1、单元素养评价(一)(第一章)(75分钟100分)一、选择题。本题共16小题，共44分。第110小题，每小题2分；第1116小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1(2021衡水高二检测)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【解析】选D。s轨道是球形的，这是电子云轮廓图，表示电子在原子核外出现的概率密度，不是说电
2、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。【补偿训练】(2021天津河西区高二检测)下列关于多电子原子核外电子排布的说法错误的是()A各能层含有的能级数等于能层序数B各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束C各能层最多可容纳的电子数一定是偶数D各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7【解析】选
3、B。各能层含有的能级数与其能层数相等为n(n代表能层序数)，即第n能层含有n个能级，如第一能层能级数为1，1s，故A正确；各能层的能级都是从s能级开始，每个能层上能级个数与能层数相等，所以有的能层不含f能级，故B错误；根据核外电子排布规律，每一能层最多可容纳的电子数2n2(n为能层序数)，各能层最多可容纳的电子数一定是偶数，故C正确；根据电子云的空间形状可知，各能级包含的原子轨道数按s、p、d、f的顺序依次为1、3、5、7，故D正确。2.(2021襄阳高二检测)短周期元素X、Y在周期表中的相对位置如图所示，且已知X基态原子的价电子排布为nsnnpn1，下列说法不正确的是()AX元素的电负性大于
4、YBX元素的第一电离能大于YCX在周期表中位于第二周期第A族D原子半径MgY【解析】选C。X基态原子的价电子层为nsnnpn1，则n2，可知n13，即X的价电子层为2s22p3，X为N，结合元素在周期表的位置可知Y为Si。非金属性NSi，则X元素的电负性大于Y，故A正确；非金属性越强，第一电离能越大，则X元素的第一电离能大于Y，故B正确；X为N，在周期表中位于第二周期第A族，故C错误；同一周期，从左到右，原子半径减小，则原子半径：MgY，故D正确。3下列能级按能量由低到高的顺序排列正确的是()A3s3p3d4sB4s4p3d4dC4s3d4p5s D1s2s3sn，所以X为钠元素，Y为铝元素，
5、Z为氯元素；NaOH为强碱，Al(OH)3是两性氢氧化物，HClO4是强酸，则它们的最高价氧化物对应水化物的碱性依次减弱，酸性依次增强，故A错误；同周期元素原子半径随原子序数的增加而减小，X、Y、Z半径依次减小，故B错误；Na、Al、Cl的第一电离能依次增大，电负性依次增大，故C正确；Na、Al，Cl的原子序数依次增大，故D错误。14(2021日照高二检测)下表中所列的五种短周期元素，原子序数连续，但与表中排列顺序无关。用m表示基态原子的价电子数，用n表示基态原子的未成对电子数，mn的值如下表所示：元素ABCDEmn86420下列说法错误的是()A第一电离能：ACB电负性：EDC原子序数：BC
6、，A正确；据分析可知，E是Na为金属元素， D是N为非金属元素，故电负性ED，B正确；据分析可知，E是Na，B是F，故原子序数：BM【解析】选A。W、Y、Z为不同周期不同主族的短周期元素，说明有一种元素为H，根据图示结构可知，W形成2价阳离子，X形成2个共价键，Z形成1个共价键，则Z为H元素，W位于A族，X位于A族；W、X对应的简单离子核外电子排布相同，则W为Mg，X为O元素；W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，Y的最外层电子数为：6213，Y的最外层p能级上只有一个单电子，Y与H、Mg不同周期，则Y为B元素，据此解答。 Z原子中只有1个电子，占据核外1个原子轨道，其他原子轨道也
7、有，只不过没有电子，故A错误；镁离子和氧离子都含有2个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径：WYXD第一电离能：XYOP，即ZYX，故C正确；同周期自左至右第一电离能呈增大趋势，同主族元素自上而下第一电离能减小，所以第一电离能POF，即XYZ，故D正确。二、非选择题：本题共4小题，共56分。17(15分)回答下列问题：(1)(2019海南高考)Mn位于元素周期表中第四周期_族。(2)(2019全国卷)比较离子半径：F_O2(填“大于”“等于”或“小于”)。(3)(2018全国卷)Li与H具有相同的电子构型，r(Li)小于r(H)，原因是_。(4)(2016全国卷)光催化还原CO2制备C
8、H4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_。(5)(2019全国卷)在元素周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_。(6)(2019全国卷)下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_(填标号)。(7)(2018全国卷)黄铜是人类最早使用的合金之一，主要由Zn和Cu组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是_。(8)(2017全国卷)元素Mn与O中，第一电离能较大的是_。(9)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
9、图所示，其中除氮元素外，其他元素的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)Mn是25号元素，根据原子序数与元素周期表判断其位置；(2)F和O2的核外电子排布相同，核电荷数越大，则半径越小，故半径：FGeZn(5)Mg(6)A(7)大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子(8)O(9)同周期随着核电荷数依次增大，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的2p能级处于半充满状态，相对稳定，不易结合一个电子18(13分)(2021鄂东南高二联考)Ti、Na、Mg、C、N、O、Fe等元素的研究一直在进行中，其单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用
10、。回答下列问题：(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种_(填字母)。A吸收光谱B发射光谱(2)下列Mg原子的核外电子排布式中，能量最高的是_，能量最低的是_(填序号)。a1s22s22p43s13p3p3pb1s22s22p33s23p3p3pc1s22s22p63s13pd1s22s22p63s2 (3)Ti原子核外共有_种运动状态不同的电子，最高能层电子的电子云轮廓形状为_，其价电子排布图为_。与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，写出任意一种最外层电子数与钛不同的元素价电子排布式_。(4)N、O、Mg元素的前3级电离能如表所示：元素I1/kgmol1I2/kJmol1I3/kJmol1X73
11、7.71 450.77 732.7Y1 313.93 388.35 300.5Z1 402.32 856.04 578.1X、Y、Z中为N元素的是_，判断理由是_。(5) 琥珀酸亚铁片是用于缺铁性贫血的预防和治疗的常见药物，临床建议服用维生素C促进“亚铁”的吸收，避免生成Fe3，从结构角度来看，Fe2易被氧化成Fe3的原因是_。Fe3与Fe2的离子半径大小关系为Fe3_Fe2(填“大于”或“小于”)，原因：_。【解析】(1)钠在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以黄光的形
12、式放出，属于发射光谱；(2)基态原子具有的能量最低，得到能量后，电子发生跃迁，从低轨道跃迁到高能级的轨道，能量最高的是b，能量最低的是d；(3)Ti元素原子核外有22个电子，所以原子中运动状态不同的电子共有22种；其电子排布式：1s22s22p63s23p63d24s2；最高能层为4s能级，电子云轮廓形状为球形；价电子排布为3d24s2，价电子排布图：。 与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中，最外层电子数与钛不同，结合构造原理与洪特规则，符合条件的元素原子的价电子排布式为3d54s1、3d104s1；(4)金属元素第一电离能I1小于非金属元素，则第一电离能I1最小的X为Mg元素；N原子价电子
13、排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大，则I1较大的Z为N元素；(5)Fe2价电子为3d6，失去1个电子形成更稳定的3d5半满状态的Fe3，导致Fe2 易被氧化成Fe3；因为Fe3与Fe2核电荷数相同，但是核外电子少，所以核对电子吸引能力大，半径小。答案：(1)B(2)bd(3)22球形3d54s1或3d104s1(4)ZN原子价电子排布式为2s22p3，N与O相比，2p轨道处于半充满的稳定结构，故失去第一个电子较难，I1较大(5)Fe3的3d5半满状态更稳定小于核电荷数相同，但是Fe3核外电子数少【补偿训练】在原子结构理论中，有四个原理
14、，分别是构造原理，泡利原理，洪特规则，能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号，各只填一项)。(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍_；(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3_；(3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个_；(4)铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2_；(5)在磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子_；(6)第四周期元素中，4p轨道半充满的是_，3d轨道半充满的是_，4s轨道半充满的是_。(填元素符号)【解析】(
15、1)泡利原理：每个原子轨道最多容纳2个电子且自旋方向相反，各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍，其主要决定因素是泡利原理，故选；(2)基态原子的电子在核外排布时首先要遵循能量最低原理，所以碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3，其主要决定因素是能量最低原理，故选；(3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个，其主要决定因素是构造原理，故选；(4)原子轨道中电子处于全满、全空或半满时较稳定，所以在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s
16、23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2，其主要决定因素是洪特规则，故选；(5)在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同，磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子，其主要决定因素是洪特规则，故选；(6)第四周期元素中，4p轨道半充满时其4s轨道全充满，该原子是As；3d轨道半充满时4s能级可能有1个电子或2个电子，如果4s能级是1个电子为Cr，如果4s能级有2个电子为Mn；4s轨道半充满时，3d轨道可能没有电子、可能有5个电子、可能有10个电子，如果3d轨道没有电子时该原子是K、如果3d轨道有5个电子时该原
17、子是Cr、如果3d轨道有10个电子时该原子是Cu。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)AsCr、MnK、Cr、Cu19(13分)(2021南宁高二检测)我国科学家使用了新的铝铍埋藏测年法测量北京猿人的生存年代。这种方法的测量对象是石英(二氧化硅)，它是砂石的主要成分。当宇宙射线打到地面时，会将石英中的硅原子和氧原子打破，生成铝和铍的同位素。只要测出一块石头中26Al和10Be的含量，就能推算出它被埋入地下的时间。完成下列填空：(1)写出Be的核外电子排布式_。Be所在的周期中，最外层有2个未成对电子的元素的符号是_、_。(2)写出Al的最外层电子轨道表示式_。铝原子核外有_种运动状态不同
18、的电子；铝原子核外有_种能量不同的电子。有一种与26Al中子数相同的硅的核素，写出该核素符号_，该硅电负性_(填“大于”或“小于”)Al 。(3)比较Al3、S2和Cl半径由大到小的顺序_；这3种元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是_(写化学式)。(4)铝单质在氧气中燃烧发出耀眼的白光，请用原子结构的知识解释发光的原因： _。铝元素最高价氧化物与氢氧化钠溶液反应的化学方程式_。【解析】(1)Be的原子序数为4，位于第二周期第A族，核外电子排布式为1s22s2，Be所在的周期中元素C：1s22s22p2，O：1s22s22p4，2p轨道均有2个未成对电子。(2)Al的最外层有3个电子，电子
19、排布式为3s23p1，则最外层电子轨道表示式为；铝原子核外有13个电子则有13种运动状态不同的电子；铝原子核外电子排布为1s22s22p63s23p1，五种轨道，五种能量； 26Al中中子数为13，而硅的质子数为14，所以该核素为Si；硅与铝同周期，同周期元素，原子序数越大，电负性也越大，所以硅的电负性大于铝。(3)比较半径：电子层越多，半径越大当电子层数相同时，核电荷数越大，吸电子能力越强，半径越小，因此离子半径 S2ClAl3；元素非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性越强，氯元素的非金属性最强，则 HClO4酸性最强。(4)铝在氧气中燃烧发出耀眼的白光，在反应过程中电子从能量较高的轨
20、道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量； 铝元素最高价氧化物为Al2O3可以与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水，方程式为Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O。答案：(1)1s22s2CO(2)135Si大于(3) S2ClAl3HClO4(4)铝在氧气中燃烧发出耀眼的白光，在反应过程中电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光(子)的形式释放能量Al2O32NaOH=2NaAlO2H2O【补偿训练】1按要求完成下列问题：(1)第三周期中半径最大的元素A，其基态原子的价层电子轨道表示式为_；(2)B元素的负二价离子电子层结构与氖相同，写出B离子的电子排布式_；(3)元素C的M
21、层p轨道电子比s轨道电子多2个，写出元素的原子结构示意图：_；(4)元素D处于周期表第四周期第B族，其原子的价电子排布式为_；(5)某元素E的激发态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p34s1，则该元素基态原子的电子排布式为_；(6)元素F基态原子核外有8个原子轨道占有电子，则该原子电子排布式是：_；(7)G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，G的元素符号为_，其基态原子的电子排布式为_。【解析】(1)第三周期中半径最大的是钠元素，原子序数为11，钠元素基态原子的价层电子为3s能级上1个电子，所以基态原子的价层电子轨道表示式为；(2)B元素的负二价离子电子
22、层结构与氖相同，说明B元素是氧元素，B离子为O2，核外有10个电子，离子的电子排布式为1s22s22p6；(3)元素C的M层p轨道电子比s轨道多2个，所以C是16号硫元素，硫原子质子数为16，核外电子数质子数16，有3个电子层，最外层电子数为6，故硫原子的结构示意图为；(4)D处于第四周期第B族，是Mn元素，其原子核外电子数为25，原子的价电子排布式为3d54s2；(5)根据激发态原子核外电子排布式知该元素核外有16个电子，根据构造原理知，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4；(6)元素F基态原子核外有8个原子轨道占有电子，则F为硅元素，所以该原子电子排布式是1s22s22
23、p63s23p2；(7)G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G为铜元素，原子基态的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。答案：(1)(2)1s22s22p6(3)(4)3d54s2(5)1s22s22p63s23p4(6)1s22s22p63s23p2(7)Cu1s22s22p63s23p63d104s12(2021青岛高二检测)科学家合成一种新化合物(如图所示)。其中W、X、Y、Z为同一短周期元素，W是所在周期中第一电离能最小的元素，Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层数，Z元素的原子核外最外层电子数是X核外电子数的一半。回答下列问题：
24、(1)W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为_(用对应的元素符号表示)。(2)Z的核外电子排布式为_。(3)基态X原子价电子轨道表示式为_。(4)W元素基态原子核外电子有_种运动状态，其中电子占据能量最高的原子轨道符号表示为_。(5)X的电负性_(填“大于”或“小于”)Y，原因是_。【解析】W、X、Y、Z为同一短周期元素，据图可知X能形成4个共价键，则应为第A族元素，Z核外最外层电子数是X核外电子数的一半，则X核外电子数最大为14(Z不可能为0族元素)，则X为C或Si，若X为C，则Z为B，不符合图示成键规律，所以X为Si，Z为Cl，四种元素位于第三周期；Y元素基态原子的未成对电子数等于其电子层
25、数，则Y核外电子排布为1s22s22p63s23p3，即为P元素；根据图示可知，W元素的阳离子带一个正电荷，且W是所在周期中第一电离能最小的元素，则W为Na元素。(1)同一周期从左向右原子半径逐渐减小，则W、X、Y、Z原子半径由大到小的顺序为NaSiPCl；(2)Cl的核外电子数核电荷数17，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5；(3)Si处于周期表中第三周期第A族，基态Si的价电子排布式为3s23p2，则基态硅原子价电子的轨道表示式是；(4)Na的核外电子总数原子序数11，每个电子的运动状态都不同，则Na原子核外电子有11种不同的运动状态；Na元素基态原子中能量最高的电子所占
26、据的原子轨道为3s；(5)同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强，所以Si的电负性小于P。答案：(1)NaSiPCl(2)1s22s22p63s23p5或Ne3s23p5(3)(4) 113s(5)小于同周期元素P比Si原子半径小，核电荷数多，吸引电子能力更强3填写下列空白第(1)(4)小题用元素符号填写。(1)第三周期原子半径最小的元素_；(2)第一电离能最大的元素_；(3)电负性最大的元素_；(4)第四周期中第一电离能最小的元素_；(5)含有8个质子，10个中子的原子的化学符号_；(6)最外层电子排布为4s24p1的原子的核电荷数为_；(7)周期表中最活泼的非金属元素原
27、子的轨道表示式为_；(8)某元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的，写出该元素的离子结构示意图_；(9)写出基态铜原子的电子排布式_，位于_区。【解析】(1)同周期从左到右，原子半径减小，所以第三周期原子半径最小的元素是氯；(2)第一电离能最大的元素是稀有气体元素氦；(3)电负性最大的元素是非金属性最强的氟；(4)第四周期中第一电离能最小的元素是金属性最强的钾；(5)表示含有8个质子、10个中子的元素为O元素，其质量数质子数中子数81018，该原子的化学符号为；(6)电子排布为4s24p1的原子中其内层电子层上完全排满电子，所以该原子中电子数2818331，原子中核外电子数核电荷数
28、，所以它的核电荷数为31；(7)周期表中最活泼的非金属元素F，核外电子排布式为1s22s22p5，其原子的轨道表示式为；(8)设最外层电子数为x，则x(x28)，求得x2，其核外电子数质子数12，该元素为Mg，离子结构示意图为；(9)Cu的价层电子排布式为3d104s1，基态铜原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1；Cu属于第B族元素，在周期表中位于ds区。答案：(1)Cl(2)He(3)F(4)K(5)O(6)31(7)(8)(9)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1ds20(15分)(2021福州高二检测)如图为元素周期
29、表的一部分：.(1)元素的基态原子轨道表示式为_。(2)元素的第一电离能由大到小的顺序为_(填元素符号)。(3)以下组合的原子间反应最容易形成离子键的是_(选填A、B、C、D，下同)。A和B和C和D和(4)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素与元素的单质及其化合物有相似的性质。写出元素的最高价氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式_。.(1)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化关系(其中12号至17号元素的有关数据缺失)。根据图示变化规律，可推测S的第一电离能的大小(最小)范围为_SClCa2，Al3核外有两个电子层，Ca2核外有三个电子层，所以半径是Ca2Al3，所以
30、半径由大到小的顺序是S2ClCa2Al3。(3)元素的非金属性越强，电负性越大，在所列元素中，F的非金属性最强，所以电负性最大的元素是F。(4)分析该元素的电离能可知，第四电离能剧增，第一二三电离能较小，说明该元素容易失去3个电子，则该元素的化合价为3价。(5)金属铍Be及其化合物与铝单质及其化合物性质十分相似，则Be(OH)2可以和NaOH溶液反应生成类似于偏铝酸钠的Na2BeO2，所以Be(OH)2和Mg(OH)2可用NaOH试剂溶液鉴别。其反应的化学方程式为 Be(OH)22NaOH=Na2BeO22H2O，Mg(OH)2和NaOH溶液不反应。答案：(1)Ar3d104s1第四周期第族(
31、2)S2ClCa2Al3(3)F(4)3(5)Be(OH)22NaOH=Na2BeO22H2O2仔细观察如下示意图：回答下列问题：(1)B原子的电子排布式为_，B元素位于元素周期表的第_周期_族。(2)铍的最高价氧化物的水化物是_(填“酸性”“碱性”或“两性”)化合物，证明这一结论的有关离子方程式是_。(3)根据周期律知识，硼酸的酸性比碳酸_，理由是_。【解析】(1)B是5号元素，电子排布式为1s22s22p1。(2)Be(OH)2与Al(OH)3的化学性质相似，差别在于Be的化合价是2价。(3)B比C的非金属性弱。答案：(1)1s22s22p1二A(2)两性Be(OH)22OH=BeO2H2
32、O，Be(OH)22H=Be22H2O(3)弱硼的非金属性比碳弱3在周期表中，同一主族元素化学性质相似。目前也发现有些元素的化学性质和它在周期表中左上方或右下方的另一主族元素性质相似，这称为对角线规则。据此请回答：(1)锂在空气中燃烧，除生成_外，也生成微量的_。(2)若已知反应Be2C4H2O=2Be(OH)2CH4，则Al4C3遇足量强碱溶液反应的离子方程式为_。(3)科学家证实，BeCl2属共价化合物，设计一个简单实验证明，其方法是_。【解析】(1)根据对角线规则，锂与镁的化学性质相似。在空气中除与O2作用生成Li2O外，还可与N2作用生成Li3N。(2)由于Be、Al元素性质相似，依据所给信息有Al4C312H2O=4Al(OH)33CH4，当强碱过量时有Al(OH)3OH=AlO2H2O，合并得Al4C34OH4H2O=4AlO3CH4。(3)根据离子化合物在溶于水或熔融时导电，而共价化合物熔融时不导电，可将BeCl2加热至熔融状态，若不导电则可证明BeCl2是共价化合物。答案：(1)Li2OLi3N(2)Al4C34OH4H2O=4AlO3CH4(3)将BeCl2加热到熔融状态，如不能导电则证明BeCl2是共价化合物