1、原子结构与性质一、选择题1下列说法正确的是()A自然界中的所有原子都处于基态B同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量C无论原子种类是否相同，基态原子的能量总是低于激发态原子的能量D激发态原子的能量较高，极易失去电子，表现出较强的还原性B处于最低能量状态的原子叫做基态原子。电子由较低能级向较高能级跃迁，叫激发。激发态原子的能量总是比原来基态原子的能量高。如果电子仅在内层激发，电子未获得足够的能量，不会失去。2下列能层中，包含f能级的是()AK能层BL能层CM能层DN能层DK能层是第一能层，只有1s能级；L能层是第二能层，有两个能级，即2s和2p；M能层是第三能层，有三个能级，即3s、3p
2、、3d；N能层是第四能层，有四个能级，即4s、4p、4d、4f。根据能级数等于能层序数，只有能层序数4的能层才有f能级。3(2021江苏徐州一中高二月考)下列说法不正确的是()A同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增高B同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多C任一原子的p能级电子云轮廓图形状均为哑铃形D任一能层的能级数等于该能层序数B同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增高，A正确；不同电子层中p轨道的数目均为3，则同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，B不正确；任一原子的p能级电子云轮廓图形状均为哑铃形，C正确；任一能层的能级数等于该能层序数，D正确。4(202
3、1山东德州高二期末)下列说法正确的是()A电子仅从激发态跃迁到基态才产生原子光谱B在已知元素中，基态原子的4s能级中只有1个电子且位于d区的元素共有3种C核电荷数为26的元素基态原子核外价层电子排布图为D核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含未成对电子C电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，会产生发射光谱，反之，会产生吸收光谱，二者总称为原子光谱，A错误；基态原子的4s能级中只有1个电子即4s能级未充满，该元素可能是K(1s22s22p63s23p64s1)、Cr(1s22s22p63s23p63d54s1)、Cu(1s22s22p63s23p63d104s1)，其
4、中位于d区的元素是Cr，只有1种，B错误；核电荷数为26的元素为Fe元素，基态Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，则价层电子排布图为，C正确；每个原子轨道最多容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，原子轨道中一定含有未成对电子，D错误。5下列用电负性数据不能判断的是()A某元素是金属元素还是非金属元素B氢化物HY和HX中键的极性强弱C化学键是离子键还是共价键D化合物的溶解度D一般认为，电负性大于1.8的是非金属元素，小于1.8的是金属元素，利用电负性可以判断元素是金属元素还是非金属元素，故A不符合；电负性越大的原子对键合电子的吸引力越大，即该原子与氢原子形成的
5、化合物中键的极性越强，可以利用电负性判断氢化物HY和HX中键的极性强弱，故B不符合；电负性差值小于1.7的两种元素的原子之间形成共价键，电负性差值大于1.7的两种元素化合时，形成离子键，可以依据电负性数据判断化学键是离子键还是共价键，故C不符合；利用电负性不能判断物质的溶解度，故D符合。6玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列叙述中正确的是()A因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动B3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同C钒原子核外有4种形状的原子轨道 D原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的Ds轨道是球形的
6、，这是电子云的轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大小，不是说电子在做圆周运动，A错误；p能级有三个原子轨道，同一能层上的p轨道能量相同，3px、3py、3pz能量相同，它们的差异是延伸方向不同，B错误；23号钒，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，能级有s、p、d三种，对应的原子轨道形状有3种，C错误；电子云的轮廓图称为原子轨道，形象地描述电子运动的状态，D正确。7某元素的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是()A电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2B该元素为VC该元素为第A族元素D该元素属于过
7、渡元素C主族元素的最外层电子数价层电子数，所以该元素在过渡元素区；因其是同族中原子序数最小的元素，所以在第四周期，其价层电子排布式为3d34s2，为第B族元素V。8瑞典化学家贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉状物质中制得硒。硒是第A族元素，下列关于硒的基态原子说法正确的有()位于周期表p区；电子占据17个原子轨道；有34种不同运动状态的电子；占据8个能级；电子占据的能量最高能层符号是4p；价层电子排布为3d104s24p4A3项 B4项C5项D6项 A基态硒原子的价层电子排布式为4s24p4，位于元素周期表p区，正确；硒的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4
8、，电子在第一能层占据1个s轨道，第二能层占据1个s和3个p轨道，第三能层占据1个s,3个p和5个d轨道，第四能层占据1个s和3个p轨道，一共占据18个原子轨道，错误；硒原子核外一共有34个电子，所以一共有34种不同运动状态的电子，正确；由基态硒原子的电子排布式可知，电子共占据8个能级，正确；4p为能级符号，不是能层符号，错误；其价层电子排布应为4s24p4，错误，答案为A。9X、Y、Z、W、R为五种短周期元素，其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是()A简单离子半径：YWB元素的电负性：ZWCR为氧元素DX与Z可以形成正四面体结构的分子CX、Y、Z、W、R为五种短周期元素
9、，X、Y原子最外层只有一个电子，为第A族元素；Z原子最外层有4个电子，位于第A族，W原子最外层有5个电子，位于第A族，R原子最外层有6个电子，位于第A族；Y原子半径最大，Y为Na元素，X原子半径最小，X为H元素；Z原子和W原子半径接近，R原子半径大于Z且最外层电子数大于Z，所以Z是C元素、W是N元素、R为S元素；Na与N3核外电子排布相同，核电荷数越大，离子半径越小，故简单离子半径：YBEBB元素的最高化合价是最低化合价绝对值的3倍，则最高化合价为6价，它的最高价氧化物为BO3，其中含氧60%，设B的相对原子质量为Ar，则有40%，解得Ar32，则B为S元素，可推知A为O元素，D为P元素，E为
10、Cl元素，C为Se元素。同周期从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但P原子的3p轨道为半充满状态，较稳定，其元素第一电离能大于S元素，故A错误；S元素最高价氧化物对应的水化物为硫酸，硫酸是强酸，故B正确；A为O元素，空气中含量最多的元素是N元素，故C错误；元素的非金属性越强，对应的简单气态氢化物越稳定，则简单气态氢化物的稳定性：DBB原子半径：C电负性：D第一电离能：AD由核外电子排布式可知，1s22s22p63s23p4为S元素，1s22s22p63s23p3为P元素，1s22s22p5为F元素，据此分析解答。基态S原子核外有2个未成对电子，基态P原子核外有3个未成对电子，基态F原子核外有
11、1个未成对电子，所以未成对电子数：，A正确；同周期主族元素从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，所以原子半径：PSF，即，B错误；同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，则电负性：，C错误；同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，但P原子3p轨道为半充满稳定状态，其元素第一电离能大于同周期相邻元素，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，所以第一电离能：FPS，即，D正确。13胃舒平的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8H2O)等化合物。下列叙述中错误的是()A镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2
12、B铝元素原子核外共有5种不同运动状态的电子C钠离子半径比铝离子半径大D金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al2OH2H2O=2AlO3H2BB项，铝元素基态原子的核外电子轨道表示式为，观察可知：原子中共有5种不同能级(分别为1s、2s、2p、3s、3p)，13种不同运动状态(指电子能层、电子能级、轨道方向和自旋状态各不相同)的电子。14如图三条曲线表示C、Si和P元素的前四级电离能变化趋势。下列说法正确的是()A电负性：cbaB最简单氢化物的稳定性：cabC最简单氢化物的相对分子质量：abcDI5：acbD同主族元素自上而下第一电离能减小，P元素3p能级为半充满稳
13、定状态，第一电离能高于同周期相邻元素，故Si的第一电离能最小，由图中第一电离能可知，c为Si，P原子第四电离能为失去3s2中1个电子，3s2为全满稳定状态，与第三电离能相差较大，可知b为P、a为C。A项，同周期自左而右电负性增大，同主族自上而下电负性减小，故Si的电负性最小，错误；B项，Si的非金属性最弱，非金属性越强，氢化物越稳定，故SiH4稳定性最差，错误；C项，最简单氢化物的相对分子质量分别为16、34、32，b的最大，错误；D项，C、Si失去 4个电子为ns2全满状态，能量更低，再失去1个电子时，第五电离能与第四电离能相差较大，P失去4个电子为3s1状态，第四电离能与第五电离能均失去3
14、s能级电子，二者能量相差不大，故第五电离能CSiP，正确。二、非选择题15光伏材料是指能将太阳能直接转换成电能的材料，又称太阳电池材料，只有半导体材料具有这种功能。可作太阳电池材料的有单晶硅、多晶硅、非晶硅、GaAs、GaAlAs、InP、CdS、CdTe、CuInSe等。(1)已知Se在元素周期表中的位置为_，硅的基态原子的电子排布式为_，基态Ga原子核外电子占据的最高能级为_，铜的基态原子的价层电子排布图为_。(2)P、S、Ga电负性从大到小的顺序为_。(3)As元素的第一电离能_Se元素的第一电离能(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_。(4)太阳电池材料中的很多金属或金属化合物在灼
15、烧时会产生特殊的火焰颜色，请用原子结构的知识阐述产生此现象的原因是_。解析(1)Se是34号元素，原子核外有4个电子层，最外层有6个电子，在元素周期表中的位置为第四周期第A族；硅原子核外有14个电子，根据能量最低原理，基态硅原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2；Ga是31号元素，原子核外有31个电子，基态Ga原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，最高能级为4p；铜为29号元素，根据能量最低原理，铜的基态原子的价层电子排布图是。(2)同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大、同主族元素从上到下电负性逐渐减小，所以电负性：SPGa。(
16、3)砷、硒都是第四周期主族元素，同周期元素自左而右第一电离能呈增大趋势，但砷元素基态原子4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以As元素的第一电离能大于Se元素的第一电离能。(4)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，原子从基态变成激发态，电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色。答案(1)第四周期第A族1s22s22p63s23p2(或Ne3s23p2)4p(2)SPGa(3)大于砷元素基态原子4p轨道是半充满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素(4)当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能
17、级，原子从基态变成激发态，电子从能量较高的轨道回到能量较低的轨道时，将以光的形式释放能量，产生特殊的火焰颜色16如图所示为元素周期表的大致框架：(1)在如图所示元素周期表中画出金属元素与非金属元素的分界线。(2)鉴于NaH的存在，有人建议可把氢元素归到第A族。根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，也可把氢元素归到元素周期表中的_族。(3)现有甲、乙两种元素，甲元素原子核外3p能级上有5个电子，乙元素的焰色试验呈黄色。在题图所示的元素周期表中，将甲、乙两元素的元素符号填在元素周期表中的相应位置。甲元素与硫元素相比，非金属性较强的是_(填元素名称)，写出可以验证该结论的一个化学方程式：
18、_。(4)近年来“铊中毒”事件屡屡发生，铊再次成为公众关注的焦点。铊元素的相关信息如下图所示。下列叙述不正确的是_(填字母)。A铊元素在元素周期表中的位置是第六周期第A族B铊原子的中子数为20481123C6s26p1表示铊原子有6个电子层，最外电子层上有3个电子D铊元素的金属性比铝元素的强E铊元素是p区元素解析(2)分析元素周期表中各族化合价特点知，第A族中元素最高正化合价等于最低负化合价的绝对值，故根据氢元素最高正化合价与最低负化合价的绝对值相等，也可把氢元素归到元素周期表中的第A族。(3)甲元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，为Cl元素；乙元素的焰色试验呈黄色，则乙
19、为Na元素。(4)铊元素位于第六周期第A族，与Al同主族，在元素周期表中位于Al的下方，金属性比Al强，属于p区元素，A错误，D、E正确。204.4是铊元素的相对原子质量，铊原子的质量数不一定是204，B错误。答案(1)如图所示(2)第A(3)如图所示氯H2SCl2=2HClS (4)AB17(2021山东广饶一中高二月考)A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，B是同周期第一电离能最小的元素，基态C原子的最外层有三个未成对电子，基态E原子的外围电子排布式为3d64s2。回答下列问题： (1)写出下列元素的名称：A_，B_，C_，D_
20、。(2)D所在周期第一电离能最大的元素是_(用元素符号表示，下同)，电负性最大的元素是_。(3)E元素在周期表的第_周期、第_族，已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区、d区、ds区和f区，则E元素在_区。(4)用电子式表示B的硫化物的形成过程：_。(5)写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_。解析A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素。A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为，则x2，所以A是Si。B是第三周期第一电离能最小的元素，则B是Na。基态C原子的最外层有三个未成对电子，则C是P，D是N；基态E原子的外围电子排布式为3d64s2，则
21、E是Fe。(1)根据以上分析可知A、B、C、D的元素名称分别是硅、钠、磷、氮。 (2)N所在周期第一电离能最大的元素是Ne，电负性最大的元素是F。(3)铁元素位于周期表的第四周期第族，根据基态铁原子的外围电子排布式可知最后填充的为3d电子，则Fe元素在d区。(4)硫化钠是离子化合物，其形成过程用电子式表示为。(5)A的最高价氧化物为二氧化硅，B的最高价氧化物对应的水化物为氢氧化钠，二者反应的离子方程式为SiO22OH=SiOH2O。答案(1)硅钠磷氮(2)NeF(3)四d(4) (5)SiO22OH=SiOH2O18按照下列元素基态原子的电子排布特征回答问题：A元素的原子中只有一个能层且只含1
22、个电子；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E元素的原子最外层电子排布式为3s23p6；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等。(1)B元素在元素周期表中的位置：_。(2)上述元素中位于s区的有_(填元素符号)。(3)写出C元素基态原子价层电子轨道表示式：_。(4)检验某溶液中是否含有D，可通过_试验来检验；检验某溶液中是否含有B，通常所用的试剂是_和_。(5)写出E的元素符号：_，要证明太阳上是否含有E元素，可采用的方法是_。解析A元素的原子
23、只有一个电子层且只含1个电子，故A为H；B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子，所以B为Cl；C元素的原子2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，所以C为O；D元素的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子，所以D为K；E元素的原子价层电子排布式为3s23p6，所以E为Ar；F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等，则F为Mg。(4)检验某溶液中是否含有K，可以通过焰色试验来检验，检验某溶液是否含有氯离子，通常使用的试剂是AgNO3溶液和稀硝酸。答案(1)第三周期第A族(2)H、Mg、K(3) (4)焰色AgNO3溶液稀硝酸(5)Ar对太阳光进行光谱
24、分析19按要求完成下列问题：(1)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO23H2=CH3OHH2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：Co基态原子核外电子排布式为_。元素Mn与O中，第一电离能较大的是_，基态原子核外未成对电子数较多的是_。(2)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：氮原子的价层电子轨道表示式为_。元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他
25、元素的E1自左而右依次增大的原因是_；氮元素的E1呈现异常的原因是_。解析(1)Co是27号元素，位于元素周期表中第四周期第族，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或Ar3d74s2。同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，故Mn的第一电离能小于Se，同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，故Se的第一电离能小于O，则第一电离能：MnO。O基态原子的价层电子排布式为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子的价层电子排布式为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，故核外未成对电子数较多的是Mn。(2)N为7号元素，基态N原子的价层电子排布式为2s22p3，故氮原子的价层电子轨道表示式为；由题意可知，元素的基态气态原子越容易得到一个电子，所放出的能量越大，即第一电子亲和能(E1)越大，同周期元素随核电荷数的增大，原子的电负性增大，得电子的能力增强，故结合一个电子释放的能量逐渐增大；基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子。答案(1)Ar3d74s2OMn(2) 同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大N原子的2p轨道为半充满状态，相对稳定，不易得电子
