112構造原理與電子排布式電子云與原子軌道-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）

第一章原子結構與性質第一節(jié)原子結構第2課時構造原理與電子排布式電子云與原子軌道培優(yōu)第一階——基礎過關練1．（2022·江蘇蘇州·高二期末）符號“2p”沒有給出的信息是A．能級 B．電子層C．電子云形狀 D．電子云在空間的伸展方向【答案】D【詳解】2p表示原子核外第2能層(電子層)中的p能級，電子云形狀為啞鈴形，其中p能級應有3個不同伸展方向的原子軌道，可分別表示為px、py、pz，“2p”符號沒有表示出電子云在空間的伸展方向，故D項正確。2．（2022·吉林油田第十一中學高二期末）表示一個原子在M能層上有10個電子，可以寫成A．3p6 B．3d10 C．3s23p63d2 D．3s23p64s2【答案】C【詳解】M層為第三能層，根據構造原理，電子依次排布在1s，2s，2p，3s，3p，4s，3d能級，故第三能層有10個電子的電子排布式為3s23p63d2，故答案選C。3．（2022·浙江·高二期末）下列屬于基態(tài)Na原子的電子排布式的是A．1s22s22p6 B．1s22s22p53s2C．1s22s22p33p1 D．1s22s22p63s1【答案】D【詳解】基態(tài)鈉原子為11號元素，核外有11個電子，根據能量最低原理、洪特規(guī)則、泡利不相容原理，其原子核外電子排布為1s22s22p63s1，故選D。4．（2022·天津東麗·高二期末）圖A和圖B分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列有關說法正確的是A．圖A中的每個小黑點表示1個電子B．圖B表示1s電子只能在球體內出現(xiàn)C．圖A中的小黑點的疏密表示電子在核外空間某處單位體積內出現(xiàn)機會的多少D．圖B表明1s電子云輪廓圖呈圓形，有無數(shù)對稱軸【答案】C【詳解】A．圖A中小黑點表示電子出現(xiàn)的幾率，小黑點越密集表示電子出現(xiàn)的概率越大，A錯誤；B．圖B是電子云輪廓圖，取電子云的90%的部分即出現(xiàn)概率比較大的部分，界面外出現(xiàn)電子的概率為10%，即1s電子可能出現(xiàn)在球體外，B錯誤；C．圖A中小黑點表示電子出現(xiàn)的幾率，電子在核外空間某處單位體積內出現(xiàn)機會的多少，C正確；D．1s軌道呈空間上的球形，而非圓形，D錯誤；故選C。5．（2022·陜西西安·高二期末）下列說法不正確的是A．原子核外電子排布，先排滿層再排層、先排滿層再排層B．從空間角度看，2s軌道比1s軌道大，其空間包含了1s軌道C．2p、3p、4p的軌道形狀均為啞鈴形D．各能層含有的原子軌道數(shù)為(n為能層序數(shù))【答案】A【詳解】A．原子核外電子排布，先排滿層再排層、先排層再排層，但不一定要排滿層再排層，如Ca原子的核外電子排布為2、8、8、2，M層未排滿，故A錯誤；B．s軌道都是球形，2s軌道半徑大于1s軌道半徑，其空間包含了1s軌道，比1s軌道大，故B正確；C．p軌道無論哪一能層均為啞鈴形，故C正確；D．每個能層容納的最大電子數(shù)為2n2，每個軌道最多容納2個電子，則各能層含有的原子軌道數(shù)為，故D正確；答案選A。6．（2022·四川省綿陽第一中學高二階段練習）下列電子排布中，原子處于激發(fā)狀態(tài)的是A．B．C．D．【答案】D【詳解】．電子排布式符合能量最低原理，所以原子為基態(tài)，故不選；B．符合能量最低原理，所以為基態(tài)，故不選；C．符合能量最低原理，所以為基態(tài)，故C不選；D．為激發(fā)態(tài)，根據能量最低原理知，其基態(tài)應為，故選；故選。7．（2022·河南·周口市文昌中學高二階段練習）某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，下列說法中不正確的是A．該元素原子中共有25個電子 B．該元素原子核外有4個能層C．該元素原子最外層共有7個電子 D．該元素原子M能層共有13個電子【答案】C【詳解】根據1s22s22p63s23p63d54s2，該原子有4個能層，共有25個電子，最外層有2個電子，第三層(M能層)有13個電子，綜上所述，答案選C。8．（2022·北京鐵路二中高二期中）如圖是s能級和p能級的原子軌道圖，下列說法正確的是A．每個p能級都有3個原子軌道B．s能級和p能級的原子軌道形狀相同C．鈉原子的電子在11個原子軌道上高速運動D．s能級的原子軌道半徑與能層序數(shù)無關【答案】A【詳解】A．每個p能級都有相互垂直的px、py、pz3個原子軌道，A正確；B．s能級的原子軌道形狀為球形，而p能級的原子軌道形狀為啞鈴形，則不相同，B錯誤；C．已知Na是11號元素，其基態(tài)原子核外電子排布式為：1s22s22p63s1，故鈉原子的電子在1s、2s、2p、3s等6個原子軌道上高速運動，C錯誤；D．s能級的原子軌道半徑隨著能層序數(shù)的遞增而增大，形狀保持不變，D錯誤；故答案為：A。9．（2022·浙江寧波·高二期中）下列說法正確的是A．不同的原子軌道，其形狀可以相似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2個p軌道D．氫原子的電子運動軌跡呈球形【答案】A【詳解】A．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，故A正確；B．現(xiàn)在的技術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)，故B錯誤；C．任何電子層的p能級都有3個p軌道，故C錯誤；D．根據B項分析，氫原子s軌道呈球形，并不是電子運動軌跡呈球形，故D錯誤；答案選A。10．（2022·吉林松原·高二階段練習）下列說法不正確的是A．ls與2s的原子軌道都呈球形B．3p與2p的原子軌道都是紡綞形C．同一能層中，p電子能量比s電子能量大D．電子云表示的是電子在原子核外空間的運動軌道【答案】D【詳解】A．不同能層相同能級的原子軌道形狀相同，故ls與2s的原子軌道都呈球形，A正確；B．不同能層相同能級的原子軌道形狀相同，3p與2p的原子軌道都是紡綞形，B正確；C．根據能級構造原理可知，同一能層中，p電子能量比s電子能量大，C正確；D．電子云表示的是電子在原子核外空間的概率密度分布的形象化描述，D錯誤；故答案為：D。11．（2022·福建·三明一中高二階段練習）下列有關電子云和原子軌道的說法正確的是A．s、p、d能級所含原子軌道數(shù)分別為1，3，5B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內運動C．p能級的原子軌道呈紡錘形，隨著能層的增加，p能級原子軌道數(shù)也增多D．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云【答案】A【詳解】A．s、p、d能級所含原子軌道數(shù)分別為1，3，5，故A正確；B．s能級的原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子不只能在球殼內運動，還在球殼外運動，只是在球殼外運動概率較小，故B錯誤；C．p能級的原子軌道呈紡錘形，p能級原子軌道數(shù)為3，與電子層數(shù)無關，故C錯誤；D．電子云表示電子出現(xiàn)的幾率，即表示電子在核外單位體積的空間出現(xiàn)的機會多少，故D錯誤；選A。培優(yōu)第二階——拓展培優(yōu)練12．（2022·福建省泉州實驗中學高二期中）以下關于原子核外電子的敘述正確的是A．在同一原子軌道上的不同電子的電子云是相同的B．電子云的小黑點表示電子曾在該處出現(xiàn)過一次C．所有原子的電子云都是球形的D．原子核外電子的運動無法作規(guī)律性描述【答案】A【詳解】A．一個原子軌道中可以容納2個自旋方向相反的電子，但是其電子云是相同的，A正確；B．電子云中的黑點本身沒有意義，不代表1個電子，也不代表出現(xiàn)次數(shù)，小黑點的疏密表示出現(xiàn)機會的多少，B錯誤；C．能級s的電子云是球形的，其他不是，C錯誤；D．核外電子的運動是沒有規(guī)律的，但是可用電子云來反映電子在核外無規(guī)則運動時某點出現(xiàn)的概率，D錯誤；答案選A。13．（2022·湖北·高二階段練習）某基態(tài)原子的所有含電子的能層中，其最高能層所含電子最少，且基態(tài)原子核外有15種不同空間運動狀態(tài)的電子，則該原子的元素符號可能是A．K B．Sc C．Cu D．Ga【答案】C【詳解】A．K的核外電子排布為1s22s22p63s23p64s1，最高能層電子數(shù)為1，有10種不同空間運動狀態(tài)的電子，A錯誤；B．Sc的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d14s2，最高能層電子數(shù)為2，有11種不同空間運動狀態(tài)的電子，B錯誤；C．Cu的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s1，最高能層電子數(shù)為1，有15種不同空間運動狀態(tài)的電子，其最高能層所含電子最少，且基態(tài)原子核外有15種不同空間運動狀態(tài)的電子，C正確；D．Ga的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s24p1，最高能層電子數(shù)為3，有16種不同空間運動狀態(tài)的電子，D錯誤；故選C。14．（2022·河南·許昌市普通教育教學研究室高二期末）下列基態(tài)電子排布式中錯誤的是A．Ne、1s22s22p6 B．S2、1s22s22p63s23p6C．Ca2+、1s22s22p63s23p6 D．F、1s22s12p6【答案】D【詳解】A．Ne是10號元素，根據構造原理，可知基態(tài)Ne原子核外電子排布式是1s22s22p6，A正確；B．S2是S原子獲得2個電子形成的，根據構造原理可知基態(tài)S2核外電子排布式是1s22s22p63s23p6，B正確；C．Ca是20號元素，根據構造原理可知基態(tài)Ca原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p64s2，Ca2+是Ca失去最外層的2個4s電子形成的，則其核外電子排布式是1s22s22p63s23p6，C正確；D．F是9號元素，根據構造原理可知基態(tài)F原子核外電子排布式是1s22s22p5，D錯誤；故合理選項是D。15．（2022·四川自貢·高一期末）已知某元素的基態(tài)原子的價電子排布式為，則下列說法正確的是A．該元素的基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是4B．該元素的原子序數(shù)為6C．該元素的基態(tài)原子的軌道數(shù)為4D．該元素的基態(tài)原子的M層上共有6種不同運動狀態(tài)的電子【答案】D【詳解】A．價電子排布式為，則最外層電子數(shù)為6，A錯誤；B．根據價電子排布式為，可知該元素為S，為16號元素，B錯誤；C．該元素的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p4，基態(tài)原子的軌道數(shù)為1+1+3+1+3=9，C錯誤；D．該元素的基態(tài)電子排布式為1s22s22p63s23p4，M層上共有6種不同運動狀態(tài)的電子，D正確；故選D。16．（2021·福建·上杭縣才溪中學高二期中）某元素原子的外圍電子排布是4s24p5，該元素或其化合物不可能具有的性質是A．該元素單質能與水發(fā)生反應 B．該元素的最高化合價呈+7價C．該元素最高價氧化物的水化物顯酸性 D．該元素氣態(tài)氫化物的熱穩(wěn)定性比HCl強【答案】D【分析】某元素原子的外圍電子排布是4s24p5，該元素位于第四周期，第ⅦA族，即溴元素；【詳解】A．根據分析可知，該元素單質為Br2，能與水發(fā)生反應生成HBr和HBrO，故A正確；B．主族元素的最高正價等于主族序數(shù)，所以該元素的最高化合價呈+7價，故B正確；C．該元素最高價氧化物的水化物為高溴酸，即HBrO4，顯酸性，故C正確；D．同主族，從上到下，元素的非金屬性逐漸減弱，所以，非金屬性Br＜Cl，金屬性越強，氫化物越穩(wěn)定，所以氫化物穩(wěn)定性：HBr＜HCl，故D錯誤；故選：D。17．（2022·云南省通海縣第三中學高二期末）下列給出的基態(tài)原子的電子排布式，其中正確的是A．11Na：1s22s22p7 B．47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5【答案】D【詳解】A．由泡利不相容原理可知，基態(tài)鈉原子的電子排布式為1s22s22p63s1，故A錯誤；B．由洪特規(guī)則特例可知，基態(tài)銀原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B錯誤；C．由能量最低原理可知，基態(tài)鈣原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，故C錯誤；D．由核外電子排布規(guī)律可知，基態(tài)溴原子的電子排布式為[Ar]3d104s24p5，故D正確；故選D。18．（2022·黑龍江·雙鴨山一中高二階段練習）下列表述正確的是A．各能級的原子軌道數(shù)按s、p、d、f的順序依次為1、3、5、7B．基態(tài)Se的價電子排布式：3d104s24p4C．基態(tài)鈹原子最外層電子的電子云圖為：D．電子僅在激發(fā)態(tài)躍進到基態(tài)時才會產生原子光譜【答案】A【詳解】A．s能級有1個原子軌道，p能級有3個原子軌道，d能級有5個原子軌道，f能級有7個原子軌道，A項正確；B．基態(tài)Se的價電子排布式：，B項錯誤；C．基態(tài)鈹?shù)膬r電子排布式：，則基態(tài)鈹原子最外層電子的電子云圖輪廓為球形，C項錯誤；D．原子光譜有兩種：吸收光譜和發(fā)射光譜，電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，或由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，都會產生原子光譜，D項錯誤；答案選A。19．（2022·陜西·周至縣第四中學高二階段練習）請根據構造原理，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)10Na的次外層電子排布式_______。(3)20Ca的最高能層的電子排布式_______。(4)26Fe的簡化電子排布式_______。(5)27Co的原子結構示意圖_______。(6)26Fe3+的電子排布式_______。(7)33As的簡化電子排布式為_______?！敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p4(2)2s22p6(3)4s2(4)[Ar]3d64s2(5)(6)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(7)[Ar]3d104s24p3【解析】（1）16S核外有16個電子，排布式為1s22s22p63s23p4；（2）10Na的核外電子排布式為1s22s22p63s1，則此外層為2s22p6；（3）20Ca的核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2，最高能層為第4層，電子排布式為4s2；（4）26Fe核外有26個電子，簡化電子排布式為[Ar]3d64s2；（5）27Co核外有27個電子，核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2，所以原子結構示意圖為；（6）26Fe的核外電子排布式為[Ar]3d64s2，失去最外層中3個電子后形成26Fe3+，所以26Fe3+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5；（7）33As核外有33個電子，簡化電子排布式為[Ar]3d104s24p3?！军c睛】根據原子核外電子的排布規(guī)律和構造原理書寫原子的電子排布式，應注意從3d能級開始出現(xiàn)“能級交錯”現(xiàn)象。而且要看清題目的要求“最外層”還是“M層”“簡化”等要求，其中陽離子的電子式是在原子的基礎上先失去最外層電子。而不是完全按照填充順序逆向進行。在書寫原子結構示意圖時，注意非主族元素，應該先寫出電子排布式，再根據電子排布式寫出原子結構示意圖。20．（2021·吉林·長春市第二十九中學高二期末）(1)s電子的原子軌道呈___________形，每個s能級有___________個原子軌道；p電子的原子軌道呈___________形，每個p能級有___________個原子軌道。(2)基態(tài)鋁原子核外共有___________種不同能級的電子，有___________種不同運動狀態(tài)的電子?！敬鸢浮?/p>

球

1

啞鈴

3

5

13【詳解】(1)s電子的原子軌道為，所以呈球形，每個s能級只能容納自旋方向相反的2個電子，所以只有1個原子軌道；p電子的原子軌道為、、，從圖中可以看出，p電子的原子軌道呈啞鈴形，每個p能級有3個原子軌道。答案為：球；1；啞鈴；3；(2)基態(tài)鋁原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p共5種不同能級的電子，原子核外共有13個電子，則有13種不同運動狀態(tài)的電子。答案為：5；13。21．（2022·福建省寧化第六中學高二階段練習）某元素的基態(tài)原子外層的電子排布為4s1。(1)若該元素為主族元素，則該元素的元素符號為_______，寫出該元素基態(tài)原子的電子排布式_______。(2)若該元素的原子中3d軌道上有5個電子，則該元素符號為_______，其價電子排布式為_______，位于周期表中第_______周期_______族?！敬鸢浮?1)

K

1s22s22p63s23p64s1(2)

Cr

3d54s1

四

ⅥB【解析】（1）該元素的基態(tài)原子外層的電子排布為4s1，若該元素為主族元素，則該元素的元素符號為K，該元素基態(tài)原子的電子排布式1s22s22p63s23p64s1。（2）該元素的基態(tài)原子外層的電子排布為4s1，若該元素的原子中3d軌道上有5個電子，則該元素符號為Cr，其價電子排布式為3d54s1，位于周期表中第四周期ⅥB族。22．（2021·四川省安岳縣興隆中學高二階段練習）回答下列問題：(1)某元