（4）1.2.2原子结构与元素周期表——高二化学鲁科版（2019）选择性必修二同步课时作业
1.书写下列基态原子电子排布式时，最后一个电子进入s能级，但是不属于s区元素的是( )
A.锂 B.铁 C.钙 D.氦
2.元素周期表前四周期元素中，下列各区中元素种类最多的是( )
A.s区 B.p区 C.d区 D.ds区
3.下列关于元素周期表的说法正确的是( )
A.同周期族元素和族元素的原子序数差可能为25
B.基态原子价电子排布式为的元素位于第五周期族，是p区元素
C.镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素
D.第四周期元素中，基态原子未成对电子数目最多的是锰
4.下列有关元素周期表的说法正确的是( )
A.元素周期表中，从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素全都是金属元素
B.元素周期表的各个周期总是从ns能级开始，以mp能级结束
C.元素周期表中，氟元素的电负性最大，第一电离能也最大
D.按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、f四个区
5.硫酸亚铁应用广泛，下列说法不正确的是( )
A.Fe元素位于周期表ds区 B.属于盐类
C.溶液呈酸性 D.溶液在空气中易变质
6.某同学为了记住新学的元素，发明了一个非常有趣的“钟表记忆法”，如下图，每种元素的族序数与其对应的时间大多数一致，结合所学知识下列有关说法不正确的是( )
A.属于VIIB族
B.图中4s轨道只有一个电子的元素共三种
C.图中共有8种元素属于d区
D.如图“时针”、“分针”和“秒针”所指的三种元素(“针”所指以最近为准)分别属于三个不同的族
7.若某基态原子的外围电子排布为，则下列说法正确的是( )
A.该元素位于周期表第5周期第IB族
B.该元素原子核外有5个电子层
C.该元素原子最外层共有3个电子
D.该元素原子位于s区
8.钛在生活中应用广泛，被称为“太空金属”、“第三金属”和“未来金属”，下列有关钛的叙述正确的是( )
A.、、互为同素异形体
B.基态钛原子的外围电子排布为
C.钛元素位于元素周期表第四周期ⅡB族
D.基态时，钛和铝原子核外未成对电子数相等
9.下列说法正确的是( )
A.所有非金属元素都分布在p区
B.最外层只有一个电子的原子X和Y性质一定相似
C.2p轨道上只有一个电子的X原子和3p轨道上只有一个电子的Y原子性质相似
D.L层电子数为奇数的原子和M层电子数为奇数的原子对应的元素一定都是主族元素
10.下列说法正确的是( )
A.元素周期表每一周期元素原子的最外层电子排布均是从过渡到
B.在元素周期表中，区，区和区的元素都是金属元素
C.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D.原子的价电子排布式为的元素一定位于第Ⅷ族
11.2011年中国研制的第四代隐形战机歼-20在成都首次公开试飞成功。隐形战机的核心材料是金属钛，我国探明储量世界第一、下列有关的说法不正确的是( )
A.钛的原子序数为22
B.钛位于元素周期表第四周期第ⅣB族
C.基态钛原子核外电子排布式为
D.钛是d区元素
12.下列说法正确的是( )
A.最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定位于ⅡA族
B.最外层电子排布式为的基态原子所对应元素一定是金属元素
C.d区元素的原子一定都有d轨道电子
D.基态原子价电子排布式为的元素一定是金属元素
13.（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________周期第________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周期第VA族，则该元素的名称是________，外围电子排布式为________。
14.原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）一个基态原子电子排布为的元素最可能的价态是___________；某元素原子的3p原子轨道中有3个未成对电子，则该原子的价电子轨道表示式为___________。
（2）X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是___________；其轨道表示式为___________。
（3）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素原子的价电子排布式为：___________。
（4）写出3p轨道上有2个未成对电子的元素符号：___________。
（5）日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素的价电子排布式为，该元素的名称为：___________。
15.金属元素在科技领域有着广泛的用途。
I.中国“天问一号”探测器用于火星探测，搭载全球最先进的三结砷化镓太阳能电池阵为其提供动力。
(1)镓元素在元素周期表中的位置为________，与镓同周期，基态原子有4个未成对电子的元素有________种。
(2)一定条件下，与以物质的量之比为混合得到一种固态离子化合物，其结构组成可能为：(a)或(b)，该离子化合物最可能的结构组成为________(填“a”或“b”)，从化学键角度解释理由是________。
Ⅱ.钴的氧化物常用作磁性材料，通过热分解可获得钴的氧化物(钴的常见化合价有、)。
(3)以钴的氧化物为电极、溶液为电解液，通电时钴的氧化物转化为，写出生成的电极反应式：________(用含、的表达式表示)。
Ⅲ.以为催化剂，将氧化为，再进一步转化为硫酸，是工业上制取硫酸的常用方法。该过程可分为如下步骤：
i.
ii.
能量变化如下图所示。
(4)总反应的________(用中的合理数据组成的代数式表示)。决定催化氧化总反应速率的是步骤________(填i或ii)，其活化能为________(用中的合理数据组成的代数式表示)。
答案以及解析
1.答案：D
解析：本题以基态原子电子排布式为素材，考查元素分区等知识，意在考查分析与推测能力，证据推理与模型认知的核心素养.
基态锂原子的最后一个电子填充能级，属于s区元素，A项不符合题意；基态铁原子的最后一个电子填充能级，属于d区元素，B项不符合题意；基态钙原子的最后一个电子填充能级，属于s区元素，C项不符合题意；基态氮原子的最后一个电子填充1s能级，属于p区元素，D项符合题意.
2.答案：B
解析：A.s区包括ⅠA族和ⅡA族，前四周期属于s区的元素有：H、Li、Be、Na、Mg、K、Ca，共7种；
B.区包括ⅢA~ⅦA族和0族，前四周期共有19种；
C.d区包括ⅢB~ⅦB族和Ⅷ族（镧系元素和锕系元素除外），前四周期属于d区的元素有：Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni，共8种；
D.ds区包括IB族和IIB族，有Cu、Zn，共2种；
故选B。
3.答案：A
解析：同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素，在第二、第三周期，原子序数相差1，在第四、第五周期，原子序数相差11，若在六、七周期中相隔副族、第VⅢ，且ⅢB存在锕系、镧系元素，则原子序数之差为25，故A正确。
4.答案：A
解析：A.元素周期表中，副族全都是金属元素，从第ⅢB族到第ⅡB族的10个纵列的元素全都是金属元素，故A正确；
B.第一周期有两种元素，H的电子排布式为，He的电子排布式为，故B错误；
C.非金属性最强的是F，氟元素的电负性最大，越不容易失电子的元素其第一电离能越大，稀有气体最外层达到稳定结构，所以第一电离能大干相同周期任一元素，所以第一电离能最大的是He元素，故B错误，故C错误；
D.按照核外电子排布，可把元素周期表划分为s、p、d、f、ds五个区，故D错误；
故选：A。
5.答案：A
解析：A.Fe元素位于周期表d区，故A错误。
6.答案：D
解析：A.为25号元素，属于VIIB族，A正确；
B.图中4s轨道只有一个电子的元素共三种：K、Cr、Cu，其余元素4s轨道有两个电子，B正确；
C.K、Ca位于s区；Cu、Zn位于ds区，剩余8种元素属于d区，C正确；
D.Fe、Ni位于VIII族，Ca位于IIA族，D错误；
故选D。
7.答案：B
解析：A.能级前面数值表示能层，能级右上角数值表示电子数，推出该元素最大能层是5，根据构造原理，该元素的价电子数为3，说明该元素位于第5周期IIB族，故A错误；
B.能级前面数值表示能层，该元素最大能层是5，说明核外有5个电子层，故B正确；
C.根据外围电子排布式，5s为最外层，即最外层有2个电子，故C错误；
D.根据构造原理，最后一个电子填充到d能级上，该元素位于d区，故D错误；
答案为B。
8.答案：B
解析：钛为22号元素，、、的质子数相同，中子数分别为26、27、28，互为同位素，A错误；根据构造原理，钛原子的外围电子层排布为，B正确；钛原子的外围电子排布为，钛元素在周期表中处于第四周期ⅣB族，C错误；基态时，钛核外未成对电子有2个，铝只有1个，D错误。
9.答案：C
解析：A.非金属元素中H位于s区，A错误；
B.最外层只有一个电子的原子可能是H、碱金属原子，也可能是ⅠB族或ⅥB族元素的原子，因此性质不一定相似，B错误；
C.轨道上只有一个电子的原子，其价电子排布式为，轨道上只有一个电子的原子，其价电子排布式为，这两种元素分别为B和，均为ⅡA族元素，性质相似，C正确；
D.L层电子数为奇数的原子，L层一定没有排满8个，因此该元素一定位于第二周期，属于主族元素，M层电子数为奇数的原子可以是第三周期元素的原子，也可以为第四周期元素的原子，如、等原子是副族元素的原子，D错误；
故选C。
10.答案：D
解析：A项，不同原子之间形成的σ键的强度不一定比π键的大，错误；B项，第二周期元素中，第一电离能介于B、N之间的有Be、C、O三种元素，正确；C项，C=C的键能比C-C大，但π键易断裂，所以碳碳双键的化学性质比碳碳单键活泼，错误；D项，该原子N层上有1个空轨道，错误。
11.答案：C
解析：A.依据元素周期表结构，钛是22号元素，A选项正确；
B.钛位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，B选项正确；
C.依据构造原理，4s能级能量低于3d能级，故应首先排满4s后再排3d，则钛原子核外电子排布式为，C选项错误；
D.钛位于元素周期表的第四周期第ⅣB族，核外电子排布式为，属于d区元素，D选项正确；
故答案选C。
12.答案：C
解析：A.最外层电子排布式为的基态原子所对应元素不一定位于ⅡA族，可能位于副族或0族，如副族的Zn或0族的He，A错误；
B.最外层电子排布式为的基态原子所对应元素不一定位于IA族，可能位于副族，如副族的Cu等，B错误；
C.d区元素的基态原子都含有d轨道电子，所以d区元素的基态原子一定都有d轨道电子，C正确；
D.基态原子价电子排布式为的元素，n能级上最多排列2个电子，则n=2，所以该原子基态价电子排布式为，该元素为6号C元素，C属于非金属元素，D错误；
故选C。
13.答案：（1）①；1
②4；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，处于第IB族。
（2）Cu原子核外有29个电子，其核外电子排布式为，Au与Cu同族，处于第6周期，则Au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周期第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。
14.答案：（1）+3；
（2）C；
（3）
（4）Si或S
（5）铬
解析：（1）基态原子电子排布为，价电子为，说明最外层电子数为3，在反应中已失去，则化合价为+3，某元素原子的3p原子轨道中有3个未成对电子，即为，则该原子的价电子轨道表示式为；
（2）根据能级构造原理可知，X原子在第二电子层上只有一个空轨道即为，则X是C；其轨道表示式为；
（3）已知钛为22号元素，故钛(Ti)元素原子的价电子排布式为：；
（4）3p轨道上有2个未成对电子即为或者，故元素符号为：Si或者S；
（5）该元素的价电子排布式为，即为，即为24号元素，该元素的名称为：铬。
15.答案：(1)四周期IIIA族；1
(2)b；中原子周围价层电子对数为4，而中原子周围价层电子对数为3，存在空轨道，更容易与氯离子上的孤电子对结合，形成配位键，构成离子
(3)
(4)；I；
解析：（1）镓为31号元素，镓在元素周期表中的位置第4周期第ⅢA族；与镓同周期，基态原子有4个未成对电子的元素为Fe，则有1种；
（2）中原子周围价层电子对数为4，而中原子周围价层电子对数为3，存在空轨道，更容易与氯离子上的孤电子对结合，形成配位键，构成离子，所以该离子化合物最可能的结构组成为b；
（3）通电时钴的氧化物转化为CoO(OH)，CoO(OH)中Co的化合价为+3价，说明钴的氧化物()在阳极被氧化生成CoO(OH)，KOH溶液为电解液，则生成CoO(OH)的电极反应式为：。
（4）根据焓变等于生成物的总能量减去反应物的总能量，则总反应的。反应速率主要由活化能最大的那一步决定，因此决定催化氧化的总反应速率的是步骤(i)，步骤(i)是1mol二氧化硫，因此其活化能为。
