01-第一章　原子结构与性质

第一章原子结构与性质注意事项1.全卷满分100分。考试用时90分钟。2.可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Na23S32Cl35.5K39Mn55Fe56。一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列各项正确的是()A.NaCl的电子式B.基态18Ar原子的价层电子轨道表示式C.F的结构示意图D.px轨道的电子云轮廓图2.下列说法正确的是()A.错误,违反了泡利原理B.各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍,支持这一结论的是构造原理C.6C的电子排布式1s22s22pxD.电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p63d4违反了泡利原理3.锑的相关信息如图所示,下列说法正确的是()A.Sb元素的质量数是121.8B.Sb元素位于第五周期第ⅤA族C.Bi原子的6p能级上有1个未成对电子D.Bi原子最外层有5个能量相同的电子4.下列说法中正确的是()A.铝的第一电离能比镁的第一电离能大B.同一主族元素从上到下电负性逐渐变大C.镁原子的电子排布式由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子释放能量,由基态变成激发态D.最外层电子数是核外电子总数的15的原子和最外层电子排布式为4s24p55.符号“2p1”没有给出的信息是()A.能级B.电子层C.电子数D.原子轨道在空间的伸展方向6.下列叙述中,正确的是()A.基态镁原子的电子排布式是1s22s22p63p2B.价层电子排布式为3d104s1的元素位于第四周期第ⅠA族,是s区元素C.硅原子核外有14种不同运动状态的电子D.p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量7.已知X、Y是前四周期的两种主族元素,下表中由条件得出的结论一定正确的是()选项条件结论A若原子半径:X>Y原子序数:X<YB若氢化物的熔点:HmX>HnY元素的相对原子质量可能:X>YC若元素原子的价层电子数:X>Y元素的最高正化合价关系:X>YD若X、Y原子最外层电子数分别为1、7元素的第一电离能:X>Y8.下列叙述中(n为能层序数),不正确的是()A.基态原子的最外层电子数为奇数的元素均为主族元素B.根据构造原理,电子填入能级的顺序一般为ns→(n1)d→npC.周期表中第四周期元素比第三周期元素多10种D.d能级电子能量不一定高于s能级电子能量9.有下列4种原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②价层电子排布式为2s22p3的原子;③短周期中第一电离能最小的原子;④第三周期中形成的离子半径最小的原子。下列有关比较中正确的是()A.原子半径:④>③>②>①B.电负性:①>②>④>③C.第一电离能:①>④>②>③D.最高正化合价:①>②>④>③10.已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定错误的是()A.电负性:W>Z>Y>XB.简单气态氢化物稳定性:W>ZC.简单离子的半径:W>X>ZD.若X与W原子序数之差为5,则形成化合物的化学式可能为X3W211.现有X、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。X元素的核外电子数和电子层数相等;Y元素的基态原子在同周期中未成对电子数最多;基态Z、W原子中p能级和s能级上的电子总数相同;Q元素的主族序数与周期数的差为3。下列说法不正确的是()A.简单离子半径:Q>W>ZB.最简单氢化物的沸点:Z>YC.X、Y、Z三种元素可以组成共价化合物或离子化合物D.Q的最高价氧化物对应水化物的酸性强于碳酸12.四种短周期元素X、Y、Z和W在周期表中的位置如图所示,元素Z的质子数是元素Y的质子数的两倍。下列有关说法正确的是()XYZWA.原子半径:r(Y)<r(Z)<r(W)B.第一电离能:I1(Z)<I1(Y)<I1(X)C.元素Z的简单气态氢化物的沸点比Y的高D.元素W的氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强13.化合物是一种高效消毒剂。已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W的最外层电子数相同。下列叙述正确的是()A.原子半径:W>Z>Y>XB.Z的第一电离能比同周期相邻元素都大C.1mol该化合物分子中含有的单键数目为7NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)D.该化合物中X、Y、Z都满足8电子稳定结构14.m、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级有电子,且各能级电子数相等;p、q元素位于同一族,且两者核电荷数之和为24;w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其内层均排满电子。下列说法错误的是()A.元素第一电离能:m<p<nB.n元素基态原子的轨道表示式为C.w元素原子的价层电子排布式为4s1D.w元素形成的单质能与p、q元素形成的单质反应15.短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。元素W的单质是制备一种高效电池的重要金属材料,X原子的核外电子占据三个能级且每个能级上都有2个电子,元素Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。下列说法错误的是()A.元素X与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物有很多种B.元素W、X的氯化物中,各原子均满足8电子的稳定结构C.元素Y的单质与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成D.元素Z可与元素X形成共价化合物XZ2二、非选择题(本题共5小题,共55分)16.(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就:N2+3H22NH3。目前合成氨工业中使用的催化剂铁触媒中主要成分为Fe3O4,还含有少量的K2O、Al2O3、MgO、CaO、Cr2O3等。回答下列问题:(1)基态N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为形,核外存在对自旋相反的电子。

(2)26号元素Fe基态原子的价层电子轨道表示式是。

(3)24Cr的价层电子排布式为,在元素周期表中位于(填“s”“p”“d”或“ds”)区。

(4)NH3分子中,与N原子相连的H显正电性。分析电负性大小关系为NH(填“>”“<”或“=”)。

(5)Mg的第一电离能I1(Mg)=738kJ·mol1,Al的第一电离能I1(Al)=578kJ·mol1,结合基态原子价层电子排布式解释第一电离能镁元素高于铝元素的原因:。

17.(10分)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元素。试回答下列问题:(1)基态o原子的价层电子排布图为;基态p3+的最外层电子排布式为。

(2)n的原子结构示意图为;基态j原子的核外电子填充时最高能级符号为。

(3)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序为(用元素符号表示,下同),第一电离能由大到小排序为。

18.(8分)按要求回答下列问题:(1)基态氮原子的价层电子排布图为。

(2)元素的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(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示。其中除氮元素外,其他元素的E1自左而右依次增大的原因是;氮元素的E1呈现异常的原因是

。

19.(13分)已知A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的前四周期元素。A元素原子中电子只有一种自旋状态;B元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋平行;C是地壳中含量最高的元素;D核外电子总数是最外层电子数的3倍;E元素只有一个未成对电子,其单质常温常压下呈气态;F元素原子最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道均充满电子。回答下列问题:(1)六种元素中电负性最大的是(填元素符号),B、C元素的第一电离能由大到小的顺序是,其中D基态原子的核外电子排布式为。

(2)E的基态原子最外层轨道表示式为。

(3)F元素有两种常见离子,化合价为+1和+2,从结构上分析F的基态离子中更稳定的是,原因是。

20.(14分)现有六种元素A、B、C、D、E、F,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具B元素原子的核外p电子数比s电子数少1C元素基态原子p轨道有两个未成对电子D元素原子的第一至第四电离能分别是:I1=738kJ·mol1;I2=1451kJ·mol1;I3=7733kJ·mol1;I4=10540kJ·mol1基态E原子最外电子层的p轨道半满F在周期表的第8纵列(1)某同学根据上述信息,推断A基态原子的核外电子排布图为,该同学所画的电子排布图违背了。

(2)B元素的电负性(填“大于”“小于”或“等于”)C元素的电负性。

(3)C与D形成的化合物所含有的化学键类型为。

(4)E基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个伸展方向。

(5)下列关于F原子的价层电子排布图正确的是。

a.b.c.d.(6)基态F3+核外电子排布式为。过量单质F与B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液反应,有BC气体生成,该反应的离子方程式为。

附加题1.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价正确的是()选项电子排布式或轨道表示式评价AN原子的轨道表示式:错误;违反洪特规则BO原子的轨道表示式:错误;违反泡利原理C基态K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d1错误;违反能量最低原理D基态Br的电子排布式:[Ar]3d104s24p6错误;违反能量最低原理2.四种元素基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p1;②1s22s22p63s2;③1s22s2;④1s22s22p1。下列有关比较中正确的是()A.第一电离能:④>③>②>①B.原子半径:④>③>①>②C.电负性:③>④>①>②D.最高正化合价:④=①>③=②3.根据原子核外电子排布规律,回答下列问题:(1)写出基态S原子的核外电子排布式:。

(2)画出基态N原子的核外电子排布图:。

(3)若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1,则它违背了。

(4)Fe3+比Fe2+的稳定性(填“强”或“弱”),从结构上分析原因是。

答案与解析第一章原子结构与性质1.B2.C3.B4.D5.D6.C7.B8.A9.B10.C11.A12.B13.C14.C15.B1.BNaCl为离子化合物,其电子式为,A错误;基态18Ar原子的价层电子数为8,价层电子轨道表示式为,B正确;F的结构示意图为,C错误;px轨道的电子云轮廓图为哑铃形,s轨道的电子云轮廓图呈球形,D错误。2.C根据洪特规则,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,因此违反了洪特规则,故A错误;泡利原理是一个原子轨道中,最多只能容纳2个电子,它们自旋相反,因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍,支持这一结论的是泡利原理,故B错误;6C的电子排布式为1s22s22px12py1,题给电子排布式违反了洪特规则,故C正确;电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p63d4违反了能量最低原理,3.B121.8是Sb的相对原子质量,A错误;由锑的价层电子排布式为5s25p3,可知Sb元素位于第五周期第ⅤA族,B正确;Bi元素与Sb同主族,在Sb的下一周期,最外层电子数相同,价层电子排布式为6s26p3,6p能级上有3个未成对电子,C错误;6p能级的能量高于6s能级能量,Bi原子最外层5个电子的能量不完全相同,D错误。4.D镁原子的第一电离能比铝原子的大,故A错误;一般,同一主族元素从上到下,电负性依次减小,故B错误;基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2,能量处于最低状态,当变为1s22s22p63p2时,电子发生跃迁,需要吸收能量,变为激发态,故C错误;最外层电子数是核外电子总数的15的原子是Br,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外层电子排布式为4s24p5,故D5.D“2p1”表示原子核外第二能层(电子层)p能级有1个电子,其中p轨道应有3个不同的伸展方向,可分别表示为px、py、pz,题中没有给出,故选D。6.C基态Mg原子的电子排布式是1s22s22p63s2,A错误;价层电子排布式为3d104s1的元素位于第四周期第ⅠB族,是ds区元素,B错误;硅是14号元素,原子核外有14个电子,每个电子的运动状态都不同,因此有14种不同运动状态的电子,C正确;在原子核外同一能层中,p轨道电子能量高于s轨道电子能量,若处于不同能层,则能层序数越大,电子具有的能量越高,如2p轨道电子能量比3s、4s轨道的电子能量低,D错误。7.B若X、Y位于同周期时,原子半径X>Y,则原子序数X<Y;X、Y位于不同周期时,原子半径X>Y,原子序数可能:X>Y,故A错误;若氢化物的熔点:HmX>HnY,元素的相对原子质量可能:X>Y,故B正确;若元素原子的价层电子数:X>Y,一般元素的最高正化合价:X>Y,若X为O或F,不存在最高正价,故C错误;若X、Y原子最外层电子数分别为1、7,X可能为H、Li、Na等,Y可能为F或Cl等,第一电离能Li<F、Na<Cl,故D错误。8.A基态原子的最外层电子数为奇数的元素不一定为主族元素,如Cu原子最外层有1个电子,Cu是第ⅠB族元素,A不正确;根据构造原理,电子填入能级的顺序一般为ns→(n1)d→np,B正确;周期表中第四周期有18种元素,第三周期有8种元素,C正确;d能级电子能量不一定高于s能级电子能量,如6s的能量大于4d,D正确。9.B①2p轨道上有2对成对电子的原子为F;②价层电子排布式为2s22p3的原子为N;③短周期中第一电离能最小的原子为Na;④第三周期中形成的离子半径最小的原子为Al。根据同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,可知原子半径:③>④>②>①,故A错误;根据同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,可知电负性:①>②>④>③,故B正确;根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但一般第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,因此第一电离能:①>②>④>③,故C错误;一般最高正化合价等于最外层电子数,F没有正价,因此最高正化合价:②>④>③,故D错误。10.CW、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素,则W为第二周期元素,X、Y、Z为第三周期元素,则X为Na、Mg或Al,各元素的相对位置为。电负性:W>Z>Y>X,A正确;非金属性:W>Z,则气态氢化物稳定性:W>Z,B正确;W与X的简单离子电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,而Z的简单离子比W的简单离子多一个电子层,即离子半径:Z>W>X,C错误;若X与W原子序数之差为5,W为N时X为Mg,形成化合物的化学式为Mg3N2,即形成化合物的化学式可能为X3W2,D正确。11.AX、Y、Z、W、Q五种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,X元素的核外电子数和电子层数相等,则X为H;基态Z、W原子中p能级和s能级上的电子总数相同,则Z为O,W为Mg;Y元素的基态原子在同周期中未成对电子数最多,原子序数小于氧,则位于第二周期,Y为N;Q元素的主族序数与周期数的差为3,则Q为S。电子层数相同时,核电荷数越大离子半径越小,离子半径W<Z,故A错误;Z的最简单氢化物H2O常温下为液态,Y的最简单氢化物NH3常温下为气态,故B正确;X、Y、Z三种元素可以组成HNO3或NH4NO3等,故C正确;S的最高价氧化物对应水化物为H2SO4,酸性强于碳酸,故D正确。12.B由题干信息结合四种元素在周期表中位置可知,Y为O,Z为S,X为N,W为Cl。同周期主族元素从左往右原子半径依次减小,同主族元素从上往下原子半径依次增大,故原子半径:r(W)<r(Z),A错误;同周期元素,第一电离能从左往右呈增大趋势,一般第ⅡA族、第ⅤA族元素大于同周期相邻元素,同族元素第一电离能从上往下依次减小,故第一电离能:I1(Z)<I1(Y)<I1(X),B正确;Y为O,Z为S,H2S的沸点比H2O的低,C错误;元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性一定比Z的强,D错误。13.CX、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Z、W最外层电子数相同,结合可知Z与Y形成双键,且存在—Z—Z—结构,可知Z为O,则W为S,X形成1个共价键,Y形成4个共价键,结合原子序数关系可知X为H,Y为C。原子半径S>C>O>H,即W>Y>Z>X,故A错误;同周期元素,从左向右第一电离能呈增大趋势,但是一般第ⅡA族元素大于第ⅢA族元素,第ⅤA族元素大于第ⅥA族元素,Z为O,位于第ⅥA族,第一电离能小于N、F,故B错误;1mol该化合物分子中含有的单键数目为7NA,故C正确;该化合物中氢原子最外层为2电子结构,不是8电子稳定结构,故D错误。14.Cm、n、p、q、w五种元素,其核电荷数依次增大。m元素基态原子核外只有三个能级有电子,且各能级电子数相等,原子核外电子排布式为1s22s22p2,故m为C元素;w元素原子核外有4个电子层,最外层只有1个电子,其内层均排满电子,原子核外电子数为2+8+18+1=29,故w为Cu元素;p、q元素位于同一族,它们的原子序数大于C而小于Cu,且两者核电荷数之和为24,可推知p为O元素、q为S元素;n的原子序数介于C、O之间,故n为N元素。同周期元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能C<O<N,A正确;n为N元素,核外电子数为7,基态原子的轨道表示式为,B正确;w为Cu元素,是29号元素,处于第四周期第ⅠB族,属于过渡元素,价层电子排布式为3d104s1,C错误;Cu单质与氧气、硫单质均能反应,D正确。15.BX原子的核外电子占据三个能级且每个能级上都有2个电子,X是C;W的单质是制备一种高效电池的重要金属材料,原子序数小于C,W是Li;Y是地壳中含量最丰富的金属元素,Y为Al;Z原子的最外层电子数是其电子层数的2倍,是短周期元素,且W、X、Y和Z的原子序数依次增大,则Z为S。元素X与氢形成的原子个数比为1∶1的化合物有C2H2、C6H6、C8H8等,A正确;W、X的氯化物分别为LiCl和CCl4,Li+的最外层只有两个电子,不满足8电子的稳定结构,B错误;元素Y为铝,铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应均有氢气生成,C正确;硫和碳可形成共价化合物CS2,D正确。16.答案(除标注外,每空1分)(1)2p哑铃2(2)(3)3d54s1d(4)>(2分)(5)Mg、Al的价电子排布式分别为3s2、3s23p1,Mg的3s轨道为全满状态,较稳定,第一电离能大(2分)解析(1)氮为7号元素,基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,电子占据最高能级的符号是2p,占据该能级电子的电子云轮廓图为哑铃形,核外存在2对自旋相反的电子。(2)26号元素Fe基态原子的价层电子轨道表示式是。(3)24Cr的价层电子排布式为3d54s1,在元素周期表中位于d区。(4)NH3分子中,与N原子相连的H显正电性,说明N原子得到电子的能力更强,电负性更大,故电负性:N>H。17.答案(除标注外,每空2分)(1)3s23p63d5(2)(1分)3p(1分)(3)Si>Al>Mg>NaSi>Mg>Al>Na解析根据元素周期表知,a~p分别为H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe。(1)基态o原子电子排布式为[Ar]3d54s2,价层电子排布图为;p3+为Fe3+,基态Fe3+的最外层电子排布式为3s23p63d5。(2)n为K,核电荷数为19,原子结构示意图为;j为Si,基态Si原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,核外电子填充时最高能级符号为3p。(3)g、h、i、j四种元素分别为Na、Mg、Al、Si。一般,同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此电负性由大到小的顺序为Si>Al>Mg>Na;同一周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但是一般第ⅡA族元素、第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,因此第一电离能由大到小的顺序为Si>Mg>Al>Na。18.答案(1)(2分)(2)同周期主族元素随核电荷数的增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子释放出的能量依次增大(3分)基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,故不易结合一个电子(3分)解析(1)N为7号元素,基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,故氮原子的价层电子排布图为。(2)由题意可知,元素的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(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增大,原子的半径变小,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1s22s22p3,则N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。19.答案(除标注外,每空2分)(1)ON>O1s22s22p63s23p3(2)(3)Cu+Cu+价层电子排布式为3d10,是全满状态,Cu2+价层电子排布式为3d9,是非全满状态(3分)解析由题意分析可知A、B、C、D、E、F分别是氢、氮、氧、磷、氯、铜。(1)根据同主族元素电负性自上而下依次减小,同周期主族元素自左向右电负性依次增大,再结合化合物中呈负价的元素电负性较大,可知电负性最大的是氧元素;同周期元素第一电离能自左向右呈增大趋势,但一般第ⅤA族元素比同周期相邻元素的第一电离能要大,B、C元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O;D基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3。(2)E的基态原子最外层轨道表示式为。(3)F元素常见的离子为Cu+和Cu2+,Cu+价层电子排布式为3d10,是全满状态,Cu2+价层电子排布式为3d9,是非全满状态,所以前者更稳定。20.答案(每空2分)(1)洪特规则(2)小于(3)离子键(4)3(5)c(6)[Ar]