第一节 原子结构 同步练习题
一、选择题
1.设NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.32g 甲醇中含有的孤电子对数为 NA
B.2.24L 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,转移 0.8NA电子
C.100g 30%的福尔马林溶液中含有氧原子数目为 NA
D.0.1mol 乙酸乙酯在酸性条件下充分水解生成的乙醇分子数小于 0.1NA
2.下列化学用语表达正确的是
A.的电子式:
B.镁原子最外层电子的电子云图:
C.基态的核外电子排布式为
D.基态硫原子的价层电子轨道表示式:
3.下列化学用语表示正确的是
A.乙烯的结构简式: B.甲烷的球棍模型:
C.中子数为8的碳原子 D.的结构示意图:
4.下列说法正确的是
A.元素J的基态原子核外有2个未成对电子,则该基态原子的价电子排布式可能为
B.元素K的基态原子4s轨道上有2个电子,则该基态原子的价电子排布式可能为
C.元素L、M的基态原子的最外层电子排布式分别为、,则L、M一定为同一族的元素
D.在通常情况下,原子核外电子的排布总是使原子处于能量最低状态
5.在化工、医药等领域有着广泛的应用,下列相关说法正确的是
A.的原子序数为25,则基态的核外电子排布式为
B.基态原子中,核外电子占据最高能层的符号是
C.氧元素原子的价层电子轨道表示式为
D.钾的焰色为紫色是钾原子核外电子吸收能量发生跃迁的结果
6.下列说法不正确的是
A.原子轨道可用于描述电子的空间运动状态
B.电子云是电子在原子核外空间概率密度的形象化描述
C.基态N原子的不成对电子会分占据三个相互垂直的2p轨道
D.氧原子从转变为会放出能量
7.下列说法正确的是
A.基态原子的2s电子的能量较高,其一定在比1s电子离核更远的区域运动
B.已知某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,该元素位于周期表中的d区
C.处于最低能量的原子叫做基态原子,→过程中形成的是吸收光谱
D.最外层电子数为ns2的元素都在元素周期表第2列或第12列
8.人类的生产、生活离不开氧气,下列有关氧及其化合物的说法正确的是
A.基态氧原子的电子排布式: B.的结构式:
C.的空间填充模型: D.的电子式:
9.下列表达式正确的是
A.基态铬原子Cr的价电子排布式:
B.氮原子的L层电子轨道表示式:
C.的结构示意图:
D.HClO的电子式:
10.下列有关核外电子排布的表示不正确的是
A.29Cu的电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s1
B.K的简化电子排布式:[Ar]4s1
C.N原子的电子排布图为
D.S原子的电子排布图为
二、填空题
11.(1)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。R基态原子的电子排布式是___。
(2)基态Ni原子的电子排布式为____,该元素位于元素周期表中的第____族。
(3) Cr3+基态核外电子排布式为___。
(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。在基态14C原子中,核外存在____对自旋相反的电子。
12.(1)基态R原子的3p轨道上有一个未成对电子,则R原子可能是___、__(填元素符号,下同);基态X原子的第2电子层上只有一个空轨道,则X是___;Y原子的核电荷数为33,其价电子排布式为___,其在元素周期表中的位置是__,属于__区元素。
(2)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__,价电子排布式为__,属于__区元素。
13.(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用______形象化描述。在基态14C原子中,核外存在______对自旋相反的电子。
(2)基态Fe原子有____个未成对电子,Fe3+的电子排布式为__________。
(3)Cu+基态核外电子排布式为__________________。
(4)基态硅原子中,电子占据的最高能层符号为_______,该能层具有的原子轨道数为______,电子数为_____。
14.A、B、C、D、E六种元素:
(1)A元素基态原子最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子。该元素在周期表中的位置是_______。基态原子电子排布式式_______。
(2)B元素是周期表前四周期中未成对电子数最多的元素,B元素名称为_______,B的价电子排布式_______。
(3)C元素的+3价离子的3d能级半充满,C元素位于周期表中_______区,具体位置是_______,C元素的+3价离子的符号_______,该离子结构示意图_______,C元素的核外电子排布式_______。
(4)D元素基态原子M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,该元素简化电子排布式_______,位于周期表_______区,价电子排布图_______。
(5)E元素的最外层电子排布式为nsnnpn+1,则n等于_______,原子中能量最高的是_______电子。
【参考答案】
一、选择题
1.D
解析:A.32g甲醇物质的为1mol。甲醇中只有O含有2对孤对电子,则32g甲醇中孤电子对数为2NA,A项错误;
B.未知条件,无法获得CH4物质的量,B项错误;
C.福尔马林中甲醛的质量为30g,其物质的量为1mol。但该溶液中H2O含有氧原子,C项错误;
D.乙酸乙酯在酸性条件下水解不彻底,故产生乙醇小于0.1mol,D项正确;
故选D。
2.D
解析:A.的电子式:,A错误;
B.镁原子的电子排布式为1s22s22p63s2,最外层为s能级,s能级的电子云图为球形,B错误;
C.基态Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,C错误;
D.基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,其轨道表示式为,D正确;
故选:D。
3.C
解析:A.烯的结构简式为,A项错误;
B.甲烷的球棍模型为 ,B项错误;
C.碳的质子数为6,当中子数为8的时候,质量数为14,C项正确;
D.Mg2+的结构示意图为,D项错误;
故选项C正确。
4.D
解析:A.若基态原子的价电子排布式为3d64s2,则其3d能级有 4个未成对电子,故A错误;
B.能级全空、半满、全满能量更低,所以基态原子的价电子排布式不应为3d94s2,此时应为3d104s1 ,故B错误;
C.L的最外层电子排布式为3s2,则为镁元素, M的最外层电子排布式为4s2,其可能为钙元素,但也可能为过渡元素,如Fe(3d64s2),不一定为同族元素,故 C错误;
D.原子核外电子总是先占据能量较低的轨道,然后依次进入能量较高的轨道;使整个原子处于能量最低状态,故D正确;
故答案选D。
5.A
解析:A.基态Mn的核外电子排布式为,则基态的核外电子排布式为,故正确;
B.基态原子有4个电子层,能层的符号为,最高能层的符号是,故B错误;
C.氧原子价层电子轨道表示式为,故C错误;
D.原子核外电子吸收能量发生跃迁后再跃迁回原来轨道释放出一定波长的光,为焰色反应,故D错误;
故选:A。
6.D
解析:A.原子轨道是以数学函数描述原子中电子的似波行为,此波函数可用来计算在原子核外的特定空间中,找到原子中电子的几率,并指出电子在三维空间中的可能位置,也就是可用于描述电子的空间运动状态,A正确;
B.电子云的疏密表示电子出现的机会多少,电子云中的小黑点不表示电子,所以电子云是电子在原子核外空间概率密度的形象化描述,B正确;
C.依据洪特规则,基态N原子的不成对电子会分别占据三个2p轨道,且三个2p轨道相互垂直,C正确;
D.2p轨道的能量高于2s,则氧原子从转变为,电子由基态转变为激发态,需要吸收能量,D不正确;
故选D。
7.B
解析:A.能级和能层只是表示电子在该处出现的概率大小,并不代表电子运动的位置,故基态原子的2s电子的能量较高,不一定在比1s电子离核更远的区域运动,A错误;
B.某元素+3价离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,离子的核外电子数是23,所以原子序数是26,即是铁元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于d区,B 正确;
C.1s22s22px1→1s22s22py1,2P轨道上的能量一样,两者之间没有能量变化,也就没有光谱,C错误;
D.最外层电子数为ns2的元素在元素周期表第2列或第12列,还有第18列的He,还有一些过渡元素最外层电子数也为ns2,D错误;
故选B。
8.C
解析:A.基态氧原子的电子排布式:,A错误;
B.HClO的结构式为H-O-Cl,B错误;
C.H2O的空间构型为V形,O原子半径大于H原子半径,空间填充模型正确,C正确;
D.过氧化钠为离子化合物,电子式为:,D错误;
故选C。
9.B
解析:A.基态铬原子Cr的核电荷数为24,根据能量最低原理,电子排布达到半充满或全充满的结构相对稳定,则Cr的价电子排布式:3d54s1,故A错误;
B.由洪特规则和泡利原理可知,态氮原子L层电子的轨道表示式为,故B正确;
C.的核电荷数为17,核外电子总数为18,其离子结构示意图为,故C错误;
D.次氯酸分子内O原子分别与H原子、Cl原子各形成1个电子对,其电子式为,故D错误;
故选B。
10.D
解析:A.Cu是29号元素,根据构造原理,可知基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,A正确;
B.K是19号元素,根据构造原理,可知基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1,则其简化电子排布式为[Ar]4s1,B正确:
C.N是7号元素,根据构造原理可知基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3,则其电子排布图为,C正确;
D.原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这种排布使原子能量最低,处于稳定状态。硫原子3p能级中有4个电子,其中的3个电子优先单独占据1个轨道,且自旋状态相同,然后第4个电子占据3p能级的第一个轨道,且自旋状态相反,则S原子的电子排布图应该为,D错误;
故合理选项是D。
二、填空题
11. 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ 1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 电子云 2
解析:(1)X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素,Z和U位于第ⅦA族,则Z为F元素,U为Cl元素;Q基态原子的s轨道和P轨道的电子总数相等,原子序数大于F,核外电子排布为1s22s22p63s2,故Q为Mg元素;X和Z可形成化合物XZ4,X元素表现+4价,原子序数小于F元素,故X为C元素;X和R属同族元素,则R为Si元素;T的一种单质在空气中能够自燃,原子序数介于Si与Cl之间,故T为P元素;综上所述,R为Si,是14号元素,有3个能层,故其基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2;
(2)基态Ni原子核外有28个电子,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,Ni位于元素周期表第四周期Ⅷ族;
(3)Cr为24号元素,基态Cr原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1,形成离子时,先失去最外层上的电子,所以Cr3+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3;
(4)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述;根据碳的基态原子核外电子排布图可知,自旋相反的电子有2对。
12. Al Cl C 4s24p3 第4周期ⅤA族 p 1s22s22p63s23p63d34s2 3d34s2 d
解析:(1)基态R原子的轨道上有一个未成对电子,则其价电子排布式为或,则R为或;基态X原子的第2电子层上只有一个空轨道,则其价电子排布式为,X为C;Y原子的核电荷数为33,则Y是,,位于第4周期ⅤA族,则其价电子排布式为,该元素最后排入的电子是p电子,所以位于p区。
故答案为:Al;Cl;C;4s24p3;第4周期ⅤA族;p。
(2)最高化合价为+5,原子最外层电子数为2,则该元素为过渡元素,其价电子排布式为,半径是同族中最小的,故核外电子排布式为,价电子排布式为,属于d区元素。
故答案为:1s22s22p63s23p63d34s2;3d34s2;d。
13. 电子云 2 4 1s22s22p63s23p63d5 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 M 9 4
解析:(1) 处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述,离核近的区域电子云密度较大,离核远的区域电子云密度较小;基态14C原子的核外电子排布式1s22s22p2,2p轨道上存在两对自旋相反的电子,故答案为:电子云;2;
(2) 铁元素的原子序数为26,基态铁原子的电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子的轨道表示式为,则基态铁原子的未成对电子数为4;铁原子失去3个电子形成铁离子,则铁离子的电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5,故答案为:4;1s22s22p63s23p63d5;
(3) 铜元素的原子序数为29,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,铜原子失去1个电子形成亚铜离子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10,故答案为:1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;
(4)硅元素的原子序数为14,基态硅原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层为第三层,符号为M,该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9,电子数为4,故答案为:M;9;4。
14.(1) 第二周期第ⅣA族 1s22s22p3
(2) 铬 3d54s1
(3) d 第四周期第Ⅷ族 Fe3+ [Ar]3d64s2
(4) [Ar]3d604s1 ds
(5) 2 2p
解析:(1)A元素基态原子的核外电子排布应为ns2np3,次外层有2个电子,其电子排布式为:1s22s22p3,应为N元素,位于周期表中第二周期第ⅣA族,故答案为:第二周期第ⅣA族;1s22s22p3;
(2)E是前四周期中未成对电子数最多的元素,外围电子排布为3d54s1,核外24个电子,为铬元素,故答案为:铬;3d54s1;
(3)C元素的正三价离子的3d能级为半充满,C为Fe元素,核外电子排布式为[Ar]3d64s2,价层电子排布式为:3d64s2,位于第四周期第Ⅷ族,d区,C元素的+3价离子的符号为:Fe3+,Fe原子失去4s能级上2个电子、3d能级上1个电子生成Fe3+,铁离子结构示意图为,故答案为:d;第四周期第Ⅷ族;Fe3+;;[Ar]3d64s2;
(4)D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,应为Cu,原子序数为29,简化电子排布式为:[Ar]3d604s1,位于ds区,价电子排布式为:3d104s1,价电子排布图为:,故答案为:[Ar]3d604s1;ds;;
(5)s能级最多排2个电子,据此可知n=2,其最外层电子排布式为:2s22p3,2p能级电子的能量高于2s能级,故答案为:2:2p