人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构优秀第1课时课后练习题

第1课时　原子结构与元素周期表

课后·训练提升

基础巩固

1.长式周期表共有18个纵列,从左到右排为1~18列,即碱金属元素为第1列,稀有气体元素为第18列。按这种规定,下列说法正确的是(　　)。

A.第14列元素基态原子中未成对电子数是同周期元素中最多的

B.只有第2列的元素基态原子最外层电子排布为ns2

C.第四周期第8列元素是铁元素

D.第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2np5

答案:C

解析:A项中,第14列(第ⅣA族)元素基态原子的价层电子排布为ns2np2,未成对电子数为2,不如第15列(第ⅤA族)元素基态原子的未成对电子数多。B项中,周期表中第12列(即第ⅡB族)元素原子最外层电子排布也为ns2。D项中,第15列元素基态原子的价层电子排布为ns2np3。

2.下列说法中正确的是(　　)。

A.所有金属元素都分布在d区和ds区

B.最外层电子数为2的元素都分布在s区

C.元素周期表中第ⅢB~ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素

D.s区均为金属元素

答案:C

解析:s区除H外均为金属元素,故A、D两项错误。He、Zn等最外层电子数为2,但不是s区元素,B项错误。周期表中第ⅢB族~第ⅡB族为过渡元素,全部为金属元素,C项正确。

3.下列叙述中正确的是(　　)。

A.副族元素中没有非金属元素

B.碱金属元素是指第ⅠA族的所有元素

C.除短周期外,其他周期均有18种元素

D.除0族元素外,短周期元素的最高化合价在数值上都等于该元素所属的族序数

答案:A

解析:副族元素中没有非金属元素,A项正确。 碱金属元素是指第ⅠA族除H外的所有元素,B项错误。第六、第七周期元素种类有32种,C项错误。O元素一般不表现正价、F元素无正价,两者的最高化合价在数值上不等于该元素所属的族序数,D项错误。

4.下列说法中错误的是(　　)。

A.所有的非金属元素都分布在p区

B.3p能级上只有一个空轨道的原子和4p能级上只有一个空轨道的原子一定属于同一族

C.除氦以外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8

D.同一元素的各种同位素的化学性质几乎相同

答案:A

解析:氢元素位于s区,A项错误。

5.下列说法正确的是(　　)。

A.最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素一定位于第ⅡA族

B.最外层电子排布式为ns1的基态原子对应元素一定是金属元素

C.最外层电子排布式为ns2的原子和最外层电子排布式为(n+1)s2的原子不一定属于同一族

D.最外层电子排布式为nsnnpn的元素一定是金属元素

答案:C

解析:最外层电子排布式为ns2的基态原子对应元素可能是He(1s2),也可能是副族元素,不一定是第ⅡA族元素,A项错误。最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素中,H不是金属元素,其他最外层电子排布式为ns1的基态原子所对应元素都是金属元素,B项错误。最外层电子排布式符合nsnnpn的元素只有n=2这一种情况,该元素的价层电子排布式为2s22p2,该元素是碳元素,是非金属元素,D项错误。

6.按电子排布,可以把周期表中的元素划分为5个区,以下元素属于p区的是(　　)。

A.Fe B.Mg C.Br D.Cu

答案:C

解析:Fe的价层电子排布式为3d64s2,属于d区元素,A项不符合题意。Mg的价层电子排布式为3s2,属于s区元素,B项不符合题意。Br的价层电子排布式为4s24p5,属于p区元素,C项符合题意。Cu的价层电子排布式为3d104s1,属于ds区元素,D项不符合题意。

7.已知某元素原子的价层电子排布式为(n-1)dansb,则下列说法正确的是(　　)。

A.该元素是金属元素

B.该元素位于周期表中d区

C.该元素的族序数为a+b

D.该元素位于周期表中第四周期

答案:A

解析:由题意可知,该元素应为过渡元素,可能位于周期表的d区或ds区,其族序数不一定是a+b(如Cu),可能位于周期表中的第四、第五、第六或第七周期。

8.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.某元素原子的第二能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.某元素原子的价层电子排布式为5s25p1

答案:D

解析:A项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项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项中根据最外层电子数只能确定族序数,无法确定周期序数;D项中可确定该元素在第五周期第ⅢA族。

9.下列肯定属于同族元素且性质相似的是(　　)。

A.原子的电子排布式:M为1s22s2,N为1s2

B.结构示意图:

C.M原子基态时2p能级上有1个未成对电子,N原子基态时3p能级上也有1个未成对电子

D.M原子基态时2p能级上有一对成对电子,N原子基态时3p能级上也有一对成对电子

答案:D

解析:A项中,M为第ⅡA族元素Be,N为0族元素He,显然,两者不属于同族元素,性质也不相似;B项中,M为0族元素Ne,N为碱金属元素离子Na+,不符合题意;C项中,由于p能级有三个轨道,若有一个未成对电子,意味着p能级有两种电子排布情况:即np5或np1,所以M、N两元素不一定属于同一族元素;D项中,若p能级上有一对成对电子,根据泡利原理和洪特规则,该能级只能有一种电子排布式,即np4,所以M、N两元素肯定属于同族元素且性质相似。

10.基态原子具有下列价层电子排布的元素位于周期表中哪个区,是金属元素还是非金属元素?

(1)ns2(n≠1): 　　　　　　　　　　; 

(2)ns2np4(n<6): 　　　　　　　　　　; 

(3)(n-1)d5ns2: 　　　　　　　　　　; 

(4)(n-1)d8ns2: 　　　　　　　　　　。 

答案:(1)s区,金属元素

(2)p区,非金属元素

(3)d区,金属元素

(4)d区,金属元素

解析:根据元素基态原子的核外电子排布与元素分区的关系确定;基态原子价层电子排布为ns2(n≠1)的元素为第ⅡA族元素,位于s区,为金属元素;基态原子价层电子排布为ns2np4(n<6)的元素为第ⅥA族元素,位于p区,为非金属元素;基态原子价层电子排布为(n-1)d5ns2的元素为第ⅦB族元素,位于d区,为金属元素;基态原子价层电子排布为(n-1)d8ns2的元素为第Ⅷ族元素,位于d区,为金属元素。

11.基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则X是　　　　(填元素符号),基态X原子核外电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　;基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R可能是　　　　(填元素符号);Y原子的核电荷数为33,其基态原子的价层电子排布式是　　　　　,其在元素周期表中的位置是　　　　　　　,属于　　　　区的元素。 

答案:C　　Al或Cl　4s24p3　第四周期第ⅤA族　p

解析:基态X原子在第二能层上只有一个空轨道,则其电子排布式为1s22s22p2,则X是C,基态X原子核外电子的轨道表示式为。基态R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5,则R可能为Al或Cl。Y原子的核电荷数为33,根据构造原理和核外电子排布规则可知,基态Y原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,能层数为4,且最外层有5个电子,在元素周期表中位于第四周期第ⅤA族,最后一个电子填充在4p轨道上,故属于p区元素。

能力提升

1.(2020山东临朐模拟)下列各组中的X和Y两种基态原子,化学性质一定相似的是(　　)。

A.X原子和Y原子最外层都只有1个电子

B.X原子的核外电子排布式为1s2,Y原子的核外电子排布式为1s22s2

C.X原子的2p能级上有3个电子,Y原子的3p能级上有3个电子

D.X原子核外M层上仅有2个电子,Y原子核外N层上仅有2个电子

答案:C

解析:如H和Na性质不同,A项错误。X为He,Y为Be,两者性质不同,B项错误。X为N,Y为P,同主族元素性质相似,C项正确。X为Mg,Y的M层电子数不确定,满足要求的元素种类很多,D项错误。

2.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,不正确的是(　　)。

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.基态原子的价层电子排布为(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.基态原子的价层电子排布为(n-1)dxnsy的元素的族序数一定为x+y

答案:D

解析: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项正确。基态原子的价层电子排布为(n-1)d6~8ns2的元素是第Ⅷ族元素,属于副族元素,B项正确。p能级上半充满的元素的基态原子的价层电子排布式为ns2np3,则一定属于p区元素,C项正确。基态原子的价层电子排布为(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项错误。

3.下列四种元素中,其单质氧化性最强的是(　　)。

A.原子含有未成对电子最多的第二周期元素

B.位于周期表第三周期第ⅢA族的元素

C.原子最外层电子排布式为2s22p6的元素

D.原子最外层电子排布式为3s23p5的元素

答案:D

解析:A项,第二周期含未成对电子数最多的是N;B项为Al;C项为稀有气体元素Ne;D项为Cl,N2、Al、Ne、Cl2中,Cl2的氧化性最强。

4.X、Y、Z是第ⅠA~ⅦA族的三种非金属元素,它们在元素周期表中的位置如右图所示,试回答下列问题。

(1)X元素单质的化学式是　　　　。 

(2)Y元素的原子结构示意图是　　　　,Y与Na所形成化合物的电子式为　　　　　。 

(3)Z元素的名称是　　　　,从元素原子得失电子的角度看,Z元素具有　　　　性;若从Z元素在元素周期表中所处位置看,它具有这种性质的原因是　　　　　　　　　　　　　　　,其价层电子排布式为　　　　　　　　。 

答案:(1)F2

(2) 　Na+]2-Na+

(3)砷　两　砷位于元素周期表中金属元素与非金属元素的交界线附近　4s24p3

解析:在元素周期表中,非金属元素位于元素周期表中右上角三角区,三种元素均为非金属元素,必位于第ⅤA、ⅥA、ⅦA三个主族,则可确定X为氟元素,Y为硫元素,Z为砷元素。

5.已知元素周期表中共有18纵列,如图实线表示元素周期表的边界。按核外电子排布,可把周期表里的元素划分为几个区:s区、p区、d区、ds区等。除ds区外,其他区的名称来自按构造原理最后填入的电子的能级符号。

(1)请在图中用实线画出s区、p区、d区、ds区的边界线,并分别用阴影和表示d区和ds区。

(2)有的同学受这种划分的启发,认为d区内第6、7纵列的部分元素可以排在另一区,你认为应排在　　　区。 

(3)请在元素周期表中用元素符号标出4s轨道半充满的元素。

(4)随着科学技术的发展,不断有新的元素被发现。第七周期已经排满,元素周期表目前排布了　　　　种元素。 

答案:(1)如图:

(2)ds

(3)见上图

(4)118

解析:(1)正确理解题意,明确按构造原理分区的含义,注意把握关键信息“……最后填入的电子的能级符号”。

(2)ds区价层电子排布为(n-1)d10ns1和(n-1)d10ns2,而d区内第6纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns1,第7纵列部分元素的价层电子排布为(n-1)d5ns2,因此类比可以放在ds区。

(3)4s轨道半充满,即为4s1,根据构造原理和能量最低原理、洪特规则,满足题目要求的元素原子的电子排布式可能为1s22s22p63s23p64s1(K)或

1s22s22p63s23p63d54s1(Cr)或1s22s22p63s23p63d104s1(Cu)。

(4)根据0族元素的原子序数知,第七周期排满,其0族元素的原子序数应为2+8+8+18+18+32+32=118。