2025年原子结构与元素的性质测试题及答案

2025年原子结构与元素的性质测试题及答案一、选择题（每题3分，共45分）1.下列关于原子轨道能量的说法中，错误的是（）A.同一原子中，1s<2s<3sB.同一电子层中，ns<np<ndC.对于多电子原子，4s能级能量一定低于3d能级D.氢原子中，2s与2p轨道能量相等2.基态某原子的电子排布式为[Ar]3d⁶4s²，下列说法正确的是（）A.该原子位于第四周期ⅡB族B.价电子数为8C.3d轨道中有6个未成对电子D.失去2个电子后形成的离子电子排布式为[Ar]3d⁶3.某主族元素X的原子最外层电子排布为ns²np⁴，下列关于X的说法错误的是（）A.X的最高正价为+6（O除外）B.X的简单氢化物的稳定性弱于同周期ⅤA族元素的氢化物C.X的电负性大于同周期相邻的ⅦA族元素D.X的原子半径大于同周期相邻的ⅥA族元素（若存在）4.下列各组元素中，第一电离能大小关系正确的是（）A.Na>MgB.O>NC.Al>MgD.P>S5.已知某元素R的原子序数为33，其核外电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p³，下列说法错误的是（）A.R位于第四周期ⅤA族B.R的最高正价为+5C.R的简单气态氢化物的稳定性强于AsH₃D.R的原子半径小于同主族上一周期的元素6.下列关于电子云的描述中，正确的是（）A.电子云是电子在原子核外空间出现的概率密度的形象化描述B.电子云轮廓图的形状表示电子运动的轨迹C.s电子云是球形对称的，p电子云是哑铃形且有3个伸展方向D.同一原子中，2p轨道的电子云轮廓图比3p轨道的小7.某元素原子的价电子排布为(n-1)d⁵ns²，该元素不可能具有的性质是（）A.良好的导电性B.可形成+2、+3价化合物C.单质在空气中易被氧化D.最高价氧化物对应水化物呈强酸性8.下列原子中，未成对电子数最多的是（）A.Cr（原子序数24）B.Fe（原子序数26）C.Cu（原子序数29）D.Zn（原子序数30）9.已知短周期元素A、B、C的原子序数依次增大，A的最外层电子数是次外层的3倍，B的原子半径在同周期中最大，C的最高价氧化物对应水化物的酸性强于硫酸。下列说法错误的是（）A.简单离子半径：B>AB.电负性：C>A>BC.B与A形成的化合物中可能含有非极性键D.C的单质可用于制备漂白剂10.下列关于元素周期律的说法中，正确的是（）A.同一主族元素，从上到下，原子半径逐渐减小B.同一周期元素，从左到右，第一电离能逐渐增大C.元素的电负性越大，其单质的氧化性越强（稀有气体除外）D.金属元素的电负性一定小于非金属元素11.某原子的M层有2个未成对电子，L层电子数是K层的3倍，该原子可能是（）A.SiB.SC.CaD.Fe12.已知X、Y、Z为短周期元素，X的p能级电子数是s能级的2倍，Y的最外层电子数是内层的一半，Z的单质是黄绿色气体。下列说法正确的是（）A.原子半径：Y>Z>XB.X的最高价氧化物对应水化物是强酸C.Y的最高价氧化物对应水化物可溶于强碱D.Z的氢化物的稳定性弱于X的氢化物13.下列关于电离能的说法中，错误的是（）A.第一电离能越小，元素的金属性越强（主族元素）B.同一元素的逐级电离能逐渐增大C.某元素的I₁=578kJ/mol，I₂=1817kJ/mol，I₃=2745kJ/mol，I₄=11575kJ/mol，该元素常见化合价为+3D.稀有气体的第一电离能在同周期中最小14.下列电子排布式中，违反洪特规则的是（）A.1s²2s²2p⁶3s²3p⁴（S）B.1s²2s²2p⁶3s¹3p⁵（Ar）C.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（Cr）D.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²（Zn）15.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的原子中只有1个电子，X的最外层电子数是内层的3倍，Y的原子半径在同周期中最大，Z的单质是半导体材料。下列说法错误的是（）A.W与X可形成两种液态化合物B.Y与Z形成的化合物属于离子晶体C.X的简单氢化物的沸点高于Z的简单氢化物D.最高价氧化物对应水化物的碱性：Y>W二、填空题（每空2分，共20分）1.基态Fe²+的电子排布式为__________；其3d轨道中有__________个未成对电子。2.写出Cr原子的价电子排布式：__________；该原子属于元素周期表的__________区（填“s”“p”“d”或“ds”）。3.同一周期中，从左到右，元素的第一电离能总体呈__________趋势，但N的第一电离能大于O，原因是__________。4.已知某元素原子的电子排布式为[Kr]4d¹⁰5s²5p³，该元素位于第__________周期__________族。5.比较原子半径：Na__________K（填“>”“<”或“=”）；比较电负性：Cl__________S（填“>”“<”或“=”）。三、简答题（共25分）1.（5分）解释为什么同一主族元素从上到下，原子半径逐渐增大。2.（6分）已知短周期元素A、B的原子序数分别为7和8，A的第一电离能（1402kJ/mol）大于B的第一电离能（1314kJ/mol），请从电子排布的角度解释原因。3.（6分）比较Mg和Al的第一电离能大小，并说明理由。4.（8分）某元素X的原子序数为34，其电子排布式为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴。（1）指出X在周期表中的位置（周期、族、分区）；（2）比较X的简单氢化物与同主族上一周期元素氢化物的稳定性，并解释原因。四、计算题（共10分）1.（4分）已知某金属M的晶胞为面心立方结构，晶胞参数a=361pm，M的摩尔质量为63.55g/mol，计算该金属的密度（结果保留3位有效数字，Nₐ=6.02×10²³mol⁻¹）。2.（6分）某元素R的逐级电离能（kJ/mol）如下：I₁=578，I₂=1817，I₃=2745，I₄=11575，I₅=14830。（1）判断R在周期表中的族序数；（2）写出R的最高价氧化物对应水化物的化学式，并推测其酸碱性。答案一、选择题1.C（多电子原子中，4s能级能量通常低于3d，但某些情况下可能因电子填充后能量变化，如Cr的3d能级能量略高于4s）2.B（该原子为Fe，位于第四周期Ⅷ族，价电子为3d⁶4s²共8个，3d轨道有4个未成对电子，失去2个电子后为[Ar]3d⁶4s⁰）3.C（ⅥA族元素电负性小于同周期ⅦA族，如O<F，S<Cl）4.D（P的3p轨道半满，稳定性强于S的3p⁴，故第一电离能P>S）5.D（R为As，同主族从上到下原子半径增大，故As原子半径大于P）6.A（电子云不表示轨迹，p电子云有3个伸展方向，2p与3p电子云轮廓图形状相同但大小不同）7.D（该元素为ⅦB族，如Mn，最高价氧化物对应水化物为HMnO₄，是强酸，但如Re则可能不同，此处选D）8.A（Cr的电子排布为[Ar]3d⁵4s¹，有6个未成对电子；Fe为[Ar]3d⁶4s²，有4个；Cu为[Ar]3d¹⁰4s¹，有1个；Zn为[Ar]3d¹⁰4s²，无未成对）9.A（A为O，B为Na，C为Cl；离子半径O²⁻>Na⁺）10.C（电负性越大，得电子能力越强，单质氧化性一般越强；同一主族原子半径递增，第一电离能有例外，如N>O）11.B（L层为K层3倍，K=2，L=6，M层有2个未成对电子，可能为3p⁴，即S）12.C（X为O，Y为Li或P，Z为Cl；若Y为Li，半径Li>Cl>O；X的最高价氧化物对应水化物为H₂O，非强酸；Y若为Al，其最高价氧化物对应水化物Al(OH)₃可溶于强碱）13.D（稀有气体的第一电离能在同周期中最大）14.B（Ar的电子排布应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，3s¹3p⁵违反能量最低原理）15.B（W为H，X为O，Y为Na，Z为Si；Na与Si形成的Na₄Si属于离子晶体，但通常Si与金属形成共价或离子键，此处B错误）二、填空题1.[Ar]3d⁶；42.3d⁵4s¹；d3.增大；N的2p轨道为半满稳定结构，失去电子更难4.五；ⅤA5.<；>三、简答题1.同一主族元素从上到下，电子层数依次增加，虽然核电荷数增大，但电子层数增加导致原子核对最外层电子的吸引力减弱，故原子半径逐渐增大。2.A为N（电子排布1s²2s²2p³），B为O（1s²2s²2p⁴）。N的2p轨道处于半满稳定状态，能量较低，失去电子需要更高能量；而O的2p轨道有4个电子，其中一个轨道有2个电子，电子间排斥力较大，能量较高，故N的第一电离能大于O。3.Mg的第一电离能大于Al。Mg的价电子排布为3s²，s轨道全满，稳定性强；Al的价电子排布为3s²3p¹，p轨道能量高于s轨道，且失去p电子更易，故Mg的第一电离能更大。4.（1）X为Se，位于第四周期ⅥA族，p区；（2）Se的简单氢化物H₂Se的稳定性弱于同主族上一周期的H₂S。因为Se的原子半径大于S，Se-H键的键长更长、键能更小，故H₂Se更易分解，稳定性更弱。四、计算题1.面心立方晶胞中原子数Z=4，晶胞体积V=a³=(361