第一章第一节原子结构同步训练--人教版（2019）选择性必修二
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X与Y、Z均能形成多种常见二元化合物，Y、Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体，基态原子中X、Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数，下列说法正确的是
A．W属于d区元素 B．原子半径：
C．氢化物沸点： D．X与W的最外层电子数相等
2．下列关于原子结构、原子轨道的说法正确的是
A．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，共16个轨道，可容纳32种运动状态的电子
B．在K能层中，有自旋相反的两条轨道
C．s电子绕核运动，其轨道为球面，而p电子在纺锤形曲面上运动
D．电子云直观地表示原子核外电子数目
3．化学与科技、生活密切相关，下列说法错误的是
A．印制货币票面文字、号码等处使用含Fe3O4的油墨，利用了Fe3O4的稳定性
B．“奋斗者”号万米深潜载人舱球壳所使用的钛合金属于金属材料
C．卡塔尔世界杯用球“旅程”使用水性涂料代替有机涂料，更加环保
D．“北斗三号”采用星载氢原子钟，通过电子跃迁产生电磁波进行精准定位
4．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与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成负一价离子。下列说法正确的是
A．X元素基态原子的电子排布式为[Ar]4s24p3
B．X元素是第四周期第VA族元素
C．Y元素原子的轨道表示式为
D．Z元素的单质Z2在氧气中不能燃烧
5．下列现象与电子的跃迁无直接关联的是
A．LED灯发光 B．镜子成像 C．节日燃放的烟花 D．夜空中的激光
A．A B．B C．C D．D
6．下列化学用语中正确的是
A．次氯酸的电子式：
B．的离子结构示意图：
C．基态Cr的电子排布式：
D．的空间填充模型：
7．在二氧化碳合成甲醇的研究中，催化剂是研究的关键。目前国内外研究主要集中于铜基催化剂，有学者提出的CO2的转化过程如图。下列说法正确的是
A．甲醇和甲酸乙酯中均含有σ键和π键
B．反应过程中，金属M的化合价未发生改变
C．基态铜元素的第二电离能大于基态锌元素的第二电离能
D．反应过程中，催化剂参与反应，改变了反应历程，降低了反应的焓
8．下列说法正确的是
A．3s2表示3s能级有2个轨道
B．p能级的能量一定比s能级的能量高
C．在离核越近区域内运动的电子，能量越低
D．1个原子轨道里，最少要容纳2个电子
9．下列电子排布式或外围电子轨道表示式不能表示基态粒子的是
A．K B．P
C．F D．
10．下列说法正确的是
A．铍原子最外层原子轨道为纺锤形
B．最外层电子数为ns2的原子，其价层电子数为2
C．氢原子“电子云”中的小黑点表示电子的多少，黑点密度越大，电子数目越多
D．焰色反应中颜色是金属原子电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色
二、元素或物质推断题
11．W、R、X，Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质或原子结构如下表所示：
元素 元素性质或原子结构
W 基态原子L能层所有能级上电子数相同
R 第二周期元素基态原子中未成对电子数最多
X 基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素
Y 最外层电子数是次外层电子数的一半
Z 最外层只有1个电子，其他内层各能级所有轨道里的电子均成对
回答下列问题：
(1)W的基态原子有_______种不同运动状态的电子，Z的价层电子排布图为_______。
(2)W、R、X的简单氢化物分子中，键角由大到小的顺序是_______(用对应的分子式表示)，原因是_______。
(3)已知：羧酸的酸性可用()的大小来衡量，越小，酸性越强。
羧酸
三氯乙酸() 0.65
三氟乙酸() 0.23
由表可见，酸性：三氯乙酸_______三氟乙酸(填“大于”“小于”或“等于”)，从键的极性角度解释原因：_______。
12．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑩在表中的位置，回答下列问题：
(1)元素⑩在周期表中的位置是_______，其元素名称为_______，原子结构示意图为_______，其基态原子电子排布式为_______，价电子轨道表示式为_______，具有_______种能量不同的电子，具有_______种运动状态不同的电子。
(2)④、⑤、⑥的简单离子半径由大到小的顺序为_______(用离子符号和“>”表示)。
(3)②③④⑧⑨的气态氢化物中，最稳定的是_______(用化学式表示，下同)，最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是_______
(4)⑤的最高价氧化物对应的水化物与⑦的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式_______。
13．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素 结构、性质等信息
A 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B B与A同周期，其最高价氧化物对应的水化物呈两性
C 元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的基态原子核外电子排布式是_______。
(2)B元素在周期表中的位置是_______，离子半径：B_______(填“大于”或“小于”)A。
(3)C原子的价电子排布图是_______，其原子核外能量最高的电子其轨道呈_______形。
(4)D原子的简化的核外电子排布式为_______，D-的结构示意图是_______。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物分别与A、D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_______、_______。
14．A、B、C、D、E 代表前 4 周期的五种元素，原子序数依次增大。请填空：
(1)A 元素基态原子的最外层有 3 个未成对电子，次外层有 2 个电子，其电子轨道表示式为_______。其原子核外共有_______种不同运动状态的电子；其基态原子中最高能量能级轮廓图形状_______，其最高能量能级的电子云在空间有_______种伸展方向。
(2)B 元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B 离子的结构示意图为_______。
(3)C 元素的正三价离子的 3d 能级为半充满，C 的元素符号为_______，该元素在周期表中的位置为_______。
(4)D 元素基态原子的M 层全充满，N 层没有成对电子，只有一个未成对电子，D 的元素基态原子的电子排布式为_______，在元素周期表中的位置为_______。
(5)E 元素基态原子中没有未成对电子，E 的价层电子排布式是_______。
参考答案：
1．D
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，Y、Z形成的某化合物是参与光合作用的主要气体，则Y为C元素、Z为O元素；X与Y、Z均能形成多种常见二元化合物，则X为H元素；基态原子中X、Y、Z的价电子数之和等于W的价电子数，则W为Cu元素；
【详解】A．铜元素的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1，处于元素周期表的ds区，故A错误；
B．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，氧原子的原子半径小于碳原子，故B错误；
C．碳元素的氢化物可以是气态烃、液态烃、固态烃，固态烃的沸点高于水或过氧化氢，故C错误；
D．氢原子和铜原子的最外层电子数均为1，故D正确；
故选D。
2．A
【详解】A．N能层中有4s、4p、4d、4f四个能级，各具有1、3、5、7个轨道，每个轨道最多可容纳2个子，故可容纳32个电子，所以有32种运动状态，A正确；
B．在K能层中，只有1条轨道，能容纳自旋方向相反的2个电子，B不正确；
C．s电子绕核运动，其轨道主要是球面，而p电子主要在纺锤形曲面上运动，不过核外其它区域也会出现电子的运动轨迹，只是出现的机会相对较少，C不正确；
D．电子云通常是用小黑点来表示电子出现的机会多少，但不表示电子数目，D不正确；
故选A。
3．A
【详解】A．利用的是具有磁性的性质，可将印有磁性编码的货币投入磁码识读器中辨识真伪，A错误；
B．钛合金具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等优点，属于被广泛应用的金属材料之一，B正确；
C．有机涂料一般是指以乳液树脂等有机物作为成膜物质的涂料，某些有机涂料中的有机溶剂能挥发出有害物质，而水性涂料是用水作溶剂或者作分散介质的涂料，相对于有机涂料更环保，C正确；
D．氢原子钟一种精密的计时器具，它是利用原子能级跳跃时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟，D正确；
故选A。
4．B
【分析】X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，X元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y为氧元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42-8-33=1，则Z为氢元素，氢原子可以形成负一价离子，符合题意。
【详解】A．X为As，As元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，故A错误；
B．As元素是第四周期第ⅤA族元素，故B正确；
C．Y为O元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p4，电子排布图为，故C错误；
D．H2能在O2中燃烧，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．LED灯发光是电子发生跃迁的结果，与电子跃迁有关，A不符合题意；
B．镜子成像是光线反射的结果，与电子跃迁无关，B符合题意；
C．节日燃放的烟花是是金属的焰色试验，属于原子的发射光谱，与原子核外电子发生跃迁有关，C不符合题意；
D．夜空中的激光与电子跃迁有关，D不符合题意；
故合理选项是B。
6．A
【详解】A．次氯酸的结构式为Cl—O—H，电子式为，故A正确；
B．亚铁离子的核电荷数为26，核外3个电子层，最外层电子数为14，离子的结构示意图为，故B错误；
C．铬元素的原子序数为24 ，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故C错误；
D．三氯化磷的空间构型为三角锥形，磷原子的原子半径大于氯原子的，空间填充模型为，故D错误；
故选A。
7．C
【详解】A．甲醇分子式为CH3OH，结构中只有单键，即只有σ键，没有π键，A错误；
B．由反应①知二氧化碳中碳元素化合价降低，所以金属M化合价发生变化，B错误；
C．Cu+价电子排布式为3d10，Zn+价电子排布式为3d104s1，又Cu+的3d10全满稳定且3d能量低于4s能量，所以基态铜元素的第二电离能大于基态锌元素的第二电离能，C正确；
D．催化剂参与反应可以加快反应速率，降低反应的活化能，改变反应历程，但不改变焓变，D错误；
故选C。
8．C
【详解】A．s能级只有1个轨道，3s2表示3s能级容纳2个电子，A不正确；
B．p能级的能量不一定比s能级的能量高，如2p能级的能量低于3s能级的能量，B不正确；
C．能量较低的电子，在离核较近的区域运动，在离核越近区域内运动的电子，能量越低，C正确；
D．1个原子轨道里，最多能容纳2个电子，也可以容纳1个电子或不容纳电子，D不正确；
故选C。
9．A
【详解】A． K的基态电子排布式为，故A错误；
B． P 是15号元素，基态电子排布式为，故B正确；
C． F为9号元素，基态电子排布式为 ， 表示基态P原子价层电子轨道表示式，故C正确；
D． Na 是11号元素，最外层电子有8个，轨道表示式为 ，故D正确；
故选A。
10．D
【详解】A．铍原子最外层原子轨道为2s，为球形，A错误；
B．铁原子的价层电子排布式为3d64s2，最外层电子数为4s2，但价电子数为8，B错误；
C．氢原子“电子云”中的小黑点表示电子出现的概率大小，黑点密度越大，电子出现的概率越大，C错误；
D．焰色反应中颜色是金属原子电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，D正确；
故选D。
11．(1) 6
(2) 分子中没有孤电子对，分子中有1个孤电子对，两个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力比成键电子对对成键电子对的排斥力大，所以中心原子的杂化方式相同时，孤电子对数目越多，分子的键角越小
(3) 小于 F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致的极性大于的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
【分析】W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W元素基态原子L能层所有能级上电子数相同，则W为C元素；R为第二周期元素基态原子中未成对电子最多，为N元素；X基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素，X为O元素；Y元素次外层电子数是最外层电子数的2倍，则Y为Si元素；Z元素最外层只有1个电子，其它所有轨道电子均成对，则Z元素为Cu元素；通过以上分析知，W、R、X、Y、Z分别是C、N、O、Si、Cu元素。
【详解】（1）基态原子中含有几个电子，其电子就有几种不同运动状态的电子，C的基态原子有6种不同运动状态的电子，Cu的价电子为3d能级上10个电子、4s能级上的1个电子，Cu的价层电子排布图为。故答案为：6；；
（2）W、R、X的简单氢化物分子中的中心原子均为sp3杂化，孤电子对数目越多，分子的键角越小，键角由大到小的顺序是，原因是：中心原子的杂化方式相同，分子中没有孤电子对，分子中有1个孤电子对，两个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力比成键电子对对成键电子对的排斥力大，所以孤电子对数目越多，分子的键角越小。故答案为：；分子中没有孤电子对，分子中有1个孤电子对，个孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力比成键电子对对成键电子对的排斥力大，所以孤电子对数目越多，分子的键角越小；
（3）羧酸的酸性可用()的大小来衡量，越小，酸性越强。由表可见，三氯乙酸大于三氟乙酸，酸性：三氯乙酸小于三氟乙酸，从键的极性角度解释原因：电负性越大吸引电子能力越强，F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致的极性大于的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。故答案为：小于；F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致的极性大于的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。
12．(1) 第四周期第ⅤA族 砷 [Ar]3d104s24p3 8 33
(2)F－＞Na＋＞Mg2＋
(3) HF HClO4
(4)OH－+Al(OH)3=AlO+2H2O
【分析】根据元素周期表可知，①⑩分别为H、C、N、F、Na、Mg、Al、S、Cl、As，据此分析解答。
【详解】（1）元素⑩为As，其位于元素周期表的第四周期第VA族；其元素名称为砷；As原子序数为33，其原子结构示意图为；其基态原子电子排布式为[Ar]3d104s24p3；价电子轨道表示式为；基态As原子核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s和4p共8个能级，每个能级所含电子具有相同的能量，因此基态As原子核外具有8种能量不同的电子；具有33种运动状态不同的电子；
（2）F-、Na+和Mg2+核外电子排布完全相同，原子序数越大，离子半径越小，则简单离子半径：F－＞Na＋＞Mg2＋；
（3）元素的非金属越强，其气态氢化物稳定性越强，则稳定性最强的是HF；元素的非金属越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，但O和F无最高价氧化物对应水化物，则最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是HClO4；
（4）⑤的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，⑦的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，二者发生反应的离子方程式为OH－+Al(OH)3=AlO+2H2O。
13．(1)1s22s22p63s1
(2) 第三周期IIIA族 小于
(3) 哑铃
(4) [Ne]3s23p5
(5) OH—＋Al(OH)3 = AlO＋2H2O 3H+＋Al(OH)3 =Al3+＋3H2O
【分析】A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂，则A为Na元素；B与A同周期，即处于第三周期，B的最高价氧化物的水化物呈两性，故B为Al元素；C元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂，则C为N元素；D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自水生产过程中常用的消毒杀菌剂，则D为Cl元素。
【详解】（1）钠元素的原子序数为11，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1，故答案为：1s22s22p63s1；
（2）铝元素的原子序数为13，位于元素周期表第三周期IIIA族；电子层结构相同的离子，核电荷数越大，离子的离子半径越小，则铝离子的离子半径小于钠离子，故答案为：第三周期IIIA族；小于；
（3）氮元素的原子序数为7，价电子排布式为2s22p5，价电子排布图为，电子能量最高的2p轨道呈哑铃形，故答案为：；哑铃；
（4）氯元素的原子序数为17，简化的核外电子排布式为[Ne]3s23p5，氯离子的核外有3个电子层、最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故答案为：[Ne]3s23p5；；
（5）氢氧化铝是两性氢氧化物，能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水，反应的离子方程式为OH—＋Al(OH)3 = AlO＋2H2O，能与稀硝酸反应生成硝酸铝和水，反应的离子方程式为3H+＋Al(OH)3 =Al3+＋3H2O，故答案为：OH—＋Al(OH)3 = AlO＋2H2O；3H+＋Al(OH)3 =Al3+＋3H2O。
14．(1) 7 哑铃形 3
(2)
(3) Fe 第四周期，Ⅷ族
(4) 1s22s22p63s23p63d104s1 第 4 周期ⅠB 族
(5)3d104s2
【解析】(1)
A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该元素为N元素，N原子核外有7个电子，分别位于1s、2s、2p能级上，其核外电子轨道表示式为；N元素核外电子运动状态都不同，则其原子核外共有7种不同运动状态的电子；其基态原子中最高能量能级轮廓图形状为哑铃形，其最高能量能级的电子云在空间有3种伸展方向；
(2)
B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，则B为Cl元素，其离子核外有18个电子，离子结构示意图为；
(3)
C元素的正三价离子的3d能级为半充满，C为Fe元素，该元素位于第四周期第Ⅷ族；
(4)
D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则D为Cu元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素位于第 4 周期ⅠB 族；
(5)
E元素基态原子中没有未成对电子，E为Zn元素，E的外围电子为3d、4s能级上的电子，轨道表示式为3d104s2。
