原子结构 专项练 2025年高考化学一轮复习备考

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原子结构 专项练 2025年高考化学一轮复习备考
一、单选题（共15题）
1．下图是一种以丙酮和异丙醇为氧化/还原电对的热电化学电池的工作原理。下列说法正确的是
A．热电化学电池能将热能转化为化学能
B．负极的电极反应：
C．该电池无温差时仍可持续放电
D．利用该电池对石油输送管道进行保护时，管道应连接热端电极
2．下列说法不正确的是
A．各能层含有的原子轨道数为（n为能层序数）
B．从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包含了1s轨道
C．2p、3p、4p的轨道形状均为哑铃形
D．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
3．下列现象与原子核外电子的跃迁无关的是
A．激光笔产生红色光线
B．金属钠在空气中燃烧时火焰呈黄色
C．用光束照射胶体时产生光亮的通路
D．焰火在夜空中呈现五彩缤纷的图案
4．下列叙述正确的是
A．各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B．各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束
C．钾的M层有8个电子，所以钾的M层有4个轨道
D．各能层含有的原子轨道数为2n2
5．下列关于原子结构的说法正确的是
A．电子由3d能级跃迁至5s能级，可通过光谱仪摄取原子的发射光谱
B．同一原子中，2p、3p、4p电子的能量依次增强
C．电子仅从激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
D．日常生活中的焰火、LED灯、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
6．下列说法正确的是
A．基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)B．1s22s22p63s1表示的是激发态原子的电子排布
C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”
D．焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来
7．下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是
A．Cr B．
C．Cu D．
8．下列说法中正确的是
A．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束
B．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
C．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
D．处于最低能量的原子叫基态原子
9．符号“3px”没有给出的信息是
A．能层
B．能级
C．电子云在空间的伸展方向
D．电子的自旋方向
10．下列与氢原子有关的说法中，错误的是
A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在该区域出现的概率密度
B．霓虹灯能的发光机理与氢原子光谱形成机理基本相同
C．利用玻尔原子结构模型可以较好地解释氢原子光谱为线状光谱
D．氢原子核外只有一个电子，它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线
11．下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是
A．基态原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为球形
B．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：
12．下列说法中错误的是
A．电子排布式违反了能量最低原理
B．的电子排布式违反了洪特规则
C．多电子原子中不会存在能量相同的电子
D．电子排布式违反了泡利原理
13．以下是一些基态原子能级上的电子排布图及电子排布式：① ② ③碳原子：④钾原子：。对上述表示方法的评价中，正确的是
A．①违背泡利原理 B．②正确
C．③违背能量最低原理 D．④违背洪特规则
14．下列说法错误的是
A．原子核外电子填充能级的顺序为
B．基态铁原子的价层电子排布式为
C．少数基态原子的核外电子排布不遵循构造原理
D．构造原理中的电子排布能级顺序，实质是各能级能量由低到高的顺序
15．下列说法正确的是
①电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子
②1s22s12px22py22pz1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布
③不符合泡利原理
④基态铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2
⑤F的最高能级的电子云轮廓图：
⑥O2-的电子排布图：
⑦Br原子的价(层)电子排布式：4s24p5
A．②⑤ B．②⑥ C．③⑦ D．④⑦
二、非选择题（共2题）
16．单质硅是制造太阳能电池板的主要原料，制备电池板时还需添加硼、氮、钛，钴、钙等多种化学元素。请回答下列问题：
(1)基态硅原子的电子排布式为 ，下列钴原子的价层电子轨道表示式中，不符合洪特规则的是 (填选项字母)。
A．
B．
C．
D．
(2)碳、氮、氧三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 。(用元素符号表示)，原因为 。
(3)钛元素位于元素周期表 区；基态钛原子中，最外层电子的电子云轮廓图为 。
(4)在火焰上灼烧时火焰的颜色为砖红色，试从原子光谱角度解释部分金属元素在火焰上灼烧呈现不同颜色的原因： 。
17．回答下列问题。
(1)基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素有 种，基态原子中，核外电子占据最高能层的符号是 。
(2)下列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)基态价层电子的电子排布图(轨道表达式)为 ，基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(4)基态原子的简化核外电子排布式为 。元素与中，基态原子核外未成对电子数较多的是 。
参考答案：
1．D
A．由分析可知，热电化学电池是将热能转化为电能的装置，A错误；
B．由分析可知，热端电极是化学电池的负极，异丙醇在负极失去电子发生氧化反应生成丙酮和氢离子，电极反应式为-2e-=+2H+，故B错误；
C．电池工作原理是温差使丙酮蒸发和冷凝，引起了丙酮的浓度差，可持续放电，无温差不能放电，C错误；
D．对石油输送管道进行保护时，管道应该接在负极上，做阴极，热端为负极，D正确；
2．D
A．各能层最多含有的电子数为2n2，每个原子轨道含有2个电子，所以各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)，A正确；
B．s轨道都是球形，2s轨道半径大于1s轨道半径，其空间包含了1s轨道，B正确；
C．p能级轨道形状为哑铃型，形状与能层无关，C正确；
D．M能层中3d能级的能量高于N能层中4s能级能量，填充完N层的4s能级后才能填充M层的3d能级，D错误；
3．C
A．激光笔产生红色光线是可见光，与原子核外电子的跃迁有关，故A正确；
B．金属元素的焰色反应，与原子核外电子的跃迁有关，故B正确；
C．用光束照射胶体时产生光亮的通路是胶体的性质，是丁达尔效应，与原子核外电子的跃迁无关，故C错误；
D．燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花为金属元素的焰色反应，与原子核外电子的跃迁有关，故D正确；
4．A
A．各能层的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7，故A正确；
B．各能层的能级都是从s能级开始，但不一定到f能级结束，第一能层只有s能级，第二能层只有s、p两个能级，第三能层有s、p、d三个能级，都不存在f能级，故B错误；
C．M能层共有8个轨道，其中3s上有2个电子，3p上有6个电子，3d轨道是空轨道，没有电子，故C错误；
D．各能层含有的原子轨道数为n2，各能层最多容纳的电子数为2n2，D错误；
5．B
A．由于E3dB．同一原子中，不能能层但相同能级上的电子，从低能层到高能层电子能量依次增强，则2p、3p、4p电子的能量依次增强，B正确；
C．原子光谱有发射光谱和吸收光谱两种，电子由激发态跃迁到基态时产生发射光谱，由基态跃迁到激发态时产生吸收光谱，C错误；
D．日常生活中我们看到的许多可见光，如焰火、LED灯、激光，都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关，D错误；
6．D
A．2p能级三个轨道2px、2py、2pz的能量相等，基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)B．1s22s22p63s1表示的是基态Na原子的电子排布，故B错误；
C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含“未成对电子”如O原子的电子排布式为1s22s22p4，2p能级上有2个单电子，故C错误；
D．焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来，故D正确；
7．A
A．Cr的原子序数为24，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，A正确；
B．O的原子序数为8，得2个电子形成，核外有10个电子，的电子排布式为：1s22s22p6，B错误；
C．Cu的原子序数为29，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，C错误；
D．Fe的原子序数为26，失两个电子形成Fe2+, Fe2+核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d6，D错误；
8．D
A．从第三能层开始，不同能层的能级出现“能级交错”现象，各电子层的能级并不都是从s能级开始，到f能级结束，故A错误；
B．原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子在激发态跃迁到基态时会产生原子光谱属于发射光谱，故B错误；
C．电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少，而不表示具体的电子、电子的个数，故C错误；
D．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，故D正确；
9．D
3px中3代表第三能层，p表示p能级，x表示电子云在三维坐标沿x轴的伸展方向，唯独没有表示出电子的自旋方向；
10．D
A．氢原子电子云图中小黑点的疏密表示电子在核外空间出现概率的大小，小黑点越密，表示电子出现的机会越多，反之，出现的机会越少，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，B正确；
C．由玻尔理论知，原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然在做加速运动，但并不向外辐射能量；不同的轨道能量不同，电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，它辐射或吸收能量；电子处在能量最低的轨道上时，称为基态，能量高于基态的状态，称为激发态。波尔理论是针对原子的稳定存在和氢原子光谱的事实提出，只引入一个量子数就成功的解释氢原子光谱为线状光谱，C正确；
D．氢原子核外只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出多条不同波长的光，所以它产生的原子光谱中不只有一根或明或暗的线，D错误；
11．C
A．基态C原子中，核外电子占据最高能级为2p2，2p能级(2px、2py、2pz)的电子云轮廓图为哑铃形，故A错误；
B．中2s能级只有1个电子，不符合泡利原理，故B错误；
C．根据泡利不相容原理可知，一个轨道中最多容纳2个电子，且自旋相反，在2s轨道上有2个自旋状态相同的电子，违背了泡利原理，故C正确；
D．Cu是29号元素，根据能量最低原理可知基态Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1；故D错误。
12．C
A．根据能量最低原理，先排满能量低的能级再排能量高的能级，能量：4s＜3d，该原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s2 3d1，A正确；
B．基态6C原子的核外电子排布式违反了洪特规则，应为，B正确；
C．多电子原子中同一能级的电子能量是相等的，C错误；
D．根据泡利不相容原理知，3p轨道最多排6个电子，电子排布式违反了泡利原理，正确电子排布式为，D正确；
13．C
A．①违背洪特规则，A项错误；
B．②违背泡利原理，B项错误；
C．电子应先排轨道，轨道排满后，再排轨道，③违背能量最低原理，C项正确；
D．④违背了能量最低原理，D项错误；
14．A
A．根据构造原理可知，原子核外电子按3p、4s、3d能级的顺序填充，故A错误；
B．基态铁原子的电子排不上为[Ar]3d64s2，价层电子排布式为，故B正确；
C．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，但轨道充满或半充满时，能量较小，如Cu：3d104s1，Cr：3d54s1，不遵循构造原理，故C正确；
D．构造原理中的电子排布能级顺序是各能级能量由低到高的顺序，故D正确，
15．C
①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，故错误；
②1s22s12px22py22pz1是激发态原子的电子排布，不符合能量最低原理，故错误；
③2s电子应该自旋相反，违背泡利原理，故正确；
④根据构造原理，基态铜原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d104s1，故错误；
⑤F原子的核外电子排布式为1s22s22p5，最高能级为2p轨道，为纺锤形，故错误；
⑥中2p轨道上的电子的自旋方向相同，违背泡利原理，故错误；
⑦Br是35号元素，Br原子的价层电子排布式：4s24p5，故正确；
16．(1) 1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2 B
(2) N＞O＞C 同周期从左向右第一电离能是增大趋势，N的价电子排布式为2s22p3，p能级处于半充满稳定结构，所以第一电离能大于O的
(3) d 球形
(4)电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量
（1）基态硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2；
钴原子价层电子排布式为3d74s2，
A．该轨道式是基态钴原子的价层电子轨道式，故A不符合题意；
B．违反了填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，即违反了洪特规则，故B符合题意；
C．该轨道式为激发态钴原子，故C不符合题意；
D．违反了一个原子轨道，最多只能容纳2个电子，它们自旋方向相反，即违反了泡利原理，故D不符合题意；
答案为1s22s22p63s23p2或[Ne] 3s23p2；B；
（2）第一电离能大小顺序是N＞O＞C，原因是它们属于同周期，同周期从左向右第一电离能是增大趋势，N的价电子排布式为2s22p3，p能级上处于半满，较稳定，第一电离能大于O；故答案为N＞O＞C；同周期从左向右第一电离能是增大趋势，N的价电子排布式为2s22p3，p能级上处于半充满稳定结构，第一电离能大于O的；
（3）钛元素的价电子排布式为3d24s2，按照构造原理，最后一个电子填充在d能级上，位于元素周期表的d区；最外层电子在4s能级上，s能级电子云轮廓图为球形；故答案为d；球形；
（4）氯化钙在火焰上灼烧时，火焰的颜色为砖红色，原因是电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，以光的形式释放能量。
17．(1) 2 M
(2) d c
(3) 哑铃
(4)
（1）基态原子的核外电子填充在6个轨道中的元素其核外电子排布式为：1s22s22p63s1或1s22s22p63s2，为Na、Mg元素，有2种；基态Si原子中，核外电子占据三层，其中最高能层的符号为M；
（2）根据能级能量E(1s)（3）基态Fe原子核外有26个电子，失去3个电子形成Fe3+，按照构造原理，其核外电子排布式为[Ar]3d5，按照洪特规则，价层电子3d上5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；
（4）Cu是29号元素，原子核外电子数为29，基态原子简化核外电子排布式为：，基态Mn原子核外电子排布式中，3d能级上有5个未成对电子，基态O原子核外电子中，未成对电子数是2，所以未成对电子个数较多的是Mn。
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