2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题2第一单元　原子核外电子的运动 第2课时　原子核外电子的排布 课时练（含答案）

第2课时　原子核外电子的排布
题组一　构造原理与电子排布式
1．按照构造原理，下列电子填入能级的顺序正确的是(　　)
A．1s、2p、3d、4s
B．1s、2s、3s、2p
C．2s、2p、3s、3p
D．4p、3d、4s、3p
2．下列各离子的电子排布式错误的是(　　)
A．Na＋　1s22s22p6
B．F－　1s22s22p6
C．N3＋　1s22s22p6
D．O2－　1s22s22p6
3．下列电子排布式表示的是基态原子核外电子排布的是(　　)
A．1s22s22p63s13p3
B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s2
D．1s22s22p63s23p63d104s14p2
4．北京奥运会主体育场“鸟巢”使用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢。钒原子的外围电子排布式为(　　)
A．3s23p6 B．3d34s2
C．3d64s2 D．4s2
题组二　轨道表示式
5．下列硼原子的轨道表示式表示的状态中，能量最高的是(　　)
A.
B.
C.
D.
6．某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，其基态原子在L层分布中正确的是(　　)
A.
B.
C.
D.
7．下列原子的外围电子的轨道表示式正确的是(　　)
A．O：
B．Fe：
C．Si：
D．Cr：
8．下列各项叙述错误的是(　　)
A．若硫原子的轨道表示式为　　，违反了泡利不相容原理
B．若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不相容原理
D．泡利不相容原理、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
题组三　光谱与光谱分析
9．以下现象与核外电子的跃迁有关的是(　　)
①霓虹灯发出有色光 ②棱镜分光
③激光器产生激光 ④石油蒸馏
⑤凸透镜聚光
⑥燃放的焰火，在夜空中呈现五彩缤纷的礼花
⑦日光灯通电发光　 ⑧冷却结晶
A．①③⑥⑦ B．②④⑤⑧
C．①③⑤⑥⑦ D．①②③⑤⑥⑦
10．元素Na的焰色反应呈黄色，从能量变化的角度其光谱类型属于(　　)
A．发射光谱 B．吸收光谱
C．连续光谱 D．线状光谱
11．已知元素X的基态原子最外层电子排布为nsn－1npn＋2，则X元素的原子序数为(　　)
A．9 B．10
C．17 D．18
12．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　)
A．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子
B．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子
C．最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子
D．最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子
13．下列各组表述中，两个微粒一定不属于同种元素原子的是(　　)
A．3p轨道有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子
C．最外层电子数是核外电子总数的原子和外围电子排布式为4s24p5的原子
D．2p轨道有一个未成对电子的基态原子和外围电子排布式为2s22p5的原子
14．(1)金属铝质轻且有良好的防腐蚀性，在国防工业中有非常重要的作用。铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向，有________种不同运动状态的电子。
(2)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为________________________________________________________________________。
(3)29Cu＋的外围电子排布式为_______________________________________________。
15．某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：
(1)a的M层比N层多________个电子；b的L层比M层少__________个电子。a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。
(2)写出A的电子排布式：__________________________________________________。
a的最外层电子轨道表示式为______________________________________________。
16．A、B、C、D、E代表5种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其外围电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B元素的原子结构示意图为__________，C的元素符号为________。
(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为____________，其基态原子的电子排布式为____________________________________________________________。
(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________________________________。
第2课时　原子核外电子的排布
1．C　[由构造原理可知，A项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2p、4s、3d，错误；B项中电子填入能级的正确顺序应为1s、2s、2p、3s，错误；D项中电子填入能级的正确顺序应为3p、4s、3d、4p，错误。]
2．C　[Na＋、F－、O2－都含有10个电子，A、B、D均正确；N3＋含有4个电子，C错误。]
3．C　[A项，Si原子的核外电子数为14，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，错误；B项，Zn原子的核外电子数为30，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，错误；C项，Ti原子的核外电子数为22，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，正确；D项，Ga原子的核外电子数为31，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，错误。]
4．B　[钒原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，其外围电子排布式为3d34s2。]
5．A
6．D　[A项中2s轨道上应有两个电子；B项2p轨道上的两个电子的自旋状态应相同；C项违反洪特规则，电子应尽可能占据不同轨道。]
7．B　[A项，当轨道中均只有一个电子时，电子的自旋状态应相同，氧原子的外围电子的轨道表示式应为　，错误；C项，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，硅原子的外围电子的轨道表示式为　，错误；D项，在同一能级上的电子排布处于全充满、半充满或全空状态时，原子体系更稳定，所以铬原子的外围电子的轨道表示式应为，错误。]
8．A　[3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误；25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，若写成1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理，故B正确。]
9．A　[①霓虹灯发出有色光，因为灯管中的稀有气体原子吸收能量，电子发生跃迁，发射出不同颜色的光，正确；②棱镜分光是由于不同色彩的光在玻璃中的折射率不同引起的，与电子跃迁无关，错误；③激光的产生就是在外部刺激的情况下，很多高能的电子同时释放相位和能级相同的能量，这些能量成为颜色一样的光子，有的在激光器内反射，继续与电子碰撞，释放更多的与它相同的光子，有的离开激光器，形成激光，与电子跃迁有关，正确；④石油蒸馏是利用石油中各成分的沸点不同加以分离，与电子跃迁无关，错误；⑤凸透镜聚光是由光的折射形成的，与电子跃迁无关，错误；⑥燃放的焰火，是因为不同金属元素吸收能量，电子发生跃迁，形成不同颜色的光，正确；⑦日光灯通电发光，是因为原子受到激发时电子会释放出可见光子，与电子跃迁有关，正确；⑧冷却结晶，是由于温度降低，物质的溶解度减小，析出溶质，与电子跃迁无关，错误。]
10．A　[焰色反应是待测物的金属元素吸收能量后，原子中的电子发生跃迁变为激发态，而激发态不稳定，释放能量变为较低能量的激发态或基态，产生发射光谱。]
11．C　[X的基态原子最外层电子排布为3s23p5，为氯元素，原子序数为17。]
12．B　[p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利不相容原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上有2个未成对电子，所以可能是ⅣA族元素，也可能是ⅥA族元素，故A不符合题意；p轨道上有1个空轨道，说明另外两个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于ⅣA族元素，故B符合题意；最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C不符合题意；最外层电子排布式为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于ⅡA族元素，故D不符合题意。]
13．B　[3p轨道有一个空轨道，说明3p上有2个电子，外围电子排布式为3s23p2，两微粒相同，A项不符合题意；M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，M层电子排布式为3s23p63d10，是锌元素，外围电子排布式为3d64s2的元素是铁元素，B项符合题意；外围电子排布式为4s24p5，则3d上已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5不可能，最外层电子数为2，核外电子总数为10不可能，按该方法推知只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子，C项不符合题意；2p轨道有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，D项不符合题意。]
14．(1)4　13　(2)4　1s22s22p63s23p63d5　(3)3d10
解析　(1)Al原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，原子中存在s、p两种形状的电子云，s电子云呈球形，有1种伸展方向，而p电子云呈纺锤形，有3种伸展方向，则铝原子核外电子云共有4种不同的伸展方向。由于每个核外电子的运动状态都不完全相同，所以铝原子核外共有13种不同运动状态的电子。
(2)26号元素Fe的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，则基态Fe原子上有4个未成对电子，当Fe原子失去2个4s电子和1个3d电子时，得到Fe3＋，因此Fe3＋的电子排布式是1s22s22p63s23p63d5。
(3)29号元素Cu的简化电子排布式为[Ar]3d104s1，原子失去电子时首先失去最外层电子，即Cu＋的简化电子排布式为[Ar]3d10，则其外围电子排布式为3d10。
15．(1)13　6　大于
(2)1s22s22p63s23p63d64s2　
解析　由于第1、2层电子排布不出现轨道交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第3层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子为Fe3＋和Fe2＋，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。
16．(1)　(2)　K
(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
解析　本题考查由电子排布推断元素符号，解决这类题一般先推出电子排布式，求出核电荷数。
(1)A元素基态原子外围电子的轨道表示式由题意可写成：。
(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。
(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即26号元素铁。
(4)根据题意要求，首先写出电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu。