课件28张PPT。课件31张PPT。课件32张PPT。课时训练1 原子的诞生 能层与能级
1.自从1803年英国化学家、物理学家道尔顿提出原子假说以来,人类对原子结构的研究不断深入、不断发展,通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。请判断下列关于原子结构的说法正确的是( )
A.所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒
B.所有的原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒的个数都是相等的
C.原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D.原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒
解析:所有的原子都含有质子和电子,并且二者在数值上是相等的。因为质子和电子带的电荷相等,而电性却相反,故整个原子是电中性的。需要注意的是,并不是所有的原子都是由质子、中子和电子组成的,如H中就只含有一个质子和一个电子,没有中子。多数原子的中子数和质子数比较接近但没有必然的数量关系。故A、B选项均不正确。原子核对核外电子的吸引是一种电性作用,因为中子不显电性,质子和电子带相反电荷,所以C选项正确。从发展的观点出发,原子中的质子、中子和电子三种构成原子的基本微粒有可能再进一步分成更小的微粒,目前有资料介绍,科学家已经研究发现了更小的微粒——夸克,所以D选项是错误的。
答案:C
2.下列图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆生的观点的是( )
A.①②③ B.③①②
C.③②① D.②①③
解析:卢瑟福提出了原子的核式模型,道尔顿认为原子是一个实心的球体,汤姆生发现了电子,并提出了原子的“葡萄干模型”。
答案:B
3.符号为M的能层最多容纳的电子数为( )
A.8 B.18
C.32 D.50
解析:符号为M的能层是第三能层,每一能层最多能容纳的电子数为2n2,故M能层上最多容纳2×32=18个电子。
答案:B
4.下列电子层中,包含有f能级的是( )
A.K电子层 B.L电子层
C.M电子层 D.N电子层
解析:K电子层是第一能层,只有1s能级;L电子层是第二能层,有两个能级,即2s和2p;M电子层是第三能层,有三个能级,即3s、3p、3d;N电子层是第四能层,有四个能级,即4s、4p、4d、4f。而根据能级数等于能层序数的关系规律,只有能层序数≥4的电子层中才有f能级。
答案:D
5.在同一个原子中,M能层上的电子与Q能层上的电子的能量( )
A.前者大于后者
B.后者大于前者
C.前者等于后者
D.无法确定
解析:在同一个原子中,能层的能量由低到高的顺序是:K、L、M、N、O、P、Q…,故B正确。
答案: B
6.下列叙述正确的是( )
A.能级就是电子层
B.每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C.同一能层中不同能级的能量高低相同
D.不同能层中的s能级的能量高低相同
解析:能层是电子层,能级是同一能层中不同能量的电子所占据的分层。同一能层中不同能级的能量高低的顺序是:E(ns)答案:B
7.下列能级表示正确(实际存在的)且最多容纳的电子数按照从少到多的顺序排列的是( )
A.1s、2p、3d B.1s、2s、3s
C.2s、2p、2d D.3p、3d、3f
解析:从M层开始有d能级,即3d,不存在2d,故C项错;同理从N层开始有f能级,即4f,故D项错;不同能层的相同类型的能级,最多容纳的电子数相同,故B项错。
答案:A
8.据报道,美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新型氢微粒,这种新粒子是由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成,对于这种微粒,下列说法正确的是( )
A.该微粒为电中性
B.它是氢元素的一种新的同位素
C.它的化学式为H3
D.它比一个普通H2分子多一个氢原子核
解析:质子带一个正电荷,电子带一个负电荷,由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成的微粒带一个单位的正电荷,化学式为,故A、C错误,D正确;同位素研究的对象是原子,故B错误。
答案:D
9.下图是表示物质分子的示意图,图中“”和“”分别表示两种含有不同质子数的原子,则图中表示单质的是( )
解析:A、D表示的是化合物,故A、D错误;B表示的是有两种单质组成的混合物,故B错误;C表示单质,故C正确。
答案:C
10.下列符号代表一些能层或能级的能量,请将它们按能量由低到高的顺序排列。
(1)EK、EN、EL、EM: ;?
(2)E3s、E2s、E4s、E1s: ;?
(3)E4s、E4d、E4p、E4f: 。?
解析:不同的能层能量按K、L、M、N、O、P、Q依次升高,同一能层里,能级的能量按s、p、d、f的顺序升高。
答案:(1)EK、EL、EM、EN
(2)E1s、E2s、E3s、E4s
(3)E4s、E4p、E4d、E4f
11.画出Be、N、Ne、Na、Mg这些元素的基态原子结构示意图,并回答下列问题:
①只有K层与L层的元素有 ;?
②含有M层的有 ;?
③最外层电子数相同的有 。?
解析:Be、N、Ne都只有两个能层,即K层与L层;Na、Mg有三个能层,即K层、L层、M层。通过原子结构示意图观察Be、Mg的最外层电子数相同。
答案:Be +4、N +7、Ne +10、
Na +11、Mg +12。
①Be、N、Ne ②Na、Mg ③Be、Mg
12.下表给出了五种元素的相关信息,其中X、Y、Z、W为短周期元素。
元素
相关信息
X
在常温、常压下,其单质是气体,随着人类对环境的认识和要求的提高,它将成为备受青睐的清洁燃料
Y
工业上通过分离液态空气获得其单质,其某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障
Z
植物生长三要素之一,它能形成多种氧化物,其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
W
室温下其单质呈粉末状固体,加热易熔化。该单质在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰
M
它是人体不可缺少的微量元素,其单质也是工业生产中不可缺少的金属原材料,常用于制造桥梁、楼房等
根据上述信息填空:
(1)Y元素的基态原子含有几个能层: ,其中第二能层中有哪几个能级: ;画出W的原子结构示意图: 。?
(2)Z与X形成的某一化合物能和Z与Y形成的另一无色化合物(这两种化合物分子中原子个数比皆为1∶2)一起用作火箭助推剂,写出两者发生反应生成无毒物质的化学方程式: 。?
(3)某矿藏主要含W、M两种元素组成的化合物,它是我国生产某强酸的主要原料。试写出该生产过程中第一阶段主要反应的化学方程式: 。?
解析:氢气是一种清洁燃料,所以X为氢元素;臭氧对紫外线有吸收作用,是保护地球地表环境的重要屏障,所以Y为氧元素,其基态原子含有K层与L层两个能层,L电子层为第二能层,有两个能级,是s、p能级(即2s和2p);氮、磷、钾是植物生长三要素,N2O俗名“笑气”,是早期医疗中使用的麻醉剂,所以Z为氮元素;单质硫在氧气中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰,所以W为硫元素;日常生产和生活中最常用的金属是铁、铜和铝,其中只有铁是人体不可缺少的微量元素,所以M为铁元素。(2)氮和氢形成的原子个数比为1∶2的化合物为N2H4,氮和氧形成的原子个数比为1∶2的化合物有NO2和N2O4,其中N2O4是无色气体,NO2是红棕色气体,N2H4和N2O4反应生成无毒的N2和H2O。(3)我国主要以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料制备硫酸,其第一阶段主要反应是煅烧黄铁矿。
答案:(1)二 2s和2p +16
(2)2N2H4+N2O43N2+4H2O
(3)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2
课时训练2 构造原理 能量最低原理
1.在探索微观世界的过程中,科学家们常通过建立假说模型来把握物质的结构及特点,不断拓展认识的新领域。关于假说,有如下表述,其中正确的是( )
A.假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理
B.假说是对未知领域的事物或现象提出的一种推测
C.假说是对一个问题的所有幻想和假定
D.假说最终都可以变成科学理论
解析:假说是科学家在探索微观世界的过程中为把握物质的结构及特点而建立的一种模型,它是对未知领域的事物或现象提出的一种推测,然后通过实验或推理去验证它是否正确。
答案:B
2.下列原子或离子核外电子排布不属于基态排布的是( )
A.Na:1s22s22p53s2
B.S2-:1s22s22p63s23p6
C.N:1s22s22p3
D.Si:1s22s22p63s23p2
解析:基态钠原子的核外电子排布为1s22s22p63s1,因此1s22s22p53s2是激发态钠原子的核外电子排布,故答案选A。
答案:A
3.下列说法正确的是( )
A.自然界中的所有原子都处于基态
B.同一原子处于激发态时的能量一定高于基态时的能量
C.无论原子种类是否相同,基态原子的能量总是低于激发态原子的能量
D.激发态原子的能量较高,极易失去电子,表现出较强的还原性
解析:在日常生活中我们见到的许多可见光都与原子的核外电子跃迁释放能量有关,由此可知并不是自然界中的所有原子都处于基态;基态原子的能量与激发态原子的能量大小比较是针对同一种原子而言的,对于同一原子来讲:基态原子激发态原子;激发态原子的能量较高,但是其化学性质却没有变。
答案:B
4.下列说法正确的是( )
A.基态原子的能量一定比激发态原子的能量低
B.1s22s12p1表示的是基态原子的电子排布
C.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关
D.电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
解析:同类原子基态比激发态的能量低,A选项错误;B选项中1s22s12p1不符合构造原理,处于激发态;原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种,电子从激发态跃迁到基态时产生发射光谱,从基态到激发态跃迁时产生吸收光谱。
答案:C
5.下面是四种元素基态原子的电子排布式,其中元素最高化合价最高的是( )
A.1s22s22p2
B.1s22s22p63s23p63d34s2
C.1s22s22p63s23p6
D.1s22s22p5
解析:要看化合价最高的,对于这道题目,可以采用这样的判断方式:可以写出每种电子排布式所代表的原子,然后再进行判断。A为C,B为V,C为Ar,D为F。C最高化合价为+4,V最高化合价为+5,Ne为0,F最高化合价为0。
答案:B
6.具有下列外围电子排布式的基态原子中,最容易形成离子的是( )
A.3s23p1 B.2s22p2
C.3s2 D.4s24p3
解析:A表示Al原子,B为C原子,C为Mg原子,D为As原子。C和As原子要分别得到4个和3个电子才能形成离子,较难;Mg和Al容易失去电子,但是Mg比Al更活泼,因此Mg更容易形成离子。
答案:C
7.下列各原子或离子的电子排列式错误的是( )
A.Na+ 1s22s22p6
B.F- 1s22s22p6
C.N3+ 1s22s22p6
D.O2- 1s22s22p6
解析:本题的关键是判断所给的电子数与元素符号是否相符。Na+、F-、O2-都含有10个电子,都正确,N3+含有4个电子,故C项错误。
答案:C
8.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X、Y原子基态时最外层的电子排布可能是( )
A. X:3s23p1 Y:3s23p5
B.X:2s22p2 Y:2s22p4
C.X:3s23p1 Y:3s23p4
D.X:3s2 Y:2s22p3
解析:X2Y3型化合物中X显+3或者+6价,Y显-2或者-4价,A选项中X原子是Al,Y原子是Cl,可以组成AlCl3;B选项中X原子是C,Y原子是O,可以组成CO、CO2;C选项中X原子是Al,Y原子是S,可以组成Al2S3;D选项中X原子是Mg,Y原子是N,可以组成Mg3N2,因此答案为C。此题考查学生能否熟练掌握短周期元素原子最外层电子排布。
答案:C
9.22Na是制造核弹的主要原料之一,下列关于基态22Na的说法正确的是( )
A.电子排布式为+22
B.原子结构示意图为+22
C.电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2
D.价电子排布式为3s1
解析:22Na的基态原子中有11个电子,其电子排布式为1s22s22p63s1,原子结构示意图为+11,因此A、B、C三项错误,D项正确。
答案:D
10.根据构造原理比较下列能级的能量大小关系(填“<”“>”或“=”):
(1)2s 4s?
(2)3p 3d?
(3)4s 3d?
(4)5d 4d?
(5)3s 2p?
(6)4d 5f?
解析:由构造原理可知:①同一能层里,能级的能量按s、p、d、f的顺序升高,即E(ns)答案:(1)< (2)< (3)< (4)> (5)> (6)<
11.如图是锂、氦、汞的原子吸收光谱和发射光谱。其中图 是原子由基态转化为激发态时的光谱,图 是原子由激发态转化为基态时的光谱。不同元素的原子光谱上的特征谱线不同,请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。?
答案:①③⑤ ②④⑥
12.有A、B、C、D、E五种元素,其核电荷数按A、B、C、D、E依次增大,A元素原子的最外层电子数为次外层电子数的两倍,C是地壳中含量最多的元素,C、D原子的最外层电子数相等且两者核电荷数之和为24,E的核电荷数比D多一个。
(1)推断A、B、C、D、E各是什么元素。
(2)写出它们的最外层电子的电子排布式。
解析:A元素原子最外层电子数为次外层的2倍,因此其核外电子排布式为1s22s22p2,为碳元素,由C是地壳中含量最多的元素,C与D最外层电子数相等且两者核电荷数之和为24,C核电荷数小于D,则列方程组可得ZC=8,ZD=16,因此C元素为O,D元素为S,B的核电荷数处于A与C之间,因此B为N,E的核电荷数比D多一个,因此E元素为Cl。它们的最外层电子排布分别为:A:2s22p2;B:2s22p3;C:2s22p4;D:3s23p4;E:3s23p5。
答案:(1)A是碳元素、B是氮元素、C是氧元素、D是硫元素、E是氯元素。
(2)A:2s22p2;B:2s22p3;C:2s22p4;D:3s23p4;E:3s23p5。
课时训练3 电子云与原子轨道
1.对原子核外的电子运动描述方法正确的是( )
A.根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的位置
B.用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道
C.核外电子的运动有确定的轨道
D.核外电子的运动根本不具有宏观物体的运动规律,只能用统计规律来描述
解析:核外电子的运动根本不具有宏观物体的运动规律,只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出它在某一时刻所在的位置,也不能描画它的运动轨迹。
答案:D
2.在1s、2px、2py、2pz轨道中,具有球对称性的是( )
A.1s B.2px C.2py D.2pz
解析:1s轨道和2p轨道分别可表示为:
由图像可看出,呈球对称性的为1s原子轨道。
答案:A
3.下列排布不符合泡利原理的是( )
A.2p能级: B.3d能级:
C.2p能级: D.3d能级:
解析:由于泡利原理指的是一个原子轨道中最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋状态必须相反,所以只有选项C不满足此原理。
答案:C
4.下列有关核外电子排布的式子不正确的是( )
A.24Cr的电子排布式:1s22s22p63s23p63d54s1
B.K的简化电子排布式:[Ar]4s1
C.N原子的电子排布图:
D.S原子的电子排布图:
解析:S原子的电子排布图违反了洪特规则,正确的应是。
答案:D
5.下列说法中正确的是( )
A.1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布
B.3p2表示3p能级有两个轨道
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.同一原子中,2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多
解析:A项中,1个2s电子被激发到2p能级上,表示的是激发态原子;B项中3p2表示3p能级上填充了2个电子;C项中,同一原子中能层序数越大,能量也就越高,离核越远,故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高;在同一能级中,其轨道数是一定的,而不论它在哪一能层中。
答案:A
6.下列基态原子的外围电子排布式中,正确的是( )
A.3d54s1 B.3d44s2 C.3d94s2 D. 3d13p6
解析:B项违背了3d能级半充满时为稳定状态,C项违背了3d能级全充满时为稳定状态,D项违背了能量最低原理,故选A。
答案:A
7.下列说法正确的是( )
A.s电子云是在空间各个方向上伸展程度相同的对称形状
B.p电子云是“8”字形的
C.2p能级有一个未成对电子的基态原子的电子排布式一定为1s22s22p5
D.2d能级包含5个原子轨道,最多容纳10个电子
解析:p电子云形状是哑铃形,不是平面“8”字形,B项错;2p能级有一个未成对电子的原子有B或F,C项错;L层没有d能级,D项错。
答案:A
8.以下核外电子的表示方法中,能表示该原子处于能量最低状态的是( )
A.N: B.F:
C.Fe:[Ar]3d54s2 D.Cu:3d104s1
解析:A选项不符合洪特规则,2p轨道上的3个电子应分占三个轨道时能量最低;B选项为F-的电子排布图;C选项中Fe是26号元素,而非25号;D选项符合洪特规则,原子处于能量最低状态。
答案:D
9.人们常将在同一原子轨道上运动的,自旋状态相反的2个电子,称为“电子对”;将在同一原子轨道上运动的单个电子,称为“未成对电子”。以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法,正确的是( )
A.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中一定含有“未成对电子”
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中可能不含“未成对电子”
解析:核外电子数为奇数的基态原子,至少有一个电子会单独占据一个原子轨道而不成对,A对,D错;核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含未成对电子,如碳原子的电子排布图:,B、C错。
答案:A
10.如图是s能级和p能级的电子云轮廓图,试回答问题。
(1)s电子云轮廓图呈 形,每个s能级有 个原子轨道;p电子云轮廓图呈 形,每个p能级有 个原子轨道,其能量关系为 。?
(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是 电子,其电子云在空间有 方向;元素X的名称是 ,它的氢化物的电子式是 。?
若元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1,那么Y的元素符号应为 ,原子的电子排布图为 。?
解析:(1)ns能级各有1个轨道,np能级各有3个轨道,s电子的原子轨道都是球形的,p电子的原子轨道都是哑铃形的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以px、py、pz表示,能量px=py=pz。
(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn+1,np轨道已排上电子,说明ns轨道已排满电子,即n=2,则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3,是氮元素;当元素Y的原子最外层电子排布式为nsn-1npn+1时,有n-1=2,则n=3,那么Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,是硫元素。
答案:(1)球 1 哑铃 3 相等
(2)2p 三个互相垂直的伸展 氮 H∶∶ S
11.下列原子或离子的电子排布式或电子排布图正确的是 ,违反能量最低原则的是 ,违反洪特规则的是 ,违反泡利原理的是 。?
①Ca2+:1s22s22p63s23p6
②F-:1s22s23p6
③P:
④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦C:
解析:根据核外电子排布规律②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道,正确的应为1s22s22p6。③中没有遵循洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时,应尽可能分占不同的轨道并且自旋状态相同,正确的应为。④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时,体系的能量较低,原子较稳定,正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1。⑤和⑥正确。⑦违反泡利原理和洪特规则,所以应为C。
答案:①⑤⑥ ② ③④⑦ ⑦
12.有A、B、C、D四种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道,也是宇宙中最丰富的元素,B元素原子核外p电子数比s电子数少1,C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等,D元素的原子核外所有p轨道全充满或半充满。
(1)写出四种元素的元素符号:
A ,B ,C ,D 。?
(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子的电子排布图。
C ,?
D 。?
(3)写出B、C两种元素单质在一定条件下反应的化学方程式: 。?
(4)写出B元素单质和氢化物的电子式:单质 ,氢化物 。?
解析:A是宇宙中最丰富的元素,则A为氢;B元素原子的核外电子排布为1s22s22p3,为氮;C元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s2,为镁;D元素原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p3,为磷。
答案:(1)H N Mg P
(2)
(3)N2+3MgMg3N2
(4)∶N??N∶ H∶∶H
