第一章測評一、選擇題(本題包括10個小題,每小題只有一個選項符合題意。每小題2分,共20分)1.玻爾理論、量子力學(xué)理論都是對核外電子運動的描述方法。根據(jù)對它們的理解,下列敘述中正確的是()A.因為s軌道的形狀是球形的,所以s電子做的是圓周運動B.3px、3py、3pz的差異之處在于三者中電子(基態(tài))的能量不同C.釩原子核外有4種形狀的原子軌道D.原子軌道和電子云都是用來形象地描述電子運動狀態(tài)的2.在學(xué)習(xí)核外電子排布知識時,甲、乙兩小組對多電子原子能級的有關(guān)知識產(chǎn)生了分歧:甲組認為第三周期元素的基態(tài)原子中,不可能出現(xiàn)d電子,而乙組認為第三周期元素基態(tài)原子中一定有d電子,下列可作為甲組論據(jù)的是()A.能量守恒原理 B.泡利不相容原理C.洪特規(guī)則 D.3d能級能量比4s能級高3.下列原子的價層電子排布式或價層電子軌道表示式中,①②兩種狀態(tài)的能量符合E(①)>E(②)的是()A.氮原子:①②B.鈉原子:①3s1②3p1C.鉻原子:①3d54s1②3d44s2D.碳原子:①②4.我國的納米基礎(chǔ)研究能力已躋身于世界前列,例如曾被選為我國年度十大科技成果之一的一種一維的納米材料,其化學(xué)式為RN。已知該化合物里與氮微粒結(jié)合的Rn+核外有28個電子,則R位于元素周期表的()A.第三周期第ⅤA族 B.第四周期第ⅢA族C.第五周期第ⅢA族 D.第四周期第ⅤA族5.下列說法正確的是()A.1s22s22p63s13p1表示的是基態(tài)原子的電子排布B.電子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時吸收能量C.第三周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小,第一電離能依次增大D.日常生活中的許多可見光,如霓虹燈光、節(jié)日焰火等,都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)6.下列說法正確的是()A.Na、Mg、Al的第一電離能依次增大B.V、Cr、Mn的最外層電子數(shù)依次增多C.S2、Cl、K+的半徑逐漸減小D.O、F、Ne的電負性逐漸增大7.某元素X的逐級電離能如表所示,單位是kJ·mol1,下列說法正確的是()元素I1I2I3I4I5X578181727451157514830A.X元素可能為+4價B.X為非金屬C.X為第五周期元素D.X與氟反應(yīng)時最可能生成的陽離子為X3+8.X和Y是原子序數(shù)大于4的短周期元素,Xm+和Yn兩種離子的核外電子排布相同,下列說法中正確的是()A.X的原子半徑比Y的小 B.X和Y的核電荷數(shù)之差為mnC.電負性X>Y D.第一電離能X<Y9.已知短周期元素R原子最外層的p能級上有2個未成對電子。下列關(guān)于R的描述正確的是()A.R的氧化物都能溶于水B.R的最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式都是H2RO3C.R都是非金屬元素D.R的氧化物都能與NaOH溶液反應(yīng)10.不能說明X的電負性比Y的電負性大的是()A.與H2化合時X單質(zhì)比Y單質(zhì)容易B.X的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性比Y的最高價氧化物對應(yīng)水化物的酸性強C.X原子的最外層電子數(shù)比Y原子最外層電子數(shù)多D.X單質(zhì)可以把Y從其氣態(tài)氫化物中置換出來二、選擇題(本題包括5個小題,每小題有1~2個選項符合題意。每小題4分,共20分)11.已知M元素原子的價層電子排布式為3s23p1,短周期元素N的原子最外層p軌道為半充滿狀態(tài),下列敘述錯誤的是()A.M為金屬元素,N為非金屬元素 B.M與N為同周期元素C.N的電負性大于M D.M的第一電離能大于N12.圖中三條曲線表示C、Si、P元素四級電離能的變化趨勢。下列說法正確的是()A.電負性:c>b>aB.最簡單氫化物的穩(wěn)定性:c>a>bC.I5:a>c>bD.a、b、c分別為C、Si、P13.以下有關(guān)元素性質(zhì)的說法不正確的是()A.具有下列電子排布的原子中,①1s22s22p63s23p2②1s22s22p3③1s22s22p2④1s22s22p63s23p4,原子半徑最大的是①B.下列原子的價電子排布中,①3s23p1②3s23p2③3s23p3④3s23p4,對應(yīng)的第一電離能最大的是③C.①Na、K、Rb②N、P、As③O、S、Se④Na、P、Cl,元素的電負性隨原子序數(shù)的增加而遞增的是④D.某元素的逐級電離能(kJ·mol1)分別為738、1451、7733、10540、13630、17995、21703,當它與氯氣反應(yīng)時最可能生成的陽離子是X3+14.下列說法正確的是()A.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)才產(chǎn)生原子光譜B.在已知元素中,基態(tài)原子的4s能級中只有1個電子且位于d區(qū)的元素只有1種C.核電荷數(shù)為26的元素,原子核外價層電子軌道表示式為D.核外電子數(shù)為奇數(shù)的基態(tài)原子,其原子軌道中可能不含未成對電子15.如圖為元素周期表中短周期的一部分,關(guān)于Y、Z、M的說法正確的是()A.電負性:Y>Z>MB.離子半徑:M>Z2>YC.ZM2分子中各原子的最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)D.元素Y、Z、M的第一電離能:Y>M>Z三、非選擇題(本題包括5個小題,共60分)16.(10分)根據(jù)核外電子的排布特點推斷元素:(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子,次外層有2個電子,其元素符號為;其價層電子軌道表示式為。

(2)B元素的正三價離子的3d能級為半充滿,B的元素符號為,其基態(tài)原子的電子排布式為,其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。

(3)D元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn+2,則n=;原子中能量最高的是電子,價層電子軌道表示式為。

17.(8分)在原子結(jié)構(gòu)理論中有四個原理,分別是①構(gòu)造原理、②泡利原理、③洪特規(guī)則、④能量最低原理。在以下的現(xiàn)象中主要決定的因素是(填序號,各只填一項)。(1)各能級最多容納的電子數(shù)是該能級原子軌道數(shù)的2倍;

(2)碳原子的核外電子排布基態(tài)時是1s22s22p2而不是1s22s12p3;

(3)最外層電子數(shù)不會超過8,次外層電子數(shù)不會超過18;

(4)鉻(24Cr)的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2;

(5)在磷原子的基態(tài)原子結(jié)構(gòu)中,有3個未成對的單電子;

(6)第四周期元素中,4p軌道半充滿的是,3d軌道半充滿的是,4s軌道半充滿的是。(填元素符號)

18.(12分)科學(xué)家合成一種新化合物(如圖所示)。其中W、X、Y、Z為同一短周期元素,W是所在周期中第一電離能最小的元素,Y元素基態(tài)原子的未成對電子數(shù)等于其電子層數(shù),Z元素的原子核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半?；卮鹣铝袉栴}:(1)W、X、Y、Z原子半徑由大到小的順序為(用對應(yīng)的元素符號表示)。

(2)Z的核外電子排布式為。

(3)基態(tài)X原子價層電子軌道表示式為。

(4)W元素基態(tài)原子核外電子有種運動狀態(tài),其中電子占據(jù)能量最高的原子軌道符號表示為。

(5)X的電負性(填“大于”或“小于”)Y,原因是。

19.(16分)如圖為元素周期表的一部分:Ⅰ.(1)元素③的基態(tài)原子軌道表示式為。

(2)元素③④⑤的第一電離能由大到小的順序為(填元素符號)。

(3)以下組合的原子間反應(yīng)最容易形成離子鍵的是(填字母)。

A.②和⑤ B.①和⑤ C.⑤和⑥ D.⑥和⑧(4)某些不同族元素的性質(zhì)也有一定的相似性,如上表中元素⑦與元素②的單質(zhì)及其化合物有相似的性質(zhì)。寫出元素②的最高價氧化物與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:。

Ⅱ.(1)如圖是部分元素原子的第一電離能I1隨原子序數(shù)的變化關(guān)系(其中12號至17號元素的有關(guān)數(shù)據(jù)缺失)。①根據(jù)圖示變化規(guī)律,可推測S的第一電離能的大小(最小)范圍為<S<(填元素符號)。

②圖中第一電離能最小的元素在周期表中的位置為。

(2)用In表示元素的第n電離能,則圖中的a、b、c分別代表(填字母)。

A.a為I1、b為I2、c為I3 B.a為I3、b為I2、c為I1C.a為I2、b為I3、c為I1 D.a為I1、b為I3、c為I2(3)銅、鋅兩種元素的第一電離能、第二電離能如表所示。電離能/(kJ·mol1)I1I2Cu7461958Zn9061733銅的第一電離能(I1)小于鋅的第一電離能,而銅的第二電離能(I2)卻大于鋅的第二電離能,其主要原因是

。

20.(14分)A、B、C、D、E五種元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,且都小于20。其中C、E是金屬元素;A和E屬同族,它們原子的最外層電子排布式為ns1。B和D也屬同族,它們原子最外層的p能級電子數(shù)是s能級電子數(shù)的兩倍。C原子的最外層電子數(shù)等于D原子的最外層電子數(shù)的一半。請回答下列問題:(1)A元素基態(tài)原子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為;B元素原子中未成對電子為,E元素原子核外有種運動狀態(tài)不同的電子。

(2)寫出C元素基態(tài)原子的電子排布式:。

(3)D元素的價層電子軌道表示式為。

(4)元素B與D的電負性的大小關(guān)系是B(填“>”“<”或“=”,下同)D,E與C的第一電離能大小關(guān)系是EC。

(5)寫出元素C的單質(zhì)和元素E的最高價氧化物的水化物的水溶液反應(yīng)的離子方程式:。

參考答案第一章測評1.Ds軌道是球形的,這是電子云輪廓圖,表示電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度,不是說電子在做圓周運動,A錯誤;p能級有三個原子軌道,同一能層上的p軌道能量相同,3px、3py、3pz能量相同,它們的差異是延伸方向不同,B錯誤;23號釩,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d34s2,能級有s、p、d三種,對應(yīng)的原子軌道形狀有3種,C錯誤;常用電子云輪廓圖的形狀和取向來表示原子軌道的形狀和取向,都用來形象地描述電子運動的狀態(tài),D正確。2.D第三周期元素的原子只有3個電子層,因為3d能級能量比4s能級高,3d能級中的電子必然在4s能級填滿電子后才能填充,故當填充3d能級時電子層已變?yōu)榱?層。3.AA項中,②狀態(tài)2p能級半充滿,能量相對較低。4.B由化學(xué)式RN知R為+3價,故R原子核外有31個電子,核電荷數(shù)為31,價層電子排布為4s24p1,為鎵元素,位于第四周期第ⅢA族。5.D1s22s22p63s13p1表示的不是基態(tài)原子的電子排布,因為其3s軌道沒有排滿就排布了3p軌道,違反了能量最低原理,A不正確;電子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會釋放能量,B不正確;第三周期元素的原子半徑從左到右逐漸減小,第一電離能呈依次增大的趨勢,但是因為Mg和P的原子結(jié)構(gòu)相對較穩(wěn)定,其第一電離能均高于其右邊的元素,C不正確;電子在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時會產(chǎn)生原子發(fā)射光譜,日常生活中的許多可見光,如霓虹燈光、節(jié)日焰火等,都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān),D說法正確。6.C同一周期從左到右,元素的第一電離能呈增大趨勢,但由于Mg的3p能級為全空的穩(wěn)定狀態(tài),所以Mg的第一電離能比Al的大,A錯誤;V、Mn原子的最外層電子數(shù)都是2,而Cr原子3d、4s能級處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài),最外層電子只有1個,B錯誤;S2、Cl、K+是電子層結(jié)構(gòu)相同的離子,核電荷數(shù)越大,離子半徑越小,所以S2、Cl、K+的半徑逐漸減小,C正確;O、F的電負性逐漸增大,而Ne的原子軌道處于全充滿的穩(wěn)定狀態(tài),不用電負性衡量其性質(zhì),D錯誤。7.D由題表可知,該元素的I4?I3,故該元素最外層有3個電子,易形成+3價陽離子,A、B兩項錯誤,D項正確;無法確定該元素是否位于第五周期,C項錯誤。8.DXm+與Yn的核外電子排布相同,核電荷數(shù)之差為(m+n),質(zhì)子數(shù)X>Y;在周期表中,X位于Y的左下方,原子半徑X>Y;X比Y更易失電子,第一電離能X<Y,電負性X<Y。9.C由短周期元素R原子最外層的p能級上有2個未成對電子可知,可能存在兩種情況:p能級上只有2個電子,為第ⅣA族元素;p能級上有4個電子,為第ⅥA族元素。第ⅣA族中元素Si的氧化物SiO2難溶于水,A錯誤;第ⅣA族元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是H2RO3,但第ⅥA族元素最高價氧化物對應(yīng)水化物的化學(xué)式是H2RO4,B錯誤;短周期第ⅥA族和第ⅣA族的元素均為非金屬元素,C正確;R的氧化物如CO與NaOH溶液不反應(yīng),D錯誤。10.C電負性的大小和非金屬性的強弱變化規(guī)律一致,因而可根據(jù)元素非金屬性的強弱判斷。X的電負性比Y大,表明X的非金屬性比Y的非金屬性強。A、B、D均能說明X的非金屬性比Y強,原子最外層電子數(shù)的多少不能決定元素得失電子的能力。11.BD由已知信息可得M為Al元素,N為P元素或N元素,故A、C項均正確,B錯誤。第一電離能:N>P>Al,故D項錯誤。12.C根據(jù)碳、硅、磷元素的原子核外電子排布規(guī)律,結(jié)合電離能變化規(guī)律可知,a、c為同一主族元素,則a是碳,b是磷,c是硅,D錯誤;元素的非金屬性越強,其電負性就越大,由于元素的非金屬性:C>Si,所以元素的電負性:C>Si,A錯誤;元素的非金屬性越強,其最簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性就越強,由于元素的非金屬性:C>Si,所以最簡單氫化物的穩(wěn)定性:C>Si,B錯誤;C、Si失去4個電子后達到穩(wěn)定狀態(tài),能量更低,再失去1個電子消耗能量大,故第五電離能與第四電離能相差較大,P失去4個電子后為3s1狀態(tài),第四電離能與第五電離能相差不大,所以元素的I5:C>Si>P,C正確。13.D最外層電子數(shù)相同時電子層數(shù)越多半徑越大,相同數(shù)目電子層時最外層電子數(shù)越少,半徑越大,A項說法正確;B項中四種元素均為第三周期元素,由電離能的變化規(guī)律及核外電子的排布情況可知,③中3p能級半充滿,第一電離能最大,B項說法正確;元素的電負性可用來衡量元素的金屬性和非金屬性的強弱,在元素周期表中,同一周期從左到右,元素的電負性逐漸增大,同一主族從上到下,元素的電負性逐漸減小,故C項說法正確;判斷電離能與元素化合價的關(guān)系,關(guān)鍵看各級電離能之間的差值大小,相鄰兩級電離能差值大,說明再失去一個電子的難度增大,由此可判斷出該離子所帶的電荷數(shù),所以X最有可能生成的陽離子是X2+,D項說法錯誤。14.BC電子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,會產(chǎn)生發(fā)射光譜,電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時,會產(chǎn)生吸收光譜,吸收光譜與發(fā)射光譜總稱原子光譜,A項錯誤;該元素最外層僅有的一個電子位于4s能級,即4s1,該原子4s能級未填滿,情況之一是按照能級順序正常填充的結(jié)果:1s22s22p63s23p64s1,為K元素,情況之二是按照洪特規(guī)則的特例填充的結(jié)果:1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1,為24Cr和29Cu,位于d區(qū)的只有Cr,B項正確;Fe原子3d能級上有6個電子,4s能級上有2個電子,Fe原子價層電子軌道表示式為,C項正確;每個原子軌道最多容納2個電子,核外電子數(shù)為奇數(shù)的基態(tài)原子,原子軌道中一定有未成對電子,D項錯誤。15.CD由圖示關(guān)系可推知:Y為氟元素,M為氯元素,Z為硫元素。A項,元素的電負性關(guān)系為F>Cl>S,故不正確;B項,離子半徑關(guān)系為S2>Cl>F,故不正確;C項,SCl2的電子式為

··Cl······S16.答案(1)N(2)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)22p解析(1)經(jīng)分析,A元素基態(tài)原子的軌道表示式可寫成:,則該元素核外有7個電子,為氮元素,其元素符號為N。(2)B元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成+3價離子,其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,即26號元素鐵。17.答案(1)②(2)④(3)①(4)③(5)③(6)AsCr、MnK、Cr、Cu解析(1)泡利原理:每個原子軌道最多容納2個電子且自旋方向相反,各能級最多容納的電子數(shù)是該能級原子軌道數(shù)的2倍,其主要決定因素是泡利原理,故選②。(2)基態(tài)原子的電子在核外排布時首先要遵循能量最低原理,所以碳原子的核外電子排布基態(tài)時是1s22s22p2而不是1s22s12p3,其主要決定因素是能量最低原理,故選④。(3)最外層電子數(shù)不會超過8,次外層電子數(shù)不會超過18,其主要決定因素是構(gòu)造原理,故選①。(4)原子軌道中電子處于全滿、全空或半滿時較穩(wěn)定,所以在等價軌道(相同電子層、電子亞層上的各個軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道,且自旋方向相同,鉻(24Cr)的電子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2,其主要決定因素是洪特規(guī)則,故選③。(5)在等價軌道(相同電子層、電子亞層上的各個軌道)上排布的電子將盡可能分占不同的軌道,且自旋方向相同,磷原子的基態(tài)原子結(jié)構(gòu)中,有3個未成對的單電子,其主要決定因素是洪特規(guī)則,故選③。(6)第四周期元素中,4p軌道半充滿時其4s軌道全充滿,該原子是As;3d軌道半充滿時4s能級可能有1個電子或2個電子,如果4s能級是1個電子為Cr,如果4s能級有2個電子為Mn;4s軌道半充滿時,3d軌道可能沒有電子、可能有5個電子、可能有10個電子,如果3d軌道沒有電子時該原子是K、如果3d軌道有5個電子時該原子是Cr、如果3d軌道有10個電子時該原子是Cu。18.答案(1)Na>Si>P>Cl(2)1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5(3)(4)113s(5)小于同周期元素P比Si原子半徑小,核電荷數(shù)多,吸引電子能力更強解析W、X、Y、Z為同一短周期元素,據(jù)題圖可知X能形成4個共價鍵,則應(yīng)為第ⅣA族元素,Z核外最外層電子數(shù)是X核外電子數(shù)的一半,則X核外電子數(shù)最大為14(Z不可能為0族元素),則X為C或Si,若X為C,則Z為B,不符合圖示成鍵規(guī)律,所以X為Si,Z為Cl,四種元素位于第三周期;Y元素基態(tài)原子的未成對電子數(shù)等于其電子層數(shù),則Y核外電子排布為1s22s22p63s23p3,即為P元素;根據(jù)題圖示可知,W元素的陽離子帶一個正電荷,且W是所在周期中第一電離能最小的元素,則W為Na元素。(1)同一周期從左向右原子半徑逐漸減小,則W、X、Y、Z原子半徑由大到小的順序為Na>Si>P>Cl;(2)Cl的核外電子數(shù)=核電荷數(shù)=17,Cl的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5;(3)Si處于元素周期表中第三周期第ⅣA族,基態(tài)Si的價層電子排布式為3s23p2,則基態(tài)硅原子價層電子的軌道表示式是;(4)Na的核外電子總數(shù)=原子序數(shù)=11,每個電子的運動狀態(tài)都不同,則Na原子核外電子有11種不同的運動狀態(tài);Na元素基態(tài)原子中能量最高的電子所占據(jù)的原子軌道為3s;(5)同周期元素P比Si原子半徑小,核電荷數(shù)多,吸引電子能力更強,所以Si的電負性小于P。19.答案Ⅰ.(1)(2)F>N>O(3)C(4)2OH+BeOBeO22-+HⅡ.(1)①SiP②第五周期第ⅠA族(2)C(3)Cu原子失去一個電子后,核外電子排布為[Ar]3d10,而鋅失去一個電子后核外電子排布為[Ar]3d104s1,根據(jù)洪特規(guī)則,銅達到了較穩(wěn)定狀態(tài),所以Cu的第二電離能相對較大解析Ⅰ.(1)由題圖可知,③為N元素,基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p3,則基態(tài)原子軌道表示式為;(2)同一周期第一電離能隨原子序數(shù)增大呈現(xiàn)增大的趨勢,但同一周期第ⅡA族元素比第ⅢA族元素的第一電離能大,第ⅤA族元素比第ⅥA族元素的第一電離能大,所以N、O、F三種元素的第一電離能從大到小的順序為F>N>O;(3)由元素周期表中的位置可知,①為H,②為Be,⑤為F,⑥為Na,⑧為Cl,五種元素中最活潑的金屬鈉和最活潑的非金屬氟之間最容易形成離子鍵,C項正確;(4)由于Be與Al的性質(zhì)相似,所以參照Al2O3與NaOH溶液的反應(yīng),BeO與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為2OH+BeOBeO22-+H2OⅡ.(1)①同一周期第一電離能隨原子序數(shù)增大呈現(xiàn)增大