第01单元-原子结构与性质(A卷夯实基础)(解析版).docx

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第01单元 原子结构与性质
（A卷·夯实基础）
（时间：75分钟，满分：100分）
一、选择题（本题共16小题，每小题3分，共48分。）
1．下列能层中，包含f能级的是（　　）
A．K能层 B．L能层
C．M能层 D．N能层
【答案】D
【详解】
A. K能层是第一能层，只包含s能级，A不符合题意；
B. L能层是第二能层，包含s能级、p能级，B不符合题意；
C. M能层是第三能层，包含s能级、p能级、d能级，C不符合题意；
D. N能层是第四能层，包含s能级、p能级、d能级、f能级，D符合题意；
故合理选项是D。
2．下列关于能层与能级的说法中不正确的是（　　）
A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2
B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数
C．不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D．相同能层中p电子的原子轨道能量相同
【答案】C
【详解】
A．从第一能层开始，每一能层最多可容纳的电子数为2、8、18、32…，因此原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A正确；
B．同一能层中不同能级上电子能量关系为ns<np<nd<nf，电子填充时优先填充能量较低的能级，因此任一能层的能级总是从s能级开始，能层中能级数等于能层序数，故B正确；
C．不同能层中能级的半径不同，即能级半径：1s<2s<3s<4s…，故C错误；
D．相同能层中同一能级的原子轨道能量相同，即相同能层中p电子的原子轨道能量相同，故D正确；
综上所述，说法不正确的是C项，故答案为C。
3．4p能级只填充一半电子的原子，其原子序数是（　　）
A．15 B．33 C．35 D．51
【答案】B
【详解】
4p能级只填充一半电子的原子即电子排布式为[Ar]3d104s24p3，其原子序数是33，故B符合题意。
综上所述，答案为B。
4．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是（ ）
A.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D.在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
【答案】A
【详解】
在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将释放能量，从而产生红光，A项正确。
5．下列关于原子结构的说法不正确的是（　　）
A．原子光谱上的特征谱线可用于元素鉴定
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增强
C．电子排布式为1s22s22p5  的基态原子对应元素位于周期表第五周期
D．日常生活中的焰火、LED灯都与原子核外电子跃迁释放能量有关
【答案】C
【详解】
A．不同元素原子的吸收光谱或发射光谱不同，所以可以利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，故A正确；
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增强，
C．电子排布式为1s22s22p5  的基态原子对应元素位于周期表第二周期，
D．电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱。日常生活中的许多可见光，如焰火、LED灯等，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D说法正确。
故选C。
6．下列说法中正确的是（　　）
A．[Ne]3s2表示的是Mg原子
B．3p2表示第三电子层有2个电子
C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D．2p、3p、4p轨道容纳的最多电子数依次增多
【答案】A
【详解】
A．[Ne]3s2表示的是12号元素，是Mg原子，A正确；
B．3p2表示第三电子层3p能级有2个电子，B错误；
C．原子排布遵循能量最低原理，故同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，C错误；
D．2p、3p、4p轨道容纳的最多电子数均为6个电子，D错误；
答案选A。
7．气态电中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是（　　）
A．1s22s22p63s2→1s22s22p63s13p1
B．1s22s22p5→1s22s22p43s1
C．1s22s22p4→1s22s22p34f1
D．1s22s22p63s23p5→1s22s22p63s23p44s1
【答案】C
【详解】
2p4→4f1的能级相差最大，电子发生跃迁的能级相差越大，吸收的能量越多，C项正确。
8．下面是某些元素的最外层电子排布，各组指定的元素，不能形成AB2型化合物的是(　　)
A．2s22p2和2s22p4 B．3s23p4和2s22p4
C．3s2和2s22p5 D．3s1和3s23p2
【答案】D
解析：A项为C和O，能形成CO2；B项为S和O，能形成SO2；C项为Mg和F，能形成MgF2；D项为Na和Si，不能形成AB2型化合物，故选D。
9．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是（　　）
A．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7
B．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向及电子的自旋方向都确定时，才能准确表示电子的运动状态
C．p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的数量也在增多
D．原子轨道伸展方向与能量大小是无关的
【答案】C
【详解】
A． 各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7，S轨道是球形的，故A正确；
B． 电子的运动状态由能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态决定，所以在能层、能级、电子云的伸展方向、以及电子的自旋状态确定时，电子的运动状态才能确定下来，故B正确；
C． p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的数量总是3个，故C错误；
D．离原子核越远的电子，其能量越大，则p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，所以电子云伸展方向与能量大小是无关，故D正确。
故选C。
10．若将15P原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p3p，它违背了（　　）
A．能量守恒原理 B．泡利不相容原理 C．能量最低原理 D．洪特规则
【答案】D
【详解】
洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同。
11．下列有关元素周期表分区的说法错误的是
A．p区不包含副族元素 B．第五周期有15种f区元素
C．d区、ds区均不存在非金属元素 D．s区所有元素的p能级电子均为全满或全空状态
【答案】B
【详解】
A．p区是最后一个电子填充到p能级上(He除外)，包括ⅡA至0族，不包括副族元素，故A说法正确；
B．f区指的是镧系和锕系，镧系和锕系在第六、七周期的ⅢB，第五周期不含有f区，故B说法错误；
C．d区和ds区包括过渡元素，过渡元素都是金属元素，故C说法正确；
D．s区的价电子构型为ns1～2，s区所有元素的p能级电子均为全满或全空状态，故D说法正确；
答案为B。
12．2003 年，IUPAC (国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110 号的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地Darmstadt。下列有关该元素的说法中，不正确的是（　　）
A．为金属元素 B．其核外电子数为110
C．为过渡元素 D．在周期表中位于第7周期VIIB族
【答案】D
13．已知元素原子的下列结构或性质，能确定其在周期表中位置的是（　　）
A．某元素原子的第二电子层电子的轨道表示式为

B．某元素在某种化合物中的化合价为＋4价
C．某元素的原子最外层电子数为6
D．某元素的原子外围电子排布式为5s25p1
【答案】D
【详解】
A中只能说明该元素的L层有8个电子，无法确定其在周期表中的位置；B中某些非金属元素有多种化合价，＋4价不一定是其最高化合价，无法确定其在周期表中的位置；C中根据最外层电子数只能确定族序数，无法确定周期数；D中可确定该元素在第五周期第ⅢA族。
14．下列原子半径大小顺序正确的是（　　）
①1s22s22p3　②1s22s22p33s23p3③1s22s22p5　④1s22s22p33s23p2
A．③>④>②>① B．④>③>②>①
C．④>③>①>② D．④>②>①>③
【答案】D
【详解】
①1s22s22p3是N元素，②1s22s22p63s23p3是P元素，③1s22s22p5是F元素，④1s22s22p63s23p2是Si元素，根据元素周期律分析可知，原子半径由大到小的顺序为：④＞②＞①＞③；
答案选D。
15．下列四种元素中，第一电离能由大到小顺序正确的是（　　）
①原子含有未成对电子最多的第2周期元素
②基态原子电子排布式为1s2的元素
③周期表中电负性最强的元素
④原子最外层电子排布式为3s23p4的元素
A．②③①④ B．③①④② C．①③④② D．无法比较
【答案】A
【详解】
①原子含有未成对电子最多的第2周期元素为N；②基态原子电子排布式为1s2的元素为He元素；③周期表中电负性最强的元素为F元素；④原子最外层电子排布式为3s23p4的元素为S元素；同周期自左至右元素的第一电离能呈增大趋势，第IIA和第VA族比相邻元素大；同主族从上到下元素的第一电离能减小，所以第一电离能由大到小的顺序是He＞F＞N＞S，即②＞③＞①＞④；
答案为A。
16．已知元素X、Y同周期，且电负性X>Y，下列说法中一定不正确的是（　　）
A．第一电离能：Y<X
B．X和Y形成的化合物中，X显负价，Y显正价
C．最高价含氧酸的酸性：元素X对应酸的酸性强于Y
D．最简单气态氢化物的稳定性：HmY>HnX
【答案】D
【分析】
元素X、Y同周期，且电负性X>Y，则X位于Y的右侧，即X的原子序数大于Y。
【详解】
A．若X为O元素，Y为N元素，电负性X＞Y，但第一电离能N＞O，即Y＞X，但若X为F元素，Y为O元素，则电负性X＞Y，第一电离能X＞Y，故A可能正确，不符合题意；
B．电负性X＞Y，则X吸引电子能力更强，形成的化合物中，X显负价，Y显正价，B正确，不符合题意；
C．电负性X＞Y，即非金属性X＞Y，所以最高价含氧酸的酸性：元素X对应酸的酸性强于Y，C正确，不符合题意；
D．电负性X＞Y，即非金属性X＞Y，则最简单气态氢化物的稳定性：HmY＜HnX，D一定不正确，D符合题意；
综上所述答案为D。
二、非选择题（本题共4小题，共52分。）
17．（14分）完成下列各题。
(1)Zn原子核外电子排布式为________。
(2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布式为________。
(3)Fe2＋基态核外电子排布式为__________________________。
(4)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________。
(5)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________。
(6)写出基态Se原子的核外电子排布式：________________。
【答案】（每空2分）(1)1s22s22p63s23p63d104s2(或[Ar]3d104s2 )　
(2)4s　4f5　
(3)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6　
(4)N　
(5)3d104s24p2　
(6)1s22s22p63s23p63d104s24p4(或[Ar]3d104s24p4)
18．（10分）(1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。
试判断，哪些违反了泡利原理？________；
哪些违反了洪特规则？________。

(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为____________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是________________。
(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列。
①2s　②3d　③4s　④3s　⑤4p　⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是____________(填序号)。
【答案】（每空2分）(1)③　②④⑥　
(2)1s22s22p63s23p4　H2SO4　
(3)①④⑥③②⑤
【详解】
(1)同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违反了泡利原理；②中成单电子应自旋平行，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中成单电子自旋平行，所以②④⑥违反了洪特规则。(2)3p能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。
19．（14分）下图是元素周期表的一部分，图中所列字母分别代表一种化学元素。

请回答下列问题：
(1)元素b位于周期表中_______区，其基态原子核外有_______种运动状态不同的电子。
(2)基态c原子中有_______个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道的电子云轮廓图为_______形。
(3)理论上为离子化合物，猜测其电子式为______________________。
(4)基态外围电子的电子排布图为______________________，已知高温下化合物比化合物fd更稳定，试从核外电子排布的角度解释原因__________________________。
(5)b、c、d三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______________________(填元素符号)。
【答案】（1）p（1分） 6（1分）
（2）3（2分） 哑铃(或纺锤) （2分）
（3）（2分）
（4） （2分） 的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态稳定性强于CuO （2分）
（5）N>O>C （2分）
【分析】
由题可知，元素a、b、c、d、e、f分别为H、C、N、O、Na、Cu。
【详解】
(1)C位于周期表中p区，其基态原子核外各电子的运动状态都不相同，故有6种，故答案为：p；6；
(2)基态N原子中有3个未成对电子，其中能量最高的电子所在原子轨道为2p轨道，电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形，故答案为：3；哑铃(纺锤)形；
(3)根据铵根离子与氢负离子推测，离子化合物为，其电子式为，故答案为：；
(4)基态外围电子的电子排布图为；的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以高温下稳定性强于CuO，故答案为：；的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态稳定性强于CuO；
(5)同周期 从左到右元素的第一电离能呈增大趋势，N的2p半充满，较稳定，第一电离能大于O，C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C，故答案为：N>O>C。
20．（14分）（1）2020年12月17日，“嫦娥五号”首次成功实现地外天体采样返回，标志着我国航天向前迈出了一大步。其制作材料中包含了Al、Cr、Cu、C、N、O、Si等多种元素。上述元素中基态原子未成对电子数与Al相同的有___________。
（2）元素铋主要用于制造易熔金属合金，元素Bi位于第6周期VA族，其基态原子的价电子排布式为___________。Bi(NO3)3∙5H2O中各元素电负性从大到小的顺序为___________。
（3）N、P、As均为氮族元素，这些元素与人们的生活息息相关。回答下列问题：
①下列状态的N原子或离子在跃迁时，用光谱仪可捕捉到发射光谱的是___________(填序号，下同)，未成对电子最多的是___________。
a. 1s22s22p3 b. 1s22s2 c. 1s22s12p4 d. 1s2s12p3
②Si、P与S是同周期中相邻的元素，Si、P、S的电负性由大到小的顺序是___________，第一电离能由大到小的顺序是___________。
【答案】（每空2分）（1）Cu
（2） O＞N＞H＞Bi
（3）cd d S>P>Si P>S>Si
【分析】
（1）Al的核外电子排布为1s22s22p63s23p1，未成对电子数为1，Cu的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，未成对电子数也是1，故Cu的基态原子未成对电子数与Al相同；
（2）Bi是第83号元素，属于第六周期VA族，主族元素的价电子为最外层电子，第二周期VA族的N的价电子为2s22p3，根据同周期元素核外电子排布相似，Bi的价电子为6s26p3； Bi(NO3)3∙5H2O含有的元素有Bi、N、O、H，非金属性越强，电负性越强，同周期从左到右电负性依次增大，同主族从上到下电负性依次减小，因此电负性O＞N＞H＞Bi；
（3）①a．1s22s22p3，该原子为基态，未成对电子为3个；b．1s22s2，该原子为基态，没有未成对电子；c．1s22s12p4，该原子为激发态，未成对电子为3个；d．1s2s12p3，该原子为激发态；电子从激发态到基态会释放能量形成发射光谱，因此用光谱仪可捕捉到发射光谱的是激发态的原子，故选cd；未成对电子第多的是1s2s12p3，有4个未成对电子，故选d；
②根据元素周期律，同周期主族元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性Si＜P＜S，非金属性越强，电负性越大，则电负性：S＞P＞Si；同周期主族元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，由于P的3p轨道电子处于半充满较稳定状态，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由大到小的顺序是P＞S＞Si。