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第一章 原子结构与性质
单元测试卷
一、单选题（本题共15小题）
1.下列基态原子或离子的电子排布式或最外层电子的轨道表示式正确的是（
）
A.K+:1s22s22p63s23p6
B.AI3+:1s22s23p6
C.P原子最外层电子的轨道表示式：
D.Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】A
【解析】B项，由核外电子排布规律知，电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是
3p轨道，正确的应为1s22s22p6，错误；C项，违反洪特规则，正确的应为
错误；D项，忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系
的能量较低，原子较稳定，其电子排布式应为1s22s22p63s23p63d54s1,错误。
2.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价错误的是（ ）
A.若Mn元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7”,则违反了构造原
理
B.若基态硫原子的价层电子轨道表示式为 ，则违反了泡利原理
C.基态氮原子的核外电子轨道表示式为 ，符合洪特规则和泡
利原理
D.若基态O原子的轨道表示式为 ,则违反了洪特规则
【答案】B
【解析】25号Mn元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,
1s22s22p63s23p63d7违反了构造原理，A项正确；根据洪特规则，当电子排布在同
一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，故
、 都违反了洪特规则，B项错误，D项正确；基态氮原子的核外电子轨道表示式为 符合洪特规则和泡
利原理，C项正确。
3.下列描述正确的是（ ）
A.氮原子的价层电子轨道表示式
B.2p和3p轨道的形状均为哑铃形，能量也相等
C.价层电子排布式为4s24p3的元素位于第四周期第VA族，是p区元素
D.钠原子由1s22s22p63s1转化成1s22s22p63p1时，释放能量，由基态转化成激发态
【答案】C
【解析】根据洪特规则可知，氮原子的2p轨道电子的自旋方向应相同，正确的
轨道表示式为 ，A项错误；2p和3p轨道的形状均为哑铃形，原
子轨道离原子核越远，能量越高，故2p轨道的能量低于3p轨道的能量，B项
错误；价层电子排布式为4s24p3的元素原子核外有四个电子层，最外层电子数
为5，位于第四周期第VA族，是p区元素，C项正确；基态Na原子的电子排
布式为1s22s22p63s1,由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子的能量增大，需要
吸收能量，D项错误。
4.某基态原子的M层上有4个p电子，下列有关该原子的叙述错误的是（ ）
A.N层上不含电子
B.L层上一定有8个电子
C.最外层电子数是4
D.核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
【答案】C
【解析】根据该元素基态原子的M层上有4个p电子，可知其价层电子排布式
是3s23p4,是S元素。价层电子排布式是3s23p4,N层上没有排布电子，A项正确；
核外电子排布式是[Ne]3s23p4,L层上排布8个电子，B项正确；由价层电子排布
式可知其最外层电子数是6,C项错误；核外电子占据的最高能级为3p能级，其
电子云轮廓图为哑铃形，D项正确。
5.工业上电解熔融Al O ,和冰晶石(Na A1F )的混合物可制得铝。下列说法正确
2 3 3 6
的是（ ）
A.半径：A13+Na,C项错误；
元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，故碱性：NaOH>
A1(OH) ,D项错误。
3
6.具有下列电子层结构或性质的原子，其相关性质比较正确的是（ ）
①2p轨道上有2对成对电子的原子；②价层电子排布式为2s22p3的原子；③短
周期元素中第一电离能最小的元素原子；④第三周期中离子半径最小的元素原
子
A.原子半径：④>③>②>①
B.电负性：①>②>④>③
C.第一电离能：①>④>②>③
D.最高正化合价：①>②>④>③
【答案】B
【解析】由题给信息可知，①为F,②为N,③为Na,④为Al。根据同周期主族元
素从左到右原子半径逐撕减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，可知
原子半径：③>④>②>①,A项错误：一般来说，同周期主族元素从左到右，电
负性逐渐增大，同主族元素从上到下,电负性逐渐减小，因此电负性
①>②>④>③，B项正确：根据同周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋
势。但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素，同主族元
素以上到下，第一电离能逐渐减小，可知第一电离能：①>②>④>③，C项错误：
F没有正化合价，因此最高正化合价：②>④>③，D项错误。
7. X、Y、Z为主族元素，X元素基态原子的最外层电子排布式为ns1;Y元素基
态原子的M电子层上有2个未成对电子；Z元素基态原子的最外层p轨道上只
有一对成对电子，且Z元素原子的核外比Y元素原子少8个电子，由这三种元
素组成的化合物的分子式不可能是（ ）
A.XYZ B.X YZ C.X YZ D.X Y Z
4 2 4 2 3 2 2 3【答案】A
【解析】X元素基态原子的最外层电子排布式为ns1，为第IA族元素，Y元素
基态原子的M电子层上有2个未成对电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p2
或1s22s22p63s23p4，为Si元素或S元素；Z元素基态原子的最外层p轨道上只有
一对成对电子，且Z元素原子的核外比Y元素原子少8个电子，则Y和Z属于
同一主族元素，所以Z元素是O元素，Y是S元素，由这三种元素组成的化合
物中O元素显-2价，S元素可显+2、+4或+6价，X元素显+1价。A项，XYZ
4
中Y元素的化合价为+7,不合理。
8.a、b、c、d是四种短周期元素，a、b、d同周期，c、d同主族。a的原子结构
示意图为 ，b、c形成的化合物的电子式为
下列说法正确的是（ ）
A.第一电离能：b>c>a>d
B.电负性：a>b>d>c
C.d位于周期表第三周期VA族
D.四种元素涉及周期表的两个区
【答案】D
【解析】由a的原子结构示意图可知x为2，a是硅元素，由b与c形成的化合
物的电子式可知c为第VA族元素，b为第IA族元素，因a、b、d同周期，
c、d同主族，可推知b为钠元素，d为磷元素，c为氮元素。由上述分析可
知，第一电离能：c>d>a>b,电负性：c>d>a>b,A、B项错误；d为P元素，位
于周期表第三周期VA族，C项错误；四种元素涉及s区和p区，D项正确。
9.短周期主族元素x、y、z、m、n的原子序数依次增大。x元素的某种核素可以
在考古时用来测定文物年代，常温时，测得0.1mol·L-1y、m、n的简单氢化物的
水溶液的pH分别为11、4、1，且z、m还可以与Na形成如图所示电子式的化
合物。以下有关说法错误的是（ ）
A.原子半径：zy>xD.x的最高价氧化物中各原子最外层均满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】短周期主族元素x、y、z、m、n的原子序数依次增大，x元素的某种
核素可以在考古时用来测定文物年代，则x为C;常温时，测得0.1mol·L-1y、
m、n的简单氢化物的水溶液的pH分别为11、4、1，则y为N,n为Cl;根据z、
m还可以与Na形成题图所示电子式的化合物，可知m为S,z为O。原子半径：
S>Cl>O,A项错误；NH 和水都可以形成分子间氢键，且水在常温下呈液态，氨
3
气在常温下呈气态，而CH 不能形成分子间氢键，所以简单氢化物的沸点：
4
CH Z
B.M原子最外层有6种不同运动状态的电子
C.该盐中Y、Z、M均达到最外层8电子稳定结构
D.基态Au的价层电子排布式为5d106s1,它在元素周期表中的位置为第六周期第
IB族
【答案】A
【解析】W元素的一种核素原子核内无中子，则W为H;M的最高正化合价与
最低负化合价的代数和为4，故M为S;原子半径：M>Y>Z,结合Y和Z的成键
特点可知，Y为C、Z为N。非金属性：N>C,简单氢化物的热稳定性：
NH >CH ,A项错误；M为S,最外层电子排布式为3s23p4,有6种不同运动状态的
3 4
电子，B项正确；该盐中C、N、S均达到最外层8电子稳定结构，C项正确；基态Au的价层电子排布式为5d106s1,它在元素周期表中的位置为第六周期第IB
族，D项正确。
11.某锂盐的结构如图所示，其阴离子由原子序数依次增大的短周期族元素X、
Y、Z、W组成，其中X、Y与Z位于同一周期，Y与W同主族。下列说法正
确的是（ ）
A. 元素的电负性：WY>Z
D.简单离子的半径：WO>N,N原子的半径小于S原子的半径，N原子对键合电子的吸引力大于
S原子，因此电负性：N> S,故电负性：F>O>N>S,A项错误；同主族元素从上
到下，第一电离能逐渐减小，同周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋
势，但第VA族元素的第一电离能大于第ⅥA族，因此第一电离能：
SY
C.电负性：X>Z
D.第一电离能：X>Y
【答案】A
【解析】空气中含量最多的元素是N,则X为N;地壳中含量最多的元素是O，则
Y为O；单质Si可用于制造计算机芯片，Z为Si;根据W的常见化合价和它的一
种氧化物的颜色可知，W为Fe。Fe为26号元素，位于元素周期表中第四周期
Ⅷ族，A项错误；具有相同电子排布的离子，核电荷数越大，离子半径越小，
则半径：N3->O2-,B项正确;N的电负性大于C的电负性，C的电负性大于Si的电
负
性，则电负性：N>Si,C项正确；基态N原子2p能级上有3个电子，该能级处
于半充满状态，较稳定，故N的第一电离能比O的第一电离能大，D项正确。
13.元素周期表前四周期的一部分如表所示，下列有关R、W、X、Y、Z五种元
素的叙述正确的是（ ）
A.W元素的最高价含氧酸的酸性强于Y元素的最高价含氧酸的酸性
B.Y、Z的阴离子的电子层结构都与R原子的相同
C.p能级未成对电子数最多的是Z元素
D.X元素是电负性最大的元素
【答案】D
【解析】根据五种元素在周期表中所处的位置可知，X、W、Y、R、Z五种元
素分别为F、P、S、Ar、Br。非金属性：S> P,故酸性：H SO >H PO ,A项错
2 4 3 4
误；S2-与Ar的核外电子排布相同，Br-比Ar原子多一个电子层，B项错误；磷
元素的p能级上有3个未成对电子，则p能级未成对电子数最多的是磷元素，C
项错误；X为F元素，电负性最大，D项正确。14.我国科学家研制出单层C N（如图所示）半导体，它可进一步转化为具有金
3
属性的双层C N，双层C N在纳米电子学等领域有巨大应用潜力。下列说法正
3 3
确的是（ ）
A.单层C N与(CN) ，互为同素异形体
3 2
B.基态C、N原子核外的未成对电子数之比为2:3
C.中子数为8的氮原子的结构示意图为
D. 第一电离能：C>N
【答案】B
【解析】C N与(CN) 不是单质，二者不互为同素异形体,A项错误；基态C原子
3 2
的核外电子排布式为1s22s22p2,基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,未成对
电子数之比为2:3，B项正确；中子数为8的氮原子的结构示意图为
C项错误；同周期主族元素从左往右，第一电离能呈增大趋势，且N原子的2p
轨道呈半充满状态，更加稳定，则第一电离能：CBiH ,B
3 3
项正确； Bi O S Cl由[Bi O ]2+和[BiS Cl]2-交替堆叠构成，则Bi O S Cl为离子化
3 2 2 2 2 2 3 2 2
合物，但原子团内含共价键，故Bi O S Cl属于含共价键的离子化合物，C项正
3 2 2
确；组成该新型超导体的元素位于VA族~VIIA族之间，全部位于元素周期表
的p区，D项正确。
二、非选择题（本题共4小题）16.根据原子结构、元素周期表和元素周期律的知识回答下列问题。
(1)A元素基态原子次外层电子数是最外层电子数的四分之一，其价层电子轨道
表示式是 。
(2)B是1~36号元素原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，B元素的名
称是 ,在元素周期表中的位置是 。
(3)C元素基态原子的轨道表示式是下图中的 (填“①”或“②”)，另一
轨道表示式不能作为基态原子的轨道表示式是因为它不符合
(填“A”“B”或“C”)。
A.能量最低原理 B.泡利原理 C.洪特规则
(4)第三周期元素的气态电中性基态原子失去最外层一个电子转化为气态基态正
离子所需的最低能量叫第一电离能（设为E)。如图所示：
①同周期内，随若原子序数的增大，E值变化的总趋势是 ;
②根据图中提供的信息，可推断出E E (填“>”“<”或“=”，下同)；
氧 氟
③根据第一电离能的含义和元素周期律，可推断出E E 。
镁 钙
【答案】(1) (2)铬 第四周期第VIB族 (3)② C
(4)①增大 ②< ③>
【解析】基态原子次外层电子数是最外层电子数的四分之一的元素是氖元素。（2)1~36号元素中，原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素是铬元素，
共有6个未成对电子。(3)由该基态原子的轨道表示式中的电子数可知，C元素
是硅元素，根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单
独占据一个轨道，且自旋方向相同，故硅元素基态原子的轨道表示式为②。(4)
同周期内，随着原子序数的增大，第一电离能变化的总趋势是增大；同主族
内，随着电子层数的增多，第一电离能变化的总趋势是减小。
17.氨硼烧(NH BH )具有含氢量高，热稳定性好的特点，是一种具有潜力的固体
3 3
储氢材料，回答下列问题。
(1)基态N原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为 形，基态N
原子的轨道表示式为 。
(2)已知B的第一电离能I (B) ＝800kJ·mol-1,判断I (A1)
１ １
(填“>”或“<”)800kJ·mol-1,从核外电子排布的角度说明理由：
(3)NH BH 分子中，与N原子相连的H原子对键合电子的吸引力小于N原子，
3 3
与B原子相连的H原子对键合电子的吸引力大于B原子。则在H、B、N三种
元素中：
①电负性大小顺序是 (用元素符号表示，下同)；
②原子半径大小顺序是 ；
③在元素周期表中的分区与其他两种元素不同的是 ；
(4) Fe、 Co、 Cu是目前氨硼烷水解产氢催化剂的研究热点。不同催化剂催化
26 27 29
氨硼烷水解产氢的性能如图所示。
这四种催化剂中催化效果最好的金属的基态原子中的未成对电子数为 ，
催化效果最差的金属的基态原子的价层电子排布式为 。【答案】(1)哑铃
(2)< B和A1的基态原子核外电子排布式分别为1s22s22p1和
1s22s22p63s23p1,3p能级电子的能量高于2p能级电子的能量，处于3p能级的电子
更容易失去，因此I (A1) H>B ②B>N>H ③H (4)3
1 1
3d64s2
【解析】（1)N是7号元素，价层电子排布式为2s22p3,核外电子占据的最高能级
为2p能级，电子云轮廓图为哑铃形，基态N原子的轨道表示式为
(3)①电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越
大，与N原子相连的H原子对键合电子的吸引力小于N原子，与B原子相连的
H原子对键合电子的吸引力大于B原子，则电负性：N>H>B。②同周期主族元
素从左到右，原子半径依次减小，原子半径：B>N>H。③H位于s区， B、N
位于p区，在元素周期表中的分区与其他两种元素不同的是H。(4)从图中可以
看出，Co催化效果最好，基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2,未成对电子
数为3：Fe催化效果最差，基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2。
18.X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大，
其相关信息如表所示。
元素 相关信息
X 原子核外有6种不同运动状态的电子
Y 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z 原子半径在同周期主族元素中最大
逐级电离能（单位：kJ·mol-1)依次为 578、 1817、2745、
M
11575、14830、18376、23293
基态原子的核外电子占据5个能级，且最外层p轨道上有2个
Q
电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
R 基态原子3d能级上有6个电子
回答下列问题。
(1)X与Q的电负性大小顺序为 (用元素符号表示)。
(2)Y元素基态原子的简化电子排布式为 ;R元素基态原子
的价层电子轨道表示式为 。(3)R元素可形成R2+和R3+，其中较稳定的是R3+,原因是 。
(4)Y、Z的电负性较大的是 (填元素符号)。
(5)与M元素成对角线规则关系的某短周期元素T的最高价氧化物的水化物具有
两性，写出该两性物质与Z元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方
程式： 。若T元素和Q元素的
电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是 (填
“离子化合物”或“共价化合物”)。
【答案】(1)Cl>C (2)[He]2s22p4
(3)Fe3+、Fe2+的价层电子排布式分别为3d5、3d6,前者3d能级处于半充满状态，
能量较低，更稳定
(4)O
(5)Be(OH) +2OH—=BeO 2-+2H O 共价化合物
2 2 2
【解析】结合表格内容，又因为这几种元素原子序数依次增大，则X、Y、Z、
M、Q、R分别为C、O、Na、Al、Cl、Fe。
(1)由CH 中C显正化合价而HCl中Cl显负化合价可知，Cl的电负性比C的强，
4
故电负性：Cl>C。(2)Y为O，其基态原子的简化电子排布式是[He]2s22p4;R为
Fe,其价层电子轨道表示式为
(3)Fe3+、Fe2+的价层电子排布式分别为3d5、3d6,前者的3d能级处于半充满状态，
能量较低，更稳定。(4)Y为O、Z为Na,一般来说，同周期主族元素从左到右，
电负性逐渐增大，同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则O的电负性大于
Na的。(5)M为Al,元素周期表中与Al元素成对角线规则关系的短周期元素T的
最高价氧化物的水化物具有两性，则T是Be,Z为Na,由Al(OH) 与NaOH的反
3
应可知Be(OH) ,与NaOH反应的离子方程式为Be(OH) +2OH—=BeO 2-+2H O。
2 2 2 2
Be元素与Cl元素的电负性相差不大，二者形成共价化合物。
19.化学作为一门基础自然科学，在材料科学、生命科学、能源科学等诸多领域
发挥着重要作用。
(1)高温超导材料钇钡铜氧的化学式为YBa Cu O ,其中三分之一的Cu以罕见的
2 3 7
Cu3+形式存在。Cu在元素周期表中的位置为 ,基态Cu3+的核外
电子排布式为 。(2)磁性材料在生活和科学技术中应用广泛。研究表明，若构成化合物的阳离子
有未成对电子时，则该化合物具有磁性。下列物质适合作录音磁带磁粉原料的
为
（填序号）。
A. V O B.CrO C.PbO D.ZnO
2 5 2
(3)青蒿素的结构简式如图所示其组成元素的电负性由大到小
的顺序为 。
【答案】(1)第四周期第IB族 1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8) (2)B (3)O>C>H
【解析】(1)Cu 原子核外有 29 个电子，基态 Cu 原子的核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s1,故Cu元素在元素周期表中处于第四周期第 IB族。基态Cu
原 子 失 去 3 个 电 子 得 到 Cu3+, 故 基 态 Cu3+ 的 核 外 电 子 排 布 式 为
1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)。(2)构成化合物的阳离子有未成对电子时，则该化
合物具有磁性，V5+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,不含未成对电子；Cr4+的
核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d2,含 2 个未成对电子；Pb 和 C 同主族，
Pb2+的电子排布式为[Xe]5d106s2,不含未成对电子；Zn2+的电子排布式为[Ar]3d10，
不含未成对电子。综上所述，具有磁性的为CrO 。(3)青蒿素中含有C、H、O
2
三种元素，其电负性由大到小的顺序为O>C>H。
