2024–2025学年高二化学下学期期末考点大串讲猜想01 原子结构与性质（8大题型）（解析版）

猜想01原子结构与性质考点一原子结构【题型1】能层和能级【题型2】原子的激发态、基态与光谱【题型3】构造原理与电子排布式【题型4】泡利原理、洪特规则、能量最低原理考点二元素周期表【题型1】元素周期表的结构【题型2】原子核外电子排布与元素周期表考点三元素周期律【题型1】原子半径、电负性与电离能【题型2】位构性综合考点一原子结构01能层和能级【例1】（23-24高二上·陕西宝鸡·期末）构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量，下列能量大小顺序中不正确的是A．E(3d)>E(3p)>E(3s) B．E(3s)>E(2s)>E(1s)C．E(4f)>E(3d)>E(4s) D．E(5s)>E(3d)>E(4p)【答案】D【分析】各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s、2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜（n-2）f＜（n-1）d＜np，绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f…以此解题。【解析】A．由以上分析可知相同能层不同能级的电子能量E（3d）＞E（3p）＞E（3s），故A正确；B．不同能层相同能级的电子能量E（3s）＞E（2s）＞E（1s），故B正确；C．由以上分析可知E（4f）＞E（3d）＞E（4s），故C正确；D．由以上分析可知E(5s)>E(4p)>E(3d)，故D错误；故选D。【变式1-1】（23-24高二上·广东深圳·期末）下列说法不正确的是A．各能层含有的原子轨道数为（n为能层序数）B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形D．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层【答案】D【解析】A．各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子，所以各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)，A正确；B．s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，B正确；C．p能级轨道形状为哑铃型，形状与能层无关，C正确；D．M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量，填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级，D错误；故选D。【变式1-2】（23-24高二上·北京西城·期末）下列说法中，正确的是A．s区元素全部是金属元素B．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多C．第VIIA族元素从上到下，非金属性依次减弱D．同一原子中，s能级的电子能量一定低于p能级电子能量【答案】C【解析】A．s区中的氢元素不是金属元素，A项错误；B．2p、3p、4p能级的轨道数相同，都为3，B项错误；C．第ⅦA族元素从上到下，原子核外电子层数逐渐增多、原子半径逐渐增大，得电子能力逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱，C项正确；D．同一原子中，s能级的电子能量不一定低于p能级电子能量，如电子能量2p＜3s，D项错误；答案选C。02原子的激发态、基态与光谱【例2】（23-24高二上·安徽·期末）在基态多电子原子中，下列叙述不正确的是A．2s和3s轨道形状均为球形B．3d、4d、5d能级的轨道数相等C．4px、4py、4pz轨道相互垂直，且能量相等D．p能级能量一定比s能级的能量高【答案】D【解析】A．2s和3s轨道形状均为球形，A项正确；B．无论是哪个能层上的能级，d能级都有5个轨道，B项正确；C．同一能层，p轨道上原子轨道能量相等并且互相垂直，C项正确；D．当s和p能级不在同一能层时，p能级能量不一定比s能级的能量高，D项错误。故答案为：D【变式2-1】（23-24高二上·陕西西安·期末）甲醛(结构如图所示)的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本，下列说法正确的是A．基态碳原子中，电子占据的最高能层符号为pB．基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高C．氧元素位于元素周期表第二周期ⅣA族D．基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数依次增多【答案】B【解析】A．碳元素的原子序数为6，基态C原子的价电子排布式为2s22p2，则电子占据的最高能层符号为L，故A错误；B．由构造原理可知，基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高，故B正确；C．氧元素的原子序数为8，位于元素周期表第二周期ⅥA族，故C错误；D．基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数相同，都为1，故D错误；故选B。【变式2-2】（13-14高二下·宁夏银川·期末）下列说法或有关化学用语的表达正确的是A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B．基态Fe原子的外围电子排布图为：C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在周期表中属于s区元素【答案】B【解析】A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量，如2p轨道电子的能量小于3s轨道电子的能量，故A错误；B．基态Fe原子的外围电子排布图为，故B正确；C．N原子2p能级半充满，结构稳定，氧原子第一电离能比氮原子第一电离能小，故C错误；D．Cu在周期表中位于ⅠB族，属于ds区元素，故D错误；选B。03构造原理与电子排布式及轨道表示式【例3】（23-24高二上·湖北·期末）下列说法正确的是A．M2+的电子排布式为，则元素M在周期表中位于第四周期第VIIB族B．最外层电子数为ns2的原子，其价电子数也为2C．元素周期表各周期总是从ns能级开始，以np能级结束D．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多【答案】A【解析】A．某元素+2价离子电子排布式为，则该元素是25Mn，第四周期第VIIB族，A正确；B．最外层电子数为ns2的原子，过渡元素的价电子还包括(n-1)d上的电子，B错误；C．第一周期元素以ns能级开始，以ns能级结束，C错误；D．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数不变，D错误；故选A。【变式3-1】（23-24高二上河北石家庄·期末）下列化学用语或图示表达正确的是A．的形成过程为B．基态K原子的核外电子的运动状态共有10种C．基态碘原子简化电子排布式为D．基态Fe2+的价电子排布图为【答案】D【解析】A．MgCl2的形成过程中，Mg原子失电子，Cl原子得到电子，箭头写反了，A错误；B．基态K原子核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1，共占据10个轨道，其空间运动状态共有10种，核外电子的运动状态共有19种，B错误；C．基态碘原子为53号，简化电子排布式为，C错误；D．基态Fe2+为铁原子失去2个电子后形成的离子，价电子排布图为，D正确；故选D。【变式3-2】（23-24高二上·浙江绍兴·期末）下列说法正确的是A．表示3p能级上有两个轨道B．处于最高能量的原子叫基态原子C．钾和钠的焰色不同的原因与电子跃迁时能量的变化不同有关D．第四周期的金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱【答案】C【解析】A．表示3p能级上有2个电子，故A错误；B．处于最低能量的原子叫基态原子，故B错误；C．钠和钾的原子结构不同，电子由能量高的激发态，跃迁的能量低的激发态乃至基态时，所释放的能量不同，导致放出的光的光波不同，因而形成不同的颜色，故C正确；D．第四周期主族中金属元素从左到右，元素的金属性依次减弱，但过渡元素不一定符合，如Zn的金属性比Cu强，故D错误；故答案为：C。【变式3-3】（23-24高二上·宁夏银川·期末）氮的化合物种类繁多，应用广泛，下列不同状态的氮原子能量最低的是A． B．C． D．【答案】A【解析】A．，遵循能量最低原则、洪特规则、泡利原理，故A符合题意。

B．，1s轨道未填充满，处于激发态，故B不合题意；C．，2s轨道未填充满，处于激发态，故C不合题意；

D．，1s和2s均未填充满，处于激发态，故D不合题意。答案为A。04泡利原理、洪特规则、能量最低原理【例4】（23-24高二上·浙江温州·期末）下列说法正确的是A．、、轨道相互垂直，能量相等B．同一族元素的价层电子排布一定相同C．符合泡利原理和能量最低原理D．电子从3s能级跃迁到3p能级，产生的原子光谱为发射光谱【答案】A【解析】A．2p电子云是哑铃形，有3个相互垂直的电子云，分别为2px、2py、2pz，三个原子轨道能量相等，A项正确；B．同一族元素的价层电子排布不一定相同，如第四周期第Ⅷ族的Fe、Co、Ni的价层电子排布式依次为3d64s2、3d74s2、3d84s2，B项错误；C．能量：2s＜2p，不符合能量最低原理，C项错误；D．能量：3s＜3p，电子从3s能级跃迁到3p能级，吸收能量，产生的原子光谱为吸收光谱，D项错误；答案选A。【变式4-1】（23-24高二上·四川成都·期末）20世纪初，原子结构科学领域群星闪耀。可用以解释基态碳原子存在2个自旋方向相同的单电子的是A．洪特规则 B．泡利原理 C．构造原理 D．玻尔原子模型【答案】A【解析】A．洪特规则指：在相同能量的原子轨道上，电子的排布将尽可能占据不同的轨道，而且自旋方向相同，可以用来解释基态碳原子存在2个自旋方向相同的单电子，A正确；B．泡利原理指：在一个原子轨道里，最多只能容纳两个电子，它们的自旋方向相反，无法解释基态碳原子存在2个自旋方向相同的单电子，B错误；C．构造原理指：随核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按顺序填入核外电子运动轨道，无法解释基态碳原子存在2个自旋方向相同的单电子，C错误；D．玻尔原子模型指：玻尔认为电子运行的轨道时不连续的，只能运行在固定半径轨道上，最小半径就是玻尔半径，而电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会释放能量，无法解释基态碳原子存在2个自旋方向相同的单电子，D错误；故选A。【变式4-2】（23-24高二上·湖北·期末）下列关于原子结构的叙述错误的是A．稀有气体元素都在p区B．3s电子能量较高，总是在比2s电子离核更远的地方运动C．若基态铬原子的价层电子轨道表示式写为，违反了能量最低原理D．Al的第一电离能低于Mg，是因为Al失去的3p能级电子能量比Mg失去的3s能级电子的能量高【答案】B【解析】A．稀有气体元素原子的电子排布式中最后排入的是p轨道电子，所有稀有气体元素都在p区，A正确；B．电子层是距离原子核由近到远排列的，则多电子原子中电子离核的平均距离3s＞2s,离原子核越远，层数越大，能量越高，3s电子能量高，只能说明出现在离核较远区域的几率比2s电子高，B错误；C．根据洪特规则特例基态铬原子的价层电子排布式应为，违背了能量最低原理，C正确；D．镁的3s能级有2个电子，轨道是全充满，能量低比较稳定，所以镁元素的第一电离能高于Al的第一电离能，D正确；答案B。考点二元素周期表01元素周期表的结构【例1】（22-23高二下·甘肃武威·期中）如图所示为元素周期表中短周期的一部分，下列关于X、Y、Z的说法正确的是

A．电负性： B．简单离子半径：C．分子的电子式为： D．含氧酸的酸性：【答案】C【分析】由X、Y、Z在周期表中的位置关系可知，X为元素，Y为元素，Z为元素，以此解题。【解析】A．非金属性：，故电负性，A项错误；B．电子层排布相同，核电荷数越大离子半径越小，最外层电子数相同，电子层越多离子半径越大，离子半径：，项错误；C．为，其电子式为，C项正确；D．末明确是否是最高价含氧酸，如次氯酸的酸性弱于硫酸，D项错误；故选C。【变式1-1】（23-24高二上·四川德阳·期末）锗(32Ge)是优良的半导体材料，下列有关叙述正确的是A．Ge元素位于元素周期表的p区B．Ge原子核外有4种不同能量的电子C．Ge原子核外有8种空间运动状态的电子D．Ge原子的2p和3p轨道形状为大小相同的哑铃形【答案】A【分析】基态Ge为32号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p2；【解析】A．由核外电子排布可知，Ge元素位于元素周期表的p区，A正确；B．相同能层、相同能级不同轨道的电子，能量相同，Ge原子核外有8种不同能量的电子，B错误；C．把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数；Ge原子核外有17种空间运动状态的电子，C错误；D．Ge原子的2p和3p轨道形状为哑铃形，但是大小不同，D错误；故选A。02原子核外电子排布与元素周期表【例2】（23-24高二上·黑龙江大庆·期末）下列关于原子结构及元素周期表的说法错误的是A．第ⅡA族基态原子最外层电子排布均为B．第三、四周期同主族元素的原子序数均相差8C．元素周期表有3个短周期4个长周期D．除第一周期外，其余各周期的原子核外电子排布总是从开始，以结束【答案】B【解析】A．ⅡA族基态原子最外层电子排布均为ns2，故A正确；B．第三、第四周期同主族元素的原子序数ⅠA、ⅡA均相差8，ⅢA-0族同主族元素均相差18，故B错误；C．元素周期表有3个短周期4个长周期，故C正确；D．第一周期只有两种元素，以1s1开始，1s2结束，其余各周期的原子核外电子排布总是从ns开始，以np结束，故D正确；故答案选：B。【变式2-1】（23-24高二上·广东江门·期末）硒是人体健康必需的一种微量元素，在元素周期表中第四周期第ⅥA族．下列说法不正确的是A．位于周期表区B．基态原子核外电子排布式是C．硒原子的核外电子共占据18个原子轨道D．硒元素的最高正化合价是【答案】D【解析】A．硒为34号元素，有6个价电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4，硒元素位于元素周期表p区，选项A正确；B．Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4或，选项B正确；C．Se元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4，共占据18个原子轨道，选项C正确；D．Se元素的基态原子的价电子排布式为4s24p4，最高正化合价是+6，选项D不正确；答案选D。【变式2-2】（22-23高二上·河北邢台·期末）若某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，下列关于该元素的叙述正确的是A．该元素原子的M层有11个电子B．该元素处于元素周期表中第VA族C．该元素位于元素周期表的d区或p区D．该元素基态原子的价电子排布式为【答案】D【分析】某元素原子处于能量最低状态时，原子的最外层电子数为2，说明该元素的最外层电子排布式为ns2，价层电子数为5，则说明该元素基态原子的价电子排布式为，据此分析解题：【解析】A．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，故当n=3时，则该元素原子的M层电子排布为：3s23p63d3共有11个电子，当n=4时则M层上排满有18个电子，A错误；B．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，该元素处于元素周期表中第VB族，B错误；C．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，该元素位于元素周期表的d区，C错误；D．由分析可知，该元素基态原子的价电子排布式为，D正确；故答案为：D。考点三元素周期律01原子半径、电负性与电离能【例1】（23-24高二上·江苏无锡·期中）根据下列五种元素的电离能数据(单位：)，判断下列说法不正确的是元素代号Q2080400061009400R500460069009500S7401500770010500T5801800270011600U420310044005900A．Q元素可能是0族元素B．R和S均可能与U在同一主族C．U元素可能在元素周期表的s区D．原子的外围电子排布式为的可能是T元素【答案】B【分析】由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能为0族元素；R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一主族；S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2；T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，据此分析；【解析】A．由元素的电离能可以看出，Q的第一电离能很大，可能是0族元素，A正确；B．R和U的第一电离能较小，第二电离能剧增，故表现+1价，最外层电子数为1，二者位于同一族，S的第一、第二电离能较小，第三电离能剧增，故表现+2价，最外层电子数为2，R和U的第一至第四电离能变化规律相似，即R和U最可能在同一主族，S不可能与U在同一主族，B错误；C．U的第一电离能较小，最外层电子数为1，U可能在元素周期表的s区，C正确；D．T的第一、第二、第三电离能较小，第四电离能剧增，表现+3价，最外层电子数为3，因此原子的外围电子排布式为的可能是T元素，D正确；故选B。【变式1-1】（23-24高二上·山东菏泽·期末）已知X、Y为第三周期元素，且电负性X>Y，下列说法正确的是A．第一电离能Y一定小于XB．简单气态氢化物的稳定性：X>YC．最高价含氧酸的酸性：Y>XD．X和Y形成化合物时，X显正价，Y显负价【答案】B【分析】X、Y元素同周期，且电负性X＞Y，则原子序数X>Y，非金属性X＞Y。【解析】A.同周期自左而右元素的第一电离能呈增大趋势，当能级处于半满、全满稳定状态时，能量较低，第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能可能Y大于X，如N＞O，故A错误；B.非金属性越强，气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：X＞Y，故B正确；C.元素的非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，最高价含氧酸的酸性：X＞Y，故C错误；D.电负性大的元素在化合物中显负价，所以X和Y形成化合物时，X显负价，Y显正价，故D错误；故选B。【变式1-2】（23-24高二上·河北邯郸·期末）食用碱是人们生活中常用的食品疏松剂和肉类嫩化剂，其成分为纯碱和小苏打。下列说法正确的是A．离子半径： B．电负性：C．非金属性： D．第一电离能：【答案】D【解析】A．钠离子和氧离子的核外电子排布相同，氧离子的核电荷数小因此其半径更大，故A错误；B．同周期元素，核电荷数越大电负性越大，电负性：，故B错误；C．同周期元素核电荷数越大，非金属性越强，非金属性：，故C错误；D．同周期元素从左到右第一电离能整体趋势为增大，同主族元素核电荷数越大第一电离能越小，第一电离能：，故D正确；故选D。02位构性综合【例2】（23-24高二上·河北石家庄·期末）短周期主族元素的原子序数依次增大，的一种核素没有中子，基态原子的轨道为半充满，单质是植物光合作用的产物之一，与同族。下列说法正确的是A．位于周期表中第二周期IVA族B．第一电离能：C．简单氢化物的稳定性：D．三种元素形成化合物的水溶液一定呈酸性【答案】B【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X的一种核素没有中子，则X为H元素；基态Y原子的p轨道为半充满，则其轨道排布式为，所以Y为N元素；Z单质是植物光合作用的产物之一，则Z为O元素；W与Z同族，则W为S元素。【解析】A．由分析可知，X为H元素，则X位于周期表中第一周期ⅠA族，A错误；B．由分析可知，Y为N元素，Z为O元素，W为S元素，同周期元素第一电离能呈增大趋势，但N最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于O，同主族第一电离能从上到下递减，则第一电离能：N>O>S，B正确；C．由分析可知，Z为O元素，W为S元素，非金属性越强，其对应的简单气态氢化物的越稳定，非金属性：O>S，简单气态氢化物的稳定性：H2O>H2S，C错误；D．由分析可知，X为H元素，Y为N元素，Z为O元素，X、Y、Z三种元素可形成化合物，其水溶液呈碱性，D错误；故选：B。【变式2-1】（23-24高二上·辽宁·期末）W、X、Y、Z、R是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，W元素的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且半径比Li+大，X的基态原子核外L层的电子数与Y的基态原子核外M层的电子之比为3∶2，X与Z同主族，Z的基态原子价层电子排布式为3s23p4。下列说法错误的是A．简单气态氢化物的热稳定性：Z>YB．原子半径：W<LiC．第一电离能：X>YD．电负性：R<Z【答案】D【分析】W、X、Y、Z、R是五种原子序数依次增大的短周期主族元素，W元素的一种离子与Li+具有相同的核外电子排布且半径比Li+大，W是H元素；X与Z同主族，Z的基态原子价层电子排布式为3S23P4，Z是S元素、R是Cl元素，则X是O元素。X的基态原子核外L层的电子数与Y的基态原子核外M层的电子之比为3∶2，Y是Si元素。【解析】A．同周期元素从左到右非金属性增强，气态氢化物的稳定性增强，简单气态氢化物的热稳定性：H2S>SiH4，故