第一章原子结构与性质综合练习5
一、单选题
1．下列电子排布式中，表示的是激发态原子的是
A．1s22s22p5 B．
C． D．
2．由中国近代化学启蒙者徐寿确认译名的下列元素中，属于d区元素的是
A．Ca B．Co C．I D．Ga
3．下列有关元素周期表及元素周期律的说法错误的是
A．N能层的能级数最多为4个 B．Na元素在元素周期表的ds区
C．F元素在同周期中电负性最大
D．根据对角线规则，铍和铝的化学性质具有相似性
4．下列比较关系正确的是
A．第一电离能：N＞O B．还原性：HBr＞HI
C．碱性：Al(OH)3＞Mg(OH)2 D．离子半径：Na+＞F-
5．X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大。X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，W与Z同族。R的最外层电子数与最内层电子数相等。下列说法正确的是
A．简单离子半径：R>W>Z B．简单气态氢化物的热稳定性：W>Z
C．元素第一电离能：I1(Y)>I1(Z)>I1(W) D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X>W
6．第n电子层，其作为原子的最外层容纳的电子数最多与()层的相同；当它作为次外层，其容纳的电子数比()层上电子数最多能多10个，第n层为
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
7．如表是同周期三种主族元素X、Y、Z的电离能数据。下列判断错误的是
元素代号 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 578 1817 2745 11575
Z 738 1451 7733 10540
A．X为第IA族元素 B．的价电子排布式为ns 2np 1
C．Z位于元素周期表s区 D．金属性：X>Y>Z
8．A、B、C、D、E五种短周期主族元素，原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等；C是短周期原子半径最大的主族元素，B、D同主族，且DB2、C2D均能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色。下列有关说法不正确的是
A．B、D、E的简单离子半径：D>E>B
B．A与B、D、E三种元素均可形成18电子分子
C．由A、B、D三种元素形成的化合物均能促进水的电离
D．分子D2E2中原子均满足8电子稳定结构，则分子中存在非极性键
9．下列说法中错误的是
A．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
B．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形 D．、、轨道相互垂直，但能量相等
10．W、X、Y、Z为短周期主族元素，原子序数依次增大，且X、Y、Z三种元素的原子最后一个电子填充在相同的能级组轨道上，Y的质子数比X多3个。W可形成多种单质，其中一种是自然界中硬度最高的物质。下列说法错误的是
A．简单离子半径：Y>Z>X B．简单氢化物的还原性：W>Z
C．第一电离能：W>X>Y D．X与Z能形成一种共价化合物
11．下列事实正确且能判断氯、硫非金属性强弱的是：
A．酸性：盐酸＞氢硫酸 B．还原性：H2S＞HCl
C．沸点：S＞Cl2 D．氧化性：H2SO4＞HClO4
12．下列事实不能说明X的电负性比Y大的是
A．与化合：X单质比Y单质容易
B．X单质可以把Y从其氢化物中置换出来
C．最高价氧化物的水化物的酸性：X比Y强
D．最外层电子数：X原子比Y原子多
13．X、Y、Z、W四种短周期元素，原子序数依次增大。X原子半径最小。Y、Z同周期，且两者的基态原子核外均有2个未成对电子。W元素与X的同族元素相邻。下列说法不正确的是
A．W的第一电离能大于同周期相邻元素 B．的水溶液呈酸性
C．W单质与晶体可发生置换反应 D．简单氧化物熔点：
二、填空题
14．原子轨道
(1)电子层：量子数n所描述的电子运动状态。n的取值为 ，对应的符号分别为 。n越大，电子离核的平均距离越 ，电子具有的能量越 。
(2)能级：同一电子层内的电子具有的能量不同，成为不同的能级。当n=x时，有 个能级，分别用符号 等表示。每个电子层所具有的能级数与 相同。
(3)原子轨道：描述原子中 的空间运动状态。s、p、d、f分别具有的轨道数目为 、 、 、 。电子层为n的装态含有 个原子轨道。
(4)自旋量子化状态 处于同一原子轨道上的电子，自旋状态只有 种，分别用符号“ ”和“ ”表示。
15．按要求回答下列问题：
(1)Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3+价层电子排布式为 。
(2)Cu2+基态核外电子排布式为 。
(3)Zn原子核外电子排布式为 。
(4)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为 。
(5)Fe基态原子核外电子排布式为 。
16．I.回答下列问题：
(1)核外电子排布时遵循一定的原则：在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理称为泡利不相容原理；对于基态原子，核外电子在能量相同的原子轨道上排布时，将尽可能分占不同的原子轨道并且自旋状态相同称为洪特规则。依据以上原则，下列原子或离子的核外电子排布正确的是 ，违反能量最低原理的是 ，违反洪特规则的是 ，违反泡利不相容原理的是 。
①Ca2+：1s22s22p63s23p6 ②F-：1s22s22p5 ③ ④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2 ⑤K：1s22s22p63s23p63d1 ⑥Mg：1s22s22p63s2 ⑦C：
Ⅱ.2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携月壤成功着陆。研究发现，月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。
(2)写出铜的基态原子的电子排布式： 。
(3)Fe3+的电子排布式为 。 (4)p电子的原子轨道呈 形。
17．回答下列问题。
(1)镍元素基态原子的电子排布式为 ，3d能级上的未成对电子数为 。
(2)基态Ge原子的核外电子排布式为 ，有 个未成对电子。
(3)Zn2＋基态核外电子排布式为 。
(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用 ，形象化描述。在基态 14C原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
(5)基态Fe原子有 个未成对电子。Fe3＋的电子排布式为 。
(6)基态硼原子的电子排布式为 。
18．W、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数一次增大。W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，Z能形成红色(或砖红色)的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)W位于元素周期表第 周期第 族。W的气态氢化物稳定性比H2O(g) (填“强”或“弱”)。
(2)Y的基态原子核外电子排布式是 ，Y的半径比X的 (填“大”或“小”)。
(3)Y的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与Z的单质反应的化学方程式是 。
2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修2
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．B
3．B
4．A
5．C
6．C
7．D
8．C
9．B
10．C
11．B
12．D
13．B
14．(1) 1~7 K、L、M、N、O、P、Q 远 高
(2) x s、p、d、f 电子层数
(3) 单个电子 1 3 5 7 n2
(4) 两 ↑ ↓
15．(1)4f5
(2)[Ar]3d9
(3)[Ar]3d104s2
(4)
(5)[Ar]3d64s2
16．(1) ①⑥ ④⑤ ③ ⑦
(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1
(3)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(4)哑铃
17．(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2) 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 2
(3)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(4) 电子云 2
(5) 4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(6)1s22s22p1
18．(1) 二 VA 弱
(2) 1s22s22p63s23p4 小
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
参考答案：
1．C
【详解】A．1s22s22p5中，电子依次排满1s、2s，剩余电子排布在2p轨道上，表示的是基态氟原子的电子排布，A不符合题意；
B．按照轨道能量由低到高的顺序，依次排布在能量递增的轨道上，表示的是基态钙原子的电子排布，B不符合题意；
C．中，电子未排满2p轨道，就排布在能量更高的3s轨道上，表示的是激发态的氧原子，C符合题意；
D．中，电子最后排布在3d、4s轨道上，符合洪特规则，4s轨道有一个电子进入3d轨道，使3d轨道半充满，原子的能量低，稳定性强，D不符合题意；
故选C。
2．B
【详解】A．Ca是20号元素，其基态原子价层电子排布为4s2，位于周期表s区，A不合题意；
B．Co是27号元素，其基态原子价层电子排布为3d74s2，位于周期表d区，B符合题意；
C．I是53号元素，位于周期表p区，C不合题意；
D．Ga是31号元素，其基态原子价层电子排布为4s24p1，位于周期表p区，D不合题意；
故答案为：B。
3．B
【详解】A．各能层含有的能级数为n，N能层的能级数最多为4个，故A正确；
B．Na元素的价电子层结构为3s1,在元素周期表的s区，故B错误；
C．F元素在同周期中电负性最大，为4.0，故C正确；
D．根据对角线规则，沿周期表中金属与非金属分界线方向对角的两主族元素性质相似，铍和铝位置关系符合对角线规则，物质的性质相似，故D正确。
故选B。
4．A
【详解】A．同周期从左到右，第一电离能逐渐增大，但是第ⅤA族元素的第一电离能大于第ⅥA族元素的第一电离能，故第一电离能：N＞O，A项正确；
B．同一主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，氢化物的还原性逐渐增强，则还原性：HBr＜HI，B项错误；
C．同周期从左到右，元素的金属性逐渐减弱，最高价氧化物对应水化物的碱性减弱，则碱性：Al(OH)3＜Mg(OH)2，C项错误；
D．核外电子排布相同的离子，原子序数越小，离子半径越大，则离子半径：Na+＜F-，D项错误；
答案选A。
5．C
【分析】X、Y、Z、W、R属于元素周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大，X和Z的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，分别为2p2、2p4，即X为C元素，Z为O，则Y为N元素；W与Z同族，则W为S元素；R的最外层电子数与最内层电子数相等，即最外层电子数为2，且原子序数大于16，则R为Ca元素，由上述分析可知，X、Y、Z、W、R分别为C、N、O、S、Ca元素；
【详解】A．S2-、Ca2+的核外电子数均为18，二者核外电子排布相同，但Ca2+的质子数多，对最外层电子数的引力强，电子Ca2+的半径小于S2-，即离子半径:S2- > Ca2+，O2-核外电子数均为10，小于S2-、Ca2+，所以正确排序为：W>R> Z，选项A错误；
B．非金属性: O > S，非金属性越强，其简单气态氢化物的热稳定性越强，则热稳定性:H2O > H2S，选项B错误；
C．N、O位于第二周期元素，但N原子的2p3结构属于半充满的稳定结构，失去1个电子所需能量大，所以元素第一电离能: I1(N) > I1(O)；O、S位于同一主族，O原子半径小，电负性大，元素第一电离能: I1(O) > I1(S)，所以选项C正确；
D．碳酸是弱酸，硫酸是强酸，即最高价氧化物对应水化物的酸性: H2SO4 > H2CO3，选项D错误；
故选C。
6．C
【详解】在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与n-1层相同，最外层电子数最大是8，则其n-1电子层电子数是8；当K层为次外层时最多排列2个电子、当L层为次外层时，最多排列8个电子，当次外层为M层时，最多排列电子数是18，当它作为原子的次外层时，其电子数比n+1层最多容纳电子数多10个，n+1层为最外层时其电子数最多8个，所以n层最多排列18个电子，所以该电子层为M层，故选：C。
7．D
【详解】A．根据表格中电离能的数据可知，X的I1较小，I2突增，故X的价电子数应为1，为第ⅠA族元素，选项A正确；
B．Y的I1、I2、I3均较小，I4突增，则Y的价电子数为3，为第ⅢA族元素，价电子排布为ns2np1，选项B正确；
C．Z的I1、I2较小，I3突增，说明Z的价电子数为2，为第ⅡA族元素，处于元素周期表s区，选项C正确；
D．三种元素处于同一周期，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性：X>Z>Y，选项D错误；
答案选D。
8．C
【分析】A、B、C、D、E五种短周期主族元素，原子序数依次增大；A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等，为H元素；C是短周期原子半径最大的主族元素，为Na元素；B、D同主族，且DB2、C2D均能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色，B为O、D为S元素，DB2为SO2、C2D为Na2S，E的原子序数比D大且为短周期主族元素，所以E为Cl元素，即A、B、C、D、E分别是H、O、Na、S、Cl元素。
【详解】A． B、D、E分别是O、S、Cl， B离子核外有2个电子层，D、E核外有3个电子层，电子层数目越多，半径越大；D、E离子电子层数相同，但D离子的原子序数小，故其半径最大，故A正确；
B． A与B、D、E构成的18电子的分子分别为H2O2、H2S、HCl，B正确；
C． A、B、D分别是H、O、S，三种元素形成的化合物H2SO3、H2SO4都抑制水电离，C错误；
D．分子D2E2中原子均满足8电子稳定结构，D2E2为S2Cl2，结构式为Cl﹣S﹣S﹣Cl，分子中含有非极性键S﹣S键，D正确；
故选C。
9．B
【详解】A．从空间角度看，s轨道是以原子核为中心的球形，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道，故A正确；
B．2p、3p、4p能级的轨道数都是3，故B错误；
C．2p和3p轨道形状均为哑铃形，故C正确；
D．同一能级的电子能量相同，、、轨道相互垂直，但能量相等，故D正确；
选B。
10．C
【分析】W可形成多种单质，其中一种是自然界中硬度最高的物质，可知W为C，X、Y、Z三种元素的原子最后一个电子填充在相同的能级组轨道上，则最后一个电子应填充在p轨道能级上，X为Al，则Z为Cl，据此分析解答；
【详解】A．简单离子半径：S2->Cl->Al3+，故A正确；
B．元素非金属性：Cl>C，则简单氢化物的还原性：CH4>HCl，故B正确；
C．元素第一电离能，同周期从左到右呈增大趋势，同主族从上到下递减，则第一电离能：S>C>Al，故C错误；
D．Al和Cl形成的AlCl3为共价化合物，故D正确；
故选：C。
11．B
【详解】A．HCl和H2S是无氧酸，根据最高价含氧酸的酸性强弱判断元素非金属性强弱，故不选A；
B．元素非金属性越强，其单质氧化性越强；还原性S2->Cl-，则氧化性S
D．根据元素最高价含氧酸的酸性强弱判断元素的非金属性，不能根据最高价含氧酸氧化性判断元素非金属性强弱，故不选D；
正确答案是B。
12．D
【详解】电负性的大小和非金属性的强弱一致，因而可根据元素非金属性的强弱判断电负性大小，X的电负性比Y大，表明X的非金属性比Y的非金属性强。
【分析】A．电负性越大的元素其单质得电子能力越强即氧化性越强，和氢气化合越容易，所以与H2化合时X单质比Y单质容易能说明X比Y的电负性大，A不符合题意；
B．电负性越强的元素其吸引电子能力越强，其单质的氧化性越强，X单质可以把Y从其氢化物中置换出来能说明X比Y的电负性大，B不符合题意；
C．电负性越强的元素其单质得电子能力越强，其最高价含氧酸的酸性越强，X的最高价氧化物的水化物的酸性比Y的最高价氧化物的水化物的酸性强能说明X比Y的电负性大，C不符合题意；
D．元素电负性大小与吸引电子能力有关，与最外层电子数多少无关，如氧元素的电负性比碘元素的电负性大，但氧原子最外层电子数小于碘原子最外层电子数，所以X原子的最外层电子数比Y原子的最外层电子数多不能说明X比Y的电负性大，D符合题意；
故答案为：D。
13．B
【分析】X原子半径最小，原子序数最小，则X为H元素；Y、Z同周期，且两者的基态原子核外均有2个未成对电子，则Y为C元素，Z为O元素；W元素与X的同族元素相邻，且其原子序数最大，为Mg元素；
【详解】A．Mg元素核外电子排布：，为全充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻元素，故A正确；
B．分子式为CH2O，为甲醛，水溶液不呈酸性，故B错误；
C．Mg单质与CO2反应方程式：，故C正确；
D．简单氧化物熔点：MgO＞H2O＞CO2，故D正确；
答案选B。
14．(1) 1~7 K、L、M、N、O、P、Q 远 高
(2) x s、p、d、f 电子层数
(3) 单个电子 1 3 5 7 n2
(4) 两 ↑ ↓
【解析】略
15．(1)4f5
(2)[Ar]3d9
(3)[Ar]3d104s2
(4)
(5)[Ar]3d64s2
【详解】（1）Sm的价层电子排布式为4f66s2，失去6s的2个电子和4f的1个电子后，Sm3+价层电子排布式为4f5。故答案为：4f5；
（2）基态Cu原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Cu原子失去4s能级上的1个电子、3d能级上的1个电子生成基态Cu2+，则Cu2+的基态核外电子排布式为[Ar]3d9。故答案为：[Ar]3d9；
（3）锌为30号元素，Zn原子核外电子排布式为[Ar]3d104s2。故答案为：[Ar]3d104s2；
（4）氮最外层5个电子，氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为。故答案为：；
（5）铁为26号元素，Fe基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2。故答案为：[Ar]3d64s2。
16．(1) ①⑥ ④⑤ ③ ⑦
(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar] 3d104s1
(3)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(4)哑铃
【详解】（1）根据核外电子排布规律：①⑥正确；
②氟原子得到1个电子形成氟离子，正确的应为1s22s22p6；
③没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道并且自旋方向相同，最外层的轨道表示式应为；
④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1；
⑤违背了最低能量原理，应该首先填充4s轨道，应该为1s22s22p63s23p64s1；
⑦中违反泡利不相容原理，正确的应为。
故核外电子排布正确的是①⑥，违反能量最低原理的是④⑤，违反洪特规则的是③，违反泡利不相容原理的是⑦；
（2）铜为29号元素，基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；
（3）铁原子失去3个电子形成铁离子，Fe3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
（4）p电子的原子轨道呈哑铃形。
17．(1) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2) 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 2
(3)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(4) 电子云 2
(5) 4 1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)
(6)1s22s22p1
【详解】（1）Ni是28号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2.根据洪特规则可知，Ni原子3d能级上8个电子尽可能分占5个不同的轨道，其未成对电子数为2；
（2）Ge(锗)元素在周期表的第四周期、第ⅣA族，因此核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，p轨道上的2个电子是未成对电子；
（3）Zn为30号元素，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，失去最外层的2个电子即可得到Zn2＋，Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10；
（4）处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布用电子云形象地描述。基态14C原子的电子排布图为 ，则核外存在2对自旋相反的电子；
（5）基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，其中3d能级有4个轨道未充满，含有4个未成对电子。Fe原子失去4s轨道的2个电子和3d轨道的1个电子形成Fe3＋，则其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；
（6）B是5号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p1。
18．(1) 二 VA 弱
(2) 1s22s22p63s23p4 小
(3)Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
【分析】W、Y的氧化物是导致酸雨的主要物质，酸雨有硝酸型酸雨和硫酸型酸雨，在结合原子序数的大小可知，W是氮元素，Y是硫元素，X的基态原子核外有7个原子轨道填充了电子，根据基态原子核外电子所遵循的原则，可以写出电子排布式为1s22s22p63s23p1，X为铝元素，Z能够形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物，推知Z为铜元素，两种氧化物分别为Cu2O和CuO，所以W、X、Y、Z分别是N、Al、S、Cu。
【详解】（1）W是N元素，N位于元素周期表的第二周期第ⅤA族；W的气态氢化物是NH3，O的非金属性比N的非金属性强，非金属性越强，其氢化物越稳定，所以氢化物稳定性是NH3的弱于H2O的；
（2）Y是S元素，S的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是S，X是Al，同周期原子半径从左到右逐渐减小，所以S的半径小于Al的半径；
（3）Y的最高价氧化物对应的水化物是H2SO4，Z是Cu，Cu与浓硫酸反应产生SO2，其化学反应方程式为Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
