第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列元素性质的递变规律中正确的是
A．原子半径：Be＜B＜C＜N
B．第一电离能：B＜Be＜Mg＜Na
C．电负性：O＞N＞S＞P
D．气态氢化物的稳定性：NH3＜PH3＜SiH4
2．元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法正确的是
A．Bi元素在元素周期表中位于f区 B．Bi元素的相对原子质量是209.0
C．Bi原子6p能级上有一个未成对电子 D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子
3．下列说法不正确的是
①某价层电子排布为3d54s1的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第IB族
②电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小
③原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似
④Be与Al在周期表中处于对角线位置，可推出Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O
⑤基态原子的4s轨道上只有1个电子的元素只有K
A．①②③ B．①③⑤ C．②⑤ D．③④⑤
4．W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20；W和Z原子同主族；X原子的最外层电子数为W和Y最外层电子数之和；Y原子核外未成对电子数是同周期中最多的。下列说法不正确的是
A．简单离子半径： Y> Z
B．同周期元素中第一电离能比Y大有3个
C．X、Y分别与W形成的简单化合物的沸点：X>Y
D．W与Z形成的化合物溶于水，可使紫色石蕊试液变蓝
5．W、X、Y、Z为同一周期元素，Y的电子总数为最外层电子数的3倍。由这些元素组成的一种化合物M的结构如图所示，下列叙述错误的是
A．原子半径：W＞X＞Y＞Z B．第一电离能：W＞X＞Y＞Z
C．电负性：W＜X＜Y＜Z D．化合物M中，W、X、Y、Z均满足8电子稳定结构
6．我国新能源汽车在全球异军突起，大有取代燃油汽车的趋势。新能源汽车的关键部件之是电池，其中锰酸锂(LiMn2O4)电池是一种常用的电池。下列说法正确的是
A．Mn位于元素周期表的ds区
B．基态Mn2+和基态Mn6+中未成对电子数之比为3:1
C．Li2O为离子晶体，其电子式中每个离子均满足8电子结构
D．第一电离能：Li＜O
7．金属铁、铜应用广泛，下列说法正确的是
A．Cu元素价层电子排布式为
B．铁元素位于周期表ds区
C．铁强化酱油含
D．水解呈酸性，故可作铜印刷电路板的腐蚀液
8．下列化学用语表达正确的是
A．OH-的电子式： B．铍原子最外层原子轨道示意图：
C．铬原子价电子排布式： D． 违反了洪特规则
9．下列说法错误的是
A．原子模型是玻尔提出的
B．宇宙大爆炸后短时间内产生了氢、氦和大量的锂
C．原子半径、核电荷数、核外电子排布共同决定了元素的性质
D．电子云模型中的小黑点表示电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述
10．下列性质的比较，正确的是
A．酸性： B．电负性：
C．热稳定性： D．第一电离能：
11．“原子”原意是“不可再分”的意思。20世纪初，人们才认识到原子不是最小的粒子。从电子层模型分析，Ca原子核外N能层中运动的电子数为
A．8 B．2 C．18 D．10
12．2019年10月1日晚，北京天安门广场进行了烟花燃放表演，与联欢活动配合，形成地空一体的绚丽画卷。烟花的色彩与锂、钠等金属原子核外电子跃迁有关。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最高的为
A． B．
C． D．
13．下列说法正确的是
A．p能级能量一定比s能级的能量高
B．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，且能量各不相等
D．从空间角度看，2s轨道比ls轨道大
14．X的最高价含氧酸的化学式为，则其气态氢化物的化学式为
A． B． C． D．
15．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前三周期元素，其中X是宇宙中含量最多的元素；Y与Z在周期表中相邻，且它们的原子最外层电子数之和等于W的原子序数；W元素原子的最外层只有1个电子。下列说法错误的是
A．基态W原子在同周期元素中第一电离能最大
B．X、Z可形成具有强氧化性的化合物
C．Y的简单氢化物分子中有一对未成键的弧电子对
D．Y有多种酸性氧化物
二、填空题
16．NaNO2广泛应用于工业和建筑业，也允许在安全范围内作为肉制品的防腐剂。
(1)氮原子核外共有_______种能量不同的电子，能量最高的电子有_______种伸展方向。
(2)亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体，每个原子最外层都达到8e-结构，则其电子式为_______。
(3)NaNO2具有毒性，含NaNO2的废水直接排放会引起严重的水体污染，通常采用还原法将其转化为对环境无污染的气体排放，如工业上采用KI或NH4Cl处理，请写出NH4Cl与NaNO2反应的离子方程式：_______。已知：酸性 H2SO3>HNO2>CH3COOH，HNO2有强氧化性。
(4)往冷NaNO2溶液中加入下列某种物质可得HNO2稀溶液。该物质是_______(填序号)。
a.稀硫酸 b.二氧化碳 c.二氧化硫 d.醋酸
17．按要求填空。
(1)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是___________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___________。
(2)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2周期部分元素的E1变化趋势如下图所示。
氮元素的E1呈现异常的原因是___________。
(3)B原子价层电子的轨道表达式为___________。
(4)Co基态原子核外电子排布式为___________，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是___________。
18．在每个能层中，能级符号的顺序是____________(n代表能层)，任意能层总是从____能级开始，而且能级数等于________，第一能层只有____个能级，能级符号____，第二能层有______个能级，能级符号________，第三能层有____个能级，能级符号________，等等，以____排序的各能级可容纳的最多电子数依次是________。
19．对角线规则的应用。
(1)根据对角线规则，B的一些化学性质与元素_______的相似。
(2)在周期表中，与的化学性质最相似的邻族元素是_______。
20．填空。
(1)某元素的原子序数为29，试回答下列问题：
①该元素基态原子的外围电子排布式是_______，有_______个未成对电子。
②它属于第_______周期_______族。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第6周期，与Cu同族，Au原子外围电子排布式为_______。
(3)某元素原子的电子排布式为，该元素处于元素周期表的第_______周期第_______族。
(4)某元素位于周期表中第4周期VA族，则该元素的名称是____，外围电子排布式为___。
21．泡利原理：在一个原子轨道里，最多只能容纳_______个电子，它们的自旋_______，常用上下箭头(↑和↓)表示自旋相反的_______。
22．明确宏观现象的微观本质是学习化学的重要思想方法。
(1)如图1是钾原子和硫原子的结构示意图，请回答：
①x的数值是___________。
②钾原子在化学反应中易___________电子(填“得到”或“失去”)。
③钾素和硫元素形成的化合物硫化钾的化学式是___________。
(2)图2是硫酸铜溶液与锌粒反应前后溶液中主要离子变化示意图。
①锌与硫酸铜溶液发生反应过程中变化的微观粒子是_______
②反应中过量的物质是________ (写化学式)。
③该反应的化学方程式为_______，反应现象为_______
三、元素或物质推断题
23．A、B、C、D均为短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，已知相关信息如下表所示：
元素代号 元素的原子结构或性质
A 原子最外层电子数是次外层电子数的3倍
B 单质燃烧时火焰呈黄色
C 氧化物为两性氧化物
D 原子最外层有7个电子
(1)A的元素符号为____________，D元素位于元素周期表中第________周期第____________族。
(2)C的最高价氧化物对应水化物的化学式为____________。
(3)B的单质与水反应的化学方程式为____________________。
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．Be、B、C、N为同周期元素，且从左往右排列，所以原子半径：Be＞B＞C＞N，A不正确；
B．Na、Mg的金属性比Be强，且Mg、Be的最外层s轨道上电子全充满，第一电离能反常，则第一电离能：Na＜Mg＜B＜Be，B不正确；
C．非金属性越强，电负性越大，非金属性O＞N＞S＞P，则电负性：O＞N＞S＞P，C正确；
D．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，非金属性N＞P＞Si，则气态氢化物的稳定性：NH3＞PH3＞SiH4，D不正确；
故选C。
2．B
解析：A．由题干图示信息可知，Bi原子基态原子核外最外层电子排布为：6s26p3，故Bi元素在元素周期表中位于p区，A错误；
B．由题干图示信息可知，Bi元素的相对原子质量是209.0，B正确；
C．由题干图示信息可知，Bi原子6p能级上有3个电子，3个电子分别位于三个p轨道上，故有三个未成对电子，C错误；
D．由题干图示信息可知，Bi原子最外层有5个电子，位于两个能级上，故能量不相同，D错误；
故答案为：B。
3．B
解析：①某价层电子排布为3d54s1的基态原子，该元素位于周期表中第四周期第ⅥB族，故错误；
②电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现概率的大小，越密集出现的概率越高，故正确；
③原子核外电子排布式为1s2的原子为氦元素，而原子核外电子排布式为1s22s2的原子是铍元素，是较活泼的金属，二者化学性质不相似，故错误；
④Be与Al在周期表中处于对角线位置，氢氧化铍也具有两性，可推出Be(OH)2+2OH-=BeO+2H2O，故正确；
⑤基态原子的4s轨道上只有1个电子的元素有K、Cr、Cu，故错误；
故①③⑤错误，选B。
4．B
【分析】W、X、Y、Z为分属不同周期的主族元素，原子序数依次增大且小于20；W和Z原子同主族，则W应为H、Z应为K元素才能符合四元素不同周期；Y原子核外未成对电子数是同周期中最多的，则电子排布式为1s22s22p63s23p3,X原子的最外层电子数为W和Y最外层电子数之和，则为1+5=6，X为O元素；
结合分析可知，W、X、Y、Z依次为H、O、P、K元素；
解析：A．Y、Z对应的离子具有相同的核外电子排布，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径: Y> Z，选项A正确；
B．Y的3p轨道处于半满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻的两种元素，第三周期中基态原子的第一电离能比P大的元素有Cl一种，选项B不正确；
C．X、Y分别与W形成的简单化合物为水、磷化氢，水分子之间存在氢键，其沸点大于磷化氢，即简单化合物的沸点: X>Y，选项C正确；
D． W与Z形成的化合物为KH，K H与水反应生成氢氧化钾和氢气，反应后溶液呈碱性，可使紫色石蕊试液变蓝，选项D正确；
答案选B。
5．B
【分析】W、X、Y、Z为同一周期元素，其中Y的电子总数为最外层电子数的3倍，符合条件的元素有Li、P，化合物M中Y形成共价键，可知Y为P元素，而X形成4条共价键、Z形成1条共价键，可知X为Si元素、Z为Cl元素，W形成+1价阳离子，则W为Na元素。
解析：由分析可知，W为Na元素、X为Si元素、Y为P元素、Z为Cl元素；
A．同周期主族元素自左而右原子半径减小，则原子半径：Na＞Si＞P＞Cl即W＞X＞Y＞Z，A正确；
B．同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，ⅡA族、Ⅴ族第一电离能大于同周期相邻元素，则第一电离能：Na＜Si＜P＜Cl即W＜X＜Y＜Z，B错误；
C．同周期主族元素自左而右电负性增大，则电负性：Na＜Si＜P＜Cl即W＜X＜Y＜Z，C正确；
D．Si元素形成4条共价键、Cl原子形成1条共价键、P原子形成2条共价键且获得1个电子，三者都满8电子结构，而Na+离子最外层有8个电子，D正确；
故答案为：B。
6．D
解析：A．25号元素Mn的价电子排布式为3d54s2，位于元素周期表的d区，A不正确；
B．基态Mn2+中未成对电子数为5，基态Mn6+中未成对电子数为1，基态Mn2+和基态Mn6+中未成对电子数之比为5:1，B不正确；
C．Li2O为离子晶体，其电子式中O2-满足8电子结构，但Li+的最外层只有2个电子，不满足8电子结构，C不正确；
D．金属性Li＞O，金属性越弱，第一电离能越大，则第一电离能：Li＜O，D正确；
故选D。
7．C
解析：A．Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式3d104s1，选项A错误；
B．Fe为26号元素，位于周期表第四周期第Ⅷ族，周期表中没有第ⅧB族，Fe元素属于d区，选项B错误；
C．铁强化酱油是以强化营养为目的，按照标准在酱油中加入一定量的含铁物质，制成的营养强化调味品，含，选项C正确；
D．具有氧化性，能与铜反应生成氯化铜，可作印刷电路板的“腐蚀液”，与水解呈酸性无关，选项D错误；
答案选C。
8．C
解析：A．OH-的电子式为，A错误；
B．铍原子最外层电子排布在2s能级，原子轨道为球形，B错误；
C．铬是24号元素，根据洪特规则，铬原子价电子排布式为，C正确；
D． 中同一轨道上的2个电子自旋方向相同，违反了泡利原理，D错误；
故选C。
9．B
解析：A．波尔在卢瑟福核式模型基础上，提出了核外电子分层排布的原子结构模型，A正确；
B．宇宙大爆炸产生了氢元素和氦元素，以及很少的锂元素，B错误；
C．原子半径、核电荷数、核外电子排布共同决定了元素的电离能、电负性等性质，C正确；
D．电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，即概率密度分布的形象化描述，D正确；
综上所述答案为B。
10．D
解析：A．非金属性：S>P，则酸性，故A错误；
B．C、N同周期，随核电荷数的增加，电负性增大，故电负性：，故B错误；
C．非金属性：O>S，则氢化物稳定性：，故C错误；
D．P、S同周期，随核电荷数增大，第一电离能呈增大趋势，但P的最外层为半满稳定结构，其第一电离能大于同周期的S，故D正确；
故选：D。
11．B
解析：Ca原子核外有4个电子层，分别对应符号K、L、M、N，其原子结构示意图为，第4层有2个电子，故 N能层运动的电子数有2个；
故选B。
12．C
解析：原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该电子能量越高，原子能量越高，根据图知，电子能量最低的是1s能级，能量较高的是2s、2p能级，2p能级电子的能量高于2s能级电子的能量，故C符合题意；
答案选C。
13．D
解析：A．p能级能量不一定比s能级能量高，如2p＜3s，3p＜4s等，故A错误；
B．不同能层的p能级的轨道数是相同的，均为3个，即px、py、pz，与能层数无关，故B错误；
C．2px、2py、2pz轨道相互垂直，但能量均相等，故C错误；
D．s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，故D正确；
故选D。
14．B
解析：已知X的最高价含氧酸的化学式为，又H的化合价为+1价，O的化合价为-2价，根据化合物中各元素的化合价之和为0可得X元素的最高正化合价为+[2(2n-2)-n]=+(3n-4)，则其最低负化合价为+(3n-4)-8=-(12-3n)，因此其气态氢化物的化学式为，故答案选B。
15．A
【分析】X是宇宙中含量最多的元素，故A为H；W元素原子的最外层只有1个电子，故W为Na；X、Y、Z、W是原子序数依次增大，且Y与Z在周期表中相邻，且它们的原子最外层电子数之和等于W的原子序数可知，Y为N，Z为O。
解析：A．基态W原子为Na原子，在同周期元素中，它最外层只有一个电子，最容易失去，所以第一电离能最小，A错误；
B．X、Z可形成的化合物H2O2，具有强氧化性，B正确；
C．Y的简单氢化物分子为NH3，其结构中有三对共有电子对有一对孤电子对，C正确；
D．Y有多种酸性氧化物如N2O3、N2O5等，D正确；
故选A。
二、填空题
16．(1) 3 3
(2)
(3)
(4)a
解析：（1）N元素的原子序数为7，其核外电子排布为1s22s22p3，则其核外共有1+1+1=3种能量不同的电子，能量最高的电子占据p能级，其伸展方向分别为px、py和pz共3种，故答案为：3；
（2）N原子有3个未成对电子，O原子有2个未成对电子，Cl原子有1个未成对电子，原子之间形成共价键后每个原子均是8电子稳定结构，则N原子在中间，O、N之间形成2个共用电子对，N、Cl之间形成1个共用电子对，则其电子式为，故答案为：；
（3）采用还原法将含NaNO2的废水转化为对环境无污染的气体排放，则亚硝酸根的还原产物为氮气，从而可得NH4Cl与NaNO2反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）往冷NaNO2溶液中加入某种物质可得HNO2稀溶液，则说明加入物质应能提供H+，且酸性比HNO2强，同时还需考虑到加入试剂不能将NaNO2还原，虽然亚硫酸的酸性也比亚硝酸强，但二氧化硫可与亚硝酸发生氧化还原反应，所以不能选择通入SO2，碳酸、醋酸的酸性均弱于亚硝酸，因此只有稀硫酸可实现此转化，故答案为：a。
17． N 球形 N的2p能级为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子 1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2 Mn
解析：(1) 基态K原子共有4层电子层，所以最高能层符号为N；价层电子排布式为4s1，该能层电子云轮廓为球形；
(2)元素的非金属性越强，越易得到电子，则第一电子亲和能越大，同周期从左到右核电荷数依次增大，半径逐渐减小，从左到右易结合电子，放出的能量增大，而N的最外层为半充满结构，较为稳定，不易结合一个电子，所以出现异常；
(3)B为5号元素，核外电子排布式为1s22s22p1，价层电子排布为2s22p1，轨道表达式为；
(4) Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；O基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。
18． ns、np、nd、nf…… s 能层序数 1 1s 2 2s、2 p 3 3s、3p、3d s、p、d、f…… 2、6、10、14……
【分析】每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)；任意能层总是从s能级开始，而且能级数等于能层序数；s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次是1、3、5、7……的两倍。
解析：在每个能层中，能级符号的顺序是ns、np、nd、nf……(n代表能层)，任意能层总是从s能级开始，而且能级数等于能层序数，第一能层只有1个能级，能级符号1s，第二能层有2个能级，能级符号2s、2 p，第三能层有3个能级，能级符号3s、3p、3d，等等，以s、p、d、f……排序的各能级可容纳的最多电子数依次是2、6、10、14……。
19．(1)Si (2)Mg
解析：（1）根据对角线规则，与右下方的元素具有一些相似的化学性质，则B的一些化学性质与元素Si的相似；故答案为：Si。
（2）在周期表中，根据对角线规则，与右下方的元素具有一些相似的化学性质，与的化学性质最相似的邻族元素是Mg；故答案为：Mg。
20．(1) 1 4 IB
(2)
(3) 4 IIIA
(4) 砷
解析：（1）根据核外电子排布规律，该元素原子的核外电子排布式应为，外围电子排布式为，所以有1个未成对电子。有四个电子层，所以为第4周期元素，外围电子排布式为，所以在ⅠB族。
（2）原子核外有29个电子，其核外电子排布式为，与同族，则原子的外围电子排布式为。
（3）该元素为主族元素，根据电子层数=周期序数，主族序数=外围电子数，可知该元素位于第4周期ⅢA族。
（4）由于该元素为主族元素，外围电子数=主族序数，周期序数=电子层数，可知其外围电子排布式为，为33号元素砷。
21．相反 电子
解析：略
22．(1) 8 失去 K2S
(2) 锌原子、铜离子 CuSO4 Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 溶液颜色变浅，锌粒表面出现红色固体。
解析：(1)①硫原子核外有16个电子，分布在三个电子层上，第二层上有8个电子，故答案为8。
②钾原子的最外层电子数是1，在反应中容易失去，故答案为失去。
③钾元素的化合价是+1价，硫元素的化合价是-2价，所以钾元素和硫元素形成的化合物硫化钾的化学式是K2S。
(2)①锌与硫酸铜溶液发生反应过程中，锌原子变成锌离子，铜离子变成铜原子，故答案为锌原子、铜离子。
②根据图2可知，反应后铜离子有剩余，因此过量的物质是CuSO4。
③锌与硫酸铜溶液反应，生成铜和硫酸锌，其反应的化学方程式是Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，故反应现象为溶液颜色变浅，锌粒表面出现红色固体。
三、元素或物质推断题
23． O 三 ⅦA Al(OH)3 2Na+2H2O=2NaOH+H2↑
【分析】A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，则为O元素；B元素单质燃烧时火焰呈黄色，应为Na元素；C元素的氧化为两性氧化物，且原子序数大于Na，C应为Al元素；D元素原子最为层有7个电子，原子序数大于Al，则D为Cl元素。
解析：(1)A为O元素；Cl元素位于第三周期第ⅦA族；
(2)Al元素的最高价氧化对应的水化物为Al(OH)3；
(3)Na单质与水反应生成氢气和氢氧化钠，方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑。
