阶段质量检测(一)　原子结构与性质（含解析）高中化学人教版（2019）选择性必修 第二册

阶段质量检测(一)　原子结构与性质
选择题部分(请将答案填在后面的答题栏内)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
1．(2024·邢台检测)下列说法正确的是(　　)
A．已知非金属性：Cl>S，则酸性：HCl>H2S
B．在周期表里，元素所在的族序数一定等于基态原子的最外层电子数
C．基态原子的价电子排布式为3d84s2的元素位于ds区
D．最外层只有三个电子的元素，一定是ⅢA族元素
2．(2024·清远检测)下列对价电子排布式为2s22p5的元素描述正确的是(　　)
A．电负性最大
B．最高正价为＋7
C．同周期中第一电离能最大
D．同周期中原子半径最大
3．(2024·海淀期末)元素X、Y、Z、W的电负性如表所示。其中，两种元素的原子最易形成离子键的是(　　)
元素 X Y Z W
电负性 3.5 2.5 2.1 0.9
A.X和W B．X和Z
C．X和Y D．Y和Z
4．(2024·安徽淮北检测)现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4　②1s22s22p63s23p3　③1s22s22p3　④1s22s22p5，则下列有关比较中正确的是(　　)
A．第一电离能：④>③>②>①
B．最高正化合价：④>③＝②>①
C．电负性：④>③>②>①
D．原子半径：①>②>③>④
5．(2024·江西萍乡期末)下列元素性质描述错误的是(　　)
A．Cl－、K＋、Na＋半径依次减小
B．N、O、F的第一电离能依次增大
C．Na、Mg、Al的电负性依次增大
D．F－、Cl－、I－的还原性依次增强
6．x、y为两种元素的原子，x的阴离子与y的阳离子具有相同的电子层结构，由此可知(　　)
A．x的原子半径大于y的原子半径
B．x的电负性大于y的电负性
C．x的非金属性小于y的非金属性
D．x的第一电离能小于y 的第一电离能
7．(2024·宁夏吴忠检测)下列说法正确的是(　　)
A．HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次增强
B．在①P、S，②Mg、Ca，③Al、Si三组元素中，每组中第一电离能较大的元素的原子序数之和为41
C．某主族元素的电离能I1～I7数据如表所示(单位：kJ·mol－1)，可推测该元素位于元素周期表第ⅤA族
I1 I2 I3 I4 I5 I6 I7
578 1 817 2 745 11 575 14 830 18 376 23 293
D.原子半径由小到大的顺序：F、N、Mg、Si
8．电负性是元素的一种重要的性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示：
元素 H Li O Al P S Cl
电负性 2.1 1.0 3.5 1.5 2.1 2.5 3.0
下列说法不正确的是(　　)
A．LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性
B．非金属性：O＞Cl
C．H—Cl比H—S极性大
D．Si的电负性范围为2.1～3.0
9．(2024·齐齐哈尔检测)已知短周期元素的离子，A2＋、B＋、C3－、D－都具有相同的电子层结构，则下列叙述中正确的是(　　)
A．原子半径：A>B>D>C
B．原子序数：D>C>B>A
C．离子半径：C3－>D－>B＋>A2＋
D．元素的第一电离能：A>B>D>C
10．(2024·河南南阳检测)氟特加氟碳表面改性处理剂是根据航天器在太空恶劣环境需要无固体颗粒、化学稳定性和热稳定性高、耐受性强、减摩抗磨效果好、综合性能持续时间长的摩擦润滑材料而开发的一种全新的氟碳涂层材料，其全称为全氟聚氧烷基碳酸氮素衍生物。下列有关其组成元素的性质描述正确的是(　　)
A．基态碳原子核外电子的空间运动状态有6种
B．C、N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>O>N>C
C．C、N的第三电离能的大小顺序为N>C
D．C、N、O、F的电负性由大到小的顺序为F>O>N>C
11．X、Y、Z和W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。X的一种核素可用于测定文物的年代，基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z是短周期中金属性最强的元素，W的单质为黄绿色气体。下列说法正确的是(　　)
A．Z可与Y形成共价化合物Z2Y2
B．原子半径：r(Z)＞r(W)＞r(Y)＞r(X)
C．第一电离能：W＞X＞Y＞Z
D．X的氢化物中可能存在非极性共价键
12.(2024·哈密市第八中学高二期末)如图为周期表的一小部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，它的最高价氧化物中含氧60%。下列说法正确的是(　　)
A
D B E
C
A．D、B、E三种元素的第一电离能逐渐增大
B．电负性：C>E
C．D、B、E三种元素形成的简单离子的半径逐渐增大
D．气态氢化物的稳定性顺序：D＜B＜E
13．m、n、p、q、w五种元素，其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级，且各能级电子数相等，p、q元素位于同一族，且两者核电荷数之和为24，w元素原子核外有4个电子层，最外层只有1个电子，其余各层均排满电子。下列说法错误的是(　　)
A．m、n、p元素第一电离能依次增大
B．基态n元素原子的轨道表示式为
C．w元素原子的价电子排布式为3d104s1
D．w单质分别与p、q单质反应，产物中w的化合价不同
14.(2024·江苏泰州期末)前4周期非0族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。价层电子数满足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级的2倍；W的内层电子全排满，且第四能层只有1个电子。下列说法正确的是(　　)
A．W位于元素周期表s区
B．电负性：YC．X、Z形成的分子一定是10e－微粒
D．简单气态氢化物的稳定性：Z15．某功能高分子结构如下。X、Y、Z、W均为短周期主族元素，原子序数依次增大，W的晶体常用于制作太阳能电池。下列说法错误的是(　　)
A．原子半径：Z>Y>X
B．简单气态氢化物的稳定性：Z>Y>W
C．工业上常用Y的单质制备W的单质
D．基态Y、Z、W均含有2个单电子
非选择题部分(请在各题后直接作答)
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(13分)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素基态原子的价层电子排布为nsnnpn＋1；C元素为周期表中最活泼的非金属元素；D元素原子核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的；E元素形成的正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层只有一个电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
(1)A元素的第一电离能________(填“＜”“＞”或“＝”)B元素的第一电离能；A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为_____________________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的价层电子排布为_________。
(3)C元素基态原子的轨道表示式为____________；E3＋的离子符号为________。
(4)F元素位于元素周期表的________区，其基态原子的电子排布式为___________________。
(5)G元素可能的性质是________(填字母)。
A．其单质可作为半导体材料
B．其电负性大于磷
C．其原子半径大于锗
D．其第一电离能小于硒
(6)活泼性D_________(填“＞”或“＜”，下同)Al；I1(D)_________I1(Al)，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。17.(15分)不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用一定数值X来表示，X值越大，其原子吸引电子能力越强，在所形成的分子中为带负电荷的一方。下表是某些元素的X值：
元素符号 Li Be B C O F
X值 0.98 1.57 2.04 2.55 3.44 3.98
元素符号 Na Al Si P S Cl
X值 0.93 1.60 1.90 2.19 2.55 3.16
(1)通过分析X值的变化规律，确定Mg、N的X值范围：____________＜X(Mg)＜______________；________＜X(N)＜______________。
(2)推测X值与原子半径的关系为__________________________________________。
(3)某有机化合物的结构简式为，其中S—N中，你认为共用电子对偏向________(填元素符号)。
(4)如果X值为电负性的数值，试推断AlBr3中化学键的类型为__________。
(5)预测元素周期表中X值最小的元素是________________________________________________________________________
(放射性元素除外)。
18．(12分)科学家合成一种新化合物(如图所示)。其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，W是所在周期中第一电离能最小的元素，Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。
回答下列问题：
(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为______________________(用对应的元素符号表示)。
(2)Z的核外电子排布式为________________________________________________。
(3)基态X原子价层电子的轨道表示式为________________________________。
(4)W元素基态原子核外电子有________种运动状态，其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为________。
(5)X的电负性________(填“大于”或“小于”)Y，原因是_______________________。
19．(15分)我国科学家使用了新的铝铍埋藏测年法测量北京猿人的生存年代。这种方法的测量对象是石英(二氧化硅)，它是砂石的主要成分。当宇宙射线打到地面时，会将石英中的硅原子和氧原子打破，生成铝和铍的同位素。只要测出一块石头中26Al和10Be的含量，就能推算出它被埋入地下的时间。完成下列填空：
(1)写出Be的核外电子排布式：______________。
Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素的符号是________、________。
(2)写出Al的最外层电子轨道表示式：______________________；铝原子核外有__________种运动状态不同的电子；铝原子核外有________种能量不同的电子。有一种与26Al中子数相同的硅的核素，写出该核素符号________，该硅电负性__________(填“大于”或“小于”)Al。
(3)比较Al3＋、S2－和Cl－半径由大到小的顺序_________________________；这3种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是______________(写化学式)。
(4)铝单质在氧气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
铝元素最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
阶段质量检测(一)
1.选D　HCl、H2S不是最高价氧化物对应的水化物,简单气态氢化物的酸性与非金属性无关,A错误;在周期表里,主族元素所在的族序数等于原子的最外层电子数,其余元素不一定,B错误;基态原子的价电子排布式为3d84s2的元素是Ni,位于d区,C错误;最外层只有三个电子的元素,一定是ⅢA族元素,D正确。
2.选A　价电子排布式为2s22p5的元素为F元素,F是非金属性最强的元素,所以其电负性最大,A正确;F元素没有正价,B错误;在同周期元素中,第一电离能最大的为Ne,C错误;同周期主族元素中原子半径最小的为F,D错误。
3.选A　当两种元素原子的电负性相差较大时,易形成离子键;当两种元素原子的电负性相差不大时,易形成共价键。
4.选A　根据核外电子排布式可确定①②③④分别是S、P、N、F。同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能:NP,所以第一电离能:S③>②>①,故A正确。最高正化合价等于最外层电子数,但F元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③,故B错误。同周期主族元素自左而右电负性增大,所以电负性:PS,N>F,一般电子层越多原子半径越大,故原子半径:P>S>N>F,即②>①>③>④,故D错误。
5.选B　一般来说,原子核外电子层数越多,半径越大,核外电子排布相同时,核电荷数越大,半径越小,Cl-、K+、Na+半径依次减小,A正确;同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族第一电离能大于其相邻元素,N、O、F元素在同一周期且分别位于第ⅤA族、第ⅥA族、第ⅦA族,第一电离能大小顺序是F>N>O ,B错误;同一周期元素的电负性随着原子序数增大而增大,Na、Mg、Al元素在同一周期且原子序数依次增大,则电负性依次增大,C正确;F、Cl、I为同一主族元素,从上到下元素的非金属性依次减弱,对应离子的还原性依次增强,D正确。
6.选B　 y元素处于x元素的下一周期,x为非金属元素,原子半径小于同周期与y处于同族的元素,故原子半径:y>x,A错误;x为非金属元素,y为金属元素,故x的电负性大于y的电负性,x的非金属性强于y的非金属性,x的第一电离能大于y的第一电离能,故B正确,C、D错误。
7.选B　元素非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性:F>Cl>S>P,则HF、HCl、H2S、PH3的稳定性依次减弱,A不正确;在三组元素中,每组中第一电离能较大的元素分别为P、Mg、Si,原子序数之和为15+12+14=41,B正确;比较表中数据,某主族元素的电离能I1~I7中,I3与I4相差较大,则其原子的最外层电子数为3,该元素位于元素周期表第ⅢA族,C不正确;F、N为同周期元素,原子半径F小于N,Mg、Si为同周期元素,原子半径Mg大于Si,则原子半径由小到大的顺序:F、N、Si、Mg,D不正确。
8.选D　Li、Al、H三种元素中,H的电负性最大,所以LiAlH4中H是-1价,该物质具有还原性,故A正确;O的电负性大于Cl,元素的电负性越大,其非金属性越强,所以非金属性:O>Cl,故B正确;Cl的电负性大于S,则Cl和H形成的H—Cl的极性比 S和H形成的H—S极性大,故C正确;Si位于周期表第三周期第ⅣA族,其电负性应介于元素Al和元素P之间,即Si的电负性范围为1.5~2.1,故D错误。
9.选C　设A2+、B+、C3-、D-分别为aA2+、bB+、cC3-、dD-,四者都具有相同的电子层结构,所以有:a-2=b-1=c+3=d+1,则A、B在周期表中C、D的下一周期,原子序数:a>b>d>c。原子核外电子层数越多,半径越大,同周期元素原子序数越大,半径越小,则原子半径:B>A>C>D,原子序数:A>B>D>C,故A、B错误。四种元素都具有相同的电子层结构,核电荷数越大,离子半径越小,核电荷数:a>b>d>c,所以离子半径:C3->D->B+>A2+,故C正确。同周期元素自左至右第一电离能呈增大趋势,非金属的第一电离能大于金属的第一电离能,非金属性越强,第一电离能越大,金属性越强,第一电离能越小,则元素的第一电离能:D>C>A>B,故D错误。
10.选D　基态碳原子核外有6个电子,核外电子排布式为1s22s22p2,基态碳原子核外电子的空间运动状态有4种(即占有的原子轨道数),A项错误;同一周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势,第ⅤA族高于相邻主族,故C、N、O、F的第一电离能的大小顺序为F>N>O>C,B项错误;氮原子的第三电离能是失去2p能级上的电子所需的能量,碳原子的第三电离能是指失去能量较低的2s轨道上电子所需的能量,C、N的第三电离能的大小顺序应为C>N,C项错误;同一周期元素从左到右电负性逐渐增大,C、N、O、F的电负性的大小顺序为F>O>N>C,D项正确。
11.选D　X的一种核素可用于测定文物的年代,则X为C元素,Z是短周期中金属性最强的元素,则Z为Na元素,基态Y原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,则Y的核外电子排布式为1s22s22p4,Y为O元素,W的单质为黄绿色气体,则W为Cl元素。Z可与Y形成化合物Na2O2,该化合物为离子化合物,A错误。原子半径:r(Na)>r(Cl)>r(C)>r(O),即r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),B错误。同周期元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐增大的趋势,同主族元素第一电离能随核电荷数增大呈逐渐减小的趋势,第一电离能: Y>W>X>Z,C错误。碳元素的氢化物可以为甲烷或乙烷等,甲烷中只含有碳氢单键,为极性共价键,乙烷中碳碳单键为非极性共价键,D正确。
12.选D　由题意分析可知,A为O,B为S,C为Se,D为P,E为Cl。元素的非金属性越强,其第一电离能越大,但P的3p能级电子为半充满稳定结构,其第一电离能大于S元素,故A错误。同主族元素从上到下,电负性逐渐变小,同周期元素从左到右,电负性逐渐变大,则电负性:E>C,故B错误。D、B、E三种元素形成的简单离子具有相同的核外电子排布,核电荷数越大离子半径越小,故C错误。非金属性:D(P)13.选A　m元素基态原子核外只有三个能级,且各能级电子数相等,其原子核外电子排布式为1s22s22p2,为C元素;w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其余各层均排满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,为Cu元素;p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于C而小于Cu,只能处于第二、三周期,且两者核电荷数之和为24,可推知p为O、q为S;n的原子序数介于C、O之间,则为N。同周期主族元素从左到右随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定状态,其第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能:C14.选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不可能为第二周期元素,则X为H;价层电子数满足 Z=X+Y,且基态 Z 原子的电子总数是其最高能级的2倍,则Z为O;W 的内层电子全排满,且第四能层只有1个电子,则W为Cu;综上所述,X、Y、Z、W 依次为H、N、O、Cu。Cu位于元素周期表的ds区,A错误。同周期元素从左至右,电负性依次增大,电负性:NN,则简单气态氢化物的稳定性:H2O>NH3,D错误。
15.选A　X、Y、Z、W均为短周期主族元素,原子序数依次增大,W的晶体常用于制作太阳能电池,W为Si;X只连接1个化学键,X为H;Y连接4个化学键,Y为C;Z连接2个化学键,Z为O,以此解答。同一周期元素,原子序数越大,半径越小,则原子半径:C>O>H,故A错误。非金属性:O>C>Si,非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,则稳定性:H2O>CH4>SiH4,故B正确。工业上常用C的单质制备Si的单质,故C正确。基态C、O、Si的价层电子排布分别为2s22p2、2s22p4、3s23p2,均含有2个单电子,故D正确。
16.解析:A、B、C、D、E、F、G七种元素属于前四周期,且原子序数依次增大。A元素基态原子的价层电子排布式为nsnnpn+1,n=2,所以A是N元素;C元素为周期表中最活泼的非金属元素,则C是F元素,所以B是O元素;D元素原子核外有三个电子层,最外层电子数是核外电子总数的,所以D是Mg元素;E元素形成的正三价离子的3d轨道为半充满状态,则E的原子序数是18+5+3=26,即E是Fe元素;F元素基态原子的M层全充满,N层只有一个电子,则F是Cu元素;G元素与A元素位于同一主族,其某种氧化物有剧毒,则G是As元素。 (1)氮原子的2p轨道处于半充满稳定状态,故氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能;非金属性越强,电负性越大,则A、B、C三种元素的电负性由小到大的顺序为NAl;因为Mg的最外层3p轨道处于全空、3s轨道处于全满状态,比较稳定,而Al的3p轨道上只有一个电子,较不稳定,容易失去该电子。
答案:(1)>　N(4)ds　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　(5)A　(6)>　>　镁原子的3s轨道处于全满、3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道上只有一个电子,较不稳定,容易失去该电子
17.解析:(1)通过表中数据分析可知同周期元素从左到右,X值依次增大,同主族元素从上到下,X值依次减小,可判断X(Na)X(Mg),故0.93答案:(1)0.93　1.57　2.55　3.44　(2)原子半径越大,X值越小
(3)N　(4)共价键　(5)Cs
18.解析:W、X、Y、Z为同一短周期元素,据图可知X能形成4个共价键,则应为第ⅣA族元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半,则X核外电子数最大为14(Z不可能为0族元素),则X为C或Si,若X为C,则Z为B,不符合图示成键规律,所以X为Si,Z为Cl,四种元素位于第三周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则Y核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,即为P元素;根据图示可知,W元素的阳离子带一个正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。(1)同一周期元素从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl。(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5。(3)Si处于周期表中第三周期第ⅣA族,基态Si的价层电子排布为3s23p2,则基态硅原子价层电子的轨道表示式是。(4)Na的核外电子总数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外电子有11种不同的运动状态;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s。(5)同周期元素P比Si原子半径小,核电荷数多,吸引电子能力更强,所以Si的电负性小于P。
答案:(1)Na>Si>P>Cl　(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5
(3) 　(4)11　3s　(5)小于　同周期元素P比Si原子半径小,核电荷数多,吸引电子能力更强
19.解析:(1)Be的原子序数为4,位于第二周期第ⅡA族,核外电子排布式为1s22s2,Be所在的周期中元素C:1s22s22p2,O:1s22s22p4,2p轨道均有2个未成对电子。(2)Al的最外层有3个电子,电子排布式为3s23p1,则最外层电子轨道表示式为;铝原子核外有13个电子则有13种运动状态不同的电子;铝原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,五种能量;26Al中中子数为13,而硅的质子数为14,所以该核素为Si;硅与铝同周期,同周期元素原子序数越大,电负性也越大,所以硅的电负性大于铝。(3)比较半径:①电子层越多,半径越大;②当电子层数相同时,核电荷数越大,吸引电子能力越强,半径越小,因此离子半径:S2->Cl->Al3+;元素非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物酸性越强,氯元素的非金属性最强,则 HClO4酸性最强。(4)铝在氧气中燃烧发出耀眼的白光,在反应过程中电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量;铝元素的最高价氧化物为Al2O3,可以与氢氧化钠反应生成四羟基合铝酸钠,化学方程式为Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]。
答案:(1)1s22s2　C　O　(2) 　13　5Si　大于
(3)S2->Cl->Al3+　HClO4
(4)铝在氧气中燃烧发出耀眼的白光,在反应过程中电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(子)的形式释放能量
Al2O3+2NaOH+3H2O2Na[Al(OH)4]