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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质课时练习
1．化合物R具有很强的氧化性，对各种致病性微生物(如病毒、细菌芽孢、真菌等)有很强的杀生作用。R由W、X、Y、Z、Q五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成，结构如图所示。W的一种核素被广泛用于考古、地质科学的研究中测定年代，Y是地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：
B．工业上电解熔融化合物ZQ制备Z单质
C．W、X、Y分别形成的氢化物中，Y的氢化物的沸点最高
D．Y、Z、Q三种元素形成的化合物的水溶液均呈碱性
【答案】B
【分析】W的一种核素被广泛用于考古、地质科学的研究中测定年代，W为C，Y是地壳中含量最多的元素，Y为O，W、X、Y、Z、Q五种原子序数依次增大，X为N，Z形成一价阳离子，原子序数大于氧，Z为Na，Q形成1个共价键，Q为Cl，据此分析。
【详解】A．氯离子核外电子层数最多，半径最大，核外电子排布相同，原子序数越大半径越小，故简单离子半径：，A错误；
B．工业上电解熔融化合物NaCl制备Na单质，B正确；
C．W为C，形成的氢化物随着碳原子数目增多，沸点升高，还存在有液态和固态的，C错误；
D．O、Na、Cl三种元素形成的化合物如高氯酸钠的水溶液呈中性，D错误；
故选B。
2．如图所示是科学家新合成的一种表面涂层材料化合物的结构，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期。下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z形成的简单氢化物中，Y的氢化物沸点最高
B．X与W形成的所有化合物常温下均为气态
C．W、X、Y、Z四种原子中，半径最大的是X
D．最高价氧化物的水化物酸性：X>Z
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期，由该物质结构可知，W形成一条单键，W为H，X形成4条单键，X为C，Y形成2条单键，Y为O，Z形成1条单键，且不在第二周期，则Z为Cl。
【详解】A．通常情况下在常温下为液体，、HCl为气态，所以沸点最高，A正确；
B．碳和氢可以形成多种化合物，包括甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等，这些化合物在常温常压下通常是气体；然而，当碳原子的数量超过一定数目时，形成的化合物可能不再是气体，而是液体或固体，B错误；
C．H、C、O、Cl中半径最大的是Cl原子，C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，碳酸为弱酸，高氯酸为强酸，D错误；
故选A。
3．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：
①原子半径AB；③原子序数A>B；④A的正价与B的负价绝对值一定相等；⑤A的电负性小于B的电负性；⑥A的第一电离能小于B的第一电离能。
其中正确的组合是( )
A．①②⑦ B．③⑤⑥ C．③④⑤ D．③④⑤⑥
【答案】B
【分析】原子得电子形成阴离子，失电子形成阳离子，A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，说明A元素的原子序数大于B元素的原子序数；
【详解】①A元素的原子序数大于B元素的原子序数，二者离子的电子层数相同，说明A位于B的下一周期，所以原子半径A>B，故错误；
②二者离子电子层数相同，B的原子序数更小，则核电荷数更小，所以B的离子半径更大，故错误；
③由分析可知，A元素的原子序数大于B元素的原子序数，故正确；
④原子得电子形成阴离子，失电子形成阳离子，虽然二者离子电子层结构相同，但形成离子时得到或失去的电子数不一定相同，所以无法确定二者化合价之间的关系，故错误；
⑤A能形成阳离子，说明A易失去电子，具有较强的金属性，的电负性较弱，B能形成阴离子，说明在反应时易得到电子，具有较强的电负性，则A的电负性小于B的电负性，故正确；
⑥A位于B的下一周期，原子半径更大，更容易失去电子，所以A的第一电离能小于B的第一电离能，故正确；
故选B。
4．前四周期元素、、、的原子序数依次增大，基态原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等；的原子序数等于、的原子序数之和，、、分别为、、形成的二元化合物，、分别为、元素形成的单质，相互转化关系如图；的未成对电子数在前四周期元素中最多。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：，电负性：
B．中所有原子最外层都满足电子稳定结构
C．、分别与形成的最简单化合物的稳定性：
D．元素属于元素周期表区元素
【答案】A
【分析】前四周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等，则X为H元素；Z的原子序数等于X、Y的原子序数之和，A、B、C分别为X、Y、Z形成的二元化合物，D、M分别为Y、Z元素形成的单质，由相互转化关系可知，Y为N元素、Z为O元素、A为氨气、B为一氧化氮、C为二氧化氮、D为氮气、M为氧气；W的未成对电子数在前四周期元素中最多，则W为Cr元素。
【详解】A．金属元素的第一电离能小于非金属元素，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，氮元素的第一电离能大于氧元素，则第一电离能的大小顺序为N＞O＞Cr；金属元素的电负性小于非金属元素，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氧元素的非金属性强于氮元素，则电负性大小顺序为O＞N＞Cr，故A正确；
B．氨分子中氢原子最外层电子数为2，不满足电子稳定结构，故B错误；
C．同周期元素，从左到右非金属性依次增强，最简单氢化物的稳定性依次增强，水分子的稳定性强于氨分子，故C错误；
D．铬元素的原子序数为24，基态原子的价电子排布式为3d54s1，则铬元素位于元素周期表d区，故D错误；
故选A。
5．冰壶比赛被称为“冰上的国际象棋”，制作冰壶用的标准砥石的化学成分为石英碱长正长岩，常见的组分有钾长石和钠长石等。下列说法错误的是( )
A．碱性： B．基态原子未成对电子数：
C．基态氧原子轨道表示式： D．电负性：
【答案】B
【详解】A．同一周期，从左到右，金属性减弱，故金属性Al＜Na，则碱性，A正确；
B．Al的基态电子排布式为，3p轨道有一个未成对电子，Si的基态电子排布式为，3p轨道有2个未成对电子，则基态原子未成对电子数Si＞Al，B错误；
C．O为8号元素，基态氧原子轨道表示式：，C正确；
D．同一周期，从左到右，电负性依次增强；同一主族，从上到下，电负性依次减弱，故电负性顺序为，D正确；
故选B。
6．X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下：
元素 相关信息
X 最外层电子数是能层数的2倍
Y 单质是工业合成氨的原料
Z 核外无未成对电子的主族元素
Q 价层电子的排布式：
M 第四周期元素
下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：
B．电负性：
C．Z的基态原子核外电子轨道表示式：
D．M的基态原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
【答案】B
【分析】X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素，X原子最外层电子数是能层数的2倍，X原子最外层电子排布为2s22p2，则X为C元素；Y元素的单质是合成氨工业的原料，则Y为N元素；Z为核外无未成对电子的主族元素，则Z为Mg元素；Q的价层电子的排布式：nsn-1npn+1，s轨道填满，即n-1=2，n=3，为3s23p4，则Q为S元素；M为第四周期元素，则M为Cr元素，以此分析解答。
【详解】A．由分析可知，X为C，Y为N，根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，ⅡA与ⅢA，ⅤA与ⅥA反常，故第一电离能：C小于N即，A正确；
B．由分析可知，Q为S，Y为N，在S和N的化合物中N显负电性，S显正电性，则电负性N＞S即，B错误；
C．由分析可知，Z为Mg，则Z的基态原子核外电子轨道表示式为：，C正确；
D．由分析可知，M为Cr，是26号元素，故M的基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，D正确；
故答案为：B。
7．短周期元素的原子序数依次增大，Q单质暗处遇发生爆炸，由上述五种元素形成的化合物结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．原子半径：
B．同周期中第一电离能大于W的元素有3种
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
D．电负性：
【答案】B
【分析】短周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，Q单质暗处遇氢气发生爆炸，则Q为F元素；由阴离子的结构可知，Y为B元素；由阳离子结构中X、Z、W形成的共价键分别为1、4、3可知，X为H元素、Z为C元素、W为N元素，综上X、Y、Z、W、Q分别为H、B、C、N、F。
【详解】A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则硼、碳、氮、氟四种原子的原子半径依次减小，故A正确；
B．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，元素的第一电离能大于相邻元素，则第二周期中第一电离能小于N元素的元素有F、Ne，共2种，故B错误；
C．同周期元素，从左到右原子元素的非金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强，则硼酸、碳酸、硝酸的酸性依次增强，故C正确；
D．同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故硼、碳、氮、氟的电负性逐渐增大，故D正确；
答案选B。
8．多马克将对氨基苯磺酰胺(结构简式如图所示)应用于医学，因而获得了诺贝尔生理学或医学奖。下列说法正确的是( )
A．离子半径：
B．核电荷数：S=O>N>H
C．N元素位于元素周期表中的第ⅤB族
D．H、C、N、O、S元素均分布在元素周期表p区
【答案】A
【详解】A．为三层电子，为两层电子且核电荷数N＜O，没有电子，故离子半径：，A正确；
B．S为16号元素，O为8号元素， N为7号元素，H为1号元素，故核电荷数：S>O>N>H，B错误；
C．N为7号元素，位于元素周期表中的第二周期第ⅤA族，C错误；
D．H为第ⅠA族，为位于s区，D错误；
故选A。
9．已知A、B、G、D、E、L是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；基态B原子核外有7种不同运动状态的电子；G元素原子的价层电子排布式是；D元素在短周期主族元素中金属性最强；E与D的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。L元素位于元素周期表的第四周期第ⅠB族。下列说法错误的是( )
A．六种元素中有两种元素位于元素周期表的p区
B．A、B、G三种元素的电负性：G>B>A
C．B、G、D三种元素的第一电离能：B>G>D
D．基态L原子的价层电子排布式：
【答案】A
【分析】A是宇宙中含量最多的元素，则A为H；基态B原子核外有7种不同运动状态的电子，则B原子核外共有7个电子，B为N；G元素原子的价层电子排布式是，即2s22p4，则G为O；D元素在短周期主族元素中金属性最强，则D为Na；E与D的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数，则E为第三周期且最外层电子数为3的元素，即E为Al；L元素位于元素周期表的第四周期第ⅠB族，则L为Cu。
【详解】A．A、B、G、D、E、L六种元素分别为H、N、O、Na、Al、Cu，有A1、N、O三种元素位于元素周期表的p区，A错误；
B．A、B、G分别为H、N、O，非金属性越强，电负性越大，故电负性G>B>A，B正确；
C．B、G、D分别为N、O、Na，同周期从左往右，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道半充满，第一电离能大于O，故第一电离能：B>G>D，C正确；
D．L为Cu，29号元素，基态Cu原子的价层电子排布式：，D正确；
答案选A。
10．下表中是X、Y、Z、W、E五种短周期元素的某些性质，下列说法正确的是( )
元素 X Y Z W E
最低化合价 -4 -2 -1 -2 -1
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0
A．Z、W、E的最简单气态氢化物的稳定性：E>W>Z
B．X的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．Y、Z之间不可能形成化合物
D．与Y同周期且第一电离能最小的元素的单质不能与发生置换反应
【答案】A
【分析】Y和W最低价都是-2，W的电负性大于Y，W是O，Y是S，Z和E最低价都是-1，E的电负性大于Z，E是F，Z是Cl，X最低价为-4价，电负性也较大，故X是C；即X为C，Y为S，Z为Cl，W为O，E为F；
【详解】A．Z、W、E的最简单气态氢化物分别为HCl、、HF，其稳定性，A正确；
B．C原子的最外层电子排布式为，上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同，B错误；
C．S原子的最外层有6个电子，Cl原子的最外层有7个电子，两者可形成等化合物，C错误；
D．与S同周期且第一电离能最小的元素为Na，Na能与发生置换反应生成NaOH和，D错误；
答案选A。
11．下列说法中正确的是( )
A．p电子的核外运动轨迹为纺锤形(哑铃形)
B．分布在d区和ds区的元素均为金属
C．钠、镁、铝的第1电离能依次增大
D．第四周期元素的基态原子的未成对电子最多有5个
【答案】B
【详解】A．p轨道电子云形状为纺锤形(哑铃形)，A错误；
B．d区元素包括第IIIB到VIII族，ds区包括IB和IIB族元素，都是金属元素，B正确；
C．镁的3s能级全满，能量低，故其第一电离能高于同周期相邻元素，C错误；
D．第四周期元素的基态原子的未成对电子最多是Cr元素，有6个未成对电子，D错误；
答案选B。
12．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2p能级上未成对电子数是同周期中最多的，Y元素基态原子中电子的运动状态有8种，Z元素的焰色试验为黄色，W元素的原子最外层电子排布式为。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：
B．电负性：
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>W
D．简单氢化物的沸点：
【答案】B
【分析】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2p能级上未成对电子数是同周期中最多的，价电子排布式为：，则X为N元素；Y元素基态原子中电子的运动状态有8种，电子排布式为：，则Y为O元素；Z元素的焰色试验为黄色，则Z为Na元素；W元素的原子最外层电子排布式为，位于短周期中，原子序数比Na元素大，则n=3，得价电子排布式为：，则W为Al元素，据此分析解答。
【详解】A．根据分析，原子半径：，即，A正确；
B．在周期表中电负性从左向右、从下向上逐渐增大，则电负性：，即，B错误；
C．Z的最高价氧化物对应水化物为，为强碱；W的最高价氧化物对应水化物为，为两性氢氧化物，碱性很弱，则碱性：，即Z>W，C正确；
D．Y的简单氢化物为，X的简单氢化物为，沸点：，即Y>X，D正确；
故答案为：B。
13．W、X、Y、Z为四种短周期元素，W原子的外围电子排布式为；X元素与W元素位于同一周期，其原子的原子核外有三个未成对电子；Y元素位于第2周期，电负性仅次于氟；Z元素在短周期元素中第一电离能最小。下列说法正确的是( )
A．W、X、Z均能与Y形成多种化合物
B．元素的电负性：
C．原子半径：
D．简单离子半径：
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z为四种短周期元素，W原子的外围电子排布式为，W为C；X元素与W元素位于同一周期，其原子的原子核外有三个未成对电子，X为N；Y元素位于第2周期，电负性仅次于氟，Y为O；Z元素在短周期元素中第一电离能最小，Z为Na，据此解题；
【详解】A．C、N、Na分别能与O形成CO、CO2、NO、NO2、Na2O、Na2O2，均能与O形成多种化合物，A正确；
B．元素非金属性越强，电负性越大，故电负性：O>N>C>Na，即Y>X>W>Z，B错误；
C．同一主族从上到下，原子半径增大，同一周期主族元素从左到右，原子半径减小，故原子半径：Na>C>N>O，即Z>W>X>Y，C错误；
D．Na+、N3-、O2-电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故离子半径：X3->Y2->Z+，D错误；
故本题选A。
14．下列有关电负性的说法中正确的是( )
A．Ge的第一电离能高于C的，而电负性低于C的
B．在同一主族中，元素电负性从上到下依次增大
C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性
D．在形成化合物时，电负性越小的元素越可能显正价
【答案】D
【详解】A．Ge(锗)与C(碳)位于同一主族，同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减小，所以第一电离能逐渐减小，电负性也逐渐减小，因此Ge的第一电离能低于C的，电负性也低于C的，故选项A错误；
B．在同一主族中，元素的电负性从上到下依次减小，因为随着原子序数的增大，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱，得电子能力逐渐减弱，电负性逐渐减小，故选项B错误；
C．一般情况下，金属元素的电负性小于非金属元素的电负性，但存在特殊情况，例如Si元素电负性为1.9，Pb元素电负性为2.3，所以不能绝对地说金属元素的的电负性一定小于非金属元素的电负性，故选项C错误；
D．电负性表示元素的原子在化合物中吸引电子的能力，电负性越小的元素，在形成化合物时吸引电子的能力越弱，越容易失去电子，也就越可能显正价，故选项D正确；
综上所述，正确选项为D。
15．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是( )
A．同周期从左到右，元素的电负性逐渐变小 B．同主族从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越弱 D．电负性越小，非金属性越强
【答案】C
【详解】A． 同一周期内，随着原子序数的增加，原子半径逐渐减小，元素的电负性逐渐增大，并呈现周期性变化，A项错误；
B． 同一主族，随着原子序数的增加，原子半径逐渐增大，元素的电负性逐渐减小，B项错误；
C． 根据元素电负性的周期性变化，元素的电负性越小，金属性越强，电负性越大，金属性越弱，C项正确；
D． 根据元素电负性的周期性变化，元素的电负性越大，非金属性越强，D项错误；
故选C。
16．X、Y、Z、M、N是原子序数依次递增的短周期主族元素。X的一种同位素原子常用于考古断代，Y与M同主族，且M的原子序数是Y的2倍，Z是短周期中原子半径最大的元素。下列说法错误的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：M＜N B．Y的一种氢化物可能与M的氢化物反应
C．固态转变为气态，需克服分子间作用力 D．Y、Z、M形成的化合物只有两种
【答案】D
【分析】X的一种同位素原子常用于考古断代指的是，则X为C元素；可知Y、Z、M、N是第二、三周期主族元素，根据Y与M同主族，且M的原子序数是Y的2倍，可知Y是O元素，M是S元素；N是S元素后面唯一的第三周期主族元素Cl；Z是短周期中原子半径最大的元素，可知Z是Na元素，综合可知，X、Y、Z、M、N分别为C、O、Na、S、Cl元素。
【详解】A．同周期主族元素从左往右非金属逐渐增强，非金属越强则对应的最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：，则最高价氧化物对应水化物的酸性是，故A正确；
B．Y的氢化物有、，M的氢化物有，有强氧化性，可氧化，发生的反应为，故B正确；
C．固态转变为气态，是物理变化，需克服分子间作用力，故C正确；
D．O、S、Na三种元素形成的化合物常见的有、、等，故D错误；
故答案选D。
17．某原料含X、Y、Z、W、Q五种原子序数依次增大的前四周期元素，其相关信息如下：
元素 元素性质或原子结构
X 周期表中原子半径最小的元素
Y 原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
Z 最外层p轨道半充满
W 位于短周期，基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
Q 位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同
下列选项不正确的是( )
A．第一电离能： B．的基态电子排布式：
C．简单气态氢化物稳定性： D．沸点：
【答案】C
【分析】根据题意可知，X为半径最小的元素，是H元素；Y核外有三个能级且各能级所填充的电子数相同，故其电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Z最外层p轨道半充满，其电子排布式可为1s22s22p3或1s22s22p63s23p3；W位于短周期，其基态原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍，可知其电子排布式为1s22s22p4，为O元素；又因为Z的原子序数小于W，故X的电子排布式为1s22s22p3，为N元素；Q位于ds区，且最外层电子与H相同，故其电子排布式为[Ar]3d104s1为Cu。
【详解】A．分析可知，Y为C，W为O，Z为N，三者的第一电离能大小为，C< O < N，A正确；
B．Cu2+的价态电子排布式为，B正确；
C．O的非金属性强于C，故简单气态氢化物的稳定性W>Y，C错误；
D．N2H4分子间会形成氢键，从而使沸点比C2H6高，D正确；
故选C。
18．常用于分析试剂和防腐剂的某物质由W、X、Y、Z四种主族元素组成，原子半径依次增大，Z的价电子所在能层有16个原子轨道，W与其他元素均不同周期，该物质结构如图。下列说法错误的是( )
A．X元素形成的单质均为非极性分子 B．同周期第一电离能大于X的元素有3种
C．电负性：X>Y>W>Z D．此化合物溶于水显酸性
【答案】A
【分析】W、X、Y、Z四种主族元素，原子半径依次增大，X周围最多有两个单键或一个双键，则X最外层有6个电子，为O或S，其中左边的X周围只有一个单键，则此X得了Z失去的1个电子；Y周围有两个双键加两个单键共6个键，则Y最外层有6个电子，原子半径，则Y为S，有X为O；W周围有一个单键，且原子半径最小，与其他元素均不同周期，则W为最外层1个电子的H元素；Z的价电子所在能层有16个轨道，则有4个能级，对应的正一价阳离子说明原子的最外层有1个电 子，得到Z为K，据此分析解答。
【详解】A．O元素形成的单质有和，其中为非极性分子，而由于中心原子存在着大键作用，使得分子中的正负电荷中心不重合，使属于极性分子，A错误；
B．X为O元素，按照第一电离能从左到右逐渐增大的递变趋势和N元素比右侧O元素大的特殊性，则第二周期元素中比O的第一电离能大的元素有N、F、Ne三种，B正确；
C．按照主族元素电负性同一周期从左到右逐渐增大，同一主族从上往下逐渐减小的规律，H、O、S、K四种元素的电负性大小关系为：，即，C正确；
D． 的化学式为：，溶于水发生电离：，能电离出，溶液显酸性，D正确；
故答案为：A。
19．亚磷酸是一种二元弱酸，可用作尼龙增白剂、农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。请回答下列问题：
(1)基态氧原子的价层电子轨道表示式为 ，、、三种元素中，有一种元素的电离能数据如下，则该元素是 (填写元素符号)。
电离能 ……
1011 1907 2914 4963 6273 21267 25431 ……
(2)室温下向溶液中加入蒸馏水稀释，说法正确的是___________(填标号)。
A．的电离程度减小 B．由水电离出的增大
C．比值增大 D．溶液中所有离子浓度均减小
(3)工业上通过电解溶液可得到亚磷酸，装置如图所示：
已知：为阳离子交换膜，只允许阳离子透过；为阴离子交换膜，只允许阴离子透过。
①装置中膜为 离子交换膜。(填“阳”或“阴”)
②阳极的电极反应式为 。
(4)与As属于同主族元素，亚砷酸是三元弱酸，其溶液中含砷元素的微粒物质的量分数与溶液关系如图所示。回答下列问题：
①的一级电离平衡常数 (填数值)。在的中，溶液的约为 。(以第一步电离为主计算)
②等浓度的溶液和溶液等体积混合，溶液中 (填“<”、“=”或“>”)。
【答案】(1) P
(2)BC
(3) 阴 4OH-+4e-=O2↑+2H2O
(4) 1×10-9.2 5.1 ＜
【详解】（1）
基态氧原子的价层电子排布式为2s22p4，轨道表示式为；该元素第五电离能和第六电离能差距较大，则该元素最高价为+5价，符合的元素是P；
（2）A．加水稀释，H3PO3的电离程度增大，故A错误；
B．加水稀释，H3PO3的电离程度增大，溶液中c(H+)减小，酸性减弱，则水电离出的c(H+)增大，故B正确；
C．加水稀释，溶液中c(H+)减小，不变，则增大，故C正确；
D．加水稀释，溶液中c(H+)减小，c(OH-)增大，故D错误；
故答案为：BC。
（3）由图可知，左侧为阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应为4OH-+4e-=O2↑+2H2O，水的电离平衡被破坏，产生大量的氢离子，氢离子需要迁移到产品室，则膜a为阳离子交换膜（CM）；原料室的需要迁移扩散至产品室，则膜b为阴离子交换膜（AM）；为防止过多OH-迁移到产品室，所以膜③为阳离子交换膜（CM）；
由以上分析可知，膜b为阴离子交换膜；
阳极，发生失去电子的氧化反应，电极反应为4OH-+4e-=O2↑+2H2O；
（4）①由b点计算的第一电离平衡常数=c(H+)=1×10-9.2；在的中，若考虑以第一步电离为主，则c(H+)≈c)，则=1×10-5.1mol/L，此时pH约为5.1；
②等浓度的溶液和溶液等体积混合，溶质为，①NaH2AsO3溶液中既存在的水解平衡、又存在的电离平衡，溶液中含砷元素的微粒浓度最大的为，根据图象可知最大时溶液呈碱性，＜。
20．肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题：
(1)N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)Ni元素在元素周期表中的位置为 ；基态的价电子排布式为 ；Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。
(3)在水溶液中的第一步电离方程式为 ；与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。
(4)肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池，其负极的电极反应式为 。
【答案】(1) p
(2) 第四周期第Ⅷ族 绿色
(3) (或)
(4)
【详解】（1）N原子的最外层电子排布为，最后一个电子落在p能级上，在周期表中位于p区；由于C、N、O同周期，原子半径越小，第一电离能越大，由于N原子半充满，较稳定，其大小为；
（2）Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅶ族，基态为Cu原子失去最外层一个电子，即价电子排布式为，Cu原子由激发态跃迁到基态时发出绿色的光；
（3）在水中的第一步电离方程式与氨电离相似，即为，为二元弱碱与足量稀反应生成的酸式盐为；
（4）肼燃料电池中，通入肼的电极为负极，其在碱性电解质中的电极反应式为。
21．在洁净的试管中（如图所示）加入12%溶液，然后一边振荡，一边逐滴加入2%稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，即可得到银氨溶液。再加入110%葡萄糖（）溶液，振荡，然后放在水浴中加热，可观察到试管内壁形成光亮的银镜。
回答下列问题（加热及夹持装置已略去）：
(1)与同族，则位于元素周期表的第 族，基态原子的价层电子排布式为 ，属于 区。
(2)溶液和葡萄糖溶液：
①电负性：C （填“>”或“<”）H。
②第一电离能：N （填“>”或“<”）O。
③非金属性：N （填“>”或“<”）C。
(3)H、C、N、O元素可形成多种化合物：
①仅由H、N、O可形成离子化合物，该离子化合物的化学式为 、 。
②仅由H、C、N、O四种元素可形成农业上常用的化肥，该化肥的化学式为 。
③仅由H、N可形成一种酸，该酸的化学式为 。
【答案】(1) ⅠB
(2) ＞ ＞ ＞
(3)
【分析】向12%溶液中，逐滴加入2%稀氨水，然后振荡，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，即可得到银氨溶液。再加入110%葡萄糖（）溶液，振荡，然后放在水浴中加热，可观察到试管内壁形成光亮的银镜，证明葡萄糖中含有醛基。
【详解】（1）Cu位于第四周期第IB族，则Ag也位于第IB族；Cu的基态原子的价电子排布式为3d104s1，属于ds区；
（2）①在CH4中C为-4价，H为+1价，C的电负性大于H；
②N和O位于同周期相邻元素，N原子2p轨道半充满稳定，第一电离能大于O；
③C和N都是第二周期元素，同周期从左到右非金属性逐渐增强，故非金属性N大于C；
（3）①仅由H、N、O可形成离子化合物可以是NH4NO3或者NH4NO2；
②仅由H、C、N、O形成的化肥是尿素，化学式为CO(NH2)2；
③仅由H、N可形成一种酸，该酸是叠氮酸，化学式为HN3。
22．Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。
(1)依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语：
①Cr价电子的轨道表示式： 。
②Cu的价电子排布式： 。
(2)同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有 种。
(3)对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。
A．M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道
B．Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级
C．电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大
D．铜元素位于元素周期表的d区
(4)N原子的第一电离能 O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。
Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。
(5)钨元素最外层的电子云形状为 。钨元素核外有 种能量不同的电子。
(6)钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是 。
(7)存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。
A．洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵
B．洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属
C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素
D．在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现
【答案】(1) 3d104s1
(2)2
(3)C
(4) > N原 2p层处于洪特规则的半满状态，O原 失去1个电 2p层恰好达到洪特规则的半满状态，因此N失去第 个电 所需要的能量比O更高
(5) 球形 14
(6)第六周期第VIB族
(7)C
【详解】（1）在元素周期表中的位置是第四周期ⅥB族，原子序数为24，铬的轨道电子排布式为，其价电子的轨道表示式为；铜在元素周期表中的位置是第四周期第IB族 ，铜的原子序数为29，核外电子排布式为，价电子排布式为。
（2）同周期元素中，与最外层电子数相同的元素还有种 ，这些元素是，它们的最外层电子数都是1。
（3）A．对铜原子来说，如果其电子排布为，那么轨道就是不全满、全空或半满状态，不符合洪特规则，而如果电子排布为，那么轨道就达到了全满状态，这样更加稳定，A错误；
B．当铜原子失去电子形成，表面在原子态的时候的电子能量高于电子的能量，因为原子失电子时总是能量较高的电子，以达到最稳定状态，B错误；
C．在元素周期表中，钾（K）位于第一主族，是一种碱金属元素，其电负性相对较低，而铜（Cu）则位于过渡金属区域，其电负性相对较高；因此，铜原子对价电子的吸引力会比钾原子更强 ，C正确；
D．铜元素位于元素周期表的，属于区 ，D错误；
答案选C。
（4）N原子的价电子排布为，而O原子的价电子排布为。根据洪特规则，原子轨道中的电子处于全满、半满、全空时最稳定。因此，N原子的2p轨道上电子排布呈半充满状态，这种状态使得N原子相对更稳定，更难失去电子，因此其第一电离能相对较大。相反，O原子的2p轨道上电子并非半充满状态，其稳定性相对较差，更容易失去电子，所以其第一电离能相对较小。
（5）钨元素最外层电子云形状为球形，同一能层同一能级的电子能量相同，的电子排布式为，则钨元素核外有种能量不同的电子。
（6）铬在元素周期表中位于第四周期第VIB族，钨与铬位于同一副族，则钨在周期表中的位置是第六周期第VIB族。
（7）A．洪特规则描述的是原子处于稳定状态的一个排布准则，是对原子核外电子排列的规律进行解释的重要理论之一。洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，因此其理论并不存在所谓的瑕疵，故A不符合题意；
B．洪特规则适用于主族元素，也适用于大多数过渡金属，故B不符合题意；
C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故C符合题意；
D．存在像钨一样不满足洪特规则的特例，并不是在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现，而只因为洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素，故D不符合题意；
答案为C。
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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第一章原子结构与性质第二节原子结构与元素的性质课时练习
1．化合物R具有很强的氧化性，对各种致病性微生物(如病毒、细菌芽孢、真菌等)有很强的杀生作用。R由W、X、Y、Z、Q五种原子序数依次增大的短周期主族元素组成，结构如图所示。W的一种核素被广泛用于考古、地质科学的研究中测定年代，Y是地壳中含量最多的元素。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：
B．工业上电解熔融化合物ZQ制备Z单质
C．W、X、Y分别形成的氢化物中，Y的氢化物的沸点最高
D．Y、Z、Q三种元素形成的化合物的水溶液均呈碱性
2．如图所示是科学家新合成的一种表面涂层材料化合物的结构，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，只有X、Y在同一周期。下列说法正确的是( )
A．X、Y、Z形成的简单氢化物中，Y的氢化物沸点最高
B．X与W形成的所有化合物常温下均为气态
C．W、X、Y、Z四种原子中，半径最大的是X
D．最高价氧化物的水化物酸性：X>Z
3．A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构，有关两元素的下列叙述：
①原子半径AB；③原子序数A>B；④A的正价与B的负价绝对值一定相等；⑤A的电负性小于B的电负性；⑥A的第一电离能小于B的第一电离能。
其中正确的组合是( )
A．①②⑦ B．③⑤⑥ C．③④⑤ D．③④⑤⑥
4．前四周期元素、、、的原子序数依次增大，基态原子的电子层数、能级数目和轨道数目均相等；的原子序数等于、的原子序数之和，、、分别为、、形成的二元化合物，、分别为、元素形成的单质，相互转化关系如图；的未成对电子数在前四周期元素中最多。下列说法正确的是( )
A．第一电离能：，电负性：
B．中所有原子最外层都满足电子稳定结构
C．、分别与形成的最简单化合物的稳定性：
D．元素属于元素周期表区元素
5．冰壶比赛被称为“冰上的国际象棋”，制作冰壶用的标准砥石的化学成分为石英碱长正长岩，常见的组分有钾长石和钠长石等。下列说法错误的是( )
A．碱性： B．基态原子未成对电子数：
C．基态氧原子轨道表示式： D．电负性：
6．X、Y、Z、Q、M为原子序数依次增大的前4周期元素。相关信息如下：
元素 相关信息
X 最外层电子数是能层数的2倍
Y 单质是工业合成氨的原料
Z 核外无未成对电子的主族元素
Q 价层电子的排布式：
M 第四周期元素
下列说法不正确的是( )
A．第一电离能：
B．电负性：
C．Z的基态原子核外电子轨道表示式：
D．M的基态原子核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1
7．短周期元素的原子序数依次增大，Q单质暗处遇发生爆炸，由上述五种元素形成的化合物结构如图所示。下列说法错误的是( )
A．原子半径：
B．同周期中第一电离能大于W的元素有3种
C．最高价氧化物对应水化物的酸性：
D．电负性：
8．多马克将对氨基苯磺酰胺(结构简式如图所示)应用于医学，因而获得了诺贝尔生理学或医学奖。下列说法正确的是( )
A．离子半径：
B．核电荷数：S=O>N>H
C．N元素位于元素周期表中的第ⅤB族
D．H、C、N、O、S元素均分布在元素周期表p区
9．已知A、B、G、D、E、L是原子序数依次增大的前四周期元素。其中A是宇宙中含量最多的元素；基态B原子核外有7种不同运动状态的电子；G元素原子的价层电子排布式是；D元素在短周期主族元素中金属性最强；E与D的最高能层数相同，但其最外层电子数等于其能层数。L元素位于元素周期表的第四周期第ⅠB族。下列说法错误的是( )
A．六种元素中有两种元素位于元素周期表的p区
B．A、B、G三种元素的电负性：G>B>A
C．B、G、D三种元素的第一电离能：B>G>D
D．基态L原子的价层电子排布式：
10．下表中是X、Y、Z、W、E五种短周期元素的某些性质，下列说法正确的是( )
元素 X Y Z W E
最低化合价 -4 -2 -1 -2 -1
电负性 2.5 2.5 3.0 3.5 4.0
A．Z、W、E的最简单气态氢化物的稳定性：E>W>Z
B．X的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．Y、Z之间不可能形成化合物
D．与Y同周期且第一电离能最小的元素的单质不能与发生置换反应
11．下列说法中正确的是( )
A．p电子的核外运动轨迹为纺锤形(哑铃形)
B．分布在d区和ds区的元素均为金属
C．钠、镁、铝的第1电离能依次增大
D．第四周期元素的基态原子的未成对电子最多有5个
12．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2p能级上未成对电子数是同周期中最多的，Y元素基态原子中电子的运动状态有8种，Z元素的焰色试验为黄色，W元素的原子最外层电子排布式为。下列说法不正确的是( )
A．原子半径：
B．电负性：
C．最高价氧化物对应水化物的碱性：Z>W
D．简单氢化物的沸点：
13．W、X、Y、Z为四种短周期元素，W原子的外围电子排布式为；X元素与W元素位于同一周期，其原子的原子核外有三个未成对电子；Y元素位于第2周期，电负性仅次于氟；Z元素在短周期元素中第一电离能最小。下列说法正确的是( )
A．W、X、Z均能与Y形成多种化合物
B．元素的电负性：
C．原子半径：
D．简单离子半径：
14．下列有关电负性的说法中正确的是( )
A．Ge的第一电离能高于C的，而电负性低于C的
B．在同一主族中，元素电负性从上到下依次增大
C．金属元素的电负性一定小于非金属元素的电负性
D．在形成化合物时，电负性越小的元素越可能显正价
15．电负性的大小也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度。下列关于电负性的变化规律正确的是( )
A．同周期从左到右，元素的电负性逐渐变小 B．同主族从上到下，元素的电负性逐渐变大
C．电负性越大，金属性越弱 D．电负性越小，非金属性越强
16．X、Y、Z、M、N是原子序数依次递增的短周期主族元素。X的一种同位素原子常用于考古断代，Y与M同主族，且M的原子序数是Y的2倍，Z是短周期中原子半径最大的元素。下列说法错误的是( )
A．最高价氧化物对应水化物的酸性：M＜N B．Y的一种氢化物可能与M的氢化物反应
C．固态转变为气态，需克服分子间作用力 D．Y、Z、M形成的化合物只有两种
17．某原料含X、Y、Z、W、Q五种原子序数依次增大的前四周期元素，其相关信息如下：
元素 元素性质或原子结构
X 周期表中原子半径最小的元素
Y 原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同
Z 最外层p轨道半充满
W 位于短周期，基态原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍
Q 位于ds区且原子的最外层电子数与X的相同
下列选项不正确的是( )
A．第一电离能： B．的基态电子排布式：
C．简单气态氢化物稳定性： D．沸点：
18．常用于分析试剂和防腐剂的某物质由W、X、Y、Z四种主族元素组成，原子半径依次增大，Z的价电子所在能层有16个原子轨道，W与其他元素均不同周期，该物质结构如图。下列说法错误的是( )
A．X元素形成的单质均为非极性分子 B．同周期第一电离能大于X的元素有3种
C．电负性：X>Y>W>Z D．此化合物溶于水显酸性
19．亚磷酸是一种二元弱酸，可用作尼龙增白剂、农药中间体以及有机磷水处理药剂的原料。请回答下列问题：
(1)基态氧原子的价层电子轨道表示式为 ，、、三种元素中，有一种元素的电离能数据如下，则该元素是 (填写元素符号)。
电离能 ……
1011 1907 2914 4963 6273 21267 25431 ……
(2)室温下向溶液中加入蒸馏水稀释，说法正确的是___________(填标号)。
A．的电离程度减小 B．由水电离出的增大
C．比值增大 D．溶液中所有离子浓度均减小
(3)工业上通过电解溶液可得到亚磷酸，装置如图所示：
已知：为阳离子交换膜，只允许阳离子透过；为阴离子交换膜，只允许阴离子透过。
①装置中膜为 离子交换膜。(填“阳”或“阴”)
②阳极的电极反应式为 。
(4)与As属于同主族元素，亚砷酸是三元弱酸，其溶液中含砷元素的微粒物质的量分数与溶液关系如图所示。回答下列问题：
①的一级电离平衡常数 (填数值)。在的中，溶液的约为 。(以第一步电离为主计算)
②等浓度的溶液和溶液等体积混合，溶液中 (填“<”、“=”或“>”)。
20．肼又称联氨，是一种二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似，具有强还原性，在碱性溶液中能将铜、镍等金属离子还原成金属，可用在塑料、玻璃上镀金属膜。回答下列问题：
(1)N元素位于元素周期表中 区；C与N、O同周期，C、N、O原子的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)Ni元素在元素周期表中的位置为 ；基态的价电子排布式为 ；Cu原子由激发态跃迁到基态时发出光的颜色是 。
(3)在水溶液中的第一步电离方程式为 ；与足量稀硫酸反应生成酸式盐的化学式为 。
(4)肼可以在氧气中燃烧生成氮气和水，利用肼、氧气与溶液组成的燃料电池，其负极的电极反应式为 。
21．在洁净的试管中（如图所示）加入12%溶液，然后一边振荡，一边逐滴加入2%稀氨水，直到最初产生的沉淀恰好溶解为止，即可得到银氨溶液。再加入110%葡萄糖（）溶液，振荡，然后放在水浴中加热，可观察到试管内壁形成光亮的银镜。
回答下列问题（加热及夹持装置已略去）：
(1)与同族，则位于元素周期表的第 族，基态原子的价层电子排布式为 ，属于 区。
(2)溶液和葡萄糖溶液：
①电负性：C （填“>”或“<”）H。
②第一电离能：N （填“>”或“<”）O。
③非金属性：N （填“>”或“<”）C。
(3)H、C、N、O元素可形成多种化合物：
①仅由H、N、O可形成离子化合物，该离子化合物的化学式为 、 。
②仅由H、C、N、O四种元素可形成农业上常用的化肥，该化肥的化学式为 。
③仅由H、N可形成一种酸，该酸的化学式为 。
22．Ⅰ．1925年，德国人弗里德里希·洪特(F．Hund)根据大量光谱实验数据总结出一个规律：当电子在能量相同的原子轨道上排布时，电子总是优先按自旋状态相同的方式单独地占据各个原子轨道，然后再配对，这样体系能量最低。洪特规则同时指出，当np、nd、nf 能级上电子排布为全满、半满时，体系能量最低。
(1)依据洪特规则书写下列基态原子的化学用语：
①Cr价电子的轨道表示式： 。
②Cu的价电子排布式： 。
(2)同周期元素中，与Cu最外层电子数相同的元素还有 种。
(3)对于基态Cu原子，下列说法正确的有___________。
A．M层的能量总是比N层低，故电子先填充3d轨道再填充4s轨道
B．Cu原子或离子的4s能级的能量总是低于3d能级
C．电负性比钾高，原子对价电子的吸引力比钾大
D．铜元素位于元素周期表的d区
(4)N原子的第一电离能 O 原子(填“>”、“=”或“<”)，其原因是 。
Ⅱ．钨元素(74W)是周期表中不满足洪特规则的特例之一，其价电子的构型为5d46s2。
(5)钨元素最外层的电子云形状为 。钨元素核外有 种能量不同的电子。
(6)钨与铬位于同一副族。钨在周期表中的位置是 。
(7)存在像钨一样不满足洪特规则的特例，其原因是___________。
A．洪特规则是根据一定理论推导出来的公式，其理论存在瑕疵
B．洪特规则只适用于主族元素，不适用于过渡金属
C．洪特规则是基于实验事实总结的经验规则，不能推广到所有元素
D．在洪特研究原子光谱时，诸如钨这类的例外的元素还没有被发现
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