人教版高中化学选择性必修2第一章原子结构与性质综合微评（一）课件(共35张PPT)

(共35张PPT)
第一章　原子结构与性质
综合微评（一）
一、选择题（本题包括14个小题，每题3分，共42分，每题只有一个选项符合题意）
A. 因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动
B. 3p x 、3p y 、3p z 轨道上电子（基态）的能量不同
C. 处于同一轨道上的电子可以有多个，它们的运动状态完全相同
D. 钾原子的3p轨道的能量比2s轨道的高
解析：s轨道是球形的，是指电子云轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大 小，不是表示电子的运动轨迹，故A错误；3p x 、3p y 、3p z 属于同一能级上的原子轨 道，轨道上电子的能量相同，但轨道延伸方向不同，故B错误；根据“泡利原理”可 知，每个轨道最多容纳2个电子且自旋相反，故C错误；钾原子的3p轨道的能量比2s轨 道的能量高，故D正确。
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A. 结构示意图中 x ＝4
B. 该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 该原子的轨道表示式为
D. 该原子结构中共有5个能级上填充电子
D
解析：在原子结构示意图中第一能层上只能排2个电子，故 x ＝2，最外能层有4个电 子，为Si元素，其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，A、B两项均错误；根据洪特 规则，该原子3p轨道上的两个电子应分占两个轨道且自旋相同，C项错误；该原子的 电子排布式为1s22s22p63s23p2，共有5个能级上填充了电子，D项正确。
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A. n s电子的能量不一定高于（ n －1）p电子的能量
B. 能量低的电子只能在s轨道上运动，能量高的电子总是在f轨道上运动
C. 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐降低
D. 电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关
解析： n s电子的能量一定高于（ n －1）p电子的能量，A错误；能量低的电子在离核 近的区域出现的概率大，能量高的电子在离核远的区域出现的概率大，B错误；同一 原子中能层序数越大，能级能量越高，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高，C错误； 同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无 关，D正确。
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A. 在K能层中，有自旋相反的两条轨道
B. 最外层电子排布式为 n s2的基态原子所对应元素一定位于第ⅡA族
C. p能级能量一定比s能级的能量高
D. 焰色试验的原理是电子由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
D
解析：K层只有1个s能级，有1条轨道，故A错误；最外层电子排布式为 n s2的基 态原子所对应元素不一定位于第ⅡA族，例如He位于0族，故B错误；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，如4s＞3p，故C错误；焰 色试验是某些金属元素在无色火焰中灼烧时使火焰呈现特殊颜色的反应，焰色 试验的原理是电子由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，故D正确。
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A. 基态氯原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
C. 基态24Cr的价层电子排布式为3d44s2
D. 电负性：Cl＞O＞H
解析：基态氯原子核外电子排布为[Ne]3s23p5，核外电子所占据的最高能级为3p，电 子云轮廓为哑铃形，故A正确；氯碱工业中阳极为惰性电极，而铁是活性电极，若用 铁作阳极，则铁失电子生成Fe2＋，故B错误；基态24Cr的价层电子排布式为3d54s1，故 C错误；电负性： O＞Cl，故D错误。
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A. 基态原子是指处于最低能量状态的原子
B. 3p2表示3p能级的两个轨道上各有一个电子
C. 电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据
D. 第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
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解析：处于最低能量状态的原子叫基态原子，A正确；根据洪特规则，3p2表示3p能级 的两个轨道上各有一个电子，且自旋状态相同，B正确；电负性表示不同元素原子对 键合电子吸引力的大小，电负性越大的原子，对键合电子的吸引力越大，所以电负性 越强非金属性也越强，即电负性的大小可以作为判断元素非金属性强弱的依据，C正 确；气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需的最低能量叫第一 电离能，同族元素从上到下第一电离能变小，同周期元素第一电离能从左到右呈增大 的趋势，但是第ⅡA族的第一电离能大于同周期的第ⅢA族，第ⅤA族的第一电离能大 于同周期的第ⅥA族，所以第一电离能的大小不能作为判断元素金属性强弱的依据， D错误。
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A. Zn处于元素周期表中的ds区
B. 基态Ge的价电子排布式为3d104s24p2
C. 基态O原子的纺锤形轨道中电子具有的能量都相同
D. 三种元素电负性由大到小的顺序是O＞Ge＞Zn
B
解析：锌元素的原子序数为30，基态原子的价电子排布式为3d104s2，则锌元素处于元 素周期表中的ds区，故A正确；锗元素的原子序数为32，基态原子的价电子排布式为 4s24p2，故B错误；氧元素的原子序数为8，基态原子的价电子排布式为2s22p4，同一 个能级上的电子能量相同，则纺锤形2p轨道中4个电子具有的能量都相同，但伸展方 向不同，故C正确；金属元素的电负性小于非金属元素，同周期元素从左到右，电负 性逐渐增大，则三种元素电负性由大到小的顺序是O＞Ge＞Zn，故D正确。
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A. 第一电离能：N＞O＞H＞C
B. 基态碳原子的简化电子排布式为[Ne]2s22p2
C. 对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构
D. 某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为 ， 则该轨道表示式违背了能量最低原理
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解析：N、O第一电离能反常，N＞O＞C，又因为O的第一电离能大于H，且C的第一 电离能小于H，故第一电离能：N＞O＞H＞C，故A正确； 基态碳原子的简化电子排 布式为[He]2s22p2，故B错误；对乙酰氨基酚结构中H是2电子稳定结构，不满足8电子 稳定结构，故C错误；某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为 ，则 该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误。
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A. M2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则元素M在周期表中位于第四周期第ⅦB 族
B. 最外层电子数为 n s2的原子，其价电子数也为2
C. 元素周期表各周期总是从 n s能级开始，以 n p能级结束
D. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
解析：某元素＋2价离子电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，基态原子的价电子排布式 为3d54s2，价电子总数等于族序数，能层数等于周期数，则M元素位于第四周期第 ⅦB族，A正确；最外层电子数为 n s2的原子，过渡元素的价电子还包括（ n －1）d上 的电子，B错误；第一周期元素以 n s能级开始，以 n s能级结束，C错误；p能级的原 子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数不变，D错误。
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A. 简单氢化物的稳定性：Y＞Z
B. 第一电离能：X＞Y
C. 简单离子半径：Y＞M
D. M位于元素周期表的p区
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解析：Z是周期表中电负性最大的元素，则Z为F元素；M是地壳中含量最多的金属元 素，则M为Al元素；X核外未成对电子数为3，且原子序数小于F，则为N元素；Y原子 序数位于Z和X之间，则Y为O元素。同一周期从左到右，元素的非金属性增强，非金 属性：O＜F，简单氢化物的稳定性：H2O＜HF，A错误；N原子核外电子排布： 1s22s22p3，2p能级处于半充满稳定状态，第一电离能大于其相邻同周期元素，则第一 电离能：N＞O，B正确；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大， 半径越小，则离子半径：O2－＞Al3＋，C正确；M为Al元素，基态Al核外13个电子， 电子排布式1s22s22p63s23p1，最后填充的电子是p能级轨道中，Al位于元素周期表的p 区，D正确。
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A. 镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B. 价层电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C. 24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
D. 所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D
解析：3p轨道电子能量比3s轨道电子能量高，镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时即 3s上的2个e－跃迁到3p能级，原子吸收能量，由基态转化成激发态，故A错误；周期 数＝能层数，族序数＝价电子总数，由价层电子排布式为5s25p1可知，该元素位于第 五周期第ⅢA族，属于p区元素，故B错误；由于3d轨道处于半充满状态时能量较低， 则24Cr原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，故C错误；所有原子任一电子 层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，故D正确。
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A. 上述元素中未成对电子最多的是c元素
B. a、b和d元素的氧化物都是酸性氧化物
C. d元素所在周期中，元素的第一电离能小于d的有4种
D. 上述元素中，原子半径最大和最小的元素形成的化合物中只含离子键
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解析：a、b、c、d、e为原子序数依次增大的前20号元素，a元素的s轨道电子数是p轨 道电子数的2倍，a为碳；c元素的最外层电子数是次外层电子数的3倍，c为氧，则b为 氮；常温下，0.05 mol·L－1d的最高价氧化物对应的水化物溶液中，由水电离出的 c （OH－）为10－13mol·L－1，则pH＝1，d形成的酸为二元强酸，d为硫；e是前20号元素 中电负性最小的元素，为钾。上述元素中未成对电子氧为2，氮为3，则最多的是氮元 素，故A错误； CO、NO不是酸性氧化物，B错误；同一周期随着原子序数变大，第 一电离能变大，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，则S 元素所在周期中，元素的第一电离能小于S的有钠、镁、铝、硅4种，C正确；电子层 数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；上述元素中，原子半 径最大和最小的元素分别为钾、氧，可形成过氧化钾，过氧根离子中存在氧氧共价 键，D错误。
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元素 电离能（kJ·mol－1）
I1 I2 I3 I4
C 578 1 817 2 745 11 575
A
A. 离子半径大小：C＞A＞B
B. C的最高价氧化物对应水化物可溶于D的最高价氧化物对应水化物的水溶液
C. 化合物DB3中含离子键和共价键
D. 元素D的核外电子运动具有10种不同的空间运动状态
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A. 元素的第一电离能：W＞Q＞Z＞Y
B. 元素的电负性：W＞Q＞Z＞Y＞X
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＞Y＞M
D. 基态原子未成对电子数：Y＞Z＞W
B
解析：X、Y、Z、Q、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素，由阻燃剂的结 构式中各原子的成键数目可知，元素X、Y、Z、Q、W、M分别是H、C、N、O、F、 P。元素的第一电离能：F＞N＞O＞C，故A错误；元素的电负性：F＞O＞N＞C＞ H，故B正确；最高价氧化物对应的水化物的酸性：HNO3＞H3PO4＞H2CO3，故C错 误；基态原子未成对电子数：N＞C＞F，故D错误。
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二、非选择题（共4小题，共58分）
15. （14分）（2024·贵州高二统考期末）K、Ti、Fe、As均为第四周期元素，它们的 单质及化合物在诸多领域都有广泛的应用。回答下列问题：
（1）钾在火焰上灼烧的紫光是一种 （填“吸收”或“发射”）光谱。
解析：（1）激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道，以光的形式释 放出能量，属于发射光谱。
发射　
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（2）Ti原子位于元素周期表中的 区，基态Ti最高能层电子的电子云轮廓图 为 形，其价电子排布式为 。与Ti同周期的过渡元素中，未成对电子 数最多的基态原子的价电子排布图为 。
解析：（2）Ti是22号元素，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，电子最后 进入3d能级，故Ti原子位于元素周期表中的d区，最高能层为第4层，即4s电子，s能级 的电子云轮廓图为球形，其价电子排布式为3d24s2，与Ti同周期的过渡元素中，未成 对电子数最多的即Cr，其基态原子的外围电子排布图为 。
d　
球　
3d24s2　
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解析：（3）As的价电子排布为4s24p3，4p半满稳定结构，第一电离能大。
解析：（4）由于Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，而3d半满 能量越低，结构越稳定，所以Fe3＋比Fe2＋更稳定，Fe2＋更易被氧化为Fe3＋。
As的价电子排布为4s24p3，为4s全满，
4p半满稳定结构，失电子难，第一电离能大
Fe2＋的价电子排布式为3d6，Fe3＋的价电子排布式为3d5，而3d半满能量越低，结
构越稳定，所以Fe3＋比Fe2＋更稳定，Fe2＋更易被氧化为Fe3＋
（5）Fe3＋与Fe2＋的半径大小关系为Fe3＋ （填“大于”或“小于”）Fe2＋。
解析：（5）当原子核外电子排布的电子层数相同时，核外电子数越多，对应的微粒 半径越大，故Fe3＋的核外电子数比Fe2＋少，故半径大小关系为Fe3＋小于Fe2＋。
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16. （15分）（2024·济宁一中高二阶段）1906年，哈伯在600 ℃高温、200兆帕高压 的条件下，用锇（Os）作催化剂，首次成功得到了氨，但产率较低。随着科学的进步 以及科学家们对催化剂的研究改进，现在工业上普遍采用铁触媒做合成氨的催化剂， 大大提高了合成氨的产率。
（1）基态氮原子中，核外电子有 种空间运动状态，能量最高的电子的电子云在 空间有 个伸展方向。
解析：（1）空间运动状态数＝轨道数目，基态N原子有5个轨道，因此有5种空间运 动状态；基态N原子中，能量最高的电子为2p电子，电子云在空间有3个伸展方向；
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（3）铁触媒是普遍使用的以铁为主体的多成分催化剂，通常还含有Al2O3、K2O、 CaO、MgO、Cr2O3等氧化物中的几种。
Ca和Mg基态原子电子排布空间运动状态差值为 ；第四周期ds区元素中，与基态 Cr原子最外层电子数目相同的元素的元素符号为 。
解析：（3）Ca电子排布运动状态为10，Mg为6，其差值为4；第四周期ds区元素中， 铜的价电子为3d104s1，与基态Cr原子最外层电子数目相同，因此元素符号为Cu；
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（4）我国科研人员研制出了M－LiH（M为Fe、Mn等金属）等催化剂，使得合成氨 工业的温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要 突破。
①Mn在元素周期表中的位置 ，基态Mn原子未成对的电子数 为 。
第四周期第ⅦB族　
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Fe2＋价电子
排布式为3d6，易失去一个电子形成比较稳定的3d5半充满状态，而Mn2＋的价电子排布
式为3d5，处于较稳定的半充满状态，所以难失去电子，故第三电离能 I3（Fe）＜ I3
（Mn）
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解析：（4）①Mn为25号元素，在元素周期表中位于第四周期第ⅦB族；基态Mn原 子的核外电子排布式为[Ar]3d54s2，故基态Mn原子未成对的电子数为5；②Fe2＋价电 子排布式为3d6，易失去一个电子形成比较稳定的3d5半充满状态，而Mn2＋的价电子排 布式为3d5，处于较稳定的半充满状态，所以难失去电子，故第三电离能 I3（Fe）＜ I3 （Mn）。
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17. （15分）（2024·杭州浙江大学附属中学高二期末）现有七种元素A、B、C、D、 E、F、G，其中A、B、C、D、E为短周期主族元素，F和G为第四周期元素，它们的 原子序数依次增大，请根据下列相关信息，回答问题。
A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素是地壳中含量最多的元素
D元素原子的第一至第四电离能分别是： I1＝738 kJ·mol－1； I2＝1 451 kJ·mol－1； I3 ＝7 733 kJ·mol－1； I4＝10 540 kJ·mol－1
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第8纵列
G元素原子最外层只有一个电子，其次外层内的所有轨道的电子都成对
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（1）某同学根据上述信息，推断A基态原子的轨道表示式为 ，该同 学所画的轨道表示式违背了 。
解析：A、B、C、D、E为短周期主族元素，F和G为第四周期元素，它们的原子序数 依次增大，A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工 具，为金刚石，则A为C元素；B元素原子的核外p电子数比s电子数少1，B有2个电子 层，故B为N元素；C元素是地壳中含量最多的元素，即C为O元素；由D原子电离能 数据可知，其为第二主族元素，为Mg元素；E原子核外所有p轨道全满或半满，即为P 元素；F在周期表的第8列，为第四周期元素，则F为Fe元素；G元素原子最外层只有 一个电子，其次外层内的所有轨道的电子都成对，为铜元素。（1）洪特规则是指在 相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；图示是C元素 的原子，2p轨道2个电子自旋方向相反，其违反了洪特规则；
洪特规则　
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（2）B元素的电负性 （填“大于”“小于”或“等于”）C元素的电负性。
解析：（2）同周期从左到右，金属性减弱，非金属性增强，元素的电负性增强；N元素的电负性小于O元素的电负性；
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（3）下列状态的D中，电离最外层一个电子所需能量最大的是 （填序号），当 该原子从b状态到c状态，所形成的是 光谱（“发射”或者“吸收”）。
a.[Ne] b.[Ne]
c.[Ne] d.[Ne]
a　
吸收　
解析：（3）能量越低的电子失去需要的能量越多，能级s能量低于能级p能量，电离能 I1＜ I2＜ I3……，图示中a所示的3s轨道只有1个电子，失去这个电子吸收的能量相当于 I2， I2＞ I1，故电离最外层一个电子所需能量最大；当该原子从b状态到c状态，3s电子到3p轨道吸收能量发生跃迁，所形成的是吸收光谱；
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（4）E基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有 个伸展方向。
解析：（4）E为P元素，P元素能量最高的电子是3p轨道上的电子，其电子云在空间有3个方向；
3　
（5）基态F原子的价层电子排布式是 。
解析：（5）F原子为26号元素铁，基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，故价电子排布式为3d64s2；
3d64s2　
解析：（6）G为铜元素，基态Cu原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1；位于元素周期表的ds区，该区元素价电子结构的特点是d轨道为全满。
ds　
d轨道为全
满　
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18. （14分）有X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增的七种元素，除G元素外 其余均为短周期主族元素。X的原子中没有成对电子，Y元素基态原子中电子占据三 种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，Z元素原子的价层电子排布式为 n s nn p n＋1，Q的基态原子核外成对电子数是成单电子数的3倍，E与Q同周期，M元素 的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第三位，G原子最外电子层只有未成对 电子，其内层所有轨道全部充满，但并不是第ⅠA族元素。回答下列问题：
（1）基态G原子的价层电子排布式为 ，写出第三周期基态原子未成对电子 数与G相同且电负性最大的元素是 （填元素名称）。
3d104s1　
氯　
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（1）Cu的原子序数为29，基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，Cu的未成对电子 数是1，第三周期中含有一个未成对电子的元素有Na、Al、Cl三种元素，但电负性最 大的是Cl元素。
解析：由X的原子中没有成对电子，可判断X为H元素，由Y元素基态原子中电子占据 三种能量不同的原子轨道且每种轨道中的电子数相同，知Y为C元素，由Z元素原子的 价层电子层排布式为 n s nn p n＋1，可判断Z为N元素，再根据Q的基态原子核外成对电 子数是成单电子数的3倍，知Q为O元素，由E与Q同周期，E的原子序数比Q的原子序 数大，可判断E为F元素，根据M元素的第一电离能在同周期主族元素中从大到小排第 三位，且X、Y、Z、Q、E、M、G原子序数依次递增，确定M为S元素，G的原子序 数为2＋8＋18＋1＝29，G为Cu元素。
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（2）Z、Q、M三种元素的第一电离能从大到小的顺序为 （用元素符号 表示）。
解析： （2）Z、Q、M分别为N、O、S，N的2p轨道为半充满稳定结构，N的第一电离能大于O的第一电离能，同主族元素从上到下元素的第一电离能减小，所以O的第一电离能大于S的第一电离能，即第一电离能N＞O＞S。
（3）X与Q形成的化合物的化学式为 。
解析： （3）X与Q形成的化合物为H2O和H2O2。
N＞O＞S　
H2O、H2O2　
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（5）X、Y、Z、Q的电负性由大到小的顺序为 （用元素符号表 示）。
解析： （5）X、Y、Z、Q分别为H、C、N、O，同周期从左到右元素的电负性增大，所以电负性：O＞N＞C，CH4中C显负价，电负性C＞H，所以电负性：O＞N＞C＞H。
O＞N＞C＞H　
（4）Z、M、E所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为 （用 离子符号表示）。
解析： （4）Z、M、E所形成的简单离子为N3－、S2－、F－，半径由大到小顺序为S2－＞N3－＞F－。
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