2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第1章原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第2節(jié)第1課時(shí)基態(tài)原子的核外電子排布課時(shí)檢測(cè)含解析魯科版選擇性必修2

PAGE7-基態(tài)原子的核外電子排布(40分鐘70分)一、選擇題(本題包括10小題,每小題5分,共50分)1.(2024·岳陽(yáng)高二檢測(cè))各電子層排布電子的總數(shù)遵循以下規(guī)則:①每層最多容納2n2個(gè)電子;②原子最外層電子數(shù)≤8;③原子次外層電子數(shù)≤18。確定這3條規(guī)律的電子排布規(guī)則是()A.能量最低原理 B.泡利不相容原理C.洪特規(guī)則 D.能量最低原理和泡利不相容原理【解析】選D。每層最多容納的電子數(shù),由每層n個(gè)軌道和每個(gè)軌道上最多容納2個(gè)電子確定,而排列先后依次由能量最低原理確定,所以D項(xiàng)正確。2.下列排布不符合泡利不相容原理的是()A.2p軌道: B.2p軌道:C.3d軌道: D.3d軌道:【解析】選B。由于泡利不相容原理指的是一個(gè)原子軌道中最多只能容納2個(gè)電子,并且這2個(gè)電子的自旋狀態(tài)必需相反,所以只有選項(xiàng)B不滿意此原理。3.(2024·濱州高二檢測(cè))氦為稀有氣體的一種,是最不活潑的元素。主要是作為愛護(hù)氣體、氣冷式核反應(yīng)堆的工作流體和超低溫冷凍劑。2024年2月6日,中國(guó)南開高校的王慧田、周向鋒團(tuán)隊(duì)及其合作者在高壓條件下合成氦鈉化合物-Na2He,結(jié)束了氦元素?zé)o化合物的歷史,這標(biāo)記著我國(guó)在稀有氣體化學(xué)領(lǐng)域走向了最前端。以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學(xué)用語(yǔ)中,對(duì)電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)描述最具體的是()A. B. C.1s2 D.【解析】選D。A項(xiàng)只能表示最外層電子數(shù);B項(xiàng)只表示核外的電子分層排布狀況;C項(xiàng)具體到各能層的電子數(shù);而D項(xiàng)包含了電子層數(shù)、能級(jí)數(shù)以及軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài),故該項(xiàng)正確。4.(雙選)下列各原子或離子的電子排布式錯(cuò)誤的是()A.C:1s22s12p3 B.O2-:1s22s22p6C.Si:1s22s22p63s33p1 D.Al3+:1s22s22p6【解析】選A、C。A項(xiàng)碳原子的電子排布式違反了能量最低原理,應(yīng)為1s22s22p2;C項(xiàng)硅原子的電子排布式違反了泡利不相容原理,應(yīng)為1s22s22p63s23p2。5.下列微粒的核外電子的表示方法中正確的是()A.碳原子的軌道表示式:B.磷原子的軌道表示式:C.錳原子的電子排布式:1s22s22p63s23p7D.Fe2+的電子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2【解析】選A。A表示碳原子的軌道表示式,正確;B不符合洪特規(guī)則;正確的錳原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2;Fe2+是鐵原子失去最外層2個(gè)電子形成的,其電子排布式是1s22s22p63s23p63d6。6.(2024·衡水高二檢測(cè))以下核外電子的表示方法中,能表示該原子處于能量最低狀態(tài)的是()A.N:B.F:C.Fe:1s22s22p63s23p63d54s2D.Cu:1s22s22p63s23p63d104s1【解析】選D。A不符合洪特規(guī)則,2p軌道上的3個(gè)電子分占三個(gè)軌道時(shí)能量最低;B為F-的軌道表示式;C中Fe原子序數(shù)為26,而不是25。7.(雙選)若某元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,則下列說法正確的是()A.該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),原子中共有3個(gè)未成對(duì)電子B.該元素原子核外共有5個(gè)電子層C.該元素原子的M層共有8個(gè)電子D.該元素原子最外層有2個(gè)電子【解析】選B、D。該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2,該元素原子處于能量最低狀態(tài)時(shí),原子中只有4d1中的一個(gè)未成對(duì)電子,A錯(cuò)誤;由核外電子排布式可知該元素原子有5個(gè)電子層,M層共有18個(gè)電子,最外層有2個(gè)電子,C錯(cuò)誤,B、D正確。8.(2024·唐山高二檢測(cè))下列有關(guān)核外電子排布的式子不正確的是()A.32Ge的電子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p2B.K的電子排布式:1s22s22p63s23p64s1C.N原子的軌道表示式為D.S原子的軌道表示式為【解析】選D。D項(xiàng)S原子的軌道表示式違反了洪特規(guī)則,正確的應(yīng)是。9.短周期Y元素的p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,則該元素的最高價(jià)氧化物的水化物的化學(xué)式可能是()A.H3YO4 B.H4YO4C.HYO2 D.H2YO4【解析】選A。短周期Y元素的p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,則Y的價(jià)電子排布式為ns2np3,即Y為第ⅤA族元素N或P,最高正化合價(jià)為+5?！痉椒ㄒ?guī)律】基態(tài)原子中未成對(duì)電子數(shù)的快速推斷方法(1)在元素周期表中,一般有如下的規(guī)律:ⅠA、ⅢA、ⅦA族元素都存在著1個(gè)未成對(duì)電子,ⅣA、ⅥA族元素的未成對(duì)電子數(shù)是2,ⅤA族元素的未成對(duì)電子數(shù)是3,而ⅡA族和0族元素,均沒有未成對(duì)電子。(2)副族和第Ⅷ族元素可以通過書寫電子排布式的方法來進(jìn)行推斷。須要特殊留意的是鉻和銅兩種元素,鉻的基態(tài)原子中存在6個(gè)未成對(duì)電子,而不是4個(gè),銅的基態(tài)原子中存在1個(gè)未成對(duì)的s電子而不是d電子。10.(2024·臨沂高二檢測(cè))已知元素X的原子最外層電子排布式為nsn-1npn+2,則X元素的原子序數(shù)為()A.9 B.10 C.17 D.18【解析】選C。依據(jù)泡利不相容原理n-1=2,則n=3,即最外層電子排布式為3s23p5,為Cl元素。【補(bǔ)償訓(xùn)練】R元素的原子,其最外層的p能級(jí)電子數(shù)等于全部的電子層s能級(jí)電子總數(shù),則R是()A.LiB.BeC.SD.Ar【解析】選D。若只有1個(gè)電子層,則不存在p能級(jí),若有2個(gè)電子層,則有兩個(gè)s能級(jí),則電子排布式為1s22s22p4,為氧元素,若有3個(gè)電子層,則有3個(gè)s能級(jí),則電子排布式為1s22s22p63s23p6,故選D。二、非選擇題(本題包括2小題,共20分)11.(10分)某元素的3p軌道上有兩個(gè)未成對(duì)電子,其單質(zhì)是制造黑火藥的主要原料,漢初時(shí)大約主要從西域火山區(qū)得到該元素的單質(zhì)。據(jù)記載,當(dāng)時(shí)悅般國(guó)(今新疆庫(kù)車市一帶)有火山,“山旁石皆焦熔,流地?cái)?shù)十里乃凝堅(jiān),即石硫黃也”。(1)該元素的核外電子排布式如何書寫?(2)該元素的第三電子層上有幾個(gè)電子?其次電子層有沒有未成對(duì)電子?(3)元素X與該元素位于同一主族,X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,則元素X的軌道表示式如何書寫?提示:(1)該元素為硫元素,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p4。(2)該元素的其次層為全充溢狀態(tài),無未成對(duì)電子,第三層上有6個(gè)電子。(3)X原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的3倍,且與硫元素位于同一主族,則X為O元素,其軌道表示式為。12.(10分)回答下列問題:(1)下列敘述中,正確的是________(填字母,下同)。

a.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,可以有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)完全相同的電子b.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,不行能有兩個(gè)能量完全相同的電子c.在一個(gè)基態(tài)多電子的原子中,M層上的電子能量確定比L層上的電子能量高d.假如某一基態(tài)3p能級(jí)上僅有2個(gè)電子,它們自旋狀態(tài)必需相反(2)第2、3、4周期元素原子中p軌道半充溢的元素是______________________,前4周期元素中,基態(tài)原子未成對(duì)電子數(shù)與氮相同的元素有____________種。

(3)鎵與硼同主族,寫出鎵元素原子的電子排布式:__________________________________________________。

(4)寫出Ti基態(tài)原子的電子排布式________________________,基態(tài)Co2+的電子排布式____________。

(5)已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,Y元素原子的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子。X跟Y可形成化合物X2Y3,Z元素可以形成負(fù)一價(jià)離子。X元素的符號(hào)是________;Y元素基態(tài)原子的軌道表示式為____________,Z元素的名稱是______________。

【解析】(1)同一軌道上的2個(gè)電子,能量相同自旋狀態(tài)不同,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不一樣,所以a、b錯(cuò)誤;M層電子能量確定大于L層,c正確;3p能級(jí)上有3條軌道,按洪特規(guī)則,應(yīng)占據(jù)其中2個(gè),并且自旋狀態(tài)相同,d不正確。(2)第2、3、4周期原子中p軌道半充溢的元素的電子排布式是1s22s22p3、1s22s22p63s23p3、1s22s22p63s23p63d104s24p3,即N、P、As元素。基態(tài)原子N的電子排布式為1s22s22p3,基態(tài)N原子有3個(gè)未成對(duì)電子,第3周期未成對(duì)電子數(shù)為3的為P元素,第4周期未成對(duì)電子數(shù)為3的基態(tài)原子的電子排布式有1s22s22p63s23p63d34s2、1s22s22p63s23p63d74s2、1s22s22p63s23p63d104s24p3三種。(3)鎵是第4周期第ⅢA族元素,其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p1。(4)Ti原子序數(shù)為22,其基態(tài)原子電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,Co2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d7。(5)因?yàn)閄原子4p軌道上有3個(gè)未成對(duì)電子,可知電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3,為As元素。依據(jù)Y元素的最外層2p軌道上有2個(gè)未成對(duì)電子,Y和Z元素的原子序數(shù)之和為42-33=9,Y可能是1s22s22p2或1s22s22p4,再依據(jù)Z可形成負(fù)一價(jià)離子,推出Y元素基態(tài)原子的電子排布式為后者,其軌道表示式為,為氧元素,Z為氫元素。答案:(1)c(2)N、P、As3(3)1s22s22p63s23p63d104s24p1(4)1s22s22p63s23p63d24s21s22s22p63s23p63d7(5)As氫(20分鐘30分)一、選擇題(本題包括2小題,每小題5分,共10分)13.(2024·石家莊高二檢測(cè))下列各組表述中,兩個(gè)微粒確定不屬于同種元素原子的是()A.3p能級(jí)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層全充溢而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)的的原子和電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5的原子D.2p能級(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子的基態(tài)原子和原子的電子排布式為1s22s22p5的原子【解析】選B。A項(xiàng),3p能級(jí)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上確定已填滿,電子排布為1s22s22p63s23p2,因此A中兩微粒相同。B項(xiàng),M層全充溢而N層為4s2,M層上有d軌道,即電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2,應(yīng)當(dāng)是鋅元素,1s22s22p63s23p63d64s2是鐵元素。C中電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p5,則3d上已排滿10個(gè)電子,核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5,最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的原子,可按下述方法探討:若最外層電子數(shù)為1,核外電子總數(shù)為5不行能,最外層電子數(shù)為2,核外電子總數(shù)為10不行能,同理,可探討,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(jí)有一個(gè)未成對(duì)電子,可以是2p1,也可以是2p5,因此二者不確定屬于同種元素的原子。14.X、Y、Z為短周期元素,X原子最外層電子排布式為ns1,Y原子最外層電子排布式為(n+1)sn(n+1)p2n,Z原子的價(jià)層電子排布式可以表示為csccp2c。X、Y、Z三種元素形成的化合物的化學(xué)式不正確的是()A.X2YZ3B.X2YZ4C.X2Y2Z3D.XYZ3【解析】選D。依據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律,原子最外層電子排布式為ns1的元素有H、Li、Na;內(nèi)層的s軌道最多只能容納2個(gè)電子,因此價(jià)電子排布可以表示為csccp2c的元素只能是氧,原子最外層電子排布為(n+1)sn(n+1)p2n的元素為S。X2SO3、X2SO4、X2S2O3均正確。二、非選擇題(本題包括1小題,共20分)15.(2024·威海高二檢測(cè))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層上有一個(gè)未成對(duì)的p電子;E元素的原子核外最外層p軌道半充溢;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(hào):A________、C________、F________。

(2)寫出基態(tài)D原子的電子排布式____________。寫出基態(tài)E原子的軌道表示式____________________。

(3)D元素原子核外共有________種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,________種不同能級(jí)的電子。

(4)B元素單質(zhì)和氫化物的電子式:單質(zhì)________________________,氫化物_________________________。

【解析】A原子只有一