2020-2021学年化学人教选修3配套作业：第1章原子结构与性质学业质量标准检测

PAGE第一章学业质量标准检测(90分钟，100分)一、选择题(本题包括16个小题，每小题3分，共48分)1．下列微粒的表示方法能确定为氟离子的是(C)A．X－B．ns2np6C．D．解析：A项，卤素离子都可以用X－表示，错误；B项，由ns2np6可知该能层为8个电子，可能为第二能层，也可能为第三能层，不能确定表示的是F－，错误；C项，核内质子数等于原子序数，9号元素是氟，所以表示氟离子，正确；D项，表示的是一类粒子，可能是氖原子，也可能是氧离子、钠离子等，不一定为氟离子，错误。2．价电子排布式为5s25p3的元素是(B)A．第五周期第ⅢA族 B．51号元素C．s区的主族元素 D．Te解析：5s25p3,5指的是电子层数，即属于第五周期，价电子指的是最外层电子数，因为最后一个电子填充在p能级上，属于p区元素，主族元素所在族序数等于最外层电子数，即属于第ⅤA族元素，按照核外电子排布的规律，推出此元素是锑(Sb)，为51号元素，故B正确。3．下列说法正确的是(B)A．氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱之一B．“量子化”就是不连续的意思，微观粒子运动均有此特点C．玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱，而且还推广到其他原子光谱D．原子中电子在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着解析：A项氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱。C项玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，但对解释多电子原子的光谱却遇到困难。D项原子中的电子运动是没有轨迹的，原子半径是电子运动出现的“区域”。4．下列关于外围电子排布式为3s23p4的原子的描述正确的是(B)A．它的元素符号为OB．它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4C．其单质可与H2反应生成液态化合物D．其电子排布图为解析：外围电子排布式为3s23p4的原子是S原子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，其单质与H2反应生成气态化合物H2S，题中电子排布图的3p轨道中电子排布违反了洪特规则，应为。5．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)A．电子由激发态向基态跃迁时以红光的形式释放能量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解析：霓虹灯管通电，灯管发出红色光的原因是电子从激发态(高能量态)跃迁到基态(低能量态)时释放的能量以红光的形式表现出来。6．在学习核外电子排布知识时，甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧：甲组认为第三周期元素的基态原子中，不可能出现d电子，而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子，下列可作为甲组论据的是(D)A．能量守恒原理B．泡利不相容原理C．洪特规则D．3d轨道能量比4s轨道高解析：第三周期中，只有3个电子层，如果有3d电子，必然有4s电子，因为3d轨道能量比4s轨道高，电子层则变为了4层，不符合实际。7．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)解析：A项中，②状态，2p能级半充满，能量低。8．原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③ⅣA族；④ⅤA族；⑤ⅡB族，其中正确的组合是(C)A．①④ B．②③C．②④ D．①⑤解析：根据元素的原子序数确定元素在周期表中的位置时，基本方法是依据其原子结构示意图，根据电子层数确定其所在周期，根据最外层电子数确定其所在族，但用0族定位法较为方便，即根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡，83号元素比氡的原子序数小3，故该元素在周期表中的位置应该是氡左移3个格，即第六周期第ⅤA族。9．当镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，以下认识正确的是(A)A．此过程中，镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B．此过程中，镁原子由激发态转化成基态，这一过程中释放能量C．转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D．转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似解析：1s22s22p63s2为Mg的基态，1s22s22p63p2为Mg的激发态，A项正确，B项错误；转化后位于p能级上的两个电子处于两个轨道，C项错误；转化后的镁原子(核外有12个电子)与硅原子(核外有14个电子)电子层结构不同，D项错误。10．通常情况下，原子核外p能级、d能级等原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候一般更加稳定，称为洪特规则的特例，下列事实能作为这个规则证据的是(B)①元素氦(He)的第一电离能远大于元素氢(H)的第一电离能②26Fe2＋容易失电子转变为26Fe3＋，表现出较强的还原性③基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2④某种激发态碳(C)原子电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2A．①② B．②③C．③④ D．全部解析：①中He、H均没有p、d能级电子，与特例无关，错；②中Fe2＋价电子排布为3d6，而Fe3＋价电子排布为3d5,3d5属于半充满状态，体系稳定，故Fe2＋易失去电子变为稳定的Fe3＋，正确；③中[Ar]3d104s1显然符合d能级全充满状态，为稳定结构，正确；④属于基态原子获得能量，2s能级上一个电子跃迁到2p能级上，而激发态不稳定，易变为基态放出能量，错误。11．某元素X的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是(D)A．X元素可能为＋4价B．X可能为非金属C．X为第五周期元素D．X与氯反应时最可能生成的阳离子为X3＋解析：由图像知，该元素的I4≫I3，故该元素最外层有3个电子，易形成＋3价阳离子，A、B两项错误，D项正确；无法确定该元素是否位于第五周期，C项错误。12．X和Y是原子序数大于4的短周期元素，Xm＋和Yn－两种离子的核外电子排布相同，下列说法中正确的是(D)A．X的原子半径比Y的小B．X和Y的核电荷数之差为(m－n)C．电负性X>YD．第一电离能X<Y解析：Xm＋与Yn－的核外电子排布相同，核电荷数之差为(m＋n)，则质子数X>Y，X位于Y的下一周期，故原子半径X>Y。X比Y更易失电子，第一电离能X<Y，电负性X<Y。13．已知短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子。下列关于R的描述正确的是(C)A．R的氧化物都能溶于水B．R的最高价氧化物对应水化物的化学式都是H2RO3C．R都是非金属元素D．R的氧化物都能与NaOH溶液反应解析：由短周期元素R原子最外层的p能级上有2个未成对电子可知，可能有两种情况：p能级上只有两个电子，为ⅣA族元素；p能级上有4个电子，为ⅥA族元素。ⅣA族元素Si的氧化物SiO2难溶于水，A错；ⅣA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO3，但ⅥA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO4，B错；短周期ⅥA族和ⅣA族均为非金属元素，C正确；R的氧化物如CO与NaOH溶液不反应，D错。14．不能说明X的电负性比Y的电负性大的是(C)A．与H2化合时X单质比Y单质容易B．X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强C．X原子的最外层电子数比Y原子最外层电子数多D．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来解析：电负性的大小可依据定义，且和非金属性的强弱一致，因而可根据元素非金属性的强弱判断。X的电负性比Y大，表明X的非金属性比Y的非金属性强。A、B、D均能说明X的非金属性比Y强，原子的最外层电子数不能决定元素得失电子的能力。15．图中三条曲线表示C、Si和P元素的四级电离能变化趋势。下列说法正确的是(C)A．电负性：c>b>aB．最简单氢化物的稳定性：c>a>bC．I5：a>c>bD．最简单氢化物的沸点：a>b>c解析：根据碳、硅、磷元素的原子核外电子排布规律，结合电离能变化规律可知，a、c为同一主族元素，则a是碳，b是磷，c是硅。元素的非金属性越强，其电负性就越大，由于元素的非金属性：C>Si，所以元素的电负性：C>Si，A错误；元素的非金属性越强，其最简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性：C>Si，所以最简单氢化物的稳定性：C>Si，B错误；C、Si失去4个电子为ns2全满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3s能级电子，二者能量相差不大，所以元素的I5：C>Si>P，C正确；对于组成结构相似的物质来说，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，由于相对分子质量PH3>SiH4>CH4，所以最简单氢化物的沸点：PH3>SiH4>CH4，D错误。16．以下有关元素性质的说法不正确的是(D)A．具有下列电子排布式的原子中，①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4，原子半径最大的是①B．下列原子的价电子排布中，①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4，对应的第一电离能最大的是③C．①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl，元素的电负性随原子序数的增加而递增的是④D．某元素的逐级电离能(kJ·mol－1)分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X3＋解析：最外层电子数相同时电子层数越多，或相同数目电子层时最外层电子数越少，半径越大，A正确；四种元素均为第三周期元素，由电离能的变化规律及核外电子的排布情况知③中3p能级半充满，第一电离能最大，B正确；元素的电负性可用来衡量元素的金属性和非金属性的强弱，在元素周期表中，同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故④符合，C正确；判断电离能与元素化合价的关系，关键看各级电离能之间的变化趋势，相邻两级电离能变化较大，说明再失去一个电子的难度增大，由此可判断出该离子所带的电荷数，所以X最有可能生成的阳离子是X2＋，D错误。二、非选择题(本题包括6小题，共52分)17．(8分)(1)X元素原子的第二电子层上只有一个空轨道，则X元素是__C(或碳)__；其原子基态的核外电子排布图为____。(2)R元素原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R元素可能是__Al或Cl__。(3)Y元素原子的核电荷数为33，则其原子基态的价电子排布式为__4s24p3__，其位于元素周期表中的__第四周期第ⅤA族__，属于__p__区元素。解析：(1)X元素原子的第二电子层上只有一个空轨道，则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p2，是C元素。(2)R元素原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则其原子基态的核外电子排布式可能为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，则R可能为Al或Cl。(3)Y元素原子的核电荷数为33，根据构造原理和核外电子排布规则可知，Y元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，价电子排布式为4s24p3，在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族，属于p区元素。18．(6分)(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，违反了泡利原理的是__②__，违反了洪特规则的是__③__。①②③④(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__1s22s22p63s23p4__；其最高价氧化物对应水化物的化学式是__H2SO4__。(3)用符号“＞”“＜”或“＝”表示下列各项关系。①第一电离能：Na__<__Mg，Mg__>__Ca。②电负性：O__<__F，F__>__Cl。③能量高低：ns__<__(n＋1)s，ns__<__np。④主族序数__＝__价电子数__＝__元素最高正化合价数(O、F除外)。解析：(1)同一个原子轨道中不应有自旋状态相同的电子，②违反了泡利原理；对于基态原子，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分别占据不同的轨道并且自旋状态相同，③违反了洪特规则。(2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。(3)同周期中主族元素从左到右第一电离能有增大的趋势，电负性逐渐增大；同主族中自上而下电负性与第一电离能均逐渐减小。由构造原理可知，能量ns＜(n＋1)s，ns＜np；主族元素的价电子数与主族序数、元素的最高正化合价数(O、F除外)相等。19．(10分)我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3，该物质因具有较高的光电转换效率而在太阳能电池领域具有重要的应用价值。回答下列问题：(1)C、N基态原子中，第一电离能较大的是__N__。(2)钛(Ti)的基态原子M能层中能量不同的电子有__3__种。(3)H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序是__N>C>H__。(4)I元素位于__第ⅦA__族__p__区，其价电子排布为__5s25p5__。(5)检验Ca元素的方法是__焰色反应__，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因是__当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将以光的形式释放能量__。解析：(1)C、N均属于第二周期，第一电离能随序数递增，则N的第一电离能强于C，故答案为：N。(2)钛(Ti)的基M能层中有3s、3p、3d三种能量不同的电子；(3)非金属性越强，电负性越强，故H、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序是H>C>H；(4)I元素位于第5周期第ⅦA族p区，其价电子排布式为5s25p5；(5)检验Ca元素可以利用焰色反应。20．(8分)(1)元素C、N、O、K的电负性从大到小依次为__O>N>C>K__。(2)CH4中共用电子对偏向C，SiH4中共用电子对偏向H，则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为__C>H>Si__。(3)下图是周期表中短周期的一部分，A的单质是空气中含量最多的物质，其中第一电离能最小的元素是__D__(填“A”“B”“C”或“D”)。(4)氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。基态B原子的电子排布式为__1s22s22p1__；B和N相比，电负性较大的是__N__，BN中B元素的化合价为__＋3价__。解析：(1)C、N、O位于第二周期，且相对位置为从左到右，电负性逐渐增大，K位于第四周期最左边，所以电负性最小。(2)共用电子对偏向电负性大的原子，所以C的电负性大于H的电负性，Si的电负性小于H的电负性。(3)A为N，A、C为第ⅤA族元素，其第一电离能大于同周期第ⅥA族的，同一主族从上往下第一电离能逐渐减小，D的第一电离能最小。(4)同一周期，从左至右，电负性增大，故电负性N>B。21．(10分)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题：(1)A元素次外层电子数是最外层电子数的eq\f(1,4)，其外围电子排布图是____。(2)B是1～36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名称是__铬__，在元素周期表中的位置是__第四周期第ⅥB族__。(3)C元素基态原子的电子排布图是下图中的__②__(填序号)，另一电子排布图不能作为基态原子的电子排布图是因为它不符合__C__(填序号)。①②A．能量最低原理 B．泡利原理C．洪特规则(4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫做第一电离能(设为E)。如图所示：①同周期内，随着原子序数的增大，E值变化的总趋势是__增大__；②根据图中提供的信息，可推断出E氧__<__E氟(填“>”“<”或“＝”，下同)；③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出E镁__>__E钙。解析：(1)次外层电子数是最外层电子数的eq\f(1,4)的元素是氖。(2)1～36号元素中，原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬，共有6个未成对电子。(3)由该基态原子的电子排布图中的电子数可知，C元素是硅，根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，故硅元素基态原子的电子排布图为②。(4)同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能变化的总趋势是增大；同主族内，随着电子层数的增多，第一电离能变化的总趋势是减小。22．(10分)据下列表格，回答有关问题：族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA012abcd3efghijkl(1)在上表中，第一电离能最小的元素是__钠__，电负性最大的元素是__氟__(填元素对应的名称)。(2)这些元素的最高价氧化物对应的水化物中，__HClO4__酸性最强，__NaOH__碱性最强(以上均填化学式)。(3)某元素最高价氧化物对应的水化物呈两性，则该元素是__g__(填对应的字母)，该元素与c元素形成的化合物能否与NaOH溶液反应(若能，写出相应的离子方程式；若不能，则填“否”)__Al2O3＋2OH－=2AlOeq\o\al(－,2)＋H2O__。(4)在e～k元素的原子中，原子半径最小的是__Cl__(填元素符号)，其价电子排布式为__3s23p5__；未成对电子数最多的是__P__(填元素符号)，其最高价氧化物对应水化物的化学式为__H3PO4__；有两个未成对电子的元素是__Si、S__，(填元素符号)，M层有两个空轨道的是__Al__(填元素符号)，其阳离子的电子排布式为__1s22s22p6__。(5)在上表所列的元素中，原子内电子所排布的能级数目