第1章 原子结构与性质（选拔卷）-【单元测试】 高二化学尖子生选拔卷（人教版2019选择性必修2）（解析版）

第1章原子结构与性质选拔卷（考试时间：70分钟试卷满分：100分）12345678910111213141516DDADADCCDDCBDDBD第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．某元素的M层有4个p电子，下列叙述错误的是A．N层不含电子 B．该元素是硫元素C．L层一定有8个电子 D．原子最外层电子数为4【答案】D【解析】原子M层有4个p电子，原子外围电子排布为3s23p4，该元素是硫元素，则L层一定有8个电子，N层不含电子，原子最外层电子数为6，所以错误的为D，故选D。2．下列说法中正确的是A．元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6B．元素周期表中可以把元素分成s、p、d、f四个区C．最外层电子数为8的都是稀有气体元素的原子D．元素周期表中IIIB到IIB的10个纵行的元素都是金属，所以称为过渡金属元素【答案】D【解析】A．第一周期元素的最外层电子排布由1s1过渡到1s2，A错误；B．元素周期表共分成5个区，s区(ⅠA、ⅡA)、p区(ⅢA~ⅦA、0族)、d区(ⅢB~ⅦB、Ⅷ族)、ds区(ⅠB、ⅡB)、f区(镧系、锕系)，B错误；C．最外层电子数为8的粒子可能是稀有气体原子，也可能是离子，比如Na+、F-等，C错误；D．周期表ⅢB~ⅡB称过渡元素，又这10列均为金属元素，所以又叫过渡金属元素，D正确；故答案选D。3．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（）A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应【答案】A【解析】在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，A项正确。4．某核素核外共有15个不同运动状态的电子，以下说法正确的A．若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了泡利原理B．原子中所有的电子占有3个能级，9个轨道C．该元素的最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物D．基态原子中能量最高的电子的电子云的形状为哑铃形【答案】D【解析】某核素核外共有15个不同运动状态的电子，则该原子为P原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；A．若将该原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了洪特规则，A错误；B．该原子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，9个轨道，B错误；C．该元素的最高价氧化物的水化物H3PO4为中强酸，C错误；D．基态原子中能量最高的电子处于3p能级，p电子云的形状都为哑铃形，D正确；答案选D。5．下列原子的价电子排布式(或价电子排布图)中，①、②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是A．氮原子：①②B．钠原子：①3s1②3p1C．铬原子：①3d54s1②3d44s2D．碳原子：①②【答案】A【解析】A．基态氮原子核外电子总数为7，2p轨道3个电子各占据1个轨道，电子排布图为，此时最稳定，若呈现①结构，则能量增大，属于不稳定状态，故A符合；B．钠原子：最外层电子由①3s1轨道跃迁至②3p1轨道，能量增大，故B不符合；C．Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，基态外围电子排布为①3d54s1，此时处于半满结构，能量最低，若外围电子排布为②3d44s2时，能量增大，故C不符合；D．根据洪特规则，碳原子2p轨道2个电子各占据1个轨道时能量最低，故①状态的能量低于②状态的能量，故D不符合；故选A。6．下列有关氧原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是A． B． C．1s22s22p4 D．【答案】D【解析】A．只描述了原子序数是8，即原子外共有8个电子，A错误；B．原子结构示意图只表示核外电子的分层排布情况，B错误；C．原子核外电子排布式只具体到亚层电子数，C错误；D．原子轨道排布式包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向，因此最详尽的描述了电子运动状态，D正确；答案选D。7．用R代表短周期元素，R原子最外层的p能级上的未成对电子只有2个。下列关于R的描述中正确的是()A．R的氧化物都能溶于水B．R的最高价氧化物对应的水化物都是H2RO3C．R的氢化物均为共价化合物D．R的氧化物都能与NaOH反应【答案】C【分析】R代表短周期元素，R原子最外层的p能级上的未成对电子只有2个，则R的价层电子排布可能为2s22p2、2s22p4、3s23p2、3s23p4，可能为C、O、Si、S等元素，结合元素对应的单质、化合物的性质解答。【解析】A．如R为Si，对应的氧化物SiO2不能溶于水，故A错误；B．如R为S，则R的最高价氧化物所对应的水化物是H2SO4，故B错误；C．R可能为C、O、Si、S等元素，则其氢化物均为共价化合物，故C正确；D．如R为C，对应的氧化物有CO，为不成盐氧化物，不能与NaOH溶液反应，故D错误；故答案选C。8．下列各离子的电子排布式错误的是()A．Na＋1s22s22p6 B．F－1s22s22p6 C．N3＋1s22s22p6 D．O2－1s22s22p6【答案】C【分析】基态原子或离子的电子应处于能量最低的状态，结合能量最低原理解答。【解析】A．核外电子数为10，其电子排布式为:1s22s22p6，符合能量最低原理，故A正确；B．F－，核外电子总数为10，电子排布式为:1s22s22p6，符合能量最低原理，故B正确；C．N3＋核外含有4个电子，其电子排布式为:1s22s22p2，故C错误；D．O2－电子排布式为:1s22s22p6，符合能量最低原理，故D正确；故答案为C。9．下列说法正确的是A．6C的电子排布式1s22s22p，违反了泡利不相容原理B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是p区元素C．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了洪特规则D．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量【答案】D【解析】A．根据洪特规则知，2p轨道上的两个电子应排在不同轨道上，6C的电子排布式1s22s22py2违反了洪特规则，A错误；B．价电子排布为5s25p1的元素最外层电子数为3，电子层数是5，最后一个电子排在p轨道，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；C．选项所给电子排布式中，3p能级有10个电子，根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，C错误；D．根据构造原理可知，能量由低到高的顺序为：1s2s2p3s3p4s

3d4p5s4d5p6s4f

5d6p7s等，则ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量，D正确；综上所述答案为D。10．基态时，某元素原子的最外层电子排布为，下列关于该元素的说法正确的是A．价电子数一定为1 B．一定位于第IA族或第IB族C．元素的最高正价一定为+1价 D．周期表前36号元素中共有6种【答案】D【分析】基态时，某元素原子的最外层电子排布为，则该元素可能是第一主族的元素，也可能是Cr、Cu等过渡元素，以此解答。【解析】A．由分析可知，当该元素为Cr、Cu等过渡元素时，价电子数不是1，故A错误；B．当n=4时，该元素可能是Cr，位于第VIB族，故B错误；C．当n=4时，该元素可能是Cu，最高正价为+2价，故C错误；D．由分析可知，基态时，某元素原子的最外层电子排布为，则该元素可能是第一主族的元素，也可能是Cr、Cu等过渡元素，周期表前36号元素中有H、Li、Na、K、Cr、Cu共6种，故D正确；故选D。11．闪烁着银白色光泽的金属钛(22Ti)因具有密度小、强度大、无磁性等优良的机械性能，被广泛地应用于军事、医学等领域，号称“崛起的第三金属”。已知钛有48Ti、49Ti、50Ti等核素，下列关于金属钛的叙述中不正确的是()A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在元素周期表中处于第四周期C．钛的不同核素在元素周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素【答案】C【解析】22Ti的原子序数为22，位于第四周期第ⅣB族，属于d区的过渡元素；根据三种核素的相对原子质量可知，其中子数最小为26；钛的三种核素的质子数均为22，故在元素周期表中处于同一位置。12．下列微粒半径大小比较正确的是()A．Na＋<Mg2＋<Al3＋<O2－ B．S2－>Cl－>Na＋>Al3＋C．Na<Mg<Al<Si D．Cs<Rb<K<Na【答案】B【解析】A中四种离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小；B中S2－与Cl－，Na＋与Al3＋的核外电子排布分别相同，S2－和Cl－比Na＋和Al3＋多一个电子层，微粒半径大；C中微粒电子层数相同，核电荷数越大，半径越小，应为Na>Mg>Al>Si；D中微粒为同一主族，电子层数越多，原子半径越大，应为Cs>Rb>K>Na。13．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。根据下表所列数据判断错误的是元素I1I2I3I4X496456269129543Y5781817274511575A．元素X的常见化合价是+1价B．元素Y是ⅢA族的元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第3周期，它可与冷水剧烈反应【答案】D【解析】X、Y均为主族元素，由表格中电离能可知，X易失去1个电子，则X为碱金属元素，而Y的I3与I4差别较大，Y易失去3个电子，Y位于IIIA族。A．X的最外层电子数为1，则元素X的常见化合价是+1价，A正确；B．Y的最高正价为+3价，Y是A族的元素，B正确；C．X为碱金属元素，X与氯形成化合物时，化学式可能是XCl，C正确；D．元素Y第IIIA族元素，若处于第三周期，Y为Al，Al与冷水不反应，D错误；故合理选项是D。14．电负性是一种重要的元素性质，某些元素的电负性(鲍林标度)数值如下表所示：元素HLiOAlPSCl电负性2.11.03.51.52.12.53.0下列说法不正确的是A．LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性B．非金属性：O＞ClC．H－Cl键比H－S键极性大D．Si的电负性范围在2～3之间【答案】D【解析】A．Li、Al、H三种元素中，H的电负性最大，所以LiAlH4中H是－1价，该物质具有还原性，故A正确；B．O的电负性大于Cl，元素的电负性越大，其非金属性越强，所以非金属性：O＞Cl，故B正确；C．Cl的电负性大于S，则Cl和H形成的H－Cl键的极性比S和H形成的H－S键极性大，故C正确；D．Si位于周期表第三周期第ⅣA族，其电负性应介于它前面的元素Al和它后面的元素P之间，即Si的电负性范围在1.5~2.1之间，故D错误；故选D。15．短周期元素的四种离子、、、都具有相同的电子层结构，下列说法错误的是A．四种离子的质子数：B．四种元素的电负性：Z＞W＞Y＞XC．四种离子的半径：D．四种元素原子的最外层电子数目：W＞Z＞X＞Y【答案】B【解析】A．短周期元素的四种离子、、、都具有相同的电子层结构，可以推出X、Y、Z、W分别是Al、Mg、N、O，离子的质子数和相应原子的质子数相等，四种离子的质子数：Al3+＞Mg2+＞O2-＞N3-，选项A正确；B．根据同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，四种元素的电负性：O＞N＞Al＞Mg，选项B错误；C．四种离子具有相同的电子层结构，依据“序大径小”规律，离子半径：，选项C正确；D．O、N、Al、Mg四种元素的最外层电子数目分别是6、5、3、2，选项D正确；答案选B。16．短周期主族元素、、、的原子序数依次增大，与形成的某一化合物是一种空气污染物，其易生成二聚体，且、两基态原子的核外电子的空间运动状态相同，的基态原子的最高能级的电子数是的基态原子的最低能级电子数的一半，的周期数与族序数相等。下列说法不正确的是A．原子的半径：B．、、、四种元素中，的非金属性最强C．第一电离能：D．元素、电负性：【答案】D【分析】与形成的某一化合物是一种空气污染物，其易生成二聚体，可知该化合物为，易生成，且、两基态原子的核外电子的空间运动状态相同，短周期主族元素、、、的原子序数依次增大可知为元素、为元素；在周期表中的周期数与族序数相等，则为元素；的基态原子的核外电子排布式为，最低能级电子数为2，的基态原子的最高能级的电子数是的基态原子的最低能级电子数的一半，则的基态原子的最高能级的电子数为1，的原子序数比的大，所以有3个电子层，为元素，由以上分析可知、、、分别为、、、元素，据此分析选择。【解析】A．同周期元素从左到右原子半径减小，同主族元素从上到下原子半径增大，则原子的半径：，即，A正确；B．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性，的非金属性最强，B正确；C．同周期元素从左向右第一电离能增大，同主族元素从上到下第一电离能减小，且的电子半满为稳定结构，则第一电离能：，C正确；D．同周期元素从左向右电负性增大，同主族元素从上到下电负性减小，则电负性大小：，D错误；答案为：D。第II卷（非选择题共52分）二、非选择题：本题共4个小题，共52分。17．（12分）按要求填空。(1)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___________。(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如下图所示。氮元素的E1呈现异常的原因是_______________________________________。(3)B原子价层电子的轨道表达式为___________。(4)Co基态原子核外电子排布式为___________，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是___________。【答案】（每空2分）（1）N球形（2）N的2p能级为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子（3）（4）1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2Mn【解析】(1)基态K原子共有4层电子层，所以最高能层符号为N；价层电子排布式为4s1，该能层电子云轮廓为球形；(2)元素的非金属性越强，越易得到电子，则第一电子亲和能越大，同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，从左到右易结合电子，放出的能量增大，而N的最外层为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子，所以出现异常；(3)B为5号元素，核外电子排布式为1s22s22p1，价层电子排布为2s22p1，轨道表达式为；(4)Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；O基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。18．（14分）第四周期有14种金属元素，其中4种为主族元素，10种为过渡元素。回答下列问题：（1）写出其中原子序数最小的副族元素的元素符号___________，主族序数最大的元素名称___________；（2）锰元素在周期表中的位置为___________；属于___________区元素填“s”“p”“d”“ds”或“f”。（3）基态铬原子的电子排布式为___________，与铬同周期的所有元素的基态原子中，最外层电子数与铬原子相同的有___________。（4）基态Fe原子中，电子占据的最高能层的符号为___________，该能层具有的原子轨道数为___________。（5）铜、锌两种元素的第一电离能、第二电离能如表所示：电离能铜7461958锌9061733铜的第二电离能却大于锌的第二电离能，其主要原因是___________。【答案】（除标明外，每空1分）（1）Sc锗（2）第四周期第ⅦB族d（3）1s22s22p63s23p63d54s1或（2分）K、Cu（2分）（4）N（2分）16（2分）（5）原子失去一个电子后，核外电子排布式为，而锌原子失去1个电子后的核外电子排布式变为，铜达到了较稳定状态，所以Cu的第二电离能相对较大（2分）【解析】（1）第四周期中原子序数最小的副族元素在第IIIB族，是第21号元素钪，符号为Sc；第四周期主族序数最大的金属元素位于第IVA族，名称为锗；（2）Mn是第25号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2，位于第四周期第ⅦB族，属于d区元素；（3）基态铬原子核外有24个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1，第四周期最外层电子数为1的原子还有K（[Ar]4s1）、Cu（[Ar]3d104s1）；（4）基态Fe原子核外有4个电子层，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，电子占据的最高能层为第四层，符号为N，该能层有s、p、d、f四个能级，原子轨道数为1+3+5+7=16；（5）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，所以Cu失去一个电子变成结构为[Ar]3d10的Cu+，能量较低，所以Cu的第二电离能相对较大，而Zn失去一个电子变成结构为[Ar]3d104s1的Zn+，易再失去一个电子，所以Zn的第二电离能相对较小。19．（14分）周期表中前20种元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，它们的结构性质等信息如下表所述：元素结构性质等信息X基态原子有三个能级，每个能级上的电子数都相等Y该元素原子外围电子排布式为nsnnpn+1Z常温常压下，该元素构成的单质是一种有毒的黄绿色气体W前四周期主族元素中原子半径最大的元素，且该元素的某种合金可做原子反应堆导热剂请根据信息回答有关问题：(1)写出对应元素的名称：X：__________Y：__________Z：__________W：__________。(2)元素X的原子核外共有__________种不同运动状态，其基态原子中最高能量能级轮廓图形状__________。(3)Y的价层电子排布图_________________，其电子云在空间有__________种方向。(4)化合物WZ的电子式为______________，其焰色反应呈紫色，其原因是________________________。【答案】（除标明外，每空1分）（1）碳氮氯钾（2）6哑铃形或纺锤形（2分）（3）（2分）4（4）（2分）电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱（2分）【分析】X基态原子有三个能级，每个能级上的电子数都相等，则X为C，Y元素原子外围电子排布式为nsnnpn+1，则Y为N，Z元素构成的单质是一种有毒的黄绿色气体，则Z为Cl，W是前四周期主族元素中原子半径最大的元素，且该元素的某种合金可做原子反应堆导热剂，则W为K。【解析】(1)根据前面分析得到对应元素的名称：X为碳，Y为氮，Z为氯，W为钾；故答案为：碳；氮；氯；钾。(2)元素X(C)原子序数为6，其原子核外共有6种不同运动状态，其基态原子中最高能量能级为2p能级，其能级轮廓图形状哑铃形或纺锤形；故答案为：6；哑铃形或纺锤形。(3)Y(N)的价层电子排布式为2s22p3，其排布图，2s在空间有1种方向，2p在空间有3种方向，即其电子云在空间有4种方向；故答案为：；4。(4)化合物WZ(KCl)的电子式为，其焰色反应呈紫色，其原因是电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱；故答案为：；电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱。20．（12分）(1)一个基态原子电子排布