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：YHnX
【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。