第一章 原子结构与性质 测试题
一、选择题
1．四种常见元素基态原子的结构信息如下表。下列大小关系不一定正确的是
元素 X Y Z Q
结构信息 有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子 有8个不同运动状态的电子 能级上有2个电子 价电子排布式为
A．电负性： B．第一电离能：
C．单质的硬度： D．最高价含氧酸的酸性：
2．下列关于第ⅣA族元素及其化合物的性质比较中，不正确的是
A．原子半径：C
D．酸性：
3．关于硅原子核外电子的描述错误的是
A．有5种运动状态不同的电子 B．有4种空间伸展方向
C．有5种能量不同电子 D．占据了8个轨道
4．常用作沉淀滴定分析试剂。X是原子半径最小的元素，Y的基态原子中单电子与成对电子个数比为3∶4，Z元素的电负性仅次于氟元素，W原子电子总数与Z原子的最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．简单氢化物的稳定性： B．电负性：
C．第一电离能： D．Y原子核外电子有7种空间运动状态
5．下列有关化学用语表示正确的是
A．N2的电子式：
B．Zn2+的最外层电子排布式：3s23p63d10
C．基态碳原子的最外层电子轨道表示式：
D．空间填充模型可以表示CH4分子，也可以表示CCl4分子
6．已知A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大，其中A、B、C为同周期的非金属元素，且B、C原子中均有两个未成对电子，D、E为同周期元素且分别位于s区和d区，五种元素所有的s能级电子均为全充满，E的d能级电子数等于B、C最高能层的p能级电子数之和，下列说法正确的是
A．原子半径：A
D．氢化物稳定性：A
A．O B．N C．Mg D．P
8．20世纪30年代，科学家查德威克用α粒子(即氦核He)轰击某金属原子X发现了中子，该核反应还可得到了Y，核反应方程式为He+X→Y+n，其中X、Y的L能层上的电子数之比为1：2。下列叙述错误
A．X原子核内中子数与质子数相等 B．X的氢氧化物与Al(OH)3的性质相似
C．Y有多种不同的含氧酸 D．非金属性：X＜Y
9．主族元素X的气态氢化物化学式为XH3，其最高价氧化物对应水化物的化学式为
A．HXO4 B．H2XO4 C．H3XO4 D．H4XO4
10．已知NCl3可与水发生反应，其反应的化学方程式为2NCl3+3H2O=3HCl+3HClO+N2↑，下列化学用语或图示表达正确的是
A．中子数为20的氯原子：Cl
B．NCl3的电子式：
C．HClO的空间填充模型：
D．基态氧原子核外电子的轨道表示式：
11．下列化学用语正确的是
A．乙烯分子的结构简式为
B．基态溴原子的简化电子排布式
C．甲醛的电子式
D．水分子的空间结构模型
12．下列说法正确的是
A．Na、Mg、Al三种原子的未成对电子数依次增多
B．第四周期有18种元素，因此第四能层最多容纳18个电子
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱是发射光谱
D．价电子排布式为4s24p4的元素位于第四周期第VIA族，是p区元素
13．下列叙述正确的是
A．同周期元素的原子半径以ⅦA族的为最大
B．在周期表中零族元素的电负性最大
C．ⅡA族元素的原子，其半径越大第一电离能越小
D．所有主族元素的原子形成单原子离子时的最高价数都和它的族数相等
14．下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A．中子数为8的氧原子： B．的电子式：
C．的结构式： D．的电子排布式：
15．以下各项中，利用玻尔原子结构模型可以较好地解释的是
A．氢原子光谱为线状光谱
B．氢原子的可见光区谱线
C．在有外加磁场时氢原子光谱有多条谱线
D．在高分辨钠原子光谱中的靠得很近的两条黄色谱线
二、填空题
16．近年来，科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到，这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：
(1)Fe原子的核内中子数为___________，该原子的核外电子数为___________。
(2)以下关于Fe的叙述正确的是___________(填序号)。
A．Fe与Fe是两种核素
B．科学家获得了一种新元素
C．Fe的衰变不是化学变化
D．这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe
(3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是___________。
17．回答下列问题：
(1)日光等白光经棱镜折射后产生的是_______光谱。原子光谱是_______光谱。
(2)许多金属都可以进行焰色试验，其原因是_______。
18．原子核外电子排布的周期性
随着原子序数的增加，主族元素原子的最外层电子排布呈现周期性的变化：每隔一定数目的元素，主族元素原子的最外层电子排布重复出现从_______到_______的周期性变化(第一周期除外)。
19．(1)基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___形。
(2)基态Si原子中，电子占据的最高能层符号为__，该能层具有的原子轨道数为___，电子数为__。
20．现有4种元素，其中A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息，回答问题。
A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D在周期表的第8纵列
(1)某同学根据上述信息，推断A基态原子的核外电子排布为，该同学所画的电子排布图违背了___________。
(2)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有___________个方向。
(3)B的电子排布式___________，C的外围电子轨道表示式___________，D3+的外围电子排布式___________
21．根据元素周期表中完整周期元素的性质，填写下列空白。
(1)在第三周期中，第一电离能最小的元素符号是_______，其原子的结构示意图为_______，第一电离能最大的元素符号是_______，其电子排布式为_______。
(2)在元素周期表中，电负性最大的元素名称是_______，其价电子排布图为_______。
(3)第四周期元素中未成对电子数最多的元素符号是_______，其基态原子的简化电子排布式为_______，有_______个未成对电子，有_______个能级，能量最高的能级符号为_______。
(4)某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1 ，该元素符号是_______，原子中所有电子占有_______个轨道，核外共有_______个不同运动状态的电子。
(5)某元素的正三价离子的3d能级为半充满，其硫酸盐水溶液显_______ 性(填“酸”、“碱”或“中”)，用离子方程式解释其原因_______。
(6)用惰性电极电解第三周期原子半径最大的元素的氯化物的水溶液，其阳极反应的电极方程式为_______。电解一段时间后，阴极区pH_______(填“增大”、“减小”或“不变”)
22．基态氟原子核外电子的运动状态有_______种，这些电子的电子云形状有_______种。基态氟原子的外围电子排布式为_______。
三、元素或物质推断题
23．已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X
X 原子的L层上s电子数等于p电子数
Y 元素原子最外层电子排布式为nsnnpn+1
Z 单质在常温、常压下是气体，原子的M层上有1个未成对的p电子
W 元素的正一价离子的电子层结构与氩相同
Q 元素的核电荷数为Y和Z之和
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满
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
请根据信息回答有关问题：
(1)元素X的原子核外共有_______种不同运动状态的电子，有_______种不同能级的电子。
(2)Q的基态原子电子排布式为_______，R的元素符号为_______，E元素基态原子的价电子排布式为_______。
(3)含有元素W的盐的焰色试验为_______色，许多金属元素形成的盐都可以发生焰色试验，其原因是_______。
【参考答案】
一、选择题
1．C
【分析】X由有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子，可知X的核外电子排布式为1s22s22p3，X为N；Y有8个不同运动状态的电子，则Y有8个核外电子，Y为O；Z的核外电子排布式为1s22s22p2，则Z为C；Q的价电子排布式为 3d104s1，则Q为Cu。
解析：A．同周期从左到右电负性依次增大，则电负性O＞N，A项正确；
B．N为半充满状态，比较稳定，第一电离能大于O，B项正确；
C．C有多种同素异形体，比如金刚石、石墨等，石墨的硬度小于Cu，而金刚石的硬度大于Cu，C项不一定正确；
D．N的最高价含氧酸为HNO3，C的最高价含氧酸为H2CO3，酸性HNO3＞H2CO3，D项正确。
答案选C。
2．B
解析：A．原子半径同主族从上往下依次增大，则原子半径C
C．非金属性越强，简单氢化物稳定性越强，非金属性C＞Si＞Ge，则热稳定性CH4>SiH4>GeH4，C项正确；
D．酸性 CH3COOH>H2CO3>H2SiO3，D项正确。
答案选B。
3．A
【分析】根据硅原子为14号元素，则核外有14种不同运动状态的电子，再根据电子排布式1s22s22p63s23p2进行分析。
解析：A．硅原子为14号元素，则核外有14种不同运动状态的电子，故A错误；
B．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，共2种轨道，s轨道为球形只有1伸展方向，p轨道有3种伸展方向，则有4种不同的伸展方向，故B正确；
C．硅原子为14号元素，电子排布式1s22s22p63s23p2，所以有5种不同能量的电子，故C正确；
D．硅原子核外电子排布在3个电子层，电子排布式1s22s22p63s23p2，共2种轨道，核外电子分布在s、p共1+1+3+1+2=8个不同的轨道中，故D正确；
故选A。
4．B
【分析】由题干信息可知，化合物(YX4)2W2Z4常用作沉淀滴定分析试剂，X是原子半径最小的元素，则X为H，Y的基态原子成单电子与成对电子个数比为3：4，即电子排布式为：1s22s22p3，则Y为N，Z元素的电负性仅次于氟元素，则Z为O，W原子电子总数与Z原子的最外层电子数相同，则W为C，化合物(YX4)2W2Z4为(NH4)2C2O4，据此分析解题。
解析：A．由分析可知，Y、Z分别为：N、O，由于O的非金属性强于N的，简单氢化物的稳定性：H2O>NH3即Y
C．由分析可知，Y、Z、W分别为：N、O、C，为同一周期元素，从左往右第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA、VA与VIA反常，故第一电离能：N＞O＞C即 Y > Z >W，C错误；
D．Y为N，是7号元素，基态氮原子核外电子的轨道表示式，基态N原子核外电子空间运动状态与其轨道数相同，则有5种空间运动状态，D错误；
故答案为：B。
5．B
解析：A．N原子有一对孤电子对，故A错误；
B．Zn原子序数为30，失去两个电子后，最外层电子为18，最外层电子排布式为：3s23p63d10，故B正确；
C．基态碳原子的最外层电子排布式：2s22p2，2s轨道应有2个电子，故C错误；
D．Cl原子半径大于C原子，该模型不能表示CCl4分子，故D错误；
故选B。
6．C
【分析】A、B、C、D、E五种元素是周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大，其中A、B、C为同周期的非金属元素，且B、C原子中均有两个未成对电子，则A为B元素、B为C元素、C为O元素；D、E为同周期元素且分别位于s区和d区，五种元素所有的s能级电子均为全充满，E的d能级电子数等于B、C最高能层的p能级电子数之和，则D为Ca元素、E为Fe元素；
解析：A．同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则碳原子的原子半径大于氧原子，小于硼原子，故A错误；
B．金属元素的第一电离能小于非金属元素，则钙元素的第一电离能小于氧元素，故B错误；
C．铁元素的原子序数为26，价电子排布式为3d64s2，铁元素的常见化合价为+2、+3两种价态，故C正确；
D．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，氢化物的稳定性依次增强，则水的稳定性强于甲烷，故D错误；
故选C。
7．A
解析：同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：O>N>P>Mg，A项正确。
故选A。
8．A
【分析】根据核反应方程式为+→Y +，可知M=2+Z，2M+1=4+A，其中X、Y的L能层上的电子数之比为1：2，则为，为。
解析：A．为，质子数为4，质量数为9，中子数为9-4=5，中子数与质子数不相等，A错误；
B．根据对角线规则，Be(OH)2与Al(OH)3的性质相似，它们都具有两性氢氧化物的性质，B正确；
C．Y为C，C有多种含氧酸，如H2CO3、H2C2O4等，C正确；
D．同周期主族元素从左到右元素的非金属性逐渐增大，则元素的非金属性：X(Be)＜Y(C)，D正确；
故合理选项是A。
9．C
解析：主族元素X的气态氢化物化学式为XH3，则X的最低价为-3，X的最高价为+5，所以最高价氧化物对应水化物的化学式为H3XO4，选C。
10．C
解析：A．中子数为20的氯原子：Cl，A错误；
B．NCl3是共价化合物，其电子式为：，B错误
C．HClO的结构式为H—O—Cl，空间填充模型为，C正确；
D．碳原子核外电子排布为1s22s22p4，轨道表示式为：，D错误；
故选C。
11．C
解析：A．烯烃的结构简式中碳碳双键不能省略，乙烯的结构简式为CH2=CH2，A错误；
B．基态溴原子的核外有35个电子，分4层排布，基态溴原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5，B错误；
C．甲醛分子中H、C原子间共用1对电子，O、C原子间共用2对电子，O原子外围达到8e-结构，其电子式为 ，C正确；
D．水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键，O的价层电子对数为4，含有2个孤电子对，则水分子为V形结构，空间结构模型为，D错误；
故选C。
12．D
解析：A．Na有1个未成对电子、Mg没有未成对电子、Al有1个未成对电子，故A错误；
B．第四周期有18种元素，第四能层最多容纳32个电子，故B错误；
C．原子核外电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱是吸收光谱，故C错误；
D．价电子排布式为4s24p4的元素为Se，该元素位于第四周期第VIA族，属于p区元素，故D正确；
选D。
13．C
解析：A．同周期元素的原子半径从左到右依次减小，则以ⅦA族的为最小，A错误；
B．零族元素是稳定结构，一般不吸引电子，故研究电负性时，零族元素不计在内，ⅦA族的为最大，B错误；
C．ⅡA族元素的原子，其半径越大越容易失去电子，故第一电离能越小，C正确；
D．氧元素和氟元素没有最高正价，D错误；
故选C。
14．B
解析：A．中子数为8的氧原子表示为：，A错误；
B．分子中氧原子分别于每个氢原子共用1对电子，电子式为，B正确；
C．分子中两个氮原子之间共用1对电子，结构式为：，C错误；
D．核外有10个电子，电子排布式为：，D错误；
故选B。
15．A
解析：玻尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱为线状光谱的事实提出的。有外加磁场时氢原子有多条谱线，玻尔的原子结构模型已无法解释这一现象，必须借助量子力学加以解释。玻尔理论中只引入一个量子数n，只能解释氢原子光谱是线状光谱，若要解释更复杂的原子光谱，需引入更多的量子数。
二、填空题
16．(1) 19 26
(2)AC
(3)Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同
解析：（1）Fe的中子数=质量数-质子数=45-26=19，电子数=质子数=26。
（2）Fe与Fe的质子数相同，属同一元素Fe元素，但中子数不同，是两种不同的核素，A正确；Fe元素不是一种新元素，B错误；Fe衰变后变为质子数为24的新原子，原子核发生了变化，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质的，C正确；Fe衰变放出两个质子后变为Fe，D错误；故选AC。
（3）Fe与Fe的核外电子数相同，化学性质几乎完全相同
17． 连续 线状 金属原(离)子核外电子吸收能量由基态跃迁到激发态，激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量
解析：(1)日光经棱镜折射后形成的光谱为连续光谱；原子光谱是由不连续特征谱线组成的，都是线状光谱；
(2)金属原(离)子核外电子吸收能量由基态跃迁到激发态，激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量。
18．
解析：主族元素原子的最外层电子为nsnp能级，最外层电子排布重复出现从到的周期性变化(第一周期除外)。
19． 哑铃(纺锤) M 9 4
解析：(1)基态S原子核外有3个电子层，电子占据的最高能级为3p，p能级的电子云轮廊图为哑体(纺锤)形。
(2)基态Si原子核外有3个电子层，最高电子层是M层，有4个电子。M层具有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道。
20．(1)洪特规则
(2)5
(3)
【分析】A、B、C、为短周期主族元素，D为第四周期元素，它们的原子序数依次增大，A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具，则A为C元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，则B为N元素；C元素基态原子p轨道有两个未成对电子，则C为O元素；D在周期表的第8纵列，则F为Fe元素。
解析：（1）碳元素的原子序数为6，基态碳原子的电子排布图为 ，由图可知，该同学所画的电子排布图的2p轨道违背了洪特规则，故答案为：洪特规则；
（2）基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2，基态原子中能量最高的电子是3d轨道上的电子，3d电子云在空间有5个伸展方向，故答案为：5；
（3）B为N元素，电子排布式为；C为O元素，电子排布式为，外围电子轨道表示式为 ；铁元素的原子序数为26，铁原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，铁原子失去3个电子形成铁离子，外围电子排布式为3d5。
21．(1) Na Ar 1s22s22p6 3s23p6
(2) 氟
(3) Cr ［Ar］3d54s1 6 7 d
(4) Cu 15 29
(5) 酸 Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+
(6) 2Cl- -2e- = Cl2↑ 增大
解析：（1）第三周期中Na的金属性最强，最易失去电子，Ar为最外层8电子稳定结构，难失去电子，则第一电离能最小的元素是Na，钠为11号元素，原子的结构示意图为，第一电离能最大的元素是Ar，其电子排布式为1s22s22p63s23p6，故答案为：Na；；Ar；1s22s22p63s23p6；
（2）元素周期表中，F的非金属性最强，则元素周期表中，电负性最大的元素是F，其价电子排布图为，故答案为：F；；
（3）第四周期元素中，未成对电子数最多，可知价电子为3d54s1，元素为Cr；其基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子，有7个能级，能量最高的能级符号为d；
（4）某元素的基态原子价电子排布式为3d104s1 ，则基态原子电子排布式为[Ar]3d104s1 ，该元素符号是Cu，原子中所有电子占有15个轨道，铜原子核外有29个电子，每个电子的运动状态都不同，核外共有29种不同运动状态的电子；
（5）某元素的正三价离子的3d轨道为半充满，则该原子的外围电子排布为3d64s2，故为Fe元素，硫酸铁为强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，由于铁离子发生水解反应导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，水解反应方程式为；
（6）同周期主族元素原子序数大的原子半径越小，第三周期原子半径最大的元素是Na，用惰性电极电解NaCl水溶液，阳极是氯离子失电子生成氯气，电极方程式为2Cl- -2e- = Cl2↑，阴极是溶液中氢离子得电子生成氢气，电极方程式为2H2O+2e- =H2↑+2OH-，氢离子浓度减小，则电解一段时间后，阴极区pH增大。
22．2
解析：原子核外没有运动状态相同的电子，基态氟原子核外有9个电子，则其核外电子的运动状态有9种；氟原子核外有s轨道和p轨道，则其电子的电子云形状有2种；氟原子的外围有7个电子，故其外围电子排布式为，故答案为：9；2；。
三、元素或物质推断题
23．(1) 6 3
(2) 1s22s22p63s23p63d54s1 Fe 3d104s1
(3) 紫 激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量，发出不同颜色的光
【分析】已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X
（2）Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；R为26号元素Fe，根据题给信息，E为Cu元素，原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1。
（3）W为K元素，含有元素K的盐的焰色反应为紫色，由于激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以光的形式释放能量，所以许多金属盐都可以发生焰色反应。
