2024-2025学年新教材高中化学第1章原子结构与性质章末测评新人教版选择性必修2

第一章测评(时间:75分钟满分:100分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一项符合题目要求)1.玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法,根据对它们的理解,下列叙述正确的是()A.因为s轨道的形状是球形的,所以s电子做的是圆周运动B.3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同C.钒原子核外有4种形状的原子轨道D.原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的2.下列关于原子结构的说法不正确的是()A.原子光谱上的特征谱线可用于元素鉴定B.同一原子中,2p、3p、4p电子的能量依次增强C.电子排布式为1s22s22p5的基态原子对应元素位于周期表第五周期D.日常生活中的焰火、LED灯都与原子核外电子跃迁释放能量有关3.下列说法或化学用语的使用正确的是()A.构造原理呈现的能级交错源于光谱学实验B.符号为M的能层最多容纳的电子数为32C.基态碳原子的价层电子轨道表示式:D.24Cr的原子核外电子排布式:[Ar]3d44s24.下列有关元素周期表的说法正确的是()A.按照核外电子排布,可把元素周期表划分为s、p、d、f四个区B.元素周期表中,氟元素的电负性最大,第一电离能也最大C.元素周期表的各个周期总是从ns能级开始,以np能级结束D.元素周期表中,从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素全都是金属元素5.下列说法正确的是()A.1s22s22p63s13p1表示的是基态原子的电子排布B.电子由激发态跃迁到基态时吸收能量C.第三周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,第一电离能依次增大D.电子在基态跃迁到激发态时会产生原子吸收光谱6.下列说法正确的是()A.Na、Mg、Al的第一电离能依次增大B.V、Cr、Mn的最外层电子数依次增多C.S2-、Cl-、K+的半径逐渐减小D.O、F、Ne的电负性逐渐增大7.下列说法不正确的是()A.元素“氦、铷、铯”等是通过原子光谱发现的B.锂原子的2s与5s轨道皆为球形分布C.Co2+的价层电子排布式为3d54s2D.钠元素的第二电离能大于镁元素的第二电离能8.某同学在图书馆查阅砷(33As)、镓(31Ga)、锗(32Ge)、硅(14Si)四种元素的原子半径数据,但仓促之间只在笔记本上写下了“118pm、120pm、122pm、135pm”这四个数据,忘了标注数据与元素的对应关系。请根据元素周期表的知识推断“锗(32Ge)”的数据最有可能是()A.135pm B.122pmC.120pm D.118pm9.微粒M和N,肯定属于同族元素且化学性质相似的是()A.原子核外电子排布式:M为1s22s2,N为1s2B.结构示意图:M为,N为C.M原子基态2p轨道上有一对成对电子,N原子基态3p轨道上有一对成对电子D.M原子基态2p轨道上有1个未成对电子,N原子基态3p轨道上有1个未成对电子10.下列各项叙述正确的是()A.O、S、Se的电负性随原子序数的增大而增大B.价层电子排布式为3d34s2的元素位于第四周期第ⅤB族,是d区元素C.2p和3p轨道数都为5,这些轨道能量也都相等D.氮原子的最外层电子的轨道表示式:11.钠铬辉石(NaCrSi2O6)是自然界极为罕见的珠宝,是翡翠中干青种的重要组成物质之一。下列说法不正确的是()A.轨道表示式能反映钠原子轨道的能级差别和电子的自旋状态B.金属Cr基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1C.Cs的金属性强于NaD.硅元素的第一电离能低于同周期相邻两元素的第一电离能12.图中三条曲线表示C、Si、P元素四级电离能的变化趋势。下列说法正确的是()A.电负性:c>b>a B.最简单氢化物的稳定性:c>a>bC.I5:a>c>b D.a、b、c分别为C、Si、P13.以下有关元素性质的说法不正确的是()A.具有下列电子排布的原子中,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+14.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,基态X原子的2p轨道上,有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反。Y原子M层上有两个未成对电子,基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍。下列说法错误的是()A.第一电离能:Z>W>Y B.简单离子还原性:Z>W>XC.原子半径:Y>W>X D.简单氢化物的沸点:X>Y>W15.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法不正确的是()A.电负性:Y>Z>MB.离子半径:Z2->M->Y-C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构D.元素Y、Z、M的第一电离能:Y>M>Z二、非选择题(本题包括4小题,共55分)16.(13分)科学家合成一种新化合物(如图所示)。其中W、X、Y、Z为同一短周期元素,W是所在周期中第一电离能最小的元素,Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。回答下列问题:(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为(用对应的元素符号表示)。

(2)Z的核外电子排布式为。

(3)基态X原子价层电子轨道表示式为。

(4)W元素基态原子核外电子有种运动状态,其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为。

(5)X的电负性(填“大于”或“小于”)Y,原因是

。

17.(12分)下表为元素周期表的一部分,编号分别代表对应的元素,回答下列问题:(1)①~⑨原子半径最大的是(填元素符号,下同),电负性最大的是。

(2)⑤的第一电离能比④小,结合价层电子排布式解释原因:

。(3)⑦的单质能与碱反应,根据“对角线规则”,③的单质与NaOH溶液反应的化学方程式是。

(4)⑨位于元素周期表第Ⅷ族,按照核外电子排布,把元素周期表划分为5个区,⑨位于区。请在图中用“↑”或“↓”补全⑨三价离子的价层电子排布图。

18.(14分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)和锰酸锂(LiMn2O4)均可用作锂离子电池正极材料。回答下列问题:(1)在周期表中,与Li化学性质最相似的邻族元素是,画出基态O原子的价层电子轨道表示式:。基态P原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为。

(2)原子核外电子有两种相反的自旋状态,分别用+12和-12表示,称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价层电子自旋磁量子数的代数和为(3)P的第一电离能与同周期相邻元素相比大小关系为(用元素符号和“>”表示),原因是

。

(4)Fe元素位于周期表的区。已知:I3(Mn)=3248kJ·mol-1,I3(Fe)=2957kJ·mol-1。第三电离能I3(Mn)>I3(Fe),其主要原因是

。

19.(16分)氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好,是具有潜力的储氢材料。回答下列问题:(1)氮在元素周期表中的位置是,基态N原子的电子排布图为。

(2)B的第一电离能I1(B)=800kJ·mol-1,判断I1(Al)(填“>”或“<”)800kJ·mol-1,结合电子排布式说明判断理由:

。

(3)NH3BH3分子中,与N原子相连的H呈正电性(Hδ+),与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)。在H、B、N三种元素中:①电负性由大到小的顺序是。

②原子半径由大到小的顺序是。

③根据对角线规则,在B、N所在周期中,有一种元素与Al元素性质具有相似性,写出其对应的氢氧化物与烧碱溶液反应的化学方程式:。

(4)Fe、Co、Ni、Cu是目前氨硼烷水解产氢催化剂研究的热点。不同催化剂催化氨硼烷水解产氢的性能如图所示。这四种催化剂中:①催化效果最好的金属基态原子中未成对的电子数为。

②催化效果最差的金属其+2价阳离子的外围电子排布式为。

③催化效果第三的金属位于元素周期表的区。

答案：1.D解析s轨道是球形的,这是电子云轮廓图,表示电子在原子核外出现的概率密度,不是说电子在做圆周运动,A错误;p能级有三个原子轨道,同一能层上的p轨道能量相同,3px、3py、3pz能量相同,它们的差异是延伸方向不同,B错误;23号元素钒,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,能级有s、p、d三种,对应的原子轨道形状有3种,C错误;电子云轮廓图称为原子轨道,形象地描述电子运动的状态,D正确。2.C解析不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同,所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,故A正确;同一原子中,2p、3p、4p电子的能量依次增强,故B正确;电子排布式为1s22s22p5的基态原子对应元素位于周期表第二周期,故C错误;电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱。日常生活中的许多可见光,如焰火、LED灯等,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,故D正确。3.A4.D5.D解析1s22s22p63s13p1表示的不是基态原子的电子排布,因为其3s轨道没有排满就排布了3p轨道,违反了能量最低原理,A不正确;电子由激发态跃迁到基态时会释放能量,B不正确;第三周期元素的原子半径从左到右逐渐减小,第一电离能呈增大的趋势,但是因为Mg和P的原子结构相对较稳定,其第一电离能均高于其右边的元素,C不正确;电子在基态跃迁到激发态时会产生原子吸收光谱,D说法正确。6.C解析Mg的第一电离能比Al的大,A错误;V、Mn原子的最外层电子数都是2,而Cr原子3d、4s能级处于半充满的稳定状态,最外层电子只有1个,B错误;S2-、Cl-、K+是电子层结构相同的离子,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正确;O、F的电负性逐渐增大,而Ne的原子轨道处于全充满的稳定状态,不用电负性衡量其性质,D错误。7.C解析原子光谱是由原子中的电子在能量变化时所释放或吸收的一系列波长的光所组成的光谱,每一种原子的光谱都不同,用原子光谱可以研究原子结构,A正确;无论是哪一个能层,只要是s能级,原子轨道都是球形分布,B正确;Co是27号元素,原子的价层电子排布式是3d74s2,Co原子失去最外层的2个电子变为Co2+,其价层电子排布式为3d7,C错误;钠元素原子的最外层只有1个电子,失去这个电子后形成最外层8个电子的稳定结构,再失去比较难,所以第二电离能较大,而Mg原子最外层有2个电子,失去第二个电子后次外层变为最外层,达到8个电子的稳定结构,所以钠元素的第二电离能大于镁元素的第二电离能,D正确。8.B解析砷(33As)、镓(31Ga)、锗(32Ge)同周期,锗(32Ge)、硅(14Si)同主族,同周期主族元素自左而右原子半径减小,同主族元素自上而下原子半径增大,一般电子层越多原子半径越大,故原子半径Ga>Ge>As>Si,“锗(32Ge)”的数据最有可能是122pm。9.C解析原子核外电子排布式:M为1s22s2,在第ⅡA族,N为1s2,在0族,故A不符合;结构示意图:M为是Ne原子,N为是钠离子,不在同族,故B不符合;M原子基态2p轨道上有一对成对电子,为O原子,N原子基态3p轨道上有一对成对电子,为S原子,属于同族元素,化学性质相似,故C符合;M原子基态2p轨道上有1个未成对电子,可能是B原子或F原子,N原子基态3p轨道上有1个未成对电子,有可能是Al原子或Cl原子,故D不符合。10.B解析同主族元素从上到下电负性逐渐减小,因此O、S、Se的电负性随原子序数的增大而减小,故A错误;价层电子排布式为3d34s2的元素,4s表示第四周期,3d34s2上的价层电子数等于族序数,即位于第四周期第ⅤB族,是d区元素,故B正确;2p和3p轨道数都为3,2p轨道能量小于3p轨道能量,2p三个轨道之间的能量相同,故C错误;氮原子的最外层电子的轨道表示式:,故D错误。11.D解析在轨道表示式中小方框表示了能级差别,方框中的箭头表示了电子的自旋状态,A正确;Cr是24号元素,基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,B正确;Cs的金属性强于Na,C正确;第一电离能:Al<Si<P,D错误。12.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,D错误;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,其最简单气态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个电子后达到稳定状态,能量更低,再失去1个电子消耗能量大,故第五电离能与第四电离能相差较大,P失去4个电子后为3s1状态,第四电离能与第五电离能相差不大,所以元素的I5:C>Si>P,C正确。13.D解析最外层电子数相同时电子层数越多半径越大,相同数目电子层时最外层电子数越少,半径越大,A项说法正确;B项中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可知,③中3p能级半充满,第一电离能最大,B项说法正确;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C项说法正确;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差值大小,相邻两级电离能差值大,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项说法错误。14.D解析基态X原子的2p轨道上,有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则X为O元素;Y原子M层上有两个未成对电子,则Y为Si;基态W原子的电子总数是其最高能级电子数的4倍,则W为S;又短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则Z为P元素。Z为P,W为S,Y为Si,P元素最外层电子为半充满,故第一电离能:Z>W>Y,A正确;非金属性越强,单质氧化性越强,而相应简单阴离子的还原性越弱,则简单离子还原性:Z>W>X,B正确;同一周期元素从左到右原子的半径渐渐变小,Y和W为第三周期元素,X为第二周期元素,则原子半径:Y>W>X,C正确;Y为Si,简单氢化物为SiH4,W为S,简单氢化物为H2S,H2S相对分子质量大于SiH4,则简单氢化物的沸点:X>W>Y,D错误。15.A解析由图示关系可推知:Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。A项,元素的电负性关系为F>Cl>S,故不正确;B项,离子半径关系为S2->Cl->F-,故正确;C项,SCl2的电子式为,故正确;D项,元素第一电离能大小关系为F>Cl>S,正确。16.答案(1)Na>Si>P>Cl(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5(3)(4)113s(5)小于同周期元素P比Si原子半径小,核电荷数多,吸引电子能力更强解析W、X、Y、Z为同一短周期元素,据题图可知X能形成4个共价键,则应为第ⅣA族元素,Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半,则X核外电子数最大为14(Z不可能为0族元素),则X为C或Si,若X为C,则Z为B,不符合图示成键规律,所以X为Si,Z为Cl,四种元素位于第三周期;Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数,则Y核外电子排布为1s22s22p63s23p3,即为P元素;根据题图示可知,W元素的阳离子带一个正电荷,且W是所在周期中第一电离能最小的元素,则W为Na元素。(1)同一周期从左向右原子半径逐渐减小,则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为Na>Si>P>Cl;(2)Cl的核外电子数=核电荷数=17,Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5;(3)Si处于元素周期表中第三周期第ⅣA族,基态Si的价层电子排布式为3s23p2,则基态硅原子价层电子的轨道表示式是;(4)Na的核外电子总数=原子序数=11,每个电子的运动状态都不同,则Na原子核外电子有11种不同的运动状态;Na元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3s;(5)同周期元素P比Si原子半径小,核电荷数多,吸引电子能力更强,所以Si的电负性小于P。17.答案(1)KF(2)N原子的价层电子排布式为2p3,O原子的价层电子排布式为2p4,N原子的2p能级处于半充满的稳定状态,不易失去电子,故N的第一电离能比O大(3)Be+2NaOH+2H2ONa2[Be(OH)4]+H2↑(4)d解析根据元素周期表可知,①是H;②是Li;③是Be;④是N;⑤是O;⑥是F;⑦是Al;⑧是K;⑨是Fe。(3)根据“对角线规则”,Be的单质与NaOH溶液反应的化学方程式是Be+2NaOH+2H2ONa2[Be(OH)4]+H2↑。(4)Fe的价层电子排布式为3d64s2,Fe位于元素周期表的d区,Fe3+的价层电子排布式为3d5,根据洪特规则知,当电子排布在