2023屆新高考化學(xué)一輪分層練案(二十)原子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布

一輪分層練案（二十）原子結(jié)構(gòu)原子核外電子排布（基礎(chǔ)課）一、選擇題(本題包括10小題，每小題只有1個(gè)選項(xiàng)符合題意)1.下列敘述正確的是()A.24g鎂與27g鋁中含有相同的質(zhì)子數(shù)B.常溫常壓下，1.12L丙烷分子中所含非極性鍵數(shù)目為0.1NAC.1mol重水(D2O)與1mol水(H2O)中，中子數(shù)之比為5∶4D.1mol乙烷和1mol乙烯中，化學(xué)鍵數(shù)目相同【答案】C24g鎂與27g鋁中含有的質(zhì)子數(shù)分別是12NA和13NA，A錯(cuò)誤；丙烷中的C—C為非極性鍵，但常溫常壓下，無法用標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體摩爾體積計(jì)算丙烷的物質(zhì)的量，B錯(cuò)誤；每個(gè)重水(D2O)分子含有10個(gè)中子，每個(gè)水(H2O)分子含有8個(gè)中子，所以1mol重水(D2O)與1mol水(H2O)中的中子數(shù)之比為10∶8＝5∶4，C正確；乙烷結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH3，每個(gè)分子中有7個(gè)共價(jià)鍵；乙烯結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CH2，每個(gè)分子中有4個(gè)C—H和1個(gè)C=C，所以1mol乙烷和1mol乙烯中化學(xué)鍵數(shù)目不相同，D錯(cuò)誤。2.某元素的一種核素X的原子質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，它與1H原子組成HmX分子，agHmX中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A．eq\f(aA－N＋m,A＋m)mol B．eq\f(aA－N,m)molC．eq\f(aA－N,A＋m)mol D．eq\f(aA－N＋m,m)mol【答案】AHmX的相對(duì)分子質(zhì)量為A＋m，agHmX分子的物質(zhì)的量n＝eq\f(ag,A＋mg·mol－1)；X原子的質(zhì)量數(shù)為A，含N個(gè)中子，則質(zhì)子數(shù)為A－N，所以agHmX分子中含質(zhì)子的物質(zhì)的量為eq\f(a,A＋m)mol×(A－N＋m)＝eq\f(aA－N＋m,A＋m)mol，A正確。3.下列說法錯(cuò)誤的是()A．2px所代表的含義是第二能層沿x軸方向伸展的p軌道B.節(jié)日里燃放的煙花焰火是金屬原子受熱從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，電子從高能級(jí)軌道躍遷回到低能級(jí)軌道時(shí)，將能量以光能的形式釋放出來C．某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2，則該元素原子核外有4個(gè)能級(jí)D.在電子云示意圖中，小黑點(diǎn)密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多【答案】Cp能級(jí)有三個(gè)軌道，沿著x、y、z三個(gè)不停方向延伸，因此2px所代表的含義是第二電子層沿x軸方向伸展的p軌道，故A正確；焰色試驗(yàn)是指金屬原子受熱從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)后，電子從高能級(jí)躍遷回到低能級(jí)軌道時(shí)，將能量以光能的形式釋放出來，故B正確；核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2的原子，其原子核外有7個(gè)能級(jí)，故C錯(cuò)誤；在電子云示意圖中，小黑點(diǎn)密表示電子在核外空間單位體積內(nèi)電子出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，故D正確。4.下列關(guān)于能層與能級(jí)的說法中正確的是()A．能層就是電子層，每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)為n2B.同是p能級(jí)，在不同的能層中所能容納的最多電子數(shù)是相同的C．任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始至f能級(jí)結(jié)束D.能級(jí)能量4s>3d【答案】B能層就是電子層，每個(gè)能層最多可容納的電子數(shù)是2n2個(gè)，故A錯(cuò)誤；p能級(jí)最多容納6個(gè)電子，即p能級(jí)在不同的能層中所能容納的最多電子數(shù)是相同的，故B正確；第一能層只有s能級(jí)，所以任一能層的能級(jí)總是從s能級(jí)開始，但不是到f能級(jí)結(jié)束，有的能層沒有f能級(jí)，故C錯(cuò)誤；根據(jù)構(gòu)造原理可知，能量由低到高的順序?yàn)椋?s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p…，則能級(jí)能量：3d＞4s，故D錯(cuò)誤。5.如圖是s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道圖，下列說法正確的是()A．s能級(jí)和p能級(jí)的原子軌道形狀相同B．每個(gè)p能級(jí)都有6個(gè)原子軌道C．鈉原子的電子在11個(gè)原子軌道上高速運(yùn)動(dòng)D．s能級(jí)的原子軌道半徑與能層序數(shù)有關(guān)【答案】Ds能級(jí)軌道為球形，p能級(jí)的原子軌道為啞鈴型，軌道形狀不相同，A說法錯(cuò)誤；每個(gè)p能級(jí)都有3個(gè)原子軌道，B說法錯(cuò)誤；鈉原子的電子有1s、2s、2p、3s,4個(gè)能級(jí)，6個(gè)原子軌道，則11個(gè)電子在6個(gè)軌道上高速運(yùn)動(dòng)，C說法錯(cuò)誤；能層序數(shù)越小，s能級(jí)的原子軌道半徑越小，則s能級(jí)的原子軌道半徑與能層序數(shù)有關(guān)，D說法正確。6.下列敘述正確的是()A．基態(tài)鋁原子核外有三個(gè)單電子B．[Ar]3d24s2是基態(tài)鈦原子的電子排布C．銅原子的價(jià)電子排布式是：3d94s2D．鉻原子的電子排布式是：1s22s22p63s23p64s13d5【答案】B基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p1，有1個(gè)單電子，故A錯(cuò)誤；鈦為22號(hào)元素，基態(tài)電子排布式為[Ar]3d24s2，故B正確；銅原子的價(jià)電子排布式是3d104s1，而不是3d94s2，故C錯(cuò)誤；Cr元素為24號(hào)元素，原子核外有24個(gè)電子，所以核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，故D錯(cuò)誤。7.下列說法或有關(guān)化學(xué)用語的使用正確的是()A．在基態(tài)多電子原子中，p軌道電子的能量一定高于s軌道電子的能量B．Fe原子的價(jià)電子軌道表示式為C．氧的電負(fù)性比氮大，故氧元素的第一電離能比氮元素的第一電離能大D．銅原子的價(jià)電子排布式為3d94s2【答案】B同一能層的同一能級(jí)中的p軌道電子的能量一定比s軌道電子能量高，但外層s軌道電子能量則比內(nèi)層p軌道電子能量高，A錯(cuò)誤；基態(tài)鐵原子外圍電子排布式為3d64s2，價(jià)電子軌道表示式為，B正確；N原子的2p軌道處于半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)，其第一電離能大于同一周期相鄰的氧原子，C錯(cuò)誤；原子核外電子排布處于全滿、半滿或全空時(shí)是穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，29號(hào)Cu元素原子的價(jià)電子排布式為3d104s1，D錯(cuò)誤。8.以下列出的是一些基態(tài)原子的2p軌道和3d軌道中電子排布的情況，違反洪特規(guī)則的是()A．①②③ B．②④⑥C．④⑤⑥ D．③④⑥【答案】B洪特規(guī)則：當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，基態(tài)原子中的電子總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，而且自旋狀態(tài)相同。泡利原理：在一個(gè)原子軌道里，最多容納2個(gè)電子，且自旋狀態(tài)相反。據(jù)此分析：9.近日，溫州大學(xué)王舜教授課題組與美國北得克薩斯大學(xué)ZhenhaiXia教授合作在雜原子摻雜碳的超級(jí)電容領(lǐng)域取得了新突破。下列碳原子軌道表示式表示的狀態(tài)中能量關(guān)系正確的是()A．①＝②＝③＝④ B．③＞④＞①＞②C．④＞③＞①＝② D．②＞①＞④＞③【答案】D電子能量為1s＜2s＜2p，則2p軌道上電子越多、1s、2s軌道上電子越少，其能量越高，則能量由高到低的順序是②＞①＞④＞③，故合理選項(xiàng)是D。10．下列各組原子中，彼此化學(xué)性質(zhì)一定相似的是()A．最外層都只有1個(gè)電子的基態(tài)X、Y原子B．2p軌道上只有2個(gè)電子的X原子與3p軌道上只有2個(gè)電子的Y原子C．原子核外M層上僅有2個(gè)電子的基態(tài)X原子與原子核外N層上僅有2個(gè)電子的基態(tài)Y原子D．原子核外電子排布為1s2的X原子與原子核外電子排布為1s22s2的Y原子【答案】B最外層只有一個(gè)電子的可能是H或堿金屬或某些過渡元素，不同族一般性質(zhì)有較大差異，A不符合題意；2p、3p未排滿，則下一能級(jí)不可能有電子，故X為C(2s22p2)、Y為Si(3s23p2)，兩者最外層電子相同，性質(zhì)相似，B符合題意；M層僅有2個(gè)電子，則第一層和第二層排滿，故X為Mg；N層上僅有2個(gè)電子，則X可能為Ca或者某些過渡元素(如Fe)，不同族性質(zhì)有差異，C不符合題意。二、非選擇題11.如圖為元素周期表前三周期的一部分。(1)X的基態(tài)原子的軌道表示式是________(填序號(hào))；另一軌道表示式不能作為基態(tài)原子的軌道表示式是因?yàn)樗环蟔_______(填字母)。A．能量最低原理 B．泡利原理C．洪特規(guī)則(2)以上五種元素中，________(填元素符號(hào))元素第一電離能最大。(3)由以上某種元素與氫元素組成的三角錐形分子E和由以上某種元素組成的直線形分子G反應(yīng)，生成兩種直線形分子L和M(組成E、G、L、M分子的元素原子序數(shù)均小于10)，反應(yīng)如圖所示，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________________________。解析：根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)可知X為N，Z為F，R為Ne，W為P，Y為S。(1)當(dāng)電子排布在同一能級(jí)的不同軌道時(shí)，總是優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋狀態(tài)相同，因此氮元素的基態(tài)原子的軌道表示式為。(2)在所給五種元素中，氖元素最外層已達(dá)8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此失去核外第一個(gè)電子需要的能量最多，即第一電離能最大。(3)根據(jù)題給圖示可知E為NH3，G為F2，L為HF，M為N2，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3＋3F2=6HF＋N2?！敬鸢浮?1)②C(2)Ne(3)2NH3＋3F2=6HF＋N212．化學(xué)作為一門基礎(chǔ)自然科學(xué)，在材料科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。(1)高溫超導(dǎo)材料釔鋇銅氧的化學(xué)式為YBaCu3O7，其中eq\f(1,3)的Cu以罕見的Cu3＋形式存在。Cu在元素周期表中的位置為____________，基態(tài)Cu3＋的核外電子排布式為________________________。(2)磁性材料在生活和科學(xué)技術(shù)中應(yīng)用廣泛。研究表明，若構(gòu)成化合物的陽離子有未成對(duì)電子時(shí)，則該化合物具有磁性。下列物質(zhì)適合作錄音磁帶磁粉原料的為________(填字母)。A．V2O5 B．CrO2C．PbO D．ZnO(3)屠呦呦因在抗瘧藥青蒿素研究中的杰出貢獻(xiàn)，成為我國首獲科學(xué)類諾貝爾獎(jiǎng)的人。青蒿素的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示，其組成元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)開_______________。解析：(1)Cu原子核外有29個(gè)電子，基態(tài)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故Cu元素在周期表中處于第四周期第ⅠB族，基態(tài)Cu原子失去3個(gè)電子得到Cu3＋，故基態(tài)Cu3＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8。(2)構(gòu)成化合物的陽離子有未成對(duì)電子時(shí)，則該化合物具有磁性，V5＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6，不含未成對(duì)電子；Cr4＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d2，含2個(gè)未成對(duì)電子；Pb和C元素同主族；Pb2＋的6s能級(jí)處于最外層，有2個(gè)電子，故Pb2＋不含未成對(duì)電子；Zn2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10，不含未成對(duì)電子，故具有磁性的為CrO2。(3)青蒿素中含有C、H、O三種元素，其電負(fù)性由大到小的順序?yàn)镺>C>H。【答案】(1)第四周期第ⅠB族1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)(2)B(3)O>C>H13．現(xiàn)有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑B與A同周期，其最高價(jià)氧化物的水化物呈兩性C在空氣中含量第二，在地殼中含量第一D海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請(qǐng)根據(jù)表中信息填寫：(1)A原子的核外電子排布式為________________。(2)B元素在周期表中的位置是________；離子半徑：B________A(填“大于”或“小于”)。(3)C原子的軌道表示式是________________，其原子核外有________個(gè)未成對(duì)電子，能量最高的電子為____________軌道上的電子，其軌道呈________形。(4)D原子的電子排布式為________________，D－的結(jié)構(gòu)示意圖是____________。(5)B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與A的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________；B的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物與D的氫化物的水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________________________。解析：根據(jù)題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為O，D為Cl。(1)A為Na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B為Al，其在元素周期表中的位置為第三周期第ⅢA族，Na＋與Al3＋的核外電子排布相同，核電荷數(shù)Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)<r(Na＋)。(3)C為O，其軌道表示式為，其中有2個(gè)未成對(duì)電子，能量最高的為2p軌道上的電子，其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl，其核