专题2《原子结构与元素性质》同步练习
一、单选题
1．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是电子层数的3倍，元素Y、Z、W互不相邻但位于同周期，且Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，W在同周期中原子半径最小。下列叙述错误的是
A．原子半径的大小顺序：
B．元素X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
C．元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的弱
D．Z、W形成的化合物中各原子最外层电子均满足8电子稳定结构
2．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，它们的原子核外最外层电子数为互不相等的奇数，X与W的最高化合价之和为8.常见元素Z的单质是目前使用量最大的主族金属元素单质，下列说法中不正确的是
A．Y与W可形成化合物，该化合物分子的空间构型为三角锥
B．W、Z可形成离子化合物，该化合物可作净水剂
C．假设存在离子化合物，其与水反应可生成气体，同时得到一种弱碱溶液
D．因为Z的氧化物熔点很高，因此可作耐高温材料
3．下列说法中，正确的是
A．不同能层的s轨道大小、形状都相同
B．最外层电子数为2的元素一定位于s区
C．电离能越大的元素，电负性也越大
D．不同状态下的碳原子的能量：
4．某元素离子的结构示意图为，其得到2个电子后变为原子。下列说法中正确的是
A．该元素为硫元素
B．该元素的最高价氧化物对应的水化物是强碱
C．该元素的最高价氧化物对应的水化物是强酸
D．该元素的氧化物只有一种
5．某主族元素的第一、二、四电离能依次为、、、，则该元素在元素周期表中位于
A．第ⅠA族 B．第ⅡA族 C．第ⅢA族 D．第ⅣA族
6．用蘸有浓氨水的棉棒检查输氯管道是否泄漏，其原理为：。下列有关说法正确的是
A．NH3的球棍模型为 B．氮气分子中π键和σ键个数比为1：2
C．NH4Cl的电子式为 D．中子数为20的氯离子可表示为
7．X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满，Z是元素周期表中电负性最大的元素，Z和W同主族，R的最外层只有1个电子。下列说法正确的是
A．X的简单氢化物分子间能形成氢键 B．简单离子半径：
C．简单气态氢化物的热稳定性：W>Z D．第一电离能：
8．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，其中W的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能发生反应，下列说法正确的是
W X
Y Z
A．原子半径大小：Z>Y>X
B．简单氢化物的稳定性：X＜Y
C．Z的最高价氧化物对应的水化物为强酸
D．基态X原子的轨道表示式为
9．下列有关原子结构或元素性质的说法正确的是
A．原子核外电子排布式为的元素与原子核外电子排布式为的元素化学性质相似
B．基态碳原子的外围电子轨道表示式：
C．基态铜原子的外围电子轨道表示式：
D．的最外层电子排布式：
10．钼(Mo)为元素周期表中的42号元素，其和磷形成的一种半导体材料的立方晶胞如图所示，晶胞中Mo位于顶点和面心，而P原子位于体心和部分棱心。下列说法错误的是
A．Mo为元素周期表中的d区元素
B．与Mo距离最近且等距离的Mo的数目为12
C．该物质的化学式为
D．P原子位于Mo原子形成的四面体空隙中
11．下列说法正确的是
A．第一电离能： B．金属性：
C．热稳定性： D．电负性：
12．下列化学用语表示正确的是
A．中子数为16的磷原子：
B．过氧化氢的电子式：
C．的名称：2-乙基丁烷
D．氧原子核外电子轨道表示式：
二、填空题
13．纳米级是一种光催化材料，可用于处理甲醛、氮氧化物等污染物，工业上也可用其催化乙醇脱氢制备乙醛：。
(1)Ti原子基态核外电子排布式为_________。
(2)分子中含有键的数目为_________。
14．试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“＝”)：H2SO4________H2SO3；HNO2________HNO3；HClO________HClO2；HClO3________HClO4；H3PO4________H3PO3。
15．回答下列问题：
(1)现有①三氧化硫②澄清石灰水③液氯④纯碱⑤酒精⑥醋酸⑦稀硫酸⑧熔融的氢氧化钠等物质中，属于能导电的是_______，属于强电解质的是_______。
(2)有甲、乙、丙三种元素，甲元素M层的电子数是其K层的电子数的1/2，乙元素原子核内无中子，丙元素原子核内有8个质子。
①写出丙元素的元素符号_______。
②写出甲、乙、丙三种元素组成的化合物在水中的电离方程式_______。
③画出甲元素的离子结构示意图_______。
16．1869年，门捷列夫总结出了元素周期表，还基于此预言了三种当时未被发现的元素，门捷列夫分别称它们为“类硼”、“类铝”与“类硅”。这三种元素在之后的几十年中陆续被发现，从而让人们意识到元素周期表具有重大价值。
(1)基态硼原子的最外层电子数为___________。“类硼”是与硼同族的第四周期元素，则“类硼”可能有的性质是___________(填写下列字母)。
a．最高化合价为 b．该元素单质具有金属光泽
c．该元素单质可与沸水反应置换出 d．该元素最高价氧化物对应水化物是强碱
(2)“类硼”最高价氯化物的熔点为，则的化学式为___________，且该物质属于___________晶体。
(3)“类硅”与硅同族，且其基态原子中电子占据了4个能级组，则该元素处于第___________周期，其基态原子最外层有___________个未成对电子。“类硅”的原子半径___________(填“＞”、“＜”或“=”)“类硼”的原子半径，“类硅”的电负性___________(填“＞”、“＜”或“=”)“类硼”的电负性。
(4)“类铝”原子与铝原子具有相同的价电子数，与“类硼”是同一周期的两种不同元素。则“类铝”位于元素周期表___________区中，其基态原子的价电子的电子排布式为___________。
17．A、B、C、D、E代表5种元素，请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，该原子的电子排布式为_______。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子排布式都与氩原子相同，B元素的符号为_______，C的离子结构示意图为_______。
(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为_______，其基态原子的价电子排布式为_______。
(4)E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，E的元素符号为_______，其基态原子的价电子排布图为_______。
18．合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大成就，在很大程度上解决了地球上因粮食不足而导致的饥饿问题，是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献。
(1)自然界中的氮元素主要以分子的形式存在于空气中，是人工固氮的主要来源。
①基态氮原子的轨道表示式为_______。
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性。N、H电负性大小顺序为_______。
(2)铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是_______。
②比较Mg、Ca第一电离能的大小：_______。
③图表的数据从上到下是钠、镁、铝逐级失去电子的电离能。
元素 Na Mg Al
电离能(kJ/mol) 496 738 578
4562 1451 1817
6912 7733 2745
9543 10540 11575
结合数据说明Mg的常见化合价为+2价的原因：_______。
(3)我国科研人员研制出了“Fe-LiH”催化剂，温度、压强分别降到了350℃、1MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Fe原子的核外电子排布式为_______。
②比较Li+与H-的半径大小关系：r(Li+)_______r(H-)(填“>”或“<”)。
19．短周期元素A、B、C、D ，原子序数依次增大，A原子的最外层上有4个电子;B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构；两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E；D的L层电子数等于K、M两电子层上电子数之和。
（1）元素：A为：________ B为：___________C为：_________
（2）D的质子数和中子数相等。D 的原子组成符号为：_________它的最高价氧化物对应的水化物的化学式为：______________。
（3）用电子式表示A、B两元素形成AB2的过程：_________，用电子式表示C、D两元素形成化学键的过程：_________
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是电子层数的3倍，X为氧；元素Y、Z、W互不相邻但位于同周期，W在同周期中原子半径最小，W为氯；Y、Z的最外层电子数之和等于W的最外层电子数，则，分别为镁、磷；
【详解】A．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；原子半径的大小顺序：，A正确；
B．非金属性越强，其简单氢化物稳定性越强，元素X的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强，B正确；
C．非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强，C错误；
D．Z、W形成的化合物为PCl3，各原子最外层电子均满足8电子稳定结构，D正确；
故选C。
2．B
【分析】短周期元素最外层电子数不超过8(第一周期不超过2)。所以，由题意，X、Y、Z、W最外层电子数是1、3、5、7的其中之一。Z的单质是使用量最大的主族金属元素单质，故Z元素是铝，原子最外层电子数是3。由原子序数依次递增，W在铝之后，再由X与W最高化合价之和为8，推得两元素最外层电子数之和也为8。则W元素是氯，原子最外层电子数是7，X元素原子最外层电子数是1。剩下Y元素原子最外层电子数是5。又因为Y元素原子序数小于铝元素，故Y元素是氮。那么唯一不确定的就是X元素，有可能是氢，有可能是锂。
【详解】A．Y为氮，W为氯，化合物YW3是NCl3，从结构分析，中心原子N有三条N—Cl单键是δ键，且有一个孤电子对。所以N原子价层电子对数是4，VSEPR模型是四面体型；孤电子对数1，分子空间构型是三角锥型。信息正确，故不符题意；
B．ZW3是AlCl3，其组成两元素的电负性差值未超过1.7，所以AlCl3是共价化合物，信息错误，符合题意；
C．若X为氢元素，则YX5的化学式是NH5。若为离子化合物，则其结构应为和H—构成，名称应为氢化铵。与水反应发生氧化还原反应，氢化铵中的H—失电子，水的一个氢原子得电子，生成氢气，铵根结合水剩余的氢氧根生成一水合氨：。信息正确，不符题意；
D．Al2O3熔点2054℃，且不可燃，故可做耐高温材料，信息正确，不符题意；
综上，本题选B。
【点睛】AlCl3是高中阶段须直接记忆的唯一的盐类共价化合物。氢化铵(NH5)结构类似金属氰化物，所以有单独的H—(氢负离子)。
3．D
【详解】A．不同能层的s轨道大小不同，形状相同，都为球形，A项错误；
B．He是0族元素，位于p区，B项错误；
C．当原子轨道中的电子处于全空、全满、半充满状态时，电离能会变大，如电离能：N>O，电负性：O>N，C项错误；
D．不同状态下的碳原子的能量，激发态大于基态：，D项正确；
故选D。
4．B
【分析】某元素的离子得到2个电子后变为原子，则该元素为钙元素。
【详解】A．该元素为钙元素，A错误；
B．钙元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钙是强碱，B正确；
C．钙元素的最高价氧化物对应的水化物氢氧化钙是强碱，不是酸，C错误；
D．钙元素的氧化物有CaO、CaO2等，D错误；
故选B。
5．B
【详解】该元素的第一、二电离能较小，第三电离能剧增，说明该元素原子易失去2个电子，其最外层电子数为2，该元素位于第ⅡA族，答案选B。
6．A
【详解】A．氨气分子空间结构为三棱锥形，故A正确；
B．氮气分子中，含两个π键和一个σ键，个数比为2:1，故B错误；
C．写电子式时阴离子需用中括号括起来，标明其周围电子数，故C错误；
D．中子数为20的氯离子表示为，故D错误；
故选A。
7．A
【分析】X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素，且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满，则X为N；Z是元素周期表中电负性最大的元素，则Z为F；故Y为O；Z和W同主族，则W为Cl；R的最外层只有1个电子，则R为K。
【详解】A．X为N，简单氢化物为NH3，分子间能形成氢键，A正确；
B．R为K，W为Cl，具有相同电子层的阳离子半径小于阴离子半径，则简单离子半径：，B错误；
C．W为Cl、Z为F，F的非金属性大于Cl，简单气态氢化物的热稳定性：W
故选A。
8．C
【分析】W的气态氢化物与其最高价氧化物对应的水化物能发生反应，可知W是N元素；再根据各元素的相对位置，可推知X为O元素，Y为S元素，Z为Cl元素，以此作答。
【详解】A．同周期从左至右，原子半径逐渐减小，则Y的半径大于Z的半径，A错误；
B．同主族从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，简单氢化物的稳定性逐渐减弱，则简单氢化物的稳定性：X＞Y，B错误；
C．Z为Cl元素，其最高价氧化物对应的水化物是HClO4，为强酸，C正确；
D．X为O元素，其基态原子的轨道表示式为，D错误；
故选C。
【点睛】基态原子的电子排布要满足能量最低原理、泡利原理、洪特规则。
9．D
【详解】A．原子核外电子排布式为的元素是，原子核外电子排布式为的元素是，二者化学性质不相似，A错误；
B．基态碳原子的外围电子的轨道表示式为，B错误；
C．能量相同的原子轨道全满、半满、全空时体系能量最低，原子最稳定，因此基态铜原子的外围电子排布式为，C错误；
D．的基态原子电子排布式为，失去3个电子后，最外层的电子排布式为，D正确；
故答案选D。
【点睛】核外电子应先排后排，但失电子时，先失电子再失电子。
10．D
【详解】A．Mo为第五周期第ⅥB族元素，属于元素周期表中的d区元素，A正确；
B．与Mo距离最近且等距离的Mo的数目为12，B正确；
C．由均摊法可知，Mo的个数为8×+6×=4，P的个数为1+4×=2，该物质的化学式为，C正确；
D．由图可知，P原子位于Mo原子形成的八面体空隙中，D错误；
故选D。
11．A
【详解】A．第一电离能：同周期从左往右第一电离能呈增大趋势，特例IIA>IIIA，故C>Be>B，A正确；
B．同主族元素从上往下金属性逐渐增强，故：Li
D．同周期从左往右电负性逐渐增强，故电负性：Cl>S>P，D错误；
故选A。
12．B
【详解】A．中子数为16的磷原子的质量数为15+16=31，可以用表示，故A错误；
B．双氧水为共价化合物，其电子式为 ，故B正确；
C．的名称：3-甲基戊烷，故C错误；
D．氧原子核外电子排布式为1s22s2p4，p轨道数为3，其中一轨道中的两个电子自旋方向相反，，故D错误；
故选B。
13．(1)
(2)
【解析】（1）
是22号元素，所以Ti原子基态核外电子排布式为。
（2）
单键全部为键，双键有1个键，根据乙醛的结构式可知分子中含有键的数目为。
14． > < < < >
【分析】对于由同一元素形成的含氧酸，该元素化合价越高，则含氧酸的酸性越强；
含氧酸的通式可写成，若成酸元素R相同时，n越大，酸性越强，以此作答；
【详解】可以写成，可以写成，所以酸性：；
可以写成，可以写成，所以酸性：；
可以写成，可以写成，所以酸性：；
可以写成，可以写成，所以酸性：；
可以写成，可以写成，所以酸性：；
故填> ；<； < ； <； >。
15．(1) ②⑦⑧ ④⑧
(2) O NaOH=Na++OH-
【解析】(1)
①SO3不电离，不导电，是非电解质；
②澄清石灰水是混合物，导电，不是电解质也不是非电解质；
③液氯是单质，不导电，不是电解质也不是非电解质；
④纯碱不导电，熔融状态下全部电离，是强电解质；
⑤酒精(CH3CH2OH)不电离，不导电，是非电解质；
⑥醋酸不电离，不导电，溶于水部分电离，是弱电解质；
⑦稀硫酸为混合物，导电，不是电解质也不是非电解质；
⑧熔融的氢氧化钠完全电离出阴阳离子，可导电，是强电解质；
以上物质中能导电的是②⑦⑧；属于强电解质的是④⑧。
(2)
根据甲元素M层的电子数是其K层的电子数的1/2，可知甲为钠；乙元素原子核内无中子，可知乙为氢元素；丙元素原子核内有8个质子，可知丙为氧元素。
①丙为氧元素，元素符号O，故答案为O；
②甲、乙、丙三种元素组成的化合物为氢氧化钠，氢氧化钠为强电解质，电离方程式为：NaOH=Na++OH-，故答案为NaOH=Na++OH-；
③甲元素为钠，钠原子的结构示意图：，故答案为。
16．(1) 3 abc
(2) GaCl3 分子
(3) 四 2 < >
(4) d 3d14s2
【解析】(1)
硼的原子序数为5，位于第二周期第IIIA族，基态硼原子的最外层电子数为3，“类硼”是与硼同族的第四周期元素，为Ga，为金属元素，最高化合价为+3价，单质具有金属光泽、能与沸水反应置换出氢气，其最高价氧化物对应的水化物为弱碱，因此答案选abc。
(2)
“类硼”为Ga，最高化合价为+3价，最高价氯化物X为GaCl3，其熔点为，熔点较低，因此该物质属于分子晶体。
(3)
硅的原子序数为14，位于第三周期第IVA族，“类硅”与硅同族，且其基态原子中电子占据了4个能级组，因此该元素位于第四周期，为Ge元素，原子序数为32，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p2，最外层有2个未成对电子；同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，因此Ge的原子半径小于Ga的原子半径；同一周期主族元素从左向右电负性逐渐增大，因此Ge的电负性大于Ga的电负性。
(4)
“类铝”原子与铝原子具有相同的价电子数，为3，与“类硼”即Ga是同一周期的两种不同元素，即“类铝”为第四周期价电子数为3的元素，该元素为Sc，原子序数为21，位于元素周期表d区中，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d14s2，价电子的电子排布式为：3d14s2。
17．(1)1s22s22p3
(2) Cl
(3) Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4) Cu
【解析】（1）
次外层有2个电子，说明次外层为第一层，故最外层为第二层，第二层有2s、2p两个能级，2s上最多排两个电子，故3个未成对电子在2p能级上，即2p3，故A原子电子排布式为：1s22s22p3。
（2）
由题意知，B-、C+均含18个电子，故B原子含17个电子，为氯元素，符号为Cl，C原子含19个电子，为钾元素，离子结构示意图为。
（3）
由题意知，D3+离子电子排布式为：[Ar]3d5，故D原子有18+5+3=26个电子，即铁元素，符号为Fe，其基态原子的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)。
（4）
由题意知，E原子电子排布式为：[Ar]3d104s1，共有29个电子，即铜元素，符号为Cu，电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，其基态原子的价电子排布图为。
18．(1) N>H
(2) Al、O Mg>Ca 镁的第三电离能比第一、二电离能大很多，镁很难失去第三个电子，而易失去两个电子形成+2价镁离子
(3) 1s22s22p63s23p63d64s2 <
【解析】（1）
①基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3，其轨道表示式为；
②NH3分子中，与N原子相连的H显正电性，则N、H电负性大小顺序为N＞H；
（2）
①上述氧化物所涉及的元素中，处于元素周期表中p区的元素是Al、O；
②同一主族从上到下，第一电离能逐渐减小，则Mg、Ca第一电离能的大小为Mg＞Ca；
③镁的第三电离能比第一、二电离能大很多，镁很难失去第三个电子，而易失去两个电子形成＋2价镁离子，故Mg的常见化合价为＋2价；
（3）
①Fe是26号元素，基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；
②Li＋与H-具有相同的电子层数，原子序数越小，离子半径越大，则离子半径：r(Li＋)＜r(H-)。
19． C O Na H2SO4 +2 ++
【详解】根据题意知短周期元素B的阴离子和C的阳离子具有相同的电子层结构；两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E；则B为氧元素，C为钠元素；A原子的最外层上有4个电子且原子序数小于氧元素，则A为碳元素；D的L层电子数等于K、M两电子层上电子数之和，则D为硫元素。
(1)元素：A为：C，B为：O，C为：Na。
(2)D为硫元素，质子数和中子数相等的硫原子组成符号为：，它的最高价氧化物对应的水化物的化学式为：H2SO4。
(3)用电子式表示CO2的过程：+2，用电子式表示Na、S两元素形成化学键的过程：++
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