1.1原子结构模型同步练习（含解析）2023——2024学年鲁科版（2019）高中化学选择性必修2

1.1原子结构模型同步练习
姓名（）班级（）学号（）
一、选择题
1．下列说法中，正确的是
A．p能级的能量一定比s能级的能量高
B．表示3p能级有两个轨道
C．表示的是激发态原子的电子排布
D．2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
2．下列化学用语表示正确的是
A．乙烯的空间填充模型： B．HCl的键电子云图：
C．的电子式： D．的结构式：N=N
3．设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．标准状况下，含分子数为
B．的硫酸溶液含氢离子数为
C．晶体含阴离子数为
D．含未成对电子数为
4．下列说法正确的是
A．Mg原子最外层电子云轮廓图为
B．基态Cl原子核外电子占据的最高能级为3p
C．基态F原子核外电子的空间运动状态有9种
D．基态Cu原子的价层电子排布图为
5．NA设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．40g处于基态的氩气中含有的p轨道电子总数为12NA
B．0.1mol/L的CH3COOH溶液中H+数目一定小于0.1NA
C．电解精炼含锌等杂质的粗铜，阴极增加64g，转移电子总数小于2NA
D．100mL0.1mol/L的K2Cr2O7溶液中，数目为0.01NA
6．马日夫盐是一种白色晶体，易溶于水，常用于机械设备的磷化处理。下列说法正确的是
A．基态氧原子的轨道表示式为
B．核电荷数：
C．基态原子未成对电子数：
D．基态氧原子的电子能量较高，其一定在比基态氧原子电子离核更远的地方运动
7．锑(Sb)与N、P同主族。下列有关Sb的说法中错误的是
A．基态Sb原子的价层电子轨道表示式为
B．常见的Sb的氧化物有、
C．Sb的最高正化合价为+5价
D．锑的单质有黑锑和黄锑，黑锑和黄锑都属于锑的同素异形体
8．碳量子点(CDs)是一种尺寸小于10纳米，含有N、O等杂原子的新型碳基纳米材料，在紫外光照射下，产生荧光。居家利用香蕉皮等果蔬厨余物制备碳量子点的流程如图：
下列叙述不正确的是
A．碳量子点是碳的一种新型单质
B．产生荧光与电子跃迁有关
C．果蔬厨余物含C、H、O等元素
D．所得滤液可产生丁达尔效应
9．下列表示正确的是
A．1，3－丁二烯的键线式： B．HCl形成过程：
C．H2S电离：H2S2H++S2- D．1s能级的电子云图：
10．甲醇能与乙酸发生酯化反应：CH3COOH+CH3OHCH3COOCH3+H2O。下列说法错误的是
A．该反应过程中，甲醇分子中O－H键断裂
B．如图所示可表示甲醇分子中C－H键成键过程
C．其他条件一定时，适当增大投料比【n(乙酸)：n(甲醇)】可提高甲醇转化率
D．加入浓硫酸和加热能加快酯化反应速率
11．下列图示或化学用语表示错误的是
A B C D

乙炔的空间填充模型 键电子云轮廓图 的结构示意图 轨道的电子云轮廓图
A．A B．B C．C D．D
12．图1和图2分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列有关说法正确的是

A．图1中的每个小黑点都表示1个电子
B．图1中的小黑点表示电子在核外所处的位置
C．图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴
D．图2表示1s电子只能在球体内出现
13．下列Be原子轨道表示式的状态中，能量最高的是
A． B．
C． D．
14．如图是s能级和p能级的原子轨道图，下列说法正确的是
A．s能级的原子轨道半径与能层序数无关
B．s能级和p能级的原子轨道形状相同
C．钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动
D．每个p能级都有3个原子轨道
15．s能级、p能级的原子轨道图如图，下列说法正确的是
A．s能级和p能级的原子轨道形状相同 B．s能级的原子轨道半径与能层序数无关
C．铜原子的电子在29个原子轨道上高速运动 D．每个p能级有3个原子轨道
二、填空题
16．NaNO2广泛应用于工业和建筑业，也允许在安全范围内作为肉制品的防腐剂。
(1)氮原子核外共有 种能量不同的电子，能量最高的电子有 种伸展方向。
(2)亚硝酰氯(NOCl)是一种红褐色液体，每个原子最外层都达到8e-结构，则其电子式为 。
(3)NaNO2具有毒性，含NaNO2的废水直接排放会引起严重的水体污染，通常采用还原法将其转化为对环境无污染的气体排放，如工业上采用KI或NH4Cl处理，请写出NH4Cl与NaNO2反应的离子方程式： 。已知：酸性 H2SO3>HNO2>CH3COOH，HNO2有强氧化性。
(4)往冷NaNO2溶液中加入下列某种物质可得HNO2稀溶液。该物质是 (填序号)。
a.稀硫酸　　 b.二氧化碳 　　 c.二氧化硫 　　 d.醋酸
17．铅的合金可作轴承、电缆外皮之用，还可做体育器材铅球等。
(1)铅元素位于元素周期表第六周期IVA族，该族中原子序数最小的元素的原子有 种 能量不同的电子，其次外层的电子云有 种不同的伸展方向。
(2)与铅同主族的短周期元素中，其最高价氧化物对应水化物酸性最强的是 (填化学式)，气态氢化物沸点最低的是 (填电子式)。
(3)配平下列化学方程式，把系数以及相关物质填写在空格上，并标出电子转移的方向和数目 。
_______PbO2+_______MnSO4+______HNO3→_______HMnO4+______Pb(NO3)2+_______PbSO4↓+_______
(4)把上述反应后的溶液稀释到1L，测出其中的Pb2+的浓度为0.6mol·L-1，则反应中转移的电子数为 个，该反应中被氧化的元素是 。 若将该反应设计成一原电池，则 极 (填电极名称)附近溶液出现紫红色。
(5)根据上述反应，判断二氧化铅与浓盐酸反应的化学方程式正确的是_______。
A．PbO2+4HCl →PbCl4+2H2O B．PbO2+4HCl →PbCl2+ Cl2↑+2H2O
C．PbO2+2HCl+2H+→PbCl2+2H2O D．PbO2+4HCl→PbCl2+2OH-
(6)已知如下热化学方程式：
Ca(s)+Cl2(g)→CaCl2(s)+ 795kJ
Sr(s)+Cl2(g)→SrCl2(s) + 828kJ
Ba(s)+ Cl2(g) → BaCl2(s) + 860kJ
则①CaCl2、②SrCl2、③BaCl2三种氯化物的稳定性由大到小的排列为 (填序号)。从能量的角度解释理由是 。
三、解答题
18．尿素 是常用的化肥与工业原料，其生产与应用有着重要的意义。
(1)尿素生产一般控制在 下进行，主要涉及下列反应：
反应1
反应2
反应 的 。
(2)具有强还原性，生产尿素过程中，常通入适量氧气防止镍制容器表面的金属钝化膜被破坏。
①与反应产生的化学方程式为 。
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下，腐蚀反应容器的速率会更快，其原因是 。
(3)尿素在结晶过程中主要副反应是尿素发生脱氨反应。其反应历程如下：
反应3 CO(NH2)2(l)=HNCO(g)+NH3(g) (快反应)
反应4 HNCO(g)+CO(NH2)2(l)=(H2NCO)2NH(l)(缩二脲) (慢反应)
①在缩二脲的结构式()中圈出电子云密度最小的氢原子 。
②在尿素结晶过程中，反应3可视为处于平衡状态。实验表明，在合成尿素的体系中，的浓度越高，缩二脲生成速率越慢，其原因是 。
(4)含结晶水的晶体表面存在结构“”，用加热后的 晶体作催化剂，以为原料，电解溶液可获得尿素。
①生成尿素的电极方程式为 。
②加热后的晶体表面会产生位点，位点与位点共同形成 位点，其催化机理(部分)如图所示。实验表明，在下加热 晶体得到的催化剂催化效果最好，温度过高或过低催化效果会降低的原因是 。
③电解质溶液中若存在极大地降低催化剂的活性，原因是 。
19．氮及其化合物在工农业生产中有着重要应用，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一
Ⅰ.一定条件下，用催化还原可消除NO污染。
已知：
①
②
(1)和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量，则 ；一定温度下，往一体积不变的密闭容器中加入适量的和NO，下列条件能判断该反应到达平衡状态的有 (填序号)。
A．混合气体的平均相对分子质量不变
B．
C．单位时间里有4n mol C—H断开同时有4n mol O—H断开
D．混合气体的压强不变
E．混合气体的密度不变
(2)将2mol NO(g)、1mol (g)和2mol He(g)通入反应器，在温度T、压强p条件下进行反应②和。平衡时，若、与三者的物质的量相等，则NO转化率为 ，反应②平衡常数 (用含p的代数式表示)。
Ⅱ.利用如图所示原理去除NO：

(3)基态N原子中，电子占据的最高能级为 能级，该能级轨道的形状为 ；电解池中阴极反应式为 。
(4)A口每产生224mL (体积已换算成标准状况，不考虑的溶解)，可处理NO的物质的量为 mol。
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参考答案：
1．C
【详解】A．同一能层中能级的能量依次升高，不同能层的同一能级的能量从内到外依次升高，当s和p能级不在同一能层时，p能级能量不一定比s能级的能量高，故A错误；
B．表示3p能级上有2个电子，故B错误；
C．中1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子，故C正确；
D．2p、3p、4p能级的轨道数相等，都是3个，故D错误；
故选C。
2．B
【详解】A．为乙烯的球棍模型，乙烯的空间填充模型为，故A错误；
B．HCl中是H的s能级电子，其电子云轮廓图呈球形和Cl原子的p能级电子，其电子云轮廓图呈哑铃形形成的s-pσ键，故该键的电子云图为：，故B正确；
C．是钠离子和过氧根离子形成离子键，电子式：，故C错误；
D．N2分子中含有1个氮氮三键，其结构式为N≡N，故D错误；
故选：B。
3．C
【详解】A．标准状况下SO3为固体，不能用气体摩尔体积计算其物质的量，故A错误；
B．的硫酸溶液中含0.1molH+，故B错误；
C．的物质的量为，1molNaHSO4晶体中含2mol离子，所以晶体中含阴离子的数为0.1NA，故C正确；
D．基态Cr原子的价层电子排布式为，即1个Cr原子含6个未成对电子，故含1.2NA个未成对电子，故D错误；
故答案为：C。
4．B
【详解】A．镁原子最外层电子排布为3s2，电子云轮廓图为球形，故A错误；
B．基态氯原子核外电子排布为1s22s22p63s23p5，占据的最高能级为3p，故B正确；
C．基态氟原子核外电子排布式为1s22s22p5，电子的空间运动状态有五种，故C错误；
D．基态铜原子的价电子排布式为3d104s1，价电子排布图：，故D错误；
故答案为：B。
5．A
【详解】A．Ar的电子式为1s22s22p63s23p6，Ar的p轨道上有12个电子，40g处于基态的氩气中含有的p轨道电子总数为，A正确；
B．不知道溶液的体积，无法计算H+数目，B错误；
C．电解精炼含锌的粗铜，阴极析出纯铜，故阴极质量增加64g，析出1molCu，转移电子总数是2NA，C错误；
D．K2Cr2O7溶液中存在平衡，所以数目小于0.01NA，D错误；
答案选A。
6．B
【详解】A．每个原子轨道内只能容纳2个自旋方向相反的电子，A在同一个原子轨道中2个箭头方向相同，代表2个电子的自旋方向相同，违背泡利原理，A错误；
B．核电荷数为25，核电荷数为15，核电荷数为8，核电荷数为1，核电荷数：，B正确；
C．基态原子未成对电子数为5，基态原子未成对电子数为3，基态原子未成对电子数为2，基态原子未成对电子数为1，基态原子未成对电子数：，C错误；
D．一般来说，能量较高的电子在离核较远的空间运动概率较大，电子也有到离核近的空间运动的概率，只是概率较小，D错误；
答案选B。
7．A
【详解】A．基态Sb原子的价层电子排布式为5s25p3，轨道表示式应标上能层能级，5p能级的轨道均填充电子，且电子自旋状态相同，故A错误；
B．Sb元素位于第VA族，常见正化合价为+3和+5价，则常见的氧化物有、，故B正确；
C．Sb与N、P同主族，位于第VA族，最高正化合价为+5价，故C正确，
D．同种元素形成的结构不同的单质属于同素异形体，故黑锑和黄锑都属于锑的同素异形体，故D正确；
故答案为A。
8．A
【详解】A．碳量子点(CDs)除了含碳元素外，含有N、O等杂原子，所以碳量子点不是单质，是混合物，故A错误；
B．荧光和电子跃迁有关，故B正确；
C．水果、蔬菜都是有机物，含C、H、O等元素，故C正确；
D．碳量子点(CDs)是一种尺寸小于10纳米，含有N、O等杂原子的新型碳基纳米材料，故所得滤液属于胶体，可产生丁达尔效应，故D正确；
故选A。
9．A
【详解】A．1，3-丁二烯的键线式为，故A项正确；
B．HCl形成过程为，故B项错误；
C．是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程为：，故C项错误；
D．s能级电子云是球形，故D项错误;
故选A。
10．B
【详解】A．酯化反应的原理是：羧酸脱羟基醇脱氢，A项正确；
B．题干中图为sp2杂化轨道和s轨道成键，即sp2-s键，甲醇分子中C为sp3杂化，C一H键应为sp3-s键，B项错误；
C．增大相当于不增加甲醇的同时增加乙酸浓度，平衡正向移动，甲醇转化率增大，C项正确；
D．浓硫酸是该反应的催化剂，能加快反应速率，加热升温也能加快反应速率，D项正确；
故选B。
11．C
【详解】A．乙炔为直线型结构，结构简式为HC≡CH，空间填充模型为，故A正确；
B．p-pπ键电子云轮廓图为未参与杂化的p电子通过肩并肩的方式形成的π键时，原子轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的平面上、下两侧，形状相同，符号相反，呈镜面反对称，故B正确；
C．Ca为20号元素，核电荷数为20，的结构示意图 ，故C错误；
D．p轨道的电子云轮廓图为哑铃形，px轨道的电子云轮廓图是沿x轴方向伸展的哑铃形，故D正确；
故选：C。
12．C
【详解】A．电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，小黑点表示空间各电子出现的几率，故A错误；
B．小黑点表示空间各电子出现的几率，故B错误；
C．圆形轨道沿剖面直径连线，所以有无数对称轴，故C正确；
D．图2表示电子云轮廓图，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%，电子也可能在球外出现，故D错误；
故选C。
13．C
【详解】2p轨道上电子的能量大于2s轨道大于1s轨道，则能量高的轨道上的电子数量越多，该原子的能量越高，因此C选项状态下，Be原子的能量最高，故答案选C。
14．D
【详解】A．能层序数越小，s能级的的原子轨道半径越小，则s能级的原子轨道半径与能层序数有关，故A错误；
B．s能级轨道为球形，p能级的原子轨道为哑铃型，轨道形状不相同，故B错误；
C．钠原子的电子有1s、2s、2p、3s，4个能级，6个原子轨道，则11个电子在6个轨道上高速运动，故C错误；
D．每个p能级都有3个原子轨道，故D正确；
故选D。
15．D
【详解】A．s轨道为球形，p轨道为哑铃形，形状不同，A错误；
B．能层序数越大，s能级的原子半径越大，B错误；
C．铜的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，在15个轨道上运动，C错误；
D．p能级有3个轨道，D正确；
故答案选D。
16．(1) 3 3
(2)
(3)
(4)a
【详解】（1）N元素的原子序数为7，其核外电子排布为1s22s22p3，则其核外共有1+1+1=3种能量不同的电子，能量最高的电子占据p能级，其伸展方向分别为px、py和pz共3种，故答案为：3；
（2）N原子有3个未成对电子，O原子有2个未成对电子，Cl原子有1个未成对电子，原子之间形成共价键后每个原子均是8电子稳定结构，则N原子在中间，O、N之间形成2个共用电子对，N、Cl之间形成1个共用电子对，则其电子式为，故答案为：；
（3）采用还原法将含NaNO2的废水转化为对环境无污染的气体排放，则亚硝酸根的还原产物为氮气，从而可得NH4Cl与NaNO2反应的离子方程式为，故答案为：；
（4）往冷NaNO2溶液中加入某种物质可得HNO2稀溶液，则说明加入物质应能提供H+，且酸性比HNO2强，同时还需考虑到加入试剂不能将NaNO2还原，虽然亚硫酸的酸性也比亚硝酸强，但二氧化硫可与亚硝酸发生氧化还原反应，所以不能选择通入SO2，碳酸、醋酸的酸性均弱于亚硝酸，因此只有稀硫酸可实现此转化，故答案为：a。
17．(1) 三 1
(2) H2CO3
(3)
(4) 2NA +2价的锰 负
(5)B
(6) ③②① 三个热化学方程式可以看出生成等物质的量的BaCl2、SrCl2、CaCl2，则等物质的量的BaCl2、SrCl2、CaCl2分解时吸收的热量也依次减少，即三者的稳定性依次减弱
【解析】(1)
IVA中原子序数最小的元素为C，C原子核外有6个电子，其核外电子排布式为1s22s22p2，则碳原子有1s、2s和3p三种能量不同的电子；C的次外层为有两个1s电子，s电子的电子云为球形，存在1种伸展方向；
(2)
IVA中非金属性最强的为C，则其最高价氧化物对应的水化物的酸性最强，该物质为碳酸，其化学式为:H2CO3；IVA族元素中，CH4的相对分子质量最小，则其沸点最低，甲烷电子式为：；
(3)
PbO2中Pb的化合价从+4变为+2价，化合价降低2价；MnSO4中锰元素化合价从+2变为+7，化合价升高5价，则化合价变化的最小公倍数为10，所以二氧化铅的系数为5，硫酸锰的系数为2，然后利用质量守恒定律可知生成物中未知物为H2O，配平后的反应为： 5PbO2+2MnSO4+6HNO3=2HMnO4+3Pb(NO3)2+2PbSO4↓+2H2O，；
(4)
把反应后的溶液稀释到1L，测出其中的Pb2+的浓度为0.6mol·L-1，则反应生成铅离子的物质的量为：0.6mol·L-1×1L=0.6mol，硫酸铅中铅离子的物质的量为0.4mol，则反应中转移电子的物质的量为：(0.6+0.4)mol×(4-2)=2mol，反应转移电子的数目为2NA，化合价升高的元素在反应中被氧化，所以+2价的Mn元素被氧化，在原电池的负极上发生失电子的氧化反应，根据上述氧化还原反应，负极上应该是硫酸锰中的锰离子失电子转化为化紫红色高锰酸根离子的过程，则负极附近溶液出现紫红色；
(5)
根据第3问可知二氧化铅的氧化性大于高锰酸，高锰酸能够氧化氯离子，所以二氧化铅能够氧化氯离子，反应方程式为PbO2+4HCl →PbCl2+ Cl2↑+2H2O，综上所述故选B；
(6)
由Ca(s)+Cl2(g)→CaCl2(s)+ 795kJ、Sr(s)+Cl2(g)→SrCl2(s) + 828kJ、Ba(s)+ Cl2(g) → BaCl2(s) + 860kJ三个热化学方程式可以看出生成等物质的量的BaCl2、SrCl2、CaCl2，则等物质的量的BaCl2、SrCl2、CaCl2分解时吸收的热量也依次减少，即三者的稳定性依次减弱。
18．(1)
(2) 与O2反应生成SO2，SO2 、O2、H2O反应生成硫酸，酸性增强，腐蚀能力增强
(3) 的浓度越高，反应3平衡逆向进行，HNCO浓度降低，反应4反应速率降低，缩二脲生成速率变慢
(4) 温度过高时，会形成两个LA位点，吸附CO2过多；温度过低，Ni—O键不断裂，不能形成LA位点，无法吸附CO2，催化效果会降低 可以占据LA位点，使之无法吸附CO2
【详解】（1）反应 =反应1+反应2，故；
（2）①与反应产生，由氧化还原分析，NiO生成Ni，故化学方程式为；
②生产时通入的气体中常混有少量。有氧气存在的条件下，发生反应，，硫酸腐蚀性更强；
（3）①中间N原子连接两个羰基，羰基中O原子电负性强，吸电子能力强，羰基为吸电子基团，故N—H键的电子更偏向N原子，H原子电子云密度降低，故答案为；
②的浓度越高，反应3平衡越向逆向进行，HNCO浓度越低，反应4反应速率越低，缩二脲生成速率越慢；
（4）①由N2生成尿素可知失去6e-，故电极方程式为；
②如图可知，温度过高时，会形成两个LA位点，吸附CO2过多，无法形成尿素；温度过低，Ni—O键不断裂，不能形成LA位点，无法吸附CO2，故催化效果会降低；
③可以占据LA位点，使之无法吸附CO2，极大地降低催化剂的活性。
19．(1) -1155.5 BC
(2) 60%
(3) 2p 哑铃形
(4)0.02
【详解】（1）和完全反应，每生成2.24L(标准状况)NO时，吸收8.9kJ的热量，则生成2mol NO吸收热量，即热化学方程式为③ ，根据盖斯定律，反应①＋②-③整理可得 ；
A．反应前后气体质量守恒，物质的量不变，故而平均相对分子质量一直不变，不能作为平衡的标志，A错误。
B．达到平衡时不同物质按计量数成比例，B正确。
C．同理，C正确。
D．整个反应过程气体压强不变，不能作为平衡的标志，D错误。
E．反应前后气体质量守恒，体积不变，故而密度不变，不能作为平衡的标志，E错误。
故选BC。
（2）由题目信息可，设平衡时，，根据N守恒可得，根据O守恒可得；解得，。NO转化率为；平衡时混合气体总物质的量为，反应②平衡常数。
（3）基态N原子核外电子排布为，基态N原子中，电子占据的最高能级为2p能级，该能级轨道的形状为哑铃形。由图可知，电解池中阴极的亚硫酸氢根离子得到电子发生还原反应生成，反应式为；阳极反应为。
（4）A口每产生224mL (体积已换算成标准状况，不考虑的溶解)为0.01mol，NO得到电子生成0价的氮气，根据电子守恒可知，，则可处理NO的物质的量为0.02mol。
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