原子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第一章原子结构与性质测试题一、选择题1．X、Y、Z为原子序数逐渐增大的短周期主族元素。X、Y、Z能形成一种化合物，其结构如图，下列说法错误的是A．X、Y、Z存在同素异形体B．简单离子半径：Z>X>YC．同周期元素组成的单质中Y还原性最强D．同周期元素中Z的第一电离能大于左右相邻的元素2．X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，Y的s能级电子数量是p能级的两倍，M原子核外有8种运动状态不同的电子，Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元素。下列说法不正确的是A．第一电离能：B．Q与M形成的二元化合物中可能含有非极性共价键C．最高正化合价：D．最高价氧化物对应水化物的酸性：3．在周期表中，“相临”元素即同周期左右紧挨，或同主族上下紧挨，下列元素与第三周期第ⅥA族元素不一定相临的是A．电子总数是最内层电子数4倍的元素B．最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素C．最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素D．质子数为34的元素4．关于元素周期表中元素的分区，下列说法正确的是A．元素周期表中的s区全部是金属元素B．元素周期表中的d区包含所有的过渡元素C．过渡元素包括d区、f区和ds区的元素D．p区元素都是非金属元素5．下列说法正确的是A．表示3p能级上有两个轨道B．M能层中的原子轨道数目为3C．是激发态原子的电子排布式D．在基态多电子原子中，p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量6．下列各组物质属于同素异形体的是A．红磷和白磷 B．水和双氧水 C．纯碱和烧碱 D．二氧化碳和干冰7．关于元素周期表的说法正确的是A．有16个主族 B．有3个短周期C．第三周期共有18种元素 D．IA族全部是金属元素8．下列说法中正确的是A．s轨道电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动B．电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外空间电子数目越多C．ns能级的原子轨道图可表示为D．3d表示d能级有3个轨道9．下列叙述不正确的是A．元素周期表是呈现元素周期律的表格B．元素周期表有七个周期，十六个族，可分为四个分区C．元素周期律是元素性质随着核电荷数递增发生周期性变化的规律D．门捷列夫元素周期表是按相对原子质量从小到大的顺序将元素排列起来10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前三周期元素，其中X是宇宙中含量最多的元素；Y与Z在周期表中相邻，且它们的原子最外层电子数之和等于W的原子序数；W元素原子的最外层只有1个电子。下列说法错误的是A．基态W原子在同周期元素中第一电离能最大B．X、Z可形成具有强氧化性的化合物C．Y的简单氢化物分子中有一对未成键的弧电子对D．Y有多种酸性氧化物11．下列各原子或离子的电子排布式错误的是A．： B．F：C．： D．：12．锂离子蓄电池放电时的反应如下：Li1−xCoO2+LixC6LiCoO2+C6(x<1)。下列说法正确的是A．Co3+的基态3d能级上有2个未成对电子B．该电池比能量高，污染小，是理想的一次电池C．充电时，阴极电极反应式为：xLi++C6+xe－＝LixC6D．放电时，Li+在电解质中由正极向负极迁移13．化学与生产、生活密切相关，下列说法不正确的是A．霓虹灯光、LED灯光与原子核外电子跃迁释放能量无关B．工业废水中的Ag+、Hg2+等重金属离子可以通过加适量Na2S除去C．葡萄酒中通常含有微量SO2，SO2既可以杀菌又能防止营养成分被氧化D．国家大剧院玻璃外墙采用了“纳米自洁玻璃”，即让玻璃穿上一层纳米级二氧化钛(TiO2)外套，TiO2可利用TiCl4的水解反应制得14．提纯粗硅时可通过反应获取晶体硅。下列说法正确的是A．晶体中含有非极性键B．基态原子的轨道表示式C．的空间填充模型为D．的电子式为15．下列原子的核外电子排布式中，表示激发态原子的是A． B．C． D．二、非选择题16．根据信息回答下列问题：不同元素的原子在分子内吸引键合电子的能力大小可用数值表示，该数值称为电负性。一般认为：如果两个成键原子间的电负性差值大于1.7，原子之间通常形成离子键；如果两个成键原子间的电负性差值小于1.7通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值：元素符号LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值1.01.52.02.53.54.00.91.51.82.12.53.0(1)通过分析电负性值的变化规律，确定Mg元素的电负性值的最小范围：___________。(2)请归纳元素的电负性和金属性、非金属性的关系是___________。(3)推测AlF3、AlCl3、AlBr3是离子化合物还是共价化合物：AlF3___________，AlCl3___________，AlBr3___________。17．聚合氯化铝用于城市给排水净化。氧化铝法制取无水三氯化铝的反应如下：(1)标出上述反应的电子转移方向和数目_______。(2)写出该反应的平衡常数表达式：_______。(3)Al原子核外有_______种不同能量的电子。聚合氯化铝(PAC)是一种介于和之间的水溶性无机高分子聚合物，PAC的水解过程中会有一种聚合稳定态物质称为，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和桥联作用，是净水过程中的重要物质。(4)Al13在水解过程中会产生[Al(OH)2]+、[Al(OH)]2+等产物，写出[Al(OH)]2+水解的离子方程式_______。(5)溶液与NaOH溶液反应，若参与反应的铝离子最终全部转化生成，则理论上参与反应的与的物质的量之比是_______(6)使用净水时应控制pH在6.8～8.02之间，否则净水效果不佳。请结合使用水解净化水时铝元素存在的形态，分析在强酸性和强碱性环境时净水效果差的原因。_______18．按要求回答下列问题：(1)研究发现，在低压合成甲醇反应()中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。Co是第_______号元素。元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是_______。(2)我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐。①氮原子的价电子排布式为_______。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。第二周期部分元素的变化趋势如图所示。其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大的原因是_______；氮元素的呈现异常的原因是_______。(3)已知As元素的相关信息如图所示，下列说法不正确的是_______。A．推测As能形成多种氧化物B．热稳定性：逐渐减弱C．As的一种核素表示为，中子数为40D．原子半径由大到小的顺序：As、Cl、Si19．随着能源技术的发展，科学家们将目光聚焦于锂的开发与研究。(1)基态Be原子中电子占据最高能级的符号是_______，占据该能级电子的电子云轮廓图的形状为_______形。(2)在周期表中，与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是_______(3)部分元素的第一电离能(I)如表所示。元素liBeNaK11(kJ∙mol-1)520900496419①碱金属的第一电离能与碱金属的活泼性的联系是_______②Be的第一电离能比Li的大，从原子结构角度分析其原因是_______(4)海水中有丰富的锂资源，我国科学家研发出利用太阳能从海水中提取金属锂的技术，提取原理如下图所示：①金属锂在电极_______(填“A”或“B”)上生成。②阳极产生两种气体单质，写出阳极的电极反应：_______、_______。20．(1)基态Ni原子的价层电子的轨道表示式为___________。(2)铜元素所在周期中，未成对电子数最多的基态原子M的价层电子的轨道表示式为___________。21．按要求填空(1)同主族元素原子的_______完全相同，价电子全部排布在_______或_______轨道上。价电子数与_______相同。(2)稀有气体的价电子排布为_______或_______。(3)过渡元素(副族和Ⅷ族)同一纵行原子的价层电子排布基本相同。价电子排布为_______的价电子数与族序数相同，第_______族和第_______族不相同。22．下表是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白：(1)在这些元素中，化学性质最不活泼的是：_______(填具体元素符号，下同)。(2)在最高价氧化物的水化物中，酸性最强的化合物的分子式是_______。碱性最强的化合物的电子式是_______。(3)最高价氧化物是两性氧化物的元素是_______；写出它的氧化物与氢氧化钠反应的离子方程式_______。(4)用电子式表示元素④与⑥的化合物的形成过程：_______，该化合物属于_______(填“共价”或“离子”)化合物。(5)表示①与⑦的化合物的电子式_______。23．X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素，其相关信息如下表：元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层电子数的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为：nsnnpn+2ZZ存在质量数为23，中子数为12的核素WW有多种化合价，其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色，最后变成红褐色(1)W位于元素周期表第_______周期第_______族，其基态原子最外层有_______个电子。(2)X的电负性比Y的_______(填“大”或“小”)；X和Y的气态氢化物中，较稳定的是_______(写化学式)【参考答案】一、选择题1．A【分析】从结构简式可知：X得2个电子达到稳定结构，X为第ⅥA族元素；Y为正一价阳离子，Y为锂或钠；Z为正5价，可能为氮或磷，结合X、Y、Z属于原子序数逐渐增大的短周期主族元素，推出X为氧元素、Y为钠元素、Z为磷元素。解析：A．Na元素不存在同素异形体，A项错误；B．电子层越多半径越大，当电子层相同时核电荷数越大半径越小。简单离子半径，B项正确；C．同周期从左到右元素金属性减弱，金属单质还原性减弱，Na的还原性最强，C项正确；D．在同周期元素中，第一电离能的趋势是上升的，P>Si，但P原子最外层3p能级电子为半充满，较稳定，第一电离能大于S的第一电离，D项正确。故选A。2．C【分析】X、Y、Z、M、Q五种短周期主族元素，原子序数依次增大。X的2s轨道全充满，为Be元素；Y的s能级电子数量是p能级的两倍，为C元素；M原子核外有8种运动状态不同的电子，为O元素；Q是短周期中除稀有气体元素外原子半径最大的元素，为Na元素。即X、Y、Z、M、Q分别是Be、C、N、O、Na元素。解析：A．M为O，Z为N，N的2p能级为半充满状态，较稳定，第一电离能大于氧，第一电离能：，故A正确；B．Q、M形成的化合物有Na2O、Na2O2，Na2O2中钠离子和过氧根离子之间存在离子键、过氧根离子中存在O-O非极性键，故B正确；C．主族元素最高正化合价与其族序数相等，X为Be最高正化合价为+2、Z为N最高正化合价为+5、因为O、F元素非金属性很强，不易失电子，所以M没有正化合价，故C错误；D．Y、Z分别是C、N元素，非金属性：Y＜Z，则最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞Y，故D正确；故选C。3．B【分析】第三周期第ⅥA族元素为S，与S元素“相临”的元素为O，P，Cl和Se；据此分析解题。解析：A．电子总数是最内层电子数4倍的元素为O，与S元素一定“相临”，故A不符合题意；B．最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素，最外层电子数为5，可以为N元素或P元素，不一定与S元素“相临”，故B符合题意；C．主族元素最外层电子数为1~8，最外层电子数是次外层电子数0.5倍的主族元素为Si或Li，与S元素一定不“相临”，故C不符合题意；D．质子数为34的元素为Se，与S元素一定“相临”，故D不符合题意；故答案选B。4．C解析：A．s区中的H属于非金属元素，故A错误；B．d区包括ⅢB~ⅦB族(镧系和锕系除外)元素和Ⅷ族元素，故B错误，C．过渡元素包括所有的副族元素和Ⅷ族元素，即包括了d区、f区和ds区的元素，故C正确；D．p区包括ⅢA~ⅦA族元素和0族元素，其中的铝、铅等都是金属元素，故D项错误；答案选C。5．C解析：A．表示3p能级上有2个电子占据两个轨道上，A错误；B．M能层中有s、p、d三种轨道，原子轨道数目为1+3+5=9，B错误；C．按能量最低原理，基态原子的电子应先占据2s轨道，再占2p轨道，故是激发态原子的电子排布式，C正确；D．在基态多电子原子中，同一能层中的p轨道电子的能量一定高于s轨道电子的能量，不同能层的p轨道和s轨道，能层越高，能量越大，D错误；故选C。6．A【分析】由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，据此解答。解析：A．红磷和白磷都是由磷元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A符合题意；B．水和双氧水不是单质，故B不符合题意；C．纯碱和烧碱是组成不同的化合物，故C不符合题意；D．二氧化碳和干冰是不同状态的同一物质，故D不符合题意；故选A。7．B解析：A．元素周期表中有7个主族，7个副族、1个0族、1个ⅤⅢ族(8、9、10三个纵列)，共16个族，故A错误；B．一、二、三周期为短周期，共3个短周期，故B正确；C．第三周期从钠开始一直到氩，共包含8种元素，故C错误；D．IA族中H元素为非金属元素，故D错误；答案选B。8．C解析：A．电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，A错误；B．小黑点的疏密表示电子出现机会的多少，密则机会大，疏则机会小，不表示电子数目的多少，B错误；C．ns能级的电子云呈球形，所以可以用表示该能级的原子轨道，C正确；D．3d表示3d能级，而3d能级有5个轨道，D错误；故答案为：C。9．B解析：A．元素周期表是按照按核电荷数(原子序数)从小到大的顺序将元素排列起来，体现元素性质随着原子序数的递增呈现周期性变化的规律，元素周期表是呈现元素周期律的表格，A正确；B．按照周期表中原子核外电子排布规律，周期表分为七个周期，十六个族，可分为s、d、ds、p和f五个区，B错误；C．随着原子序数(或核电荷数)的递增，原子核外电子排布呈现周期性变化，导致元素的性质呈周期性变化，C正确；D．门捷列夫将元素按相对原子质量从小到大排列，并将化学性质相似的元素放在一个纵列，制出了第一张元素周期表，D正确；答案选B。10．A【分析】X是宇宙中含量最多的元素，故A为H；W元素原子的最外层只有1个电子，故W为Na；X、Y、Z、W是原子序数依次增大，且Y与Z在周期表中相邻，且它们的原子最外层电子数之和等于W的原子序数可知，Y为N，Z为O。解析：A．基态W原子为Na原子，在同周期元素中，它最外层只有一个电子，最容易失去，所以第一电离能最小，A错误；B．X、Z可形成的化合物H2O2，具有强氧化性，B正确；C．Y的简单氢化物分子为NH3，其结构中有三对共有电子对有一对孤电子对，C正确；D．Y有多种酸性氧化物如N2O3、N2O5等，D正确；故选A。11．C解析：A．K原子核外电子排布式为，K原子失去最外层1个电子变为，因此核外电子排布式为，故A项正确；B．F原子核外有9个电子，根据能量最低原理可知F原子核外电子排布式为，故B项正确；C．S原子核外有16个电子，得到2个电子后变为，根据能量最低原理可知核外电子排布式为，故C项错误；D．Ar原子核外有18个电子，根据能量最低原理可知原子核外电子排布式为，故D项正确；综上所述，错误的是C项。12．C【分析】根据总方程式可知，LixC6是负极，电极反应为：LixC6-xe－＝xLi++C6，另一极为正极，电极反应为：Li1−xCoO2+xe－+xLi+＝LiCoO2，以此解题。解析：A．Co是27号元素，根据构造原理可知基态Co原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d74s2，Co原子失去最外层的2个4s电子后，再失去1个3d电子，就得到Co3+，则基态Co3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，由于d有5个轨道，根据原子核外电子排布规律可知其3d轨道上有4个未成对电子，A错误；B．锂离子电池是可充电电池，属于二次电池，B错误；C．锂离子蓄电池在充电时，Li+在阴极得到电子被还原，电极反应式为xLi++C6+xe－＝LixC6，C正确；D．锂离子电池在放电时，阳离子向正极移动，则Li+在电解质中由负极向正极迁移，D错误；故选C。13．A解析：A．霓虹灯光、LED灯光为金属元素的焰色实验，与原子核外电子的跃迁有关，选项A不正确；B．用NazS处理工业废水中的Cu2+、Hg2+等重金属离子，生成CuS、HgS等不溶物而除去，选项B正确；C．二氧化硫与水作用生成亚硫酸，亚硫酸能夺取菌体细胞中的氧，菌体细胞因脱氧至死，从而起到杀菌消毒的作用，同时其还原性也可以防止营养物质被氧化，微量SO2可以添加至葡萄糖中杀菌并防止营养成分被氧化，选项C正确；D．TiCl4在溶液中发生水解反应生成TiO2·xH2O和HCl，TiO2·xH2O脱水生成TiO2，所以工业上可利用TiCl4的水解反应制备TiO2，选项D正确；答案选A。14．A解析：A．晶体硅中，每个硅原子周围4根Si-Si键，根据均摊法可知，一个硅原子平均占有2个Si-Si键，故晶体中含有非极性键，故A正确；B．违反了洪特规则，3p能级的两个电子自旋方向应该相同，故B错误；C．该模型为球棍模型，故C错误；D．为共价化合物，其电子式为，故D错误；故选A。15．B解析：各能级能量高低排序为，则A、C、D项表示的是基态原子；B项，有2个电子从2p能级跃迁到3s能级，表示的是激发态原子；答案选B。二、非选择题16．(1)0.9～1.5(2)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(3)离子化合物共价化合物共价化合物解析：（1）根据电负性的递变规律：同周期从左至右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，可知在同周期中电负性Na＜Mg＜Al，同主族Be＞Mg＞Ca，结合表中数据Be、Na、Al的电负性分别为0.9、1.5、1.5，则Mg的电负性范围为0.9~1.5，故答案为：0.9~1.5；（2）由表中数据可知，F的电负性最强，其非金属性也最强；Na的电负性最弱，但其金属性最强，因此可得到非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小，故答案为：非金属性越强，电负性越大，金属性越强，电负性越小；（3）AlF3中Al、F的电负性分别为1.5、4.0，则其电负性差值为：4.0-1.5=2.5＞1.7，则形成离子键，所以AlF3为离子化合物；AlCl3中Al、Cl的电负性分别为1.5、3.0，则其电负性差值为：3.0-1.5=1.5＜1.7，则形成共价键，所以AlCl3为共价化合物；Br的非金属性比Cl弱，则Br的电负性比Cl小，所以Al和Br的电负性差值比Al和Cl的电负性差值小，小于1.7，所以形成共价键，所以AlBr3为共价化合物。17．(1)或(2)(3)5(4)Al(OH)2++H2OAl(OH)+H+(5)13∶32(6)如果是强酸性，抑制Al3+水解，如果是强碱，Al元素以AlO形式存在解析：（1）该反应中C为还原剂，氯气为氧化剂，3molC参与反应转移6mol电子，单线桥表示形式为或用双线桥的形式表示；故答案为或；（2）根据平衡常数的数学表达式，K=；故答案为；（3）基态Al原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p，有5种不同能量的电子；故答案为5；（4）Al(OH)2+水解的方程式为：Al(OH)2++H2OAl(OH)+H+，故答案为Al(OH)2++H2OAl(OH)+H+；（5）理论上完全转化，发生的离子方程式为13Al3++32OH-+8H2O=[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+，参与Al3+与OH-的物质的量之比为13∶32；故答案为13∶32；（6）如果是强酸性，抑制Al3+水解，不能得到Al13，如果是强碱，Al元素以AlO形式存在，也不能得到Al13；故答案为如果是强酸性，抑制Al3+水解，如果是强碱，Al元素以AlO形式存在。18．(1)27Mn(2)2s22p3同周期主族元素随核电荷数的增大，原子半径逐渐变小，得电子能力增强，故结合一个电子释放出的能量依次增大基态N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子(3)BD解析：（1）Co是27号元素，在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族，O基态原子的价电子排布式为，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子的价电子排布式为，其核外未成对电子数是5，故核外未成对电子数较多的是Mn。（2）①N为7号元素，基态N原子的价电子排布式为2s22p3；②由题意可知，元素的基态气态原子越容易得到一个电子，所放出的能量越大，即第一电子亲和能越大，同周期主族元素随核电荷数的增大，原子的电负性增大，得电子的能力增强，故结合一个电子释放的能量逐渐增大；基态N原子的核外电子排布式为，则N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子；（3）A．N和As是第ⅤA族元素，As性质与N有相似之处，N能形成等多种氧化物，据此推测As也能形成、等多种氧化物，A正确；B．非金属性越强，对应的简单氢化物越稳定，则的稳定性逐渐增强，B错误；C．中子数=质量数-质子数，则的中子数为，C正确；D．一般电子层数越多，原子半径越大，同周期主族元素从左往右原子半径减小，则原子半径由大到小的顺序为，D错误；故答案选BD。19．(1)2s球(2)Mg(3)从上到下，随着核电荷数递增金属活泼性增强，第一电离能递减基态Be原子的核外电子排布式为ls2s2，2s²为全满结构、原子的能量较低(4)A2Cl--2e-=Cl2↑4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+解析：（1）Be是4号元素，基态Be原子中电子占据最高能级的符号是2s，占据该能级电子的电子云轮廓图的形状为球形。故答案为：2s；球；（2）根据对角线规则，在周期表中，与Li元素的化学性质最相似的邻族元素是Mg，故答案为：Mg；（3）①碱金属的第一电离能与碱金属的活泼性的联系是从上到下，随着核电荷数递增金属活泼性增强，第一电离能递减，故答案为：从上到下，随着核电荷数递增金属活泼性增强，第一电离能递减；②Be的第一电离能比Li的大，从原子结构角度分析其原因是基态Be原子的核外电子排布式为ls2s2，2s²为全满结构、原子的能量较低，故答案为：基态Be原子的核外电子排布式为ls2s2，2s²为全满结构、原子的能量较低；（4）①锂离子在阴极得电子，还原为锂单质，金属锂在电极A上生成。故答案为：A；②还原剂在阳极失电子，发生氧化反应，阳极产生两种气体单质，阳极的电极反应：2Cl--2e-=Cl2↑，4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+，故答案为：2Cl--2e-=Cl2↑；4OH--4e-=O2↑+2H2O或2H2O-4e-=O2↑+4H+。20．解析：(1)基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，故其价电子轨道表示式为。(2)铜元素位于第四周期，第四周期