人教版高中化学选修3第1章《原子结构与性质》测试题含答案解析

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人教版高中化学选修3第1章《原子结构与性质》测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题，每小题3.0分,共60分)


1.元素X的各级电离能数据如下：

则元素X的常见价态是(　　)
A． ＋1
B． ＋2
C． ＋3
D． ＋6
【答案】C
【解析】对比表中电离能数据可知，I1、I2、I3电离能数值相对较小，至I4数值突然增大，说明元素X的原子中，有3个电子容易失去，因此，该元素的常见化合价为＋3。
2.支撑“宇宙爆炸”理论的重要事实之一(　　)
A． 宇宙原子总数的88.6%是氢
B． 地球上的元素绝大多数是金属
C． 普鲁特“氢是所有元素之母”的预言
D． 宇宙中存在极少量稀有气体分子
【答案】A
【解析】现代大爆炸宇宙学理论认为，宇宙诞生于一次大爆炸，大爆炸之后诞生大量的氢，少量的氦以及极少量的锂，经过140亿年，氢仍然占有宇宙原子总数的88.6%。
3.下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是(　　)
A． 它的元素符号为O
B． 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C． 可以与H2化合生成液态化合物
D． 其电子排布图为
【答案】B
【解析】由它的价电子排布式可知该元素为硫，S与H2化合生成H2S，其电子排布图违背了洪特规则。
4.气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是(　　)
A． 1s22s22p63s23p2→1s22s22p63s23p1
B． 1s22s22p63s23p3→1s22s22p63s23p2
C． 1s22s22p63s23p4→1s22s22p63s23p3
D． 1s22s22p63s23p64s24p2→1s22s22p63s23p64s24p1
【答案】B
【解析】1s22s22p63s23p3,3p轨道为半充满稳定结构，失去一个电子，吸收能量更多。
5.下列说法中正确的是(　　)
A． 1s22s12p1表示的是激发态原子的电子排布
B． 3p2表示3p能级有两个轨道
C． 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D． 同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
【答案】A
【解析】A项，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项，3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项，同一原子中能层数越大，能量也就越高，离核越远。
6.下列同周期元素中原子半径最小的是(　　)
A． Mg
B． Al
C． Si
D． S
【答案】D
【解析】同周期随核电荷数增大，原子核对核外电子吸引力增大，原子半径减小，故原子半径：Mg＞Al＞Si＞S。
7.22Na是制造核弹的主要原料之一，下列关于基态22Na的说法正确的是(　　)
A． 电子排布式为
B． 原子结构示意图为
C． 电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2
D．22Na在化合物中通常显＋1价
【答案】D
【解析】22Na的基态原子中有11个电子，其电子排布式为1s22s22p63s1，原子结构示意图为，A、B、C错误，D项正确。
8.下列元素一定是主族元素的是(　　)
A． 原子核外N电子层上只有一个电子的元素
B． 原子核外M层电子数为偶数的元素
C． 原子核外M层电子数为小于或等于7的奇数的元素
D． 原子核外N层电子数为2的元素
【答案】C
【解析】第四周期元素中过渡元素最外层既有1个电子的，也有2个电子的，A、D项错误；第四周期的0族元素Kr的M层有18个电子，B项错误。
9.下列氧原子的电子排布图中，正确的是(　　)
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】原子的电子排布必须遵守能量最低原理、泡利原理、洪特规则，B选项正确。
10.下列各组微粒，没有按照半径由小到大顺序排列的是(　　)
A． Cl、Na、F、K
B． F、Cl、Na、K
C． Ca2＋、K＋、Cl－、S2－
D． Na＋、K＋、Cl－、Br－
【答案】A
【解析】F位于第二周期，Cl、Na位于第三周期且Na排在Cl的前面，K位于第四周期，故四者的原子半径由小到大的顺序为F11.下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是(　　)
A． 钠原子：1s22s22p7
B． 铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2
C． 铁原子：1s22s22p63s23p63d8
D． 氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6
【答案】D
【解析】A项，违背了泡利原理；B项，违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态；C项，违背了能量最低原理；D项正确。
12.X、Y、Z为短周期元素，X原子最外层只有一个电子，Y原子的最外层电子数比内层电子总数少4，Z原子的最外层电子数是内层电子总数的3倍。下列有关叙述正确的是(　　)
A． Y原子的价层电子排布式为3s23p5
B． 稳定性：Y的氢化物＞Z的氢化物
C． 第一电离能：Y＜Z
D． X、Y两元素形成的化合物为离子化合物
【答案】C
【解析】Y原子应该有3个电子层，最外层电子数为6，是硫元素，外围电子排布式为3s23p4；Z元素是O，第一电离能O＞S；X可能是H，也可能是Li或Na，X与Y形成的化合物H2S是共价化合物。
13.下列元素周期表族序数正确的是(　　)
A． 第3列为ⅠB
B． 第18列为0A
C． 第14列为ⅣA
D． 第8列为ⅧB
【答案】C
【解析】元素周期表族与列的关系表由表分析可知，第3列为ⅢB族；第18列为零族；第14列为ⅣA族；第8列为第Ⅷ族。
14.下列叙述正确的是(　　)
A． 能级就是电子层
B． 每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C． 同一能层中的不同能级的能量高低相同
D． 不同能层中的s能级的能量高低相同
【答案】B
【解析】能层才是电子层；同一能层中的不同能级的能量高低的顺序是Ens15.在多电子原子中，轨道能量是由以下哪些因素决定(　　)
①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态
A． ①②
B． ①④
C． ②③
D． ③④
【答案】A
【解析】
16.关于电子云的叙述不正确的是(　　)
A． 电子云是用小点的疏密程度来表示电子在空间出现概率大小的图形
B． 电子云实际是电子运动形成的类似云一样的图形
C． 小点密集的地方电子在那里出现的概率大
D． 轨道不同，电子云的形状也不一样
【答案】B
【解析】用统计的方法描述电子在核外空间出现的概率大小的图形称为电子云；常用小点的疏密程度来表示电子在原子核外出现的概率的大小。小点密集的地方表示电子在那里出现的概率大，小点稀疏的地方表示电子在那里出现的概率小。
17.已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是(　　)
A． 某元素原子的第二电子层电子排布图为
B． 某元素在某种化合物中的化合价为＋4
C． 某元素的原子最外层上电子数为6
D． 某元素的外围电子排布式为5s25p1
【答案】D
【解析】A项，只能说明该元素的L层有8个电子，没法确定其在周期表中的位置；B项，非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，无法确定；C项，根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D项，可确定该元素在第五周期ⅢA族。
18.下列表示式错误的是(　　)
A． Na＋的轨道表示式：
B． Na＋的结构示意图：
C． Na的电子排布式：1s22s22p63s1
D． Na的简化电子排布式：[Ne]3s1
【答案】A
【解析】A项，轨道表示式用一个方框表示能级中的轨道，用箭头“↑”或“↓”来区别自旋方向不同的电子，每个轨道最多容纳2个电子，2个电子处于同一轨道内，且自旋方向相反，所以Na＋的轨道表示式为，错误；B项，Na＋的原子核内有11个质子，核外有10个电子，结构示意图为，正确；C项，钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，或写为[Ne]3s1，正确；D项，钠原子的简化电子排布式为[Ne]3s1，正确。
19.A元素的阴离子、B元素的阴离子和C元素的阳离子具有相同的电子层结构。已知A的原子序数大于B的原子序数。则根据元素周期律可知：A、B、C三种原子半径大小的顺序是(　　)
A． A ＞ B ＞ C
B． B ＞ A ＞ C
C． C ＞ A ＞ B
D． C ＞ B ＞ A
【答案】D
【解析】根据题意可知，A、B是非金属，位于同一周期，C是金属，位于A、B的下一周期。同主族自上而下原子半径逐渐增大，同周期自左向右原子半径逐渐减小，所以答案选D。
20.X与Y两元素的阳离子具有相同的电子层结构，X元素的阳离子半径大于Y元素的阳离子半径，Y与Z两元素的核外电子层数相同，Z元素的第一电离能大于Y元素的第一电离能，则X、Y、Z的原子序数(　　)
A． X＞Y＞Z
B． Y＞X＞Z
C． Z＞X＞Y
D． Z＞Y＞X
【答案】D
【解析】X、Y的阳离子电子层结构相同，但离子半径X＞Y，说明原子序数X＜Y；Z与Y的核外电子层数相同，Z的第一电离能大于Y的，说明原子序数Z＞Y。


第II卷
二、填空题(共4小题，每小题10.0分,共40分)


21.指出下列核外电子排布图的书写分别违背了什么原则？
①2p轨道上有3个电子的原子：
②2p轨道上有2个电子的原子：
③基态P原子：1s22s22p63s23p3p
④4s轨道上有2个电子的原子：
⑤3d轨道上有8个电子的原子：
________________________________________________________________________。
【答案】①②③⑤违背了洪特规则，④违背了泡利原理。
【解析】本题考察的是洪特规则和泡利原理。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，即电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，因为这种排布方式原子的总能量最低。所以在能量相等的轨道上，电子尽可能自旋平行地多占不同的轨道。例如碳原子核外有6个电子，按能量最低原理和泡利不相容原理，首先有2个电子排布到第一层的1s轨道中，另外2个电子填入第二层的2s轨道中，剩余2个电子排布在2个p轨道上，具有相同的自旋方向，而不是两个电子集中在一个p轨道，自旋方向相反。
22.写出具有下列电子排布的微粒的核电荷数、元素符号以及在周期表中的位置。
(1)A原子：1s22s22p5________、________；第________周期第________族。
(2)B－：1s22s22p63s23p6__________、__________；第________周期第________族。
(3)C原子：[He]2s22p3__________、__________；第________周期第________族。
(4)外围电子排布为3d54s2的原子：________、______；第________周期第________族。
【答案】(1)9　F　二　ⅦA
(2)17　Cl　三　ⅦA
(3)7　N　二　ⅤA
(4)25　Mn　四　ⅦB
【解析】(1)对于原子来讲，核电荷数＝核外电子数，确定A元素为F，位于周期表中第二周期第ⅦA族。
(2)对于阴离子来讲，核电荷数＝核外电子数－离子所带电荷数＝18－1＝17，故B－为Cl－，位于周期表中第三周期第ⅦA族。
(3)将简化电子排布式还原为通常电子排布式，即1s22s22p3，判断C原子为N，位于周期表中第二周期第ⅤA族。
(4)由构造原理知该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，确定为Mn元素，位于第四周期第ⅦB族。
23.下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：

(1)在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道只有1个电子的元素有_______(填元素名称)。
(2)写出Cr3＋的电子排布式______________。
(3)Fe3＋的化学性质比Fe2＋稳定，其原因是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有______种。
【答案】(1)钾、铬、铜　 (2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)　(3)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态　(4)5　
【解析】(1)由核外电子排布轨道能量顺序可知，4s轨道只有1个电子，则3d轨道可能为0(全空)、5(半充满)、10(全充满)，则有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分别为钾、铬、铜。
(2)Cr失去3个电子生成Cr3＋，则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(3)Fe3＋的电子排布式为[Ar]3d5，Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6，半充满结构更稳定。
(4)分周期一一讨论，第一周期中基态原子中未成对电子数为1个的是氢原子，第二周期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p2或1s22s22p4，是碳原子或氧原子，第三周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3，是磷原子，第四周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素，符合条件的只有铁原子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此共有5种元素符合题意。
24.具有下列价电子排布的元素位于周期表中哪个区，是金属元素还是非金属元素？
(1)ns2(n≠1)____________________________________________________________________。
(2)ns2np4_______________________________________________________________________。
(3)(n－1)d5ns2___________________________________________________________________。
(4)(n－1)d10ns2__________________________________________________________________。
【答案】(1)s区，金属元素
(2)p区，非金属元素(钋为金属元素)
(3)d区，金属元素
(4)ds区，金属元素
【解析】根据元素价电子排布与元素分区的关系确定；ns2(n≠1)为第ⅡA族元素，位于s区，金属元素；ns2np4为第ⅥA族元素，位于p区，非金属元素(钋为金属元素)；(n－1)d5ns2为第ⅦB族元素，位于d区，金属元素；(n－1)d10ns2为第ⅡB族元素，位于ds区，金属元素。