高中化學(xué)人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)學(xué)業(yè)分層測評2

學(xué)業(yè)分層測評(二)能量最低原理電子云與原子軌道(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．圖中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無關(guān)的是()【解析】燃放煙火、霓虹燈、燃燒蠟燭等獲得的光能都是電子躍遷時(shí)能量以光的形式釋放出來導(dǎo)致的，而平面鏡成像則是光線反射的結(jié)果?！敬鸢浮緿2．X、Y、Z三種元素的原子，其最外層電子排布分別為ns1、3s23p1和2s22p4，由這三種元素組成的化合物的化學(xué)式可能是()A．X2YZ3 B．X2YZ2C．XYZ2 D．XYZ3【解析】最外層電子排布為3s23p1和2s22p4的元素分別是Al和O，它們的化合價(jià)分別為＋3、－2。最外層電子排布為ns1的元素化合價(jià)為＋1，根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0知C項(xiàng)符合題意?！敬鸢浮緾3．圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和原子軌道圖。下列有關(guān)認(rèn)識正確的是()A．圖1中的每個(gè)小黑點(diǎn)表示1個(gè)電子B．圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C．圖2表明1s軌道呈圓形，有無數(shù)對稱軸D．圖1中的小黑點(diǎn)表示某一時(shí)刻，電子在核外所處的位置【解析】電子云圖中的一個(gè)小黑點(diǎn)只表示電子曾經(jīng)在此出現(xiàn)過一次，A錯(cuò)誤；圖2所示只是電子在該區(qū)域出現(xiàn)的幾率大，在此之外也能出現(xiàn)，不過幾率很小，B錯(cuò)誤；1s軌道在空間呈球形而不是圓形，C錯(cuò)誤?！敬鸢浮緿4．p軌道電子云形狀正確敘述為()A．球形對稱B．對頂雙球C．極大值在x、y、z軸上的啞鈴形D．互相垂直的梅花瓣形【解析】p軌道的電子云形狀為【答案】C5．下列各能級中軌道數(shù)最多的是()A．7s B．6pC．5d D．4f【解析】s軌道是球形對稱的，p軌道有3種伸展方向，而d軌道有5種伸展方向，f軌道有7種伸展方向。因此7s、6p、5d、4f的原子軌道數(shù)分別為1、3、5、7?！敬鸢浮緿6．以下列出的是一些原子的2p能級和3d能級中電子排布的情況。其中違反了泡利原理的是()【解析】泡利原理是指在一個(gè)原子軌道中最多只能容納兩個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反，故A違反了泡利原理?！敬鸢浮緼7．下面是第二周期部分元素基態(tài)原子的電子排布圖，據(jù)此下列說法錯(cuò)誤的是()BCNOA．每個(gè)原子軌道里最多只能容納2個(gè)電子B．電子排在同一能級時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道C．每個(gè)能層所具有的能級數(shù)等于該能層的序數(shù)(n)D．若原子軌道里有2個(gè)電子，則其自旋狀態(tài)一定相反【解析】由題給的四種元素原子的電子排布圖可知，在一個(gè)原子軌道里，最多只能容納2個(gè)電子，即符合泡利原理，A正確；當(dāng)電子排布在同一能級的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，即符合洪特規(guī)則，B正確；任一能層的能級總是從s能級開始，而且能級數(shù)等于該能層序數(shù)，C正確；若在一個(gè)原子軌道里有2個(gè)電子，則它們的自旋狀態(tài)相反，若在同一能級的不同軌道里有2個(gè)電子，則自旋狀態(tài)相同，故D錯(cuò)。【答案】D8．下列結(jié)論錯(cuò)誤的是()電子排布式結(jié)論A1s22s22peq\o\al(2,x)2peq\o\al(0,y)2peq\o\al(0,z)違背洪特規(guī)則B1s22s22p63s23p63d3違背能量最低原理C1s22s22p63s23p10違背泡利原理D1s22s22p63s23p63d54s1違背能量最低原理【解析】A、B、C的結(jié)論都是正確的，D項(xiàng)是Cr,3d和4s都處于半充滿狀態(tài)，原子處于能量最低狀態(tài)，并不違背能量最低原理?！敬鸢浮緿9．主族元素的原子可失去最外層電子形成陽離子，主族元素的原子也可得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是()【導(dǎo)學(xué)號：90990011】A．Ca2＋1s22s22p63s23p6B．F－1s22s22p5C．S1s22s22p63s23p4D．Ar1s22s22p63s23p6【解析】首先寫出各原子的正確的電子排布式：Ca1s22s22p63s23p64s2，F(xiàn)1s22s22p5，S1s22s22p63s23p4，Ar1s22s22p63s23p6，A中生成Ca2＋失去了4s軌道上的2個(gè)電子，B中得1個(gè)電子進(jìn)入2p軌道，電子排布為1s22s22p6?！敬鸢浮緽10．以下是表示鐵原子和鐵離子的3種不同化學(xué)用語。讀表后填空：粒子符號原子(或離子)結(jié)構(gòu)示意圖電子排布式電子排布圖Feeq\a\vs4\al()＋26eq\o(2,\s\up6(),\s\do4())eq\o(8,\s\up6(),\s\do4())eq\o(14,\s\up6(),\s\do4())eq\o(2,\s\up6(),\s\do4())1s22s22p63s23p63d64s2Fe3＋eq\a\vs4\al()＋26eq\o(2,\s\up6(),\s\do4())eq\o(8,\s\up6(),\s\do4())eq\o(13,\s\up6(),\s\do4())1s22s22p63s23p63d5(1)鐵原子最外層電子數(shù)為________，鐵在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)，參加反應(yīng)的電子可能是________________________________________________________________________。(2)請你通過比較、歸納，分別說出3種不同化學(xué)用語所能反映的粒子結(jié)構(gòu)信息。①結(jié)構(gòu)示意圖_______________________________________________________________________________________________________________________________。②電子排布式_____________________________________________________________________________________________________________________________________。③電子排布圖______________________________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥恐苯佑^察原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子排布式就可知道每一層的電子數(shù)。鐵元素的常見化合價(jià)是＋3、＋2兩種，由此可知鐵原子參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)除了最外能層的電子參與外，次外層的1個(gè)電子也會參與?！敬鸢浮?1)24s上的2個(gè)電子和3d上的1個(gè)電子(2)①能直觀地反映核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和核外的能層數(shù)及各能層上的電子數(shù)②能直觀地反映核外電子的能層、能級和各能級上的電子數(shù)③能反映各軌道的能量高低及各軌道上的電子分布情況和自旋狀態(tài)11．(2023·安徽高考)C、N、O、Al、Si、Cu是常見的六種元素。(1)Si位于元素周期表第______周期第________族。(2)N的基態(tài)原子核外電子排布式為________；Cu的基態(tài)原子最外層有________個(gè)電子?！敬鸢浮?1)三ⅣA(2)1s22s22p3112．有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素；B元素原子的核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等；D元素的原子核外所有p軌道全滿或半滿?！緦?dǎo)學(xué)號：90990012】(1)寫出四種元素的元素符號：A____________，B____________，C____________，D____________。(2)寫出C、D兩種元素基態(tài)原子的核外電子排布圖。C：____________________；D：____________________。(3)寫出B、C兩種元素單質(zhì)在一定條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式：____________________。(4)寫出B元素單質(zhì)和其氫化物的電子式：單質(zhì)：__________，氫化物：__________。【解析】A元素是宇宙中最豐富的元素，則A為氫；由題意知，B元素原子的核外電子排布為1s22s22p3，為氮；C元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s2，為鎂；D元素原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p3，為磷。【答案】(1)HNMgP(3)N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃))Mg3N2(4)[能力提升]13．科學(xué)研究證明：核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級有關(guān)，還與核外電子的數(shù)目及核電荷的數(shù)目有關(guān)。氬原子與硫離子的核外電子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列說法正確的是()A．兩粒子的1s能級上電子的能量相同B．兩粒子的3p能級上的電子離核的距離相同C．兩粒子的電子發(fā)生躍遷時(shí)，釋放出的能量不同D．兩粒子都達(dá)8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，化學(xué)性質(zhì)相同【解析】題干中給出核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級有關(guān)，還與核外電子的數(shù)目及核電荷的數(shù)目有關(guān)。因?yàn)楹穗姾蓴?shù)不同，核對電子的吸引能力就不同，電子離核的距離以及電子所具有的能量也就不同。氬原子與硫離子的核外電子排布相同，即核外電子數(shù)相同，但兩者的核電荷數(shù)不同，所以核外相同能級上電子的能量也不同，電子發(fā)生躍遷時(shí)，釋放出的能量不同，氬和硫是不同的元素，化學(xué)性質(zhì)當(dāng)然也不同?！敬鸢浮緾14．下列各組表述中，兩個(gè)微粒一定不屬于同種元素原子的是()【導(dǎo)學(xué)號：90990013】A．3p能級有一個(gè)空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p2的原子B．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p63d64s2的原子C．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)的原子和價(jià)電子排布為4s24p5的原子D．2p能級有一個(gè)未成對電子的基態(tài)原子和原子的價(jià)電子排布為2s22p5的原子【解析】A項(xiàng)，3p能級有一個(gè)空軌道，說明3p上填2個(gè)電子，因填1個(gè)電子有2個(gè)空軌道，填3個(gè)電子或3個(gè)以上電子無空軌道，則3p上有2個(gè)電子，3s上肯定已填滿，價(jià)電子排布為3s23p2，因此A中兩微粒相同。M層全充滿而N層為4s2，M層上有d軌道，即：3s23p63d10，顯然是鋅元素，3d64s2是鐵元素，B選項(xiàng)符合題意。C中價(jià)電子排布為4s24p5，則3d上已排滿10個(gè)電子，核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5；最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)eq\f(1,5)的原子，可按下述方法討論：若最外層電子數(shù)為1，核外電子總數(shù)為5不可能，最外層電子數(shù)為2，核外電子總數(shù)為10不可能，同理，只有最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35時(shí)合理，其電子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同種元素的原子。D中2p能級有一個(gè)未成對電子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者不一定屬于同種元素的原子?！敬鸢浮緽15．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子C．2p軌道上有一個(gè)空軌道的X原子與3p軌道上有一個(gè)空軌道的Y原子D．最外層都只有1個(gè)電子的X、Y原子【解析】電子排布式為1s2的原子為He，電子排布式為1s22s2的原子為Be，兩者化學(xué)性質(zhì)不相似，A錯(cuò)誤；原子核外M層上僅有兩個(gè)電子的X原子為Mg，原子核外N層上僅有兩個(gè)電子的Y原子有多種，如第四周期中Ca、Fe等都符合，化學(xué)性質(zhì)不一定相似，B錯(cuò)誤；2p軌道上有一個(gè)空軌道的X原子為C,3p軌道上有一個(gè)空軌道的Y原子為Si，均為ⅣA族元素，同主族元素，化學(xué)性質(zhì)一定相似，C正確；最外層只有1個(gè)電子的第ⅠA族元素可以，過渡元素中也有很多最外層只有1個(gè)電子的(如Cr、Cu)，故化學(xué)性質(zhì)不一定相似，D錯(cuò)誤。【答案】C16．有A、B、C、D、E、F六種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A元素原子核外電子僅有一種原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素；B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C元素原子的最外層電子排布可表示為asaap2a；D為金屬元素且M層p能級上有一個(gè)未成對的電子；E元素的原子核外所有p軌道半充滿；F元素原子的價(jià)電子排布式為3s23p5。(1)寫出A、C、F元素的元素符號：A________、C________、F________。(2)寫出基態(tài)D原子的電子排布式________。寫出基態(tài)E原子的核外電子排布圖________。(3)D元素原子核外電子云有________種不同的伸展方向，共有________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子，________種不同能級的電子。【解析】A原子只有一個(gè)原子軌道，可能是H或He，又因A是宇宙中最豐富的元素，則A為氫