第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A．原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第VIIA族元素
C．原子的价电子排布式为的元素一定位于第IIIB~VIIB族
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
2．关于反应，下列说法正确的是
A．该反应的氧化剂是硝酸钾
B．生成标准状况下2.24L，反应共转移1mol电子
C．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶1
D．电负性：O>N>C>K
3．W、X、Y、Z、M、N为六种短周期主族元素。W的核外电子数等于其周期数，X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元素且W2Z是最常用的溶剂。W、X、Y、Z的最外层电子数之和与N的质子数相等。只有M是金属元素。下列说法正确的是
A．由W、Y、Z三种元素组成的化合物可能是强电解质
B．氢化物的沸点：Z>N>X
C．离子半径：N>M>Z>Y
D．W和M形成的化合物溶于水显酸性
4．有关周期表和周期律的说法正确的是
A．第二周期元素，第一电离能介于B和N之间的元素有1种
B．周期表p区所有元素，电子最后填入的能级均为p能级
C．同一周期，第IIA族元素电负性大于第IIIA族元素
D．周期表第14列元素形成化合物种类最多
5．下列比较关系错误的是
A．非金属性： B．热稳定性：
C．原子半径： D．碱性：
6．下列关于原子半径和第一电离能的变化趋势的叙述正确的是
A．同周期元素的原子半径随着核电荷数的增大而增大
B．同主族元素的原子半径随着核电荷数的增大而减小
C．同周期元素的第一电离能随着核电荷数的增大呈增大趋势
D．同主族元素的第一电离能随着核电荷数的增大而增大
7．元素周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断
A．Co2+的电子排布式为[Ar]3d54s2 B．Co位于元素周期表中第9列
C．它位于元素周期表的第四周期第IIA族 D．它的基态原子核外电子排布式为[Ar]4s2
8．下列说法正确的是
A．原子的电子填充顺序依次为3s→3p→3d→4s
B．某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量
C．按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
D．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
9．化学科学需要借助化学专用语言来描述，下列化学用语书写正确的是（ ）
A．Cu+价层电子的轨道表达式为：
B．过氧化氢的电子式：
C．Fe2+的结构示意图：
D．原子核内有8个中子的氧原子：
10．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
11．下列叙述正确的是
A．同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大
B．在周期表中零族元素的电负性最大
C．ⅡA族元素的原子，其半径越大第一电离能越小
D．所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等
12．下列化学用语或图示不正确的是
A．乙烯的结构简式： B．羟基的电子式：
C．基态氯原子的电子排布式： D．分子的球棍模型：
13．下列基态原子价层电子轨道表示式正确的是
A． B．
C． D．
14．拉希法制备肼(N2H4)的主要反应为。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．基态氧原子的轨道表示式：
B．中子数为18的氯原子：
C．乙醇的结构式：CH3CH2OH
D．N2H4的电子式：
15．下列原子或离子的结构示意图正确的是
①磷原子 ②碳原子 ③钠原子 ④氧离子
A．①② B．②③ C．③④ D．①④
二、填空题
16．某些化学反应可用表示(未配平)：A+B→C+D+H2O；请回答下列问题：
(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，写出该反应的离子方程式： _______________________。
(2)若A为紫红色金属，D为无色刺激性气体，请写出符合上式的化学方程式： ___________________________。
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，则符合上式化学方程式是： __________________________。
17．请参照图所示的元素的第一电离能的周期性曲线，画出前三周期元素的原子半径和电负性的变化曲线_____。
18．(1)基态Ni原子的价层电子的轨道表示式为___________。
(2)铜元素所在周期中，未成对电子数最多的基态原子M的价层电子的轨道表示式为___________。
19．根据核外电子的排布特点推断元素的性质：
(1)请利用电子排布的相关知识分析：稳定性Fe3+___Fe2+(填“>”或“<”)，原因__。
(2)通过(1)的解答，请归纳前36号元素基态原子核外电子排布除了符合构造原理、泡利不相容原理、洪特规则外，还有哪些结构稳定？__。
20．磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池，回到下列问题：
(1)在元素周期表中的位置：_______，其价电子排布式为 _______。
(2)用“＞”、“＜”成“=”填空：离子半径：_______；第一电离能：_______；电负性：O_______P。
(3)根据对角线规则，在周期表中，与化学性质最相似的邻族元素是_______。
(4)下列原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为_______、_______(填标号)。
A． B．
C． D．
(5)基态P中未成对的电子数为_______，其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓为_______形。
(6)与两元素的部分电离能数据如下，由表中两元素的和可知，气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难，对此，你的解释是_______ 。
元素
电离能 717 759
1509 1561
3248 2957
21．元素周期表中第四周期的某些过渡元素(如Ti、Co等)在生产、生活中有着广泛的应用。Co2+能与水杨醛缩对氯苯胺形成具有发光性的配合物，水杨醛缩对氯苯胺制备反应方程式如下：
(1)基态Co2+核外电子排布式_______；C原子的轨道表示式为_______；C、N、O元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(2)水杨醛所含的官能团为_______。
(3)1mol水杨醛最多与_______H2发生加成反应。
(4)一定条件下，水杨醛缩对氯苯胺与足量NaOH溶液反应的化学方程式_______。
22．有A、B、C、D、E五种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中B是地壳中含量最多的元素。已知A、C及B、D分别是同主族元素，且B、D两元素原子核内质子数之和是A、C两元素原子核内质子数之和的2倍；在处于同周期的C、D、E三种元素中，E的原子半径最小；通常情况下，五种元素的单质中有三种气体，两种固体。
（1）A为______（填元素符号，下同），B为______，C为______；D的原子结构示意图为______。
（2）试比较D、E两元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱：____________（填化学式）。
（3）A和B可形成原子个数比为的化合物，其化学式为______。
（4）将E的单质通入A、B、C三种元素组成的化合物的水溶液中，试写出该反应的化学方程式：____。
23．下表是元素周期表的一部分，表中的每个编号代表一种元素，请根据要求回答问题：
族 周期 IA 0
1 ⑩ IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
2 ① ② ⑨ ⑦ ⑧
3 ③ ④ ⑤ ⑥
(1)②的元素符号是_______⑥的元素名称为_______
(2)①、⑤两种元素的原子半径大小关系：①_______⑤(填“>”或“<”)；
(3)③、⑦两种元素的简单离子半径大的是_______(填离子符号)
(4)③、④和⑤中，金属性最强的元素是_______(填元素符号)；其最高价氧化物对应的水化物为_______。
(5)⑥、⑦、⑨的氢化物的稳定性最强的是_______(填该氢化物的化学式)；
(6)③单质与⑨单质加热条件下发生的化学方程式为：_______。
【参考答案】
一、选择题
1．B
解析：A．原子的价电子排布式为ns2np6的元素不是主族元素，如Ne、Ar，为零族元素，A错误；
B．基态原子的p能级上有5个电子的元素的价电子排布式为ns2np5，位于第VIIA族，B正确；
C．原子的价电子排布式为的元素位于第VIII族，是第ⅤB~VIIB族，C错误；
D．基态原子的N层上只有1个电子的元素可能为K、Cr或Cu，K为主族元素，Cr、Cu为副族元素，D错误；
答案选B。
2．D
解析：A．反应中，N和S元素化合价降低，该反应的氧化剂是S和，故A错误；
B．生成标准状况下2.24L，物质的量为0.1mol，则生成0.3molCO2，C元素由0价上升到+4价，转移1.2mol电子，故B错误；
C．反应中，N和S元素化合价降低，C元素化合价上升，为氧化产物，和为还原产物，则氧化产物与还原产物的物质的量之比为3∶2，故C错误；
D．非金属性越强，电负性越强，所以电负性：O>N>C>K，故D正确；
故选D。
3．A
【分析】W、X、Y、Z、M、N为六种短周期主族元素。W的核外电子数等于其周期数，W为氢；X、Y、Z是原子序数依次增大的同周期元素且W2Z是最常用的溶剂，则XYZ分别为碳、氮、氧；W、X、Y、Z的最外层电子数之和与N的质子数相等，则N为硫；只有M是金属元素，M可能为钠、镁、铝等；
解析：A．由W、Y、Z三种元素组成的化合物硝酸铵，硝酸铵为强电解质，A正确；
B．碳可以和氢形成相对分子质量很大的高聚物，沸点能很高，B错误；
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；离子半径：N > Y>Z> M，C错误；
D．若M为钠，则W和M形成的化合物氢化钠和水生成氢氧化钠，为碱性，D错误；
故选A。
4．D
解析：A．同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，第二周期元素中，第一电离能介于B和N之间的元素有Be、C、O共3种，故A错误；
B．He是第一周期0族元素，属于周期表p区元素，核外电子排布式为1s2，故B错误；
C．同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强，同一周期，第IIA族元素电负性小于第IIIA族元素，故C错误；
D．周期表第14列为IVA族，所含碳元素形成化合物种类最多，故D正确；
故选D。
5．C
解析：A．同周期元素的非金属性随原子序数的递增而增大，非金属性，同主族元素的非金属性随原子序数的递增而减小，非金属性，所以非金属性，故A正确；
B．非金属性越强，气态氢化物越稳定，非金属性：，则热稳定性：，故B正确；
C．同周期元素的原子半径随原子序数的递增而减小，所以原子半径，故C错误；
D.金属性越强，对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强，金属性：，则碱性，故D正确。
答案选C。
6．C
解析：A．同周期元素的原子电子层数相同，核电荷数增大，半径减小，A错误；
B．同主族元素的原子电子层数随核电荷数增大而增加，半径也随之增大，B错误；
C．同周期元素随核电荷数增大，最外层电子数增多，失去第一个电子变难，第一电离能呈增大趋势，C正确；
D．同主族元素随核电荷数增大，电子层数增多，原子核对外层电子吸引力减小，易失去第一个电子，第一电离能减小，D错误；
故选C。
7．B
【分析】周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，可知原子核外有4的电子层，应位于第四周期，由价层电子可知原子序数比Fe大1，位于第ⅤⅢ族，应位于第9列，以此解答该题。
解析：A．Co2+的核外价电子排布式为[Ar]3d7，故A错误；
B．钴元素位于第ⅤⅢ族，应位于第9列，故B正确；
C．钴元素位于第四周期第ⅤⅢ族，故C错误；
D．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]3d74s2，而不是[Ar]4s2，故D错误；
故选：B。
8．C
解析：A．同一原子中，3s、3p、4s、3d能量依次升高，根据能量最低原理电子填充顺序为3s→3p→4s→3d，A错误；
B．3s轨道上的电子比3p轨道上的电子能量更低，所以原子核外电子由，原子要吸收能量，B错误；
C．在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C正确；
D．p轨道是哑铃形的，任何能层的p能级都有3个原子轨道，与电子层无关，D错误；
故选C。
9．A
解析：A．Cu+的价层电子排布式：3d10，轨道表达式为：，A选项正确；
B．过氧化氢是共价化合物，电子式为：，B选项错误；
C．Fe2+的结构示意图：，C选项错误；
D．原子核内有8个中子的氧原子为： ，D选项错误；
答案选A。
10．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。
解析：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。
11．C
解析：A．同周期元素的原子半径从左到右依次减小，则以ⅦA族的为最小，A错误；
B．零族元素是稳定结构，一般不吸引电子，故研究电负性时，零族元素不计在内，ⅦA族的为最大，B错误；
C．ⅡA族元素的原子，其半径越大越容易失去电子，故第一电离能越小，C正确；
D．氧元素和氟元素没有最高正价，D错误；
故选C。
12．A
解析：A．乙烯的结构简式：，故A错误；
B．羟基呈电中性，O、H之间存在一对共用电子对，O含1个单电子，其电子式为： ，故B正确；
C．氯为17号元素，电子排布式为，故C正确；
D．分子为三角锥形，球棍模型为： ，故D正确；
故选：A。
13．B
解析：基态原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则。
A．基态氧原子的价层电子轨道表示式违反洪特规则，正确的应为，故A错误；
B．Fe原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利原理和洪特规则，故B正确；
C．基态硅原子的价层电子轨道表示式违反洪特规则，正确的应为，故C错误；
D．基态铬原子的价层电子轨道表示式违反洪特规则的特例，正确的应为，故D错误；
故答案为B。
14．D
解析：A．基态氧原子的电子排布式为1s2 2s2 2p4，根据洪特规则，电子应尽可能分占不同的原子轨道，选项A错误；
B．中子数为18的氯原子，质子数为17，则质量数为35，则表示为：，选项B错误；
C．CH3CH2OH为乙醇的结构简式而非结构式，选项C错误；
D．N2H4中N与N之间形成一个共用电子对，则选项中表示正确，选项D正确；
答案选D。
15．D
解析：依据核外电子排布的一般规律可知：②违反每个电子层最多只能容纳个电子，故②错误；③违反最外层电子数不能超过8个，故③错误；其他结构示意图均正确；
故答案为D。
二、填空题
16． Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O
【分析】(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，应是Cl元素的歧化反应，氯气与强碱的反应符合转化关系；
(2)A为紫红色金属，A是Cu，生成D为无色刺激性气体，应是Cu与浓H2SO4反应生成硫酸铜、二氧化硫与水；
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，应是C与浓HNO3反应生成二氧化碳、二氧化氮与水.
解析：(1)若A、C、D均含有氯元素，且A中氯元素的化合价介于C与D之间，应是歧化反应，氯气与强碱的反应符合转化关系，反应离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O；
(2)A为紫红色金属，A是Cu，生成D为无色刺激性气体，应是Cu与浓H2SO4反应生成CuSO4、SO2与H2O，反应方程式为：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O；
(3)若C、D均为气体(其中C有颜色)且分子具有相同的原子个数比，应是碳与浓HNO3反应生成CO2、NO2与H2O，反应方程式为：C+4HNO3(浓)CO2↑+4NO2↑+2H2O。
【点睛】本题考查无机物的推断，熟练掌握常见的元素的单质及化合物的物理性质和化学性质是进行推断关键。在书写化学方程式和离子方程式时要注意遵循原子守恒和电子守恒，离子反应则还需同时遵循电荷守恒，在平时多注意对基础知识的学习和掌握。
17．
解析：同周期从左至右，元素的第一电离能总体上呈增大的趋势。同主族，自上而下，元素的第一电离能逐渐减小。电负性与电离能的变化趋势类似，也是同周期从左至右，主族元素的电负性逐渐增大，同主族，自上而下，主族元素的电负性逐渐减小。原子半径的变化趋势与之相反，同周期，从左至右，原子半径逐渐减小；同主族，自上而下，原子半径逐渐增大，故答案为：
。
18．
解析：(1)基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2，故其价电子轨道表示式为。
(2)铜元素位于第四周期，第四周期基态原子未成对电子数最多的元素是Cr，基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1，故其价电子轨道表示式为。
19． > 正三价铁离子的3d轨道电子数为5，为半充满的稳定状态，二价铁离子3d轨道电子数为6，为不稳定状态 全充满、半充满、全空结构
解析：(1)稳定性，原因：正三价铁离子的轨道为半充满，轨道电子数为5，为稳定状态，二价铁离子3d轨道电子数为6，为不稳定状态。
(2)通过(1)的解答，基态原子核外电子排布除了符合构造原理、泡利不相容原理、洪特规则外，还有全充满、半充满、全空结构稳定。
20．(1) 第四周期 第VIII族 3d64s2
(2) ＜ ＜ ＞
(3)Mg(镁)
(4) D C
(5) 3 纺锤/哑铃
(6)由于电子排布式为[Ar]3d6，电子排布式为[Ar]3d5，半充满结构稳定，难失电子
解析：（1）Fe是26号元素，位于元素周期表中第四周期VIII族，其价电子排布式为3d64s2。
（2）根据同电子层结构核多径小原则，则离子半径：Li+＜H ；根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，因此第一电离能：Li＜Be；根据同周期从左到右电负性逐渐增大，同主族从上到下电负性逐渐减小，因此电负性：O＞P。
（3）在周期表中，根据对角线规则，化学性质最相似的邻族元素是Li与Mg。
（4）下列Li原子电子排布图表示的状态中，D是基态电子排布式能量最低，A、B、C都是激发态，但C中1s上的两个电子都跃迁到2px轨道上，能量最高，因此能量最低和最高的分别为D、C。
（5）基态P价电子排布式为3s23p3，未成对的电子数3，其原子核外电子占据的最高能级为3p能级，其电子云轮廓为纺锤(或哑铃)。
（6）由于Fe2+电子排布式为[Ar]3d6，Mn2+电子排布式为[Ar]3d5，半充满结构，稳定，难失电子，故气态Mn2+再失去一个电子比气态Fe2+再失去一个电子更难。
21．(1) [Ar]3d7 O＞N＞C
(2)醛基、羟基
(3)4mol
(4)+ 3NaOH + NaCl+ 2H2O
解析：（1）
Co的原子序数是27，则基态Co2+核外电子排布式为[Ar]3d7；C原子的原子序数是6，其轨道表示式为；非金属性越强，电负性越大，则C、N、O元素的电负性由大到小的顺序为O＞N＞C。
（2）
根据结构简式可判断水杨醛所含的官能团为醛基、羟基。
（3）
水杨醛中醛基和碳碳双键均能与氢气发生加成反应，则1mol水杨醛最多与4molH2发生加成反应。
（4）
水杨醛缩对氯苯胺中酚羟基、氯原子以及水解后又产生的酚羟基均能与氢氧化钠反应，则一定条件下，水杨醛缩对氯苯胺与足量NaOH溶液反应的化学方程式为+ 3NaOH+ NaCl+ 2H2O。
22．
【分析】地壳中含量最多的元素是O，B是O；B、D同主族，D是S；B、D两元素原子核内质子数之和是A、C两元素原子核内质子数之和的2倍，且A、C同主族，则A是H，C是Na；同周期的C、D、E三元素中，E的原子半径最小，由原子半径变化规律知E是Cl，然后结合物质中化学用语等来解答。
解析：(1)地壳中含量最多的元素是O，B是O；B、D同主族，D是S，D的原子结构示意图为；B、D两元素原子核内质子数之和是A. C两元素原子核内质子数之和的2倍，且A、C同主族，则A是H，C是Na；
(2)非金属性Cl＞S，酸性为HClO4＞H2SO4；
(3)A和B可形成原子个数比为1:1的化合物,其化学式为H2O2；
(4)将Cl2单质通入H、O、Na三种元素组成的化合物的水溶液中，写出反应的化学方程式：Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O。
23．(1) N 氯
(2)＜
(3)
(4) Na NaOH
(5)HF
(6)
【分析】①-⑩分别为：硼、氮、钠、镁、铝、氯、氟、氖、氧、氢，由此作答。
解析：（1）②的元素符号是N，⑥的元素名称为氯，答案为：N，氯；
（2）①、⑤两种元素是同一主族，原子序数越大半径越大，铝的原子半径大于硼的原子半径，答案为：＜；
（3）③形成的是钠离子、⑦形成的是氟离子，两种离子结构相同，质子数越大半径越小，所以两种元素的简单离子半径大的是；
（4）③是钠元素、④是镁元素和⑤是铝元素，同一周期金属性自左向右依次减弱三种元素中，金属性最强的元素是Na；其最高价氧化物对应的水化物为NaOH ，答案为： Na，NaOH；
（5）根据非金属性的递变规律，同周期自左向右依次增强，同主族自下而上依次增强，所以三种元素中氟的非金属性最强，氢化物的稳定性最强，答案为：HF；
（6）③单质与⑨单质加热条件下发生的化学方程式为就是钠和氧气在加热条件下生成过氧化钠，答案为：。
