人教版(2023版)高中化学选择性必修2(物质结构与性质)全册同步练习+单元及期未测试合集(含答案及解析)【可编辑可打印】

人教版(2023版)高中化学选择性必修2——物质结构与性质目录第一章原子结构与性质 第一章原子结构与性质第一节原子结构第1课时能层与能级构造原理1.以下能级符号错误的是()。A.5s B.2p C.3f D.6d答案:C解析:第二能层无d能级,第三能层无f能级。2.下列能级中可容纳电子数最多的是()。A.6s B.4pC.3d D.4f答案:D解析:ns、np、nd、nf能级最多容纳的电子数分别为2、6、10、14。3.下列“能层—能级”的对应关系中,能层不包含相应能级的是()。A.O—s B.L—pC.M—f D.N—d答案:C解析:任意能层的能级数等于该能层序数。任何能层都包括s能级;L能层包括s、p能级;M能层包括s、p、d能级;N能层包括s、p、d、f能级。4.按能量由低到高的顺序,下列排列正确的是()。A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2pC.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p答案:C解析:相同能层上字母代号不同的能级的能量高低顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf);能层不同时相同字母代号的能级的能量高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s);另外还有能级交错现象。A项中E(1s)<E(2p)<E(4s)<E(3d);B项中E(1s)<E(2s)<E(2p)<E(3s);D项中E(3p)<E(4s)<E(3d)<E(4p)。5.下列关于同一原子中的基态和激发态的说法中,正确的是()。A.基态时的能量比激发态时高B.激发态时比较稳定C.电子从基态跃迁到激发态时不会产生原子光谱D.由基态转化为激发态的过程中吸收能量答案:D解析:激发态时能量较高,不稳定,A、B项错误;电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时,也会产生原子光谱,C项错误。6.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:解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。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,从而产生红色光,故A项正确。7.某元素的原子3d能级上有3个电子,它的N能层上的电子数是()。A.0 B.2C.5 D.8答案:B解析:根据该元素的原子3d能级上有3个电子可以写出该原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d34s2,由此可知该元素的原子N能层上的电子数为2。8.下列说法中正确的是()。A.某原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则该元素原子核外有4个能级填有电子B.氢原子的吸收光谱可以是电子从1s跃迁到2p产生的C.根据构造原理可知,同一原子的各能级能量高低为4f>4d>3d>3p>4sD.Fe2+与Cr原子的核外电子数相同,因此核外电子排布式相同答案:B解析:核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2的原子核外有7个能级填有电子,A项错误;电子从1s跃迁到2p需要吸收能量,产生吸收光谱,B项正确;同一原子的各能级能量高低顺序为4f>4d>3d>4s>3p,C项错误;Fe2+与Cr的核外电子数相同,但核外电子排布式不同,前者为1s22s22p63s23p63d6,后者为1s22s22p63s23p63d54s1,D项错误。二、能力提升1.某原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是()。B.该元素原子核外有4个能层C.该元素原子最外层共有2个电子D.该元素原子M层共有8个电子答案:D解析:从核外电子排布式看,该原子核外有4个能层,最外层有2个电子,B、C项正确;各能级的电子数之和为25,A项正确;M层电子排布为3s23p63d5,故该能层电子数为13,D项错误。2.30号元素锌的简化电子排布式正确的是()。A.[Ne]3d104s2 B.[Ar]3d104s24p2C.[Ar]3d84s24p2 D.[Ar]3d104s2答案:D解析:根据构造原理可知,锌元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,除3d104s2外,锌原子内层电子的排布与稀有气体元素原子Ar的电子排布相同,因此锌的简化电子排布式可写为[Ar]3d104s2。3.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X、Y原子的价层电子排布可能是()。①X:3s23p1Y:3s23p5②X:2s22p3Y:2s22p4③X:3s23p1Y:3s23p4④X:3s2Y:2s22p3A.②③ B.①② C.①④ D.③④答案:A解析:①X为Al元素,Y为Cl元素,两者形成的化合物为AlCl3,不符合题意;②X为N元素,Y为O元素,两者可形成N2O3,符合题意;③X为Al元素,Y为S元素,两者可形成Al2S3,符合题意;④X为Mg元素,Y为N元素,两者可形成Mg3N2,不符合题意。4.科学研究证明:核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子的数目及核电荷数的多少有关。基态Ar原子与S2-的核外电子排布式相同,都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是()。A.两粒子的1s能级上电子的能量相同B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同C.两粒子的电子发生跃迁时,产生的光谱不同D.两粒子都达8电子稳定结构,化学性质相同答案:C解析:虽然基态Ar原子与S2-的核外电子排布式相同,都是1s22s22p63s23p6,但是Ar原子与S2-的核电荷数不同,对核外电子的吸引力不同,两粒子的1s能级上电子的能量不相同,3p能级上的电子离核的距离也不相同。两粒子都达8电子稳定结构,但化学性质不相同,Ar原子稳定,S2-具有还原性。5.(双选)主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是()。A.Ca2+:1s22s22p63p6B.F-:1s22s23p6C.Al:1s22s22p63s23p1D.Cl-:1s22s22p63s23p6答案:AB解析:Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,F-的电子排布式为1s22s22p6,A、B项错误。6.(1)Cl原子核外电子能量最高的电子所在的能级是。

(2)基态Si原子中,核外电子占据最高能层的符号为,该能层上有个能级,电子数为。

(3)许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特征颜色,其原因是。

(4)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半:。

②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍:。

③基态Ni2+、Fe3+、N3-的电子排布式分别为、、。

答案:(1)3p(2)M34(3)金属原(离)子核外电子吸收能量由基态跃迁到激发态,激发态的电子从能量较高的能级跃迁到能量较低的能级时,以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量(4)①1s22s22p63s23p2②1s22s22p1③1s22s22p63s23p63d81s22s22p63s23p63d51s22s22p6解析:(1)Cl原子核外有17个电子,排布在1s、2s、2p、3s、3p5个能级上,能量最高的电子在3p能级上。(2)Si原子核外有14个电子,K、L、M能层上分别有2、8、4个电子,所以电子占据的最高能层为M层,该能层有3s、3p、3d三个能级,该能层上排有4个电子。(4)①A元素原子的L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅。②当B元素原子的次外层为K层时,最外层电子数为3,则B为硼;当B元素原子的次外层为L层时,最外层电子数为1.5×8=12,违背了电子排布规律,故不可能为该情况。③Ni的原子序数为28,根据构造原理,基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,故Ni2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8;基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,故Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5;N的原子序数为7,基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,故N3-的电子排布式为1s22s22p6。7.A、B、C分别代表三种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布式为ns1,B元素的原子价电子排布式为ns2np2,C元素的最外层电子数是其能层数的3倍。(1)C原子的电子排布式为;若A元素的原子最外层电子排布式为1s1,则A与C形成的阴离子的电子式为。

(2)当n=2时,B的原子结构示意图为。

(3)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,则A元素在周期表中的位置是。

答案:(1)1s22s22p4[··(2)(3)第二周期第ⅠA族解析:由C元素的最外层电子数是其能层数的3倍,推出C为O元素;若n=2,则B的价电子排布式为2s22p2,B为碳元素。

第2课时原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理1.下面说法中正确的是()。A.电子云图中的小黑点密度越大,说明该原子核外电子数目越多B.某基态原子外围电子排布中最高能级的符号为3fC.3d3表示3d能级上有3个轨道D.ns能级的电子云轮廓图可表示为答案:D解析:电子云图中的小黑点密度大,说明该原子核外空间电子出现的概率大,A项错误。第三能层具有的能级只有s、p、d三种,B项错误。3d3表示3d能级上有3个电子,C项错误。ns能级的电子云是球形对称的,电子云轮廓图可表示为,D项正确。2.下列说法正确的是()。A.不同的原子轨道形状一定不相同B.p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形C.2p能级有3个原子轨道D.氢原子的电子运动轨迹呈球形答案:C解析:不同能级的原子轨道形状可以相同,如1s、2s能级的原子轨道都是球形,只是半径不同,A错误;现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹,原子轨道只是体现电子的运动状态,B、D项错误;任何能层的p能级都有3个原子轨道,C项正确。3.以下表示氦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.He B. C.1s2 D.答案:D解析:A项是氦的元素符号;B项只表示核外电子的分层排布情况;C项具体到能级的电子数;D项体现出原子轨道内电子的自旋状态,故D项符合题意。4.下列能级符号表示正确且包含原子轨道数按照从少到多的顺序排列的是()。A.1s、2p、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、2d D.3p、3d、3f答案:A解析:从M层开始有d能级,不存在2d能级,C项错误;从N层开始有f能级,不存在3f能级,D项错误;不同能层字母代号相同的能级最多容纳的电子数相同,B项错误。5.下列原子的价层电子排布图正确的是()。答案:C解析:A项中2p轨道应各排布一个电子且自旋平行;B项中2s轨道中两个电子应自旋相反;D项中2s轨道中应排满两个电子后才排2p轨道。6.氟离子中电子的运动状态有()。A.3种 B.8种C.10种 D.12种答案:C解析:氟离子核外有10个电子,所以有10种不同运动状态的电子。7.下列离子中d轨道达全充满状态的是()。A.Cr3+ B.Cu+C.Co3+ D.Fe3+答案:B解析:Cr3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3,d轨道不是全充满状态,A项不符合题意;Cu+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,d轨道处于全满状态,B项符合题意;Co3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,d轨道不是全充满状态,C项不符合题意;Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,d轨道处于半充满状态,D项不符合题意。8.已知锰的核电荷数为25,以下是一些同学绘制的基态锰原子的轨道表示式,其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是()。A.B.C.D.答案:D解析:基态Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,其中3d轨道上排布了5个电子,为半充满状态,各电子分占不同的轨道,且自旋平行。A项中,3d轨道上电子排布违反了洪特规则,错误;B项中,s轨道上两个电子应自旋相反,错误;C项中3d轨道上电子排布违反了洪特规则,错误。二、能力提升1.图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和原子轨道图。下列有关说法正确的是()。 图1 图2A.图1中的每个小点表示1个电子B.图2表示1s电子只能在球体内出现C.图2表明1s轨道呈球形,有无数对称轴D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置答案:C解析:小点是1s电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,A、D项错误;图2表示1s电子在球体内出现的概率大于90%,在球体外出现的概率不足10%,B项错误。2.(双选)下列各原子或离子的电子排布式错误的是()。A.Ca2+1s22s22p63s23p6B.O2-1s22s22p4C.Fe1s22s22p63s23p63d64s2D.Fe2+1s22s22p63s23p63d44s2答案:BD解析:氧原子的电子排布式为1s22s22p4,因此O2-的电子排布式为1s22s22p6,B项错误;原子失去电子形成离子时,应先失去最外层上的电子,Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,由铁原子转化成Fe2+时,应先失去4s上的电子,故Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,D项错误。3.(双选)下列对核外电子运动状况的描述正确的是()。A.同一原子中,2p、3p、4p能级的原子轨道数相同且轨道的能量依次升高B.当碳原子的核外电子排布由转变为时,这一过程中释放能量C.3p2表示3p能级有两个轨道D.在同一能级上运动的电子,其运动状态可能相同答案:AB解析:同一原子中,不同能层、字母代号相同的能级的原子轨道数相同,且轨道的能量依次升高,A项正确;为激发态碳原子的核外电子排布,能量较高,为基态碳原子的核外电子排布,原子由激发态变为基态要释放能量,B项正确;3p2表示3p能级上有2个电子,C项错误;在同一能级上运动的电子,其运动状态不同,D项错误。4.(双选)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”“半满”“全满”的时候更加稳定,称为洪特规则的特例。下列事实能作为这个规则证据的是()。A.元素氦(He)失去一个电子比元素氢(H)困难B.26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+,表现出较强的还原性C.基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2D.某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2答案:BC解析:氦和氢元素的原子中均没有p、d能级,故不涉及洪特规则;26Fe2+容易失电子转变成26Fe3+是由于26Fe2+的3d轨道上有6个电子,既不是全充满也不是全空,故通常容易失去一个电子变为3d轨道处于半充满状态的26Fe3+,表现出较强的还原性;基态铜(Cu)原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,而不是[Ar]3d94s2,是因为前者3d轨道全充满,后者3d轨道既不是全充满也不是半充满;某种激发态碳(C)原子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2,是因为1s22s22p2是符合能量最低原则的基态原子。5.下列各组表述中,两个原子不属于同种元素原子的是()。A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B.2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子和原子的价层电子排布为2s22p5的原子C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D.最外层电子数是核外电子总数15的原子和价层电子排布为4s24p5答案:C解析:3p能级有一个空轨道的基态原子,按洪特规则可知其3p轨道上只能有两个电子,所以两个原子是同种元素的原子,A项不符合题意;2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子,它的2p能级上只能是5个电子,所以两个原子是同种元素的原子,B项不符合题意;M层全充满而N层为4s2的原子,其M层应为18个电子,而后者的M层上只有8个电子,所以两个原子不是同种元素的原子,C项符合题意;最外层电子数是核外电子总数15的原子中,最外层电子数要小于或等于8,且电子总数为5的倍数,所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40,其中满足最外层电子数是核外电子总数的15且符合核外电子排布规则的只能是35号元素,该元素原子的价层电子排布为4s24p5,所以两个原子是同种元素的原子6.(1)Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为。

(2)钙钛矿(CaTiO3)型化合物是一类可用于生产太阳能电池、传感器、固体电阻器等的功能材料,基态Ti原子的核外电子排布式为。

(3)基态Sn原子价层电子的空间运动状态有种,基态氧原子的价层电子排布式不能表示为2s22px22py2,因为这违背了答案:(1)4∶5(2)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2(3)3洪特解析:(1)基态铁原子的价层电子排布式为3d64s2,失去电子转化为Fe2+和Fe3+,这两种离子的价层电子排布式分别为3d6和3d5,根据洪特规则可知,Fe2+有4个未成对电子,Fe3+有5个未成对电子,所以未成对电子个数比为4∶5。(2)钛元素是22号元素,故其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。(3)Sn元素与C元素为同主族元素,位于第五周期,所以其价层电子为5s25p2,5s能级的s轨道为一种空间运动状态,5p能级占据两个p轨道有两种空间运动状态,共有3种空间运动状态;根据洪特规则,同一能级电子要优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道,所以该排布式违反了洪特规则。

第二节原子结构与元素性质第1课时原子结构与元素周期表一、基础巩固1.下列有关元素周期表的叙述中正确的是()。A.元素周期表有7个周期和18个族B.由短周期元素和长周期元素共同组成的族一定是主族C.从左向右数第13列是第ⅢB族D.元素周期表中5个区中都有金属元素答案:D解析:元素周期表有7个周期和16个族,A项错误;副族都由长周期元素组成,但由短周期元素和长周期元素共同组成的族不一定是主族,还有0族,B项错误;由元素周期表中族的位置可知,从左向右数第13列是第ⅢA族,C项错误;元素周期表中5个区中都有金属元素,D项正确。2.具有下列电子层结构的原子,其对应的元素一定属于同一周期的是()。A.两种元素原子的电子层上全部都是s电子B.3p能级上只有1个空轨道的原子和3p能级上只有1个未成对电子的原子C.最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D.原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子答案:B解析:两种元素原子的电子层上全部都是s电子,其电子排布可能为1s1或1s2或1s22s1或1s22s2,对应的分别是H、He、Li、Be,即两种元素原子的电子层上全部都是s电子,可能属于第一周期或第二周期,A项不符合题意。3p能级上只有1个空轨道的原子,其电子排布式为1s22s22p63s23p2,其对应的元素为硅元素。3p能级上只有1个未成对电子的原子,其电子排布式可能为1s22s22p63s23p1,其对应的元素为铝元素;其电子排布式还可能为1s22s22p63s23p5,其对应的元素为氯元素,都属于第三周期,B项符合题意。最外层电子排布为2s22p6的原子其对应的元素是氖元素,属于第二周期元素;最外层电子排布为2s22p6的离子对应的元素可能为氮、氧、氟、钠、镁、铝等,很显然不一定属于同一周期,C项不符合题意。原子核外的M层上的s、p能级上都填满了电子而d轨道未排电子的两种原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p6或1s22s22p63s23p64s1或1s22s22p63s23p64s2,可能为Ar、K、Ca,很显然不一定属于同一周期,D项不符合题意。3.肯定属于同族元素且化学性质相似的是()。A.原子的电子排布式:X为1s22s2,Y为1s2B.结构示意图:X为,Y为C.X原子基态时2p能级上有1个未成对电子,Y原子基态时3p能级上也有1个未成对电子D.X原子基态时2p能级上有一对成对电子,Y原子基态时3p能级上也有一对成对电子答案:D解析:A项中,X为ⅡA族元素Be,Y为0族元素He,两者不属于同族元素,性质也不相似,不符合题意;B项中,X为0族元素Ne,Y为碱金属离子Na+,不符合题意;C项中,因为p能级有三个轨道,若有一个未成对电子,意味着p能级有两种电子排布情况:即np5或np1,所以X、Y两元素不一定属于同一族元素,不符合题意;D项中,对于p能级上有一对成对电子,根据泡利原理和洪特规则,该能级只能有一种电子排布情况,即np4,X、Y两元素肯定属于同族元素且化学性质相似,符合题意。4.基态原子的简化电子排布式为[Kr]4d105s1的元素所属的区、周期和族为()。A.p区、第五周期、第ⅠB族B.ds区、第五周期、第Ⅷ族C.d区、第四周期、第ⅠB族D.ds区、第五周期、第ⅠB族答案:D解析:依据Cu原子的简化电子排布式[Ar]3d104s1进行迁移,则可推断出简化电子排布式为[Kr]4d105s1的元素属于第五周期第ⅠB族元素,位于ds区。5.元素周期表中,有非金属元素的区域为()。A.只有s区 B.只有p区C.s区、d区和ds区 D.s区和p区答案:D解析:氢在s区,其余非金属B、C、N、O、F、Si、P、S、Cl、As、Se、Br、Te、I、At、Ts()及稀有气体元素在p区。6.最活泼的金属元素、最活泼的非金属元素、常温下呈液态的金属(价层电子排布为5d106s2)元素分别位于下面元素周期表中的()。A.s区、p区、ds区B.s区、p区、d区C.f区、p区、ds区D.s区、f区、ds区答案:A解析:最活泼的金属元素在ⅠA族,位于s区;最活泼的非金属元素(氟)在ⅦA族,位于p区;汞的价层电子排布为5d106s2,在ⅡB族,位于ds区。7.如图所示为元素周期表的一部分,已知A、B、C、D、E的原子共有85个电子。E原子核外有4个电子层,则B元素为()。A.P B.Mg C.Cl D.S答案:A解析:根据E原子核外有4个电子层,可知A位于元素周期表的第二周期,C、B、D位于第三周期,E位于第四周期,设B的原子序数为x,由于A、B、E同主族,则A的原子序数为(x-8),E的原子序数为(x+18),C、B、D位于同周期,则C的原子序数为(x-1),D的原子序数为(x+1),则(x-8)+x+(x-1)+(x+1)+(x+18)=85,解得x=15,所以B元素为P。二、能力提升1.(双选)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,你认为正确的是()。A.元素周期表的形成是由原子的结构决定的B.每一周期的元素原子价层电子排布均是从ns1开始至ns2np6结束C.基态原子核外电子排布式为1s22s22p3和1s22s22p63s23p3的两元素位于同一周期D.一般周期序数越大,该周期所含金属元素种数越多答案:AD解析:元素周期表的形成原因是元素原子的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,A项正确;第一周期的元素原子价层电子排布从1s1开始到1s2结束,B项错误;核外电子排布式为1s22s22p3的元素位于第二周期,而核外电子排布式为1s22s22p63s23p3的元素位于第三周期,C项错误;一般周期序数越大,该周期所含金属元素的种数越多,D项正确。2.部分元素在周期表中的分布如图所示(虚线为金属元素与非金属元素的分界线),下列说法不正确的是()。A.虚线左侧是金属元素B.As处于第五周期第ⅤA族C.Si、Ge可作半导体材料D.Sb既有金属性又有非金属性答案:B解析:虚线左侧是金属元素,虚线右侧是非金属元素,从图中也可以明显看出铝、锗、锑、钋元素是金属元素,A项正确;As为33号元素,位于第四周期,B项错误;我们往往从金属元素与非金属元素分界线处寻找半导体材料,C项正确;处于金属元素与非金属元素分界线两边的元素,往往既有金属性又有非金属性,D项正确。3.(双选)具有以下结构的原子,一定属于主族元素原子的是()。A.最外层有3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答案:AC解析:最外层有3个电子的原子,其最外层电子排布为ns2np1,属于第ⅢA族元素原子,A项符合题意;最外层电子排布为ns2的元素除了第ⅡA族元素属于主族元素外,还有He(1s2)属于0族,有些过渡元素如Fe、Ti、Zn,最外层电子排布均为4s2,它们都不是主族元素,B项不符合题意;因最外层电子数最多不超过8,故最外层有3个未成对电子的原子其最外层电子排布为ns2np3,该元素一定为主族元素,C项符合题意;次外层无未成对电子的原子,可能为主族元素,如O:1s22s22p4,可能为0族元素,如Ne:1s22s22p6,也可能为副族元素,如Cu:1s22s22p63s23p63d104s1,D项不符合题意。4.(双选)现在含有硒(Se)元素的保健品已经进入市场。已知硒元素与氧元素同族,与钾元素同周期。下列关于硒元素的说法不正确的是()。A.硒元素原子最外层电子排布式为4s24p4B.硒元素最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO3C.Br的非金属性比Se的非金属性弱D.O和Se为p区元素,K为s区元素答案:BC解析:由题给信息可知,Se位于第四周期第ⅥA族,主族元素原子最外层电子数与其族序数相等,故Se原子最外层电子数是6,最外层电子排布式为4s24p4,A项正确;Se元素的最高正化合价为+6价,则其最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4,B项错误;同周期主族元素,元素的非金属性随原子序数的增大而增强,Br和Se属于同周期主族元素,且原子序数:Br>Se,所以Br的非金属性比Se的非金属性强,C项错误;根据O、Se、K在周期表中的位置可知,O和Se为p区元素,K为s区元素,D项正确。5.已知元素周期表中共有18纵列,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大致划分为几个区: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6、7纵列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)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七周期已经排满,元素周期表共排布种元素。

答案:(1)如图:(2)ds(3)见上图(4)118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区价层电子排布式为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2,而d区内6纵列部分元素的价层电子排布式为(n-1)d5ns1,7纵列部分元素的价层电子排布式为(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[Ar]4s1(K)或[Ar]3d54s1(Cr)或[Ar]3d104s1(Cu),分别标在元素周期表中相应位置即可。(4)根据0族元素原子序数知,第七周期排满,其0族元素的原子序数为2+8+8+18+18+32+32=118。

第2课时元素周期律一、基础巩固1.具有下列核外电子排布式的原子,其半径最大的是()。A.1s22s22p3B.1s22s22p1C.1s22s22p63s23p1D.1s22s22p63s23p4答案:C解析:根据原子的核外电子排布式可知,A项中原子为氮(N),B项中原子为硼(B),C项中原子为铝(Al),D项中原子为硫(S)。根据原子半径变化规律可知,r(B)>r(N)、r(Al)>r(S)、r(Al)>r(B),故Al原子半径最大。2.下列各组原子中,第一电离能前者大于后者的是()。A.S和P B.Mg和AlC.Na和Mg D.Ne和He答案:B解析:S和P的价层电子排布分别为3s23p4和3s23p3,由于P原子中p轨道处于半充满状态,较稳定,第一电离能较高,所以I1(S)<I1(P);Na、Mg和Al的价层电子排布分别为3s1、3s2、3s23p1,镁原子s轨道处于全充满状态,Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级的能量比左边的3s能级的能量高,故Mg的第一电离能最大;D项中He与Ne同族,I1(He)>I1(Ne)。3.下列关于电负性的叙述中不正确的是()。A.电负性越大的主族元素,其第一电离能越大B.电负性是以氟为4.0和锂为1.0作为标准的相对值C.元素的电负性越大,元素的非金属性越强D.一般来说,同一周期主族元素从左到右,电负性逐渐变大答案:A解析:电负性越大的主族元素,其第一电离能不一定越大,如电负性O>N,但第一电离能N>O,A项错误。4.下列离子半径的大小顺序正确的是()。①Na+②X2-:1s22s22p63s23p6③Y2-:1s22s22p6④Z-:1s22s22p63s23p6A.③>④>②>①B.④>③>②>①C.④>③>①>②D.②>④>③>①答案:D解析:由核外电子排布式可知,②、③、④三种离子分别是S2-、O2-、Cl-,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,半径越小,则有②>④,③>①;能层数越大,半径越大,则大小顺序为②>④>③>①。5.元素周期表第二行中原子序数相连的X、Y、Z三种元素的连续电离能(单位:kJ·mol-1)如下表所示,下列叙述正确的是()。元素I1I2I3I4X522.057324.811856.6—Y898.81763.5814901.621084Z803.4624363672.925116A.X原子的电子排布式为1s22s1B.Y为第ⅡA族元素,其元素符号为MgC.Z的价层电子数为1D.X的原子半径小于Y的原子半径答案:A解析:根据电离能数据可知X的第二电离能远大于其第一电离能,这说明X应该是第ⅠA族元素。因为X、Y、Z均是元素周期表第二行中原子序数相连的元素,所以X是Li,Y是Be,Z是B。Li的原子序数是3,Li原子的电子排布式为1s22s1,A项正确;Y是Be元素,B项错误;B元素的价层电子数是3,C项错误;同周期自左向右主族元素的原子半径逐渐减小,则X的原子半径大于Y的原子半径,D项错误。6.下列有关粒子性质的排列顺序中,错误的是()。A.元素的电负性:P<O<FB.元素的第一电离能:C<N<OC.离子半径:O2->Na+>Mg2+D.原子的未成对电子数:Mn>Si>Cl答案:B解析:一般来说,同一周期从左到右,元素的电负性逐渐变大,所以电负性N<O<F;同一主族从上到下,元素的电负性逐渐变小,所以电负性N>P,故元素的电负性P<O<F,A项正确。C、N、O中N的第一电离能最大,B项错误;核外电子排布相同的粒子,根据核电荷数越大,半径越小知,离子半径O2->Na+>Mg2+,C项正确;Mn、Si、Cl原子的未成对电子数分别为5、2、1,即原子的未成对电子数Mn>Si>Cl,D项正确。7.氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是一种具有潜力的固体储氢材料。氨硼烷在催化剂作用下与水反应产生氢气:NH3BH3+2H2ONH4BO2+3H2↑,下列说法不正确的是()。A.原子半径:B>N>O>HB.第一电离能:N>O>BC.电负性:O>N>BD.熔点:CH3CH3>NH3BH3答案:D解析:氢原子半径最小、同周期主族元素从左到右原子半径递减,则原子半径B>N>O>H,A项正确。同周期从左向右第一电离能呈增大趋势于且半充满结构更稳定,因此第一电离能大小顺序是N>O>B,B项正确。同周期从左向右电负性逐渐增大,则电负性O>N>B,C项正确。常温常压下,氨硼烷是固体,乙烷是气体,则熔点CH3CH3<NH3BH3,D项错误。8.下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是()。答案:A解析:一般来说,同主族元素从上到下电负性依次减小,A项正确;卤族元素中氟无正价,B项错误;一般来说,同主族元素从上到下电子层数依次增加,原子核对最外层电子的吸引力逐渐减弱,第一电离能逐渐减小,原子半径逐渐增大,C、D项错误。二、能力提升1.下列四种粒子中,半径按由大到小的顺序排列的是()。①基态X的原子结构示意图:②基态Y的价层电子排布式:3s23p5③基态Z2-的轨道表示式:④W基态原子有2个能层,电子式为·WA.③>①>②>④B.③>②>①>④C.①>③>④>②D.①>④>③>②答案:A解析:由题意可知:X、Y、Z2-、W分别为S、Cl、S2-、F。S、Cl、S2-、F的粒子半径由大到小的顺序为r(S2-)>r(S)>r(Cl)>r(F)。2.下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号。J为0族元素。下列说法正确的是()。A.基态Z原子的轨道表示式为B.R2-、Y2-与Na+的半径大小关系为R2->Y2->Na+C.Y的第一电离能大于X的第一电离能D.电负性最大的元素为J答案:B解析:J为0族元素,由元素在周期表的位置可知,X、Y、Z位于第二周期,R位于第三周期,W位于第四周期,J为第五周期的Xe,则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br。基态Z原子2p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误。S2-电子层最多半径最大,O2-与Na+具有相同的电子层结构,原子序数越小其离子半径越大,故O2-的半径大于Na+的半径,B项正确。N原子的2p能级处于半充满状态,所以N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误。电负性最大的元素为F元素,D项错误。3.(双选)甲~庚元素在周期表中的相对位置如下表,己的价层电子排布式为(n+1)sn(n+1)p4,甲和丁在同一周期,甲原子最外层与最内层具有相同电子数,均为ns2。下列判断正确的是()。A.丙与庚的原子半径:丙>庚B.电负性:庚<己<戊C.甲和乙的第一电离能:甲<乙D.丁的最高价氧化物可用于制造光导纤维答案:AD解析:由题意可知:甲为Mg,乙为Ca,丙为B,丁为Si,戊为As,己为S,庚为F。能层数相同,原子的核电荷数越小,原子半径越大(稀有气体元素除外),A项正确;电负性:庚>己>戊,B项错误;一般来说,同一主族从上到下,元素的第一电离能依次减小,C项错误;Si的最高价氧化物为SiO2,可用于制造光导纤维,D项正确。4.如图是元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是()。A.通常情况下五种元素的单质中,Z单质的沸点最高B.Y、Z的阴离子的电子排布都与R原子的相同C.W的电负性比X的电负性大D.第一电离能:R>W>Y答案:D解析:根据元素在周期表中的位置可判断出:R为Ar、Z为Br、Y为S、W为P、X为N。Br2在常温下为液体,而S和P在常温下为固体,所以五种元素的单质中,不是Br2的沸点最高,A项错误;S2-的电子排布与Ar的电子排布相同,而Br-的电子排布与Ar的电子排布不相同,B项错误;N的电负性大于P的电负性,C项错误;同周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能,第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能,所以第一电离能大小关系为Ar>P>S,D项正确。5.如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。请回答下列问题:(1)请写出ds区铜原子基态电子排布式:。

(2)同主族元素的第一电离能的变化规律是。

(3)图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是。

(4)根据对角线规则,Be、Al的最高价氧化物对应水化物的性质相似,它们都具有性,能证明Be(OH)2该性质的实验结论是。

(5)Na~Ar元素中,某元素M电离能如表所示:I1I2I357818172745I4I5—1157514830—①由此判断该元素是;

②分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,推断:I1(Mg)I1(M),其原因是。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)同一主族元素的原子从上到下,第一电离能逐渐减小(3)第五周期第ⅠA族(4)两Be(OH)2既溶于强酸又可溶于强碱(合理即可)(5)①Al②>镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定(合理即可)解析:(1)铜原子的核电荷数是29,根据构造原理和能量最低原理,基态Cu原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(2)同一主族元素的原子从上到下,金属性增强,容易失去电子,所以第一电离能从上到下逐渐减小。(3)金属性越强,越容易失去电子,所以第一电离能越小,题图中第一电离能最小的元素是铷,位于元素周期表的第五周期第ⅠA族。(4)Al(OH)3为两性氢氧化物,则Be(OH)2也应该是两性氢氧化物,可分别用稀盐酸和NaOH溶液与Be(OH)2反应,发现Be(OH)2既能与盐酸反应生成盐和水,也能与NaOH溶液反应生成盐和水,即说明Be(OH)2是两性氢氧化物。(5)①从表中的数据可知,当原子失去第4个电子时,第三电离能到第四电离能增大幅度明显大于第二电离能到第三电离能增大的幅度,说明该元素失去3个电子时为稳定结构,在Na~Ar元素中只有Al元素满足条件,即该元素是Al元素;②基态镁原子价层电子排布式为3s2,而基态铝原子价层电子排布式为3s23p1,镁原子的3p轨道处于全空状态,比较稳定,而铝原子3p轨道只有一个电子,不稳定,导致I1(Mg)>I1(M)。6.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:(1)元素p为26号元素,请写出其基态原子的电子排布式:。

(2)h的单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,请用原子结构的知识解释发光的原因:。

(3)o、p两元素的部分电离能数据列于下表:元素op电离能(I1717759I215091561I332482957比较两元素的I2、I3可知,气态o2+再失去一个电子比气态p2+再失去一个电子难。请解释其原因:。

(4)第三周期8种元素按单质熔点高低的顺序排列如图所示:其中电负性最大的是(填上图中的序号)。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量(3)Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,比较稳定(4)2解析:(1)26号元素为铁元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)h为Mg元素,Mg单质在空气中燃烧发出耀眼的白光,电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量。

第一章综合测试(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.对原子结构的认识是理解元素周期律和元素周期性的理论基础。下列说法错误的是()。A.s电子的电子云轮廓图是球形B.处于最低能量状态的原子叫基态原子C.同一原子中,3s电子的能量大于4s电子的能量D.同一原子中,3p能级的轨道数等于4p能级的轨道数答案:C解析:在同一原子不同能层的相同能级符号中,能层序数越大,该能级上电子的能量越高,所以3s电子的能量小于4s电子的能量,C项错误。2.下列电子排布式中,原子处于激发状态的是()。A.1s22s22p5B.1s22s22p43s2C.1s22s22p63s23p63d54s2D.1s22s22p63s23p63d34s2答案:B解析:B项中原子的核外电子没有填充满2p能级,就填充到了能量更高的3s能级,与基态原子核外电子填充的能级顺序不符,原子能量较高,处于激发态。3.基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有()。A.1种 B.2种C.3种 D.8种答案:C解析:基态原子4s能级只有1个电子分两种情况。情况一是按照能级顺序正常填充:1s22s22p63s23p64s1,为19K;情况二是按照洪特规则的特例填充:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,分别为24Cr和29Cu。4.下列选项中,第二电离能最大的元素原子所对应的核外电子排布式为()。A.1s2 B.1s22s1C.1s22s2 D.1s22s22p1答案:B解析:1s22s1失去1个电子后成为稳定的1s2结构,再失1个电子需要很高的能量。5.龋齿通常是有机酸溶解牙齿中的Ca5(PO4)3(OH)形成的。用化学用语表示Ca5(PO4)3(OH)的相关粒子,其中正确的是()。A.Ca2+的结构示意图:B.OH-的电子式:[··C.中子数为15的磷原子:15D.基态O原子的价层轨道表示式:答案:B解析:Ca2+的结构示意图为,A项错误。中子数为15的磷原子,质量数为30,符号为

1530P,C项错误。基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,轨道表示式为,D项错误。6.下列说法正确的是()。A.Na、Mg、Al的第一电离能逐渐增大B.V、Cr、Mn的最外层电子数逐渐增大C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小D.O、F、Ne的电负性逐渐增大答案:C解析:一般情况下,同一周期第ⅡA族元素的第一电离能大于第ⅢA族元素的第一电离能,故Mg的第一电离能比Al的第一电离能大,A项错误;V、Mn原子的最外层电子数都是2个,而Cr原子处于3d、4s轨道的半充满的稳定状态,最外层电子数只有1个,B项错误;S2-、Cl-、K+是核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小,C项正确;F的电负性比O的电负性大,而Ne的各原子轨道处于全充满的稳定状态,电负性较小,D项错误。7.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()。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溶液反应答案:C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,为第ⅣA族元素;p能级上有4个电子,为第ⅥA族元素。第ⅣA族元素Si的氧化物SiO2难溶于水,A项错误;第ⅣA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO3,但第ⅥA族元素最高价氧化物对应水化物的化学式是H2RO4,B项错误;短周期第ⅥA族和第ⅣA族元素均为非金属元素,C项正确;R的氧化物如CO与NaOH溶液不反应,D项错误。8.已知某元素+2价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,该元素在周期表中的位置是()。A.第三周期第Ⅷ族,p区B.第三周期第ⅤB族,d区C.第四周期第ⅠB族,ds区D.第四周期第ⅤB族,f区答案:C解析:题给+2价离子的核外有27个电子,则该元素原子核外有29个电子,29号元素是铜,位于第四周期ⅠB族,位于ds区。9.科学家合成了一种共价化合物(结构如图所示),X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,W的原子序数等于X与Y的原子序数之和。下列说法错误的是()。A.原子半径:X>Y>ZB.非金属性:Y>X>WC.Z的单质具有较强的还原性D.原子序数为82的元素与W位于同一主族答案:C解析:W、Y分别形成4个、2个共价键,结合W的原子序数是X、Y之和,可知X、Y、W分别为C、O、Si元素,则Z为F元素。原子半径C>O>F,A项正确;非金属性O>C>Si,B项正确;F2具有强氧化性,C项错误;根据86号元素为0族元素,可推出82号元素位于第ⅣA族,与W(Si)位于同一主族,D项正确。10.元素X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示。已知Y元素原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1,则下列说法不正确的是()。A.Y元素原子的价层电子排布式为4s24p4B.Y元素在元素周期表的第三周期第ⅥA族C.X元素所在周期中所含非金属元素最多D.Z元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3答案:A解析:因为Y元素原子的价层电子排布式中出现了np能级,故其ns能级已经充满且只能为2个电子,则n-1=2,n=3,即Y元素原子的价层电子排布式为3s23p4,A项错误,B项正确;Y为S元素,X为F元素,第二周期所含非金属元素最多,C项正确;Z为As元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,D项正确。二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)11.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X原子核外有7个电子,Y在周期表中位于第ⅡA族,Z与X属于同一主族,基态W原子的核外有两个未成对电子。下列说法正确的是()。A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B.第一电离能:I1(Y)<I1(W)<I1(Z)C.Z的最高价氧化物对应水化物的酸性比X的强D.元素Y、W的简单离子具有相同的电子层结构答案:B解析:X原子核外有7个电子,则为N元素;Y在周期表中位于第ⅡA族,且原子序数大于N的原子序数,则Y为Mg元素;Z与X属于同一主族,则Z为P元素;基态W原子的核外有两个未成对电子,且原子序数大于P的原子序数,则为S元素。能层数越大原子半径越大,能层数相同,核电荷数越小半径越大,所以原子半径Mg>P>S>N,即r(X)<r(W)<r(Z)<r(Y),A项错误。同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势,但P元素的3p能级轨道半充满,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能Mg<S<P,即I1(Y)<I1(W)<I1(Z),B项正确。同主族自上而下非金属性减弱,所以非金属性N>P,则最高价氧化物对应水化物的酸性N>P,即X>Z,C项错误。元素Y的简单离子为Mg2+,核外电子排布式为1s22s22p6;元素W的简单离子为S2-,核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,D项错误。12.如图为元素周期表中短周期的一部分,下列说法不正确的是()。A.离子半径:M>Z>YB.电负性:Y>M>ZC.简单气态氢化物的稳定性:Y>M>ZD.Y元素基态原子的价层电子排布式:2s22p5答案:A解析:四种元素均为短周期元素,根据在周期表中的位置可知X为He、Y为F、Z为S、M为Cl。离子半径比较先看能层数,能层数大则半径大,层数相同时核电荷数越多则半径越小,Z、M的简单离子有三个电子层,Y的简单离子有两个电子层,其核电荷数Z<M,则离子半径Z>M>Y,A项错误。同周期元素从左到右电负性增强,同主族同上到下电负性减弱,则电负性Y>M>Z,B项正确。元素的非金属性越强,形成的气态氢化物越稳定,非金属性Y>M>Z,则形成气态氢化物的稳定性Y>M>Z,C项正确。Y为F,原子序数为9,价层电子排布式为2s22p5,D项正确。13.主族元素A和B可形成AB2型离子化合物,则A、B两元素原子的最外层电子排布式分别为()。A.ns2np2和ns2np4 B.ns1和ns2np4C.ns2和ns2np5 D.ns1和ns2答案:C解析:A和B为主族元素,且两者能形成AB2型离子化合物,则A为第ⅡA族元素,B为第ⅦA族元素,故A元素原子的最外层电子排布式为ns2,B元素原子的最外层电子排布式为ns2np5。14.下表为元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W均为短周期元素,W元素的核电荷数为X元素的2倍。下列说法不正确的是()。A.Y的位置是第三周期第ⅣA族,属于s区元素B.Z、W、X的原子半径依次减小,电负性依次减小C.W的氢化物和X单质在一定条件下可发生置换反应D.根据元素周期律,可以推测T元素的单质具有半导体特性答案:AB解析:W元素的核电荷数为X元素的2倍,X是O元素,W是S元素;根据X、Y、Z、W、T在元素周期表中的位置可知,Y、Z、T分别是Si元素、P元素、As元素。Si的位置是第三周期第ⅣA族,属于p区元素,A项错误;P、S、O的电负性依次增大,B项错误;H2S和O2在一定条件下可发生置换反应生成水和硫,C项正确;As位于金属和非金属的分界线附近,As具有半导体特性,D项正确。15.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W与X形成的某种化合物可用作水果的催熟剂,X、Y、Z三种元素的价层电子数之和为11,基态Y原子核外电子有11种不同的运动状态。下列说法中正确的是()。A.原子半径:W<X<Y<ZB.最高价氧化物对应水化物的酸性:X<ZC.W、X形成的某种化合物常用作萃取剂D.Y和Z形成的含氧酸盐均可使酚酞溶液变红答案:BC解析:W与X形成的某种化合物可用于果实的催熟,此化合物为C2H4,因为X的原子序数比W的大,所以W为H,X为C;基态Y原子核外电子有11种不同的运动状态,则Y为Na,X、Y、Z三种元素的最外层电子数之和为11,则Z为S。原子半径大小顺序是Na>S>C>H,A项错误;H2SO4的酸性比H2CO3的酸性强,B项正确;C和H形成的化合物C6H6(苯)常用作萃取剂,C项正确;如果形成的含氧酸盐为Na2SO4,则溶液显中性,不能使酚酞溶液变红,D项错误。三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(12分)(1)①基态A原子的电子排布式为1s22s22p5,则A元素位于第周期第族,属于区元素。

②基态B原子的简化电子排布式为[Ne]3s2,则B元素位于第周期第族,属于区元素。

③基态C原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,则C元素位于第周期第族,属于区元素。

(2)①基态Fe原子有个未成对电子,Fe3+基态的核外电子排布式为。

②31Ga基态原子的价层电子排布式为。

③基态硼原子的电子排布式为。

④基态Cu+的核外电子排布式为。

⑤XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;X基态原子的价层电子轨道表示式是。

答案:(1)①二ⅦAp②三ⅡAs③四ⅡBds(2)①41s22s22p63s23p63d5②4s24p1③1s22s22p1④1s22s22p63s23p63d10⑤17.(12分)(1)某元素的原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子的电子云形状有种,该原子中所有电子占有个轨道。

(2)M电子层上有个能级,有个轨道,作为内层最多可容纳个电子,作为最外层最多可含有个未成对电子。

(3)将下列多电子的原子轨道按轨道能量由低到高的顺序排列。①2s②3d③4s④3s⑤4p⑥3p轨道能量由低到高的排列顺序是(填序号)。

(4)下列原子的价层电子轨道表示式(或价层电子排布图)中,哪一种状态的能量较低?(填字母)①氮原子:。

A.B.②钠原子:。

A.3s1B.3p1③铬原子:。

A.3d54s1B.3d44s2④碳原子:。

A.B.答案:(1)28(2)39183(3)①④⑥③②⑤(4)①A②A③A④A18.(12分)现有部分前36号元素的性质或原子结构信息如下表:元素元素的性质或原子结构R基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子S单质能与水剧烈反应,所得溶液呈弱酸性T基态原子3d轨道上有1个电子X(1)R元素的第一电离能要大于其同周期相邻的元素,原因是。

(2)S元素的常见化合价为,原因是。

(3)T元素的原子N能层上电子数为。

(4)X的轨道表示式违背了。

用X的单质、碱金属盐等可以制作焰火。燃放时,焰火发出五颜六色的光,请用原子结构的知识解释发光的原因:。

答案:(1)原子的2p轨道处于半充满状态,能量低,较稳定(2)-1价F的电负性最大,只能得电子(3)2(4)能量最低原理电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以光(辐射)的形式释放能量解析:(1)R元素基态原子核外电子的轨道表示式为,可知R为氮元素,氮原子2p轨道处于半充满状态,能量低,较稳定,所以其第一电离能比同一周期相邻的碳、氧要大。(2)由题中信息可知S为氟元素,其电负性最大,只能得电子,无正价,其常见化合价为-1价。(3)基态T原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,N能层上只有2个电子。(4)X元素的核外M能层上电子应先排在能量低的3s轨道上。19.(12分)W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素,其原子半径随原子序数的变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18,中子数为10;X和Ne原子的核外电子数相差1;Y的单质是一种常见的半导体材料;Z的电负性在同周期主族元素中最大。(1)X位于元素周期表中第周期第族,属于区元素;W的基态原子核外有个未成对电子。

(2)W、Y、Z三种元素中原子半径最大的是(写元素符号,下同);W、X、Y、Z四种元素中第一电离能最小的是。

(3)Z的气态氢化物和溴化氢相比,较稳定的是(写化学式)。

(4)Y与Z形成的化合物和足量水反应,生成一种弱酸和一种强酸,该反应的化学方程式是。

答案:(1)三ⅠAs2(2)SiNa(3)HCl(4)SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl解析:W的质子数Z=A-N=18-10=8,则W为氧;X和Ne的核外电子数相差1,且图中X的原子半径大于W,则X为钠;Y的单质是一种常见的半导体材料,则Y为硅;Z的原子序数大于Y,且Z的电负性在同周期主族元素中最大,则Z为氯。(1)Na在元素周期表中位于第三周期第ⅠA族,属于s区元素;O的基态原子的轨道表示式为,有2个未成对电子。(2)原子半径:Si>Cl>O,O、Na、Si、Cl四种元素中第一电离能最小的是Na。(3)氯的非金属性强于溴,故HCl的稳定性更强。(4)SiCl4与H2O反应的化学方程式为SiCl4+3H2OH2SiO3↓+4HCl。20.(12分)A、B、C、D、E、F为硫酸铝钾和硫酸铝铵的组成元素,A原子核外只有1种运动状态的电子,B、C元素位于第二周期且原子半径B>C,D与C同主族,E、F元素的电离能数据如下表:元素EF第一电离能/(kJ·mol-1)418.8577.5第二电离能/(kJ·mol-1)30521816.7第三电离能/(kJ·mol-1)44202744.8第四电离能/(kJ·mol-1)587711577请回答下列问题:(1)A在元素周期表中属于区元素。

(2)基态E原子的电子排布式为。

(3)D、E、F离子半径大小顺序为(用离子符号表示)。

(4)B、C、D电负性大小顺序为(用元素符号表示)。

(5)参照表中数据,进行判断:Mg原子的第一电离能(填“大于”或“小于”)577.5kJ·mol-1。

(6)通过上述信息和表中数据分析,为什么E原子失去核外第二个电子所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量:。

答案:(1)s(2)1s22s22p63s23p64s1(3)S2->K+>Al3+(4)O>N>S(5)大于(6)K原子失去一个电子后,K+已形成稳定结构,此时再失去一个电子很困难解析:硫酸铝钾和硫酸铝铵的化学式分别为KAl(SO4)2、NH4Al(SO4)2,两者的组成元素有H、O、N、S、Al、K,根据题目条件可推出A为H,B为N,C为O,D为S,E为K,F为Al。(1)H的原子结构中只有1s上有1个电子,所以H属于s区元素。(2)E为K,其原子核外有19个电子,基态K原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1。(3)因为K+、S2-具有3个能层,Al3+只有2个能层,所以K+、S2-的半径都大于Al3+的半径;K+和S2-具有相同的核外电子排布,原子序数越小,半径越大,故S2-的半径大于K+的半径,则离子半径:S2->K+>Al3+。(5)Mg原子的价层电子排布式为3s2,3p处于全空状态,比较稳定,失去3s2上的1个电子比Al原子失去3p1上的1个电子更难,故Mg原子的第一电离能大于577.5kJ·mol-1。

第二章分子结构与性质第一节共价键一、基础巩固1.关于σ键和π键的比较,下列说法不正确的是()。A.σ键的电子云图形是轴对称的,π键的电子云图形是镜面对称的B.σ键是原子轨道“头碰头”式重叠,π键是原子轨道“肩并肩”式重叠C.σ键不能断裂,π键容易断裂D.氢原子只能形成σ键,氧原子可以形成σ键和π键答案:C解析:σ键较稳定,不易断裂,而不是不能断裂。化学反应的实质是旧键的断裂和新键的形成。2.下列分子的结构式与共价键的饱和性不相符的是()。A.H2O2:H—OO—HB.CH3COOOH:C.CH4S:D.SiHCl3:答案:A解析:由共价键的饱和性可知:C、Si均形成4个共价键,H形成1个共价键,O、S均形成2个共价键。A项中O原子之间不可能形成双键;B项是过氧乙酸,含有过氧键“O—O”;C项相当于S取代了CH3OH中的氧原子;D项中Si原子形成4个共价键。3.下列分子中既不存在s-pσ键,也不存在p-pπ键的是()。A.HCl B.HFC.CO2 D.SCl2答案:D解析:A项和B项,HCl和HF分子中都含有s-pσ键;C项,CO2分子中含有CO,有p-pπ键存在;D项,SCl2分子中只存在2个p-pσ键()。4.下列说法正确的是()。A.键角决定了分子的空间结构B.CH4、CCl4中键长相等,键角不同C.CC的键能是C—C的键能的两倍D.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定答案:D解析:分子的空间结构是由键角和键长共同决定的,A项错误;CH4、CCl4分子均为正四面体形,它们的键角相同,键长不相等,B项错误;CC由一个σ键和一个π键构成,通常而言σ键的键能大于π键的键能,故CC的键能应小于C—C的键能的两倍,C项错误。5.NH3分子的空间结构是三角锥形,而不是正三角形的平面结构,其充分的理由是()。A.NH3分子内只含有3个σ键B.分子内3个N—H的键长相等,键角相等C.NH3分子内3个N—H的键长相等,3个键角都等于107°D.NH3分子内3个N—H的键长相等,3个键角都等于120°答案:C解析:若NH3分子是平面正三角形结构,3个N—H的键长相等,键角是120°;若NH3分子是三角锥形结构,3个N—H的键长相等,键角为107°,C项正确。6.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与Cl2相似,下列叙述正确的是()。A.分子中N≡C的键长大于C≡C的键长B.一个(CN)2分子只含有2个σ键和4个π键C.在一定条件下可发生加成反应D.不与NaOH溶液反应答案:C解析:成键原子半径越大,键长越长,N原子半径小于C原子半径,故N≡C的键长小于C≡C的键长,A项错误;N≡C中有1个σ键和2个π键,1个(CN)2分子中含有4个π键,1个C—Cσ键、2个C—Nσ键,故σ键有3个,B项错误;π键易断裂而发生加成反应,C项正确;(CN)2与Cl2性质相似,可与NaOH溶液反应,D项错误。7.意大利罗马大学的学者获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如图所示。已知断裂1molN—N吸收167kJ热量,生成1molN≡N放出942kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是()。A.N4属于一种新型的化合物B.N4分子中只有σ键C.N4分子中N—N的键角为109°28'D.1molN4转变成N2将吸收882kJ热量答案:B解析:N4是由N元素形成的单质,A项错误;N4分子中N与N之间形成单键,且全部为σ键,B项正确;N4分子是正四面体结构,N—N的键角为60°,C项错误;1molN4转变为N2放出的热量为2×942kJ-6×167kJ=882kJ,D项错误。二、能力提升1.下列关于共价键的理解不正确的是()。氢分子形成示意图A.由上图可知氢分子中两个氢原子的核间距为0.074nmB.H2O2分子中既有极性键又有非极性键C.氢分子中共价键没有方向性D.形成共价键后共用电子只在两个原子核之间出现答案:D解析:由题图可知,两个氢原子相互靠近的过程中,在相距0.074nm时体系能量最低,体系最稳定,此时形成稳定的氢分子,A项正确;H2O2分子中既存在H—O极性键,又存在O—O非极性键,B项正确;氢分子中两个氢原子的未成对电子均为1s电子,s轨道在空间呈球形对称,故s轨道之间的重叠不具有方向性,C项正确;形成共价键后共用电子在两个原子核之间出现的概率增大,并不是只在两个原子核之间出现,D项错误。2.下面是从实验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:O—OOOO2O键长/10-12m149128121112键能(xyz=494w=628其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为w>z>y>x。则该规律是()。A.键长越长,键能越小B.成键所用的电子数越多,键能越大C.成键所用的电子数越少,键能越大D.成键时共用电子偏移程度越大,键能越大答案:A解析:根据数据可知键长逐渐减小,但键能逐渐增大,可知键长越长,键能越小,A项正确。由数据可知O22-和O2-成键所用电子数都是两个,但键能x<y,说明键能大小与成键电子数无关,B3.六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是()。A.六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构B.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫C.六氟化硫分子中含极性键、非极性键D.S—F是σ键,且键长、键能都相等答案:D解析:根据题图知,每个F原子和1个S原子形成1对共用电子对,每个S原子和6个F原子形成6对共用电子对,所以F原子都达到8电子稳定结构,但S原子最外层达到12电子,A项错误;六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫,B项错误;同种原子间形成非极性键,不同种原子间形成极性键,六氟化硫分子中的S—F均为极性键,不含非极性键,C项错误;六氟化硫分子中的S—F都是σ键,为正八面体结构,所以键长、键能都相等,D项正确。4.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是()。A.为使该转化成功进行,Y可以是酸性KMnO4溶液B.等物质的量的T、X分子中含有π键的数目均为NA(设NA代表阿伏加德罗常数的值)C.1个X分子中含有的σ键个数是1个T分子中含有的σ键个数的2倍D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键答案:A解析:由球棍模型可知,T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,Y为