第1章第1节原子结构模型同步练习（含解析） 2022——2023学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2

第1章第1节原子结构模型同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．以下关于原子核外电子的叙述正确的是
A．在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的
B．电子云的小黑点表示电子曾在该处出现过一次
C．所有原子的电子云都是球形的
D．原子核外电子的运动无法作规律性描述
2．下列关于一定原子轨道上运动的电子的判断正确的是
A．一个原子轨道上只有一个电子
B．处在同一原子轨道上的电子运动状态完全相同
C．处在同一能级中的电子(基态)能量一定相同
D．处于同一能层上的电子(基态)能量一定不同
3．下列关于电子云和原子轨道的说法中正确的是
A．电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子
B．s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
C．电子云图中的小点密度大，说明该原子核外空间电子数目多
D．ns能级的轨道呈球形，有无数对称轴
4．下列对核外电子运动状态的描述正确的是
A．电子的运动与行星的运动相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B．第三电子层有3s、3p、3d、3f四种轨道
C．基态氢原子中只有一个电子，在2s轨道
D．在同一轨道上运动的电子，其运动状态肯定不同
5．下列关于轨道电子云示意图的说法中，错误的是
A．轨道上的电子在空间出现的概率分布呈z轴对称
B．点密集的地方表明电子出现的机会大
C．电子先沿z轴正半轴运动，然后沿负半轴运动
D．轨道电子云示意图的形状为纺锤形
6．下列图①、图②、图③所示的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
7．图1和图2分别表示1s电子的概率分布和原子轨道，下列说法正确的是
A．图1中的每个小黑点表示1个电子
B．图2表示1s电子只能在球体内出现
C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的具体位置
8．描述硅原子核外电子运动说法错误的是
A．有4种不同的伸展方向
B．有14种不同运动状态的电子
C．有5种不同能量的电子
D．有5种不同的空间运动状态
9．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是
A．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7
B．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向及电子的自旋方向都确定时，才能准确表示电子的运动状态
C．p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的数量也在增多
D．原子轨道伸展方向与能量大小是无关的
10．下列关于能层与能级的说法中不正确的是
A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2
B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数
C．不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D．相同能层中p电子的原子轨道能量相同
11．硒(34Se)是人体必需的微量元素，它能有效提高人体免疫机能，抑制癌症和心脑血管等疾病的发病率，下列有关说法错误的是
A．硒元素位于元素周期表中第15列
B．基态硒元素原子核外电子所占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C．硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4
D．O和Se均为p区非金属元素
12．下列有关核外电子运动状态的说法正确的是
A．电子自旋就是电子围绕轴“自转”
B．原子轨道可用来描述核外电子的运动状态
C．第二电子层有自旋相反的两个轨道
D．原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹
13．量子力学原子结构模型中的原子轨道是描述核外电子的空间运动状态。下列关于原子轨道的叙述中错误的是
A．原子轨道就是原子核外电子运动的轨道，这与宏观物体运动轨道的含义相同
B．第n电子层上共有n2个原子轨道
C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道
D．处于同一原子轨道上的电子，自旋方向相反
14．在基态多电子原子中，关于核外电子能量的叙述错误的是
A．最易失去的电子能量最高
B．同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同
C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
D．在离核最近区域内运动的电子能量最低
15．电子作为微观粒子，其运动特征与宏观物体的运动特征有着明显的区别，下列关于电子运动特征的叙述中，正确的是
A．电子的运动根本就不存在运动轨迹
B．电子在原子核周围的空间内围绕原子核做圆周运动，只不过每一个圆周的半径不同而已
C．电子的运动速率特别快，所以其能量特别大
D．电子的运动速率特别快，运动范围特别小，不可能同时准确地测定其位置和速度
二、填空题
16．回答下列问题：
(1)分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，其结构式为___，(CN)2称为“拟卤素”，具有类似Cl2的化学性质，则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为___。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第二周期部分元素的E1变化趋势如图所示，氮元素的E1呈现异常的原因是___。
(3)基态As原子中，核外电子占据最高能层的符号是___，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为___。
17．碳及其化合物广泛存在于自然界中。回答下列问题：
(1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_______。
(2)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5，该化合物的熔点为253 K，沸点为376 K，其固体属于_______晶体。
(3)碳有多种同素异形体，其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示：
①在石墨烯晶体中，每个C原子连接_______个六元环，每个六元环占有_______个C原子。
②在金刚石晶体中，C原子所连接的最小环也为六元环，每个C原子连接_______个六元环。六元环中最多有_______个C原子在同一平面。
三、元素或物质推断题
18．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它的一种单质，含它的另一种单质的浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障
W 植物生长所需的主要元素之一，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
Z 室温下其单质为粉末状固体，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，含该元素的合金是工业生产中不可缺少的金属材料，常用于建造桥梁楼房等
根据上述信息填空：
(1)Y元素的原子含有___________个能层，其中第二能层中的能级包括___________；画出W元素原子的结构示意图：___________；M元素是___________(填元素符号)。
(2)Z与X形成的某种化合物能和Z与Y形成的另一种无色化合物(这两种化合物分子中Z与另一元素原子的个数比均为1：2)一起用作火箭推进剂，写出二者发生反应生成无毒物质的化学方程式：___________。
19．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：__________________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．A
【详解】A．一个原子轨道中可以容纳2个自旋方向相反的电子，但是其电子云是相同的，A正确；
B．电子云中的黑点本身没有意义，不代表1个电子，也不代表出现次数，小黑点的疏密表示出现机会的多少，B错误；
C．能级s的电子云是球形的，其他不是，C错误；
D．核外电子的运动是没有规律的，但是可用电子云来反映电子在核外无规则运动时某点出现的概率，D错误；
答案选A。
2．C
【详解】A．一个原子轨道上可以容纳两个电子，并且自旋方向相反，A不正确；
B．处在同一原子轨道上的电子，运动状态不完全相同，若处于同一能级的不同轨道上，自旋状态可以相同，若处于同一轨道上，自旋方向必须相反，B不正确；
C．处在同一能级中的电子(基态)，不管是处于不同轨道还是同一轨道，电子的能量都相同，C正确；
D．处于同一能层上的电子(基态)，若在同一能级中，电子的能量相同，D不正确；
故选C。
3．D
【详解】A．电子云图中的小点不表示电子，而是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述，A错误；
B．电子云不代表电子的运动轨迹，B错误；
C．小点越密，表明概率密度越大，C错误；
D．ns能级的轨道呈球形，有无数对称轴，D正确；
故选：D。
4．D
【详解】A．质量很小的电子在做高速运动时，其运动规律跟普通物体不同，电子没有确定的运动轨道，A错误；
B．第三电子层只有三种轨道，B错误；
C．基态氢原子中只有1个电子，在轨道，C错误；
D．在同一原子内部没有两个电子存在完全相同的运动状态，D正确。
故答案选D。
5．C
【详解】A．2pz轨道为电子云示意图中哑铃型，电子在空间出现的概率分布相对于z轴对称，故A正确；
B．电子云中的小点疏密程度代表电子出现的概率大小，所以点密集的地方表明电子出现的机会大，故B正确；
C．电子运动是无规则的，小点并不是电子的真实运动轨迹，故C错误；
D．轨道电子云示意图为纺锤形，故D正确；
故选D选项。
6．B
【详解】卢瑟福提出了原子结构的有核模型，道尔顿认为原子是一个实心的球体，汤姆生发现了电子，并提出了原子结构的“葡萄干面包式”模型，故选B。
7．C
【详解】A．图1表示1s电子的概率分布图，则图中每个小黑点表示出现的概率，故A错误；
B．在界面内出现该电子的几率大于90%，界面外出现该电子的几率不足10%，故B错误；
C．1s为球形，为中心对称，则有无数条对称轴，故C正确；
D．图1中的小黑点表示空间各电子出现的概率，即某一时刻电子在核外某处出现的概率大小，故D错误；
答案选C。
8．D
【详解】A．Si原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p2，电子占据的是s、p能级，s能级有1个轨道，是球形，p能级有3个轨道，所以Si原子核外电子由4种不同的伸展方向，A正确；
B．Si原子核外有14个电子，每个电子的运动状态都不相同，因此有14种不同运动状态的电子，B正确；
C．根据核外电子的排布式可知，Si原子的核外电子占据5个能级，所以有5种不同能量的电子，C正确；
D．s能级有1个轨道，p能级有3个轨道，Si原子的核外电子轨道数为8，因此有8种不同的空间运动状态，D错误；
答案选D。
9．C
【详解】A． 各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7，S轨道是球形的，故A正确；
B． 电子的运动状态由能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态决定，所以在能层、能级、电子云的伸展方向、以及电子的自旋状态确定时，电子的运动状态才能确定下来，故B正确；
C． p轨道呈纺锤形，随着电子层的增加，p轨道的数量总是3个，故C错误；
D．离原子核越远的电子，其能量越大，则p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，所以电子云伸展方向与能量大小是无关，故D正确。
故选C。
10．C
【详解】A．从第一能层开始，每一能层最多可容纳的电子数为2、8、18、32…，因此原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A正确；
B．同一能层中不同能级上电子能量关系为nsC．不同能层中能级的半径不同，即能级半径：1s<2s<3s<4s…，故C错误；
D．相同能层中同一能级的原子轨道能量相同，即相同能层中p电子的原子轨道能量相同，故D正确；
综上所述，说法不正确的是C项，故答案为C。
11．A
【详解】A． 硒元素位于元素周期表中第16列，故A错误；
B． 基态硒元素原子核外电子所占据的最高能级4p的电子云轮廓图为哑铃形，故B正确；
C． 硒的最高价为+6价，硒的最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO4，故C正确；
D． O和Se基态原子的电子最后排入的轨道均为p轨道，均为p区非金属元素，故D正确；
故选A。
12．B
【详解】A．电子的自旋表示处于同一原子轨道上电子的量子化运动，自旋不是“自转”，A项错误；
B．原子轨道可用来描述核外电子的运动状态，B项正确；
C．第二电子层有四个轨道，分别为2s、2px、2py、2pz，C项错误；
D．原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态，它只能描述核外电子高频出现的“区域”，而不是核外电子运动的轨迹，D项错误；
答案选B。
13．A
【详解】A．原子轨道与宏观物体的运动轨道完全不同，它是指电子出现的主要区域，而不是电子运动的实际轨迹，A项错误；
B．第n电子层上共有n2个原子轨道，B项正确；
C．任意电子层上的p能级都有3个伸展方向相互垂直的原子轨道，C项正确；
D．处于同一原子轨道上的电子，自旋方向相反，D项正确；
答案选A。
14．C
【详解】A．能量越高的电子在离核越远的区域内运动，也就越容易失去，故A不符合题意；
B．在第n层中不同能级的能量大小顺序为E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)……，同一个电子层上的不同能级上的原子轨道，能量大小不同，故B不符合题意；
C．同一能层中的p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，故C符合题意；
D．电子首先进入能量最低、离核最近的轨道，在离核最近区域内运动的电子能量最低，故D不符合题意；
答案选C。
15．D
【详解】A．电子的存在是客观事实，每一个瞬间肯定都有客观存在的位置，所以肯定存在运动轨迹，故A错误；
B．电子不存在确切的运动轨道，故B错误；
C．电子的运动速率虽然很快，但是其质量特别小，所以其能量也不会特别大，故C错误；
D．电子的运动速率特别快，运动范围特别小，所以不能准确地测定其位置和速度，故D正确；
选D。
16．(1) N≡C－C≡N (CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O
(2)N原子2p轨道半充满状态，较稳定难于结合1个电子
(3) N 球形、哑铃形
【分析】（1）分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°，说明是直线形结构，并有对称性，分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构，说明存在碳氮三键，其结构式为N≡C－C≡N，(CN)2称为“拟卤素”，具有类似Cl2的化学性质，则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为(CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O；故答案为：N≡C－C≡N；(CN)2＋2NaOH=NaCN＋NaCNO＋H2O。
（2）氮元素的E1呈现异常的原因是N原子价层电子排布式为2s22p3，N原子2p轨道半充满状态，较稳定难于结合1个电子；故答案为：N原子2p轨道半充满状态，较稳定难于结合1个电子。
（3）基态As原子中，基态As原子价层电子排布式为4s24p3，核外电子占据最高能层的符号是N，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为s为球形，p为哑铃形；故答案为：球形、哑铃形。
17． C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 分子 3 2 12 4
【详解】(1)碳原子核外最外层有4个电子，在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子，也很难得到4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。所以C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构。
(2)因为Fe(CO)5熔、沸点较低，常温下为液体，其固体应属于分子晶体。
(3)①由石墨烯的结构可知，每个C原子连接3个六元环，每个六元环占有的C原子数为×6=2；②由金刚石的结构可知，每个C可参与形成4条C-C键，其中任意两条边(共价键)可以构成2个六元环。根据组合知识可知四条边(共价键)任选其中两条有6组，6×2=12；因此每个C原子连接12个六元环。六元环中C原子采取sp3杂化，为空间六边形结构，最多有4个C原子位于同一平面。
18． 2 和
【详解】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，其浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障，所以Y为氧元素；氮是植物生长所需的主要元素之一，俗称“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；钢铁常用于建造桥梁、楼房等，铁是人体不可缺少的微量元素，所以M为铁元素。
(1)Y元素为O，其原子含有K层与L层2个能层；L层为第二能层，有和两个能级；W元素为S，原子结构示意图为；M元素为Fe；故答案为：2；和；；Fe；
(2)氮和氢形成的原子个数比为1：2的化合物为，氮和氧形成的原子个数比为1：2的化合物有和，其中是无色气体，是红棕色气体，和反应生成无毒的和，反应方程式为：，故答案为：。
19． 二 2s和2p 2N2H4＋N2O43N2＋4H2O 4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2
【详解】在常温、常压下，X的单质是气体，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，则X为氢元素；工业上通过分离液态空气获得Y的单质，Y的某种同素异形体是保护地球地表环境的重要屏障，则Y为氧元素；Z是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，则Z为氮元素；室温下W的单质呈粉末状固体，加热易熔化，该单质在氧气中燃烧，发出明亮的蓝紫色火焰，W为硫元素；M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，则M是铁元素。
(1)Y为氧元素，氧元素的基态原子核外电子排布式为1s22s22p4，含有K、L两个能层，其中第二能层有2s、2p两个能级；W为硫元素，硫的原子结构示意图为：；
(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，反应的化学方程式为：2N2H4＋N2O43N2＋4H2O；
(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，反应的化学方程式为：4FeS2＋11O22Fe2O3＋8SO2。
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