高中化学人教版物质结构与性质第一章原子结构与性质课时作业2

课时作业2构造原理能量最低原理eq\o(\s\up7(时间：45分钟满分：100分),\s\do5())一、选择题(共44分)1．在基态多电子原子中，下列关于核外电子能量的叙述错误的是()A．最易失去的电子能量最高B．电离能最小的电子能量最高C．p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量D．在离核最近区域内运动的电子能量最低解析：选项C没有指明p轨道电子和s轨道电子是否处于同一电子层。答案：C2．(双选题)下列原子结构示意图能表示能量最低状态(基态)的是()A. B.C. D.解析：A、C两项中基态原子的核外电子排布符合构造原理。B项和D项中均出现了第二层未排满8个电子，第三层却排布电子的现象，这不是基态，而是激发态。答案：AC3．下列各组指定的元素不能形成AB2型化合物的是()A．1s22s22p2和1s22s22p4B．1s22s22p63s23p4和1s22s22p4C．1s22s22p63s2和1s22s22p5D．1s22s22p5和1s22s22p4解析：先由电子排布式确定是何种元素，再分析判断。A项中的C和O可以形成CO2；B项中的S和O可以形成SO2；C项中的Mg和F可以形成MgF2；D项中的F和O不能形成AB2型化合物。答案：D4．电子在一个原子的下列能级中排布时，最后一个排布的是()A．ns B．npC．(n－1)d D．(n－2)f解析：根据原子中能级的能量高低顺序：ns<(n－2)f<(n－1)d<np，所以最后一个排布的应是能量最高的能级，应为np能级。可见，解此类题，应从构造原理入手，判断出能级的能量高低。基态原子的电子在排布时应先进入能量低的能级，填满后再进入能量高的能级。答案：B5．(双选题)H原子的核外有一个电子，通常排布在1s能级，而不是2s能级上，可以表示为1s1。对此，下列理解中不合理的是()A．1s能级上只能容纳1个电子B．这种排布符合能量最低原理C．1s能级离原子核近，能量高D．排在2s能级上，没有1s能级上稳定解析：1s能级上能容纳2个电子且1s能级离原子核近，能量低，故电子排在2s能级上没有1s能级上稳定。答案：AC6．核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是()A．两粒子的1s能级上电子的能量相同B．两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同D．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同解析：虽然氩原子与硫离子的核外电子排布相同，但它们的质子数不同，对电子的作用力不同，所以各能级电子的能量不同、离核距离不同、化学性质也不同。答案：C7．X2＋的核外电子排布式为1s22s22p6，下列说法正确的是()A．X可能为稀有元素B．X原子的核外电子排布为1s22s22p63s2C．X原子的核外电子排布为1s22s22p62d2D．X2＋的最外电子层上有6个电子解析：X原子应比X2＋多2个电子，故电子排布式为1s22s22p63s2，X为镁元素，Mg2＋的最外层有8个电子。答案：B8．已知三种微粒(原子或离子)的电子排布式如下：11X：1s22s22p619Y：1s22s22p63s23p620Z：1s22s22p63s23p6若将上述三种微粒归为同一类，下列微粒中也可归为此类的是()解析：本题主要考查了认识电子排布式和原子、离子结构示意图的水平，以及对物质分类的能力。分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知，三种微粒都是金属阳离子。分析A～D微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A和D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子，故正确答案为C。答案：C9．若某元素原子处于能量最低状态时，外围电子排布式为4d15s2，则下列说法正确的是()A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有3个未成对电子B．该元素原子核外共有5个电子层C．该元素原子的M层共有8个电子D．该元素原子最外层有3个电子解析：根据构造原理、原子核外电子排布规律、该元素原子的外围电子排布式为4d15s2知其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，该元素原子处于能量最低状态时，原子中只有4d1中的一个未成对电子，A项错误；由核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层，M层共有18个电子，最外层有2个电子，故C、D错误，B正确。答案：B10．在下列各组电子构型中，()属于基态原子，()属于激发原子，()是错误的电子排布式。A．1s22s2B．1s22s23s2C．1s22s22p63s23peq\o\al(1,x)3peq\o\al(1,y)3peq\o\al(1,z)4s1D．1s22s22p63s23p54s1E．1s22s22p63s23peq\o\al(1,x)3peq\o\al(2,y)3peq\o\al(1,z)F．1s22s22p62d53s2解析：基态原子是指电子填充顺序符合能量最低原理，各轨道电子排布不违背泡利不相容原理和洪特规则的原子；激发态原子是指电子未按轨道能量顺序填充，但各轨道电子排布不违背泡利不相容原理和洪特规则的原子。A项表示铍原子的基态；E项表示硫原子的基态(还可写作3peq\o\al(2,x)3peq\o\al(1,y)3peq\o\al(1,z)或3peq\o\al(1,x)3peq\o\al(1,y)3peq\o\al(2,z))；C项中1个3p电子激发到4s轨道上，属于激发态原子；同理，D项中1个3p电子激发到了4s能级上，属于激发态；B项不符合能量最低原理，也不可能是1s22s22p2中2p电子跃迁的结果，是错误的；F项中的“2d”能级是不存在的，也是错误的。答案：A、EC、DB、F11．(双选题)A原子示意图为，则x、y及该原子3p能级上的电子数分别为()A．18、6、4 B．20、8、6C．26、14、6 D．15、3、1解析：因为E3p<E4s<E3d，而该原子4s能级已排满，所以3p能级也已排满，排了6个电子，A、D项错误；3d能级可能排1、2、3、5、6、7、8、10个电子，所以y可能为7、8、9、11、12、13、14、16，B、C项正确。答案：BC二、填空题(共56分)12．(11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ScTiVCrMn核电荷数2122232425最高正价＋3＋4＋5＋6＋7(1)写出下列元素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，并不符合构造原理。人们常常会碰到客观事实与理论不相吻合的问题，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__________________________________。答案：(1)Sc：1s22s22p63s23p63d14s2或[Ar]3d14s2Ti：1s22s22p63s23p63d24s2或[Ar]3d24s2V：1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2Mn：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高能层s电子和次高能层d电子数目之和；能量交错使得d电子也参与了化学反应13．(10分)根据下列叙述，写出元素名称及核外电子排布式。(1)A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：________。(2)B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的倍：________。(3)C元素的单质在常温下可与水剧烈反应，产生的气体能使带火星的木条复燃：________。(4)D元素原子的次外层电子数是最外层电子数的eq\f(1,4)：________。解析：A原子的L层排满有8个电子，故M层有4个电子；B原子次外层电子数只能为2，故最外层电子数为3；C元素为F,2F2＋2H2O=4HF＋O2；D元素最外层电子数为8，次外层电子数为2。答案：(1)硅1s22s22p63s23p2(2)硼1s22s22p1(3)氟1s22s22p5(4)氖1s22s22p614.(12分)根据原子的核外电子排布式，写出该元素的符号及在周期表中的位置。(1)1s22s22p63s23p3__________(2)1s22s22p63s23p64s2__________(3)[Ne]3s23p1__________(4)1s22s22p63s23p63d24s2__________解析：根据能层数判断在第几周期，由价电子数判断族序数，由核外电子数判断元素种类。答案：(1)P第三周期ⅤA族(2)Ca第四周期ⅡA族(3)Al第三周期ⅢA族(4)Ti第四周期ⅣB族15．(12分)有A、B、C、D、E5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1。B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子的两倍，C原子最外层上的电子数等于D原子最外层上电子数的一半。请回答下列问题：(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)________________。写出该物质的一种主要用途：________________________。(3)写出C元素基态原子的电子排布式：______________________。(4)写出D元素原子的价电子排布式________________。解析：B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，所以可得B、D的外围电子层排布为ns2np4，所以B为氧元素、D为硫元素；而A和E属同一族，它们原子的最外层电子排布为ns1，所以A为氢元素，E为钾元素；C原子最外层上电子数等于D原子最外层上电子数的一半，所以C的外围电子层排布为ns2np1，即C为铝元素。答案：(1)HOAlSK(写元素名称也可)(2)KAl(SO4)2·12H2O净水剂(3)1s22s22p63s23p1(4)3s23p416．(11分)有A、B、C、D四种元素，其中A元素是1826年一位法国青年科学家发现的，他在研究海水制盐时向剩余的副产物(苦卤)中通入氯气后发现溶液的颜色变深，经过一步提取可得红棕色液体，有刺激性气味；B、C、D的核外电子层数不超过3个，D原子核内的质子数正好等于C原子核内质子数的2倍，而它们的最外层电子数相等；D原子的最内层电子数是B原子核外电子数的2倍。回答下列问题：(1)四种元素分别为、、、。(2)A原子的电子排布式为________，D原子的原子结构简图为________。(3)写出由上述元素组成的单质和化合物相互作用生成沉淀的两个化学方