2023春高中化学选择性必修2 （人教版2019）第一章第一节 原子结构 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课时练（含答案）
文档属性
| 名称 | 2023春高中化学选择性必修2 （人教版2019）第一章第一节 原子结构 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课时练（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 650.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-29 18:20:36 | ||
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文档简介
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
题组一 核外电子排布式与轨道表示式
1．下列硼原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是( )
2．下列基态原子或离子的核外电子排布式或轨道表示式错误的是( )
A．Na＋：1s22s22p63s1
B．F：1s22s22p5
C．N3－：
D．Ar：1s22s22p63s23p6
3．当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是( )
A．碳原子由基态变为激发态
B．碳原子由激发态变为基态
C．碳原子要向外界环境中释放不同的光
D．碳原子需要释放能量
4．下列说法或有关化学用语的表达错误的是( )
A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形
B．24Cr的价层电子排布：3d54s1
C．电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则
D. 违反了泡利原理
5．下列叙述错误的是( )
A．若硫原子的轨道表示式为
违反了泡利原理
B．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理
C．氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
题组二 核外电子排布规则的应用
6．下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是( )
A．S B．As C．Mn D．Fe3＋
7．(2022·云南丽江高二期中)在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素种数为( )
A．3 B．4 C．5 D．6
8．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有( )
A．1种 B．2种 C．3种 D．8种
9．A原子的结构示意图为，则X、Y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是( )
A．18、8、0 B．20、8、0
C．25、13、5 D．30、18、10
10．(2022·广州六中高二期中)某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是( )
A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B．该元素原子的最高能层符号为N
C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
11．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子
B．原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子
C．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
12．某元素基态原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且该元素是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A．该元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d34s2
B．该元素为V
C．该元素为第ⅡA族元素
D．该元素属于过渡元素
13．下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 Sc Ti V Cr Mn
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正化合价 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式：
Sc____________________；Ti_______________________；
V____________________；Cr_______________________；
Mn__________________。
(2)对比上述五种元素原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是________________，出现这一现象的原因是________________。
14．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元素原子核外仅有一个非空原子轨道，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轨道为全充满或半充满状态。
(1)写出四种元素的元素符号：A________，B__________，C________，D________。
(2)写出C、D两种元素基态原子的轨道表示式：
C：________________________________________________________________________。
D：________________________________________________________________________。
(3)B元素的单质的电子式为________，其简单氢化物的电子式为________。
15．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E原子的价层电子排布式为3s23p6。
(1)按要求书写下列图式：
①B的原子结构示意图： ___________________________________________________。
②C原子的轨道表示式： _________________________________________________。
③D原子的核外电子排布式： _____________________________________________。
④B离子的电子式： ____________________________________________________。
(2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：_________________
(至少写出5种)。
(3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式：_____________________
________________________________________________________________________(至少写出2个)。
(4)写出E的元素符号：________，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是________________________________________________________________________。
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1．A 2.A
3．A [碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2时，该原子处于基态，当核外电子排布式为1s22s12p3时，该原子处于激发态，所以由1s22s22p2转变为1s22s12p3的过程为由基态变为激发态，基态变为激发态的过程中需要吸收能量，该过程不会产生发射光谱，A正确。]
4．C [s轨道的电子云轮廓图是球形对称的，在核外半径相同处任一方向上电子出现的概率相同，p轨道电子云轮廓图为哑铃形，故A正确；Cr核外有24个电子，根据构造原理书写Cr的价层电子排布：3d54s1，故B正确；电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5中，由于4s轨道的能量小于3d，应该先排布4s轨道再排布3d轨道，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，违反的是能量最低原理，故C错误；
中1s轨道和2s轨道中容纳自旋平行的电子，违反了泡利原理，故D正确。]
5．A [若硫原子的轨道表示式为，3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误；第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，若写成1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理，故B正确；氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理，故C正确；泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件，故D正确。]
6．D 7.C 8.C 9.A
10．D [由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知，同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子，则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子，故A正确；由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确；由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有18种空间运动状态，故C正确；硒元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族，价层电子排布式为4s24p4，故D错误。]
11．C [A项，L能层(M能层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L能层(M能层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，错误；B项，X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，错误；C项，X原子为C()，Y原子为Si()，正确；D项，最外层只有1个电子的原子如氢原子与碱金属元素原子，化学性质不相似，错误。]
12．C [该元素基态原子最外层电子数为2，而价层电子数为5，说明价层电子排布为(n－1)d3ns2，并且该元素是同族中原子序数最小的元素，则该元素价层电子排布为3d34s2，为V元素，位于第ⅤB族，属于过渡元素。]
13. (1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)
1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)
(2)五种元素的最高正化合价等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和 能级交错使得d电子也参与了化学反应
14．(1)H N Mg P
(2)
(3)
解析 A是宇宙中最丰富的元素，且原子核外仅有一个非空原子轨道，则A为氢元素；B元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则B为氮元素；C元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，则C为镁元素；D元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D为磷元素。
15．(1)①
②
③1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) ④
(2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可)
(3)2H2O2H2↑＋O2↑、2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(其他合理答案也可)
(4)Ar 对太阳光进行光谱分析
解析 由题意可知，A为H，B为Cl，C为O，D为K，E为Ar。(2)由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。(3)A的单质为H2，可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。(4)对太阳光进行光谱分析，便可确定太阳光中所含元素的种类。
题组一 核外电子排布式与轨道表示式
1．下列硼原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是( )
2．下列基态原子或离子的核外电子排布式或轨道表示式错误的是( )
A．Na＋：1s22s22p63s1
B．F：1s22s22p5
C．N3－：
D．Ar：1s22s22p63s23p6
3．当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是( )
A．碳原子由基态变为激发态
B．碳原子由激发态变为基态
C．碳原子要向外界环境中释放不同的光
D．碳原子需要释放能量
4．下列说法或有关化学用语的表达错误的是( )
A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形
B．24Cr的价层电子排布：3d54s1
C．电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则
D. 违反了泡利原理
5．下列叙述错误的是( )
A．若硫原子的轨道表示式为
违反了泡利原理
B．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理
C．氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理
D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件
题组二 核外电子排布规则的应用
6．下列微粒中，最外层未成对电子数最多的是( )
A．S B．As C．Mn D．Fe3＋
7．(2022·云南丽江高二期中)在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素种数为( )
A．3 B．4 C．5 D．6
8．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有( )
A．1种 B．2种 C．3种 D．8种
9．A原子的结构示意图为，则X、Y及该原子3d能级上的电子数不可能的组合是( )
A．18、8、0 B．20、8、0
C．25、13、5 D．30、18、10
10．(2022·广州六中高二期中)某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是( )
A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B．该元素原子的最高能层符号为N
C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4
11．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是( )
A．原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子
B．原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子
C．2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子
D．最外层都只有一个电子的X、Y原子
12．某元素基态原子的最外层电子数为2，价层电子数为5，并且该元素是同族中原子序数最小的元素，关于该元素的判断错误的是( )
A．该元素基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d34s2
B．该元素为V
C．该元素为第ⅡA族元素
D．该元素属于过渡元素
13．下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：
元素名称 钪 钛 钒 铬 锰
元素符号 Sc Ti V Cr Mn
核电荷数 21 22 23 24 25
最高正化合价 ＋3 ＋4 ＋5 ＋6 ＋7
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式：
Sc____________________；Ti_______________________；
V____________________；Cr_______________________；
Mn__________________。
(2)对比上述五种元素原子的核外电子排布式与元素的最高正化合价，你发现的规律是________________，出现这一现象的原因是________________。
14．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元素原子核外仅有一个非空原子轨道，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轨道为全充满或半充满状态。
(1)写出四种元素的元素符号：A________，B__________，C________，D________。
(2)写出C、D两种元素基态原子的轨道表示式：
C：________________________________________________________________________。
D：________________________________________________________________________。
(3)B元素的单质的电子式为________，其简单氢化物的电子式为________。
15．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反；D原子的第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E原子的价层电子排布式为3s23p6。
(1)按要求书写下列图式：
①B的原子结构示意图： ___________________________________________________。
②C原子的轨道表示式： _________________________________________________。
③D原子的核外电子排布式： _____________________________________________。
④B离子的电子式： ____________________________________________________。
(2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：_________________
(至少写出5种)。
(3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式：_____________________
________________________________________________________________________(至少写出2个)。
(4)写出E的元素符号：________，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是________________________________________________________________________。
第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理
1．A 2.A
3．A [碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2时，该原子处于基态，当核外电子排布式为1s22s12p3时，该原子处于激发态，所以由1s22s22p2转变为1s22s12p3的过程为由基态变为激发态，基态变为激发态的过程中需要吸收能量，该过程不会产生发射光谱，A正确。]
4．C [s轨道的电子云轮廓图是球形对称的，在核外半径相同处任一方向上电子出现的概率相同，p轨道电子云轮廓图为哑铃形，故A正确；Cr核外有24个电子，根据构造原理书写Cr的价层电子排布：3d54s1，故B正确；电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5中，由于4s轨道的能量小于3d，应该先排布4s轨道再排布3d轨道，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，违反的是能量最低原理，故C错误；
中1s轨道和2s轨道中容纳自旋平行的电子，违反了泡利原理，故D正确。]
5．A [若硫原子的轨道表示式为，3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误；第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，若写成1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理，故B正确；氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理，故C正确；泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件，故D正确。]
6．D 7.C 8.C 9.A
10．D [由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知，同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子，则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子，故A正确；由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确；由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有18种空间运动状态，故C正确；硒元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族，价层电子排布式为4s24p4，故D错误。]
11．C [A项，L能层(M能层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L能层(M能层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，错误；B项，X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn，错误；C项，X原子为C()，Y原子为Si()，正确；D项，最外层只有1个电子的原子如氢原子与碱金属元素原子，化学性质不相似，错误。]
12．C [该元素基态原子最外层电子数为2，而价层电子数为5，说明价层电子排布为(n－1)d3ns2，并且该元素是同族中原子序数最小的元素，则该元素价层电子排布为3d34s2，为V元素，位于第ⅤB族，属于过渡元素。]
13. (1)1s22s22p63s23p63d14s2(或[Ar]3d14s2)
1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2)
1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
1s22s22p63s23p63d54s2(或[Ar]3d54s2)
(2)五种元素的最高正化合价等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和 能级交错使得d电子也参与了化学反应
14．(1)H N Mg P
(2)
(3)
解析 A是宇宙中最丰富的元素，且原子核外仅有一个非空原子轨道，则A为氢元素；B元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3，则B为氮元素；C元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，则C为镁元素；D元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，则D为磷元素。
15．(1)①
②
③1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1) ④
(2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可)
(3)2H2O2H2↑＋O2↑、2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(其他合理答案也可)
(4)Ar 对太阳光进行光谱分析
解析 由题意可知，A为H，B为Cl，C为O，D为K，E为Ar。(2)由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。(3)A的单质为H2，可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。(4)对太阳光进行光谱分析，便可确定太阳光中所含元素的种类。