1.3 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课时练（含解析） 2024-2025学年人教版2019 选择性必修2

1.3　电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理
(30分钟　100分)
班级　　　　　　　姓名　　　　　　　成绩　　　　　
【课时目标】
基础 达标 掌握泡利原理、洪特规则和能量最低原理,正确书写基态原子的轨道表示式
素养 突破 建立原子轨道模型,培养微观探析和模型认知素养
【课时必刷】
A级 基础训练题
1.(7分)下列基态原子价电子占据的最高能级的电子云轮廓图可用下图表示的为 (　　)
A.Mg
B.H
C.Be
D.B
2.(7分)下列关于电子云和原子轨道的说法中正确的是 (　　)
A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围,故称电子云
B.电子云图中一个小点表示1个自由运动的电子
C.ns能级的轨道呈球形,有无数对称轴
D.p电子云轮廓图呈哑铃形,在空间有两个伸展方向
3.(7分)对下列基态原子的轨道表示式评价错误的是 (　　)
A. 违反洪特规则
B. 违反泡利原理
C. 违反能量最低原理
D. 违反能量最低原理
4.(7分)人们可通过测量一件古物的碳-14的含量,来估计它的大概年龄,这种方法称之为碳定年法。下列C原子的轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是 (　　)
A.①=②=③=④ B.③>④>①>②
C.④>③>①=② D.②>①>④>③
5.(7分)在第四周期元素中,能级轨道半充满的元素有 (　　)
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
B级 素养提升题
6.(7分)铁铝铅榴石的主要成分为Fe3Al2Pb3(SiO4)5,其组成也可写成氧化物的形式:Fe3Ox·Al2O3·3PbO·5SiO2。下列说法正确的是 (　　)
A.基态铅原子中有能级轨道半充满
B.基态硅原子的价电子轨道表示式为
C.基态铝原子核外电子有7种不同的空间运动状态
D.Fe3Ox中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的个数比为2∶1
7.(7分)下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是 (　　)
A.最外层都只有一个电子的X、Y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.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
D.2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子
8.(10分)(1)已知A原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,则基态A原子中,电子运动状态有　　　　种,电子占据的能量最高的能级电子云轮廓图形状为　　　。某B原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1,该原子核外有　　　种能量不同的电子,有　　　　种不同运动状态的电子。由元素A与B形成的化合物的化学式为　　　　,该物质属于　　　　(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(2)无机化合物甲、乙分别由三种元素组成,组成甲、乙化合物的三种元素原子的价电子排布式都可表示如下:asa、bsbbpb、csccp2c。甲是一种溶解度较小的盐类化合物,甲的化学式是　　　　。乙在常温下易分解,写出其分解的化学方程式:　　　　　　　　　。
9.(13分)下列基态原子或离子的电子排布表示方法中,正确的是　　　　(填序号,下同),违反能量最低原理的是　　　　,违反洪特规则的是　　　　,违反泡利原理的是　　　　。
①Ca2+:1s22s22p63s23p6
②F-:1s22s23p6
③P:
④Cr:1s22s22p63s23p63d44s2
⑤Fe:1s22s22p63s23p63d64s2
⑥Mg2+:1s22s22p6
⑦O:
10.(14分)A、B、C、D、E代表5种元素。请填空:
(1)A元素的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,则n=　　　　,原子中能量最高的是　　　　能级的电子。
(2)B元素的-1价离子和C元素的+1价离子的电子层结构都与氩相同,B的元素符号为　　　　,C的元素符号为　　　　。
(3)D元素的基态原子的3d轨道与4s轨道均为半充满状态,D的元素符号为　　　　,其基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
(4)E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,E的元素符号为　　　　,其基态原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。
C级 情境创新题
11.(14分)已知X、Y、Z、W、Q、R是原子序数依次增大的六种元素,其结构或性质信息如下表所示。
元素 结构或性质信息
X 基态原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍
Y 基态原子的最外层电子排布式为nsnnpn+1
Z 基态原子的M层上有3对成对电子
W 焰色试验为紫色
Q 元素的核电荷数为Y和Z的核电荷数之和
R 元素的正三价离子的3d能级为半充满状态
请根据信息回答有关问题:
(1)X元素的原子核外共有　　　种不同运动状态的电子,有　　　种不同能级的电子。
(2)Q元素基态原子的轨道表示式为　　　　　　　　　　　,R元素的符号为　　　　,R元素基态原子的价电子排布式为　　　　　　　　　　。
(3)含W元素的盐都可以发生焰色试验,其原因是　　　　　　　　　　。
参 考 答 案
1.D　解析:Mg的价电子排布式为3s2,电子占据的最高能级的电子云轮廓图为球形,A项错误;H的价电子排布式为1s1,电子占据的最高能级的电子云轮廓图为球形,Be的价电子排布式为2s2,电子占据的最高能级的电子云轮廓图为球形,B、C两项均错误;B的价电子排布式为2s22p1,电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形,D项正确。
2.C　解析:原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围,A项错误;电子云图中的小点不表示电子,而是电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,B项错误;ns能级的轨道呈球形,有无数对称轴,C项正确;p电子云轮廓图呈哑铃形,在空间有x、y、z 3个伸展方向,D项错误。
3.C　解析:遵循能量最低原理,C项错误。
4.D　解析:电子能量为1s<2s<2p,则2p轨道上电子越多,1s、2s轨道上电子越少,其能量越高,则能量由高到低的顺序是②>①>④>③,D项正确。
5.D　解析:在第四周期元素中,4s轨道半充满的元素有K{[Ar]4s1}、Cr{[Ar]3d54s1}、Cu{[Ar]3d104s1}三种元素,3d轨道半充满的元素有Cr{[Ar]3d54s1}、Mn{[Ar]3d54s2},4p轨道半充满的元素有As{[Ar]3d104s24p3},D项正确。
6.C　解析:基态铅原子的价电子排布式为6s26p2,没有能级轨道半充满,A项错误;基态硅原子的价电子轨道表示式为,B项错误;Al的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,故基态铝原子核外电子占据7个原子轨道,即有7种不同的空间运动状态,C项正确;由原子守恒可知,Fe3Ox中x=4,设Fe3Ox中Fe(Ⅱ)为a个,则有2a+3×(3-a)=8,可得a=1,则Fe3Ox中Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的个数比为1∶2,D项错误。
7.D　解析:X原子是C原子,Y原子为Si原子,二者位于同一主族,最外层电子数相同,化学性质相似,D项正确。
8.(1)8;哑铃形(或纺锤形);5;13;Al2O3;离子化合物
(2)BeCO3;H2CO3H2O+CO2↑
解析:s能级最多容纳2个电子,则a≤2、b=c=2,故1s1或2s2为H或Be,2s22p2为C,2s22p4为O。
9.①⑤⑥;②④;③;⑦
10.(1)2;2p
(2)Cl;K
(3)Cr;1s22s22p63s23p63d54s1{或[Ar]3d54s1}
(4)Cu;1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}
11.(1)6;3
(2);
Fe;3d64s2
(3)激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时,以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量,发出不同颜色的光