高中化学人教版物质结构与性质第一章原子结构与性质学业分层测评3

学业分层测评(三)原子结构与元素周期表(建议用时：45分钟)[学业达标]1．下列说法不正确的是()A．元素原子的核外电子排布呈现周期性变化是形成元素周期系的根本原因B．周期序数越大，该周期所含金属元素越多C．所有区的名称均来自按构造原理最后填入电子的能级符号D．周期表共18个纵列，可分为7个主族7个副族，1个Ⅷ族，1个0族【解析】除ds区外，区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号。【答案】C2．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()【导学号：90990016】A．上述钛原子中，中子数不可能为22B．钛元素在周期表中处于第四周期C．钛的不同核素在周期表中处于不同的位置D．钛元素是d区的过渡元素【解析】48Ti、49Ti、50Ti等核素的中子数分别为26、27、28，故A叙述正确；22Ti的外围电子排布式为3d24s2，因此钛是d区第四周期的过渡元素，故B、D叙述正确；元素在周期表中的位置由其质子数决定，钛的同位素原子的质子数相同，在周期表中的同一位置，故C叙述不正确。【答案】C3．已知某元素的＋2价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p6，则该元素在周期表中的位置正确的是()A．第三周期第ⅣA族，p区B．第四周期第ⅡB族，s区C．第四周期第Ⅷ族，d区D．第四周期第ⅡA族，s区【解析】该元素为Ca，处于第四周期ⅡA族，s区。【答案】D4．外围电子构型为4f75d16s2的元素在周期表中位置应是()A．第四周期第ⅦB族B．第五周期第ⅦB族C．第六周期第ⅦB族D．第六周期第ⅢB族【解析】最大能层数为6，所以在第六周期。由5d16s2知在第ⅢB族。【答案】D5．元素周期表共有18个纵行，从左到右排为1～18列，即碱金属是第一列，稀有气体是第18列。按这种规定，下面说法正确的是()【导学号：90990017】A．第9列元素中不完全是金属元素B．第15列元素的原子最外层电子的排布式为ns2np3C．最外层电子数为ns2的元素都在第2列D．第10、11列为ds区的元素，形成化合物种类最多的元素在第14列【解析】第9列元素为第Ⅷ族元素，全部属于金属元素，A项错误；第15列为第ⅤA族元素，其最外层电子的排布式为ns2np3，B项正确；最外层电子数为ns2的元素除第ⅡA族(第2列)外，还有He以及部分过渡金属元素，C项错误；ds区元素是第11、12列元素，D项错误。【答案】B6．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是()A．最外层有1个电子的原子B．最外层电子排布为ns2的原子C．最外层有3个未成对电子的原子D．次外层无未成对电子的原子【解析】在元素周期表中，凡s区、d区、ds区的元素，它们的最外层电子数均不超过2个，只有p区的最外层电子数可为3～8个。过渡元素的最外层只有1个或2个电子，稀有气体最外层一般为8个电子，氦为2个电子(1s2)，则最外层有1个电子的原子不一定是主族元素，故A不正确；而最外层有3个未成对电子的原子，其最外层有5个电子(ns2np3)，故C正确；最外层电子排布为ns2的原子除第ⅡA族外，还有稀有气体元素氦和许多过渡元素，故B不正确；次外层无未成对电子的原子包括全部主族元素、0族元素及第ⅠB、第ⅡB族元素。【答案】C7．下列四种元素中，其单质氧化性最强的是()A．原子含有未成对电子最多的第二周期元素B．位于周期表第三周期第ⅢA族的元素C．原子最外电子层排布式为2s22p6的元素D．原子最外电子层排布式为3s23p5的元素【解析】第二周期含未成对电子数最多的是N原子；B为Al；C为稀有气体Ne；D为Cl。N2、Al、Ne、Cl2中Cl2氧化性最强。【答案】D8．下列各组中的X和Y两种原子，化学性质一定相似的是()A．X原子和Y原子最外层都只有一个电子B．X原子的核外电子排布为1s2，Y原子的核外电子排布为1s22s2C．X原子2p轨道、Y原子的3p轨道上都有一个未成对电子，但没有空轨道D．X原子核外M层上仅有2个电子，Y原子核外N层上仅有2个电子【解析】A项，最外层只有一个电子的原子有ⅠA族元素、Cr、Cu等，不一定是同主族元素，化学性质不一定相似；B项，X是He，Y是Be，它们的化学性质不同；C项，X原子核外电子排布式为1s22s22p5，为F原子，Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，为Cl原子，为同一主族元素，化学性质相似；D项，X是Mg，Y原子4s轨道上有2个电子，可能为Ca，但若为过渡元素，则由能量最低原理可知先排4s轨道，再排3d轨道，可能是Fe、Zn等，故化学性质不一定相同。【答案】C9．已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是()A．某元素原子的第二电子层电子排布图为B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4C．某元素的原子最外层上电子数为6D．某元素的原子外围电子排布式为5s25p1【解析】A中只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；某些非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，无法确定；C中根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D可确定该元素在第五周期第ⅢA族。【答案】D10．下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。【导学号：90990018】请回答下列问题：(1)表中属于d区的元素是________(填编号)。(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状物名称为________。(3)某元素的特征电子排布式为nsnnpn＋1，该元素原子的最外层电子数为________。【解析】(1)⑨属于d区元素。(2)元素①是氢元素，元素③是碳元素，依题意，形成的环状物是苯。(3)从nsnnpn＋1可知，n＝2，该元素为N元素，最外层电子数为5。【答案】(1)⑨(2)苯(3)511．已知元素周期表中共有18纵行，如图实线表示元素周期表的边界。按电子排布，可把周期表里的元素划分为几个区：s区、p区、d区、ds区等。除ds区外，其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线，并分别用阴影和表示d区和ds区。(2)有的同学受这种划分的启发，认为d区内6、7纵行的部分元素可以排在另一区，你认为应排在________区。(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。(4)请利用电子排布的相关知识解释Fe3＋比Fe2＋稳定的原因：_______________________________________________________________________________________________。【解析】(1)正确理解题意，明确按构造原理分区的含义即可，注意把握关键信息“……最后填入的电子的能级符号”。(2)ds区外围电子排布为(n－1)d10ns1和(n－1)d10ns2，而d区内6纵行外围电子排布为(n－1)d5ns1,7纵行外围电子排布为(n－1)d5ns2，因此类比可以放在ds区。(3)4s轨道半充满，即为4s1，根据构造原理和能量最低原理、洪特规则，该元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)或1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)，分别标在元素周期表中相应位置即可。(4)Fe外围电子排布为3d64s2，Fe2＋为3d6，Fe3＋为3d5，Fe3＋为半充满状态较稳定。【答案】(1)如图(2)ds(3)见上图(4)Fe的外围电子排布为3d64s2，Fe2＋为3d6，Fe3＋为3d5，依据“能量相同的轨道处于全空、全充满和半充满时能量最低”的原则，3d5处于半充满状态，结构更稳定，故Fe3＋比Fe2＋稳定12．有A、B、C、D、E五种元素。其中A为第四周期元素，与D可形成1∶1和1∶2原子个数比的化合物；B为第四周期过渡元素，最高化合价为＋7；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价；D的外围电子排布式为nsnnpn＋2，E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子。(1)试写出下面两种元素的元素符号：B________、C________。(2)写出D2－的电子排布式：________________________________________________，基态E原子的电子排布式___________________________________________。(3)B位于________族，C位于________族。【解析】由B为第四周期过渡元素，最高化合价为＋7可推出B是锰元素；C和B是同周期的元素，具有相同的最高化合价，则C是溴元素；D的外围电子排布式为nsnnpn＋2，D是氧元素；A与D可形成1∶1和1∶2原子个数比的化合物，A是钾或钙元素。(2)E元素的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，该元素应为Al。(3)B位于第四周期，最高价为＋7价，根据族序数等于价电子数可知B位于第ⅦB族，Br原子最外层也是7个电子，属于主族元素，位于第ⅦA族。【答案】(1)MnBr(2)1s22s22p61s22s22p63s23p1(3)第ⅦB第ⅦA[能力提升]13．某化学学习小组在学习元素周期表和周期的划分时提出了以下观点：①周期表的形成是由原子的结构决定的；②元素周期表中ⅠA族元素统称为碱金属元素；③每一周期的元素原子外围电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束；④元素周期表的每一周期元素的种类均相等；⑤基态原子核外电子排布为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素的原子位于同一周期；⑥周期序数越大，该周期所含金属元素一般越多。你认为正确的是()A．①⑥ B．①②③⑤⑥C．①④⑥ D．②③⑤【解析】①元素周期表的形成原因是核外电子排布呈周期性变化，而核外电子排布是由原子的结构决定的，正确；②第ⅠA族元素除氢元素之外称为碱金属，错误；③第一周期的元素原子价电子排布从1s1开始到1s2结束，错误；④随着周期数的增多，元素种类有增多的趋势，错误；⑤1s22s22p3位于第二周期，而1s22s22p63s23p3位于第三周期，错误；⑥从元素周期表上不难看出，随着周期数的增多，该周期所含金属元素的种数一般越多，正确。【答案】A14．下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应，且都能产生氢气的是()【导学号：90990019】A．核内无中子的原子B．价电子排布为3s23p1的原子C．最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的原子D．M能层上有电子而N能层上无电子，最外能层上含有两个能级且两个能级含有相同数目电子的原子【解析】核内无中子的原子为1H，不符合题意；价电子排布为3s23p1的原子是Al，符合题意；最外层电子数等于倒数第三层上的电子数的原子为镁，它与烧碱溶液不反应，不符合题意；“M能层上有电子而N能层上无电子，最外能层上含有两个能级且两个能级含有相同数目电子”的原子价电子排布为3s23p2，为Si元素，不符合题意。【答案】B15．下列关于主族元素的说法正确的是()A．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级B．主族元素的原子核外电子最后填入的能级是s能级或p能级C．所有主族元素的最高正价都等于主族的序数D．主族元素的价电子数有可能超过最外层电子数【解析】第ⅠA和ⅡA族元素的电子最后填入的是s能级，ⅢA～ⅦA族元素的电子最后填入的是p能级，A错误、B正确；大多数的主族元素的最高正价等于最外层电子数，但F元素无正价，O元素的最高正价不是＋6价，C错误；主族元素的价电子数就等于最外层电子数，D错误。【答案】B16．有A、B、C、D、E、F、G七种元素，除E为第四周期元素外其余均为短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s区，其余元素位于p区，A、E的原子外围电子排布相同，A的原子中没有成对电子；B元素基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；C元素原子的外围电子排布式为nsnnpn＋1；D元素的最外层电子数是电子层数的2倍，且与G同周期；F的基态原子核外成对电子数是单电子数的3倍；G的基态原子占据两种形状的原子轨道，且两种形状轨道中的电子总数均相同。回答下列问题：(1)写出下列元素的符号：D________，G________。(2)E元素位于周期表________区________族。(3)写出C的核外电子排布式________________________________________________。(4)由D、E、F、G形成的盐