1-2原子结构与元素的性质(人教版2019选择性必修2)(解析版)

第二节原子结构与元素的性质时间：40分钟一、单选题(共40分)1．下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是（

）A． B． C． D．【答案】D【详解】AD微粒都是Mg原子失去一个电子后得到的，但是A微粒能量高于D，稳定性D＞A，所以失电子能量D＞A；BC都是原子，但是B是基态、C是激发态，能量：C＞B，稳定性B＞C，所以失去一个电子能量：B＞C；D为Mg+、B为Mg原子，D再失去电子所需能量就是Mg原子的第二电离能，B失去一个电子的能量是Mg原子的第一电离能，其第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量D＞B，通过以上分析知，电离最外层一个电子所需能量最大的是D，故答案为D。【点睛】能量越高越不稳定，越易失电子；原子的第一电离能、第二电离能、第三电离能···依次增大。2．《本草纲目》中记载炉甘石(主要成分为)可止血、消肿、生肌、明目等。下列说法正确的是A．Zn元素位于元素周期表第四周期第IIB族、d区B．Zn、C、O的电负性：O>C>ZnC．Zn、C、O的第一电离能：Zn>C>OD．中的化学键有离子键、非极性键和极性键【答案】B【详解】A．Zn元素位于元素周期表第四周期第ⅡB族、ds区，故A错误；B．元素非金属性越强，电负性越大，电负性：O>C>Zn，故B正确；C．Zn、C、O的第一电离能：O>C>Zn，故C错误；D．中的化学键有与之间的离子键，中C、O之间的极性键，没有非极性键，故D错误；故答案选B。3．氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气。一种实验室制备氮气的原理是。反应发生后即停止加热，反应仍可持续进行，直至反应完全。下列说法正确的是A．主族元素的电负性越大，其元素原子的第一电离能一定越大B．第一电离能：O>N>NaC．元素的电负性：Cl>O>HD．①和②示意图表示的钠原子失去最外层一个电子所需要的能量：①>②【答案】D【详解】A．主族元素原子的第一电离能、电负性变化趋势基本一致，但电离能变化有特例，如第一电离能：O<N，但电负性：O>N，A错误；B．N元素的2p轨道为半充满结构，第一电离能为最大，第一电离能N>O>Na，B错误；C．在化合物中，O呈负价，Cl呈正价，说明O的电负性比Cl强，C错误；D．图①所示的钠原子为基态，而图②所示的钠原子为激发态，即图②所示的钠原子已经吸收了一部分能量，由于3s轨道的能量比3p轨道的低，故失去最外层一个电子所需要的能量：①>②，D正确；故答案选D。4．我国科研人员发现了一种新型超导体，由和交替堆叠构成。已知位于第六周期VA族，下列有关说法错误的是A．的价电子排布式为B．有关元素的电负性：C．属于含共价键的离子化合物D．该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区【答案】A【详解】A.位于第六周期VA族，的价电子排布式为，A错误；B.电负性从左到右依次增大，Cl＞S,从上到下依次减小O＞S，而在ClO2中氧为负价，则O＞Cl，B正确；C.由和交替堆叠构成，为离子化合物，在原子团内含共价键，属于含共价键的离子化合物，C正确；D.该新型超导体的组成元素位于IIIA-VIIA之间，全部位于元素周期表p区，D正确。答案选A。5．钡的核外电子排布为[Xe]6s2，下列关于钡的说法不正确的是()A．其电负性比Cs大 B．位于第六周期第ⅡA族C．能与冷水反应放出氢气 D．第一电离能比Cs小【答案】D【分析】根据钡的核外电子排布[Xe]6s2可知，该元素位于元素周期表第6周期IIA族，位于同周期第IA族的元素是Cs，根据元素周期律进行分析。【详解】A.同周期元素从左到右电负性逐渐增大，故Ba电负性比Cs大，A正确；

B.Ba位于第六周期第ⅡA族，B正确；C.同周期元素从上到下金属性逐渐增强，已知与钡同主族的镁能与冷水反应生成氢气，故钡也能与冷水反应放出氢气，C正确；

D.同周期元素的第一电离能从左到右呈递增趋势，但是第IIA元素的最外层s轨道是全充满状态，其第一电离能比同周期相邻的两种元素高，故Ba的第一电离能比Cs大，D不正确。综上所述，本题选不正确的，故选D。6．1932年美国化学家鲍林(L.Pauling)首先提出了电负性的概念。如表所示给出的是第三周期的七种元素和第四周期的钾元素的电负性的值，运用表中数据估计钙元素的电负性的取值范围为元素NaMgAlSiPSClK电负性0.91.21.51.72.12.33.00.8A．小于0.8 B．大于1.2C．在0.8与1.2之间 D．在0.8与1.5之间【答案】C【详解】同周期元素从左至右，元素的电负性逐渐增大，所以钙元素的电负性大于钾；同主族元素从上到下，元素的电负性逐渐减小，所以钙元素的电负性小于镁，钙元素的电负性数值x的取值范围为0.8＜x＜1.2；选项C正确；答案为C。7．下列有关微粒性质的排序顺序中正确的是A．元素电负性：O<P<F B．元素第一电离能：C<N<OC．离子半径：O2->Na+>S2- D．未成对电子数：Mn>Si>Cl【答案】D【详解】A.元素非金属性越强，电负性越大，元素非金属性：P<O<F，所以电负性：P<O<F，故A错误；B.一般元素非金属性越强，第一电离能越大，非金属性：C<N<O，而且由于氮原子最外层电子处于半充满的较稳定状态，使得氮的第一电离能大于氧，所以元素第一电离能：C<O<N，故C错误；C.电子层结构相同离子的半径随着核电荷数增大而减小，所以离子半径：O2->Na+，同主族元素离子的半径随着电子层数增大而增大，所以离子半径：S2->O2-，总之，离子半径：S2->O2->Na+，故C错误；D.Mn、Si、Cl的价电子排布式分别是3d54s2、3s23p2、3s23p5，未成对电子数分别是5、2、1，所以未成对电子数：Mn>Si>Cl，故D正确。故选D。8．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(当只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3……【答案】B【详解】A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，说明钾失电子能力比钠强，所以钾的活泼性强于钠，故A正确；B．同一周期元素原子半径随着原子序数的增大而减小，第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素，故B错误；C．最外层电子排布为ns2np6（若只有K层时为1s2）的原子达到稳定结构，再失去电子较难，所以其第一电离能较大，故C正确；D．对于同一元素来说，原子失去电子个数越多，其失电子能力越弱，所以原子的电离能随着原子失去电子个数的增多而增大，故D正确；故选：B。9．下列关于基态原子价层电子排布为的元素的描述正确的是A．该元素的电负性是同主族中最大的B．其基态原子的电子排布图为C．该元素的第一电离能是同周期元素中最大的D．该元素可以形成两种常见的氧化物【答案】D【详解】A．价层电子排布为的原子是S原子，电负性：，A错误；B．基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，该原子能级上电子排布违反洪特规则，B错误；C．S元素位于第三周期，该周期中第一电离能最大的元素为，C错误；D．S元素可以形成和两种常见的氧化物，D正确；故选D。10．某种具有高效率电子传输性能的有机发光材料的结构简式如图所示。下列关于该材料组成元素的说法错误的是A．五种组成元素中有四种元素位于p区且均位于同一周期B．原子半径：A1＞C＞N＞O＞HC．气态氢化物的稳定性：H2O＞NH3＞CH4D．基态N原子核外有7种运动状态不同的电子【答案】A【详解】A．由可知，组成该物质的元素有H、C、N、O和Al，H元素的电子排布式为1s1，C元素的电子排布式为1s22s22p2，N元素的电子排布式为1s22s22p3，O元素的电子排布式为1s22s22p4，Al元素的电子排布式为1s22s22p63s23p1，则由各元素的电子排布式可知，H位于第一周期，属于s区，而C、N、O均位于第二周期，均属于p区，Al位于第三周期，属于p区，故A错误；B．根据原子半径递变规律，电子层数越多，半径越大，同周期元素，从左往右，原子半径依次减小，H只有一个电子层，Al有三个电子层，C、N、O均只有二个电子层，原子序数C＜N＜O，原子半径C＞N＞O，则原子半径A1＞C＞N＞O＞H，故B正确；C．非金属性越强，气态氢化物越稳定，由元素周期律可知，同周期元素从左往右，非金属性依次增强，C、N、O均属于第二周期元素，原子序数C＜N＜O，则非金属性O＞N＞C，气态氢化物的稳定性H2O＞NH3＞CH4，故C正确；D．N的原子序数为7，核外有7个电子，每一个电子运动状态不同，即基态N原子核外有7种运动状态不同的电子，故D正确；答案为A。二、多选题(共30分)11．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y的基态原子中s轨道电子和p轨道电子总数相等，Z的原子半径在短周期元素中最大，W与Y同主族。下列说法正确的是A．简单离子的半径：Y<W<Z B．电负性：Y<WC．Y、Z形成的化合物可能含有共价键 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：W>X【答案】CD【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大；X原子的最外层电子数是其次外层电子数的2倍，最外层电子数不超过8个，X只能含有2个电子层，最外层含有4个电子，X为C元素，Y的基态原子中s轨道电子和p轨道电子总数相等，Y为O，Z的原子半径在短周期元素中最大，其原子序数大于O，则Z为Na元素，W与Y同主族，则W为S元素，以此解答该题。【详解】A．电子层越多离子半径越大，电子层结构相同时，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子的半径：Z＜Y＜W，故A错误；B．非金属性越强，电负性越大，非金属性：O＞S，电负性：Y>W，故B错误；C．Y、Z形成的化合物有氧化钠和过氧化钠，过氧化钠中含有O-O共价键，故C正确；D．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：S＞C，则最高价氧化物对应水化物的酸性：W＞X，故D正确；故选：CD。12．具有下列电子层结构的原子①3p轨道上只有一对成对电子的原子

②外围电子构型为2s22p5的原子；③其3p轨道为半充满的原子

④正三价的阳离子结构与氖相同的原子。则下列有关比较中正确的是：A．第一电离能：②＞③＞①＞④B．原子半径：④＞③＞②＞①C．电负性：②＞③＞①＞④D．最高正化合价：②＞③＞①＞④【答案】A【分析】①3p轨道上只有一对成对电子的原子，则该元素为S；②外围电子构型为2s22p5的原子，则该元素为F；③其3p轨道为半充满的原子，则该元素为P；④正三价的阳离子结构与氖相同的原子，即失去3个电子后还有10个电子，所以原子中含有13个电子，即为Al元素。【详解】A．不同周期中非金属性越强，第一电离能越大，同周期中从左到右第一电离能增大，但是第VA族大于第VIA族，所以第一电离能：F＞P＞S＞Al，即：②＞③＞①＞④，A正确；B．电子层越多，半径越大，电子层相同时，原子序数越大，半径越小，所以原子半径：Al＞P＞S＞F，即：④＞③＞①＞②，B错误；C．元素的非金属性越强，则电负性越强，所以电负性：F＞S＞P＞Al，即：②＞①＞③＞④，C错误；D．最高正化合价等于最外层电子数，F没有最高正价，所以S＞P＞Al＞F，即：①＞③＞④＞②，D错误，答案选A。13．某种化合物的结构如图所示，其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素。X、W为同族，Q原子核外最外层电子数与Y原子核外电子总数相同。下列叙述正确的是A．五种元素中W的第一电离能最小B．该物质中各原子或离子均达到2或8电子稳定结构C．Z的氧化物对应的水化物是一种一元强酸D．可以使湿润的蓝色石蕊试纸变红【答案】AB【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素，W能形成价阳离子，则W是元素；X、W为同族，则X为H元素；根据形成共价键数，Z形成3个共价键、Y形成4个共价键、Q形成2个共价键，Q核外最外层电子数与Y核外电子总数相同，则是C元素、Z是N元素、Q是O元素。【详解】A．五种元素中钠原子电子层数最多、最外层电子数最少，所以Na最易失电子，第一电离能最小，故A正确；B．该物质中各原子通过共用电子或得失电子均达到2或8电子稳定结构，故B正确；C．氮元素的氧化物对应的水化物不一定是一元强酸，如亚硝酸为弱酸，故C错误；D．和水反应得到氨水，氨气呈碱性可以使湿润的红色石蕊试纸变蓝，故D错误；选AB。14．以下有关元素性质的说法不正确的是（

）A．具有下列电子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①B．下列价电子排布式的原子中：①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，第一电离能最大的是③C．①Na、K、Rb，②N、P、As，③O、S、Se，④Na、P、Cl中，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④D．某元素气态基态原子的逐级电离能分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X3+【答案】D【详解】A．具有下列电子排布式的原子中：①1s22s22p63s23p2，②1s22s22p3，③1s22s22p2，④1s22s22p63s23p4，则①为Si，②为N、③为C、④为S，根据同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径:Si＞S＞C＞N，故Si原子半径最大，即①的原子半径最大，故A正确；B．①3s23p1，②3s23p2，③3s23p3，④3s23p4，分别为：Al、Si、P、S元素；同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，第VA族3p能级为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能，③＞④＞②＞①，第一电离能最大的是③，故B正确；C．同周期随原子序数增大电负性增大，同主族随原子序数增大电负性减小，故①Na、K、Rb是同主族元素，电负性依次减小；②N、P、As是同主族元素，电负性依次减小；③O、S、Se是同主族元素，电负性依次减小；④Na、P、Cl是同周期元素，电负性依次增大，元素的电负性随原子序数增大而递增的是④，故C正确；D．根据数据可知，该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，故D错误；答案选D。15．如图为元素周期表中短周期的部分，关于Y、Z、M的说法正确的是A．电负性：Y>Z>MB．离子半径：Z2->M->Y-C．ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构D．Z元素基态原子最外层电子排布图为【答案】BC【分析】根据短周期元素在周期表的位置可知：X是为2号元素He，Y是9号元素F元素，Z是16号元素S元素，M是17号元素Cl元素。【详解】A．元素的非金属性越强，其电负性越大，由于元素的非金属性Y＞M＞Z，所以元素的电负性：Y＞M＞Z，A错误；B．离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层数相同时，核电荷数越大，离子半径越小，所以离子半径：Z2-＞M-＞Y-，B正确；C．ZM2是SCl2，S原子最外层有6个电子，Cl原子最外层有7个电子，S原子与2个Cl原子形成2对共用电子对，使分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构，C正确；D．Z是S元素，最外层电子排布为3s23p4，在基态S原子的3s轨道上的两个电子和3p轨道上1对成对电子的自旋状态应该方向相反，这种排布使S原子能量最低，D错误；故选BC。三、填空题(共30分)16．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。(1)基态N原子中，能量最高的电子的电子云在空间有___________个伸展方向，原子轨道呈___________形。(2)分子中，N、H电负性大小顺序为___________。从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为___________。(3)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有、、CaO、MgO、等氧化物中的几种。①Cr原子的价电子排布图为___________。②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是___________。(4)目前合成氨通常采用的压强为10MPa-30MPa、温度为400-500℃，十分耗能。我国科研人员研制出了“Fe-LiH”等催化剂，温度，压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。①第三电离能___________(填“>”或“<”)，原因是___________。②比较与的半径大小关系：___________。(填“>”或“<”)【答案】(1)

3

哑铃形(2)

N>H

N>O>B(3)

Al、O(4)

<

Mn2+的3d轨道半充满较稳定，难再失去一个电子，故其第三电离能大

<【详解】（1）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，能量最高的电子为2p能级电子，其电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈哑铃形；（2）中N为-3价，故N、H电负性大小顺序为N>H；同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大呈增大的趋势，但第ⅡA族和第VA族元素的第一-电离能大于相邻元素，故B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>B；（3）①铬为24号元素，基态Cr原子的价电子排布图为：；②上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是Al、O；（4）①Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6，Mn2+的3d轨道半充满较稳定，难再失去一个电子，所以第三电离能：<；原因是Mn2+的3d轨道半充满较稳定，难再失去一个电子，故其第三电离能大；②锂原子的核电荷数为3，锂离子核外电子数为2；氢原子的核电荷数为1，H-离子的核外电子数2，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，故：r(Li+)<r(H-)。17．氮族元素包括氮、磷、砷、锑、铋等元素，其单质及其化合物在研究和生产中有着广泛的应用。试回答下列问题：(1)是一种重要的化工原料，有毒，也是一种食品添加剂，使用时须严格控制用量。已知：有强氧化性，酸性。①氮原子的外围电子的轨道表达式为___________，氮原子核外共有___________种能量不同的电子。②亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体，每个原子最外层都达到结构，则其电子式为___________，其水解会生成两种酸，写出水解的化学方程式___________。③往冷的溶液中加入下列某种物质可得稀溶液，该物质是___________(填序号)。a．稀硫酸

b．二氧化碳

c．二氧化硫

d．醋酸(2)砷化镓(GaAs)是当前最重要，技术成熟度最高的半导体材料之一，我国“玉兔二号”月球车就是通过砷化镓太阳能电池提供能量。