1-2-2-原子结构与元素周期律(基础过关A练)(解析版).docx

A练——基础过关
第一章 原子结构与性质
第二节 原子结构与元素的性质
课时2 原子结构与元素周期律
（建议时间：30分钟）
知识点一 原子半径
1．下列关于微粒半径的说法正确的是(　　)
A．电子层数少的元素的原子半径一定小于电子层数多的元素的原子半径
B．核外电子层结构相同的单核粒子，半径相同
C．质子数相同的不同单核粒子，电子数越多半径越大
D．原子序数越大，原子半径越大
【答案】C
【详解】
A. Li的原子半径为152pm，Cl的原子半径为99pm，Li原子的电子层数为2，Cl原子的电子层数为3，A错误；
B. 核外电子层结构相同的单核粒子，通常，核电荷数越大，离子半径越小，B错误；
C. 质子数相同的不同单核粒子，如Na与Na+，前者半径大于后者，即电子数越多半径越大，C正确；
D. 同周期元素，原子序数越大，原子半径越小，D错误；
故选C。
2．下列微粒半径依次增大的是(　　)
A．同一主族元素随着原子序数的递增
B．同一周期的元素随着原子序数的递增
C．Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－
D．P、S、S2－、Cl－
【答案】A
【详解】
依据比较微粒半径大小的规律进行分析，同一主族，随着原子序数的递增，原子的电子层数依次增加，原子半径依次增大，A项正确；一般来说，同一周期，随着原子序数的递增，原子半径逐渐减小，B项错误；C项中各微粒的电子层结构相同，核电荷数越大，半径越小，故半径F－最大，Al3＋最小，C项错误；D项中的微粒半径P＞S，S2－＞Cl－，D项错误。
3．已知下列原子的半径：
原子
N
S
O

半径
0.70
1.06
0.66
1.17
根据以上数据，P原子的半径可能是
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】
P是第三周期元素，位于硅与硫元素之间，根据元素周期律可知，磷原子的半径应在原子和S原子之间。
故答案选A。
4．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。
知识点二 电离能
5.下列关于元素第一电离能的说法不正确的是(　　)
A．钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能，故钾的活泼性强于钠
B．因同周期元素的原子半径从左到右逐渐减小，故第一电离能必依次增大
C．最外层电子排布为ns2np6(若只有K层时为1s2)的原子，第一电离能较大
D．对于同一元素而言，原子的电离能I1＜I2＜I3＜…
【答案】B
【详解】
注意第ⅡA、ⅤA族由于电子排布的特殊性使其第一电离能高于同周期相邻两主族元素。
6．元素周期表中，第二周期第一电离能比较，介于硼和氮之间的元素有几种（ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【详解】
第一电离能一般变化规律：周期表往右往上第一电离能逐渐增大，出现反常的有：IIA、VA价电子属于全满、半满稳定结构，第一电离能比相邻原子大，故B < Be (IIA) < C < O < N(VA)，所以介于B、N之间的有三种元素，故答案选C。
7．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。
8．下列关于Na、Mg、Al元素及其化合物的说法正确的是
A．电子在钠原子核外的运动状态有11种
B．原子半径：r(Na)＜r(Mg)＜r(Al)
C．第一电离能：I1(Na)＜I1(Mg)＜I1(Al)
D．最高价氧化物的水化物的碱性：NaOH＜Mg(OH)2＜Al(OH)3
【答案】A
【详解】
A．核外有多少个电子就有多少种运动状态，Na有11个电子，因此电子在钠原子核外的运动状态有11种，故A正确；
B．同周期从左到右半径逐渐减小，因此原子半径：r(Al)＜r(Mg)＜r(Na)，故B错误；
C．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，所以第一电离能：I1(Na)＜I1(Al)＜I1(Mg)，故C错误；
D．同周期从左到右金属性逐渐减弱，最高价氧化物的水化物的碱性减弱，因此碱性： Al(OH)3＜Mg(OH)2＜ NaOH，故D错误。
综上所述，答案为A。
9．表中列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用I1、I2表示，单位为kJ·mol-1)

I1
I2
I3
I4
…
R
740
1500
7700
10500
…
下列关于元素R的判断中一定正确的是( )
A．R元素的原子最外层共有4个电子 B．R的最高正价为+3价
C．R元素位于元素周期表中第ⅡA族 D．R元素基态原子的电子排布式为1s22s2
【答案】C
【分析】
从表中原子的第一至第四电离能可以看出，元素的第一、第二电离能都较小，可失去2个电子，最高化合价为+2价，即最外层应有2个电子，应为第IIA族元素；以此解答。
【详解】
A．R元素的原子最外层共有2个电子，故A错误；
B．最外层应有2个电子，所以R的最高正价为+2价，故B错误；
C．最外层应有2个电子，所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族，故C正确；
D．R元素可能是Mg或Be，R元素基态原子的电子排布式不一定为1s22s2，故D错误； 
综上所述，本题选C。
10．以下是同周期三种主族元素R、W、T的电离能数据(单位：)，下列判断错误的是
元素代号

R
496
4562
6912
9543
W
578
1817
2745
11575
T
738
1451
7733
10540
A．元素R是ⅠA族元素
B．元素T位于元素周期表s区
C．元素W价电子排布式为
D．，故金属性：W>T
【答案】D
【详解】
A．主族元素中，元素R第二电离能远大于第一电离能，可以判断是ⅠA族元素，A项正确；
B．元素T第三电离能远大于第二电离能，可以判断是ⅡA族元素，位于元素周期表s区，B项正确；
C．元素W第四电离能远大于第三电离能，可以判断是ⅢA族元素，价电子排布式为，C项正确；
D．金属性强弱不能只看第一电离能，同一周期中元素金属性从左向右依次减弱，故金属性：T>W，D项错误；
故选D。
11．完成下列填空
（1）写出下列基态原子的核外电子排布式。
Li：___________；N：___________；Ti：___________；Cu___________。
（2）钒元素在元素周期表中的位置是___________。
（3）X元素位于第三周期，同周期元素中其第一电离能最小，X的元素符号是___________。
【答案】
（1） 1s22s1 1s22s22p3 1s22s22p63s23p63d24s2 1s22s22p63s23p63d104s1
（2）第四周期第ⅤB族
（3）Na
【分析】
（1）根据构造原理和各元素的核电荷数，各元素的电子排布式分别为： Li：1s22s1；N：1s22s22p3；Ti：1s22s22p63s23p63d24s2；Cu：1s22s22p63s23p63d104s1。铜的电子排布式中，最后的11个电子在3d轨道上排10个，4s轨道上排1个，3d轨道是半充满的稳定结构。
（2）钒元素的核电荷数为23，在元素周期表中的位置是第四周期第ⅤB族。
（3）第一电离能是气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子时所需的最低能量。第三周期第一电离能最小的元素是钠，元素符号是Na。
12．(1)氮原子价电子的轨道表示式为_________________________________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是______________________；氮元素的E1呈现异常的原因是_____________________________。

【答案】(1)
(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大　N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，故不易结合一个电子
【详解】
(1)氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，所以价电子的轨道表示式为。
(2)同周期元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有稳定性，不易结合一个电子，因此第一电子亲和能较低。
13．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】p 6 3 哑铃(或纺锤) 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 N>O>C
【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。
知识点三 电负性
14．下列化合物中，组成元素的电负性相差最大的为( )
A．HI B．LiI C．CsF D．KI
【答案】C
【详解】
电负性最强的元素在元素周期表的右上方即氟元素，电负性最小的在元素周期表的左下方即Cs元素，故正确答案为C。
答案选C
15．下列各组元素中元素的电负性随原子序数的增大而增大的是 (　　)
A．Na　K　Rb B．N　P　As
C．O　S　Cl D．Si　P　Cl
【答案】D
【详解】
一般来说，同周期元素从左到右，电负性逐渐增大；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小。A项，电负性：Na>K>Rb，错误；B项，电负性：N>P>As，错误；C项，电负性：O>S，Cl>S，错误；D项，电负性：Si<P<Cl，正确。
16．下列关于电离能和电负性的说法不正确的是
A．第一电离能的大小：Mg>Al
B．锗的第一电离能高于碳而电负性低于碳
C．第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是碳
D．F、K、Fe、Ni四种元素中电负性最大的是F
【答案】B
【详解】
A. 同周期从左到右金属性依次降低，第一电离能减小，故Mg>Al，故A正确；
B. 锗属于碳族元素，同主族从上到下非金属性依次减弱，第一电离能降低，故B错误；
C. Ni的未成对电子数为2，第二周期中未成对电子数为2的元素有C、O，其中电负性最小的是C元素，故C正确；
D. F是所有元素中电负性最大的元素，故D正确；
故选B。
17．下列选项不能利用元素的电负性判断的是(　　)
A．元素原子的得电子能力
B．化学键的类别(离子键和共价键)
C．元素的活泼性
D．元素稳定化合价的数值
【答案】D
【详解】
元素的电负性是不同元素的原子对键合电子吸引力的大小，所以利用元素电负性的大小能判断元素的得电子能力(电负性越大，元素原子得电子能力越强)、化学键的类别(两元素电负性差值小于1.7时一般形成共价键，大于1.7时一般形成离子键)、元素的活泼性(电负性越小，金属元素越活泼；电负性越大，非金属元素越活泼)、元素在化合物中化合价的正负(电负性大的元素显负价，电负性小的元素显正价)，但不能判断元素稳定化合价的数值。
18．第三周期主族元素的电负性如图所示，电负性越大，原子吸引电子能力越强，元素非金属性越强。图中非金属性最强的元素是

A．Al B．Si C．S D．Cl
【答案】D
【详解】
据图可知所示元素中氯元素的电负性最强，吸引电子的能力最强，则非金属性最强，故答案为D。
19．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。
20．四种元素的基态原子的电子排布式如下：① 1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5。则下列有关比较中正确的是
A．原子半径：②＞①＞④＞③ B．第一电离能：④＞③＞②＞①
C．电负性：④＞③＞②＞① D．最高正化合价：④＞③=②＞①
【答案】B
【分析】
根据① 1s22s22p63s23p4可知①是S元素；根据②1s22s22p63s23p3可知②是P元素；根据③1s22s22p3可知③是N元素；根据④1s22s22p5可知④是F元素，然后结合元素周期律分析解答。
【详解】
根据上述分析可知：①是S，②是P，③是N，④是F元素。
A．同一周期元素自左而右原子半径减小，所以原子半径P＞S，N＞F。原子核外电子层越多原子半径越大，故原子半径大小关系为：P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，A错误；
B．同一周期元素自左向右元素的第一电离能呈增大趋势，则第一电离能：N＜F，但P元素原子3p能级容纳了3个电子，是电子排布的半满的稳定状态，其能量较低，则第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能：S＜P。同一主族自上向下第一电离能降低，所以第一电离能N＞P，所以第一电离能大小关系为：S＜P＜N＜F，即：④＞③＞②＞①，B正确；
C．同一周期自左而右元素的电负性逐渐增大，所以电负性P＜S，N＜F。N元素非金属性比S元素强，所以电负性P＜N，故电负性大小关系为： F＞N＞S＞P，即：④＞③＞①＞②，C错误；
D．一般情况下，元素的最高正化合价等于其最外层电子数，但F元素没有正化合价，所以最高正化合价：①＞②=③，D错误；
故合理选项是B。
21．在下列横线上，填上适当的元素符号：
(1)在第3周期中，第一电离能最小的元素是______，第一电离能最大的元素是________。
(2)在元素周期表中，电负性最大的元素是________，电负性最小的元素是________(放射性元素除外)。
(3)最活泼的金属元素是________(放射性元素除外)。
(4)最活泼的非金属元素是________。
(5)在2、3、4周期元素中基态原子最外层p轨道是半充满的元素是________。
(6)电负性相差最大的两种元素是________(放射性元素除外)。
【答案】(1)Na　Ar　(2)F　Cs　(3)Cs　(4)F　(5)N、P、As　(6)F、Cs
【详解】
同周期从左到右，元素的第一电离能呈逐渐增大的趋势，同周期中碱金属元素的第一电离能最小，稀有气体元素的第一电离能最大，故第3周期中第一电离能最小的元素为Na，最大的元素为Ar。电负性的递变规律：一般来说，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下元素的电负性逐渐减小，故周期表中，电负性最大的元素是F，电负性最小的元素(放射性元素除外)是Cs。
22．回答问题
（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】（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；，未成对电子为4个
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。
23．（2021·辽宁辽阳市·高二期末）现有六种元素，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F为第四周期主族元素，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~F用实际的元素符号表示)
元素
相关信息
A
元素的核外电子数和其电子层数相等，是宇宙中含量最丰富的元素
B
空气中含量最多的元素
C
地壳中含量最多的元素
D
同周期中原子半径最小的元素
E
元素的原子核外最高能层的p轨道半满
F
元素的原子核外s电子与p电子的数目之比为2：3
(1)按电子排布，可把周期表划分为不同的区，上述六种元素中，A和B分别位于周期表的__。
(2)基态D原子的核外电子排布式为__。
(3)B、C、D、E四种元素中，电负性从大到小的顺序为__，基态原子第一电离能最大的是__。
(4)基态F原子核外电子的空间运动状态有__种。
【答案】s区和p区 1s22s22p5 F＞O＞N＞P F 10
【分析】
宇宙中最丰富的元素为H元素，所以A为H；空气含量最多的为N元素，故B为N；地壳中含量最多的为O元素，故C为O；同周期中半径最小的主族元素为卤素，由于D为短周期元素只能是F和Cl，E的最高能级的p轨道半充满，只能为np3，由于原子序数依次递增，为第三周期的元素，所以为3p3，该元素为P，所以D只能为F；第四周期元素的s电子只能是7个或8个，同时2p和3p已经排满共12个，根据题目信息可知s电子和p电子的数目之比为2:3，所以只能是8个s电子和12个p电子只能是Ca。
【详解】
(1)按原子最后填入电子的能级符号可将元素周期表进行分区，H元素为s区，N元素为p区；
(2)D为F元素，其基态原子电子排布式为：1s22s22p5；
(3)B、C、D、E分别为N、O、F、P，N、O、F为同周期元素，电负性从左至右逐渐增大所以顺序为F＞O＞N，N和P为同主族元素，从上到下电负性依次减弱，所以顺序为N＞P，所以电负性顺序为F＞O＞N＞P；同周期第一电离能从左至右大致趋势为逐渐增大，但是N的2p能级半充满，所以比O大，所以顺序为F＞N＞O，而P位于下一周期，所以最小，其顺序为F＞N＞O＞P，故答案为：F＞O＞N＞P；F；
(4)F为Ca，核外共有20个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，其中s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，核外电子的空间运动状态种类等于其核外电子所占轨道数，因此基态Ca原子核外电子的空间运动状态有4+2×3=10种。