第3章学生自测题MicrosoftWord文档

1、无机化学自测题 第三章 原子结构和周期律1. 是非题(判断下列各项叙述是否正确，对的请在括号中填“”，错的填“”)1.01 氢原子2s轨道和2p轨道能量相同，但氟原子的2s轨道能量低于2p轨道能量。（ ） 1.02 氧原子的2s轨道的能量与碳原子的2s轨道的能量相同。 （ ）1.03 主量子数n为3时有3s，3p，3d，3f四条轨道。 （ ）1.04 所有微粒都既有粒子性又有波动性。 （ ）1.05 几率经向分布图中出现电子几率最大的球壳处，电子出现的几率密度也最大。 （ ） 1.06 原子轨道图是的图形，故所有原子轨道都有正、负部分。 （ ） 1.07多电子原子中，若几个电子处在同一能级组，

2、则它们的能量也相同。 （ ）1.08 多电子原子的能级图是一个近似能级关系。 （ ）1.09 假如锂原子中，电子产生的屏蔽效应比实际情况大，则锂原子中电子的能量比实际大。 （ ）1.10 Be的核电荷大于Li，但电子亲合能却较小。 （ ）1.11 元素所处的族数与其原子最外层的电子数相同。 （ ）1.12 所有元素原子的有效核电荷总小于核电荷。 （ ）1.13 通常所谓的原子半径，并不是指单独存在的自由原子本身的半径。 （ ）1.14 任何元素的第一电离能总是吸热的。 （ ）1.15 电负性是综合考虑电子亲合能和电离能的量，后两者都是能量单位，所以前者也用能量作单位。 （ ）2. 选择题（请选

3、择正确答案的题号填入）2.01 玻尔的氢原子理论主要成功之处是 （ ）A. 证明了原子核外电子是在球形轨道上运动。B. 说明了原子中电子的能量只具有某些特定数值。C. 解释了氢原子的光谱线。D. 证明了氢原子中，电子距核越远，电子的运动速度越大。2.02 证明电子具有波粒二象性的方法是 （ ）A. 玻尔理论不能解释多电子原子的光谱。B. 用照像机直接对电子照相，可得到类似于机械波的波形。C. 使用德布罗依关系式计算。D. 使一束加速的电子通过Al的晶体薄片得到的衍射图。2.03 使用能级图时，不该出现的错误是 （ ）A. 能级图表示的能级关系是绝对的。B. 每种元素中，多电子能级之间的能量差不

4、同。C. 能级图中，每一个表示轨道的圆圈中，最多只能容纳自旋方向相反的两个电子。D. 能级图综合地体现了同一原子中不同电子的屏蔽效应。2.04 元素原子的电子分布，有的出现“例外”，主要是由于 （ ）A. 电子分布的三个原则不适用于该元素的原子。B. 泡利原理有不足之处。C. 通常使用的能级图有近似性。D. 该元素原子的电子分布必须服从四个量子数的规定。2.05 同一原子中，可能存在下列量子数的两个电子 （ ）A. （1，1，0，+ ）和（1，0，0，- ）B. （2，0，1，+ ）和（2，0，0，- ）C. （3，2，0，- ）和（3，2，1，- ）D. （1，0，0，- ）和（1，0，0，

5、- ）2.06 下列状态中不是基态的是 （ ）A. 通常条件的气体H。B. 氟原子中有 5个3p电子。C. 氧原子的电子结构为1s22s22p4。D. 氢原子中电子处在n = 1的状态。2.07 在一个多电子原子中，具有下列各套量子数的电子，能量大的电子具有的量子数（n，l，m，ms）是 （ ） A. （3，2，+1，+ ） B. （2，1，+1，- ） C. （3，1，0， - ） D. （3，1，-1，+ ）2.08 在氢原子中，对r = 53 pm处的正确描述是 （ ）A. 该处1s电子云最大。 B. r是1s径向分布函数的平均值。C. 该处为氢原子Bohr半径。D. 该处是1s电子云界

6、面。2.09 下列各组量子数中，合理的一组是 （ ） A. n = 3，l = 1，m = +1，ms = + B. n = 4，l = 25，m = -1，ms = + C. n = 3，l = 3，m = +1，ms = - D. n = 4，l = 2，m = +3，ms = - 2.10 按类氢原子轨道能量计算公式，Li2+电子在n = 1轨道上的能量与H原子在n = 1轨道上能量之比值为 （ ） A. 3 : 1 B. 6 : 1 C. 9 : 1 D. 1 : 32.11 下列哪一个轨道上的电子，在xy平面上的电子云密度为零 （ ）A. 3pz B. 3dz2 C. 3s D. 3

7、px2.12 （3，2，1）代表简并轨道中的一条轨道是 （ ） A. 2p轨道 B. 3d轨道 C. 3p轨道 D. 4p轨道2.13 原子轨道角度分布图中，从原点到曲面的距离表示 （ ） A. 值的大小 B. r值的大小 C. Y值的大小 D. 4r2值的大小2.14 下列离子中外层d轨道达半满状态的是 （ ） A. Cr3+ B. Fe3+ c. Co3+ d. Cu+2.15 基态原子的第五电子层只有2个电子，则原子的第四电子层中的电子数 （ ） A. 肯定为8个 B. 肯定为18个 C. 肯定为8 18个 D. 肯定为8 32个2016 下述离子中半径最小的是 （ ） A. Rb+ B

8、. Sc3+ C. Ti4+ D. Ti3+2.17 若知下列三式的电离能分为E1，E2，E3： Li (g) Li+ (g) + e E1 Li+ (g) Li2+ (g) + e E2 Li2+ (g) Li3+ (g) + e E3 则这些电离能的正确关系是 （ ） A. E1 = E2 = E3 B. E1最大 C. E2最大 D. E3 E2 E12.18 性质最相似的两个元素是 （ ） A. Zr和Hf B. Ru和Rh C. Mn和Mg D. Cu和Cr2.19 下列原子中，第一电离能最小的是 （ ） A. B B. C C. Al D. Si2.20 下列原子中，第一电子亲合能

9、最大的是 （ ） A. N B. O C. P D. S3填空题 3.01 波函数是描述 数学函数式，它和 是同义词，|2的物理意义是 ，电子云是 的形象表示。3.02 氢原子的基态1s电子在距核53 pm附近的 中出现的 最大，是因为距核更近时， 虽大， 却较小，因而 较小，距核更远时， 虽较大， 却很小，因而 也较小。 3.03 M3+离子3d轨道上有3个电子，表示电子可能的运动状态的四个量子数是： ，该原子的核外电子排布是 ，M属 周期，第 列的元素，它的名称是 ，符号是 。3.04 Au是第六周期第11列元素，它的价电子层结构是 ；Ti的原子序数是22，Ti3+离子的价电子层结构为 。

10、3.05 元素的性质随着 的递增而呈现周期性的变化，这是原子的 变化的反映；用原子轨道光谱符号来表示，第四、六周期分别是 能级组和 能级组。3.06 下列气态原子或离子在基态时各有几个不成对电子？ 5B（ ），8O（ ），21Sc3+（ ），24Cr3+（ ），77Ir3+（ ）3.07 如果发现了第121号元素M时，则其所在周期数为 ，所在列为 ；其金属活泼性较同列其他元素要 ；其特征氧化态的氧化物化学式为 。3.08 原子序数为24的原子，其价电子层结构是 ，3d原子轨道的符号分 别为 。3.09 周期表中的元素可以分为 个区，各区元素的电子构型特点为 。 3.10 原子参数是指 ，重要的

11、原子参数有 、 、 、 、 和 等。4. 简答题4.01 试解释为什么在氢原子中 3 s 和 3 p 轨道的能量相等，而在氯原子中 3 s 轨道的能量比 3 p轨道的能量要低 。 4.02 将氢原子核外电子从基态激发到 2 s 或 2 p 轨道所需要的能量有无差别？若是氦原子情况又会如何？ 4.03 A 族元素与 B 族元素原子的最外层都只有一个 s 电子，但前者单质的活泼性明显强于后者，试从它们的原子结构特征加以说明。 4.04 什么叫元素的电负性？元素的电负性在周期表中呈现怎样的递变规律 ？请按电负性减小的顺序排列下列元素：Be 、B 、Mg 、Al 。 4.05 研究物质磁性表明：金属阳

12、离子含未成对电子越多 ，则磁性越大 ，磁性大小又与音响直接有关 。这个现象是选择录音磁带制造材料的一个因素 。写出下列氧化物（基本上是离子型）中各阳离子的外层电子排布式 ，指出未成对电子数 ，哪种氧化物适合做录音带磁粉原料 ？ V2O5 CrO2 AgO SnO2 4.06 描述核外电子运动状态的四个量子数的物理意义分别是什么 ？它们分别可取哪些数值？ 4.07 从原子结构的特点解释： 氮的第一标准电离势比在它前面的碳和在它后面的氧都要大 ； 钾的第二标准电离势为第一标准电离势的7.3倍 ，而钙的第二标准电离势却只有第一标准电离势的1.9倍 ； 氯和锰同为第 族元素 ，它们的最高化合价相同 ，

13、但金属性却不同 。4.08 试回答：3 s 和 3 s 1 各代表什么意思 ？ 4.09 什么叫元素的电负性 ？它有哪些主要应用 ？ 4.10 19号元素K和29号元素Cu的最外电子层构型都是4 s1 ，但二者的化学活泼性相差很大。试简要给予解释 。 5. 计算题5.01 分别计算一个氢原子和1 mol 氢原子的电离能。5.02 通过查表计算1.00g气态Cl原子完全转化为气态Cl-离子所释放出的能量。5.03 试计算He+, Li2+的电离能。5.04 按斯莱脱规则计算K，Cu，I的最外层电子感受到的有效核电荷及相应能级 的能量。5.05 通过近似计算说明，12号、16号、25号元素的原子中

14、，4s和3d哪一个能 级的能量高？5.06 已知微观粒子的德布罗意关系式 ： （h 6.6261034 kgm2s1 ，亚佛伽德罗常数为 6.021023 ， 粒子相对原子质量为 4.0 ）若一个 粒子以 1.50107ms1 速率运动时，计算其波长（m）。 5.07 玻尔理论给出了氢原子不同轨道上电子的能量计算公式：E 2.181018 (J)，已知微观粒子的德布罗意关系式 ： （h 6.6261034 kgm2s1 ，光速c 3.00108 ms1）。试计算氢原子从 n 5能级跃迁到 n 2能级时所产生光子的能量（J）和波长（n m）各是多少？ 5.08 玻尔理论给出了氢原子不同轨道上电子

15、的能量计算公式： E e V（Z1）。若从 Li 表面释放出一个电子所需要的能量是 2.37 ev ，如果用氢原子中电子从n 2能级跃迁到n 1能级时所辐射出的光照射锂时，电子将有的最大动能是多少？电子是否可以释放出来？ 5.09 根据下列数据，计算 F 的电子亲合能： rHm /( kJmol1) Al (s) Al (g) 326 Al (g) Al3(g) 3 e 5138 F2 (g) 2 F (g) 160 Al (s) (3 / 2) F2 (g) AlF3 (s) 1310 Al3(g) 3 F(g) AlF3 (s) 5964 5.10 已知多电子原子的一个电子能量计算可用如下

16、公式：E eV 斯莱脱（Slater）规则指出：同层电子的0.35（对于1 s 轨道电子 ，则0.30）；若被屏蔽的电子为 n s 或 n p 时 ，则（n1）层电子的 0.85 ，更内层电子的1.00 。 根据上述关系计算锂原子（Z3）的第一电离能。 自测练习题答案1. 是非题1.01（） 1.02（） 1.03（） 1.04（） 1.05（） 1.06（） 1.07（） 1.08（） 1.09（） 1.10（） 1.11（） 1.12（） 1.13（） 1.14（） 1.15（）2. 选择题2.01 （A） 2.02 （D） 2.03 （A） 2.04 （C） 2.05 （D） 2.06

17、（B） 2.07 （A） 2.08 （C） 2.09 （A） 2.10 （C） 2.11 （A） 2.12 （B） 2.13 （C） 2.14 （B） 2.15 （C） 2.16 （C） 2.17 （D） 2.18 （A） 2.19 （C） 2.20 （D）3. 填空题 3.01 核外电子运动状态，原子轨道，概率密度，概率密度。 3.02 球壳，几率，几率密度，球壳总体积，几率，球壳总体积，几率密度，几率。 3.03 n = 3，l = 2，m = 0，1，2中任意3个，ms = +1/2或-1/2 ， 1s22s22p63s23p63d54s1，四，6，铬，Cr。 3.04 5d106s1，

18、3s23p63d1。 3.05 原子序数，电子层结构周期性，4s3d4p，6s4f5d6p。 3.06 1，2，0，3，4。 3.07 8，3，活泼，M2O3。 3.08 3d54s1，3dxy，3dxz，3dyz， 3.09 4个区；s区：ns1-2，p区：ns2np1-6，d区：(n-1)d1-10ns1-2， f区：(n-2)f1-14(n-1)d0-1ns2 3.10 用以表达原子特征的参数，原子核电荷数，相对原子质量，原子半径，电 离能，电子亲合能，电负性。4. 简答题 4.01 氢原子只有一个电子，没有屏蔽效应 ，也无穿透效应 ，轨道能量只决定于主量子数n 。氯原子是多电子原子 ，

19、存在屏蔽效应和穿透效应 ，造成同主层不同亚层的能级分裂 。电子在3 s 和 3 p 轨道上受到其它电子的屏蔽作用不同 ，它们的穿透能力也不同 ，造成在不同亚层轨道上的能量不同 。所以在多电子原子中 ，轨道能量不仅与主量子数n有关 ，还与副量子数l有关 。4.02 将氢原子核外电子从基态激发到 2 s 或 2 p 轨道所需要的能量无差别 ，因为氢原子是单电子原子 ，轨道能量只决定于主量子数n ，所以E2sE2p 。但氦原子属于多电子原子 ，轨道能量不仅与主量子数n有关 ，还与副量子数l有关 ，E2s Be Al Mg 。其中Be和Al电负性相近 ，是由于半径的增大抵消了有效核电荷增大的影响 ，这

20、就是所谓“对角线规则”的表现。4.05 V5 3 s 2 3 p 6 ，未成对电子数为0 。 Cr4 3 d 2 ，未成对电子数为2 。 Ag2 4 d 9 ，未成对电子数为1 。 Sn4 4 d 10 ，未成对电子数为0 。 CrO2 适合做录音带磁粉原料 ，因为它的未成对电子数较多 ，磁性较大。4.06 主量子数 n ：物理意义 表征原子轨道几率最大区域离核的远近及能量的高低 。 可取数值 n 1，2，3，4，5，6，7 (非零的任意正整数) 角量子数 l ：物理意义 表征原子轨道的形状及能量的高低 。 可取数值 l 0，1，2，3，4 (n 1) 磁量子数 m ：物理意义 表征原子轨道在

21、空间的伸展方向 。 可取数值 m 0，1，2， l 自旋量子数 ms ：物理意义 表征电子自旋的两种不同方式 。 可取数值 ms 1/2 4.07 因为原子轨道的电子处于半充满和全充满情况时比较稳定 ，则电离能会偏高 。N的外围电子构型为2 s 2 2 p 3 ，p轨道处于半满的稳定状态 。 K的外围电子构型为4 s 1 ，当失去一个电子后就减少了一个电子层 ，核对外层电子的吸引力急剧增大 ，所以第二电离能比第一电离能大许多 。而Ca的外围电子构型为4 s 2 ，失去一个电子后并未减少电子层 ，所以第二电离能比第一电离能大不多 。 Cl的外围电子构型为3 s 2 3 p 5 ，Mn的外围电子构

22、型为3 d 5 4 s 2 。Cl的最外层电子达7个 ，已接近8电子的稳定状态 ，所以具有强烈的获得一个电子的倾向 ，非金属性很强 。而Mn的原子半径较大 ，最外层只有两个电子 ，所以失去电子的倾向较大 ，具有较强的金属性 。4.08 3 s 是表示第三电子层上的s 轨道 ，即n3 ，l 0 ，m0 的原子轨道 ，由n ，l ， m 三个量子数来确定 。 3 s 1 则表示表示第三电子层上s 轨道上的一个电子 ，即n3 ，l 0 ，m0 ，ms (或 ) 的一个电子运动状态 ，需要用n ，l ，m ，ms四个量子数来确定 。 4.09 元素的原子在化合物分子中把电子吸引向自己的能力称为元素的电

23、负性 。 虽然元素的电负性数据不够严密 ，不宜作定量计算 ，仅供粗略定性估计 。电负性主要有如下三方面的应用 ： 比较元素的金属性与非金属性相对大小 电负性越小 ，金属性越强 ；电负性越大 ，非金属性越强 。在周期表中右上角的F电负性最大 ，非金属性最强 ；左下角的Cs电负性最小 ，金属性最强 。 估计化学键的类型 目前有两个经验的公式作判断 ，因此有两个分界的数据 。 鲍林判据 当两个元素的电负性差1.7 ，则它们之间所形成的化学键为离子键(准确说是健的离子性百分数51) ，反之 ，则形成共价键 。 汉纳斯迈思判据 当两个元素的电负性差2.1 ，则它们之间所形成的化学键为离子键 ，反之 ，则

24、形成共价键 。 判断共价键极性的相对大小 成键两元素的电负性差越大 ，则共价键的极性也越大 。如HF的极性就大于HCl的极性 。4.10 钾的电子构型为 1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 4 s 1 ，其外围电子构型为 4 s 1 。而铜的电子构型为1 s 2 2 s 2 2 p 6 3 s 2 3 p 6 3 d 10 4 s 1 ，其外围电子构型为3 d 10 4 s 1 。可见两者最外电子层构型都是4 s1 ，但次外层电子构型不同 ，铜比钾多了10个d电子 。由于铜比钾新增了10个核电荷 ，但新增的d电子不能完全屏蔽这10个核电荷 ，所以铜的最外层电子受到的有效核电荷比钾的大得多 。失去电子比钾要难得多 ，故铜的化学活泼性比钾差得多 。5. 计算题 5.01 应用里德堡公式算得，代入E = h计算。2.17910-18 J，1312 kJmol-1。5.02 Cl原子的电子亲合能为3.7 eV原子，l eV = 1.60210-19 J，10 kJmol-1。 5.03 5249.06 kJmol-1，11809.2 kJmo