1、第一章第一章 原子结构与性质原子结构与性质 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分，每小题只有一个选项符合 题意。) 1.下列说法正确的是( ) A.任何一个电子层最多只有 s、p、d、f 四个能级 B.用 n 表示电子层数，则每一电子层最多可容纳的电子数为 2n2 C.核外电子运动的概率密度分布图就是原子轨道 D.电子的运动状态可从电子层、能级、原子轨道三个方面进行描述 解析 A 项， 由于元素周期表未填满， 以后还会有元素被发现， 电子层除有 s、 p、 d、f 四个能级外，可能还有其他能级存在，错误。C 项，核外电子运动的概
2、率密 度分布图表示电子在核外空间单位体积内出现的概率，电子在原子核外的一个空 间运动状态称为一个原子轨道， 错误。 D 项， 电子的运动状态可从电子层、 能级、 原子轨道、电子的自旋状态四个方面进行描述，错误。 答案 B 2.铋的相关信息如图所示，下列说法正确的是( ) 元素符号：Bi 原子序数：83 相对原子质量：209.0 价电子排布式：6s26p3 A.Bi 元素的质量数是 209 B.Bi 元素位于第六周期第A 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 解析 A 项，209 为铋元素的相对原子质量不是质量数，错误。C 项，Bi
3、 原子的 6p 能级上有 3 个未成对电子，错误。D 项，Bi 原子最外层的 5 个电子能量不完全 相同，错误。 答案 B 3.下列说法或有关化学用语的使用正确的是( ) A.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 B.Fe 原子的外围电子轨道表示式为 C.氧的电负性比氮大，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能大 D.铜原子的外围电子排布式为 3d94s2 解析 A 项，在基态多电子原子中，(n1)p 轨道上电子的能量低于 ns 轨道上电 子的能量，错误。C 项，氧的电负性比氮大，但由于第A 族元素的第一电离能 出现反常，故氧元素的第一电离能比氮元素的第一电离能
4、小，错误。D 项，d 轨 道全充满时原子更稳定，铜原子的外围电子排布式为 3d104s1，错误。 答案 B 4.对应下列叙述的微粒 M 和 N，肯定属于同主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 1s2 B.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 解析 A 项，M 为 Be，N 为 He，二者不属于同主族元素，错误；B 项，前者属 于原子位于 0 族，后者属于离子位于第A
5、族，性质不相似，错误；C 项，M 为 O，N 为 S，二者属于同主族元素，化学性质相似，正确；D 项，M 可能为 B 或 F，N 可能为 Al 或 Cl，二者可能不属于同主族元素，错误。 答案 C 5.某元素 X 的逐级电离能如图所示，下列说法正确的是( ) A.X 元素可能为4 价 B.X 可能为非金属元素 C.X 为第五周期元素 D.X 与氯气反应时最可能生成的阳离子为 X3 解析 从题图中 I3I4，说明价电子为 3 个，可形成3 价化合物。 答案 D 6.现有四种元素基态原子电子排布式如下： 1s22s22p63s23p4；1s22s22p63s23p3；1s22s22p3；1s22s
6、22p5。则下列有关比较 中正确的是( ) A.第一电离能： B.原子半径： C.电负性： D.最高正化合价： 解析 从电子排布式可以看出是 S，是 P，是 N，是 F。第一电离能： FNPS；原子半径：PSNF；电负性：FNSP；最高正化合价：SNP， F 无正价。 答案 A 7.硒是人体必需的微量元素，它能有效提高人体免疫机能，抑制癌症和心脑血管 等疾病的发病率。下列有关说法正确的是( ) A.硒元素位于元素周期表中第 15 列 B.硒元素原子的价电子排布式为 4s24p4 C.硒的氧化物只有一种 D.基态原子核外电子排布中共有 7 个能级 解析 硒是 34 号元素，其基态原子电子排布式为
7、 1s22s22p63s23p63d104s24p4，可确 定 B 正确，A 错误；应含有 8 个能级，D 错误；C 中，由同主族元素硫存在两种 氧化物 SO2和 SO3，可推得硒也有两种氧化物 SeO2和 SeO3，故 C 错误。 答案 B 8.右表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关 R、W、X、 Y、Z 五种元素的叙述中正确的是( ) A.W 元素的第一电离能小于 Y 元素的第一电离能 B.Y、Z 的阴离子电子层结构都与 R 原子的相同 C.p 能级未成对电子最多的是 Z 元素 D.X 元素是电负性最大的元素 解析 根据五种元素所处位置，X、W、Y、R、Z 五种元素分别为：F、P、S、
8、 Ar、Br。P 元素的第一电离能比 S 元素的第一电离能要略大，Z 的阴离子比 R 原 子多一个电子层，故 A 选项和 B 选项是错误的。W 元素的 p 能级上有 3 个未成 对的电子，故 C 选项是错误的；X 是所有元素中非金属性最强的元素，即 D 选项 是正确的。 答案 D 9.X、Y、Z 为短周期元素，X 原子最外层只有一个电子，Y 原子的最外层电子数 比内层电子总数少 4，Z 的最外层电子数是内层电子总数的 3 倍。下列有关叙述 正确的是( ) A.Y 的价电子排布式为 3s23p5 B.稳定性：Y 的氢化物Z 的氢化物 C.第一电离能：YZ D.X、Y 两元素形成的化合物为离子化合
9、物 解析 Y 原子应该有 3 个电子层，最外层电子数为 6，是硫元素，价电子排布式 为 3s23p4；Z 元素是 O，第一电离能 OS；X 可能是 H，也可能是 Li 或 Na，H2S 是共价化合物。 答案 C 10.图中三条曲线表示 C、Si 和 P 元素的四级电离能变化趋势。下列说法正确的是 ( ) A.电负性：cba B.最简单氢化物的稳定性：cab C.I5：acb D.最简单氢化物的沸点：abc 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。元素的非金属性越强，其电 负性就越大，由于元素的非金
10、属性：CSi，所以元素的电负性：CSi，A 错误； 元素的非金属性越强，其最简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性： CSi，所以最简单氢化物的稳定性：CSi，B 错误；C.Si 失去 4 个电子后为 np 全空，能量更低，再失去 1 个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P 失 去 4 个电子为 3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去 3s 能级电子，二者能量 相差不大，所以元素的 I5：CSiP，C 正确；对于组成结构相似的物质来说，相 对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的熔沸点就越高，由于相对分子质量 PH3SiH4CH4，所以最简单氢化物的沸点：PH3SiH4CH4，D
11、 错误。 答案 C 11.主族元素 A 和 B 可形成 AB2型离子化合物，则 A、B 两元素原子的最外层电 子排布式分别为( ) A.ns2np2和 ns2np4 B.ns1和 ns2np4 C.ns2和 ns2np5 D.ns1和 ns2 解析 A 和 B 为主族元素， 且二者能形成 AB2型离子化合物， 则 A 为第A 族元 素，B 为第A 族元素，故 A 元素原子的最外层电子排布式为 ns2，B 元素原子 的最外层电子排布式为 ns2np5。 答案 C 12.镁、锂在元素周期表中具有特殊的“对角线”关系，它们的性质相似。下列有 关锂的性质的叙述，不正确的是( ) A.Li2SO4易溶于
12、水 B.LiOH 是受热不易分解的强碱 C.Li 遇浓硫酸不产生“钝化”现象 D.Li2CO3受热分解，生成 Li2O 和 CO2 解析 运用对角线规则， 可由 Mg 及其化合物的性质推测 Li 及其相应化合物的性 质。根据 MgSO4易溶于水，Mg(OH)2是一种易分解的中强碱，Mg 在浓硫酸中不 会发生“钝化”，MgCO3受热易分解为 MgO 和 CO2等性质，推测出 Li2SO4易溶 于水，LiOH 是一种易分解的中强碱，Li 在浓硫酸中不会发生“钝化”，Li2CO3 受热易分解为 Li2O 和 CO2。 答案 B 13.下列元素的最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是( ) A.L 电子
13、层 p 轨道只填了 2 个电子的元素 B.外围电子排布式为 3s23p2的元素 C.第三周期有 7 个价电子的元素 D.3p 轨道电子半充满的元素 解析 A 项中元素为 C，B 项中元素为 Si，C 项中元素为 Cl，D 项中元素为 P。 酸性：HClO4H3PO4H2CO3H2SiO3。 答案 C 14.下列关于外围电子排布式为 3s23p4的原子的描述正确的是( ) A.它的元素符号为 O B.它的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p4 C.其单质可与 H2反应生成液态化合物 D.其轨道表示式为 解析 外围电子排布式为 3s23p4的原子是 S 原子，其核外电子排布式为 1s22
14、s22p63s23p4，其单质与 H2反应生成气态化合物 H2S，题中轨道表示式的 3p 轨 道中电子排布违反了洪特规则，应为。 答案 B 15.下列叙述正确的是( ) A.电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度 B.在同一电子层上运动的电子，其自旋方向肯定不同 C.镁原子的核外电子排布由 1s22s22p63s21s22s22p63p2时， 原子释放能量， 由基态 转化成激发态 D.原子价层电子排布是 5s1的元素，其氢氧化物的溶液一定不能溶解氢氧化铝 解析 A 项，电负性的大小可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的尺度，电 负性越大，非金属性越强，金属性越弱，正确；B 项，
15、同一电子层上运动的电子， 自旋方向有的相同，有的相反，错误；C 项，从能量低的轨道跃迁到能量高的轨 道，原子吸收能量，错误；D 项，该元素为 Rb，其氢氧化物是 RbOH，是可溶性 强碱，其水溶液能溶解氢氧化铝，错误。 答案 A 16.下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、 I2表示， 单位为kJ mol 1)。下列关于元素 R 的判断一定正确的是( ) I I1 I2 I3 I4 R 740 1 500 7 700 10 500 R的最高正价为3价 R元素位于元素周期表中第A族 R元素第一电 离能大于同周期相邻元素 R 元素基态原子的电子排布式为 1s22s2 A. B. C.
16、D. 解析 由表中数据可知，R 元素的第三电离能与第二电离能的差距最大，故最外 层有两个电子，最高正价为2 价，位于第A 族，可能为 Be 或者 Mg 元素，因 此不正确，正确，不确定；短周期第A 族(ns2np0)的元素，因 p 轨道处于 全空状态，比较稳定，所以其第一电离能大于同周期相邻主族元素，正确。 答案 B 二、非选择题(本题包括 4 个小题，共 52 分) 17.(14 分)根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题： (1)A 元素次外层电子数是最外层电子数的 1 4，其外围电子轨道表示式是 _。 (2)B 是 136 号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，
17、B 元素的名 称是_，在元素周期表中的位置是_。 (3)C 元素基态原子的轨道表示式是下图中的_(填序号)，另一轨道表示式 不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合_(填序号)。 A.能量最低原理 B.泡利原理 C.洪特规则 (4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正 离子所需的最低能量叫作第一电离能(设为 E)。如图所示： 同周期内，随着原子序数的增大，E 值变化的总趋势是_； 根据图中提供的信息，可推断出 E氧_E氟(填“”“”或“”，下 同)； 根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出 E镁_E钙。 解析 (1)次外层电子数是最外层电子数的1 4的元素是
18、氖。(2)136 号元素中，原 子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬，共有 6 个未成对电子。(3)由该 基态原子的轨道表示式中的电子数可知，C 元素是硅，根据洪特规则，当电子排 布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，故 硅元素基态原子的轨道表示式为。(4)同周期内，随着原子序数的增大，第一电 离能变化的总趋势是增大；同主族内，随着电子层数的增多，第一电离能变化的 总趋势是减小。 答案 (1) (2)铬 第四周期第B 族 (3) C (4)增大 18.(8 分)已知 X、 Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42。 X 元素原子的 4p 轨道 上有 3
19、个未成对电子。 Y 元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子， X 跟 Y 可形成化合物 X2Y3。Z 元素可以形成负一价离子。请回答下列问题： (1)X 元素基态原子的电子排布式为_， 该元素的符号是_。 (2)Y 元素原子的价层电子轨道表示式为_， 该元素的名称是_。 (3)已知化合物X2Y3在稀硫酸中可被金属锌还原为XZ3， 产物还有ZnSO4和H2O， 该反应的化学方程式是 _。 解析 (1)X 元素原子的 4p 轨道上有 3 个未成对电子，则 X 是第四周期A 族的 砷元素，其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p
20、3。 (2)Y 元素原子的最外层 2p 轨道上有 2 个未成对电子，且 As 跟 Y 可形成化合物 As2Y3，可推知 Y 为 O；又因为 X、Y 和 Z 三种元素的原子序数之和等于 42，可 推知 Z 为 H。(3)X2Y3为 As2O3，XZ3为 AsH3，则 As2O3、稀硫酸和 Zn 反应的化 学方程式为 As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3 As (2) 氧 (3)As2O36Zn6H2SO4=2AsH36ZnSO43H2O 19.(12 分)现有部分前 36 号元素的
21、性质或原子结构信息如下表： 元素 元素的性质或原子结构 R 基态原子的最外层有 3 个未成对电子，次外层有 2 个电子 S 单质能与水剧烈反应，所得溶液呈弱酸性 T 基态原子 3d 轨道上有 1 个电子 X (1)R元 素 的 第 一 电 离 能 要 大 于 其 同 周 期 相 邻 的 元 素 ， 原 因 是 _。 (2)S 元素的常见化合价为_，原因是_ _。 (3)T 元素的原子 N 能层上电子数为_。 (4)X 的电子排布图违背了_。 用 X 的单质、碱金属盐等可以制作焰火。燃放时，焰火发出五颜六色的光，请用 原子结构的知识解释发光的原因： _ _。 解析 (1)R 元素基态原子的轨道表
22、示式可表示为， 可 知 R 为氮元素，氮原子 2p 轨道上电子处于半充满状态，能量低，较稳定，所以 其第一电离能比同一周期相邻的碳、氧要大。(2)由题中信息可知 S 为氟元素，其 电负性最大，只能得电子，无正价，其常见化合价为1。(3)基态 T 原子的电子 排布式为 1s22s22p63s23p63d14s2，N 能层上只有 2 个电子。(4)X 元素的核外 M 层 电子应先排在能量低的 3s 轨道上。 答案 (1)原子的 2p 轨道上处于半充满状态，能量低，较稳定 (2)1 F 的电负 性最大，只能得电子 (3)2 (4)能量最低原理 电子从能量较高的轨道跃迁到能 量较低的轨道时，以光的形式
23、释放能量 20.(18 分)下表是元素周期表前五周期的一部分，X、Y、Z、R、W、J 是 6 种元素 的代号。 X Y Z R W J 请回答下列问题(除特别说明外，凡涉及用元素回答的问题均用具体元素符号表 示)： (1)R 原子的轨道表示式为_。 (2)在化合物 YZ2中 Y 的化合价为_；Y2 与 Na的半径大小为_。 (3)在 X、Y、Z 三种元素中，电负性由大到小的顺序是_；X 与 Y 的第一 电离能：X_Y(填“”“”或“”)，其理由是_ _。 (4)在双原子分子中，最稳定单质的电子式为_； 有一种酸 HX3的酸性与醋酸相近，HX3溶液与 NaOH 溶液反应的离子方程式为 _ _。
24、解析 由表中元素排列知 6 种元素位于 p 区二、三、四、五周期，结合问题(2)中 Y2 符号知 Y 位于A 族。六种元素分别为 X：N，Y：O，Z：F，R：S，W：Br， J：Xe。 (1)S 原子的轨道表示式为 (2)在化合物 YZ2(OF2)中 Y 的化合价为2 价；Y2 与 Na的半径大小为 O2Na ； (3)在 N、O、F 三种元素中，电负性由大到小的顺序是 FON；由于 N 原子的 2p 轨道电子数为半充满状态，较稳定，故 N、O 的第一电离能：NO； (4)在双原子分子中，最稳定单质为 N2，电子式为NN；HN3溶液与 NaOH 溶液反应的离子方程式为：HN3OH =N 3H2O。 答案 (1) (2)2 价 O2 Na(或 NaO2) (3)FON N 原子的 2p 轨道电子数为半充满状态，较稳定 (4)NN HN3OH =N 3H2O