2019_2020学年高中化学专题2原子结构与元素的性质第1单元原子核外电子的运动练习苏教版选修3.doc

第一单元　原子核外电子的运动　
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每小题5分，共50分)
1．下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是(　　)
A．2s<2p B．3px<3py
C．3s<3d D．4s>3p
解析：相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf，所以2s＜2p，A正确；3px和3py轨道是两个不同的原子轨道，空间伸展方向不同，两个轨道上的电子的运动状态不同，但同一能级上的原子轨道具有相同的能量，B错误；相同电子层上原子轨道能量的高低：ns＜np＜nd＜nf，所以3s＜3d，C正确；原子中不同能级电子能量从小到大顺序是1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f、……，所以4s＞3p，D正确。故选B。
答案：B
2．下列能级中轨道数为3的是(　　)
A．s能级 B．p能级
C．d能级 D．f能级
解析：s、p、d、f轨道数分别为1、3、5、7。
答案：B
3．生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁无关的是(　　)
A．焰色反应 B．节日里燃放的焰火
C．金属导线可以导电 D．夜空中的激光
解析：当电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道就会释放能量，光是电子释放能量的重要形式之一，如焰色反应、节日里燃放的焰火，夜空中的激光，A、B、D正确；金属导线导电只与自由电子有关，与电子跃迁无关，C正确。故选C。
答案：C
4．某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，下列说法中不正确的是(　　)
A．该元素原子中共有25个电子
B．该元素原子核外有4个能层
C．该元素原子最外层共有2个电子
D．该元素原子M电子层共有8个电子
解析：根据1s22s22p63s23p63d54s2，该原子有4个能层，共有25个电子，最外层有2个电子，第三层(M层)有13个电子，综上所述，故选D。
答案：D
5．下列说法中正确的是(　　)
A．任何一个能层最多只有s、p、d、f四个能级
B．电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道
C．氢原子只有一个电子，故氢原子只有一个轨道
D．某元素原子的核外有四个能层，最外能层有1个电子的基态原子共有2种
解析：当电子层数足够大时，就会出现新的亚层，比如第七层已经发现有g亚层存在，A错；量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，B正确；氢原子也有n＝1、2、3……(K、L、M……)电子层，每一层中有s、p等亚层，C错；第4周期元素中的原子核都有四个能层，最外能层有1个电子的基态原子有多种，D错。
答案：B
6．下列关于d轨道的说法错误的是(　　)
A．M层才开始出现d轨道
B．d轨道最早出现在第4周期元素
C．电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道
D．d轨道有10种空间伸展方向
解析：d轨道出现在M层，但最早出现在第4周期元素，电子排布时，3d轨道能量高于4s轨道，A、B、C正确；d轨道有5种空间伸展方向，D错。
答案：D
7．下列各选项表述中，两个微粒属于同种元素原子的是(　　)
A．3p能级有两个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B．2p能级有一个未成对电子的基态原子和价电子排布式为2s22p5的原子
C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子
解析：3p能级有两个空轨道的基态原子，原子的3p能级上有1个电子，是Al，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子是Si，不是同种元素的原子，A错误；2p能级有一个未成对电子的基态原子，若该原子2p能级有5个电子，是F，与价电子排布式为2s22p5的原子为同一原子，2p能级有空轨道，有一个未成对电子的基态原子，是B，与价电子排布式为2s22p5的原子不是同种元素的原子，B错误；M层全充满而N层为4s2的原子是Zn，核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子是Ca，不是同种元素的原子，C错误；最外层电子数是核外电子总数的的原子是Br，价电子排布式为4s24p5的原子也是Br，为同一原子，D正确。故选D。
答案：D
8．长式周期表共有18个纵行，从左到右排为1～18列，即碱金属为第一列，稀有气体元素为第18列。按这种规定，下列说法正确的是(　　)
A．第9列元素中有非金属元素
B．只有第二列的元素原子最外层电子排布为ns2
C．第4周期第8列元素是铁元素
D．第15列元素原子的最外层电子排布为ns2np5
解析：第9列元素为第Ⅷ族都是金属元素，A错；He及过渡元素中某些原子最外层电子排布也可为ns2，B错；第15列元素为第ⅤA族其原子最外层电子排布为ns2np3，D错。
答案：C
9．下列各选项表述中，正确的是(　　)
A．基态核外电子的排布式为1s22s22p63s23p4的原子3p能级有一个空轨道
B．第4周期中，未成对电子数最多的原子为Mn
C．Fe2＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6
D．2p能级有2个未成对电子的基态原子的价电子排布式一定为2s22p2
解析：3p能级有一个空轨道的基态原子，原子3p能级有2个电子，是Si，核外电子排布式为1s22s22p63s23p4的原子没有空轨道，A错误；第4周期中，未成对电子数最多的原子是最外层电子排布式为3d54s1，为Cr元素，B错误；铁为26号元素，Fe2＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，C正确； 2p能级有2个未成对电子的基态原子，该原子2p能级有2个电子或4个电子，价电子排布式为2s22p2或2s22p4的原子，D错误，故选C。
答案：C
10．原子序数为1～18的18种元素中，原子最外层不成对电子数与它的电子层数相等的元素共有(　　)
A．6种 B．5种
C．4种 D．3种
解析：1～18号元素中，电子层数为一层时，最外层不成对电子数为1的是H元素；电子层数为两层时，最外层不成对电子数为2的包括2s22p2与2s22p4两种，分别是C元素和O元素；电子层数为三层时，最外层不成对电子数为3的只有3s23p3，对应的是P元素，所以满足条件的一共有4种。故选C。
答案：C
二、非选择题(共50分)
11．(4分)下面是s能级和p能级的电子云轮廓图，试回答问题：

s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有________个原子轨道。
解析：由s能级和p能级电子云轮廓图可知，s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道，p电子的原子轨道呈纺锤形，每个p能级有px、py、pz 3个原子轨道。
答案：球　1　纺锤　3
12．(11分)(1)以下列出的是一些原子的2p轨道和3d轨道中电子排布的情况。试判断，违反了泡利不相容原理的是________(填编号，下同)，违反了洪特规则的是________。

(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__________________________；其最高价氧化物对应的水化物的化学式是________________。
(3)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列________________________________。
2s　3d　4s　3s　4p　3p
解析：(1)泡利不相容原理说明一个原子轨道最多容纳2个电子，而且自旋状态相反，故③违反了泡利不相容原理；洪特规则指当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是先单独占据一个轨道，而且自旋状态相同，故②④⑥违反了洪特规则。(2)3s、3p能量小于3d，则由激发态电子排布式可写出该元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为硫元素，其最高价氧化物对应水化物为硫酸。(3)原子轨道按能量由低到高顺序排列是2s＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p。
答案：(1)③　②④⑥
(2)1s22s22p63s23p4　H2SO4
(3)2s＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p
13．(10分)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请回答下列问题：
(1)指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置：第________周期第________族。
(2)写出原子序数最小的第ⅡB族元素原子的核外电子排布式________________________________________________________________。
(3)写出3p轨道上只有2个未成对电子的元素的符号：________、________。
解析：(1)根据原子序数为31，写出电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p1，n＝4，所以为第4周期，价电子排布为4s24p1，只排s、p层为主族，价电子数3，所以是第ⅢA族。
(2)原子序数最小的第ⅡB族元素在第4周期，其外围电子排布为3d104s2，故原子的电子排布式为[Ar]3d104s2。
(3)3p轨道上有2个未成对电子，为3p2或3p4，核外电子排布式为1s22s22p63s23p2或1s22s22p63s23p4,3p2、3p4时轨道表示式为或均为2个未成对电子，电子总数为14或16，即元素符号为Si或S。
答案：(1)4　ⅢA
(2)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2
(3)Si　S
14．(10分)A、B、C、D、E、F代表6种元素。请填空：
(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为________。
(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，则B的元素符号为________，C的元素符号为________。
(3)D元素的＋3价离子的3d能级为半充满，则D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为____________________________________。
(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________，其基态原子的电子排布式为______________。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn，则n＝________；原子中能量最高的是________能级。
解析：(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，原子只能有2个电子层，核外电子排布式为1s22s22p3，为氮元素，符号为N。
(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，则B为氯元素，符号为Cl，C为钾元素，符号为K。
(3)D元素的＋3价离子的3d能级为半充满为3d64s2，则D为铁元素，符号为Fe，核电荷数为26，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 。
(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，原子核外电子数目为2＋8＋18＋1＝29，核电荷数为29，E为铜元素，元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn，可知n＝2，F基态原子的电子排布式为1s22s22p2，原子中能量最高的是2p能级。
答案：(1) N　(2)Cl　K　(3) Fe　
1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2　
(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　
(5)2　2p
15．(15分)下表列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价，回答下列问题：
元素名称
钪
钛
钒
铬
锰
元素符号
Sc
Ti
V
Cr
Mn
核电荷数
21
22
23
24
25
最高正化合价
＋3
＋4
＋5
＋6
＋7
(1)写出下列元素基态原子的核外电子排布式：Sc________、Ti________、V________、Mn________。
(2)已知基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，这并不符合规则的构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不吻合的问题，当你遇到这样的问题时，你的态度是_____________________________________________。
(3)对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是______________________________________________；出现这一现象的原因是____________________________________________。
解析：(2)铬原子的核外电子排布是[Ar]3d54s1而不是[Ar]3d44s2，是因为外围电子呈3d54s1排布时，3d、4s轨道上的电子均为半充满状态，整个体系的能量低。当我们碰到客观事实与理论不吻合的问题时，我们应以实验测定的结果为准，即尊重客观事实，同时注重理论适用范围，并掌握一些特例等等。
(3)由五种元素的外围电子排布式及最高正化合价数值可以发现元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数目之和，出现这一现象是因为能级的交错使d电子也参与了化学反应。
答案：(1)1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2
1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2
1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2
1s22s22p63s23p63d54s2或[Ar]3d54s2
(2)尊重客观事实，注重理论适用范围，掌握特例……
(3)五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最外层s电子和次外层d电子数之和　能级的交错使d电子也参与了化学反应

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