1.1.原子结构 专项训练 （含解析）22023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

1.1.原子结构专项训练2023-2024学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列表示氧原子的符号和图示中能反映能级差别和电子自旋状态的是
A． B． C． D．
2．下列说法不正确的是
A．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
B．按近代量子力学的观点，核外电子运动的能量状态具有量子化的特征
C．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
D．与s能级电子的原子轨道相同，p能级电子的原子轨道的平均半径随能层的增大面增大
3．基态铬(原子序数24)原子的电子排布式是
A．1s22s22p63s23p64s14p5 B．1s22s22p63s23p63d6
C．1s22s22p63s23p64s13d4 D．1s22s22p63s23p63d54s1
4．短周期元素中，原子基态时具有1个未成对电子的元素共有
A．5 B．6 C．7 D．8
5．下列说法不正确的是
A．焰色试验是化学变化
B．在现代化学中，常利用光谱分析法来鉴定元素
C．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色
6．某原子的最外层电子排布式为，下列对其核外电子运动的说法错误的是
A．有5种不同的原子轨道 B．有5种不同能量的电子
C．有4种不同的伸展方向 D．有14种不同运动状态的电子
7．下列说法中不正确的是
A．处于最低能量的原子叫做基态原子
B．4f4表示4f能级有四个轨道
C．同一原子中，2p、3d、4f能级的轨道数依次增多
D．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量逐渐增大
8．下列原子中未成对电子(单独占据1个原子轨道的电子)数为2的是(　　)
A．O B．N C．Cu D．F
9．下列C原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是
A． B．
C． D．
10．北京“鸟巢”运用了高强度、高性能的钒氮合金高新钢，钒元素的原子序数为23，则钒原子的外围电子排布式正确的是（　　）
A．3s23p6 B．3d34s2
C．3d64s2 D．4s2
11．下列说法错误的是
A．同一原子中，、、能级的轨道数依次增多
B．电子排布违反了洪特规则
C．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为
D．违反了泡利原理
12．下列电子排布图正确的是
A．基态镁原子的核外电子排布图：
B．基态氧原子L层电子排布图：
C．基态硫原子的电子排布图：
D．基态铜原子的价电子排布图：
13．X和Y在周期表中的相对位置如图所示。已知Y原子最外能层上电子排布为nsn-1npn+1，则X的原子序数是
X
Y
A．8 B．9 C．10 D．16
14．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层上仅有两个电子的X原子与原子核外N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
15．下列叙述正确的是
A．钠的焰色反应是电子由基态转化成激发态释放能量产生的
B．基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5
C．[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式
D．基态氮原子的轨道表示式是
16．下列化学用语表示不正确的是
A．氯离子的结构示意图：
B．基态碳原子价电子轨道表示式为
C．乙炔的结构简式HC≡CH
D．Cl—Cl的键电子云图形：
17．某元素的最外层电子数为2，价电子数为7，并且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．电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2 B．该元素为IIA族
C．该元素为Mn D．该元素位于d区
18．下列化学用语表示正确的是
A．氨气分子中氮原子的杂化轨道表示式：
B．2-丁烯的反式结构：
C．的电子式：
D．基态铬原子的价层电子排布式：
19．下列各基态原子的电子排布式正确的是
①Be：1s22s12p1②C：1s22s22p2③He：1s12s1④Cl：1s22s22p63s23p5
A．②④ B．②③ C．①③ D．①②
20．化学创造了丰富的物质世界，指导着我们的生产、生活，下列有关说法错误的是
A．“冰，水为之，而寒于水”说明相同质量的水和冰，水的能量高
B．太阳能光伏电池和锂离子电池的能量转化形式不同
C．合成氨工业的反应温度控制在400~500℃，目的是使化学平衡向正反应方向移动
D．五彩缤纷的烟花是原子的发射光谱
21．下列化学用语表达正确的是
A．的空间填充模型为
B．价层电子排布式为，所以Cr位于元素周期表ds区
C．的电子式为
D．在水溶液中的电离方程式为：
22．某同学将A原子的核外电子排布式写成，他违背了
A．能量最低原理 B．泡利不相容原理 C．能量守恒原理 D．洪特规则
23．下列说法正确的是
A．任何一个电子层最多只有s、p、d、f四个能级
B．用n表示电子层数，则每一电子层最多可容纳的电子数为2n2
C．核外电子运动的概率分布图(电子云图)就是原子轨道的图形描述
D．电子的运动状态可从电子层、能级、原子轨道3个方面进行描述
24．下列说法错误的是
A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐升高
B．霓虹灯能发出五颜六色的光，其发光机制与氢原子光谱形成的机制基本相同
C．2p和3p轨道在三维空间分布的图形均为纺锤形
D．电子云示意图中的每个小点都表示一个电子
25．下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是
A．电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子
B．1s22s12px22py22pz1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布
C．不符合泡利原理
D．基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s2p6d94s2
二、填空题
26．下列基态原子的电子排布式或轨道表示式是否正确？若不正确指出原因。
(1)6C　1s22s22p ；
(2)O　 ；
(3)B　 ；
(4)P　 ；
(5)K　1s22s22p63s23p63d1 。
27．(1)基态Fe原子有 个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为 。
(2)3d轨道半充满和全充满的元素分别为 和 。
(3)某元素最高化合价为＋5，原子最外层电子数为2，半径是同族中最小的，其核外电子排布式为 ，价电子构型为 。
28．回答下列问题。
(1)Fe成为阳离子时首先失去 轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为 。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为 、 (填标号)。
A． B．
C． D．
(3)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．原子结构示意图中只有电子层，没有能级，且不能看出电子自旋状态，故A错误；
B．中只能知道氧的质量数为16，从而确定中子数为16-8=8，不能反映能级差别和电子自旋状态，故B错误；
C．电子排布式中含有能层和能级，能看出电子的能级差别，但是不能看出电子自旋状态，故C错误；
D．电子排布图中包含了能层和能级，方块中的箭头表示电子自旋状态，故D正确。
故选D。
2．C
【详解】A．基态时的能量是最低的，故A正确；
B．按近代量子力学的观点，核外电子运动的能量状态具有量子化的特征，B正确；
C．s能级的原子轨道呈球形，该轨道上的电子大概率在球壳内运动，小概率出现在球壳外，C错误；
D．与s能级电子的原子轨道相同，p能级电子的原子轨道的平均半径随能层的增大面增大，D正确；
答案选C。
3．D
【详解】A．违反了构造原理，3d能级比4p能级低，应排3d而不是4p，故A错误；
B．违反了构造原理和洪特规则特例，价电子排布部分应为3d54s1，故B错误；
C．违反了洪特规则特例和核外电子式书写规范，同一能层的写在一起，应为1s22s22p63s23p63d54s1，故C错误；
D．Cr的原子序数为24，核外电子数为24，根据洪特规则特例，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故D正确；
答案选D。
4．C
【详解】根据电子排布式可知，基态具有1个未成对电子的元素有：H 1s1，Li 1s22s1，B 1s22s22p1，O 1s22s22p4，Na 1s22s22p63s1，Al 1s22s22p63s23p1，Cl 1s22s22p63s23p4。共7种，故选C。
5．A
【详解】A．焰色试验是物理变化，A项错误；
B．不同元素的特征谱线不同，故可以利用光谱分析法来鉴定元素，B项正确；
C．基态是原子能量最低时的状态，C项正确；
D．焰色试验中观察到的特殊焰色是金属原子的电子从激发态跃迁到基态时产生的光的颜色，D项正确；
故选A。
6．A
【详解】A．某原子的最外层电子排布式为，则该元素是14号元素，其核外电子排布式为，原子核外有9种不同的原子轨道，A错误；
B．元素的核外电子排布式为，处于同一能级上的电子的能量相同，则有5种不同的能级，有5种不同能量的电子，B正确；
C．原子有s、p两种轨道，s轨道是球形对称的，p轨道有三个不同的伸展方向，因此原子有4种不同的伸展方向，C正确；
D．是14号元素，原子核外有14个电子，由于在同一个原子中不存在运动状态完全相同的电子，因此原子有14种不同运动状态的电子，D正确；
答案选A。
7．B
【详解】A．原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，处于最低能量的原子叫基态原子，A正确；
B．4f4表示4f能级有4个电子，B错误；
C．2p、3d、4f能级的轨道数依次为3、5、7，故同一原子中，2p、3d、4f能级的轨道数依次增多，C正确；
D．同一原子中，能级越大能量越高，2p、3p、4p电子的能量逐渐增大，D正确。
答案选B。
8．A
【详解】A．O原子的电子排布式为1s22s22p4，所以2p轨道上有2个单电子分别占据2个不同的2p轨道，A项选；
B．N原子的电子排布式为1s22s22p3，2p轨道上有3个单电子分别占据3个不同的2p轨道，B项不选；
C．Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9，轨道上有1个单电子，C项不选；
D．F原子的电子排布式为1s22s22p5，轨道上有1个单电子，D项不选；
答案选A。
9．D
【详解】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，轨道能量：1s<2s<2p，据图可知，D中电子占据2s和2p轨道，则能量最高，故答案选：D。
10．B
【详解】钒元素的原子序数为23，钒原子核外电子数为23，根据电子排布规律，钒原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，钒元素为副族元素，其外围电子排布式为3d34s2；
综上所述，答案为B。
11．B
【详解】A．同一原子中， 2p 、 3d 、 4f 能级的轨道数依次为3、5、7，依次增多，A正确；
B．电子排布 (23V)1s22s22p63s23p63d5 违反了能量最低原理，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，B错误；
C．原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为 2n2，C正确；
D．1s、2s轨道中容纳的2个电子自旋状态相同，违反了泡利原理，D正确；
故答案选B。
12．A
【详解】A．基态镁原子的核外电子排布式为，所以核外电子排布图为，A正确；
B．基态氧原子的L层轨道应有4个电子，则L层的电子排布图为，B错误；
C．基态硫原子能级中的3个电子优先分别占据1个轨道，且自旋状态相同，第4个电子占据能级中的一个轨道，且同一轨道内2个电子的自旋状态不同，故能级电子排布图应该为，C错误；
D．的原子序数为29，价电子排布式为，故基态铜原子的价电子排布图为，D错误；
故选A。
13．B
【详解】Y原子最外能层上电子排布为nsn-1npn+1，由于np能级排有电子，则Y的ns能级排有2个电子，即n-1=2，解得n=3，Y原子最外能层上电子排布为3s23p4，Y为S，S位于第3周期VIA族，根据X、Y在周期表中的相对位置，X位于第2周期VIIA族，X为F，原子序数为9；答案选B。
14．C
【详解】A．L层(M层)只有1个未成对电子的可能是Li 或 F（Na或 Cl），L层(M层)有2个未成对电子的可能是C或O（Si或 S）,但是价电子数不同，性质不同，A错误；
B．原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y为Ca、Sc、Ti、V等元素，价电子数不同，性质不同，B错误；
C．2p轨道上只有一个空轨道的X原子是C，3p轨道上只有1个空轨道的Y原子是Si，两种原子最外层电子数均为4，化学性质相似，C正确；
D．最外层只有一个电子的可能是H，性质稳定；最外层只有一个电子也可能为碱金属，化学性质都较活泼，性质相似，D错误；
正确选项C。
15．C
【详解】A．钠的焰色反应是电子由基态转化成激发态吸收能量产生的，选项A错误；
B．Cr为24号元素，原子核外有24个电子,根据能量最低原理、泡利原理和洪特规则，其核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d54s1，选项B错误；
C．电子排布式[Ar]3d64s2是符合能量最低原理，所以[Ar]3d64s2是基态原子的电子排布式，选项C正确；
D．基态氮原子核外电子总数为7,2p轨道3个电子各占据1个轨道，正确的轨道表示式是 ，选项D错误；
答案选C。
16．B
【详解】A．氯离子的质子数是17，核外电子数是18，结构示意图：，A正确；
B．基态碳原子价电子轨道表示式应该为为，B错误；
C．乙炔含有碳碳三键，结构简式HC≡CH，C正确；
D．p电子云轮廓图是哑铃状的，因此Cl－Cl的键电子云图形：，D正确；
答案选B。
17．B
【详解】某元素的最外层电子数为2，价电子数为7，说明最外层电子数和价电子数不相等，则价电子应存在d能级电子，并且是同族中原子序数最小的元素，则可知应为第4周期元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，为第4周期ⅦB族元素，为Mn元素，位于d区；
答案选B。
18．A
【详解】A．NH3分子中N原子的价层电子对数为3+=4，孤电子对数为1，N原子采用sp3杂化，轨道表示式为，A正确；
B．反式2-丁烯的甲基在双键的两侧，结构为：，B错误；
C．OH-中的氧为8电子结构，电子式为：，C错误；
D．铬为24号元素，基态铬原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，价层电子排布式应该为：，D错误；
故选A。
19．A
【详解】①根据能量最低原理，基态Be原子的电子排布式为1s22s2，故①错误；
②根据能量最低原理，基态C原子的电子排布式为1s22s22p2，故②正确；
③根据能量最低原理，基态He原子的电子排布式为1s2，故③错误；
④根据能量最低原理，基态Cl原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5，故④正确；
正确的是②④，选A。
20．C
【详解】A．根据H2O(l)=H2O(s)△H＜0可知，液态水到固态水，放出热量，所以水的能量高，故A正确，
B．太阳能光伏电池的能量转化形式为光能转化为电能，锂离子电池由化学能转化为电能，能量转化形式不同，故B正确；
C．合成氨是放热反应，所以低温有利，但反应速率跟温度有关，温度越高速率越大，所以温度是取在既保证一定速率，又保证反应尽量向正反应移动，同时还要确保催化剂活性，因为催化剂活性跟温度关系极大，一般合成氨反应500℃是保证催化活性最大，不是为了使化学平衡向正反应方向移动，故C错误；
D．原子发射光谱是处于激发态的元素原子回到基态时发射的特征谱线，五彩缤纷的烟花是原子的发射光谱，故D正确；
故选：C。
21．C
【详解】A．分子中碳原子半径大于氧原子半径，所以空间填充模型为 ，A错误；
B．价层电子排布式为，但位于元素周期表d区，B错误；
C．为离子化合物，其电子式为，C正确；
D．在水溶液中的电离方程式为，D错误；
故选C。
22．A
【详解】根据分析可知，A原子的核外电子排布式写成，违背了能量最低原理，正确的排布式是；
答案选A。
23．B
【详解】A．能级数等于电子层数，电子层除有s、p、d、f四个能级外，可能还有其他能级存在，A说法错误；
B．用n表示电子层序数，则每一电子层最多可容纳的电子数为2n2，B说法正确；
C．电子云的轮廓图是原子轨道的图形描述，即电子在核外空间出现概率为90%的空间轮廓，C说法错误；
D．电子的运动状态可从电子层、能级、原子轨道在空间的伸展取向、电子的自旋状态4个方面进行描述，D说法错误；
答案为B。
24．D
【详解】A．同一原子中，1s、2s、3s轨道的能量逐渐增大，故A正确；
B．霓虹灯能够发出五颜六色的光，其发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同，都是电子在不同的、能量量子化的状态之间跃迁所导致的，故B正确；
C．p轨道在三维空间分布的图形均为纺锤形，故C正确；
D．电子云示意图中的小点表示的是电子在核外空间某处出现的概率，小点的疏密程度代表电子出现概率的大小，故D错误；
故选：D。
25．C
【详解】A．该元素原子序数为24，当3d轨道半充满稳定，所以电子排布式应该为[Ar]3d54s1，A错误；
B．1s22s12px22py22pz1违反了能量最低原理，B错误；
C．2s电子应该应该自旋相反，不符合泡利原理，是不存在的排布，C正确；
D．基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2，D错误；
故选C。
26．(1)不正确，违背洪特规则
(2)不正确，违背洪特规则
(3)不正确，违背泡利不相容原理
(4)不正确，违背洪特规则
(5)不正确，违背能量最低原理
【详解】（1）p能级有px、py、pz三条能量相同的轨道，根据洪特规则C原子2p能级上的2个电子应以自旋相同的方式占据两条p轨道。因此错误，违背洪特规则。
（2）O原子2p能级上的4个电子应先以自旋相同的方式占据3个p轨道，最后一个电子再以自旋相反的方式填充到其中一个轨道。因此错误，违背洪特规则。
（3）每条轨道上的电子以自旋相反的方式排列。因此错误，违背泡利不相容原理。
（4）P原子3p的三条轨道上的电子应以自旋相同的方式排列。因此错误，违背洪特规则。
（5）K原子最后一个电子应填充在4d能级，它的能量比3d能级更低。因此错误，违背能量最低原理。
27． 4 1s22s22p63s23p63d5(或 【Ar】3d5) Cr、Mn Cu、Zn 1s22s22p63s23p63d34s2 3d34s2
【详解】(1)基态铁原子有26个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，3d轨道有4个为成对电子；Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故答案为：4；1s22s22p63s23p63d5(或【Ar】3d5)；
(2)3d轨道半充满的元素有价电子排布式为3d54s1和3d54s2的元素，或3d104s1和3d104s2,是Cr和Mn或Cu和Zn；故答案为：Cr；Mn；Cu、Zn；
(3)某元素最高化合价为＋5，则价电子数为5，原子最外层电子数为2，则最外层电子数为2，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2；价电子构型为3d34s2；故答案为：1s22s22p63s23p63d34s2；3d34s2。
28．(1) 4s 4f5
(2) D C
(3) 哑铃(纺锤)
【详解】（1）Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2＋、Fe3＋的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3＋时首先失去6s轨道上的电子，然后失去1个4f轨道上的电子，故Sm3＋的价层电子排布式为4f5；
（2）根据能级能量E(1s)（3）基态Fe原子核外有26个电子，按照构造原理，其核外电子排布式为[Ar]3d64s2，按照洪特规则，价层电子3d上6个电子优先占据5个不同轨道，故价层电子的电子排布图为 。基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，电子占据最高能级为3p，p能级的电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形