原子半径大，所以原子半径： Al＞ P ＞ C ＞ N。（4），3s轨道全充满，电离最外层一个电子即镁的第一电离能，失去最外层一个电子所需能量较低， A不符合题意；即基态Mg＋，再失去一个电子所需能量即为镁的第二电离能，电离最外层一个电子所需能量最大， B符合题意；，该镁原子的电子处于激发态，容易失去3p上的电子，失去一个电子所需能量比A选项低， C不符合题意；，即激发态Mg＋，再失去一个电子即为镁的第二电离能，最外层的电子处于激发态，失去最外层一个电子所需能量比B选项低，D不符合题意。
15.（16分）R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其中R与W位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，常温下X的单质为淡黄色固体，含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），基态Z原子有5个未成对电子。请回答下列问题：
（1）基态Z原子的外围电子排布式为3d54s2，该元素位于元素周期表中的d区。
（2）基态R原子中有3个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为纺锤形。
（3）R、W、X三种元素中第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞S（用元素符号表示），原因是N、F在同周期，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p轨道处于半充满状态，第一电离能比O元素大，而O、S同主族，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，故第一电离能：F＞N＞O＞S，则F＞N＞S。
（4）R、W、X、Y、Z中非金属元素形成的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HF＞NH3＞H2S（填化学式）。
（5）X、Y两种元素组成的化合物Y2X2的电子式为K＋K＋，其中含有的化学键类型为离子键、非极性键。
解析：R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，W是F元素；其中R与F位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，R是N元素；常温下X的单质为淡黄色固体，X是S元素；含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），Y是K元素；基态Z原子有5个未成对电子，Z是Mn元素，据此作答即可。
16.（16分）现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
元素 相关信息
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B 元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C 原子的第一至第四电离能分别是I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1；I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D 原子核外所有p轨道全充满或半充满
E 元素的主族序数与周期序数的差为4
F 是前四周期中电负性最小的元素
G 在周期表的第7列
（1）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈纺锤形。
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了泡利不相容原理。
（3）G位于ⅦB族d区，外围电子排布式为3d54s2。
（4）检验F元素的方法是焰色反应，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的轨道，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将以光的形式释放能量。
解析：A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，故A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，为1s22s22p3，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能突然增大，故C表现＋2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第3周期，D原子核外所有p轨道全充满或半充满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E处于第3周期，E元素的主族序数与周期序数的差为4，E处于ⅦA族，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，F为第4周期元素，故F为K元素，G在第4周期第7列，故G为Mn元素。（1）B是N原子，基态原子中能量最高的电子排布在2p轨道上，其电子云在空间有px、py、pz 3个伸展方向，原子轨道呈纺锤形。（2）根据泡利不相容原理，1个原子轨道只能容纳2个自旋状态相反的电子，该同学所画的轨道表示式中3s轨道的2个电子自旋状态相同，违背了泡利不相容原理。（3）G为Mn元素，是25号元素，位于第4周期ⅦB族，最后填充的为d电子，为d区元素，外围电子排布式为3d54s2。（4）当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到能量较高的轨道，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将以光的形式释放能量；检验K元素的方法是焰色反应。
17.（16分）（2024·镇江高二检测）Vilsmeier试剂是有机反应中的一种重要原料，由以下反应生成：
W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，五种元素中X的电负性最大，Y的单质在空气中含量最多，Z在自然界中形成的化合物种类最多，W元素的一种核素不含中子，该五种元素的原子在以上有机结构中均达到稳定结构，回答以下问题：
（1）写出各元素的元素符号：W H；X O；Y N；Z C；Q Cl。
（2）基态Y原子的外围电子轨道表示式为；基态X原子中未成对电子数为2。
（3）基态X、Y、Z原子的第一电离能从大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示），理由是同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，氮元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
（4）下列说法正确的是BD（填字母）。
A.电负性：Y＜Z
B.Q2X中，X为－2价
C.基态Q原子有17种能量不同的电子
D.W、Y、Q三种元素可以形成离子化合物
（5）实验室用Cu和HNO3制备化合物YX的化学方程式为3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
解析：（1）W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，Y的单质在空气中含量最多，则Y为N元素；Z在自然界中形成的化合物种类最多，则Z为C元素；W元素的一种核素不含中子，则W为H元素；五种元素的原子在有机结构中均达到稳定结构，由结构简式可知，W、X、Y、Z、Q形成共价键的数目分别为1、2、3、4、1，且Q能形成带1个单位负电荷的阴离子，五种元素中X的电负性最大，则X为O元素、Q为Cl元素。（2）氮元素的原子序数为7，基态原子的外围电子排布式为2s22p3，外围电子轨道表示式为；氧元素的原子序数为8，基态原子的外围电子排布式为2s22p4，原子中未成对电子数为2。（3）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，氮元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。（4）同周期主族元素，从左到右非金属性依次增强，电负性依次增大，则氮元素的电负性大于碳元素，A错误；氧元素的电负性大于氯元素，则一氧化二氯分子中氧元素呈－2价，B正确；氯元素的原子序数为17，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，原子有5种能量不同的电子，C错误；氢、氮、氯三种元素可以形成离子化合物NH4Cl，D正确。（5）实验室制备一氧化氮的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
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（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·扬州高二检测）下列说法或有关化学用语的使用正确的是（ ）
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.铁原子的外围电子轨道表示式为
C.1s电子云轮廓图为圆形
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
2.下列有关原子轨道的叙述正确的是（ ）
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.p轨道的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数也在增多
D.铯原子的2s与5s轨道皆为球形
3.（2024·苏州高二检测）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10 909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是（ ）
A.基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2
B.基态Si原子和基态Ti原子的外围电子数不相等
C.基态Ti原子核外有7种能量不同的电子
D.基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子
4.下列说法正确的是（ ）
A.电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中，基态原子的4s轨道中只有1个电子且位于d区的元素共有3种
C.核电荷数为26的元素基态原子的外围电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态电子，其原子轨道中可能不含未成对电子
5.下列轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是（ ）
6.（2024·泰州高二检测）下列各项叙述中，正确的是（ ）
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态
B.外围电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，球的半径大小相同
D.基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
7.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（ ）
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子
D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
8.（2024·泰州高二检测）前4周期非0族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。外围电子数满足Z＝X＋Y；原子半径X小于Y，Y是空气中含量最多的元素；基态Z原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍；W的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子。下列说法正确的是（ ）
A.W位于元素周期表s区
B.第一电离能：Y＞Z
C.X、Z形成的分子一定是10e－微粒
D.简单气态氢化物的热稳定性：Z＜Y
9.（2024·泰州高二检测）硫酸亚铁铵[Fe·6H2O]在定量分析中常用来标定重铬酸钾或高锰酸钾溶液，还用于医药和电镀等方面。下列说法正确的是（ ）
A.第二电离能大小：I2＜I2 B.电负性大小：χ＜χ
C.半径大小：r＞r D.简单气态氢化物的稳定性：H2O＜H2S
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能：W＞X＞Y＞Z
B.简单离子的还原性：Y＞X＞W
C.简单离子的半径：W＞X＞Y＞Z
D.简单氢化物水溶液的酸性：Y＞W
11.下列说法错误的是（ ）
A.ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量
B.如果6C的电子排布式为1s22s22，则违反了洪特规则
C.如果21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了能量最低原理
D.如果22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10，则违反了泡利不相容原理
12.（2024·徐州高二检测）元素As、Se、Br位于元素周期表中第4周期。下列说法正确的是（ ）
A.原子半径大小：r＞r＞r
B.第一电离能大小： I1＜I1＜I1
C.简单气态氢化物稳定性：AsH3＞H2Se＞HBr
D.电负性大小： χ＞χ＞χ
13.（2024·南京高二检测）R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素。这些基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1个，X的外围电子排布式为 nsnnp2n，Y的核外电子填充在8个轨道中，Z有4个未成对电子。下列说法不正确的是（ ）
A.第一电离能：Q＞X＞Y
B.Q的基态原子有5种空间运动状态的电子
C.由 R、Q、X三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
D.Y与 Q、Z与X均能形成原子个数比为3∶4的化合物
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（13分）（2024·淮安高二检测）回答下列问题：
（1）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。
①基态Fe原子中，核外存在 个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2，Sm3＋外围电子排布式为 。
②基态F原子的外围电子轨道表达式为 。基态As原子的电子排布式为 。
（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种；其核外电子运动最高能量的轨道的电子云轮廓图为 。
（3）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p3；②1s22s22p63s23p1；
③1s22s22p3；④[He]2s22p2。有关原子半径由大到小的顺序正确的是 （填序号）。
（4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最高的是 （填字母）。
15.（16分）R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其中R与W位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，常温下X的单质为淡黄色固体，含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），基态Z原子有5个未成对电子。请回答下列问题：
（1）基态Z原子的外围电子排布式为 ，该元素位于元素周期表中的 区。
（2）基态R原子中有 个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为 形。
（3）R、W、X三种元素中第一电离能由大到小的顺序为 （用元素符号表示），原因是
。
（4）R、W、X、Y、Z中非金属元素形成的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是 （填化学式）。
（5）X、Y两种元素组成的化合物Y2X2的电子式为 ，其中含有的化学键类型为 。
16.（16分）现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
元素 相关信息
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B 元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C 原子的第一至第四电离能分别是I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1；I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D 原子核外所有p轨道全充满或半充满
E 元素的主族序数与周期序数的差为4
F 是前四周期中电负性最小的元素
G 在周期表的第7列
（1）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个伸展方向，原子轨道呈 形。
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了 。
（3）G位于 族 区，外围电子排布式为 。
（4）检验F元素的方法是 ，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：
。
17.（16分）（2024·镇江高二检测）Vilsmeier试剂是有机反应中的一种重要原料，由以下反应生成：
W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，五种元素中X的电负性最大，Y的单质在空气中含量最多，Z在自然界中形成的化合物种类最多，W元素的一种核素不含中子，该五种元素的原子在以上有机结构中均达到稳定结构，回答以下问题：
（1）写出各元素的元素符号：W ；X ；Y ；Z ；Q 。
（2）基态Y原子的外围电子轨道表示式为 ；基态X原子中未成对电子数为 。
（3）基态X、Y、Z原子的第一电离能从大到小的顺序为 （用元素符号表示），理由是
。
（4）下列说法正确的是 （填字母）。
A.电负性：Y＜Z
B.Q2X中，X为－2价
C.基态Q原子有17种能量不同的电子
D.W、Y、Q三种元素可以形成离子化合物
（5）实验室用Cu和HNO3制备化合物YX的化学方程式为 。
专题质量检测（二） 原子结构与元素性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·扬州高二检测）下列说法或有关化学用语的使用正确的是（ ）
A.在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量
B.铁原子的外围电子轨道表示式为
C.1s电子云轮廓图为圆形
D.基态铜原子的外围电子排布式为3d94s2
解析：B 在基态多电子原子中，p轨道上电子的能量低于ns轨道上电子的能量，A错误；铁元素原子序数为26，外围电子轨道表示式为，B正确；1s电子云轮廓图为球形，C错误；d轨道全充满时原子更稳定，基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，D错误。
2.下列有关原子轨道的叙述正确的是（ ）
A.硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B.电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳16个电子
C.p轨道的原子轨道呈纺锤形，随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数也在增多
D.铯原子的2s与5s轨道皆为球形
解析：D S原子的2s轨道能量低于3p轨道，A错误；每个电子层最多能容纳2n2个电子，所以电子层序数n＝4的原子轨道最多可容纳32个电子，B错误；所有的p轨道都含有3个轨道，所以随着电子层序数的增加，p轨道的原子轨道数不变，C错误；所有的s轨道电子云轮廓图都是球形，所以铯原子的2s与5s轨道皆为球形，D正确。
3.（2024·苏州高二检测）我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为10 909米。“奋斗者”号载人舱球壳的材料Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是（ ）
A.基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2
B.基态Si原子和基态Ti原子的外围电子数不相等
C.基态Ti原子核外有7种能量不同的电子
D.基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子
解析：B Sn处于ⅣA族，基态Sn原子的外围电子排布式为5s25p2，A正确；Si处于ⅣA族，其外围电子排布式为3s23p2，外围电子数为4，基态Ti原子外围电子排布式为3d24s2，外围电子数为4，B错误；基态Ti原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，其中能量不同的电子，1s、2s、3s、4s各有1种，2p、3p 各有1种，3d有1种，共7种，C正确；基态Al原子核外有13个电子，则其有13种运动状态不同的电子，D正确。
4.下列说法正确的是（ ）
A.电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B.在已知元素中，基态原子的4s轨道中只有1个电子且位于d区的元素共有3种
C.核电荷数为26的元素基态原子的外围电子轨道表示式为
D.核外电子数为奇数的基态电子，其原子轨道中可能不含未成对电子
解析：C 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，会产生发射光谱，发射光谱是一种原子光谱，A错误；基态原子的4s轨道中只有1个电子即4s轨道未充满，该元素可能是K（1s22s22p63s23p64s1）、Cr（1s22s22p63s23p63d54s1）、Cu（1s22s22p63s23p63d104s1），其中位于d区的元素是Cr，只有1种，B错误；核电荷数为26的为Fe元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则外围电子轨道表示式为，C正确；每个原子轨道最多容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，原子轨道中一定含有未成对电子，D错误。
5.下列轨道表示式正确且所表示的元素原子的能量处于最低状态的是（ ）
解析：D 根据构造原理，基态原子的电子应按1s、2s、2p、3s的顺序，填满上一个轨道后，再向下一个轨道填充，A、B表示的原子能量不处于最低状态，不符合题意；根据洪特规则，基态原子中填入能量相同轨道的电子总是先单独分占，且自旋状态相同，C表示的原子2p轨道上3个电子自旋状态不相同，能量不处于最低状态，不符合题意；D表示的原子符合能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，能量处于最低状态，符合题意。
6.（2024·泰州高二检测）下列各项叙述中，正确的是（ ）
A.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态
B.外围电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素
C.所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，球的半径大小相同
D.基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析：A 基态镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，由基态转化成激发态，A正确；外围电子排布式为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数是5，最后一个电子排在p轨道，所以该元素位于第5周期ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形的，且电子层序数越大，球的半径越大，C错误；基态24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，D错误。
7.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（ ）
A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子
D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子
解析：B p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利不相容原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族元素，也可能是ⅥA族元素，A错误；p轨道上有1个空轨道，说明另外2个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于ⅣA族元素，B正确；最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，不属于主族元素，C错误；最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于ⅡA族元素，D错误。
8.（2024·泰州高二检测）前4周期非0族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。外围电子数满足Z＝X＋Y；原子半径X小于Y，Y是空气中含量最多的元素；基态Z原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍；W的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子。下列说法正确的是（ ）
A.W位于元素周期表s区
B.第一电离能：Y＞Z
C.X、Z形成的分子一定是10e－微粒
D.简单气态氢化物的热稳定性：Z＜Y
解析：B 前4周期非0族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大。Y 是空气中含量最多的元素，则Y为N；原子半径 X 小于 Y，X不可能为第2周期元素，则X为H；外围电子数满足 Z＝X＋Y，且基态 Z 原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，则Z为O；W 的内层电子全充满，且第四电子层只有1个电子，则W为Cu；综上所述，X、Y、Z、W 依次为H、N、O、Cu。W为Cu，位于元素周期表的ds区，A错误；第一电离能：N＞O，B正确；X、Z形成的分子H2O2是18e－微粒，C错误；非金属性：O＞N，简单气态氢化物的热稳定性：H2O＞NH3，D错误。
9.（2024·泰州高二检测）硫酸亚铁铵
[Fe·6H2O]在定量分析中常用来标定重铬酸钾或高锰酸钾溶液，还用于医药和电镀等方面。下列说法正确的是（ ）
A.第二电离能大小：I2＜I2
B.电负性大小：χ＜χ
C.半径大小：r＞r
D.简单气态氢化物的稳定性：H2O＜H2S
解析：B Fe的第二电离能为失去4s轨道上的1个电子，3d轨道不是半充满结构，Mn的第二电离能为失去4s轨道上的1个电子，3d轨道是半充满结构，Mn更容易失去第二个电子，所以Fe的第二电离能大于Mn的第二电离能，A错误；电负性：χ＜χ，B正确；半径大小：r＜r，C错误；非金属性：O＞S，简单气态氢化物的稳定性：H2O＞H2S，D错误。
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能：W＞X＞Y＞Z
B.简单离子的还原性：Y＞X＞W
C.简单离子的半径：W＞X＞Y＞Z
D.简单氢化物水溶液的酸性：Y＞W
解析：C 基态X原子的电子总数是其最高能量轨道电子数的2倍，则X的核外电子排布式为1s22s2或1s22s22p4，X为Be或O元素；Z可与X形成淡黄色的化合物Z2X2，则Z为Na元素，X为O元素，化合物Z2X2为Na2O2；X、Y、Z、W均为短周期主族元素且原子序数依次增大，则Y只能是F元素，Y、W最外层电子数相同，则W为Cl元素。根据第一电离能的递变规律可知，其相对大小顺序为F＞O＞Cl＞Na，A项错误；非金属性：F＞O＞Cl，简单离子的还原性：Cl－＞O2－＞F－，B项错误；简单离子半径：Cl－＞O2－＞F－＞Na＋，C项正确；简单氢化物水溶液的酸性：HF＜HCl，D项错误。
11.下列说法错误的是（ ）
A.ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量
B.如果6C的电子排布式为1s22s22，则违反了洪特规则
C.如果21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了能量最低原理
D.如果22Ti的电子排布式为1s22s22p63s23p10，则违反了泡利不相容原理
解析：A A项，根据构造原理，ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量；B项，对于C原子，2p轨道有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应该以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则；C项，轨道能量高低顺序为E（4s）＜E（3d），对于21Sc，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，正确的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了能量最低原理；D项，对于22Ti原子，3p轨道共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利不相容原理。
12.（2024·徐州高二检测）元素As、Se、Br位于元素周期表中第4周期。下列说法正确的是（ ）
A.原子半径大小：r＞r＞r
B.第一电离能大小： I1＜I1＜I1
C.简单气态氢化物稳定性：AsH3＞H2Se＞HBr
D.电负性大小： χ＞χ＞χ
解析：A 同周期主族元素自左向右原子半径依次减小，所以r＞r＞r，A正确；同周期元素自左向右第一电离能呈增大趋势，当最外层出现半充满和全充满时第一电离能比相邻元素都要大，所以I1＜I1＜I1，B错误；非金属性越强，简单气态氢化物越稳定，溴非金属性最强砷最弱，所以稳定性：HBr＞H2Se＞AsH3，C错误；同周期主族元素自左向右电负性依次增大，所以χ＞χ＞χ，D错误。
13.（2024·南京高二检测）R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素。这些基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1个，X的外围电子排布式为 nsnnp2n，Y的核外电子填充在8个轨道中，Z有4个未成对电子。下列说法不正确的是（ ）
A.第一电离能：Q＞X＞Y
B.Q的基态原子有5种空间运动状态的电子
C.由 R、Q、X三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
D.Y与 Q、Z与X均能形成原子个数比为3∶4的化合物
解析：C R、Q、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，R的电子只有一种自旋取向，则R为H；Q的s轨道的电子总数比p轨道的多1，则Q的电子排布式为1s22s22p3，Q为N；X的外围电子排布式为2s22p4，则X为O；Y的核外电子填充在8个轨道中，则Y的电子排布式为1s22s22p63s23p2，则Y为Si；Z有4个未成对电子，外围电子排布式为3d64s2，则Z为Fe。同周期元素随核电荷数增大，第一电离能呈增大趋势；同主族元素核电荷数越大，第一电离能越小。同周期ⅡA族和ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，则第一电离能：N＞O，O＞S＞Si，即Q＞X＞Y，A正确；Q为N，基态原子核外有5种空间运动状态的电子，B正确；由R、Q、X三种元素形成的化合物有HNO3、HNO2、NH4NO3、NH3·H2O等，其中HNO3、HNO2、NH4NO3的水溶液均显酸性，而NH3·H2O 的水溶液显碱性，C错误；Y与Q可形成原子个数比为3∶4的化合物Si3N4，Z与X可形成原子个数比为3∶4的化合物Fe3O4，D正确。
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（13分）（2024·淮安高二检测）回答下列问题：
（1）近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。
①基态Fe原子中，核外存在26个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2，Sm3＋外围电子排布式为4f5。
②基态F原子的外围电子轨道表达式为。基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3。
（2）基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种；其核外电子运动最高能量的轨道的电子云轮廓图为纺锤形。
（3）现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p3；②1s22s22p63s23p1；
③1s22s22p3；④[He]2s22p2。有关原子半径由大到小的顺序正确的是②①④③（填序号）。
（4）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最高的是B（填字母）。
解析：（1）①Fe为26号元素，一个电子就是一种运动状态的电子，因此基态Fe原子中，核外存在26个运动状态不同的电子，Sm的外围电子排布式为4f66s2， 先失去最外层的两个电子，再失去4f上的一个电子，因此Sm3＋的外围电子排布式为4f5。②F为9号元素，则基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5，基态F原子的外围电子轨道表示式为。As为33号元素，基态As原子核外电子排布式为[Ar]3d104s24p3。（2）S为16号元素，则基态S原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，原子核外16个电子分占9个轨道，具有9种空间运动状态，最高能量电子为3p电子，电子云轮廓图为纺锤形。（3）根据四种基态原子核外电子排布式可知，①P；②Al；③N；④C。同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，同一主族元素从上到下原子半径逐渐增大，一般电子层数多的，原子半径大，所以原子半径： Al＞ P ＞ C ＞ N。（4），3s轨道全充满，电离最外层一个电子即镁的第一电离能，失去最外层一个电子所需能量较低， A不符合题意；即基态Mg＋，再失去一个电子所需能量即为镁的第二电离能，电离最外层一个电子所需能量最大， B符合题意；，该镁原子的电子处于激发态，容易失去3p上的电子，失去一个电子所需能量比A选项低， C不符合题意；，即激发态Mg＋，再失去一个电子即为镁的第二电离能，最外层的电子处于激发态，失去最外层一个电子所需能量比B选项低，D不符合题意。
15.（16分）R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其中R与W位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，常温下X的单质为淡黄色固体，含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），基态Z原子有5个未成对电子。请回答下列问题：
（1）基态Z原子的外围电子排布式为3d54s2，该元素位于元素周期表中的d区。
（2）基态R原子中有3个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为纺锤形。
（3）R、W、X三种元素中第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞S（用元素符号表示），原因是N、F在同周期，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，N元素原子的2p轨道处于半充满状态，第一电离能比O元素大，而O、S同主族，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，故第一电离能：F＞N＞O＞S，则F＞N＞S。
（4）R、W、X、Y、Z中非金属元素形成的最简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是HF＞NH3＞H2S（填化学式）。
（5）X、Y两种元素组成的化合物Y2X2的电子式为K＋K＋，其中含有的化学键类型为离子键、非极性键。
解析：R、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W的单质在暗处与H2能剧烈化合，W是F元素；其中R与F位于同一周期，且R元素的第一电离能大于氧，R是N元素；常温下X的单质为淡黄色固体，X是S元素；含Y元素的物质灼烧时焰色为紫色（透过蓝色钴玻璃），Y是K元素；基态Z原子有5个未成对电子，Z是Mn元素，据此作答即可。
16.（16分）现有七种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F、G为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
元素 相关信息
A 元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素
B 元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C 原子的第一至第四电离能分别是I1＝738 kJ·mol－1；I2＝1 451 kJ·mol－1；I3＝7 733 kJ·mol－1；I4＝10 540 kJ·mol－1
D 原子核外所有p轨道全充满或半充满
E 元素的主族序数与周期序数的差为4
F 是前四周期中电负性最小的元素
G 在周期表的第7列
（1）B基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈纺锤形。
（2）某同学根据上述信息，推断C基态原子的轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了泡利不相容原理。
（3）G位于ⅦB族d区，外围电子排布式为3d54s2。
（4）检验F元素的方法是焰色反应，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的轨道，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将以光的形式释放能量。
解析：A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，故A为H元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子层，为1s22s22p3，故B为N元素；由C原子的第一至第四电离能数据可知，第三电离能突然增大，故C表现＋2价，处于ⅡA族，原子序数大于N元素，故C为Mg元素；D处于第3周期，D原子核外所有p轨道全充满或半充满，最外层电子排布式为3s23p3，故D为P元素；E处于第3周期，E元素的主族序数与周期序数的差为4，E处于ⅦA族，故E为Cl元素；F是前四周期中电负性最小的元素，F为第4周期元素，故F为K元素，G在第4周期第7列，故G为Mn元素。（1）B是N原子，基态原子中能量最高的电子排布在2p轨道上，其电子云在空间有px、py、pz 3个伸展方向，原子轨道呈纺锤形。（2）根据泡利不相容原理，1个原子轨道只能容纳2个自旋状态相反的电子，该同学所画的轨道表示式中3s轨道的2个电子自旋状态相同，违背了泡利不相容原理。（3）G为Mn元素，是25号元素，位于第4周期ⅦB族，最后填充的为d电子，为d区元素，外围电子排布式为3d54s2。（4）当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到能量较高的轨道，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到能量较低的激发态或基态时，将以光的形式释放能量；检验K元素的方法是焰色反应。
17.（16分）（2024·镇江高二检测）Vilsmeier试剂是有机反应中的一种重要原料，由以下反应生成：
W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，五种元素中X的电负性最大，Y的单质在空气中含量最多，Z在自然界中形成的化合物种类最多，W元素的一种核素不含中子，该五种元素的原子在以上有机结构中均达到稳定结构，回答以下问题：
（1）写出各元素的元素符号：W H；X O；Y N；Z C；Q Cl。
（2）基态Y原子的外围电子轨道表示式为；基态X原子中未成对电子数为2。
（3）基态X、Y、Z原子的第一电离能从大到小的顺序为N＞O＞C（用元素符号表示），理由是同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，氮元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。
（4）下列说法正确的是BD（填字母）。
A.电负性：Y＜Z
B.Q2X中，X为－2价
C.基态Q原子有17种能量不同的电子
D.W、Y、Q三种元素可以形成离子化合物
（5）实验室用Cu和HNO3制备化合物YX的化学方程式为3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
解析：（1）W、X、Y、Z、Q为短周期主族元素且三个短周期均有分布，Y的单质在空气中含量最多，则Y为N元素；Z在自然界中形成的化合物种类最多，则Z为C元素；W元素的一种核素不含中子，则W为H元素；五种元素的原子在有机结构中均达到稳定结构，由结构简式可知，W、X、Y、Z、Q形成共价键的数目分别为1、2、3、4、1，且Q能形成带1个单位负电荷的阴离子，五种元素中X的电负性最大，则X为O元素、Q为Cl元素。（2）氮元素的原子序数为7，基态原子的外围电子排布式为2s22p3，外围电子轨道表示式为；氧元素的原子序数为8，基态原子的外围电子排布式为2s22p4，原子中未成对电子数为2。（3）同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，氮元素的第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C。（4）同周期主族元素，从左到右非金属性依次增强，电负性依次增大，则氮元素的电负性大于碳元素，A错误；氧元素的电负性大于氯元素，则一氧化二氯分子中氧元素呈－2价，B正确；氯元素的原子序数为17，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，原子有5种能量不同的电子，C错误；氢、氮、氯三种元素可以形成离子化合物NH4Cl，D正确。（5）实验室制备一氧化氮的反应为铜与稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，反应的化学方程式为3Cu＋8HNO3（稀）3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O。
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