第一章 原子结构与性质 单元测评（含答案） 2025-2026学年人教版化学选择性必修2

第一章　原子结构与性质
(考查范围：第一章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．下列化学用语的表示不正确的是(　　)
A．氯化钙的电子式：
B．基态Cr原子的价层电子轨道表示式：
C．3p电子的电子云轮廓图：
D．原子核内中子数为20的氯原子：l
2．下列化学用语的表示正确的是(　　)
A．原子核内有10个中子的氧原子：
B．基态氯原子的结构示意图：
C．基态Fe3+的最外层电子排布式：3s23p63d5
D．基态铜原子的价层电子轨道表示式：
3．下列各元素，最易形成离子化合物的是(　　)
①第三周期第一电离能最小的元素
②基态原子的价层电子排布为2s22p6的原子
③2p能级为半充满的元素
④电负性最大的元素
A．①② B．③④
C．②③ D．①④
4．某化学学习小组在学习元素周期律和周期的划分时提出了以下观点：
①元素周期律的形成是由原子的结构决定的
②元素周期表中第ⅠA族元素统称为碱金属元素
③每一周期的元素基态原子的价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束
④元素周期表的每一周期元素种类均相同
⑤基态原子核外电子排布分别为1s22s22p3和的两种元素原子位于同一周期
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
5．在通常条件下，下列各组物质相关性质的排列正确的是 (　　)
A．Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大
B．热稳定性：HF>H2O>NH3
C．S2-、Cl－、K＋的半径逐渐增大
D．O、Cl、F的电负性逐渐增大
6．下列说法错误的是(　　)
A．电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利原理”和“洪特规则”
B．电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自旋相反
C．原子核外L层仅有2个电子的基态X原子与原子核外M层仅有2个电子的基态Y原子的化学性质一定相似
D．原子发射光谱和吸收光谱的发现，是原子核外电子分层排布的有力证据
7．元素周期表的形式多种多样，扇形元素周期表的一部分(1～36号元素)如图所示，对比中学常见元素周期表思考扇形元素周期表的填充规律，下列说法正确的是(　　)
A．⑥、⑧、⑨对应单核离子的半径依次增大
B．⑤的三种核素的化学性质不相同
C．④的最高价氧化物对应的水化物能与其氢化物反应，生成离子化合物
D．⑧、⑨两种元素的气态氢化物及其最高价氧化物对应的水化物均为强酸
8．“嫦娥石”是我国首次在月球上发现的新矿物，主要由Ca、Fe、P、O、Y(钇，原子序数比Fe大13)组成。下列说法错误的是(　　)
A．Ca位于元素周期表的s区
B．基态Fe成为阳离子时首先失去4s轨道上的电子
C．基态磷原子核外有9种空间运动状态不同的电子
D．Y位于元素周期表的第ⅠB族
9．元素周期表中某些过渡元素在生产生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是(　　)
A．Mn 可形成Mn2+和Mn3+两种简单离子，稳定性：Mn2+B．基态钛原子核外电子的空间运动状态有22种
C．铜元素位于元素周期表 的d区
D．基态Fe2+与Fe3+中未成对电子数之比为4∶5
10．元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线”关系，如Li与Mg、Be与Al、B与Si，它们的性质相似。下列说法不正确的是 (　　)
A．氢氧化铍是两性氢氧化物
B．B、Si的电负性数值相近
C．Li、Mg的原子半径相近，且核外电子排布相近
D．Li在O2中燃烧能生成Li2O
11．一种含B化合物可用作吸附材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．原子半径：Cl>O>N>C
B．元素的电负性：BC．基态碳原子的核外电子的运动状态有4种
D．基态氮原子的2p能级有三个轨道，它们相互垂直且能量相等
12．四种元素基态原子的核外电子排布结构信息如下表所示。下列叙述正确的是(　　)
元素 X Y Z Q
结构 信息 最外层电子数比次外层多1个 与X的能层数相同，有3个未成对电子 核外电子有6种不同的空间运动状态 M层全满，N层只有3个电子
A．电负性：X>Y
B．同周期元素中第一电离能介于X、Y之间的元素有三种
C．Q元素的常见化合价为＋5价
D．Q、Z元素分布在周期表中的同一分区
13．复方氢氧化铝片的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。下列叙述错误的是(　　)
A．基态镁原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2
B．铝原子核外共有5种不同运动状态的电子
C．钠离子半径比铝离子半径大
D．铝的最高价氧化物对应水化物与钠的最高价氧化物对应水化物的溶液发生反应的离子方程式为＋OH－===[Al(OH)4]－
14．下图为元素周期表的一部分，A、B、C、D、E的位置关系如图所示。其中B元素最高正化合价是最低负化合价绝对值的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减小
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：D＜B＜E
15．图甲和图乙表示元素的某种性质随原子序数的变化。下列说法正确的是 (　　)
甲
乙
A．图甲可能表示元素原子的第一电离能随原子序数的变化关系
B．图甲可能表示元素单质的熔点随原子序数的变化关系
C．图乙可能表示元素原子的半径随原子序数的变化关系
D．图乙不可能表示元素的电负性随原子序数的变化关系
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(12分)祖母绿是一种宝石，其主要成分为3BeO·Al2O3·6SiO2，还含有少量的Cr2O3。请回答下列问题：
(1)基态34Si原子核外电子有________种运动状态，核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)Be、Si、O三种元素的电负性从大到小的顺序为____________。
(3)某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为，其违背了__________；当激发态氧原子从1s22s22p33p1状态变到1s22s22p33s1，形成的是________(填“发射”或“吸收”)光谱。
(4)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，＋、－称为电子的自旋磁量子数。基态铬原子的3d电子的自旋磁量子数可能的代数和为____________。
(5)试推测第一电离能：I1(Be)________(填“>”或“<”)I1(Al)，简述推测方法________________________________________________________________________。
(6)Be、Al的电负性非常接近，导致Be、Al的化学性质相似。请写出Be溶于NaOH溶液的离子方程式：____________________________________________________。
17．(15分)第四周期过渡元素Cr、Mn、Fe、Co、Cu可与C、H、O形成多种化合物。方钴矿化合物是典型的热电材料，在环境污染和能源危机日益严重的今天，进行新型热电材料的研究具有重要的现实意义。元素Mn、Fe、Co的电离能如下：
元素 电离能/(kJ·mol-1)
I1 I2 I3 I4 ……
Mn 717 1 509 3 248 4 940 ……
Fe 462.5 1 561.9 2 957 5 290 ……
Co 760.4 1 648 3 232 4 950 ……
(1)基态钴原子的价层电子排布式为________，气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子难，其原因是___________________________________________________。
(2)合成氨工业中，原料气在进入合成塔前需经过铜氨溶液处理，目的是除去其中的CO，其反应为＋CO＋NH3 [Cu(NH3)3(CO)]＋。
①该反应中涉及的非金属元素中第一电离能最大的是________(填元素符号，下同)，未成对电子数最多的元素是________。
②Cu＋核外有________种运动状态不同的电子。
(3)Sb是第五周期第ⅤA族元素，其同族元素可用于研制农药，例如3，5-二氯苯胺是农用杀菌剂的关键中间体，可由如图方法合成。
①化合物甲中O、N、C、H的电负性由小到大的顺序为________________________。
②化合物乙中氮原子的轨道表示式为__________________________________。
③基态Sb的价层电子排布式为________。
④基态O2-核外电子云的伸展方向有________种；基态Cu2+核外有________个能级。
18．（12分）A、B、C、D、E五种元素为元素周期表前四周期元素，其中A元素的基态原子最外层电子排布式为ns1；B元素的基态原子价层电子排布式为ns2np2；C元素位于第二周期且基态原子中p能级与s能级电子总数相等；D元素基态原子的M能层的p能级中有3个未成对电子；E元素基态原子有5个未成对电子。
(1)写出元素名称：C____________、D____________、E____________。
(2)C元素的基态原子的轨道表示式为________________________。
(3)当n＝2时，B的最简单气态氢化物的电子式为______________，BC2分子的结构式是____________；当n＝3时，B与C形成的化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是____________________________________________。
(4)若A元素的基态原子最外层电子排布式为2s1，B元素的基态原子价层电子排布式为3s23p2，A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是__________________(用元素符号表示)。
(5)E元素基态原子的价层电子排布式是________________，在元素周期表中的位置是________________，其最高价氧化物的化学式是__________________。
19．（16分）Ⅰ.光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料，又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳能电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、CaAlAs、InP、CdS、CdTe、CuInSe等。
(1)Se在元素周期表中的位置为______________，基态硅原子的电子排布式为____________，基态Ga原子核外电子占据的最高能级为________，基态铜原子的价层电子排布图为________________________。
(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为________________。
(3)As元素的第一电离能________(填“大于”“小于”或“等于”)Se元素的第一电离能，原因是____________________________________________________________________。
Ⅱ．(4)下列图象分别表示元素的某种性质与核电荷数的关系(Z为核电荷数，Y为元素的有关性质)。将与下列元素有关的性质相符的图象标号填入相应的空格中。
①第ⅡA族元素的价层电子数________。
②第三周期元素的最高化合价________。
③F－、Na＋、Mg2+、Al3+的离子半径________。
(5)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大，已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与能层数之比为4∶3，N－、Z＋、X＋的离子半径逐渐减小；化合物XN常温下为气体。据此回答：
①N的最高价氧化物对应的水化物的化学式为____________。
②工业上制取单质M的反应为________________________________。
第一章　原子结构与性质
(考查范围：第一章　时间：75分钟　分值：100分)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1．C　解析：氯化钙电子式为，A正确；Cr元素原子序数是24，价层电子排布为3d54s1，其轨道表示式为，B正确；为s电子云轮廓图，3p电子的电子云轮廓图呈哑铃形，C不正确；原子核内中子数为20的氯原子质量数为17＋20＝37，可表示为l，D正确。
2．C　解析：原子核内有10个中子的氧原子为，A错误；基态氯原子的结构示意图为，B错误；基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5，C正确；基态铜原子的价层电子轨道表示式为，D错误。
3．D　解析：金属性强的元素与非金属性强的元素易形成离子化合物。第三周期第一电离能最小的元素是钠，易失去电子；基态原子的价层电子排布为2s22p6的原子是氖，化学性质不活泼；2p能级为半充满的元素是氮，非金属元素电负性最大的元素是氟，非金属性最强；故最易形成离子化合物的是钠和氟。
4．A　解析：①元素周期律的形成原因是原子核外电子排布呈周期性变化，而核外电子排布是由原子的结构决定的，正确；②第ⅠA族元素除氢元素之外称为碱金属元素，错误；③第一周期的元素基态原子的价层电子排布从1s1开始到1s2结束，错误；④随着周期数的增多，元素种类有增多的趋势，错误；⑤核外电子排布为1s22s22p3的元素位于第二周期，而核外电子排布为的元素位于第三周期，错误；⑥从元素周期表上不难看出，随着周期数的增多，该周期所含金属元素的种类一般越多，正确。
5．B　解析：Mg的3s能级为全充满的稳定结构，第一电离能大于Al，故A错误；元素非金属性越强，其简单气态氢化物越稳定，故热稳定性：HF>H2O>NH3，B正确；S2-、Cl－、K＋的核外电子排布相同，核电荷数越大，原子核对电子的吸引力越大，离子半径越小，C错误；电负性越大的原子对键合电子的吸引力越大，O和Cl形成的化合物中O显负价，对键合电子的吸引力大，O的电负性大于Cl，D错误。
6．A　解析：原子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低状态”的总原则，不一定总是满足“洪特规则”，A错误；同一轨道上最多容纳2个电子，且自旋相反，B正确；由题设可知基态X、Y的原子核外电子排布分别为1s22s2、1s22s22p63s2，分别为铍元素和镁元素，它们处于同主族，性质相似，C正确；不同能级上的电子跃迁产生不同的谱线，因此光谱能证明原子核外电子是分层排布的，D正确。
7．C　解析：从扇形元素周期表的排列方式看，分别对应了传统元素周期表的前四周期和18列，根据各元素的位置，可确定元素为①H、②Na、③C、④N、⑤O、⑥Mg、⑦Al、⑧S、⑨Cl、⑩Fe。A项中⑥、⑧、⑨对应单核离子的半径应按⑥、⑨、⑧顺序增大，错误；B项中⑤的三种核素指的是氧的三种同位素，由于它们的核外电子排布相同，其化学性质是相同的，错误；C项中N元素的最高价氧化物的水化物HNO3与其氢化物NH3可反应生成NH4NO3，为离子化合物，正确；D项中S元素的氢化物H2S是弱酸，错误。
8．D　解析：根据元素周期表可知，Ca位于元素周期表的s区，A正确；Fe为26号元素，基态Fe的价层电子排布式为3d64s2，其成为阳离子时首先失去4s轨道上的电子，B正确；基态磷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，核外电子占据9个原子轨道，故有9种空间运动状态不同的电子，C正确；Y为39号元素，位于元素周期表的第ⅢB族，D错误。
9．D　解析：Mn2+的电子排布式为[Ar]3d5，Mn3+的电子排布式为[Ar]3d4，Mn2+的3d能级半充满，较Mn3+稳定，A错误；Ti为22号元素，核外电子的排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，核外电子的空间运动状态种类数等于原子轨道数，则有1＋1＋3＋1＋3＋2＋1＝12种，B错误；基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu位于元素周期表 ds区，C错误；基态Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，未成对电子数为4，Fe3+的电子排布式为[Ar]3d5，未成对电子数为5，故基态Fe2+与Fe3+中未成对电子数之比为4∶5，D正确。
10．C　解析：处于“对角线”位置的两种元素，其电负性接近，性质相似，但原子半径相差较大，核外电子排布不同，故C项错误。
11．D　解析：C、N、O、Cl四种原子中，Cl的电子层是三层，其他原子的电子层只有两层，所以氯原子的半径最大；同周期元素从左到右，原子半径逐渐减小，所以半径大小为Cl>C>N>O，A项错误；同周期元素从左到右，原子的电负性递增，则电负性：B12．B　解析：X原子的最外层电子数比次外层多1个，X是B；Y原子与B的能层数相同，有3个未成对电子，Y是N；Z原子的核外电子有6种不同的空间运动状态，Z有6个原子轨道，Z是Na或Mg；Q 的M层全满，N层只有3个电子，Q是Ga。同周期元素从左到右电负性依次增大，电负性：B13．B　解析：基态Al原子核外电子排布图为 ，观察可知，原子中共有5种不同能级(分别为1s、2s、2p、3s、3p)、13种不同运动状态(指能层、能级、轨道方向和自旋状态各不相同)的电子，B错误。
14．D　解析：B元素的最高正化合价是最低负化合价绝对值的3倍，则最高正化合价为＋6价，它的最高价氧化物为BO3，其中含氧60%，设B的相对原子质量为M，则有×100%＝40%，解得M＝32，则B为S元素，可推知A为O元素，D为P元素，E为Cl元素，C为Se元素。同一周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但D为P元素，P元素的3p轨道为半充满状态，较稳定，其第一电离能大于S元素，故A错误；同主族元素电负性随原子序数的增大而减小 ，则电负性：B>C，而同周期元素自左向右，电负性逐渐增大，则电负性：E>B，故电负性：E>C，故B错误；P、S、Cl三种元素形成的简单离子，能层结构相同，原子序数越大，离子半径越小，故C错误；元素的非金属性越强，对应的氢化物越稳定，则气态氢化物的稳定性：D15．A　解析：气态基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。同周期元素随着核电荷数的递增，原子半径减小，失去电子能力降低，第一电离能增大，但由于原子轨道的全充满、全空和半充满结构能量比较低，导致第二周期中Be和N元素、第三周期中Mg和P元素第一电离能偏大，故A正确；同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，图乙符合此变化关系，故D错误。
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．
解析：(1)Si为14号元素，基态Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，其电子有14种运动状态，核外电子占据的最高能级p轨道的电子云轮廓图为哑铃形。
(2)一般来说金属元素的的电负性小于1.8，非金属元素的电负性大于1.8，故Be的电负性最小，电负性：O>C>Si，故电负性从大到小的顺序为O>Si>Be。
(3)根据核外电子排布图可知，其违背了泡利原理；当激发态氧原子从1s22s22p33p1状态变到1s22s22p33s1，形成的是发射光谱。
(4)基态铬原子的价层电子排布式为3d54s1，价层轨道表示式为，所以3d电子的自旋磁量子数的代数和为＋或－。
(5)Mg与Be同主族，Be的电子层数更少，原子半径更小，故I1(Be)>I1(Mg)；Mg与Al同周期，Mg的最外层电子排布式为2s2，是全充满状态，比较稳定，Al的最外层电子排布式为3s23p1，故I1(Mg)>I1(Al)，可推知I1(Be)大于I1(Al)。
(6)Be、Al的电负性非常接近，导致Be、Al的化学性质相似，Be溶于NaOH溶液的离子方程式为Be＋2OH－＋2H2O===[Be(OH)4]2-＋H2↑。
答案：(1)14　哑铃
(2)O> Si>Be
(3)泡利原理　发射
(4)＋或－
(5)>　Mg与Be同主族，同主族元素从上到下，第一电离能呈现减小的趋势，Mg与Al同周期，Mg的第一电离能大于Al的第一电离能，故Be的第一电离能大于Al的第一电离能
(6)Be＋2OH－＋2H2O===[Be(OH)4]2-＋H2↑
17．
解析：(1)已知Co是27号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d74s2，则基态钴原子的价层电子排布式为3d74s2。Mn2+的价层电子排布式为3d5，为半充满的稳定结构，再失去一个电子需要的能量高，Fe2+的价层电子排布式为3d6，易失去一个电子，所以Fe2+再失去一个电子比Mn2+容易。
(2)①由题干信息可知，该反应中涉及的非金属元素为H、C、N、O四种，根据同周期元素从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，第ⅡA、ⅤA族元素的比较反常可知，其中第一电离能最大的是N。H、C、N、O四种元素的核外未成对电子数依次为1、2、3、2，则未成对电子数最多的元素是N。②已知Cu是29号元素，根据泡利原理可知，Cu＋核外有28种运动状态不同的电子。
(3)①根据同周期元素从左往右电负性依次增强，同主族元素从上往下电负性依次减小可知，化合物甲中O、N、C、H的电负性由小到大的顺序为H＜C＜N＜O。②氮原子核外有7个电子，轨道表示式为。③由题干信息可知，Sb是第五周期第ⅤA族元素，则基态Sb的价层电子排布式为5s25p3。④基态O2-的电子占据的原子轨道有1s、2s、2px、2py、2pz，则基态O2-核外电子云的伸展方向共5种；Cu是29号元素，故基态Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，则其核外有6个能级。
答案：(1)3d74s2　Mn2+的价层电子排布式为3d5，为半充满的稳定结构，再失去一个电子需要的能量高，Fe2+的价层电子排布式为3d6，易再失去一个电子，所以Fe2+再失去一个电子比Mn2+容易
(2)①N　N　②28
(3)①H＜C＜N＜O　②
③5s25p3　④5　6
18．
解析：A元素的原子最外层电子排布式为ns1，则A为第ⅠA族元素或Cr、Cu；B元素的基态原子价层电子排布式为ns2np2，则B为第ⅣA族元素；C元素位于第二周期且原子中p能级与s能级电子总数相等，则C为氧元素；D元素基态原子的M能层的p能级中有3个未成对电子，则D为磷元素；E元素基态原子有5个未成对电子，则E为25号锰元素。(1)C、D、E元素名称依次为氧、磷、锰。(2)氧原子的核电荷数为8，则根据构造原理、能量最低原理、洪特规则和泡利原理，其轨道表示式为。(3)当n＝2时，B为碳元素，则B的最简单气态氢化物的电子式为；CO2分子的结构式是O===C===O；当n＝3时，则B为硅元素，SiO2与氢氧化钠溶液反应的离子方程式是===＋H2O。(4)若A元素的基态原子最外层电子排布式为2s1，则A为Li；B元素的基态原子价层电子排布式为3s23p2，则B为Si；C为O，D为P；A、B、C、D四种元素的第一电离能由大到小的顺序是O＞P＞Si＞Li。(5)E元素是锰元素，原子序数为25，位于元素周期表第四周期第ⅦB族，所以价层电子排布式为3d54s2，最高正价为＋7价，其最高价氧化物的化学式是Mn2O7。
答案：(1)氧　磷　锰
(3)　O===C===O　===＋H2O
(4)O＞P＞Si＞Li
(5)3d54s2　第四周期第ⅦB族　Mn2O7
19．
解析：(1)Se是34号元素，原子核外有4个电子层，最外层有6个电子，在元素周期表中的位置为第四周期第ⅥA族；硅原子核外有14个电子，根据能量最低原理，基态硅原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2；Ga是31号元素，原子核外有31个电子，基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，最高能级为4p；铜为29号元素，根据能量最低原理，基态铜原子的价层电子排布图是。(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，所以电负性：S＞P＞Ga。(3)砷、硒都是第四周期主族元素，同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但基态砷原子的4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以As元素的第一电离能大于Se元素的第一电离能。
(4)①第ⅡA族元素的最外层电子数相等，图像b符合；②第三周期元素的最高化合价随核电荷数的增加依次升高，图像c符合；③四种离子的半径依次减小，图像a符合。(5)由题意可知，Y为O，M为Si，由离子所带电荷可知，X为H，Z为Na，N为Cl。
答案：(1)第四周期第ⅥA族　1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)　4p　
(2)S＞P＞Ga
(3)大于　基态砷原子的4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素
(4)①b　②c　③a
(5)①HClO4　②SiO2＋2CSi＋2CO↑
1/15