2025届高三化学一轮复习+练习：原子结构与元素性质

原子结构与元素性质

一、单选题

1.X、Y、Z、W四种短周期主族元素，原子序数依次增大。X、Y与Z位于同一周

期，且只有X、Y元素相邻。X基态原子的最外层有4个电子，W原子在同周期中原

子半径最大。下列说法错误的是（）

A.第一电离能：Y>Z>X

B.电负性：Z>Y>X>W

C.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：W<Z

D.W2X2与水反应生成产物之一是非极性分子

2.W、X、Y、Z为是四种原子序数依次增大的短周期元素，这四种元素组成的化学

式为X2W5YZ的物质在有机合成中具有较高的应用价值。X元素的族序数是周期数的

两倍，Y元素的电离能1“如下表所示，Z原子得到一个电子后核外电子排布变为与稀

有气体电子排布相同。下列说法正确的是（）

AI2I3

738kJ/mol1451kJ/mol7733kJ/mol10540kJ/mol

A.电负性：z>Y>X

B.原子半径：Y>Z>W

C.在X2W5YZ中，所有原子均满足八电子稳定结构

D.电解Y和Z组成的二元化合物的水溶液可得到Y和Z的单质

3.下列说法正确的是（）

A.s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大，说明该原子核外空间电子数目多

C.p电子的电子云轮廓图可表示为r

D.3d3表示的电子排布图为I”*卜I口

3d

4.某医疗上常用抑酸齐J（W[Q（ZX）2YZ3]）的结构如下图所示。X、Y、Z、W、Q是

原子序数依次增大的短周期主族元素，基态Y、Z原子的未成对电子数目相同。下列

说法正确的是（）

-

■/Z\zz-x

w+Z=YQ

XZZ、Z—X

A.电负性：Z>X>Y

B.基态Q原子的价层电子排布式为3s23P2

C.简单氧化物中离子键成分的百分数：W<Q

D.lmol该抑酸剂最多可消耗4moiH+

5.某含镒着色剂的化学式为XY,MnZzQ,，丫、X、Q、Z为原子序数依次增大的短周

期元素，其中XY；具有正四面体空间结构，结构如图所示。下列说法正确的是

（）

「QQ14-

IIII

Q-Z-Q-1-Q

IQQ.

A.键角：XY3>XY；

B.简单氢化物沸点：X>Q>Z

C.第一电离能：X>Q>Mn

D.最高价氧化物对应的水化物酸性：z>X

6.化合物XYZ4ME4可作肥料，所含的5种元素位于主族，在每个短周期均有分布，

仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满，X的基态原子价层电子排布式为

ns»i，X与M同周期，E在地壳中含量最多。下列说法正确的是（）

A.元素电负性：E>Y>Z

B.氢化物沸点：M>Y>E

C.第一电离能：X>E>Y

D.YZ3和YE3的空间结构均为三角锥形

7.元素周期表是指导化学学习的工具，下列说法正确的是（）

A.IA族元素全部金属元素，称为碱金属元素

B.元素周期表纵向看，由16个纵列构成，共16个族

C.元素周期表中元素种类最多的族是第HIB族

D.原子最外层有2个电子的元素都在nA族

8.下列各图若为元素周期表的一部分（表中数字代表原子序数），其中合理的是（）

A.qnpc.JfrkD.4^~

同20,91,81|19|132133

9.工业上电解熔融AI2O3和冰晶石（NasAIR）的混合物可制得铝。下列说法正确的是

（）

A.半径大小：r（Al3+）<r（Na+）B.电负性大小：力（F）<4（。）

C.电离能大小：71（O）<71（Na）D.碱性强弱：NaOH<Al（OH）3

10.桐银合金是一种储氢材料，其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成，如

下图所示，该合金的密度为pg•cm”。已知该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。

下列叙述错误的是（）

A.基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2

B.该合金的化学式为LaNis

C.设La的原子坐标为（0,0,0）,则晶胞底面上Ni的原子坐标为系（2,1,0）

33

或心，0）

33

D.假定吸氢后体积不变，则合金中氢的最大密度为2pg.cm-3

434

11.下列说法正确的是（）

A.p能级的P.P）.、Pz轨道相互垂直，其能量大小关系为Px<P,<Pz

B.原子轨道具有一定的伸展方向，所形成的共价键都具有方向性

C.构造原理告诉我们，随着核电荷数递增，电子并不总是填满一个能层后再开始填入

下一个能层

D.元素周期表中，s区全部是金属元素

12.S和0可组成一系列负二价阴离子，结构如图。下列说法正确的是（）

硫酸根焦硫酸根过二硫酸根硫代硫酸根

..Q.a旦

/：\\/缸&♦,*

0之患，…长虹b0；二%”：为

b-b--'0-6笛

A.电负性0>S,该系列中不存在非极性键

B.lmol焦硫酸根在水溶液中可生成2moiSOj

C.硫酸根和硫代硫酸根的空间构型均为正四面体

D.过二硫酸根具有极强氧化性，原因是其中S元素处于+7价

13.主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，X、Y的价电子数相等，Z的价电子

所在能层有16个轨道，4种元素形成的化合物如图。下列说法正确的是（）

Z+[X—Y—X—W]■

A.电负性：W>YB.酸性：W2YX3>W2YX4

C.基态原子的未成对电子数：W>XD.氧化物溶于水所得溶液的pH：Z>Y

14.一种有机物催化剂由原子序数依次递增的前20号元素X、Y、Z、W、M组成，

结构式如下图。下列说法正确的是（）

z

I

XM

I

W+Y

I

X

A.简单离子半径：M>W>Z

B.简单气态氢化物稳定性：Z<Y

C.Z元素所在周期中，第一电离能大于Z的元素有2种

D.基态M原子电子占据的最高能层有9个原子轨道

15.化学上，将质量数相同、质子数不同的原子称为同量素。某核衰变方程式为

[X+：Hef"+yY。下列说法错误的是（）

A.电负性：Y>XB.fY与（C互为同量素

C.[X与;°B互为同位素D.同量素的化学性质相似

16.2022年12月，首架国产大飞机C919正式交付，国之重器，世界瞩目。铢（Re）

是生产飞机发动机叶片必不可少的材料。X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大且位

于不同主族的短周期元素，其中X、Y、Z三种元素可与铢元素组成一种化合物（结构

如图），该化合物与X的单质反应可得到铢。Q是地壳中含量最丰富的金属元素，Z

与W形成的化合物为共价晶体。下列说法正确的是（）

A.元素第一电离能：Z>Y>W>Q

B.图中的阳离子存在三个共价键和一个配位键，四个键的性质不同

C.熔点：W晶体大于W、Y形成的晶体

D.Q的最高价氧化物对应水化物可以和强碱反应

二、多选题

17.（YXJW2Z4常用作沉淀滴定分析试剂。X是原子半径最小的元素，Y的基态原子

中单电子与成对电子个数比为3：4,Z元素的电负性仅次于氟元素，W原子电子总数

与Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是（）

A.简单氢化物的稳定性：Y<Z

B.电负性：Z>Y>W>X

C.第一电离能：Z>Y>W

D.Y原子核外电子有7种空间运动状态

18.下列各原子或离子的电子排布式错误的是（）

A.C：ls22s22P2B.O'is22s22P6

C.Crds22s22P63s23p63d44s?D.Al3+：1s22s22P63s23Pl

19.“点击化学”研究获得2022年诺贝尔化学奖，用该原理可制得如图含式大兀键

的产物。已知杂化轨道中s成分越多，所形成的化学键越稳定。下列说法错误为是（）

W°N=N

aap/

O-N=N=N+O-Q-N=N=N+="O—►O-N@

A.铜离子增大了反应的活化能

B.反应物中黑球元素的电负性强于N

C.产物中口、/两位置中的N原子中，tz位置的N原子更容易形成配位键

D.反应物中氮氮键比产物中氮氮键的键长短

20.我国研发出了超薄锄QRb）原子钟，每三千万年误差仅1秒。下列有关说法正确

的是（）

A.第一电离能：Rb>KB.锄原子核外电子运动状态有37种

C.单质沸点：Rb>NaD.Rb是第五周期第IA族元素

21.酯在碱性条件下发生水解反应的历程如图，下列说法正确的是（）

-D-O

(II①慢②快.II③较快④NaOH极快

RCOR'+JOH^^R—C-OR'RCOH+PR'，、R'OH+RCOCT--------------->RCOONa

OH

A.反应①为该反应的决速步

B.若用"OJT进行标记，反应结束后醇和竣酸钠中均存在

C.该反应历程中碳原子杂化方式没有发生改变

D.反应①中"OH-攻击的位置由碳和氧电负性大小决定

三、填空题

22.钻及其化合物应用广泛。回答下列问题：

（1）C。元素在元素周期表中位于第周期第_______族，基态Co原子的价层电

子排布式为.0

⑵可由5一鼠基四理（结构简式如图）和［CO（NH3）5（H2O）］（C1C）4）3反应制备起爆

药CP。

①5一氟基四唾分子中。键与n键的数目之比为,C原子的杂化方式为

②在配合物[CO（NH3）5（H2O）]（C1C）4）3中，中心原子的配位数为，钻元素的

化合价为,CIO[的空间构型为。

23.某些过渡金属（如钛、铜）及其化合物，以其高导电性和丰富的物理化学性质在

材料领域大放异彩。

（1）钛比钢轻、比铝硬。基态钛原子的价层电子排布式为：钛原子核外电子

占据的轨道数。

（2）铜的下列状态中，失去最外层一个电子所需能量最小的是。

A.[Ar]3d4PlB.[Ar]3d10C.[Ar]3d94slD.[Ar]3d"4/

（3）二氧化钛是良好的光催化剂，可催化转化多种有毒物质，如：可将水中的NO?

转化为NO〉将甲基橙、亚甲基蓝、HCHO转化为CO?等。

-H^-N=N<>-<-NXAPQ/

oct

甲基他亚甲基就N=N

①NO]的空间构型是。

②甲基橙、亚甲基蓝中C原子的杂化类型有,

③常温下，CO2,HCHO在水中溶解度之比大约是1：500,其主要原因是0

（4）黄铜矿炼铜过程中会产生SO?,与SO2互为等电子体的分子和阴离子分别为

（各写一种即可）。

（5）钙钛矿型太阳能电池近年越来越受到科学界的关注，其效率提升速度超越过去任

何一类电池。某种钙钛矿晶胞如图所示，则钙原子的配位数是,若阿伏加德罗

常数的值为NA，晶胞中钙原子与氧原子的最近距离为apm。则该晶胞的密度为

g/cn?（列出计算式）

24.I.CP是一种起爆药，化学式为［CO(NH3)5(C2N5)］(C1OJ，CP可由5-氟基四理

(结构简式如下图所示)和［CO(NH3)5(H2O)］(C1O4)3反应制备。

H

N

V、c-CN

CL)Co原子基态电子排布式为,C、N、0元素的第一电离能由大到小

的顺序为O

(2)5-氟基四陛分子中C原子的杂化类型为；lmol5-氟基四唾分子中含

有。键的数目为。

(3)在［CO(NH3)5(H2O)］(CK)4)3配合物中

①C03+的配体为(填分子式)。

②C10］空间构型__________。

n.偏钛酸钢在小型变压器，话筒和扩音器中均有应用，其晶胞结构如图所示，

(4)偏钛酸钢的化学式为。

(5)与Ba2+最近且等距离的-为个。

四、实验题

25.活性氧化锌能对太阳光线和其他大气物质形成防护，常用于敏感皮肤的面霜和化

妆品。工业上用菱锌矿(主要成分为Z11CO3,还含有Ni、Cd、Fe、Cu等元素及少量

不溶于成的杂质)制备ZnO,工艺流程图所示：

(1)为了提高“溶浸”效果，可采取的措施有。(任写两

条)

(2)“除铁”时，先加入H2O2溶液发生的离子方程式为，如果用

NaClO3代替H2O2，恰好完全反应时，理论上消耗MNaCK)3)：«(H2O2)=。

(3)常温下，“调pH=5"时，Fe3+的浓度降到了2xlOT2moi/L，止匕时Fe(0H)3的溶

度积常数的数值为o

(4)“沉锌”时，在近中性条件下加入Na2co3,可得碱式碳酸锌

[ZnC(V2Zn(OH)2-H2O]固体，同时产生大量的CO2气体。该反应的离子方程式为

(5)用锌与铜制得的高纯铜锌合金滤料被广泛应用于各种水处理设备。一种铜锌合金

的晶胞结构如图，已知：晶胞参数为。皿。

①基态Zn原子价电子排布式为。

②与Cu原子等距离且最近的Cu原子有个。

③该铜锌合金晶体密度为g.cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。

参考答案

1.答案：A

解析：A.同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2P轨道为半充满稳定状

态，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：F>N>C,A错误；

B.同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而

下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：F>N>C>Na,B正

确；

C.电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；Z、W原子

形成稀有气体电子构型的简单离子的半径：Na+<F,C正确；

D.W2X2与水反应生成产物之一为乙怏，乙怏是非极性分子，D正确；

故选Ao

2.答案：B

解析：W、X、Y、Z分别为H、C、Mg、Cl,该物质为格氏试剂C2H5Mge1。

A项，电负性：Cl>C>Mgo

C项，C2H5Mge1中，H未满足8电子稳定结构。

D项，电解熔融MgCl2才可得到Mg和Cl20

3.答案：D

解析：s电子云轮廓图呈球形，不代表电子绕核做圆周运动，A项错误；电子云图中的

小黑点密度大，说明电子在该处出现的机率大，B项错误；p电子的电子云轮廓图呈哑

铃形，C项错误；3d表示3d能级上有3个电子，原子轨道有5个，电子排布图为

I山I”□，D项正确。

3d

4.答案：D

解析：A.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，则电负性：0>C>H,A错误；

B.由分析知，Q为A1,则基态A1原子的价层电子排布式为3s23plB错误；

C.Na比Al活泼，因此简单氧化物中离子键成分的百分数：Na>Al,C错误；

D.该抑酸剂的化学式为NaAl(OH)2co3,ImolNaAl(OH)2cO3最多可消耗4moi丁，D

正确；

故选D。

5.答案：C

解析：A.NH3和NH；都是sp3杂化，但是NH3中有一对孤电子对，孤电子对对成键电

子对的排斥作用更大，在一个NH3是三角锥形结构，而NH：是正四面体结构，故键

角：NH3<NH：,A错误；

B.X、Q、Z分别为N、0、P,沸点顺序为H2O>NH3>PH3，正确顺序为Q>X>Z,B

错误；

C.同主族元素从上到下第一电离能减小，同周期从左到右第一电离能有增大的趋势，

故第一电离能：N>0>Mn,C正确；

D.Z的最高价氧化物对应的水化物为H3Po4，X最高价氧化物对应的水化物为HNO3，

前者为中强酸而后者为强酸，D错误；

故选C。

6.答案：A

解析：A.元素电负性：氧大于氮大于氢，A正确；

B.磷化氢、氨气、水固体均是分子晶体，氨气、水固体中都存在氢键沸点高，磷化氢

没有氢键沸点低，所以氢化物沸点：冰大于氨大于磷化氢，B错误；

C.同周期第一电离能自左向右总趋势逐渐增大，当出现第HA族和第VA族时比左右

两侧元素电离能都要大，所以氮大于氧大于镁，C错误；

D.NH3价层电子对为3+1=4，有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，NO3价层电子

对为3+0=3,没有孤电子对，NO3空间结构为平面三角形，D错误；

故选Ao

7.答案：C

解析：A.IA族元素中H是非金属元素，A错误；

B.元素周期表纵向看，由18个纵列构成，共16个族，B错误；

C.元素周期表中元素种类最多的族是第HIB族，包含锢系和钢系，C正确；

D.原子最外层有2个电子的元素不一定在nA族，如He是0族元素，D错误；

故选C。

8.答案：D

解析：根据稀有气体2号、10号元素应在周期表的最右端排除A、B、C三项。

9.答案：A

解析：A项，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，对核外电子的吸引能力越

强，半径越小，故广（A13+）＜r（Na+）,正确；B项，F的非金属性强于O,故电负性

力（F）＞%（0）,错误；C项，电离能/i（O）＞/i（Na）,错误；D项，Na的金属性强于

A1,故碱性NaOH强于A1（OH）3,错误。

10.答案：C

解析：A.Ni元素原子序数为28,基态原子的价电子排布式为3d84s2,A正确；

B.该晶胞中La原子个数为8x1=1,Ni原子个数为8xJ_+l=5,则La、Ni原子个数之

82

比为1：5,化学式为LaNis，B正确；

C.晶胞底面为两个正三角形组成的菱形，Ni原子处于两个正三角形的中心，则晶胞底

面上Ni的原子坐标为系（L2,0）或（工，L0）,C错误；

3333

434

D.设晶胞体积为V,该晶胞密度为夕g=---------g-cm-3,假定吸氢后体积不变，当

晶胞中最多容纳9个氢原子时合金中氢的密度最大，氢的密度为

9xM（H）99_3

VA—434-434爆,加，D正确；

P

本题选Co

11.答案：c

解析：P能级的Pz、Py、Pz轨道相互垂直，能量相同，A错误；S轨道只有1个伸展方

向，有的共价键没有方向性，如H—H键，B错误；元素周期表中，氢元素也位于s

区，D错误。

12.答案：B

解析：A.过二硫酸根中都存在非极性共价键，A错误；

B.lmol焦硫酸根与水反应生成2mol硫酸根离子，B正确；

C.硫代硫酸根中S-S键与S-0键键长不同，故空间构型不是正四面体，C错误；

D.过二硫酸根中S为+6价，其具有较强的氧化性是因为其中含有过氧根，D错误;故答

案选B。

13.答案：D

解析：电负性：H<S,A错误；H2s。3为弱酸，故酸性：H2SO3<H2SO4,B错误；基

态H原子中未成对电子数为1,基态。原子中未成对电子数为2,故C错误；K的氧

化物溶于水可产生KOH,溶液pH>7,S的氧化物溶于水生成H2sO3或HzS。,，溶液

pH<7,故D正确。

14.答案：D

解析：由结构式中各元素的成键数可知，X为H,Y为C,Z为O,M为S,则W为

NaoA.M为S,离子核外电子层排布为2、8、8；。和Na的离子电子层排布均为2、

8,离子的核外电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越多半径越小，则

离子半径：S2>O2>Na+»即M>Z>W,故A错误；B.非金属性0>C,非金属性越

强，简单气态氢化物越稳定，则稳定性：H2O>CH4,故B错误；C.0为第二周期，随

核电荷数递增，第一电离能呈增大层为半满稳定结构，其第一电离能大于0,则比0

的第一电离能大的元素有N、F、Ne,故C错误；D.M为S,其核外有3个能层，最

高能层为第3电子层，存在3s轨道1个，3P轨道3个，3d轨道5个，共9个原子轨

道，故D正确；故选：D。

15.答案：D

解析：根据质量守恒有26+1=11+4，则。=7，Y为N；根据质子守恒有

。+2=0+7，a=5,X为B。N的电负性大于B的，A正确；与;4c的质量数都

是14,质子数分别为7、6,互为同量素，B正确；：B和;°B的质子数相同、质量数

不同，互为同位素，C正确；互为同量素的原子的核外电子排布不同，化学性质不

同，D错误。

16.答案：D

解析：第一电离能：N>O>Si>Al,即Y>Z>W>Q,选项A错误；

阳离子为NH；,四个键的性质相同，选项B错误；

N-Si键键长小于Si-Si键，N-Si键键能大于Si-Si键，选项C错误；

铝的最高价氧化物对应的水化物为A1(OH)3,可以与强碱反应，选项D正确；

17.答案：AB

解析：A.同周期从左到右元素的非金属逐渐增强，简单氢化物的稳定性逐渐增强，则

简单氢化物的稳定性：NH3<H2O,即Y<Z,A项正确；

B.同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性越大，电负

性：Z(O)>Y(N)>W(C)>X(H),B项正确；

C同周期从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，N的2P能级半充满、能量较低，则

第一电离能：Y(N)>Z(0)>W(C),C项错误；

D.基态Y的核外电子排布式为Is22s22P3,其空间运动状态有1+1+3=5种，D项错误；

答案选ABO

18.答案：CD

19.答案：AB

20.答案：BD

解析：A.同主族从上到下第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：Rb<K；故A错

误；

B.一个电子是一种运动状态，因此锄原子核外电子运动状态有37种，故B正确；

C.碱金属熔沸点从上到下逐渐降低，因此单质沸点：Rb<Na,故C错误；

D.Rb元素是37号元素，其核外电子排布为2、8、18、8、1,则Rb是第五周期第IA

族元素，故D正确。

综上所述，答案为BD。

21.答案：AD

解析：A.反应历程中最慢的一步是整个反应的决速步，结合图示可知，反应①为该反

应的决速步，A正确；

B.反应①断开了酯基的碳氧双键结合I8OH-，反应②断裂出原酯基中的-0R'，反应③

转移了氢离子得到醇R'OH,反应④生成竣酸钠没有转移氧原子，故反应结束后醇中

不均存在"o,B错误；

C.反应①酯基中的碳从sp2杂化生成连接四个单键的sp3杂化，后经过反应②