高中化学 第1章 原子结构与性质 第1节 原子结构（第2课时） 能量最低原理 泡利原理 洪特规则习题 新人教版选修3.doc

能量最低原理 泡利原理 洪特规则一、选择题1观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是()A一个小黑点表示1个自由运动的电子B1s轨道的电子云形状为圆形的面C电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转D1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少答案：D解析：电子云中小点的疏密程度表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远，出现的概率越小。2以下现象与核外电子的跃迁有关的是()霓虹灯发出有色光棱镜分光激光器产生激光石油蒸馏凸透镜聚光燃放的焰火在夜空中呈现五彩缤纷的礼花日光灯通电发光冷却结晶ABCD答案：A3当碳原子的核外电子排布由转变为时，下列说法正确的是()A碳原子由基态变为激发态B碳原子由激发态变为基态C碳原子要向外界环境中释放不同的光D碳原子要向外界环境释放能量答案：A4下列有关化学用语中不能体现氮原子核外电子能量有差异的是()ABC.D1s22s22p3答案：A解析：电子式不能体现出核外电子的能量差异。5符号3px所代表的含义是()Apx轨道上有3个电子B第三个电子层px轨道有3个伸展方向Cpx电子云有3个伸展方向D第三个电子层沿x轴方向伸展的p轨道答案：D解析：3px中，3表示第三电子层，p原子轨道在三维空间的分布分别沿x、y、z三个方向，px表示沿x轴方向伸展的p轨道。6以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是()A.HeB.C1s2D.答案：D解析：A项只能表示最外层电子数；B项只表示核外的电子分层排布情况；C项具体到各能级的电子数；而D项包含了能层、能级以及轨道内电子的自旋状态，故选项D符合题意。724Cr原子处于基态时，价电子排布可用电子排布图表示成而不是下列说法中正确的是()A这两种排布方式都符合能量最低原理B这两种排布方式都符合泡利原理C这两种排布方式都符合洪特规则D这个实例说明洪特规则有时候和能量最低原理是矛盾的答案：B解析：洪特规则实际上是能量最低原理的一个特例，电子排布满足洪特规则，实际上是为了更好地遵循能量最低原理，通过分析光谱实验的结果，洪特进一步指出，能量相同的原子轨道在全满(s2、p6和d10)、半充满(s1、p3和d5)和全空(s0、p0和d0)状态时，体系能量较低，原子较稳定。8下列表示式错误的是()ANa的电子排布图：BNa的结构示意图：CNa的电子排布式：1s22s22p63s1DNa的简化电子排布式：Ne3s1答案：A解析：钠离子的电子排布图中，电子排布违反了泡利不相容原理。9气态中性基态原子的原子核外电子排布发生如下变化，吸收能量最多的是()A1s22s22p63s23p21s22s22p63s23p1B1s22s22p63s23p31s22s22p63s23p2C1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p3D1s22s22p63s23p63d104s24p21s22s22p63s23p63d104s24p1答案：B解析：原子轨道在全空、全充满和半充满时能量较低，B项中3p上有3个电子，属于半充满，能量低，很稳定，若要变成激发态，需要的能量最多。二、非选择题10五种元素的原子电子层结构如下：A1s22s22p63s23p63d54s1；B.1s22s22p63s2；C.1s22s22p6；D.1s22s22p63s23p；E.Ar4s1。试回答：(1)哪个式子是错误的_，它违背了_。(2)哪个式子表示稀有气体原子_。(3)A的元素符号是_，写出其价电子排布的轨道表示式_。(4)B和E的金属性强弱关系为_(用元素符号表示)，可以说明这一事实的依据是(写出2点)_。答案：(1)D洪特规则(2)C(3)Cr(4)KMgK与冷水剧烈反应而Mg与沸水才反应，KOH(强碱)的碱性比Mg(OH)2(中强碱)强解析：由核外电子排布原理和原子的电子排布式可知AC元素分别为Cr、Mg、Ne，D应为硅元素，但所写电子排布式违背了洪特规则，应为1s22s22p63s23p2(或3pp、3p3p、3p3p)，E为钾元素。11已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电子；E原子的价电子排布式为3s23p6。(1)按要求书写下列图式。B原子的结构示意图：_；C原子的电子排布图：_；D原子的核外电子排布式：_；B离子的电子式：_。(2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式：_(至少写出5种)。(3)写出由上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式：_、_(至少写出2个)。(4)写出E的元素符号：_，要证明太阳光中含有E元素，可采用的方法是_。答案：(1)1s22s22p63s23p64s1或Ar4s1(2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可)(3)2H2O2H2O22K2H2O=2KOHH2(其他合理答案也可)(4)Ar对太阳光进行光谱分析解析：由题意可知，A原子中只有1个电子，A为H；B原子的3p轨道上有5个电子，则B为Cl；C原子的2p轨道上有4个电子，则C为O；D原子的价电子排布式为4s1，则D为K；由E原子的价电子排布式可知，E为Ar。(1)本题要求同学们对常见的化学用语准确理解，熟练书写。(2)由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是碱，如KOH；还可以是盐，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4。(3)A的单质为H2，可以用电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。(4)对太阳光进行光谱分析，便可确定太阳光中所含元素的种类。一、选择题1第N能层所含能级数、原子轨道数和最多可容纳电子数分别为()A3、9、18B4、12、24C5、16、32D4、16、32答案：D2当镁原子由1s22s22p63s21s22s22p63p2时，以下认识正确的是()A镁原子由基态转化成激发态，这一过程中吸收能量B镁原子由激发态转化成基态，这一过程中吸收能量C转化后位于p能级上的两个电子处于同一轨道，且自旋状态相同D转化后镁原子与硅原子电子层结构相同，化学性质相似答案：A解析：原子由基态到激发态需要吸收能量。3下列有关核外电子的运动状态的说法中错误的是()A电子亚层(能级)是描述电子运动的电子云状态B只有在电子层、电子亚层、电子云的伸展方向及电子的自旋都确定时，电子的运动状态才能确定下来C必须在B项所述四个方面都确定时，才能决定组成每一能层的最多轨道数D电子云伸展方向与能量大小是无关的答案：C解析：原子核外电子运动的空间里，不同区域离核的远近不同，电子能量不同，据此分成不同的能层。同一能层上的电子又依靠其能量差异和电子云的形状不同分为不同能级，同一能级上的电子能量相同，但电子云的空间伸展方向不同(s、p、d、f电子云分别有1、3、5、7个伸展方向)，电子的运动状态由量子力学理论的四个量子数来描述，所以A、B、D三项都是正确的。由于每一能层的最多轨道数与电子的自旋无关，所以C项错误。4下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是()A原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子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C2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子D最外层都只有一个电子的X、Y原子答案：C解析：L层(M层)只有1个未成对电子的可能是Li或F(Na或Cl)，L层(M层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)，A项错；B项中X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn等；C项为和。5下列有关核外电子排布的式子不正确的是()A24Cr的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1BK的简化电子排布式：Ar4s1CN原子的电子排布图：DS原子的电子排布图：答案：D解析：S的电子排布图违反了洪特规则，正确的应是。6下列说法中正确的是()A同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小B3p2表示3p能级有两个轨道C处于最低能量状态的原子叫做基态原子D同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多答案：C解析：同一能级的电子，随着能层的增加电子能量增加，所以同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，A错误；3p2表示3p能级上有2个电子。B错误；处于最低能量状态的原子叫做基态原子，C正确；同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，D错误。7下列有关化学用语正确的是()AFe的价层电子排布式为3d64s2B35Br的电子排布式可简写为Ar4s24p5CNH4Cl的电子式为D氯离子的结构示意图为答案：A解析：A.Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以Fe的价层电子排布式为3d64s2，A正确；B.35Br元素为35号元素，原子核外有35个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，所以不能用Ar4s24p5表示，B错误；C.氯化铵中，氯离子为阴离子，电子式中需要标出所带电荷，氯化铵正确的电子式为，C错误；D.氯离子的核电荷数为17，核外电子总数为18，氯离子正确的结构示意图为，D错误。8下列各组表述中，两个微粒不属于同种元素原子的是()A3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B2p能级无空轨道且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子CM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1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子答案：C解析：A中，3p能级有一个空轨道，根据洪特规则只能，又根据能量最低原理，能量低于3p能级的轨道均已充满，即其电子排布式为1s22s22p63s23p2，两者为同种元素；B中，2p能级有一个未成对电子但无空轨道，即为，其电子排布式为1s22s22p5，两者也为同种元素；C中，M层有s、p、d三个能级，全充满且N层为4s2，应为3s23p63d104s2，与3s23p64s2非同种元素；D中，最外层电子排布式为4s24p5，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故两者也为同种元素。二、非选择题9推导下列元素，回答有关问题：(1)具有1个4p电子的元素为_(写元素名称，下同)，简化电子排布式为_。(2)N层只有1个电子的主族元素是_，其氯化物的焰色反应呈_色，其原子核外有_种不同运动状态的电子。(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素为_，原子序数为_。(4)离子M2的3d轨道中有5个电子，则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为_和_。(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价电子排布式是_，X在参与化学反应时，1个原子失去的电子数为_。答案：(1)镓Ar3d104s24p1(2)钾(浅)紫19 (3)铜29(4)25(5)3d84s22个或3个解析：既处于同一周期又位于同一族的元素在第族。则X和Y分别为Fe和Ni。10A、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。答案：(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)22p解析：(1)A元素基态原子的次外层有2个电子，故其次外层为K层，则A元素有2个电子层，由题意可写出其轨道表示式为，则该元素原子核外有7个电子，为氮元素，其元素符号