2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第1课时 基态原子的核外电子排布（含解析）

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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第2节　原子结构与元素周期表
第1课时　基态原子的核外电子排布
基础过关练
题组一　　基态原子核外电子的排布规律
1.(2022山东滨州月考)我国研究团队及其合作者在高压条件下合成氦钠化合物(Na2He),结束了氦元素无化合物的历史,这标志着我国在稀有气体化学领域走向了最前端。以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详细的是(　　)
A.He∶　　B.　　C.1s2 D.
2.(经典题)(2023河北唐山期末)某元素基态原子的价电子排布式为3d24s2,下列说法正确的是(　　)
A.该元素原子处于能量最低状态时,原子中有4个未成对电子
B.该元素基态原子核外有4个能层被电子占据
C.该元素原子的M层有8个电子
D.该元素原子的最外层有4个电子
3.(2023河南温县一中月考)下列由电子排布式或轨道表示式所得的结论错误的是(　　)
选项 电子排布式(或轨道表示式) 结论
A 1s22s2222 违背洪特规则
B 1s22s22p63s23p63d3 违背能量最低原理
C N的轨道表示式: ↑↑
↑↑
↑↑↑
违背泡利不相容原理
D 1s22s22p63s23p63d54s1 违背能量最低原理
4.(2022山东菏泽检测)核外电子排布规律揭示的电子排布能级顺序,实质是各能级能量高低顺序。若以E表示某能级的能量,以下各项中正确的是 (　　)
A.E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d)
B.E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
C.E(4s)>E(4p)>E(4d)>E(4f)
D.E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
5.(2022湖北八校联考)下列判断正确的是(　　)
A.锂原子的核外电子排布式写成1s3违背了能量最低原理
B.原子核外最外层的电子不超过8个,次外层不超过18个
C.处于基态的氧原子轨道表示式写成
↑↓
↑↓
↑↓ ↑ ↓
违背了泡利不相容原理
D.某种基态多电子原子中可能存在运动状态完全相同的电子
题组二　　核外电子排布的表示方法
6.(2022上海普陀检测)下列各原子或离子的电子排布式正确的是(　　)
A.C:1s22s12p3　　 B.O2-:1s22s22p4
C.Si:1s22s22p63s33p1　　D.Al3+:1s22s22p6
7.(经典题)下列微粒中,电子排布式为1s22s22p63s23p6的是(　　)
①Na+　　②Mg2+　　③Cl-　　④S2-
A.①③　　B.②④　　C.①②　　D.③④
8.(2022吉林公主岭第一中学期中)13C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构。下列有关13C、15N的叙述正确的是(　　)
A.13C与15N有相同的中子数,轨道表示式都为
↑↓
↑↓
↑ ↑ ↑
B.13C的核外电子排布式为1s22s22p3
C.13C与12C的价电子排布式均为2s22p2
D.15N的核外电子排布式为1s22s22p4
能力提升练
题组一　　未成对电子数的判断和应用
1.(2022山东威海一中检测)下列原子中,单电子数最多的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A.16S　　 B.35Br
C.24Cr　　 D.15P
2.某元素原子质量数为60,中子数为35,其基态原子未成对电子数为　(　　)
A.0　　 B.1
C.5　　 D.3
3.(2022北京一〇一中学检测)某元素基态原子M层上有一个未成对电子,则该基态原子价电子排布不可能是(　　)
A.3d14s2　　 B.3d94s2
C.3s23p1　 　D.3s23p5
4.(经典题)短周期元素Y的p轨道上有3个未成对电子,则该元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式可能是(　　)
A.H3YO4　　 B.H4YO4
C.HYO2 　　 D.H2YO4
题组二　　原子核外电子排布式、轨道表示式
的书写与应用
5.(2022河南洛阳一中月考)下列表示氮原子结构的化学用语中,对核外电子运动状态描述正确且能据此确定电子能级的是(　　)
A.　 　 B.···
C.1s22s22p3　　 D.
↑↓
↑↓
↑↓ ↑
6.(2022辽宁丹东凤城第一中学月考)前四周期元素中,基态原子中未成对电子数与其所在周期序数相同的元素有(　　)
A.3种　　B.4种
C.5种　　D.6种
7.(2022山东烟台第二中学月考)下列关于价电子排布式为3s23p4的原子的描述正确的是(　　)
A.它的原子核外有三种形状不同的电子云
B.它的原子核外电子共有16种不同的运动状态
C.它可与H2反应生成常温下为液态的化合物
D.该原子的轨道表示式为
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓
8.(经典题)(2023天津南开质量监测)X、Y、Z三种元素的原子,其价电子排布式分别为ns1、3s23p2和2s22p4,由这三种元素组成的化合物的化学式可能是(　　)
A.XYZ2　　B.X2YZ3
C.X2YZ2　　D.XYZ3
9.电影里早期的盔甲材料用的是军用卫星的金钛合金,而不是一般的钛合金。相对于普通钢材在高空容易结冰的缺点,金钛合金在高空完全不惧怕结冰的问题。回答下列问题:
(1)基态钛原子的核外电子排布式是　　　　　　　　　。
(2)Sm的价电子排布式为4f66s2,Sm3+的价电子排布式为　　　　　　　。
(3)基态铁原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　;基态Fe3+核外电子排布式为　　　　　　　　　　　。
(4)基态锌原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
(5)氮原子价电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。
(6)基态Cu与Cu2+中未成对电子数之比为　　　　。
第2节　原子结构与元素周期表
第1课时　基态原子的核外电子排布
基础过关练
1.D 2.B 3.D 4.B 5.B 6.D 7.D 8.C
1.D　A项只表示最外层电子数;B项表示核外的电子分层排布;C项具体到各能级的电子数;D项包含了电子层、能级以及轨道内电子的自旋状态;D符合题意。
2.B　若某元素基态原子的价电子排布式为3d24s2,则该元素是钛;该元素原子处于能量最低状态时,原子中共有2个未成对电子,A错误;该元素位于第四周期,基态原子核外有4个能层被电子占据,B正确;该元素原子的M层有10个电子,C错误;该元素原子的最外层有2个电子,D错误。
3.D　由电子排布式可知,2px轨道上有2个电子,而2py、2pz轨道上没有电子,违背了洪特规则,A正确;由构造原理可知,从第三能层开始各能级不完全遵循能层顺序,产生了能级交错现象,E3p4.B　根据构造原理可知,E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s),A、D错误;
E(4s)5.B　1s3违背了泡利不相容原理,A错误;原子核外最外层的电子不超过8个,次外层不超过18个,B正确;
↑↓
↑↓
↑↓ ↑ ↓
违背了洪特规则,C错误;一个基态多电子原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,D错误。
6.D　A项,C原子的电子排布式应为1s22s22p2;B项,O2-的电子排布式为1s22s22p6;C项,Si的电子排布式应为1s22s22p63s23p2。
7.D　该微粒的核外电子数为18,Cl-、S2-符合,选D。
8.C　13C与15N的中子数不同,轨道表示式也不同,A错误;13C的核外电子排布式为1s22s22p2,B错误;13C与12C的质子数相同,价电子排布式为2s22p2,C正确;15N的核外电子排布式应为1s22s22p3,D错误。
能力提升练
1.C 2.C 3.B 4.A 5.C 6.C 7.B 8.B
1.C　写出各项原子的价电子轨道表示式进行判断。
16S:
↑↓
↑↓ ↑ ↑
,单电子数为2;
35Br:
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑
,单电子数为1;
24Cr:
↑ ↑ ↑ ↑ ↑
↑
,单电子数为6;
15P:
↑↓
↑ ↑ ↑
,单电子数为3。
2.C　根据质量数=质子数+中子数,可知该原子的质子数为60-35=25,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,3d能级上的5个电子均为未成对电子,C正确。
3.B　某元素基态原子M层上有一个未成对的电子,可能的电子排布式为1s22s22p63s1、1s22s22p63s23p1、1s22s22p63s23p5、1s22s22p63s23p63d14s2,所以该基态原子价电子排布不可能是3d94s2。
4.A　短周期元素Y的p轨道上有3个未成对电子,则Y的价电子排布式为ns2np3,即Y为第ⅤA族的N或P,最高正化合价为+5,故A正确。
5.C　A项只能知道各电子层上的电子数,不符合题意;B项是氮原子的电子式,由氮原子的电子式只可以知道其最外电子层上有5个电子,不符合题意;C项是氮原子的核外电子排布式,不仅能知道原子核外有几个电子层,还能知道电子所在的能级,符合题意;D项违反了洪特规则,不符合题意。
6.C　第1周期中,基态原子有一个未成对电子的核外电子排布式是1s1;第2周期中,基态原子未成对电子数是2的核外电子排布式是1s22s22p2和1s22s22p4;第3周期中,基态原子未成对电子数是3的核外电子排布式是1s22s22p63s23p3;第4周期中,基态原子未成对电子数是4的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,共有5种。
7.B　价电子排布式为3s23p4的原子是S,原子核外s和p轨道有电子,它的原子核外有两种形状不同的电子云,A错误;硫原子核外有16个电子,共有16种不同的运动状态,B正确;硫化氢在常温下是气体,C错误;电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同,所以硫原子的轨道表示式为
↑↓
↑↓
↑↓ ↑↓ ↑↓
↑↓
↑↓ ↑ ↑
,D错误。
8.B　X原子的价电子排布式为ns1,可能为氢、锂、钠等元素,为ⅠA族元素,化合价为+1价(H元素的常见化合价为+1、0、-1价);Y原子的价电子排布式为3s23p2,为Si元素;Z原子的价电子排布式为2s22p4,为O元素,在化合物中常见化合价为-2价;A项,XYZ2中Y的化合价为+3;B项,X2YZ3中Y的化合价为+4;C项,X2YZ2中Y的化合价为+2;D项,XYZ3中Y的化合价为+5价;故选B。
9.答案　(1)1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
(2)4f5
(3)
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
　
1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(4)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(5)
↑↓
↑ ↑ ↑
(6)1∶1
解析　(1)基态钛原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2。
(2)Sm的价电子排布式为4f66s2,失去3个电子变成Sm3+,则Sm3+的价电子排布式为4f5。
(3)基态铁原子价电子的轨道表示式为
↑↓ ↑ ↑ ↑ ↑
↑↓
,其核外电子排布式为[Ar]3d64s2,则Fe3+核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5。
(4)Zn为第4周期ⅡB族元素,Zn的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2。
(5)氮原子价电子的轨道表示式为
↑↓
↑ ↑ ↑
。
(6)基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,有1个未成对电子;Cu2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,有1个未成对电子。
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