专题2《原子结构与元素性质》检测题
一、单选题
1．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是
A．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，才能准确表示电子运动状态
B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7
C．同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的
D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱
2．2020年12月27日，长征四号丙遥三十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以“一箭双星”的方式成功将遥感三十三号卫星和微纳技术试验卫星送入预定轨道。下列有关说法错误的是
A．气、氘、氚互为同位素
B．火箭中的助燃剂分子的中子总数为23
C．利用微纳技术研发的高端芯片，其组成为单晶硅，硅原子核外的L能层电子数为M能层电子数的2倍
D．为氧化还原反应
3．砷(As)的原子序数为33，与氮、磷元素同主族。砷元素单质有灰砷、黑砷和黄砷等多种存在形式，其化合物广泛运用在农药、除草剂、杀虫剂中。下列说法正确的是
A．基态As的电子排布式为[Ar]4s24p3
B．第一电离能：I1(N)
D．灰砷、黑砷和黄砷是砷的同素异形体
4．根据实验目的，下列实验及现象、结论都正确的是
选项 实验目的 实验及现象 结论
A 比较、、的氧化性 向含有等量KBr、KI混合溶液中依次加入少量新制氯水和，振荡、静置，溶液分层，下层呈紫红色 氧化性：
B 探究温度对平衡移动的影响 将充有的密闭烧瓶放入热水中，烧瓶内气体颜色加深 为放热反应，升温平衡逆向移动
C 检验酸性条件下淀粉的水解产物中是否含有葡萄糖 向水解液中加入新制，未出现砖红色沉淀 不含葡萄糖
D 在溶液中通入气体 有沉淀生成 酸性：
A．A B．B C．C D．D
5．下列化学用语或图示表达正确的是
A．羟基的电子式：
B．14C和14N原子的核外电子排布相同
C．的空间结构模型：
D．基态氧原子的核外电子轨道表示式为：
6．具有以下结构的原子，一定属于主族元素的是
A．最外层有8个电子的原子
B．最外层电子排布为ns2的原子
C．次外层无未成对电子的原子
D．最外层有3个未成对电子的原子
7．下列有关化学用语表示正确的是
A．HClO的电子式：
B．反-2-丁烯的键线式：
C．CO2的空间结构模型：
D．基态As原子的电子排布式：[Ar]3d104s24p3
8．下列说法正确的是
A．Al的核外电子有7种运动状态 B．酸性强弱：三氟乙酸>乙酸>甲酸
C．水汽化和水分解都破坏了共价键 D．2px表示第二能层沿x轴方向的p轨道
9．是重要的还原剂，合成方法：。下列说法正确的是
A．半径大小： B．电负性大小：
C．第一电离能： D．碱性强弱：
10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X的质子数是W最外层电子数的一半，Z的单质可用作华为麒麟芯片，W的单质是一种黄色晶体，Y与Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数。下列说法错误的是
A．灼烧含元素X的化合物时，观察火焰呈紫红色
B．离子半径：Y＜W
C．Y、Z、W三种元素可能位于同一周期
D．最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＞W
11．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，W的核外电子数与X、Z的最外层电子数之和相等，Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A．元素非金属性强弱的顺序为W＞Y＞Z
B．化合物M中W不都满足8电子稳定结构
C．W分别与X、Y、Z形成的二元化合物均只有一种
D．Y单质的熔点高于X单质
12．下列能级(或轨道)能量高低比较中，一定错误的是
A． B． C． D．
13．根据化学反应，判断下列反应不可能发生的是
A．
B．
C．
D．
14．M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍，R是同周期元素中最活泼的金属元素，X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，Z的基态原子4s和3d轨道半充满。下列说法不正确的是
A．R基态原子的核外电子排布式是：
B．X的氢化物的稳定性低于与其组成相似的M的氢化物
C．X和Y中第一电离能较大的是Y
D．Z的价电子数是1
15．短周期主族元素X、Y 、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物Z2X2，Y、W最外层电子数相同。下列说法不正确的是
A．第一电离能：Y>X>Z B．简单离子的半径：W>X> Y>Z
C．简单离子的还原性：Y>X> W D．简单氢化物的稳定性：Y> W
二、填空题
16．(2021·湖南卷)基态硅原子最外层的电子排布图为___________。
17．太阳能的开发利用在新能源研究领域中占据重要地位。单晶硅太阳能电池片在加工时，一般掺杂微量的铜、硼、镓、硒、钛、矾等。回答下列问题：
(1)基态钒原子的电子排布式为 ___________，其中能量最高的电子所占据能级的原子轨道有_________个伸展方向。
(2)VO2+与可形成配合物。中，第二周期元素的第一电离能由大到小的顺序为_________ (用元素符号表示)。
(3)镓与硒相比，电负性更大的是________ (填元素符号)。
(4)已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从铜原子核外电子结构角度解释其原因： ________________________________________ 。
(5)与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的有_________(填元素符号，下同)。
(6)在第二周期元素中，第一电离能介于B和N两元素之间的有_________。
(7)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物，若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒与硅的电负性相对大小为 Se _________(填“>”或“<”) Si 。与 Si 同周期的部分元素的电离能如图所示，其中a、b和c分别代表_________(填字母)。
A． a为，b为，c为I3 B． a为，b为，c为
C． a为，b为，c为I1 D． a为，b为，c为
三、实验题
18．I、Ⅱ、Ⅲ三个小组各自设计一个实验比较非金属性强弱，请回答：
I.Cl元素与S元素非金属性比较 装置中现象：_______ 结论：_______
Ⅱ.Cl元素与I元素非金属性比较 装置中现象：_______ 有关离子方程式：_______ 结论：_______
Ⅲ.S、C、Si元素非金属性比较 烧杯中现象：_______ 烧杯中有关离子方程式：_______ 结论：_______
19．表为元素周期表的一部分：(用元素符号或化学式填空)
族 周期
①
②
③ ④ ⑤ ⑥
(1)写出元素④在周期表中的位置_______。
(2)②、③、⑤的原子半径由大到小的顺序为_______。
(3)④、⑤、⑥的气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_______。
(4)①、②、③、⑥中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物，写出其中一种化合物的电子式：_______。
Ⅱ.由上述部分元素组成的物质间，在一定条件下，可以发生如图所示的变化，其中A是一种淡黄色固体。请回答：
(1)写出固体A与液体X反应的离子方程式_______。
(2)气体Y是一种大气污染物，直接排放会形成酸雨。可用溶液B吸收，当B与Y物质的量之比为1：1且恰好完全反应时，所得溶液D的溶质为_______(填化学式)。
(3)写出气体C与气体Y反应的化学方程式_______。
四、计算题
20．某金属元素X原子的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质0.6 g与足量的氧气充分反应，可得到1.0 g氧化物XO。试通过计算推导出该元素在元素周期表中的位置。
参考答案：
1．A
【详解】A．只有在电子层、电子亚层、电子云的伸展方向及电子的自旋都确定时，电子的运动状态才能确定下来，A错误；
B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7，B正确；
C．在任何一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的2个电子，C正确；
D．基态原子吸收能量变为激发态原子，可得到吸收光谱，D正确；
故选A。
2．D
【详解】A． 气、氘、氚为H的同位素，互为同位素，A正确；
B． 1个中含有7个中子，1个中含有8个中子，则分子的中子总数为7+8×2=23，B正确；
C． 硅原子为14号元素，原子结构示意图为，L能层有8个电子，M能层有4个电子，则L能层电子数为M能层电子数的2倍，C正确；
D． 为核反应，不是化学反应，D错误；
故选D。
3．D
【详解】A．A原子是33号元素，基态As的电子排布式为[Ar]4s24p3，故A错误；
B．同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，I1(N)>I1(P)>I1(As)，故B错误；
C．NH3分子间可以形成氢键，沸点最高，AsH3在同族简单氢化物中沸点不如NH3高，故C错误；
D．同素异形体是同种元素成的结构不同的单质，灰砷、黑砷和黄砷是砷的同素异形体，故D正确；
故答案为D。
4．B
【详解】A．向KBr、KI混合溶液中依次加入少量氯水和，振荡、静置，溶液分层，下层呈紫红色，说明反应产生，发生反应，证明氧化性，但不能比较和的氧化性强弱，A错误；
B．为放热反应，温度升高，气体颜色加深，反应向生成红棕色气体二氧化氮的方向移动，现象和结论均正确，B正确；
C．检验酸性条件下淀粉的水解产物中是否含有葡萄糖，应先向水解液中先加氢氧化钠溶液中和过量的酸，再加入新制悬浊液加热，C错误；
D．在溶液中通入气体有沉淀生成，由于次氯酸钙具有氧化性，把二氧化硫氧化为硫酸根离子，生成的沉淀是硫酸钙，不能得出酸性：，D错误；
故选B。
5．C
【详解】A．羟基是O原子与H原子形成1对共用电子对得到的，O原子最外层有7个电子，则羟基的电子式为：，A错误；
B．14C原子核外电子排布是2、4，14N原子的核外电子排布式是2、5，可见二者的核外电子排布不相同，B错误；
C．中的中心N原子价层电子对数是3+=3，中心N原子上无孤对电子，因此的空间构型是平面三角形，其结构模型为，C正确；
D．O是8号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p4，原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子能量最低，处于稳定状态，则基态氧原子的核外电子轨道表示式为：，D错误；
故合理选项是C。
6．D
【详解】A．最外层有8个电子的原子是0族元素，A项不符合题意；
B．最外层电子排布为ns2的原子也可能是稀有气体或副族元素或第Ⅷ族元素，如He、Zn、Fe，B项不符合题意；
C．次外层无未成对电子的原子，可能为主族元素，如O，可能为零族元素，如Ar，也可能是副族元素，例如锌等，C项不符合题意；
D．最外层有3个未成对电子的原子一定是第ⅤA族元素，D项符合题意；
答案选D。
7．D
【详解】A．HClO的电子式：，A错误；
B．反-2-丁烯的键线式：，B错误
C．CO2的空间构型为直线形，C错误；
D．基态As原子的电子排布式：[Ar]3d104s24p3，D正确；
故选D。
8．D
【详解】A．Al元素原子序数13，核外电子数为13，每个电子一种运动状态，共有13种运动状态，故A错误；
B．三氟乙酸中因为F的强吸电子能力，使羧基上的H更容易电离，属于强羧酸，乙酸中因为多了甲基，提供羧基电子，使羧基上的H更难电离，所以其酸性比甲酸弱，所以酸性；三氟乙酸>甲酸>乙酸，故B错误；
C．水汽化破坏的是分子间作用力和氢键，水分解是破坏了共价键，故C错误；
D．P能级有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，2Px所代表的含义是第二能层沿x轴方向伸展的p轨道，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】A．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；半径大小：A错误；
B．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；电负性大小：，B错误；
C．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；第一电离能：，C正确；
D．金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，碱性强弱：，D错误；
故选C。
10．D
【分析】根据题给信息，Z的单质可用作华为麒麟芯片，而芯片的主要成分是硅，由此可知Z为Si元素。W的单质是一种黄色晶体，可知W为S元素。X的质子数是W最外层电子数的一半，可知X的质子数为3，X为Li元素。Y与Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，可推知Y的最外层电子数为2，原子序数：Li＜Y＜Si，可知Y为Mg元素。
【详解】A．X为Li元素，其焰色反应的火焰呈紫红色，故灼烧含元素X的化合物时，可以观察到火焰呈紫红色，A项正确；
B．根据电子层结构相同的离子，核电荷数越大，半径越小可知，r(O2-)＞r(Mg2+)。由带相同电荷的离子，电子层数越多，半径越大，有：r(S2-)＞r(O2-)，则离子半径：r(S2-)＞r(Mg2+)，B项正确；
C．据分析可知，Y为Mg元素，Z为Si元素，W为S元素。三种元素位于同一周期，C项正确；
D．非金属性：Si＜S，根据元素周期律，非金属性越强，则其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，故Z和W的最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＜W，D项错误；
答案选D。
11．D
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的，则X为Na元素；根据结构，W最外层有6个电子，原子序数小于11，则W为O元素；Y最外层有4个电子，原子序数大于11，则Y为Si元素；W的核外电子数为8，与X、Z的最外层电子数之和相等，则Z最外层有7个电子，只能为Cl元素；Y的原子序数是Z的最外层电子数的2倍，符合题意。根据上述分析，W为O元素，X为Na元素，Y为Si元素，Z为Cl元素，据此分析解答。
【详解】A．同一周期，从左向右，非金属性增强，同一主族，从上到下，非金属性减弱，则元素非金属性强弱的顺序为：O＞Cl＞Si，即W＞Z＞Y，故A错误；
B．根据M的结构可知，阴离子带2个单位负电荷，是其中的2个O各自得到1个电子形成的，所以化合物M中的O都满足8电子稳定结构，故B错误；
C．O与Na能够形成氧化钠和过氧化钠2种，O和Cl能形成Cl2O、ClO2等多种氧化物，故C错误；
D．X为Na元素，Y为Si元素，钠为熔点较低的金属晶体，硅为共价晶体，熔点高于钠，即Y单质的熔点高于X单质，故D正确；
故答案选D。
12．B
【详解】A．相同能级，不同能层电子，能层越高，能量越高，A正确；
B．相同能层、相同能级不同轨道的电子，能量相同，B错误；
C．不同能级能量高低顺序为，C正确；
D．相同能层，不同能级的电子能量，，D正确；
故选B。
13．C
【详解】A．根据电性法则，正找负，负找正，与发生取代反应生成和H2O，A正确；
B．根据电性法则，正找负，负找正，与发生取代反应，带正电荷和带负电荷的 结合生成，B正确；
C．和发生加成反应，根据电性法则，正找负，负找正，应该生成，C错误；
D．与HBr发生加成反应生成，D正确；
故选C。
14．D
【分析】M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素，Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s电子数的2倍，核外电子排布式为1s22s22p4，故M为O元素；由原子序数可知R、X、Y均处于第三周期，R是同周期元素中最活泼的金属元素，则R为Na；X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物，则X为S元素，可知Y为Cl；Z的基态原子4s和3d轨道半充满，外围电子排布式为3d54s1，处于VIB族，故Z为Cr，据此进行解答。
【详解】A．R为Na，基态原子的电子排布式是1s22s22p63s1，A正确；
B．X为S，M为O元素，同主族元素从上到下非金属性减弱，则非金属性：O>S，其简单氢化物的稳定性越强，则稳定性：H2O>H2S，B正确；
C．X为S，Y为Cl，同周期元素从左到右第一电离能增大，则第一电离能较大的是Y，C正确；
D．Z为Cr，Cr是24号元素，处于第四周期第VIB族，价电子排布式为：3d54s1，价电子数是6，D错误；
故选：D。
15．C
【分析】四种短周期主族元素，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，设若X为第二周期元素原子，则X可能为Be或O，若X为第三周期元素原子，则均不满足题意，Z与X能形成Z2X2的淡黄色化合物，该淡黄色固体为Na2O2，则X为O元素，Z为Na元素；Y与W的最外层电子数相同，则Y为F元素，W为Cl元素。
【详解】A．同一周期从左向右第一电离能总趋势为逐渐增大，同一主族从上到下第一电离能逐渐减小，故四种元素中第一电离能从大到小的顺序为F＞O＞Cl＞Na，选项A正确；
B．电子层数越多简单离子半径越大，相同结构的离子，原子序数越大半径越小，故四种元素中离子半径从大到小的顺序为Cl-＞O2-＞F-＞Na+，选项B正确；
C．单质的氧化性越强，简单离子的还原性越弱，O、F、Cl三种元素中F2的氧化性最强，故简单离子的F-（Y）还原性最弱，而不是最强，选项C不正确；
D．F元素的非金属性强于Cl元素，则形成氢化物的稳定性HF强于HCl，选项D正确；
答案选C。
16．
【详解】硅为14号元素，基态硅原子最外层的电子排布图为。
17．(1) 1s22s22p63s23p63d34s2{或[Ar]3d34s2} 5
(2)O>C
(3)Se
(4)亚铜离子价电子排布式为3d ，核外电子处于稳定的全充满状态
(5)Ni、Ge、Se
(6)Be、C、O
(7) > B
【详解】（1）钒为23号元素，基态钒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2{或[Ar]3d34s2}，其中能量最高的电子所占据能级为3d，其原子轨道有5个伸展方向。
（2）第二周期元素为碳、氧，同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，故第一电离能由大到小的顺序为O>C；
（3）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；镓与硒相比，电负性更大的是Se；
（4）亚铜离子价电子排布式为3d ，核外电子处于稳定的全充满状态，故导致高温下Cu2O比CuO更稳定；
（5）钛位于第四周期，价电子排布为3d24s2，未成对电子数为2，与钛同周期的所有元素的基态原子中，未成对电子数与钛相同的有Ni、Ge、Se；
（6）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；Be原子价电子为2s2全满稳定状态，电离能较B大；故在第二周期元素中，第一电离能介于B和N两元素之间的有Be、C、O；
（7）“Si—H”中共用电子对偏向氢元素，则电负性氢大于硅；氢气与硒反应时单质硒是氧化剂，则硒得电子能力大于氢，故电负性硒大于氢；故硒与硅的电负性相对大小为 Se >Si；
同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，但是镁原子价电子为3s2全满稳定状态，电离能较相邻元素大；P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素；则c为；
失去第一个电子后，钠离子为8电子稳定结构，失去第二电子需要较大能量，其第二电离能在同周期主族元素中最大，故a为；
故选B。
18． 有浅黄色沉淀生成 非金属性： 上层液体变为紫红色 非金属性： 有白色沉淀生成 非金属性：
【详解】I．由实验装置可知，原理为置换反应，Cl2置换出了S，说明Cl元素的非金属性比S强，现象为有浅黄色沉淀生成；故答案为：有浅黄色沉淀生成；非金属性：；
II．Cl2通入KI溶液中置换出I2，说明Cl元素的非金属性比I强，离子方程式为：，置换出的I2溶解在苯中，使上层溶液变为紫红色；故答案为：上层液体变为紫红色；；非金属性：；
III．比较的原理为利用最高价含氧酸的酸性强弱比较元素的非金属性；硫酸滴入到圆底烧瓶中与碳酸氢钠反应生成CO2，CO2再通入到硅酸钠溶液中生成硅酸，产生白色沉淀，离子方程式为：；说明酸性：H2SO4>H2CO3>H2SiO3，得出非金属性：；故答案为：有白色沉淀生成；；非金属性：。
19． 第三周期第ⅣA族 Na>S>O HCl>H2S>SiH4 Na+或Na+ 2Na2O2+2H2O=4Na++4OH- +O2↑ NaHSO3 2SO2 +O22SO3
【详解】由题目所给周期表的一部分可知，①为H、②为O、③为Na、④为Si、⑤为S、⑥为Cl。
Ⅰ(1)由Si的核外电子排布可知其处于第三周期ⅣA族；
(2)根据元素周期律：同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故：Na>S>O；
(3)同周期自左而右非金属性增强，则非金属强弱顺序为Cl>S>Si，其氢化物稳定性：HCl>H2S>SiH4；
(4)①H、②O、③Na、⑥Cl中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物有、NaClO等，对应电子式为：、；
Ⅱ.(1)已知A是一种淡黄色固体，且能与X反应生成溶液B与气体C，则A为Na2O2，X为H2O，B为NaOH，C为O2；反应的离子方程式为：2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑。已知气体Y是一种大气污染物，直接排放会形成酸雨，可用NaOH溶液吸收，O2与Y反应得到E，E与H2O反应得到F，可推知Y为SO2，E为SO3，F为H2SO4；
(2)由上述分析可知，SO2与NaOH物质的量之比为1：1且恰好完全反应时，所得溶液D的溶质为NaHSO3；
(3)O2与SO2反应的化学反应方程式为2SO2 +O2 2SO3。
20．第三周期ⅡA族
【详解】设X的相对原子质量为Ar，则由题意知：
，解得Ar＝24
由该元素的原子核外电子数等于核内中子数可知，该元素原子的质子数与中子数相等，所以X的原子序数为12，该元素是Mg，位于周期表的第三周期ⅡA族。
