2020-2021学年高中化学-第1章-原子结构与元素性质-单元素养评价鲁科版选择性必修2.doc

2020-2021学年高中化学 第1章 原子结构与元素性质 单元素养评价鲁科版选择性必修2

2020-2021学年高中化学 第1章 原子结构与元素性质 单元素养评价鲁科版选择性必修2

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- 13 -

单元素养评价(一)(第1章)
(90分钟　100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(改编题)下列说法正确的是 (　　)
A.氢光谱是元素的所有光谱中最复杂的光谱之一
B.“量子化”就是不连续的意思,微观粒子运动均有此特点
C.玻尔理论不但成功解释了氢原子光谱,而且还推广到其他原子光谱
D.原子中电子是在具有确定半径的圆周轨道上像火车一样高速运转着
【解析】选B。A项氢光谱是元素的所有光谱中最简单的光谱;C项玻尔理论成功地解释了氢原子光谱,但对解释多电子原子的光谱却遇到困难;D项原子中电子没有确定的半径,原子半径是电子运动出现的“区域”。
2.在学习核外电子排布知识时,甲、乙两小组对多电子原子能级的有关知识产生了分歧:甲组认为第三周期元素的基态原子中,不可能出现d电子,而乙组认为第三周期元素基态原子中一定有d电子,下列可作为甲组论据的是 (　　)
A.能量守恒原理
B.泡利不相容原理
C.洪特规则
D.3d轨道能量比4s轨道高
【解析】选D。第三周期中,只有3个电子层,如果有3d电子,必然有4s电子,因为3d轨道能量比4s轨道高,电子层则变为了4层,不符合实际。
3.(2020·宿迁高二检测)下列有关多电子原子的叙述中正确的是 (　　)
A.在一个多电子原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子
B.在一个多电子原子中,不可能有两个能量相同的电子
C.在一个多电子原子中,N层上的电子能量肯定比M层上的电子能量高
D.某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子,它们的自旋状态必须相反
【解析】选A。填充在同一个能级的同一个轨道中的电子,能量相同,故B错误;根据构造原理,3d轨道上电子的能量比4s轨道上的要高,故C错误;电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,而且自旋方向相同,故D错误。
4.下列说法正确的是 (　　)
A.原子核外电子在某一时刻的位置可以测定或计算出来
B.原子核外电子的运动轨迹可以描画出来
C.人们常用小点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小
D.电子云图中的小点表示电子的个数多少
【解析】选C。核外电子的运动无法用运动轨道描述,也不能确定某一时刻电子的位置。小点只代表电子在此处出现过,并不代表一个电子。
5.下列表示钠原子的式子中能反映能级差别和电子自旋状态的是 (　　)
A.　　　　　BNa
C.1s22s22p63s1 D.
【解析】选D。只有轨道表示式才能反映出电子的自旋状态。
【补偿训练】
A原子的结构示意图为则x、y及该原子3p能级上的电子数分别可能为
(　　)
A.18、6、4　　　　　　　 B.20、8、6
C.18、8、6　　 D.15～20、3～8、1～6
【解析】选B。该元素原子核外电子排布式可能是1s22s22p63s23p63d1～104s2;出现4s能级,3p能级上已排满电子,故3p能级上的电子数为6,若y=8(3d能级上未排电子),则x=20。
6.如图是元素周期表中短周期主族元素的一部分,其中电负性最小的元素是 (　　)

A.A　　　　　B.B　　　　　C.C　　　　　D.D
【解析】选C。同一周期,从左向右,元素的电负性逐渐增大,A的电负性小于B的,C的电负性小于D的;同主族,从上到下,元素的电负性逐渐减小,A的电负性大于C的,所以电负性最小的元素是C。
7.(2020·杭州高二检测)第112号化学元素元素符号为“Cn”,以纪念著名天文学家哥白尼,该元素的一种核素含有的中子数为165。下列关于Cn的说法不正确的是 (　　)
A.Cn是第七周期元素
B.Cn属于ds区元素
C.Cn是金属元素
D.Cn的一种核素可表示为Cn
【解析】选D。112号元素位于元素周期表中第七周期第ⅡB族,属于过渡元素,过渡元素均为金属元素,属于ds区。D项应为Cn。
【补偿训练】
硒是人体必需的微量元素,它能有效提高人体免疫机能,抑制癌症和心脑血管等疾病。下列有关说法正确的是 (　　)
A.硒元素位于元素周期表中第15列
B.硒元素原子的价电子排布式为4s24p4
C.硒的氧化物只有一种
D.基态原子核外电子排布中共有7个能级
【解析】选B。硒是34号元素,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,可确定B正确,A错误;应含有8个能级,D错误;C中,由同主族元素硫存在两种氧化物SO2和SO3,可推得硒也有两种氧化物SeO2和SeO3,故C错误。
8.O、S、Se为周期表中同主族元素,原子序数依次增大,三种元素比较,正确的是
(　　)
A.电负性O>S>Se,原子半径O<S<Se
B.电负性O<S<Se,原子半径O<S<Se
C.电负性O<S<Se,原子半径O>S>Se
D.电负性O>S>Se,原子半径O>S>Se
【解析】选A。同主族元素的电负性从上到下逐渐减小,同周期元素的电负性从左到右逐渐增大,故电负性O>S>Se,元素的原子半径同周期从左到右逐渐减小,同主族从上到下逐渐增大,原子半径Se>S>O。
9.(2020·济宁高二检测)中学化学中很多“规律”都有其适用范围,下列根据有关“规律”推出的结论合理的是 (　　)
A.根据同周期元素的第一电离能变化趋势,推出Al的第一电离能比Mg大
B.根据主族元素最高正化合价与族序数的关系,推出卤族元素最高正价都是+7
C.根据同周期元素的电负性变化趋势,推出Ar的电负性比Cl大
D.根据较强酸可以制取较弱酸的规律,推出CO2通入NaClO溶液中能生成HClO
【解析】选D。Al的第一电离能比Mg小,A错误;卤族元素中F没有正价,B错误;Ar最外层已达8个电子稳定结构,电负性比Cl小很多,C错误;H2CO3的酸性强于HClO,所以CO2通入NaClO溶液中能生成HClO,离子方程式为CO2+ClO-+H2OHC+HClO,因此只有D正确。
10.(2020·海口高二检测)A元素的阳离子与B元素的阴离子具有相同的电子层结构,有关两元素的下列叙述:①离子半径A>B;②原子序数A>B;③A的正价与B的负价绝对值一定相等;④A的电负性小于B的电负性;⑤A的第一电离能大于B的第一电离能。其中正确的组合是 (　　)
A.①⑤　　 B.②④　　 C.②③　　 D.②③④⑤
【解析】选B。根据题干信息可确定A、B在元素周期表中的位置为A在B的下一周期,且A为金属,B为非金属,⑤错。两者离子的电子层结构相同,但A的核电荷数大于B,其离子半径反而小,①错;④是不一定的,它们可能存在多种价态。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.如图为元素周期表中短周期的一部分,关于Y、Z、M的说法正确的是 (　　)

A.电负性:Y>Z>M
B.离子半径:M->Z2->Y-
C.ZM2分子中各原子的最外层均满足8电子稳定结构
D.Z元素基态原子最外层轨道表示式为
【解析】选C。由图示关系可推知:X为氦元素,Y为氟元素,M为氯元素,Z为硫元素。元素的电负性关系为F>Cl>S,故A项不正确;离子半径关系为S2->Cl->F-,故B项不正确;SCl2的电子式为,故C项正确;S元素基态原子最外层轨道表示式为,故D项不正确。
12.(2020·德州高二检测)某主族元素的离子X2+的最外层电子排布式为6s2,当把X的最高价氧化物溶于浓盐酸时,有黄绿色气体产生,则下列说法不正确的是
(　　)
A.X2+具有强氧化性
B.X的最高价氧化物具有强氧化性
C.该元素是第ⅥA族元素
D.X的常见化合价有+2、+4
【解析】选A、C。X2+的最外层电子排布式为6s2,则X原子的最外层电子排布式为6s26p2,故为第ⅣA族的Pb。Pb的常见价态为+4和+2。根据反应PbO2+4HCl(浓)PbCl2+Cl2↑+2H2O,可知PbO2具有强氧化性。
【补偿训练】
4p轨道填充一半的元素,其原子序数是 (　　)
A.15　　　 B.33　　　 C.35　　　 D.51
【解析】选B。4p轨道填充一半,即4p3,根据核外电子排布原则,能量低于4p的轨道已充满,即电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,原子序数是33。
13.(2020·青岛高二检测)下列说法或有关化学用语的表达正确的是 (　　)
A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B.基态Fe原子的价电子轨道表示式为

C.因氧元素电负性比氮元素大,氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大
D.根据原子核外电子排布的特点,Cu在元素周期表中位于s区
【解析】选B。同一层即同一能级中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高,但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高,故A错误;基态铁原子价层电子排布式为3d64s2,价电子轨道表示式为,故B正确;N原子的2p轨道处于半充满结构,较稳定,第一电离能大于氧原子的第一电离能,故C错误;Cu的价层电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区,故D错误。
14.(2020·苏州高二检测)人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子,称为“电子对”,将在某一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中,未成对电子数最多的是 (　　)
A.1s22s22p63s23p6 　 B.1s22s22p63s23p63d54s2
C.1s22s22p63s23p63d54s1 　 D.1s22s22p63s23p63d104s1
【解析】选C。根据各基态原子的电子排布式可知,A项中未成对电子数为0;B项中未成对电子数为5;C项中未成对电子数为6;D项中未成对电子数为1。
15.下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述中,正确的是
(　　)
A.基态原子的N层上只有一个电子的元素,不一定是第ⅠA族元素
B.原子的价电子排布为(n-1)d6～8ns2的元素一定是副族元素
C.基态原子的p能级上半充满的元素一定位于p区
D.基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y
【解析】选A、C。基态原子的N层上只有一个电子的元素,可能是第ⅠA族元素,也可能为铬元素或者铜元素,A正确;原子的价电子排布为(n-1)d6～8ns2的元素是第Ⅷ族元素,不是副族元素,B错误;基态原子的p能级上半充满的元素的基态原子价电子排布式为ns2np3,则一定属于p区元素,C正确;基态原子的价电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数可能为x+y(x+y≤7)、可能为第Ⅷ族(10≥x+y>7)、还可能为y(x=10),D错误。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分)(2020·菏泽高二检测)(1)某质量数为32,核内有16个中子的原子,其电子排布式是________,该原子中有________个未成对电子,这些未成对电子具有________(填“相同”或“不同”)的自旋状态。 
(2)某元素的原子最外层电子排布式为3s23p2,它的次外层上电子的电子云形状有________种,该原子中所有电子占有________个轨道,核外共有________个电子。 
(3)M层上有________个能级,有________个轨道,作为内层时最多可容纳________个电子,作为最外层时最多可含有________个未成对电子。 
(4)在元素周期表中,最外层只有1个未成对电子的主族元素位于________族;最外层有2个未成对电子的主族元素位于________族。 
【解析】(1)根据题给信息判断该元素为S,根据题意可回答问题。(2)由最外层电子排布式知其为Si,其次外层为L层,包括2s、2p两个能级。该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,故该原子中所有电子占有8个轨道,核外共14个电子。(3)M层有3s、3p、3d三个能级,轨道数为1+3+5=9,作为内层时最多容纳18个电子,作为最外层时,3p能级的3个原子轨道上各有1个未成对电子时该原子含有的未成对电子最多。(4)最外层只有1个未成对电子的有ⅠA、ⅢA、ⅦA族元素,最外层有2个未成对电子的有ⅣA、ⅥA族元素。
答案:(1)1s22s22p63s23p4　2　相同　(2)2　8　14
(3)3　9　18　3　(4)ⅠA、ⅢA、ⅦA　　ⅣA、ⅥA
17.(10分)A、B、C、D、E分别代表五种短周期元素,且原子序数依次增大,已知B的最外电子层是ns2npn+1;C的p轨道上未成对的电子比B少一个,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构;E与D同周期且E在该周期中原子半径最小;B与A能生成具有刺激性气味的气体。
(1)B核外电子排布式为__。 
(2)A与E化合时原子间以________键相结合,D与C化合时以________键相结合。 
(3)写出A、C的单质直接形成的化合物与E的单质反应的离子方程式:__。 
(4)写出B和D形成的化合物遇水时发生反应的方程式:__。 
【解析】由B的最外层是ns2npn+1结合其他条件可推知短周期中符合条件的为N:1s22s22p3,C的p轨道上未成对电子比B少一个,C为1s22s22p4,应为O元素,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,可知D为Mg,E与Mg同周期且在该周期中半径最小,则E应为Cl,A能与N形成具有刺激性气味的气体,所以A为H。
答案:(1)1s22s22p3　(2)共价　离子
(3)Cl2+H2OH++Cl-+HClO
(4)Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2↓+2NH3↑
18.(14分)(2020·连云港高二检测)现有A、B、C、D、E、F、G、H八种元素,均为前四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答有关问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等,也是宇宙中最丰富的元素
B元素是形成化合物种类最多的元素
C元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1
D元素基态原子的核外p轨道中有两个未成对电子
E元素的气态基态原子的第一至第四电离能分别是I1=738 kJ·mol-1,I2=1 451 kJ·mol-1,I3=7 733 kJ·mol-1,I4=10 540 kJ·mol-1
F元素的主族序数与周期数的差为4
G元素是前四周期中电负性最小的元素
H元素位于元素周期表中的第八纵行
(1)C2A4的电子式为________(A、C为字母代号,请将字母代号用元素符号表示,下同)。 
(2)B元素的原子核外共有________种不同运动状态的电子。 
(3)某同学推断E元素基态原子的核外轨道表示式为。该同学所画的轨道表示式违背了________________,该元素原子的I3远远大于I2,其原因是____________________。 
(4)D、E、F三种元素的简单离子半径由大到小的顺序是____________(用离子符号表示)。 
(5)用惰性电极电解EF2的水溶液的离子方程式为_____________。 
(6)H位于元素周期表中________区(按电子排布分区),其基态原子的价电子排布式为________,实验室用一种黄色溶液检验H2+时产生蓝色沉淀,该反应的离子方程式为________________________。 
【解析】由题意可知,A～H八种元素分别为H、C、N、O、Mg、Cl、K、Fe。
答案:(1)H　(2)6　(3)泡利不相容原理　Mg原子失去2个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难　(4)Cl->O2->Mg2+
(5)Mg2++2Cl-+2H2OMg(OH)2↓+Cl2↑+H2↑　(6)d　3d64s2
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-Fe3[Fe(CN)6]2↓
19.(12分)(2020·蚌埠高二检测)按要求回答下列问题:
(1)已知A和B为第3周期元素,其第一至第四电离能如表所示:
电离能(I)/kJ·mol-1
I1
I2
I3
I4
A
578
1 817
2 745
11 578
B
738
1 451
7 733
10 540
A通常显____________价,B的基态原子核外电子排布式为________________。 
(2)如图为元素周期表中部分元素某种性质(X值)随原子序数变化的关系:

①短周期中原子核外p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的元素是________(填元素符号)。 
②同主族内不同元素的X值变化的特点是________;同周期内,随着原子序数的增大,X值的变化总趋势是________。周期表中X值的这种变化特点体现了元素性质的________变化规律。 
③X值较小的元素集中在元素周期表的________(填字母)。 
a.左下角　　b.右上角　　c.分界线附近
④下列关于元素此性质的说法正确的是________(填字母)。 
a.X值可反映元素最高正化合价的变化规律
b.X值可反映原子在分子中吸引电子的能力
c.X值的大小可用来衡量元素金属性和非金属性的强弱
【解析】(1)由于A元素的电离能I3≪I4,所以A元素的常见化合价为+3价,则A为Al元素;由于B元素的电离能I2≪I3,说明B最外层为2个电子,则B为Mg元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s2。
(2)①p能级上电子总数与s能级上电子总数相等的短周期元素,只能是1s22s22p4或1s22s22p63s2,即O和Mg。②观察Li、Na、K……或F、Cl、Br、I等可以看出同主族元素的X值的变化规律。观察每一条曲线即可看出同周期内X值的变化规律。④根据②分析可知,X表示元素的电负性,它可以反映原子在分子中吸引电子的能力,也可以作为判断元素金属性和非金属性强弱的依据
答案:(1)+3　1s22s22p63s2
(2)①O、Mg　②从上到下X值逐渐减小　增大　周期性　③a　④bc
20.(14分)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。

试回答下列问题:
(1)写出基态J原子的电子排布式:____________,L的原子序数:________,M的价电子排布式:__。 
(2)下列关于元素在元素周期表中的位置的叙述正确的是________(填选项字母)。 
A.K位于元素周期表中第四周期第ⅡB族,属于ds区元素
B.J位于元素周期表中第四周期第ⅣB族,属于d区元素
C.F位于元素周期表中第三周期第ⅡA族,属于s区元素
D.I位于元素周期表中第三周期第ⅦA族,属于ds区元素
(3)下列有关说法正确的是________(填选项字母)。 
A.第一电离能:G>F>E
B.电负性:D>C
C.原子半径:E>B
D.最高价含氧酸的酸性:I>H
(4)如图是部分元素原子的第一电离能I1随原子序数变化的曲线图。

①认真分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,将Na～Ar之间的元素用短线连接起来,构成完整的图像。
②Zn的第一电离能大于Ga的原因是 __。 
③图中5号元素在周期表中的位置是____________。 
【解析】(1)J是Cr元素,M层的3d能级上排5个电子,为半充满状态,最外层只有1个电子,所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1;L是Ba元素,原子序数是56;M是Br元素,是第四周期第ⅦA族元素,所以价电子排布式为4s24p5。
(2)K是第四周期第ⅠB族元素,属于ds区元素,A错误;J是第四周期第ⅥB族元素,属于d区元素,B错误;F是第三周期第ⅡA族元素,属于s区元素,C正确;I是第三周期第ⅦA族元素,属于p区元素,D错误。
(3)同周期元素,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,而F的3p能级是全空状态,属于稳定结构,所以第一电离能的大小顺序是F>G>E,A错误;同周期元素,随原子序数的增大,元素的电负性逐渐增大,所以电负性D>C,B正确;E比B多一个电子层,所以E的原子半径大于B,C正确;I的非金属性比H强,所以I的最高价含氧酸的酸性比H强,D正确。
(4)①在第三周期元素中,由于Mg的3p能级是全空结构,P的3p能级是半充满结构,所以第一电离能比同周期相邻的元素高。②Zn的第一电离能大于Ga的原因是Zn的价电子排布式为3d104s2,是全充满结构;而Ga的价电子排布式为4s24p1,失去一个电子才是全充满结构,所以Zn的第一电离能更大。③5号元素是P元素,位于元素周期表中的第三周期第ⅤA族。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1　56　4s24p5
(2)C　(3)BCD
(4)①

②Zn的价电子排布式为3d104s2,是全充满结构;而Ga的价电子排布式为4s24p1,失去一个电子才是全充满结构,所以Zn的第一电离能更大
③第三周期第ⅤA族