高中化学新人教版选择性必修2 第1章 第1节原子结构第3课时 作业

一、选择题(每小题4分，共44分)1．下列能级中原子轨道数为7的是(D)A．s能级B．p能级C．d能级D．f能级解析：s、p、d、f能级中原子轨道数分别为1、3、5、7。2．图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是(B)A．图①中的每个小黑点表示1个电子B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴C．图②表示1s电子只能在球体内出现D．不同能层的s电子云的平均半径相等解析：电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度，小黑点并不表示电子，A项错误；电子云轮廓图是把电子在原子核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的，电子在这一空间出现的概率大，不表示电子不能在这一空间外出现，C项错误；s电子云的平均半径随能层序数的增大而增大，D项错误。3．下列说法正确的是(A)A．1s22s12p1表示的是激发态原子的核外电子排布B．3p2表示3p能级上有两个轨道C．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐降低D．同一原子中，2p、3p、4p能级中的轨道数依次增多解析：A项，1个2s电子被激发到2p能级上，表示的是激发态原子；B项，3p2表示3p能级上填充了2个电子；C项，同一原子中能层序数越大，能级能量也就越高，故1s、2s、3s电子的能量逐渐升高；D项，不同能层的相同能级，其轨道数是相等的。4．下列有关化学用语书写错误的是(A)A．S2－的核外电子排布式：1s22s22p6B．碳原子的价电子轨道表示式：C．碳－14的原子组成符号：eq\o\al(14,6)CD．Cl－的结构示意图：解析：S2－的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p6，故A项错误。5．下列原子中未成对电子数最多的是(C)A．CB．OC．ND．Cl解析：A项，C的核外电子排布式为1s22s22p2，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；B项，O的核外电子排布式为1s22s22p4，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为2；C项，N的核外电子排布式为1s22s22p3，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为3；D项，Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，p能级有3个原子轨道，因此未成对电子数为1。6．已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是(A)A.B.C.D.解析：A项表示的是基态原子，能量处于最低状态；B项中2s能级上的电子跃迁到2p能级上，为激发态原子，能量较高；C项，2p能级上的三个电子应尽可能分占不同的轨道，且自旋方向相同时能量最低；D项，先填满2s能级、再填2p能级时的能量最低。7．下列各组表述中，两个微粒不属于同种元素原子的是(C)A．3p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B．2p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eq\f(1,5)的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：A中，3p能级有一个空轨道，根据洪特规则只能是，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。8．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是(C)A．核外电子是分层运动的B．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定C．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关解析：电子所具有的能量不同，就会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；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项正确；由电子层数确定原子轨道数，C项错误。9．某主族元素的原子，M层上有一个半充满的能级(即该能级的每个轨道只有1个电子)，这种原子的质子数(C)A．只能是7B．只能是15C．是11或15D．只能是11解析：满足题中条件的M能层上的电子排布为3s1或3s23p3，原子核外电子总数为11或15，故C项正确。10．下列元素能形成XY2型化合物的是(B)①原子序数分别为6和16的元素②核内质子数分别为14和8的元素③外围电子排布式分别是3s2和3s23p5的基态原子④轨道表示式分别为如下图所示的两种元素的基态原子A．①②③④B．①②③C．②③D．①解析：①中的两种元素分别为C和S，可以形成CS2；②中两元素分别为Si和O，可以形成SiO2；③中两种元素分别是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中两元素分别为Ne和Mg，不能形成化合物。11．下列说法正确的是(C)A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子B．最外层电子达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋与Ne原子具有相同电子层结构D．原子核外2p原子轨道上有2个未成对电子的元素一定是氧元素解析：核外电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2－、Cl－、K＋、Ca2＋等，A错；最外层电子达稳定结构的微粒还可能是活泼金属的原子失去电子或活泼非金属的原子得电子而形成的离子，B也错；C正确；原子核外2p原子轨道上有2个未成对电子的排布图有(为碳元素)和(为氧元素)，故D错。二、非选择题(共56分)12．(10分)根据核外电子的排布特点推断元素：(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N；其价层电子排布图为。(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为Cl，C离子的结构示意图为。(3)D元素的正三价离子的3d能级为半充满，D的元素符号为Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，其原子的结构示意图为。(4)E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，E的元素符号为_Cu，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1。(5)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2，则n＝2；原子中能量最高的是2p电子，核外电子排布图为。解析：(1)A元素基态原子的电子排布图由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B－、C＋的电子层结构都与Ar相同，即核外都有18个电子，则B为17号元素Cl，C为19号元素K。(3)D元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2即26号元素铁。(4)E元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故E为Cu。(5)F最外层电子排布式为2s22p4。13．(12分)下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答问题：(1)s电子的原子轨道呈球状，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃状，每个p能级有3个原子轨道。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；元素X的名称是氮，它的氢化物的电子式是HHeq\o(N,\s\up6(··),\s\do4(··))H。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号应为S，核外电子排布图为。解析：(1)ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，X是氮元素；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，有n－1＝2，则n＝3，那么X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，X是硫元素。14．(10分)已知M2＋的3d轨道上有5个电子，试回答：(1)M元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。(2)M元素原子的最外层电子数为2，价层电子数为7。(3)M元素在元素周期表中的位置为第四周期第ⅦB族。解析：解本题的关键是弄清楚过渡元素原子的3d轨道电子的排布规律。(1)根据构造原理，因3d轨道未充满，则可推出M为第四周期元素；因3d轨道未充满，4p轨道肯定无电子。M元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2。(2)M元素原子的最外层有2个电子，价层电子数为5＋2＝7。(3)对于第ⅢB～ⅦB族的元素，其价电子数与族序数相同，该M元素原子的价电子数为7，故M为第ⅦB族元素，则M位于第四周期第ⅦB族。15．(12分)有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂BB与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性C元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂请根据表中信息填空。(1)A原子的核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA族；离子半径：B小于(填“大于”或“小于”)A。(3)C原子的电子排布图是，其原子核外有3个未成对电子，能量最高的电子为2p轨道上的电子，其轨道是哑铃形。(4)D原子的电子排布式为1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，D－的结构示意图是。(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为NaOH＋Al(OH)3=NaAlO2＋2H2O，与D的氢化物的水化物反应的化学方程式为3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋3H2O。解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为N，D为Cl。(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)<r(Na＋)。(3)C为N，其电子排布图为，其中有3个未成对电子，能量最高的是2p轨道上的电子，其轨道呈哑铃形。(4)D为Cl，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，简化电子排布式为[Ne]3s23p5，Cl－的结构示意图为。(5)本题考查Al(OH)3与NaOH和HCl反应的方程式，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。16．(12分)有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外仅有一个非空原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素；B元素原子核外p电子数比s电子数少1；C为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等；D元素的原子核外所有p轨道为全充满或半充满状态。(1)写出四种元素的元素符号：AH，BN，CMg，DP。(2)写出C、D两种元素基态原子的核外电