第一章 原子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章原子结构与性质测试题一、选择题1．W、X、Y、Z为同一周期元素，Y的电子总数为最外层电子数的3倍。由这些元素组成的一种化合物M的结构如图所示，下列叙述错误的是A．原子半径：W＞X＞Y＞Z B．第一电离能：W＞X＞Y＞ZC．电负性：W＜X＜Y＜Z D．化合物M中，W、X、Y、Z均满足8电子稳定结构2．表中是元素周期表的一部分，W、X、Y、Z为短周期主族元素，W与Z的最外层电子数之和为10。下列说法正确的是WYXZA．W一定为第ⅢA族元素 B．X最高价氧化物能与强碱反应C．原子半径：Z＞X D．气态氢化物稳定性：Y＜Z3．X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的短周期主族元素，其中X、Y、Z是三种相邻的同周期元素，X、Y、Z最外层电子数之和为15，W所在周期主族元素中其原子半径最大。下列叙述正确的是A．Z是第2周期族Ⅵ元素B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Y>XC．简单氢化物的热稳定性：X>ZD．W与Z只能形成一种化合物4．一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是A．X的常见化合价有、 B．原子半径大小为C．YX的水合物具有两性 D．W单质只有4种同素异形体5．三氯蔗糖(C11H15O8Cl3)具有热值极低、安全性好等优点，可供糖尿病患者少量食用，被认为是近乎完美的甜味剂，下列说法正确的是A．基态氧原子的核外电子排布式为[Ne]2s22p4B．氯原子的结构示意图为C．O2与O3互为同位素D．中子数为8的碳原子：C6．下列不属于主族元素的是A．H B．K C．P D．He7．“天问一号”着陆火星、“嫦娥五号”成功着陆月球、神舟十三号顺利往返，均展示了我国科技发展的巨大成就。下列有关说法正确的是A．火星陨石中的质子数为20B．月壤中的与地球上的互为同位素C．运载火箭使用的液燃料是清洁燃料D．飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子8．月壤中含有丰富的，发生核聚变反应为：，可控核聚变提供人类生产生活所需能量是能源发展的重要方向。下列说法正确的是A．核聚变是化学变化 B．与互为同位素C．的中子数为1 D．、形成的单质中均含有共价键9．短周期元素中，原子基态时具有1个未成对电子的元素共有A．5 B．6 C．7 D．810．X、Y均为第三周期元素，Y元素的单质及化合物常用于自来水的消毒，二者形成的一种化合物能以的形式存在，下列说法正确的是A．原子半径：X<YB．气态简单氢化物的稳定性：X<YC．氧化物对应水化物的酸性：Y>XD．同周期中第一电离能小于X的元素共有4种11．下列化学用语表述正确的是A．葡萄糖的实验式：C6H12O6 B．甲基的电子式：C．基态Fe2+的价电子排布式：3d54s1 D．金刚石的晶胞：12．下列表达方式或说法正确的是（）A．基态到激发态产生的光谱是发射光谱B．每一能层的能级总是从s能级开始，且能级数不等于该能层序数C．氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子D．电子从激发态跃迁到基态时将释放能量，光是电子释放能量的重要形式之一13．下列Si原子的价层电子的电子排布图表示的状态中，能量最高的是A． B．C． D．14．下列说法错误的是A．电子的能量不一定高于p电子的能量B．的电子排布式违反了洪特规则C．电子排布式违反了构造原理D．电子排布式违反了泡利原理15．下列有关原子结构的说法正确的是A．霓虹灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关B．氖原子与钠离子两粒子的2p能级上的电子离核的距离相同C．M能层中有3s、3p、3d、3f四个能级，共16个轨道D．基态镁原子核外电子的轨道表示式为二、非选择题16．无水氯化铝是常用的催化剂，可通过反应Al2O3+3C+2Cl22AlCl3+3CO制得。完成下列填空。(1)氧元素在元素周期表中的位置为____。碳原子核外不同运动状态的电子有____种。铝原子最外层电子排布式是____。C、O、Al三种元素的原子半径从大到小的顺序是____。(2)氧的非金属性____碳(填“大于”、“小于”、“等于”)，用原子结构知识分析原因____。(3)Al2O3与NaOH溶液反应的离子方程式为____；铝最高价氧化物对应的水化物表现出了独特的性质，其在酸性水溶液中的电离方程式为____。(4)工业上将Al2O3溶解在熔化的冰晶石中电解获得铝，该反应的化学方程式为：____。17．下表是元素周期表的一部分。族周期IAIIAIIIAIVAVAVIAVIIA2C3NaMgAlSiPSCl4GaBr回答问题：(1)门捷列夫科学地预言了“类铝”元素Ga，Ga在元素周期表中的位置是第_______周期、第_______族。(2)第三周期主族元素中，金属性最强的元素原子结构示意图为_______。(3)碳元素的一种放射性核素C可用于文物年代的测定，C的原子核内中子数为_______。(4)某研究小组探究氯与溴非金属性的强弱关系，过程如下：[预测]非金属性：Cl>Br。[设计与实验]如图所示，在点滴板的2个孔穴中分别滴入3滴新制氯水，然后向其中之一滴加3滴NaBr溶液。[证据与分析]滴加NaBr溶液的孔穴中，溶液颜色变深，说明有Br2生成。[结论]预测_______(选项“正确”或“不正确”)。[解释]从原子结构的角度解释为_______。18．回答下列问题：(1)电子跃迁是如何完成的_____？是物理变化还是化学变化_____？(2)许多金属盐都可以发生焰色试验，请用原子结构的知识解释其原因？_____19．回答下列问题:(1)元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是___________。(2)基态Ge原子有___________个未成对电子。(3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为___________。(4)基态Fe原子有___________个未成对电子。(5)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。(6)Cu的价层电子排布图为___________。20．(1)玻尔原子结构模型成功地解释了___________的实验事实，电子所处的轨道的能量是___________的。最大不足之处是___________。(2)p能级上有___________个原子轨道，在空间沿___________轴对称，记为___________，___________，___________，其能量关系为___________。21．回答下列问题(1)[2021湖南]基态硅原子最外层的电子排布图为___________________。(2)[2021河北]在的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是_________(填离子符号)。(3)[2020全国Ⅱ]基态原子的核外电子排布式为__________________________。(4)[2020海南]在周期表中的位置为_____________。基态的价层电子排布式为__________________。22．A-H元素在元素周期表中的位置如图所示，回答下列问题：(1)G是地壳中含量第5的元素，在地壳中全部以化合态存在，其化合物的焰色试验为砖红色，这与G原子核外电子发生跃迁___________(填“吸收”或“释放”)能量有关。(2)第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有___________种。(3)H被称为“人类的第三金属”，与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有___________种。(4)D的某种氢化物(D2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：2D2H4+D2O4=3D2+4H2O，D2H4的电子式是___________，D2的结构式是___________，若该反应中有4mol电子转移，则形成的键有___________mol。(5)F元素能形成多种含氧酸及盐，其中NaFO2是常用的消毒剂，其酸根离子的中心原子价层电子对数为___________，空间构型为___________。(6)NiO晶体与NaCl晶体结构相似。①设阿伏加德罗常数的值为NA，距离最近的两个Ni2+间距为apm，NiO的摩尔质量为Mg/mol，则NiO晶体的密度为___________g·cm-3(列出计算式)。②晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如图所示的缺陷：当一个Ni2+空缺，会有两个Ni2+被两个Ni3+所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中Ni3+与Ni2+的离子数之比为6：91。若该晶体的化学式为，则x=___________。23．根据信息回答问题：(1)实验测得在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出352.75kJ的热量，试写出燃烧热的热化学方程式：_________________________________________。(2)已知反应：．有关键能数据如下：，，，根据键能数据计算___________。(3)已知：；；；根据盖斯定律，计算时由和生成反应的反应热为：____________。(4)已知：A，B，C，D四种短周期元素的原子半径依次减小，D能分别与A，B，C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。C原子的最外层电子排布为。E的原子序数为29．回答下列问题：①A，B，C的第一电离能由小到大的顺序为____________________(用元素符号表示)。②C元素原子核外有_______个原子轨道。③E元素在周期表中属于_______区元素。写出的电子排布式_______________________。【参考答案】一、选择题1．B【分析】W、X、Y、Z为同一周期元素，其中Y的电子总数为最外层电子数的3倍，符合条件的元素有Li、P，化合物M中Y形成共价键，可知Y为P元素，而X形成4条共价键、Z形成1条共价键，可知X为Si元素、Z为Cl元素，W形成+1价阳离子，则W为Na元素。解析：由分析可知，W为Na元素、X为Si元素、Y为P元素、Z为Cl元素；A．同周期主族元素自左而右原子半径减小，则原子半径：Na＞Si＞P＞Cl即W＞X＞Y＞Z，A正确；B．同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，ⅡA族、Ⅴ族第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：Na＜Si＜P＜Cl即W＜X＜Y＜Z，B错误；C．同周期主族元素自左而右电负性增大，则电负性：Na＜Si＜P＜Cl即W＜X＜Y＜Z，C正确；D．Si元素形成4条共价键、Cl原子形成1条共价键、P原子形成2条共价键且获得1个电子，三者都满8电子结构，而Na+离子最外层有8个电子，D正确；故答案为：B。2．B【分析】根据元素周期表所示位置，W与Z的最外层电子数之和为10，可知W为C，Y为F，X为Si，Z为S，据此分析解题。解析：A．W为C，为第ⅣA族元素，A错误；B．X为Si，其最高价氧化物为SiO2，是酸性氧化物，能和强碱溶液反应生成盐和水，B正确；C．同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，故原子半径：X>Z，C错误；D．非金属性越强，气态氢化物越稳定。非金属性Y＞Z，故气态氢化物稳定性：Y＞Z，D错误；答案选B。3．B【分析】W所在周期主族元素中其原子半径最大，则W是钠元素；X、Y、Z是三种相邻的同周期元素，X、Y、Z最外层电子数之和为15，可知X、Y、Z最外层电子数为4、5、6，分别为第IVA族、第VA族、第VIA族，原子序数小于W，则X、Y、Z是碳元素、氮元素、氧元素。解析：A．Z是O，第二周期，第ⅥA族元素，A错误；B．同周期元素，随着核电荷数增加，非金属性增强，最高价氧化物对应的水化物酸性增强，Y>X，B正确；C．同周期元素，随着核电荷数增加，非金属性增强，氢化物的稳定性增强，热稳定性：X＜Z，C错误；D．W和Z为钠元素和氧元素，能形成氧化钠和过氧化钠两种化合物，D错误；故答案为：B。4．A【分析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。解析：A．X为O，氧的常见价态有-1价和-2价，如H2O2和H2O，A正确；B．W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；D．W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；故选A。5．D解析：A．O原子核外有8个电子，基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4或[He]2s22p4，A错误；B．氯原子的结构示意图为，B错误；C．O2与O3均为氧的单质，互为同素异形体，C错误；D．C的质子数为6，则中子数为8的碳原子：C，D正确；故选D。6．D解析：A．H是第一周期第IA族的元素，A不符合题意；B．K是第四周期第IA族的元素，B不符合题意；C．P是第三周期第VA族的元素，C不符合题意；D．He是第一周期0族元素，不属于主族元素，D符合题意；故选D。7．C解析：A．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的质量数为20，故A错误；B．同位素须为同种元素，和的质子数不同，不可能为同位素关系，故B错误；C．氢气燃烧产物为水，为清洁能源，故C正确；D．玻璃纤维为无机非金属材料，不是天然有机高分子材料，故D错误。故选C。8．B解析：A．核聚变是物理变化，无新物质产生，A错误；B．与是He元素的不同原子，互为同位素，B正确；C．根据守恒可得，是，的中子数是0，C错误；D．与都是单原子分子，无共价键，D错误；故选B。9．C解析：根据电子排布式可知，基态具有1个未成对电子的元素有：H1s1，Li1s22s1，B1s22s22p1，O1s22s22p4，Na1s22s22p63s1，Al1s22s22p63s23p1，Cl1s22s22p63s23p4。共7种，故选C。10．B【分析】X、Y均为第三周期元素，Y元素的单质及化合物常用于自来水的消毒，则Y为Cl元素；由二者形成的化合物的阴阳离子的化学式可知，X的最高正价为+5，则X为P元素。解析：A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则磷原子的原子半径大于氯原子，故A错误；B．元素的非金属性越强，气态简单氢化物越稳定，则磷化氢的稳定性弱于氯化氢，故B正确；C．元素的非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则高氯酸的酸性强于磷酸，选项未指明最高价氧化物，因此酸性不确定，如HClO弱于H3PO4，故C错误；D．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，磷原子的3p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，则第一电离能小于磷元素的有钠、镁、铝、硅、硫，共有5种，故D错误；故选：B。11．B解析：A．葡萄糖的分子式：C6H12O6，其实验式为：CH2O，A错误；B．甲基电子数等于其质子数，其电子式为：，B正确；C．基态Fe原子的价电子排布式为：3d64s2，Fe2+为Fe失去最外层2个电子得到的微粒，所以其价电子排布式为：3d6，C错误；D．金刚石为共价晶体，以共价键结合，呈空间网状结构，其晶胞结构为：，D错误；故选B。12．D解析：A．基态原子吸收能量转化为激发态原子，故产生的光谱为吸收光谱，A错误；B．每一个能层均是由s能级开始的，同一能层中能级数与能层数相同，B错误；C．氢原子的电子云中的小黑点表示电子在电子云中出现的概率并非一个电子，C错误；D．电子从激发态跃迁到基态会释放出大量的能量，这些能量主要以光的形式释放出来得到原子光谱，D正确；故选D。13．D解析：A．该项中的价层电子的电子排布图是基态Si原子的，A不符合题意；B．该项中的价层电子的电子排布图也是基态的，但是3p轨道的两个电子自旋状态不同，不符合洪特规则，B不符合题意；C．该项中的一个电子由3s轨道跃迁至3p轨道，D项中两个电子由3s轨道跃迁至3d轨道，故二者相比，C项表示的状态能量较低，C不符合题意；D．由C选项解析可知，D符合题意。故本题选D。14．A【分析】洪特规则：在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，即为洪特规则，又称为最多轨道原理，一般电子总是尽先自旋平行地分占不同轨道。泡利原理：不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态，也就是一个亚层中最多能有2个电子，其自旋相反。解析：A．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，A错误；B．对于C原子来说，2p能级有3个能量相同的原子轨道，最后2个电子应以自旋状态相同的方式分布在两个不同的2p轨道上，违反了洪特规则，B正确；C．根据轨道能量高低顺序可知E4s<E3d，对于21Sc原子来说，最后3个电子应先排满4s轨道，再排3d轨道，应为1s22s22p63s23p63d14s2，故违反了构造原理，C正确；D．对于22Ti原子来说，3p能级共有3个轨道，最多可以排6个电子，如果排10个电子，则违反了泡利原理，D正确故选A。15．A解析：A．电子获得能量，跃迁至外层能量更高的原子轨道，不稳定，会重新跃迁回原有原子轨道，以光能形式释放多余能量，霓虹灯发光原理即为此原理，A正确；B．钠离子核电荷数更多，对电子吸引能力更强，所以钠离子2p能级上的电子离核更近，B错误；C．M能层只有3s、3p、3d能级，共9个轨道，C错误；D．基态镁原子核外电子的轨道表示式为，3s能级电子排布不符和泡利原理，D错误；综上，本题选A。二、非选择题16．(1)第二周期第VIA族63s23p1r(Al)>r(C)>r(O)(2)大于均有2个电子层，位于同一周期，O原子核电荷数更大，半径更小，原子核对核外电子的吸引力更强，得电子能力更强，故氧元素非金属性更强(3)Al2O3+2OH-=AlO+H2OAl(OH)3H++H2O+AlO(4)2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑解析：（1）氧为8号元素，元素在元素周期表中的位置为第二周期第VIA族。在同一原子轨道下最多可以有两个自旋方向不同的电子，自旋方向不同，运动状态也就不相同，即运动状态个数等于电子数；碳为6号元素，原子核外不同运动状态的电子有6种。铝为13号元素，原子最外层电子排布式是3s23p1。电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；C、O、Al三种元素的原子半径从大到小的顺序是r(Al)>r(C)>r(O)；（2）碳氧均有2个电子层，位于同一周期，O原子核电荷数更大，半径更小，原子核对核外电子的吸引力更强，得电子能力更强，故氧元素非金属性更强；（3）Al2O3与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和水，离子方程式为Al2O3+2OH-=AlO+H2O；铝最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝，氢氧化铝具有两性，其在酸性水溶液中的电离方程式为Al(OH)3H++H2O+AlO；（4）Al2O3溶解在熔化的冰晶石中电解获得铝和氧气，2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑。17．(1)四IIIA(2)(3)8(4)正确氯与溴同主族，原子半径从上而下逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱解析：(1)由题干信息可知，Ga在元素周期表中的位置是第四周期第ⅢA族；(2)第三周期主族元素中，从左到右，元素的金属性逐渐减弱，金属性最强的元素是Na，原子结构示意图为；(3)中子数=质量数-质子数=14-6=8；(4)氯水具有强氧化性，可以将NaBr氧化成Br2，故预测是正确的；从原子结构的角度解释为氯与溴同主族，原子半径从上而下逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，非金属性逐渐减弱。18．(1)电子跃迁是通过吸收能量或者释放能量而完成的物理变化(2)金属原子吸收能量从基态跃迁到激发态后，电子从高能级轨道跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来解析：(1)电子跃迁是通过吸收能量或者释放能量而完成的；电子的跃迁是物理变化(未发生电子转移)，而原子得失电子时发生的是化学变化。一般在能量相近的能级间发生电子跃迁。如1s22s22p6(基态)1s22s22p53s1(激发态)。(2)金属原子吸收能量从基态跃迁到激发态后，电子从高能级轨道跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来。19．(1)Mn(2)2(3)2(4)4(5)N球形(6)解析：(1)基态Mn的价电子排布式为：3d54s2，基态O价电子排布式为：2s22p4，元素Mn与O中，基态O中未成对电子数为2，基态Mn中未成对电子数为5，故答案为：Mn；(2)基态Ge原子价电子排布式为：4s24p2，4p轨道有2个未成对电子，故答案为：2；(3)Ni元素原子核外电子数为28，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d84s2，3d能级上的未成对电子数为2，故答案为：2；(4)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，可知在3d上存在4个未成对电子，故答案为：4；(5)K为19号元素，核外电子排布为[Ar]4s1，占据的最高能层为第4层，能层符号为N，占据该能层的电子为4s电子，电子云轮廓图形状为球形，故答案为：N；球形；(6)Cu原子价层电子排布式为3d104s1，价层电子排布图为：。20．氢原子光谱是线状光谱量子化某些光谱现象难以用该模型解释3x、y、zpxpypzpx=py=pz解析：(1)线状光谱与量子化之间有必然的联系，玻尔原子结构模型成功地解释了氢原子光谱是线状光谱的实验事实，电子所处的轨道的能量是量子化的。最大不足之处是某些光谱现象难以用该模型解释。(2)p能级有3个能量相同、伸展方向不同的原子轨道,p能级上有3个原子轨道，在空间沿x、y、z轴对称，记为px，py，pz，其能量关系为px=py=pz。21．(1)(2)、(3)或(4)第三周期第IIIA族解析：（1）砫原子核外有14个电子，其基态原子核外电子排布式为，其最外层的电子排布图为；故答案为：。（2）该物质中的四种元素形成的简单离子分别为、、、，分别有3、0、3、2个电子层，且、最外层均为8电子，因此核外电子排布相同的是、；故答案为：、。（3）Ti是第22号元素，其基态原子的核外电子排布式为或；故答案为：或。（4）是13号元素，则Al位于周期表第三周期第IIIA族；的原子序数是30，其基态原子的核外电子排布式是或，基态的价层电子排布式为；故答案为：第三周期第IIIA族；。22．(1)释放(2)3(3)3(4)N≡N3(5)4V形(6)0.97【分析】由元素在周期表的位置可知，A为H元素、B为Li元素、C为B元素、D为N元素、E为Al元素、F为Cl元素、G为Ca元素、H为Ti元素；解析：（1）焰色反应为砖红色，这与G原子核外电子发生跃迁释放能量有关，故答案为:释放；（2）同周期主族元素从左向右第一电离能呈增大趋势，N原子的2p电子半满为较稳定结构，其第一电离能大于相邻元素，则第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有铍、碳、氧元素，共3种，故答案为:3；（3）Ti的价电子排布为3d24s2，未成对电子数为2，与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有Ni、Ge、Se，共3种，故答案为:3；（4）D2H4为N2H4，其电子式是；氮气的结构式为N≡N；氮气含2个π键，由2N2H4+H2O4=3N2+4H2O可知，转移8mol电子时，生成6mol键，则该反应中有4mol电子转移，则形成的键有3mol，故答案为:；N≡N；3；（5）的中心原子的价电子对数为2+=4，含2对孤对电子，空间结构为V形，答案为4；V形；（6）①NiO晶体与NaCl晶体结构相似，1个晶胞中含有4个Ni2+，4个O2-，距离最近的两个Ni2+间距为apm，因为距离最近的两个Ni2+位于顶点和面心，为面对角线的一半,则晶胞边长为apm，为a10-10cm，则1