专题2 原子结构与元素性质 单元测试卷-高二下学期化学苏教版（2020）选择性必修2

试卷第=page77页，共=sectionpages88页试卷第=page88页，共=sectionpages88页专题2《原子结构与元素性质》单元测试卷一、单选题1．关于元素周期表的说法正确的是A．元素周期表有7个周期 B．元素周期表有18个族C．短周期是指第一、二周期 D．IA族的元素全部是金属元素2．已知下列元素的电负性数据，下列判断错误的是元素LiBeXONaAlClGe电负性1.01.52.53.50.91.63.21.8A．表中X为非金属元素B．Ge既具有金属性，又具有非金属性C．Mg元素电负性的范围为0.9～1.6D．O和Cl形成的二元化合物中O显正价3．某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素在周期表中的位置是A．第三周期，第ⅡB族 B．第四周期，第ⅡB族C．第三周期，第ⅦA族 D．第四周期，第Ⅷ族4．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，只有X、Y位于同一周期，且Y与Z位于同一主族，四种元素可形成一种在医疗农业、染料上有广泛用途的物质，其物质结构如图所示。下列叙述正确的是A．原子半径：Z＞Y＞X＞WB．等物质的量浓度的X和Z的含氧酸的酸性：Z＞XC．W、X、Z均可与Y形成多种化合物D．简单氢化物的还原性：Y＞Z5．W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3︰2，X与Z同主族，Z的价电子排布式为。下列说法错误的是A．气态氢化物的热稳定性： B．第一电离能：C．原子半径： D．电负性：6．根据元素周期律比较下列性质，错误的是A．酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3 B．碱性：KOH<NaOH<LiOHC．热稳定性：H2O>H2S>SiH4 D．非金属性：F>O>N7．现有三种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3。则下列有关比较中正确的是A．第一电离能：③＞②＞①B．原子半径：③＞②＞①C．电负性：③＞②＞①D．最高正化合价：③=②＞①8．CO2的应用领域广泛，是一种廉价易得的基本化工原料，我国提出力争在2060年前实现碳中和。碳中和：通过节能减排，植树造林，化工合成等治理CO2的手段，使CO2排放量减少甚至是回收利用，以此达到CO2“零排放”的目的。在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出了CO2的转化过程如图所示。下列说法正确的是A．基态铜电子排布：[Ar]3d94s2B．甲酸乙酯是该过程的催化剂C．步骤④中有化学键的断裂和形成D．反应过程中，催化剂参与反应，降低了反应的焓变9．的衰变反应为，其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5730年。下列说法正确的是A．与互为同位素B．与的中子数相同C．和的价层轨道电子数相差2D．某考古样品中的量应为其11460年前的10．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11．一种离子液体的结构如图所示。其中X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，其中X、Y、Z是构成蛋白质的必需元素，且W、Z同主族，—Me代表甲基，下列有关说法错误的是A．Y、Z第一电离能：Y＜ZB．X和Q形成的最简单化合物能刻蚀玻璃C．Z、W氧化物对应水化物的酸性一定为：Z＞WD．X、Y形成的链状化合物Y、X，中σ键数为m+n-112．下列图示或化学用语表达不正确的是A．过氧化氢的空间填充模型：B．中子数为20的氯原子：C．基态原子的价层电子轨道表示式：D．次氯酸的结构式：H—O—Cl13．下列表述中，正确的是A．最外层只有一个电子的元素，不一定是族元素B．原子的价电子排布为的元素一定是副族元素C．已知非金属性：，则酸性：D．在周期表里，元素所在的族序数等于原子最外层电子数14．下列表示正确的是A．中子数为176的某核素： B．基态锌原子的价层电子排布式：C．的结构示意图： D．基态氮原子的轨道表示式：15．下列说法正确的是A．原子核外电子排布式为的原子与原子核外电子排布式为的原子化学性质相似B．是基态原子的电子排布式C．某价电子排布为的基态原子，该元素位于周期表中第六周期ⅡB族D．基态碳原子的最外层电子轨道表示式为二、填空题16．基态O原子核外未成对电子有_______个。17．表格为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGe(1)在以上元素的基态原子的电子排布中4s轨道只有1个电子的元素有____(填元素名称)。(2)写出Cr3+的电子排布式____。(3)Fe3+的化学性质比Fe2+稳定，其原因是____。(4)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有____种。18．原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用表示，与之相反的用表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。三、实验题19．某小组根据既有还原性又有氧化性，探究其能否实现或的转化。已知：ⅰ.水合既易被氧化也易被还原，因此水溶液中无法生成水合。ⅱ.为白色固体，难溶于水，可溶于较大的溶液生成，也可溶于氨水生成(无色)。Ⅰ.与的反应向试管中通入足量(尾气处理装置已略)，记录如下。装置编号试剂实验现象a溶液始终无明显变化b溶液溶液变绿，进而变棕黄色，一段时间后出现白色沉淀(1)基态的价层电子排布式为_______。(2)将b所得沉淀过滤，充分洗涤，进行下列实验，证实该沉淀为。①证明白色沉淀中有，推理过程是_______。②ⅲ排除了干扰检验的因素。写出ⅲ中反应的离子方程式：_______；。(3)进一步证实b中作还原剂，补全实验方案和预期现象：取b中反应后的上层清液于试管中，_______。(4)由实验Ⅰ可推知，该条件下：①a中不能将还原为或；②、、的还原性由强到弱的顺序为_______。综上所述，改变还原产物的价态或形态可以影响氧化还原反应能否发生。Ⅱ.与的反应向试管中通入足量(尾气处理装置已略)，记录如下装置编号试剂实验现象c稀硫酸始终无明显变化d稀盐酸铜片表面变黑，溶液变为棕色(5)证明d所得棕色溶液含有：用滴管吸取少量棕色溶液，滴入蒸馏水中，出现白色沉淀。用平衡移动原理解释产生该现象的原因：_______。(6)经进一步检验，铜表面黑色物质为。补全d中反应的离子方程式：______________________。(7)与c对比，d能发生反应的原因是_______。20．工业制备并提取一氯乙酸(ClCH2COOH)的母液中有CH3COOH、ClCH2COOH、Cl2CHCOOH等残留。实验室用多孔硫颗粒做催化剂，对母液进行深度氯化，使其中残留物转化为有广泛应用价值的三氯乙酸(CCl3COOH)。主要反应方程式：。制备装置如下图所示。回答下列问题：(1)甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是_______。(2)甲中制取Cl2离子方程式为_______。(3)丁中仪器Y的名称是_______。(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，则丁的加热方法是_______。(填“水浴加热”“油浴加热”或“酒精灯直接加热”)。(5)该制备装置一处缺陷会产生实验安全问题，该缺陷是_______。(6)制备过程中无需沸石，原因是_______。(7)可以用pKa(pKa=-lgKa)来衡量酸性的强弱，下表是部分酸的pKa数据：ClCH2COOHCl2CHCOOHCCl3COOHH2SO3pKa(室温)2.861.290.65①从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜CCl3COOH，请从物质结构角度解释原因_______。②在Na2SO3溶液中加入足量的ClCH2COOH，反应的离子反应方程式为_______。21．青蒿素是烃的含氧衍生物，为无色针状晶体，在乙醇、乙醚、石油醚中可溶解，在水中几乎不溶，熔点为156~157℃，热稳定性差，60℃以上易分解，是高效的抗疫药。已知：乙醚沸点为35℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的。(1)青蒿素在超临界中有很强的溶解性，萃取青蒿素_______(填“能”或“不能”)用超临界作萃取剂，中医古籍《肘后备急方》中“青蒿一握，以水二升渍，绞取汁，尽服之”，_______(填“是”或“不是”)为了提取纤维素。现有四氯化碳(沸点76.5℃)和乙醚两种溶剂，应选用_______作为萃取剂，青蒿素组成元素中电负性较大的两种元素第一电离能由大到小排序为_______(填元素符号)。(2)青蒿素质谱数据中有一个峰值对应过氧基团()，该基团电子式为_______，1974年中科院上海有机所和生物物理研究所在研究青蒿素功能基团的过程中，屠呦呦团队发明了双氢青蒿素。从青蒿素到生成双氢青蒿素发生了_______反应。(3)对分子结构的认识经历了较为漫长的过程，一种观点认为其结构为：，化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究的分子结构，设计并完成了下列实验：a.将与浓反应生成和水b.将制得的与反应，只生成A和c.将生成的A与反应(已知该反应中作还原剂)①如果该观点认为的的分子结构是正确的，实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)_______。②为了进一步确定的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，设计d的实验方案：_______。答案第=page1717页，共=sectionpages99页答案第=page1616页，共=sectionpages99页参考答案：1．A【详解】A．在元素周期表中，每个横行称为周期，共有7个周期，A正确；B．元素周期表有18列，有16个族，B错误；C．短周期是指第一、二、三周期，C错误；D．IA族的氢元素是非金属元素，D错误；故选A。2．D【详解】A．非金属的电负性一般大于1.8，表中X电负性为2.5，为非金属元素，故A正确；B．Ge的电负性为1.8，在同期表中位于金属和非金属交界的地方，既具有金属性，又具有非金属性，故B正确；C．同周期从左到右电解性增大，Mg元素电负性介于钠和铝之间，范围为0.9～1.6，故C正确；D．O和Cl形成的二元化合物中氧电负性大显负价，氯电负性小，氯显正价，故D错误；故选D。3．D【详解】某元素基态原子的价电子排布为3d74s2，该元素是27号元素Co，该元素在周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族。答案选D。4．C【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素，只有X、Y位于同一周期，且Y与Z位于同一主族，由此可确定W为第一周期元素，即为氢元素。由结构式可以得出，Y、Z的最外层电子数为6，X的最外层电子数为5，所以X为氮元素，Y为氧元素，Z为硫元素。【详解】A．由分析可知，Z、Y、X、W分别为S、O、N、H元素，O、N同周期，且O在N的右边，所以原子半径：N＞O，A不正确；B．若Z形成的酸为H2SO3，X形成的酸为HNO3，则等物质的量浓度的X和Z的含氧酸的酸性：X＞Z，B不正确；C．W、X、Z可与Y分别可形成H2O、H2O2、NO、NO2、SO2、SO3等化合物，C正确；D．Y、Z分别为O、S，非金属性O＞S，则简单氢化物的还原性：H2S＞H2O，D不正确；故选C。5．C【分析】W、X、Y、Z、R是五种短周期主族元素，原子序数依次增大。W元素的一种离子与Li+具有相同的电子层排布且半径稍大，则W为H；Z的价电子排布式为3s23p4，Z为S；X与Z同主族，X原子核外L层的电子数与Y原子核外M层的电子数之比为3:2，X为O，Y为Si，R为Cl。【详解】A．元素非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性：S>Si，气态氢化物的热稳定性：H2S>SiH4，A正确；B．同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，因此第一电离能：Cl>S>Si，B正确；C．根据层多径大，同电子层结构核多径小原则，则原子半径：S>Cl>O，C错误；D．根据同周期从左到右元素电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此电负性：S<Cl<O，D正确；答案选C。6．B【详解】A．元素的最高价氧化物对应水化物的酸性与其非金属性一致，非金属性：Cl>S>Si，故酸性：HClO4>H2SO4>H2SiO3，A不符合题意；B．元素的最高价氧化物对应水化物的碱性与其金属性一致，Li、Na、K是同一主族元素，从上往下金属性依次增强，即金属性：K>Na>Li，故碱性：KOH>NaOH>LiOH，B符合题意；C．元素的简单气态氢化物的稳定性与其非金属性一致，非金属性：O>S>Si，故热稳定性：H2O>H2S>SiH4，C不符合题意；D．同一周期，从左往右，元素的非金属依次增强，故非金属性：F>O>N，D不符合题意；故选B。7．A【分析】由①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3可知，①为S，②为P，③为N，结合元素周期律分析解答。【详解】A．同一周期，从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素P的3p电子为半满稳定结构，第一电离能大于S，同一主族，从上到下，第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：③＞②＞①，故A正确；B．一般而言，电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右，原子半径逐渐减小，则原子半径：②＞①＞③，故B错误；C．非金属性越强，元素的电负性越大，则电负性：③＞①＞②，故C错误；D．N、P最外层电子数相同，最高正化合价相同，都为+5价，S最外层电子数为6，最高正化合价为+6，最高正化合价：①＞③=②，故D错误；故选A。8．C【详解】A．电子排布为全满或半满时，原子的能量最低，较稳定，所以基态铜（Cu）原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，选项A错误；B．催化剂在反应前后的量是不变的，反应④生成了甲酸乙酯，但在其它步骤中未有甲酸乙酯的参与，即甲酸乙酯只有生成，没有消耗，所以甲酸乙酯不是催化剂，选项B错误；C．由图可知步骤④中的C−O和H−O键均发生了断裂，生成了金属羟基化合物(H−O−M)和甲酸乙酯，选项C正确；D．催化剂可以加快反应速率，降低反应的活化能，改变反应历程，但不改变焓变，选项D错误；答案选C。9．D【解析】由，可知z=7，X为N，因此。【详解】A．z=7，与质子数不相同，不互为同位素，A错误；B．与的中子数分别为14-6=8、14-7=7，中子数不同，B错误；C．和的核外电子数均为6，核外电子排布相同，价层轨道电子数相同，C错误；D．根据半衰期的定义，某考古样品中的量应为其5730年前的，为5730×2=11460年前的，D正确；答案选D。10．D【详解】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。11．C【分析】X、Y、Z是构成蛋白质的必需元素，图示结构中X形成1个共价键，Y形成4个共价键，Z形成3个共价键、失去一个电子后形成4个共价键，则X为H、Y为C、Z为N；W、Z同主族，W为P；Q形成一个共价键且原子序数比N大比P小，则Q为F。【详解】A．由分析可知，Y为C、Z为N，则C、N第一电离能：N＞C，A项正确；B．X为H、Q为F，HF能刻蚀玻璃，B项正确；C．Z为N、W为P，N、P最高价氧化物对应水化物的酸性一定为：N＞P，但非最高价时酸性不如强，C项错误；D．X为H、Y为C，H、C形成的链状化合物中，σ键数应为m＋n－1，因为原子间成键一定有且仅有一个σ键，D项正确；答案选C。12．A【详解】A．过氧化氢的结构式为H-O-O-H，由模型可知2个小球为O原子，2个大球为H原子，O原子半径小，实际O原子半径大于H原子半径，不符合比例，故A错误；B．中子数为20的氯原子质量数为17+20=37，可表示为：，故B正确；C．基态原子的价层电子排布式为3d64s1，其轨道表示式为：，故C正确；D．次氯酸分子中H、Cl形成一对共用电子对，O形成2对共用电子对，故其结构式为：H—O—Cl，故D正确；答案选A。13．A【详解】A．最外层只有一个电子的元素，不一定是第IA族元素，比如价层电子排布式为3d54s1的是Cr，是第ⅥB族元素，故A正确；B．价电子排布为的原子为VIII族元素，不是副族元素，故B错误；C．F无最高正价，无含氧酸，故C错误；D．周期表里，主族元素所在的族序数等于原子的核外最外层电子数，其余元素不一定，故D错误；故选A。14．B【详解】A．中子数为176的某核素：，故A错误；B．基态锌原子是30号元素，价层电子排布式：，故B正确；C．是在26个电子的基础上失去3个电子，应该还有23个电子，故C错误；D．基态氮原子的轨道表示式：，违背了洪特规则，故D错误；故选B。15．B【详解】A．原子核外电子排布式为的原子为He，He为稀有气体元素，原子核外电子排布式为的原子为Be，Be为金属元素，化学性质不相似，A错误；B．电子排布式符合能量最低原理，是基态原子的电子排布式，B正确；C．由价电子排布为，可判断此元素位于周期表中第六周期ⅢB族，C错误；D．基态碳原子的能级比能级能量低，电子应先填满轨道再填轨道，即，D错误；答案选B。16．2【详解】基态O原子价层电子轨道表示式：，所以基态O原子核外未成对电子有2个，答案：2。17．(1)钾、铬、铜(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)(3)Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态(4)5【解析】(1)4s轨道上只有1个电子的元素的外围电子排布式为4s1、3d54s1、3d104s1，分别为钾、铬、铜，故答案为：钾、铬、铜；(2)基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，则Cr3+的电子排布式为：[Ar]3d3，故答案为：[Ar]3d3；(3)Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态，化学性质比Fe2+稳定，故答案为：Fe3+的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态；(4)第一周期中，有1个未成对电子，其电子排布式为1s1；第二周期中，未成对电子是2分别为：1s22s22p2、1s22s22p4；第三周期中未成对电子是3个的是1s22s22p63s23p3；第四周期中未成对电子是4个的是1s22s22p63s23p63d64s2，故答案为：5。18．或【详解】基态磷原子的价电子排布图为，能级的3个轨道上的电子自旋方向相同，故基态磷原子的价电子自旋磁量子数的代数和为或。19．(1)(2)

深蓝色溶液中含，是无色溶液中的被O2氧化的产物，说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的

(3)滴加溶液，出现白色沉淀(4)(5)棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使，，反应逆向移动，析出CuCl沉淀(6)(7)与结合成，其氧化性弱于，使Cu能够被氧化【详解】（1）根据题意，Cu元素原子序数29，核外28个电子，基态的价层电子排布式为；故答案为：；（2）①根据如图所示的实验，将实验b中所得固体加入氨水后，白色沉淀溶解，变为无色溶液，最终生成深蓝色溶液，根据已知信息，其中深蓝色溶液中含，是无色溶液中的被O2氧化的产物，说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的；故答案为：深蓝色溶液中含，是无色溶液中的被O2氧化的产物，说明浓氨水溶解出了白色沉淀中的；②步骤i中氨水过量，所以步骤iii中加入稀硝酸后，发生的反应有；；故答案为：；（3）进一步证实b中作还原剂的操作为：取b中反应后的上层清液于试管中，滴加溶液，出现白色沉淀，说明被氧化为；故答案为：滴加溶液，出现白色沉淀；（4）根据氧化还原反应规律，还原性：还原剂>还原产物，向硫酸铜溶液中通入，无明显现象，说明a中不能将还原为或，即还原性：；根据实验证实，b中能将还原为，发生反应，即还原性：，综上所述，、、的还原性由强到弱的顺序为：；故答案为：；（5）由题，为白色固体，难溶于水，可溶于较大的溶液生成，棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使，，反应逆向移动，析出CuCl沉淀；故答案为：棕色溶液滴入蒸馏水后离子浓度减小，使，，反应逆向移动，析出CuCl沉淀；（6）根据氧化还原反应的电子守恒规律，该反应中，S元素化合价降低6，得到6个电子，即Cu元素化合价也升高6，失去6个电子，结合元素守恒，等式坐标补上氢离子，右边补上水，再由原子守恒，配平该反应为；故答案为：；（7）根据以上实验可知，再硫酸作用下，不能单独存在，在盐酸中，与结合成，其氧化性弱于，使Cu能够被氧化；故答案为：与结合成，其氧化性弱于，使Cu能够被氧化。20．(1)防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下(2)2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(3)球形冷凝管(4)油浴加热(5)装置丙、丁之间缺少一个安全瓶(6)多孔硫颗粒状态为固体，该物质可同时起催化剂作用和防止暴沸的作用(7)

Cl原子电负性大，使羟基的极性增强，羟基H原子更容易电离，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羟基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强

+ClCH2COOH=ClCH2COO-+【分析】在甲中浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2，浓盐酸具有挥发性，在装置乙中用饱和NaCl溶液除去Cl2中杂质HCl，在装置丙中用浓硫酸干燥Cl2，然后将干燥纯净Cl2通入装置丁中，与一氯乙酸在S催化下加热发生取代反应产生三氯乙酸和HCl，多余的气体用NaOH溶液吸收，防止污染大气。【详解】（1）甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是能够防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下；（2）在甲中浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2，反应的化学方程式为：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，该反应的离子方程式为：2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；（3）根据装置图可知：丁中仪器Y的名称是球形冷凝管；（4）制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，由于水浴加热温度不能超过100℃，酒精灯直接加热温度不容易控制，因此丁的加热方法是采用140℃的油浴加热方式；（5）该反应装置中制取的干燥纯净的氯气直接通入三颈烧瓶中与一氯乙酸反应制取三氯乙酸，当制取的Cl2气流不充足，导致装置中气体压强减小时，装置丁中反应液会通过导气管直接倒吸至浓硫酸中，引发危险，故装置中应该在丙、丁之间安装一个安全瓶，以防止倒吸现象的发生；（6）由于催化剂多孔硫颗粒状态为固体，该物质既可起催