2024-2025學年試題化學（選擇性人教版2019）第1章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第1節(jié)第2課時原子軌道泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理

第2課時原子軌道泡利原理、洪特規(guī)則、能量最低原理課后訓練鞏固提升一、基礎(chǔ)鞏固1.下面說法中正確的是()。A.電子云圖中的小黑點密度越大,說明該原子核外電子數(shù)目越多B.某基態(tài)原子外圍電子排布中最高能級的符號為3fC.3d3表示3d能級上有3個軌道D.ns能級的電子云輪廓圖可表示為答案:D解析:電子云圖中的小黑點密度越大,說明該原子核外空間電子出現(xiàn)的概率越大,A項錯誤。第三能層具有的能級只有s、p、d三種,B項錯誤。3d3表示3d能級上有3個電子,C項錯誤。ns能級的電子云是球形對稱的,電子云輪廓圖可表示為,D項正確。2.下列說法正確的是()。A.不同的原子軌道形狀一定不相同B.p軌道呈啞鈴形,因此p軌道上的電子運動軌跡呈啞鈴形C.2p能級有3個原子軌道D.氫原子的電子運動軌跡呈球形答案:C解析:不同能級的原子軌道形狀可以相同,如1s、2s能級的原子軌道都是球形,只是半徑不同,A錯誤;現(xiàn)在的技術(shù)無法測定電子在原子核外的運動軌跡,原子軌道只是體現(xiàn)電子的運動狀態(tài),B、D項錯誤;任何能層的p能級都有3個原子軌道,C項正確。3.以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學用語中,對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是()。A.He B. C.1s2 D.答案:D解析:A項是氦的元素符號;B項只表示核外電子的分層排布情況;C項具體到能級的電子數(shù);D項體現(xiàn)出原子軌道內(nèi)電子的自旋狀態(tài),故D項符合題意。4.下列能級符號表示正確且包含原子軌道數(shù)按照從少到多的順序排列的是()。A.1s、2p、3d B.1s、2s、3sC.2s、2p、2d D.3p、3d、3f答案:A解析:從M層開始有d能級,不存在2d能級,C項錯誤;從N層開始有f能級,不存在3f能級,D項錯誤;不同能層字母代號相同的能級的原子軌道數(shù)相同,B項錯誤。5.下列原子的價層電子排布圖正確的是()。答案:C解析:A項中2p軌道應各排布一個電子且自旋平行;B項中2s軌道中兩個電子應自旋相反;D項中2s軌道中應排滿兩個電子后才排2p軌道。6.氟離子中電子的運動狀態(tài)有()。A.3種 B.8種C.10種 D.12種答案:C解析:氟離子核外有10個電子,所以有10種不同運動狀態(tài)的電子。7.下列離子中d軌道達全充滿狀態(tài)的是()。A.Cr3+ B.Cu+C.Co3+ D.Fe3+答案:B解析:Cr3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d3,d軌道不是全充滿狀態(tài),A項不符合題意;Cu+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10,d軌道處于全滿狀態(tài),B項符合題意;Co3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,d軌道不是全充滿狀態(tài),C項不符合題意;Fe3+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5,d軌道處于半充滿狀態(tài),D項不符合題意。8.已知錳的核電荷數(shù)為25,以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子的軌道表示式,其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是()。A.B.C.D.答案:D解析:基態(tài)Mn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,其中3d軌道上排布了5個電子,為半充滿狀態(tài),各電子分占不同的軌道,且自旋平行。A項中,3d軌道上電子排布違反了洪特規(guī)則,錯誤;B項中,s軌道上兩個電子應自旋相反,錯誤;C項中3d軌道上電子排布違反了洪特規(guī)則,錯誤。二、能力提升1.圖1和圖2分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列有關(guān)說法正確的是()。 圖1 圖2A.圖1中的每個小點表示1個電子B.圖2表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)C.圖2表明1s軌道呈球形,有無數(shù)對稱軸D.圖1中的小點表示電子在核外所處的位置答案:C解析:小點是1s電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度的形象描述,A、D項錯誤;圖2表示1s電子在球體內(nèi)出現(xiàn)的概率大于90%,在球體外出現(xiàn)的概率不足10%,B項錯誤。2.下列各原子或離子的電子排布式錯誤的是()。A.Ca2+1s22s22p63s23p6B.O21s22s22p6C.Fe1s22s22p63s23p63d64s2D.Fe2+1s22s22p63s23p63d44s2答案:D解析:原子失去電子形成離子時,應先失去最外層上的電子,Fe原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,由鐵原子轉(zhuǎn)化成Fe2+時,應先失去4s上的電子,故Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,D項錯誤。3.下列對核外電子運動狀況的描述正確的是()。A.同一原子中,2p、3p、4p能級的原子軌道數(shù)相同且軌道的能量依次升高B.當碳原子的核外電子排布由轉(zhuǎn)變?yōu)闀r,這一過程中吸收能量C.3p2表示3p能級有兩個軌道D.在同一能級上運動的電子,其運動狀態(tài)可能相同答案:A解析:同一原子中,不同能層、字母代號相同的能級的原子軌道數(shù)相同,且軌道的能量依次升高,A項正確;為激發(fā)態(tài)碳原子的核外電子排布,能量較高,為基態(tài)碳原子的核外電子排布,原子由激發(fā)態(tài)變?yōu)榛鶓B(tài)要釋放能量,B項錯誤;3p2表示3p能級上有2個電子,C項錯誤;在同一能級上運動的電子,其運動狀態(tài)不同,D項錯誤。4.通常情況下,原子核外p能級、d能級等原子軌道上電子排布為“全空”“半滿”“全滿”的時候更加穩(wěn)定,稱為洪特規(guī)則的特例。下列事實不能作為這個規(guī)則證據(jù)的是()。A.磷元素的第一電離能大于硫元素的第一電離能B.26Fe2+容易失電子轉(zhuǎn)變成26Fe3+,表現(xiàn)出較強的還原性C.基態(tài)銅(Cu)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2D.某種激發(fā)態(tài)碳(C)原子排布式為1s22s12p3而不是1s22s22p2答案:D解析:磷元素價層電子排布式為3s23p3,3p軌道半充滿,硫元素價層電子排布式為3s23p4,因此磷元素的第一電離能大于硫元素,符合洪特規(guī)則特例;26Fe2+容易失電子轉(zhuǎn)變成26Fe3+是由于26Fe2+的3d軌道上有6個電子,既不是全充滿也不是全空,故通常容易失去一個電子變?yōu)?d軌道處于半充滿狀態(tài)的26Fe3+,表現(xiàn)出較強的還原性;基態(tài)銅(Cu)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1,而不是[Ar]3d94s2,是因為前者3d軌道全充滿,后者3d軌道既不是全充滿也不是半充滿;某種激發(fā)態(tài)碳(C)原子排布式為1s22s12p3而不是1s22s22p2,是因為1s22s22p2是符合能量最低原則的基態(tài)原子。5.下列各組表述中,兩個原子不屬于同種元素原子的是()。A.3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B.2p能級無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的價層電子排布為2s22p5的原子C.M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)15的原子和價層電子排布為4s24p5答案:C解析:3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子,按洪特規(guī)則可知其3p軌道上只能有兩個電子,所以兩個原子是同種元素的原子,A項不符合題意;2p能級無空軌道,且有一個未成對電子的基態(tài)原子,它的2p能級上只能是5個電子,所以兩個原子是同種元素的原子,B項不符合題意;M層全充滿而N層為4s2的原子,其M層應為18個電子,而后者的M層上只有8個電子,所以兩個原子不是同種元素的原子,C項符合題意;最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)15的原子中,最外層電子數(shù)要小于或等于8,且電子總數(shù)為5的倍數(shù),所以可得該原子可能是原子序數(shù)為5、10、15、20、25、30、35、40,其中滿足最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的15且符合核外電子排布規(guī)則的只能是35號元素,該元素原子的價層電子排布為4s24p5,所以兩個原子是同種元素的原子6.(1)Fe2+與Fe3+中未成對的電子數(shù)之比為。

(2)鈣鈦礦(CaTiO3)型化合物是一類可用于生產(chǎn)太陽能電池、傳感器、固體電阻器等的功能材料,基態(tài)Ti原子的核外電子排布式為。

(3)基態(tài)Sn原子價層電子的空間運動狀態(tài)有種,基態(tài)氧原子的價層電子排布式不能表示為2s22px22py2,因為這違背了答案:(1)4∶5(2)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2(3)3洪特解析:(1)基態(tài)鐵原子的價層電子排布式為3d64s2,失去電子轉(zhuǎn)化為Fe2+和Fe3+,這兩種離子的價層電子排布式分別為3d6和3d5,根據(jù)洪特規(guī)則可知,Fe2+有4個未成對電子,Fe3+有5個未成對電子,所以未成對電子個數(shù)比為4∶5。(2)鈦元素是22號元素,故