2025年《原子结构与性质》测试卷及答案

2025年《原子结构与性质》测试卷及答案一、单项选择题（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意）1.下列能级符号表示正确且对应主量子数n=4的是（）A.4sB.3dC.5pD.2f2.基态铬原子的电子排布式中，未成对电子数为（）A.1B.3C.6D.53.下列关于电子云的说法错误的是（）A.电子云是电子在核外空间出现概率密度的形象化描述B.s电子云呈球形，p电子云呈哑铃形C.电子云图中点的疏密表示电子能量的高低D.同一原子中，2p能级的电子云比1s能级的电子云离核更远4.某元素原子的价电子排布为4d⁵5s²，该元素在周期表中的位置是（）A.第四周期ⅦB族B.第五周期ⅦB族C.第四周期ⅦA族D.第五周期ⅦA族5.下列各组元素中，第一电离能依次增大的是（）A.Na、Mg、AlB.B、C、NC.O、F、NeD.Li、Na、K6.已知某原子的四个量子数组合（n,l,m,mₛ），其中不可能存在的是（）A.(3,2,0,+1/2)B.(2,1,-1,-1/2)C.(4,3,3,+1/2)D.(1,1,0,-1/2)7.下列关于电负性的说法正确的是（）A.电负性越大，元素的金属性越强B.同一周期从左到右，元素电负性逐渐减小C.电负性差值大于1.7的两种元素易形成离子键D.氟的电负性为0，是电负性最小的元素8.某基态原子的核外电子排布满足：最外层电子数为2，次外层电子数为14，倒数第三层电子数为2。该原子的原子序数为（）A.22B.24C.26D.309.下列原子半径由大到小排列正确的是（）A.Na>Mg>Al>KB.S>Cl>O>FC.Cs>Rb>K>NaD.N>P>As>Sb10.氢原子的电子从n=4能级跃迁到n=2能级时，释放的光子能量与从n=3跃迁到n=1时释放的光子能量之比约为（已知氢原子能级公式Eₙ=-13.6eV/n²）（）A.1:2B.2:5C.5:27D.9:1611.下列关于电离能的描述错误的是（）A.第一电离能：N>O>CB.第二电离能：Na>MgC.第三电离能：Mg>AlD.同一元素的逐级电离能逐渐增大12.某元素X的逐级电离能（kJ/mol）为：I₁=578，I₂=1817，I₃=2745，I₄=11575。X在化合物中通常呈现的化合价为（）A.+1B.+2C.+3D.+413.下列原子的价电子排布中，未成对电子数最多的是（）A.Fe：3d⁶4s²B.As：4s²4p³C.Cr：3d⁵4s¹D.Cu：3d¹⁰4s¹14.下列关于原子结构与性质的关系，说法错误的是（）A.原子的电子层数越多，原子半径不一定越大（如Li<Na<K）B.元素的电负性越大，其单质越容易获得电子C.同一主族元素，从上到下第一电离能逐渐减小D.基态原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则15.已知某离子的电子排布式为[Ar]3d⁵，该离子可能是（）A.Fe³⁺B.Mn²⁺C.Cr³⁺D.Co²⁺二、填空题（本题共5小题，每空2分，共30分）16.写出下列原子或离子的电子排布式：（1）基态锗（Ge，原子序数32）原子：________________________；（2）基态铜离子（Cu⁺）：________________________；（3）基态氧离子（O²⁻）的价电子排布图：________________________。17.某元素原子的最外层电子数为2，且次外层d轨道全充满（d轨道最多容纳10个电子），该元素的符号是______，其价电子排布式为______，在周期表中位于第______周期______族。18.比较下列各组性质（填“>”“<”或“=”）：（1）原子半径：Ca______Ga；（2）第一电离能：P______S；（3）电负性：Cl______Br。19.氢原子的电子从n=5能级跃迁到n=2能级时，释放的光子频率为______Hz（保留两位有效数字，已知h=6.63×10⁻³⁴J·s，1eV=1.6×10⁻¹⁹J）。20.某元素R的逐级电离能数据（kJ/mol）如下：I₁=496，I₂=4562，I₃=6912，I₄=9543。R的最高价氧化物对应水化物的化学式为______，该元素与氯形成的化合物类型为______（填“离子键”或“共价键”）。三、简答题（本题共2小题，共25分）21.（12分）解释下列现象：（1）同一周期中，氮元素的第一电离能大于氧元素（3分）；（2）铁原子（Fe）的常见化合价为+2和+3，而钴原子（Co）的常见化合价为+2和+3，但+3价钴的氧化性强于+3价铁（4分）；（3）第三周期元素中，氩的原子半径比氯大（5分）。22.（13分）已知A、B、C、D为前四周期元素，原子序数依次增大。A的基态原子中只有1个能级且含有2个电子；B的基态原子2p能级上有3个未成对电子；C的基态原子最外层电子数是次外层的3倍；D的基态原子价电子排布为3d⁷4s²。（1）写出A、B、C、D的元素符号（4分）；（2）比较B、C、D的第一电离能大小（3分）；（3）写出D³⁺的电子排布式（3分）；（4）判断B与C形成的化合物中化学键的类型（3分）。四、计算题（本题共2小题，共20分）23.（10分）已知类氢离子He⁺的能级公式为Eₙ=-54.4eV/n²（n为能级量子数）。计算He⁺的电子从n=3能级跃迁到n=1能级时释放的光子能量（单位：eV）和波长（单位：nm，保留两位小数，已知c=3×10⁸m/s，h=6.63×10⁻³⁴J·s）。24.（10分）某元素X的原子序数为24，其基态原子的价电子排布为3d⁵4s¹。（1）计算X原子的未成对电子数（3分）；（2）比较X²⁺与X³⁺的稳定性，并说明理由（3分）；（3）已知X的第一电离能为653kJ/mol，第二电离能为1592kJ/mol，计算X原子失去2个电子所需的总能量（4分）。答案一、单项选择题1.A2.D3.C4.B5.C6.D7.C8.C9.C10.C11.A12.C13.C14.B15.B二、填空题16.（1）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p²（或[Ar]3d¹⁰4s²4p²）（2）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰（或[Ar]3d¹⁰）（3）```↑↓↑↓↑↓2s2p```（注：2s轨道2个电子成对，2p轨道6个电子成对，用方框表示轨道，箭头表示电子）17.Zn；3d¹⁰4s²；四；ⅡB18.（1）>；（2）>；（3）>19.6.9×10¹⁴（计算过程：ΔE=E₅-E₂=(-13.6/25)-(-13.6/4)=13.6×(1/4-1/25)=13.6×21/100=2.856eV=4.57×10⁻¹⁹J；ν=ΔE/h=4.57×10⁻¹⁹/6.63×10⁻³⁴≈6.9×10¹⁴Hz）20.NaOH；离子键三、简答题21.（1）氮原子的2p能级为半充满（2p³），结构更稳定，失去电子需要更高能量，因此第一电离能大于氧（氧原子2p能级为2p⁴，失去1个电子后形成半充满结构，更易失去电子）。（2）铁和钴的价电子排布分别为3d⁶4s²和3d⁷4s²，失去2个电子后分别形成3d⁶（Fe²⁺）和3d⁷（Co²⁺），失去3个电子后形成3d⁵（Fe³⁺，半充满更稳定）和3d⁶（Co³⁺）。由于Co³⁺的3d⁶结构不如Fe³⁺的3d⁵稳定，因此Co³⁺更易获得电子，氧化性更强。（3）氩原子的半径为范德华半径（通过分子间作用力测定），而氯原子的半径为共价半径（通过共价键测定）。范德华半径通常大于共价半径，因此氩的原子半径比氯大。22.（1）A：He；B：N；C：O；D：Co（2）第一电离能：N>O>Co（N的2p半充满结构稳定，第一电离能大于O；Co为金属元素，第一电离能小于非金属元素）（3）D³⁺的电子排布式：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶（或[Ar]3d⁶）（4）B（N）与C（O）形成的化合物（如NO、N₂O₅等）中，N和O通过共用电子对结合，化学键类型为共价键。四、计算题23.光子能量：ΔE=E₃-E₁=(-54.4/9)-(-54.4/1)=54.4×(1-1/9)=54.4×8/9≈48.36eV波长计算：ΔE=48.36eV=48.36×1.6×10⁻¹⁹J=7.738×10⁻¹⁸J由E=hc/λ得λ