1.2原子结构与元素的性质 同步练习 2022-2023学年高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列选项中，表示IIA族某元素原子的原子结构示意图的是
A． B． C． D．
2．由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质，其结构如图所示，X是短周期中原子半径最小的元素，Z、M同主族，Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是
A．X分别与Y、Z、W、M均可形成微粒
B．最简单氢化物的沸点：W>Z> Y >M
C．原子半径：M> Y>Z>W
D．X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物
3．已知前四周期元素W、X、Y、Z、M和N在周期表中的相对位置如图所示，其中X的最高化合价为+3。下列说法不正确的是
A．元素W位于周期表的ds区 B．简单离子半径：N>M>X>Z
C．第一电离能：Y
A．第一电离能：N＞O＞Mg B．的结构式：
C．的结构示意图： D．基态O原子核外电子轨道表示式
5．为原子序数依次增大的四种短周期元素，其中X是宇宙中含量最多元素；Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子，并且自旋方向相同：Z元素原子的价层电子排布是；同周期简单离子中W元素的离子半径最小。下列说法正确的是
A．W位于元素周期表的s区
B．Y元素原子最高能级的电子云轮廓图为球形
C．三种元素的原子半径
D．三种元素的电负性
6．改革开放40年，我国取得了很多世界瞩目的科技成果，下列说法不正确的是
A B C D
蛟龙号潜水器 港珠澳大桥 国产C919 中国天眼
用到钛合金，22号钛元素属于过渡元素 用到的合金材料，具有强度大、密度小、耐腐蚀等性能 用到的氮化硅陶瓷是新型无机非金属材料 传输信息用的光纤材料是硅
A．A B．B C．C D．D
7．下列事实不能作为实验判断依据的是（ ）
A．钠和镁分别与冷水反应，判断金属活动性强弱
B．F2与Cl2分别与H2反应，判断氟与氯的非金属性强弱
C．酸性H2CO3
8．下列说法错误的是
A．金刚石和石墨是同一种物质
B．稀有气体118Og的最外层电子数为8
C．等质量的2H216O和1H218O中所含中子数相同
D．12C和14C互为同位素
9．13Al、15P、16S、17Cl是周期表中的短周期主族元素。下列有关说法正确的是
A．元素Al在周期表中位于第4周期ⅢA族
B．元素P的简单气态氢化物的化学式为PH4
C．第一电离能：I1(Al)
A．原子半径 X＞Y＞Z
B．气态氢化物稳定性X＞Y＞Z
C．元素原子得电子能力X＞Y＞Z
D．单质与氢气反应由易到难X＞Y＞Z
11．在元素周期表中，金属性最强的短周期元素是
A．Mg B．F C．Na D．Cl
12．已知下列元素的电负性数据，下列判断不正确的是
元素 Li Be C O F Na Al Cl Ge
电负性 1.0 1.5 2.5 3.5 4.0 0.9 1.5 3.0 1.8
A．Mg元素电负性的最小范围为1.0～1.6
B．Ge既具有金属性，又具有非金属性
C．Be和Cl可形成极性键
D．O和F形成的化合物中O显正价
13．X、Y、Z、M、Q、R为短周期元素， 其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A．元素的金属性：Q＜R
B．沸点： ZX3＜YX4
C．R的氧化物可能含共价键
D．X2M的水溶液露置于空气中易变质
14．0.02 mol某金属单质与足量的盐酸反应,放出0.672 LH2（标准状况），并转变为具有Ne原子的电子层结构的离子，该金属元素在元素周期表中的位置是
A．第三周期第ⅡA族 B．第三周期第ⅢA族
C．第二周期第ⅢA族 D．第四周期第ⅡA族
二、填空题
15．尿素分子中N、O元素的第一电离能：，原因是_______。
16．2020年11月7日是被誉为“中国稀土之父”的徐光宪院士诞辰100周年纪念日，社会各界举行了各式各样的纪念活动。已知钪(Sc)是17种稀土元素之一，钪单质及其化合物用途广泛。请回答下列问题：
(1)与Sc同周期且其基态原子的未成对电子数与Sc原子相同的元素有___________种。
(2)元素呈气态时，从它的阳离子中将一个电子移至无穷远处时所需做的功，称为该元素的电离势，单位为电子伏特(ev)。Sc的三种气态离子Sc+、Sc2+、Sc3+的电离势分别为6.54ev、12.80ev、24.76ev，上述三种气态离子的电离势依次增大的原因为___________。
(3)我国科学家首次合成并晶体结构表征了稀土金属末端氮宾配合物-钪末端氮宾配合物，该配合物的分子结构如图所示。
①该配合物分子中碳原子的杂化方式为___________；与Sc原子形成配位键的N原子个数为___________。
②该配合物中各元素第一电离能从大到小的顺序为___________。
三、计算题
17．一定质量的某金属X和足量的稀H2SO4反应共有0.3mol电子发生转移，生成6.02×1022个 Xn+ ，这些阳离子共有1.3×6.02×1023个质子、1.4×6.02×1023个中子。
(1)求Z、n和A的值。(写过程)
(2)写出该金属与NaOH溶液反应的化学方程式。
18．回答下列问题：
(1)在下列物质中，可以导电的是_______(填序号，下同)，是电解质的有_______。
①氯化钠晶体②熔融的氢氧化钠③Cu④酒精⑤Na2SO4溶液⑥液氨⑦稀盐酸⑧BaSO4晶体
(2)某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，则14g该气体所含有的物质的量为_______。
(3)从400mL2.0mol·L-1的Al2(SO4)3溶液中取出10mL，将这10mL溶液用水稀释到100mL，所得溶液中的物质的量浓度为_______mol·L-1。
(4)已知Mm+与Nn-具有相同的电子层结构(核外电子排布相同)，若N的核电荷数为a，M的质量数为A，则M的中子数为_______。
四、实验题
19．某校化学兴趣小组拟探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，实验装置如下：
(1)连接好装置后，实验前必须进行的一步操作是_________。仪器a的名称为______。
(2)B装置中盛放的试剂是_________，C中发生反应的化学方程式为_________。
(3)该兴趣小组设计此实验依据的原理是_________，通过_________（填实验现象），可判断碳的非金属性强于硅的非金属性。请你再列举出一条事实，说明碳的非金｛属性强于硅的非金属性：________。
(4)该小组的一位同学认为，利用此实验装置及药品，也可以证明非金属性Cl>C>Si,你是否同意该同学的观点？_________（填“同意”或“不同意”）。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】根据元素周期周期表的排布规律，将最外层电子数相同的原子排成一列；IIA族原子的核外电子结构中其最外层电子数为2，D符合题意；
答案选D。
2．B
【分析】原子序数依次增大的五种短周期元素 X 、 Y 、 Z 、 W 、 M , X 是短周期中原子半径最小的元素，则 X 为 H ； Z 、 M 同主族， Z 形成三个共价键， M 形成五个共价键，则 Z , M 分别为 N 、 P 元素； Z 、 W 的原子序数之和等于 M 的原子序数， W 的原子序数为15-7=8，则 W 为 O； Y 形成4个共价键，其原子序数小于 O ，则 Y 为 C 元素，以此分析解答。
【详解】A．氢与 C 、 N 、O、 P 形成的C2H6、 N2H4、 H2O2 、PH3均为18电子微粒，A正确；
B．常温下水为液态，氨气、磷化氢、甲烷为气体，水的沸点最高，氨气分子间存在氢键，其沸点大于磷化氢和甲烷，磷化氢的相对分子量大于甲烷，其沸点大于甲烷，则最简单氢化物沸点：H2O> NH3 >РНЗ>CH4，B错误；
C．主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径： M > Y > Z > W，C正确；
D．H 、 C 、 N 、 O 形成的（NH4)2C2O4中含有离子键、极性键和非极性键， D正确；
故本题选B。
3．B
【分析】已知前四周期元素W、X、Y、Z、M和N在周期表中的相对位置如图所示，其中X的最高化合价为+3，则X为Al元素，结合位置可知，Y为C元素，Z为N元素，M为S元素，N为Cl元素，W为Ca元素。
【详解】A．元素W为Ca元素，第四周期ⅡA族元素，位于周期表的ds区，选项A正确；
B．S2-、Cl-比Al3+、N3-多一个电子层，半径较大，具有相同电子层结构的离子核电荷数越大半径越小，故简单离子半径：S2-> Cl-> N3-> Al3+，选项B不正确；
C．同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第IIA族元素大于第IIIA族元素，第VA族元素大于第VIA族元素，故第一电离能：C
答案选B。
4．A
【详解】A．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，同主族从上到下第一电离能一次减小，因此第一电离能：N＞O＞Mg，故A正确；
B．N2H4是氮氮单键，其结构式：，故B错误；
C．是Mg原子的原子结构示意图，的结构示意图为，故C错误；
D．基态O原子核外电子排布式为1s22s22p4，其轨道表示式要遵循洪特规则，因此其轨道表示式为，故D错误。
综上所述，答案为A。
5．C
【分析】宇宙中含量最多的元素为氢元素，故X为H，Z元素价电子排布为nsnnp2n，由电子填充原理知n=2，故Z电子排布式为1s22s22p4，即为O元素，Y原子序数介于H与O之间，且最高能级属于半满结构，故Y电子排布式为1s22s22p3（N），同周期中离子半径最小的为原子序数最大的金属元素，故W为Al。
【详解】A．W为Al，价电子排布式为3s23p1，属于p区元素，A错误；
B．Y元素最高能级为p能级，电子云轮廓图为哑铃形，B错误；
C．一般，电子层数多半径大，电子层数相同，核电荷数大半径小，故原子半径顺序为：O＜N＜Al，C正确；
D．电负性随着周期表往右往上增大，故三种元素电负性顺序为：H＜N＜O，D错误；
故答案选C。
6．D
【详解】A．22号钛元素位于第四周期第IVB族，属于过渡元素，故A正确；
B．跨海大桥使用的合金材料，必须具有强度大、密度小、耐腐蚀等特性，故B正确；
C．氮化硅陶瓷属于无机物，是新型无机非金属材料，故C正确；
D．制作光导纤维的原料是二氧化硅，不是硅，故D错误；
故选D。
7．D
【详解】A．其单质与水或酸反应越剧烈，元素的金属性越强，钠和镁分别与冷水反应，钠与水反应比镁剧烈，所以可以据此判断金属性强弱，A选项正确；
B．单质与氢气化合越容易，其非金属性越强， F2与Cl2分别与H2反应，F2和H2反应比Cl2与H2反应更容易，故可比较F与Cl的非金属性强弱，B选项正确；
C．最高价氧化物的水化物酸性越强，元素的非金属性越强，酸性H2CO3
答案选D。
8．A
【详解】A．金刚石和石墨是不同的碳单质，不是同一种物质，两者互为同素异形体，A错误；
B．稀有气体(除He)均满足8电子稳定结构，B正确；
C．2H216O和1H218O的相对分子质量都是20，且每个分子中均含有10个中子，因此等质量的2H216O和1H218O中所含中子数相同，C正确；
D．12C和14C质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，D正确；
答案选A。
9．D
【详解】A．Al为13号元素，周期表中位于第3周期ⅢA族，故A错误；
B．P位于第ⅤA族，最低负价为-3价，所以简单气态氢化物的化学式为PH3，故B错误；
C．P的3p能级轨道半满，较稳定，第一电离能大于相邻元素，即I1(P)>I1(S)，故C错误；
D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，非金属性P
10．A
【分析】由电子层数相同的三种元素X、Y、Z它们最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则非金属性X＞Y＞Z，同周期从左到右非金属性逐渐增强，则原子序数为X＞Y＞Z。
【详解】A．同周期，从左到右随原子序数的增大，半径减小，则原子半径为X＜Y＜Z，故A错误；
B．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，所以气态氢化物稳定性为X＞Y＞Z，故B正确；
C．非金属性越强，得电子能力越强，非金属性X＞Y＞Z，则元素原子得电子能力为X＞Y＞Z，故C正确；
D．非金属性越强，与氢气化合越容易，非金属性X＞Y＞Z，则单质与氢气反应由易到难顺序为X＞Y＞Z，故D正确；
故选A。
11．C
【分析】根据元素周期律分析，同周期元素，从左到右金属性减弱，同主族元素，从上到下金属性增强进行分析。
【详解】同周期元素，从左到右金属性减弱，同主族元素，从上到下金属性增强，F位于第二周期，是非金属性最强的元素，短周期元素指的是第一到第三周期的元素，金属性最强的元素是Na，答案选C。
12．A
【详解】A．Mg元素的金属性小于Na，大于Be，故电负性的最小范围为0.9～1.5，A错误；
B．Ge的电负性为1.8，既具有金属性，又具有非金属性，B正确；
C．根据Be和Cl的电负性，两元素电负性差距较大，可形成极性键，C正确；
D．F的电负性大于O，故O和F形成的化合物中O显正价，D正确；
故答案选A。
13．B
【分析】X、Y、Z、M、Q、R为短周期元素， 其原子半径和最外层电子数之间的关系如图所示可知，X、R最外层只有一个电子，为第一主族元素；Q最外层有3个电子，位于第三主族；Y最外层有四个电子，位于第四主族，Z原子最外层有5个电子，位于第五主族，M最外层有6个电子，位于第六主族；R原子半径最大，为Na元素；X原子半径最小，为H元素；Y原子大于Z、小于M，M原子半径小于R、大于Y，可知Q是Al、Y是C、Z是N、M为S元素，据此解答。
【详解】A．钠和铝在同一周期，元素的金属性：Al
C． 钠的氧化物可以是过氧化钠，可能含有共价键，故C不选；
D．硫化氢易被氧气氧化生成硫和水，硫化氢的水溶液露置于空气中易变质 ，故D不选；
故选：B。
14．B
【详解】0.672 LH2（标准状况）是 ，所以转移电子是0.06mol，因此根据得失电子守恒可知，该金属的化合价是0.06÷0.02＝3，即是第ⅢA元素。又因为该离子具有Ne原子的电子层结构，所以是铝元素，答案选B。
15．N元素的能级为半充满状态，是较稳定的结构，失去1个电子需要的能量更多
【详解】同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故N、O的第一电离能大小：N>O；
16． 4 随着气态离子所带正电荷数的增多，核外电子距离原子核的距离减小，原子核对核外电子的引力增大 sp2、sp3 4 N＞H＞C＞Sc
【详解】(1)与Sc同周期且其基态原子的未成对电子数与Sc原子相同的元素有4种，分别为K、Cu、Ga、Br。
(2)上述三种气态离子的电离势依次增大的原因为随着气态离子所带正电荷数的增多，核外电子距离原子核的距离减小，原子核对核外电子的引力增大。
(3)①该配合物分子中碳原子的杂化方式含有双键为sp2，其余为sp3；根据结构式可知与Sc原子形成配位键的N原子个数为4。
②总体上金属元素第一电离能较小非金属元素第一电离能较大，N为半充满状态，故第一电离能较大，该配合物中各元素第一电离能从大到小的顺序为：N＞H＞C＞Sc。
17．(1)Z、n、A的值分别为13、3、27
(2)
【详解】（1）离子的物质的量为0.1mol，质子的物质的量为1.3mol，中子的物质的量为1.4mol，所以每个离子中的质子数为1.3/0.1=13，每个离子中的中子数为1.4/0.1=14，所以质子数Z为13，质量数A为13+14=27，离子的电荷数为0.3/0.1=3，所以n为3；
（2）该金属为铝，铝和氢氧化钠和水反应生成偏铝酸钠和氢气，。
18．(1) ②③⑤⑦ ①②⑧
(2)0.5mol
(3)0.6
(4)A-(a+m+n)
【详解】（1）存在自由移动的电子或离子的物质能导电，则可以导电的是②③⑤⑦；水溶液中或熔融状态下导电的化合物为电解质，是电解质的有：①②⑧；
（2）某气体在标准状况下的密度为1.25g/L，气体摩尔质量M=22.4L/mol×1.25g/L=28g/mol，则14g该气体的物质的量为=0.5mol；
（3）10mL2.0mol L-1的Al2（SO4）3溶液中溶质的物质的量=0.010L×2.0mol/L=0.02mol，硫酸根离子物质的量n=0.02mol×3=0.06mol，用水稀释到100mL，所得溶液中的物质的量浓度=0.6mol/L；
（4）Mm+与Nn-具有相同的电子层结构，若N的核电荷数为a，则核外电子数=a+n，Mm+的核外电子数=a+n，M的质子数=a+n+m，质量数=质子数+中子数，则M的中子数=A-（a+m+n）。
19．(1) 检查装置的气密性 分液漏斗
(2) 饱和NaHCO3溶液 Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓
(3) 元素的最高价氧化物对应的水化物酸性越强，元素的非金属性越强 C中有白色胶状沉淀生成 CH4比SiH4稳定或碳单质与氢气化合比硅单质与氢气化合容易（或其他合理答案，答碳单质置换出硅单质不给分）
(4)不同意
【分析】某校化学兴趣小组拟探究碳、硅元素的非金属性的相对强弱，A装置中盐酸和碳酸钙反应生成二氧化碳，生成的二氧化碳通入饱和NaHCO3溶液中除去二氧化碳中混有的HCl气体，二氧化碳与Na2SiO3溶液反应生成硅酸，以此解答。
【详解】（1）反应生成气体，实验之前需要检验装置的气密性，防止气密性不好导致气体泄漏。根据装置图中的仪器可知a为分液漏斗。
（2）生成的CO2中含有氯化氢，氯化氢也能与硅酸钠反应，因此B装置中盛放的试剂是饱和碳酸氢钠溶液，用来除去氯化氢。C中发生CO2与硅酸钠的反应，反应的化学方程式为Na2SiO3＋CO2＋H2O=Na2CO3＋H2SiO3↓。
（3）二氧化碳与Na2SiO3溶液反应生成硅酸，证明了碳酸酸性比硅酸强，说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强，所以盛有Na2SiO3溶液的试管中出现白色沉淀即说明碳元素的非金属性比硅元素非金属性强；比较元素非金属性强弱，还可以通过氢化物稳定性或与氢气化合的难易程度等，即CH4比SiH4稳定或碳单质与氢气化合比硅单质与氢气化合容易均可以说明碳元素非金属性强于硅。
（4）盐酸不是最高价含氧酸，因此不能证明非金属性Cl>C>Si。
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
