人教版化学高二选修3第一章第二节原子结构与元素的性质同步练习

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人教版化学高二选修3第一章
第二节原子结构与元素的性质同步练习
一、选择题
1．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是(　　)
A．原子含有未成对电子最多的第二周期元素
B．位于周期表中第三周期ⅢA族的元素
C．原子最外电子层排布为2s22p4的元素
D．原子最外电子层排布为3s23p3的元素
答案：C
解析：
解答：原子含未成对电子最多的第二周期元素其最外层电子排布图为：，故A应为氮元素，B应为铝元素，C应为氧元素，D应为磷元素。根据其在元素周期表中的相对位置：知：单质氧化性最强的应为O2，故应选C。
分析：本题考查元素周期表的结构、原子核外电子的排布等，熟练掌握元素推断方法是解题的关键 。
2．下面是元素周期表的一部分(表中数字和X代表原子序数)，其中X为35的是(　　)
答案：A
解析：
解答：根据元素周期表的结构可知，同主族相邻两周期的元素，原子序数之差可以是2、8、18、32。A项中X上方的原子序数为17，与X相差18，X的原子序数为35。B项中X上方的原子序数为27，处在第四周期，与X相差18，X应为45。C项中X下方的原子序数为75，因此X不可能为35。D项中X下方的原子序数为52，因此X不可能为35。
分析：本题考查元素周期表的结构的应用，熟练掌握元素序数与元素周期表的关系是解题的关键 。
3．下列说法中正确的是(　　)
A．主族元素的价电子全排布在最外层的ns或np轨道上
B．过渡元素的原子，价电子排布全部为(n－1)d1～10ns2
C．d轨道不可以参与化学键的形成
D．所有元素的共同特点是原子的价电子都排布在最外电子层上
答案：A
解析：
解答：主族元素的价电子全排布在ns或np轨道上；过渡元素Cr的价电子排布为3d54s1，B错；Fe的价电子为3d64s2，形成Fe3＋化合物时d轨道参与形成化学键，C错；过渡元素原子的价电子并不都排布在最外层ns上，有的排在(n－1)d上，D错。
分析：本题考查元素周期表的结构、核外电子的排布规律等，熟练掌握原子结构的构造原理是解题的关键 。
4．具有下列电子层结构的原子，其对应的元素一定属于同一周期的是(　　)
A．两种元素原子的电子层上全部都是s电子
B．3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子
C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子
D．原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子
答案：B
解析：
解答：两种元素原子的电子层上全部都是s电子，即为：1s1或1s2或1s22s1或1s22s2，对应的分别是H、He、Li、Be，即两种元素原子的电子层上全部都是s电子，可能属于第一周期或第二周期。3p能级上只有1个空轨道的原子即：1s22s22p63s23p2是硅元素；3p能级上只有1个未成对电子的原子即：1s22s22p63s23p1是铝元素或1s22s22p63s23p5是氯元素，都属于第三周期。最外层电子排布为2s22p6的原子是氖元素，属于第二周期元素；最外层电子排布为2s2sp6的离子对应的元素可能为氮、氧、氟、钠、镁、铝等，很显然不一定属于同一周期。原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2，可能为Ar、K、Ca，很显然不一定属于同一周期。
分析：本题考查原子结构与元素周期表的关系，熟练掌握原子的电子排布式是解题的关键 。
5．第七周期为不完全周期，若将来发现的元素把这一周期全部排满，则下列有关第七周期元素的推论可能错误的是(　　)
A．第七周期排满时有32种元素，全部是放射性元素
B．第七周期排满时最后一种元素的单质常温常压下是气体
C．第七周期ⅦA族元素的原子序数为117，是一种金属元素
D．第七周期ⅢA族元素的氢氧化物与Al(OH)3具有相似的化学性质
答案：D
解析：
解答：A项：第七周期排满时有32种元素，原子序数起止量为87、118，全部是放射性元素；B项：第七周期最后一种是稀有气体元素；C项：117号元素位于第ⅦA族；D项：第七周期ⅢA族元素的氢氧化物应具有强碱性，而Al(OH)3是两性氢氧化物。
分析：掌握元素周期表的结构以及第七周期元素的特点是解题的关键 。
6．甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推论正确的是(　　)
A．甲与乙处于同一周期
B．甲与乙处于同一主族
C．甲与乙都位于元素周期表的p区
D．甲与乙的原子序数之和为偶数
答案：D
解析：
解答：甲、乙的电子层排布可能为1s22s22p2或1s22s22p63s2，即为碳或镁元素，它们位于不同的周期，不同的主族，不同的区域。
分析：根据电子层电子数的关系确定电子排布式，再分析与元素周期表的关系即可。
7．肯定属于同族元素且性质相似的是(　　)
A．原子电子排布式：A为1s22s2，B为1s2
B．结构示意图：A为，B为
C．A原子基态时2p轨道上有1个未成对电子，B原子基态时3p轨道上也有1个未成对电子
D．A原子基态时2p轨道上有一对成对电子，B原子基态时3p轨道上也有一对成对电子
答案：D
解析：
解答：A项中，A为第ⅡA族元素Be，B为0族元素He，显然，二者不属于同族元素，性质也不相似；B项中，A为0族元素Ne，B为碱金属离子Na＋，不符合题意；C项中，由于p轨道有三个轨道，若有一个未成对电子，意味着p轨道有两种电子排布情况：即np5或np1，所以A、B两元素不一定属于同一族元素；D项中，对于p轨道上有一对成对电子，根据泡利原理和洪特规则，该轨道只能有一种电子排布式：即np4，所以A、B两元素肯定属于同族元素。
分析：本题考查原子核外电子排布规律、原子结构示意图、核外电子的运动状态等，题目难度中等。
8．下列关于粒子半径的说法中，正确的是(　　)
A．电子层数少的元素，其原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B．核外电子层结构相同的单核粒子的半径相同
C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大
D．原子序数越大，原子半径越大
答案：C
解析：
解答：A项，第ⅦA族元素原子的半径不一定比上一周期第ⅠA族元素原子的半径大，如r(Li)>r(S)>r(Cl)；B项，Na＋与F－的核外电子层结构相同，但两者半径：r(Na＋)分析：本题考查元素周期律中的原子半径大小的比较规律，熟练掌握元素周期律是解题的关键 。
9．下列有关电离能的说法中，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：
解答：(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)。
分析：熟练掌握第一电离能的含义和变化规律是解题的关键 。
10．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中，正确的是(　　)
A．X的原子半径比Y小
B．X和Y的核电荷数之差为m－n
C．电负性：X>Y
D．第一电离能：X答案：D
解析：
解答：Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，则质子数：X>Y，在元素周期表中，X应在Y的下一周期的左边，所以原子半径X>Y，X比Y更易失电子，第一电离能X小于Y，电负性X小于Y。
分析：根据Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同确定两元素在周期表中的相对位置是解题的关键 。
11．下列有关电负性的说法中，不正确的是(　　)
A．元素的电负性越大，原子在化合物中吸引电子的能力越强
B．主族元素的电负性越大，元素原子的第一电离能一定越大
C．在元素周期表中，元素电负性从左到右呈现递增的趋势
D．形成化合物时，电负性越小的元素越容易显示正价
答案：B
解析：
解答： B中，元素的电负性与第一电离能的变化有不同之处，如电负性：O>N，第一电离能为O分析：本题考查的是对电负性的理解，熟练掌握电负性与元素性质的关系是解题的关键 。
12．下列说法正确的是(　　)
A．SiH4比CH4稳定
B．O2－半径比F－的小
C．Na和Cs属于第ⅠA族元素，Cs失电子能力比Na强
D．P和As属于第ⅤA族元素，H3PO4的酸性比H3AsO4的弱
答案：C
解析：
解答：选项A中C与Si属于同主族元素，其氢化物的稳定性从上到下逐渐减弱，即CH4比SiH4稳定；选项B中O2－与F－的电子层结构相同，核电荷数小的，离子半径大，所以O2－半径大于F－半径；选项C中Na与Cs同主族，随着核电荷数的增大，原子失去电子的能力逐渐增强，即失去电子的能力：Cs>Na；选项D中根据同主族元素的最高价氧化物对应的水化物从上到下酸性逐渐减弱，碱性逐渐增强，所以酸性：H3PO4>H3AsO4。
分析：熟练掌握元素周期律的重要内容是解题的关键 。
13．下列各组中的X和Y两种原子，在周期表中一定位于同一族的是(　　)
A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子
B．X原子的电子排布式为1s2，Y原子的电子排布式为1s22s2
C．X原子的2p能级上有三个电子，Y原子的3p能级上有三个电子
D．X原子核外M层上仅有两个电子，Y原子核外N层上也仅有两个电子
答案：C
解析：
解答：最外层只有一个电子的不一定在同一族，如金属钠和金属铜的最外层都是一个电子，但是钠属于ⅠA族，而铜属于ⅠB族，A选项错误；B选项中X原子是He，属0族元素，Y原子是Be，属于ⅡA族，B选项错误；X原子核外M层上仅有两个电子，X是镁原子，属于ⅡA族，N层上也仅有两个电子的原子除了钙原子，还有锌、铁等元素原子，D选项错误。
分析：熟练掌握原子结构与元素周期表的关系是解题的关键 。
14．短周期元素X、Y、Z的原子序数依次递增，其原子的最外层电子数之和为13。X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或者是Y原子的最外层电子数的3倍。下列说法正确的是(　　)
A．X的氢化物溶于水显酸性
B．Y原子的电子排布式为1s22s22p63s2
C．Z元素在周期表中的位置为第三周期第Ⅵ族
D．X和Z的最高价氧化物对应水化物都是弱酸
答案：B
解析：
解答：Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍，则X原子内层应为2个电子，Z原子最外层电子数为6，根据题意，Z应在第三周期，所以Z为S。Z原子最外层电子数为Y原子最外层电子数的3倍，且Y、Z同周期，Y为Mg。根据题意，X为N。
分析：本题考查元素原子在元素周期表中的位、构、性之间的关系。
15．根据表中信息，下列叙述正确的是(　　)
短周期元素代号 L M Q R T
原子半径/nm 0．160 0．143 0．089 0．104 0．066
主要化合价 ＋2 ＋3 ＋2 ＋6，－2 －2
A．氢化物的热稳定性：H2TB．单质与稀盐酸反应的速率：LC．离子半径：R2－D．M与T形成的化合物既能与强酸反应，又能与强碱反应
答案：D
解析：
解答：从化合价入手，R应为S元素，T为O元素，M为Al元素，结合半径的大小可知，L、Q为第ⅡA族元素，L为Mg，Q为Be。
分析：根据元素性质判断元素后结合元素周期律进行分析即可。
16．对Na、Mg、Al的有关性质的叙述不正确的是(　　)
A．第一电离能：NaB．电负性：NaC．还原性：Na>Mg>Al
D．碱性：NaOH>Mg(OH)2>Al(OH)3
答案：A
解析：
解答：第一电离能同周期从左到右一般呈增大趋势，但ⅡA、ⅤA族元素的p轨道全空或半充满是较稳定结构，所以其电离能较相邻元素的略大。
分析：熟练掌握元素周期律的变化规律是解题的关键 。
17．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：
解答：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；D项正确，因为原子失电子带正电荷，电子越来越难失去，尤其是达到稳定结构以后。
分析：熟练掌握第一电离能的定义及第一电离能与元素性质的关系是解题的关键 。
18．下列四种元素的基态原子的电子排布式如下：
①1s22s22p63s23p4　　　　　　②1s22s22p63s23p3
③1s22s22p3④1s22s22p5
则下列有关的比较中正确的是(　　)
A．第一电离能：④>③>②>①
B．原子半径：④>③>②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．最高正化合价：④>③＝②>①
答案：A
解析：
解答：由电子排布式可知：①为S，②为P，③为N，④为F。第一电离能为④>③>②>①，A正确。B不正确，原子半径应是②最大，④最小。C不正确，电负性：④最大，②最小。D不正确，F无正价，最高正价：①>②＝③。
分析：本题考查核外电子排布式、元素电离能、电负性的含义及应用，熟练掌握根据电子排布式确定元素是解题的关键 。
19．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，④原子最外层电子数AA．①②⑦ B．③④⑥
C．③⑤ D．③④⑤⑥⑦
答案：B
解析：
解答：“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”，则A在B的下一周期。①错误，因A原子半径大于同一主族的上一周期的原子的半径，该原子的半径又大于同一周期的B原子的半径，所以原子半径A>B；②错误，离子具有相同的电子层结构时，核电荷数越大，离子半径越小；⑦错误，A的第一电离能小于B的第一电离能。
分析：根据具有相同电子层结构的阴阳离子在元素周期表中的位置结合元素周期律进行分析即可。
20．下表中是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质，下列判断正确的是(　　)
元素 A B C D 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．C、D、E的氢化物的稳定性：C>D>E
B．元素A的原子最外层轨道中无自旋状态相同的电子
C．元素B、C之间不可能形成化合物
D．与元素B同周期且第一电离能最小的元素的单质能与H2O发生置换反应
答案：D
解析：
解答：根据电负性和最低化合价，推知A为C元素、B为S元素、C为Cl元素、D为O元素、E为F元素。A项，C、D、E的氢化物分别为HCl、H2O、HF，稳定性：HF>H2O>HCl。B项，元素A的原子最外层电子排布式为2s22p2,2p2上的两个电子分占两个原子轨道，且自旋状态相同。C项，S的最外层有6个电子，Cl的最外层有7个电子，它们之间可形成S2Cl2等化合物。D项，Na能与H2O发生置换反应生成NaOH和H2。
分析：本题考查知识点较多，涉及元素周期律、电子的运动状态、元素性质等，熟练掌握原子结构与元素性质的关系是解题的关键 。
二、非选择题
21．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子名称为________。
(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子的孤电子对数为________。
(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式：__________________________________。
答案：(1)⑨　(2)苯　(3)1
(4)Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O
解析：
解答：(1)⑨属于d区元素。
(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。
(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，孤电子对数为1。
(4)⑤是Al，②是Be，依据对角线规则，两元素性质相似，仿照Al(OH)3和碱反应的化学方程式可解。
分析：根据元素在元素周期表中的相对位置确定各种元素，结合元素周期律进行分析即可。
22．W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)W位于元素周期表第________周期第__________族。W的气态氢化物的稳定性比H2O(g)________(填“强”或“弱”)。
(2)Y的基态原子核外电子排布式为________，Y的第一电离能比X的________(填“大”或“小”)。
(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方式是____________________________。
答案：(1)二　ⅤA　弱　(2)1s22s22p63s23p4　大
(3)Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
解析：
解答：W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，二者的原子序数为W分析：正确推断出各种元素是解题的前提，熟练掌握元素的位构性是解题的关键 。
23．假定元素周期表是有限的，根据已知的元素周期表的某些事实和理论可归纳出一些假说。
(1)已知元素周期表中的各周期可排元素种类如下：
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种类 2 8 8 18 18 32 32
人们预测元素周期表第八周期将来也会排满，那么该周期排满后的元素种数是________。
A．18 B．32
C．50 D．无法判断
(2)根据每个周期最后一种金属元素出现的族序数，预测周期表中原子序数最大的金属元素将在__________周期__________族(注：把0族看做ⅧA族)。周期表中元素在填满________周期后将结束。
(3)根据周期表中每个周期非金属元素的种数(把稀有气体元素看做非金属元素)，预测周期表中应该有________种非金属元素，还有________种未发现。未发现的非金属元素处于________周期________族。
答案：(1)C　(2)八　ⅧA　八　(3)23　1　七　ⅧA
解析：
解答：(1)由已知可归纳出周期为一、二、三、四、五、六、七，元素种数2×12、2×22、2×32、2×42，据此预测第八周期元素种数为2×52＝50(种)。
(2)观察周期表可知：第六周期倒数第三种元素为金属元素，第七周期倒数第二种元素为金属元素，第八周期倒数第一种元素即为原子序数最大的金属元素，该元素处于ⅧA族。
(3)根据周期表中非金属元素的种数可知，第一、二、三、四、五、六周期非金属元素种数分别为：2、6、5、4、3、2种，则可类推第七、八周期非金属元素种数分别为：1、0种，共计23种。第七周期未填满，有1种非金属元素未发现，将处在ⅧA族。
分析：本题考查元素周期表的结构，熟练掌握元素周期表的组成是解题的关键 。
24．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：
元素 相关信息
X X的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍
Y 价电子排布式为：nsnnpn＋2
Z Z存在质量数为23，中子数为12的核素
W W有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色
(1)W位于元素周期表第______周期第________族，其基态原子最外层有________个电子。
(2)X的电负性比Y的________(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是____________(写化学式)。
(3)写出Z2Y2与XY2反应的化学方程式，并标出电子转移的方向和数目：____________________。
答案：(1)4　Ⅷ　2　(2)小　H2O
解析：
解答：由题中信息可推知X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe四种元素。(1)Fe位于周期表第4周期第Ⅷ族，其基态原子价电子排布式为3d64s2，最外层有2个电子。(2)X(C)、Y(O)位于同一周期，自左向右电负性增大，故X的电负性比Y的小，非金属性越强，气态氢化物越稳定，故较稳定的为H2O。(3)Na2O2与CO2反应的化学方程式为2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2，在标电子转移的方向和数目时，应注意Na2O2中氧元素化合价一部分升高，一部分降低。
分析：本题考查元素推断、电子排布规律、元素性质等。
25．下表列出了前20号元素中某些元素性质的一些数据：
试回答下列问题：
(1)以上10种元素中，第一电离能最小的是________(填编号)。
(2)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每一个原子都满足8e－稳定结构的物质可能是______(写分子式)。元素⑨和⑩形成的化合物的化学式为________；元素①的原子价电子排布式是________。
(3)①、⑥、⑦、⑩四种元素的气态氢化物的稳定性，由强到弱的顺序是________________(填化学式)。
(4)③和⑨两元素比较，非金属性较弱的是________(填名称)，可以验证你的结论的是下列中的________(填序号)。
A．气态氢化物的挥发性
B．单质分子中的键能
C．两元素的电负性
D．含氧酸的酸性
E．氢化物中X—H键的键长(X代表③和⑨两元素)
F．两单质在自然界中的存在形式
答案：(1)②　(2)PCl3、CCl4　Si3N4　3s23p4
(3)HCl>H2S>PH3>SiH4　(4)氮元素　C
解析：
解答：由题意可知，10种元素是前20号元素，根据表中数据，可推出①S，②K，③O，④Al，⑤C，⑥P，⑦Cl，⑧Na，⑨N，⑩Si。 (1)一般来说，在同一周期中，自左至右，元素的第一电离能逐渐增大；同一主族中，从上向下，元素的第一电离能逐渐减小。故在10种元素中，第一电离能最小的是②K。
(2)C、P、Cl中的某两种元素形成的化合物中，PCl3或CCl4分子中的每一个原子都满足8e－稳定结构；元素⑨和⑩形成的化合物是Si3N4；S元素的原子价电子排布式是3s23p4。
(3)元素的非金属性越强，形成的气态氢化物越稳定，非金属性强弱为Cl>S>P>Si，故其氢化物稳定性为HCl>H2S>PH3>SiH4。
(4)氧元素和氮元素相比，非金属性较弱的是氮元素，可通过C项验证。
分析：根据推断出的元素结合元素性质和元素周期律进行分析判断即可。
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