1.2.1 原子結構與元素周期表-2022-2023學年高二化學課后培優(yōu)分級練（人教版2019選擇性必修2）（解析版）

第一章原子結構與性質第二節(jié)原子結構與元素的性質第1課時原子結構與元素周期表培優(yōu)第一階——基礎過關練1．（2022·福建·泉州師范學院附屬鵬峰中學高二期中）由中國近代化學啟蒙者徐壽確認譯名的下列元素中，屬于d區(qū)元素的是A．Ca B．Co C．Zn D．Ga【答案】B【詳解】A．Ca是20號元素，其基態(tài)原子價層電子排布為4s2，位于周期表s區(qū)，A不合題意；B．Co是27號元素，其基態(tài)原子價層電子排布為3d74s2，位于周期表d區(qū)，B符合題意；C．Zn是30號元素，其基態(tài)原子價層電子排布為3d104s2，位于周期表ds區(qū)，C不合題意；

D．Ga是31號元素，其基態(tài)原子價層電子排布為4s24p1，位于周期表p區(qū)，D不合題意；故答案為：B。2．（2022·陜西·寶雞市金臺區(qū)教育體育局教研室高二期中）下列敘述不正確的是A．元素周期表是呈現(xiàn)元素周期律的表格B．元素周期表有七個周期，十八個族，可分為四個分區(qū)C．元素周期律是元素性質隨著核電荷數(shù)遞增發(fā)生周期性重復的規(guī)律D．門捷列夫元素周期表是按相對原子質量從小到大的順序將元素排列起來【答案】B【詳解】A．元素周期表是按照按核電荷數(shù)(原子序數(shù))從小到大的順序將元素排列起來，體現(xiàn)元素性質隨著原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化的規(guī)律，元素周期表是呈現(xiàn)元素周期律的表格，A正確；B．按照周期表中原子核外電子排布規(guī)律，周期表分為七個周期，十六個族，可分為s、d、ds、p和f五個區(qū)，B錯誤；C．隨著原子序數(shù)(或核電荷數(shù))的遞增，原子核外電子排布呈現(xiàn)周期性變化，導致元素的性質呈周期性變化，C正確；D．門捷列夫將元素按相對原子質量從小到大排列，并將化學性質相似的元素放在一個縱列，制出了第一張元素周期表，D正確；答案選B。3．（2022·北京豐臺·高二期中）元素周期表中鉍元素的數(shù)據(jù)如圖，下列說法中正確的是83

Bi鉍6s26p3209.0A．鉍元素的質量數(shù)是83B．鉍原子的價層電子排布為C．鉍原子6p能級有1個未成對電子D．鉍原子最外層有5個能量相同的電子【答案】B【分析】由圖可知，Bi元素名稱為鉍，屬于金屬元素，其質子數(shù)為83，元素的相對原子質量為209.0，原子的價電子排布式為?！驹斀狻緼．元素是一類原子的總稱，不談質量數(shù)，故A錯誤；B．由圖可知，鉍原子的價層電子排布為，故B正確；C．鉍原子的價層電子排布為，6p能級3個電子均不成對，故C錯誤；D．根據(jù)可知，鉍原子最外層有5個能量不相同的電子，故D錯誤；答案選B。4．（2022·黑龍江·湯原縣高級中學高二期末）已知某微粒的核外電子排布式是1s22s22p63s23p4，下列判斷錯誤的是A．該元素在周期表的位置是第三周期IVA族B．該元素最高價是+6，最低價是-2C．該微粒原子核外有16種運動狀態(tài)不同的電子D．該微粒原子核外有5種能量不同的電子【答案】A【分析】該元素為硫元素?！驹斀狻緼．硫元素在第三周期ⅥA族，A錯誤；B．硫最高價為+6價，最低價-2價，B正確；C．硫元素有16個電子，有16種運動狀態(tài)不同的電子，C正確；D．該原子的電子占據(jù)5個不同電子能級，有5種能量不同的電子，D正確；故選A。5．（2022·廣東廣州·高二期末）已知某些元素在周期表中的位置如圖所示，下列說法錯誤的是A．元素②和⑤位于同一區(qū)B．元素③的基態(tài)原子中，未成對電子數(shù)為5C．與元素④具有相同最外層電子數(shù)的元素只可能處于ds區(qū)D．s區(qū)(除元素①外)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素【答案】C【分析】根據(jù)元素在周期表的位置，5種元素分別為H、O、Mn、Zn、Ge；據(jù)此分析；【詳解】A．O的價電子排布式為2s22p4，Ge的價電子排布式為4s24p2，最后一個電子均填充到p能級，兩種元素均位于p區(qū)，故A說法正確；B．Mn元素價電子排布式為3d54s2，d能級有5個原子軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，d能級上的5個電子，分別填充到5個原子軌道，因此Mn元素基態(tài)原子，未成對電子數(shù)為5，故B說法正確；C．元素④的價電子排布式為3d104s2，最外層有2個電子，最外層有2個電子：第ⅡA族元素、He，還有部分ds區(qū)的元素，第ⅡA族元素位于s區(qū)，He位于p區(qū)，故C說法錯誤；D．d區(qū)和ds區(qū)均為金屬元素，故D說法正確；答案為C。6．（2022·浙江省浦江中學高二階段練習）下列各項敘述中，正確的是A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)B．價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第IA族，是s區(qū)元素C．在同一電子層上運動的電子，其自旋方向可以相同D．基態(tài)原子核外電子排布時，總是先排入ns能級再排入(n-1)d能級【答案】C【詳解】A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，為基態(tài)向激發(fā)態(tài)轉化，需要吸收能量，故A錯誤；B．價電子排布為5s25p1的元素位于第五周期第ⅢA族，是p區(qū)元素，故B錯誤；C．在同一電子層上運動的電子，當在同一個軌道中時，其自旋方向不同，在不同的軌道中，其自旋方向可以相同，故C正確；D．基態(tài)原子核外電子排布時，由于ns能級能量低于(n-1)d能級，所以先排入ns能級再排(n-1)d能級，但Cu和Cr原子排布分別處于全充滿和半充滿狀態(tài)，整個原子能量更低，并不是先排入ns能級再排(n-1)d能級，故D錯誤；故答案選C。7．（2022·河南·周口市文昌中學高二階段練習）下列說法中正確的是A．s區(qū)均為金屬元素B．最外層電子數(shù)為2的元素都分布在s區(qū)C．元素周期表中IIIB族到IIB族10個縱行的元素都是金屬元素D．所有金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)【答案】C【詳解】A．氫元素在s區(qū)，屬于非金屬元素，A錯誤；B．第IIB族最外層電子數(shù)為2，在ds區(qū)，不在s區(qū)，B錯誤；C．元素周期表中IIIB族到第IIB族10個縱行的元素，稱為過渡元素，全部為金屬元素，C正確；D．大部分金屬元素都分布在d區(qū)和ds區(qū)，少數(shù)金屬分布在s區(qū)和p區(qū)，D錯誤；故選C。8．（2022·河北·石家莊市第九中學高三開學考試）X的一種核素俘獲一個α粒子后放出一個中子：。下列說法錯誤的是A．和含有相同數(shù)目的中子 B．與放射性核素互為同位素C．X的原子半徑大于Y D．X和Y均位于元素周期表中的p區(qū)【答案】A【分析】根據(jù)反應式可得：a+2=15，27+4=b+1，則a=13，b=30。X、Y分別為Al、P元素，據(jù)此解答?！驹斀狻緼.27Al的中子數(shù)為27-13=14，30P的中子數(shù)為30-15=15，因此二者中子數(shù)不相同，故A項錯誤；B.30P和32P質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，故B項正確；C.根據(jù)元素周期律，同周期元素，隨著原子序數(shù)增大，原子半徑逐漸減小，因此Al原子半徑大于P，故C項正確；D.Al、P元素均位于元素周期表中的p區(qū)，故D項正確；故答案為：A。9．（2021·吉林·通化縣綜合高級中學高二期中）某元素簡化電子排布式為[Xe]4f86s2，其應在A．s區(qū) B．p區(qū) C．d區(qū) D．f區(qū)【答案】D【詳解】由簡化電子排布式為[Xe]4f86s2可知，該元素為Nd元素，位于元素周期表第六周期ⅢB族的鑭系，處于f區(qū)，故選D。10．（2022·吉林油田第十一中學高二期末）某元素正二價離子的最外層電子排布為3d9，則該元素的原子序數(shù)為A．29 B．30 C．31 D．32【答案】A【詳解】某元素正二價離子的最外層電子排布為3d9，則該元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，原子序數(shù)為29，答案選A。11．（2022·陜西·寶雞市金臺區(qū)教育體育局教研室高二期中）某元素的原子最外層電子排布式是，該元素或其單質不可能具有的性質是A．該元素位于第五周期IIIA族B．該元素的金屬性比鋁元素的強C．該元素的最高化合價為+5D．該元素的單質在一定條件下能與鹽酸反應【答案】C【詳解】A．該元素原子核外最外層電子排布式是，則此元素位于第五周期第IIIA族，為In(銦)元素，A正確；B．同一主族元素從上向下金屬性逐漸增強，In(銦)元素的金屬性比鋁元素的強，B正確；C．該元素最外層有3個電子，最高正價為+3價，C錯誤；D．鋁能和鹽酸反應，In(銦)元素的金屬性比鋁元素的強，銦在一定條件下能與鹽酸反應，D正確；答案選C。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練12．（2022·河北唐山·高二期中）下列各組中的X和Y兩種元素，在周期表中一定位于同一族的是A．X原子的核外電子排布式為1s1，Y原子的外圍電子排布式為B．X原子的核外電子排布式為，Y原子的核外電子排布式為C．X原子2p能級上有三個電子，Y原子的3p能級上有三個電子D．X原子核外M層上僅有兩個電子，Y原子核外N層上也僅有兩個電子【答案】C【詳解】A．X原子的核外電子排布式為1s1，則X為H，為IA族元素，Y原子的外圍電子排布式為，則Y為Cu，為IB族元素，故A錯誤；B．X為He，Y為Be，分別為0族、IIA族元素，故B錯誤；C．2p軌道上只有三個電子的X為N，3p軌道上只有三個電子的Y為P，二者位于周期表同一主族，故C正確；D．原子核外M層上僅有兩個電子的X為Mg元素，原子核外N層上僅有兩個電子的Y可能為Ca、Sc、Ti、V、Fe、Co、Ni、Zn等元素，不一定同族，故D錯誤；故選C。13．（2022·浙江·高二階段練習）下列說法不正確的是A．基態(tài)原子核外N電子層上有三個電子的元素一定是ⅢA族元素B．基態(tài)原子核外價層電子排布式為(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIII族元素C．基態(tài)原子的p能級上半充滿的元素一定位于第ⅤA族D．基態(tài)原子核外價層電子排布式為nsxnpy的元素的族序數(shù)一定為x＋y【答案】D【詳解】A．基態(tài)原子核外N電子層上有三個電子的元素，價電子排布式是4s24p1，其最外層有3個電子，則一定是ⅢA族元素，A正確；B．基態(tài)原子核外價層電子排布式為(n-1)d6～8ns2的元素一定是VIII族元素，B正確；C．基態(tài)原子的p能級上半充滿的元素最外層電子數(shù)是5個，因此族序數(shù)是Ⅴ，該元素一定位于第ⅤA族，C正確；D．當x=2，y=6時，該元素是0族元素，族序數(shù)不是x＋y=8，D錯誤；故合理選項是D。14．（2022·黑龍江·雙鴨山一中高二階段練習）下列說法不正確的是A．某價層電子排布為3d24s2的基態(tài)原子，該元素位于周期表中第四周期第IVB族B．在元素周期表中，s區(qū)、d區(qū)和ds區(qū)的元素都是金屬元素C．當碳原子的核外電子排布由轉變?yōu)闀r，釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉化成基態(tài)D．非金屬元素形成的共價化合物中，原子的最外層電子數(shù)不一定是2或8【答案】B【詳解】A．某元素基態(tài)原子價層電子排布為3d24s2，最外層為第4層，價電子數(shù)為4，所以該元素位于元素周期表中第四周期ⅣB族，A正確；B．H元素為s區(qū)元素，H為非金屬元素，B錯誤；C．碳原子基態(tài)的核外電子排布為1s22s22p2，當核外電子排布為1s22s12p3時，該原子處于激發(fā)態(tài)，所以其核外電子排布由轉變?yōu)闀r，釋放能量，由激發(fā)態(tài)轉化為基態(tài)，C正確；D．非金屬元素形成的共價化合物中，原子的最外層不一定都滿足穩(wěn)定結構，如PCl5，P原子最外層為10個電子，D正確；故答案選B。15．（2022·山西·柳林縣鑫飛中學高二期中）某原子的軌道表示式如下，從中得到的信息錯誤的是A．位于元素周期表的p區(qū)B．其電離能大于同一周期的相鄰元素C．電子的空間運動狀態(tài)有7種D．有3種能量不同的電子【答案】C【詳解】從該原子的軌道式上，可以知道該原子核外電子數(shù)為7，該原子為氮原子。A．N元素位于元素周期表的p區(qū)，選項A正確；B．同一周期元素中，元素的第一電離能隨著原子序數(shù)的增大而呈增大趨勢，但第IIA族、第VA族元素的第一電離能大于相鄰元素，故其電離能大于同一周期的相鄰元素，選項B正確；C．該原子核外有7個電子，根據(jù)軌道表示式可知電子的空間運動狀態(tài)只有5種，選項C錯誤；D．核外電子的能級為1s、2s、2p能級，同一能級上的電子能量相同，電子在各能級的能量關系:1s<2s<<2p，故有3種能量不同的電子，選項D正確；答案選C。16．（2022·山西運城·高二期中）某元素基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d74s2，則下列說法正確的是A．該元素為Ni元素 B．該元素屬于ds區(qū)元素C．該元素原子最外層共有9個電子 D．該元素位于第四周期第Ⅷ族【答案】D【詳解】A．某元素的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，則該元素為27號Co元素，A錯誤；B．某元素的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，該元素為27號Co元素，屬于元素周期表d區(qū)元素，B錯誤；C．某元素的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，該元素原子最外層為N層，該元素原子最外層共有2個電子，C錯誤；D．某元素的基態(tài)原子核外電子排布式為[Ar]3d74s2，該元素為27號Co元素，屬于第四周期第Ⅷ族元素，D正確；故合理選項是D。17．（2022·陜西省寶雞市長嶺中學高二期中）已知某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，該元素在周期表中的位置正確的是A．第三周期第IIIB族，d區(qū) B．第三周期第IVB族，d區(qū)C．第四周期第VB族，d區(qū) D．第四周期第VIB族，d區(qū)【答案】D【詳解】某元素+3價離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3，則該元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，該元素的最高能層為第四能層，所以是第四周期元素，價電子排布為3d54s1，所以是VIB族元素，位于d區(qū)，選D。18．（2022·廣東茂名·高二期末）關于價電子排布式為的元素的說法不正確的是A．原子序數(shù)為25 B．價電子數(shù)為7C．位于第四周期ⅦB族 D．位于第四周期VB族【答案】D【詳解】該元素的最大電子層數(shù)為4，應位于元素周期表第四周期，和能級電子數(shù)之和為7，應在第7列，位于ⅦB族，價電子數(shù)為7，原子序數(shù)為25，故D錯誤。故選D。19．（2022·重慶第二十三中學校高二階段練習）某元素原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p1，根據(jù)原子核外電子排布與元素在元素周期表中的位置關系，完成下列各題：(1)該元素處于元素周期表的第_______周期，(2)該元素處于元素周期表的第_______族，(3)試推測該元素處于元素周期表的_______區(qū)，【答案】

四

IIIA

p【詳解】(1)根據(jù)該元素原子有4個電子層，則該元素處于元素周期表的第四周期；(2)由外圍電子排布式為4s24p1，可知該元素最外層有3個電子，為主族元素，該元素處于元素周期表的第IIIA族；(3)該元素處于第四周期第IIIA族，則該元素處于元素周期表的p區(qū)。20．（2022·安徽滁州·高二階段練習）鐵、鋁和銅是人類使用最廣泛的金屬。回答下列問題：(1)根據(jù)電子排布的特點，Al位于元素周期表的__(填標號，下同)，F(xiàn)e位于元素周期表的__。a.s區(qū)

b.p區(qū)

c.d區(qū)

d.ds區(qū)(2)63Cu和65Cu互稱為__，在元素周期表中位于第__周期，基態(tài)Cu+的電子排布式為__。(3)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)目前鐵的最高價為+6價，其+6價化合物Na2FeO4在硫酸存在的條件下，可將Mn2+氧化為MnO，而自身被還原為Fe3+，該反應的離子方程式為__?！敬鸢浮?1)

b

c(2)

同位素

四

1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(3)5FeO+3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO+8H2O【解析】（1）Al的核外價電子排布式為3s23p1，所以位于元素周期表中的p區(qū)；Fe的核外價電子排布式為3d64s2，位于元素周期表的d區(qū)，故答案為：b；c；（2）63Cu和65Cu為質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素，所以兩者互稱為同位素；Cu為29號元素，在元素周期表中位于第四周期，其價電子排布式為3d104s1,所以基態(tài)Cu+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)；（3）其+6價化合物Na2FeO4在硫酸存在的條件下，可將Mn2+氧化為MnO，而自身被還原為Fe3+，根據(jù)電子轉移數(shù)守恒可知，參加反應的FeO與Mn2+的物質的量之比為5:3，再電荷守恒及原子守恒配平該氧化還原方程式為：5FeO+3Mn2++16H+=5Fe3++3MnO+8H2O。21．（2021·黑龍江實驗中學高二階段練習）金、銀、銅、鐵、鋁和鈦均是人類大量生產(chǎn)和使用的金屬。回答與上述金屬原子結構有關的問題：(1)上述金屬中屬于主族元素的有____(填寫元素符號)。(2)基態(tài)Fe所有電子占有____種不同的空間運動狀態(tài)。Fe成為陽離子時首先失去____軌道電子，F(xiàn)e3+的基態(tài)的核外電子排布式為____。(3)鈦被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬?；鶓B(tài)鈦原子外圍電子排布圖為____。(4)基態(tài)金原子的外圍電子排布式為，試判斷金在元素周期表中位于第___周期第____族。(5)已知與位于同一族，則在元素周期表中位于____區(qū)(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)。(6)將乙炔通入溶液生成紅棕色沉淀。基態(tài)核外電子簡化排布式為_。【答案】

Al

15

4s

六

IB

ds

【詳解】(1)金、銀、銅、鐵、鋁和鈦中只有鋁屬于主族元素。(2)鐵為26號元素，基態(tài)Fe的電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2，所有電子占有15種不同的空間運動狀態(tài)。Fe成為陽離子時首先失去4s軌道電子，F(xiàn)e3+的基態(tài)的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。(3)鈦是22號元素，基態(tài)鈦原子外圍電子排布圖為。(4)基態(tài)金原子的外圍電子排布式為，則金在元素周期表中位于第六周期第IB族。(5)已知與位于同一族，銅在ds區(qū)，所以在元素周期表中位于ds區(qū)。(6)銅為29號元素，所以基態(tài)核外電子簡化排布式為。22．（2022·黑龍江·密山市第四中學高二期末）請根據(jù)構造原理，按要求寫出下列電子排布式或原子結構示意圖：(1)16S的電子排布式___________。(2)26Fe的簡化電子排布式___________。(3)某元素原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p1，根據(jù)原子核外電子排布與元素在元素周期表中的位置關系，完成下列各題：①該元素處于元素周期表的第___________周期。②該元素處于元素周期表的第___________族。③試推測該元素處于元素周期表的___________區(qū)。【答案】(1)1s22s22p63s23p4(2)［Ar］3d64s2(3)

4

ⅢA

p【解析】（1）16S核外有16個電子，電子排布式為1s22s22p63s23p4。（2）26Fe核外有26個電子，簡化電子排布式［Ar］3d64s2。（3）①根據(jù)電子排布式[Ar]3d104s24p1，可知該原子核外有4個電子層，該元素處于元素周期表的第4周期。②根據(jù)電子排布式[Ar]3d104s24p1，可知該原子最外層有3個電子，該元素處于元素周期表的第ⅢA族。③該原子價電子排布式為4s24p1，該元素處于元素周期表的p區(qū)。23．（2022·黑龍江·齊齊哈爾市第八中學校高二開學考試）根據(jù)題給信息回答問題(1)某元素原