2025年高考化学第一轮总复习：22原子结构原子核外电子排布

/2025年高考化学第一轮总复习：22原子结构原子核外电子排布1．(2025·河南郑州检测)三星堆见证了中华文明起源的多样性，其通过“14C测定法”初步确定其年代区间。下列有关说法正确的是()A．14C与12C互为同位素B．14C的核外电子数是14C．14C可由中子轰击14N产生，14C与14N化学性质相同D．青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的样品[答案]A[解析]14C与12C的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；14C的质量数是14，质子数是6，核外电子数＝质子数＝6，故B错误；14C与14N的质子数不同，化学性质不同，故C错误；青铜器皿由金属Cu等组成，不含碳元素，不能用14C来检验，故D错误。2．(2025·广东河源开学考试)科学家用中子轰击金属原子eq\o\al(23,12)Mg生成eq\o\al(23,11)Na：eq\o\al(23,12)Mg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(23,11)Na＋eq\o\al(1,1)H，下列说法正确的是()A.eq\o\al(23,11)Na的质量数为11B.eq\o\al(23,12)Mg和eq\o\al(23,11)Na中子数相同C．钠镁合金熔点比金属镁高D.eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(1,1)H2在一定条件下均与O2反应[答案]D[解析]eq\o\al(23,11)Na的质量数为23，A错误；eq\o\al(23,12)Mg的中子数为11，eq\o\al(23,11)Na的中子数为12，B错误；钠镁合金熔点比金属Mg低，C错误；eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(1,1)H2均可与O2进行燃烧反应，D正确。3．在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是()A.eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(27,12)Mg＋XB.eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋XC.eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋XD.eq\o\al(239,92)U→eq\o\al(239,93)Np＋X[答案]C[解析]根据质量数守恒和质子数守恒，可知选项C正确。4．下列关于eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl、O2和O3、1Heq\o\al(16,2)O和2Heq\o\al(18,2)O的说法正确的是()A.eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl互为同素异形体B．O2和O3是氧元素的两种核素C.eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl中的35和37均表示质量数D．1Heq\o\al(16,2)O和2Heq\o\al(18,2)O表示同一种水分子[答案]C[解析]eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl互为同位素，A错误；O2和O3是氧元素组成的同素异形体，B错误；eq\o\al(35,17)Cl和eq\o\al(37,17)Cl中的35和37均表示质量数，C正确；1Heq\o\al(16,2)O和2Heq\o\al(18,2)O表示同一种物质的不同分子，D错误。5．(2025·山东青岛检测)下列叙述正确的是()A．任一能层都含ns、np能级，不一定含nd、nf能级B．钠的焰色试验呈黄色，是电子由基态转化为激发态时吸收能量产生的C．一个电子从3p能级跃迁到3s能级，产生的原子光谱为吸收光谱D．同一原子中，相同能层的不同能级电子的能量高低不同[答案]D[解析]第一能层(K层)只含1s能级，不含其他能级，A错误；钠的焰色试验呈黄色，是电子由激发态转化为基态时放出能量产生的，B错误；一个电子从3p能级跃迁到3s能级时释放能量，产生的原子光谱为发射光谱，C错误；同一原子中，相同能层的不同能级电子的能量，按ns、np、nd、nf……的顺序逐渐升高，D正确。6．在考古研究中，通过分析铜器中82Pb(铅)同位素的比值，可以推断铜器是否同源。下列说法不正确的是()A．204Pb和206Pb互为同素异形体B．204Pb含有中子数为122C．可用质谱法区分204Pb和206PbD．Pb的原子半径比Ge大[答案]A[解析]204Pb和206Pb是Pb元素形成的两种核素，二者互为同位素，A错误；Pb是82号元素，其原子的质子数为82，则204Pb含有的中子数为204－82＝122，B正确；质谱可测定物质的相对分子质量，204Pb和206Pb的质量数不同，故可以用质谱法区分，C正确；Pb和Ge是同主族元素，Pb是第六周期元素，Ge是第四周期元素，则Pb的原子半径比Ge大，D正确。7．(2025·河北邯郸六校联考)氘(eq\o\al(2,1)H)和氚(eq\o\al(3,1)H)是氢元素的两种同位素，其中仅eq\o\al(3,1)H具有放射性。下列说法正确的是()A.eq\o\al(2,1)H2O的相对分子质量为18B.eq\o\al(3,1)H的中子数为1C.eq\o\al(2,1)H2O具有放射性D．可用质谱法区分H2和eq\o\al(2,1)H2[答案]D[解析]eq\o\al(2,1)H2O的相对分子质量为2×2＋16＝20，A错误；eq\o\al(3,1)H的质子数为1，质量数为3，则中子数为2，B错误；eq\o\al(3,1)H具有放射性，eq\o\al(2,1)H不具有放射性，C错误；H2和eq\o\al(2,1)H2的相对分子质量分别为2、4，可用质谱法区分，D正确。8．下面是第二周期部分元素基态原子的轨道表示式，据此下列说法错误的是()A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)D．N原子核外有5种运动状态的电子[答案]D[解析]由题目所给的四种元素原子的轨道表示式可知，在一个原子轨道里，最多能容纳2个电子，符合泡利不相容原理，A正确；电子排在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，符合洪特规则，B正确；任意能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，C正确；N原子核外有7种运动状态的电子，D错误。9．在生命科学的研究工作中，氚(eq\o\al(3,1)H)标记化合物是必不可少的研究工具。可通过核素eq\o\al(b,a)X或eq\o\al(14,7)N衰变得到，其衰变过程如下：(1)eq\o\al(b,a)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He；(2)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(n,m)Y。下列推断错误的是()A.eq\o\al(b,a)X的中子数为3B.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互为同位素C.eq\o\al(n,m)Y可用于测定相对原子质量D．基态碳原子核外电子的空间运动状态有6种[答案]D[解析]根据eq\o\al(b,a)X＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(4,2)He可知，X的质量数为3＋4－1＝6，质子数为2＋1－0＝3，则eq\o\al(b,a)X的中子数为6－3＝3，A正确；eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是质子数相同、中子数不相同的原子，三者互为同位素，B正确；eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(n,m)Y，则eq\o\al(n,m)Y的质量数为1＋14－3＝12，质子数为7－1＝6，eq\o\al(12,6)C可用于测定相对原子质量，C正确；基态碳原子核外电子的轨道表示式为，电子占据4个不同的轨道，故基态碳原子核外电子的空间运动状态有4种，D错误。10．(2025·辽宁锦州期初联考)由多元素组成的化合物Fe-Sm-As-F-O是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法不正确的是()A．基态O原子核外电子的空间运动状态有5种B．基态F原子核外电子排布式为1s22s22p5C．基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p3D．基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2[答案]C[解析]基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4，电子占据1s、2s和2p共5个原子轨道，故其核外电子的空间运动状态有5种，A正确；F原子核外有9个电子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p5，B正确；基态As原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p3，C错误；基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，则其价层电子排布式为3d64s2，D正确。11．下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应，又能与烧碱溶液反应，且都产生H2的是()A．核内无中子的原子B．价电子排布式为3s23p4的原子C．核外电子排布图为的基态原子D．处于激发态时其原子的电子排布式可能为1s22s22p63s13p2[答案]D[解析]既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应的单质，且都产生H2，应为Al，核内无中子的原子，为H，故A错误；价电子排布式为3s23p4的原子，为S，故B错误；核外电子排布图为的基态原子，为Mg，故C错误；处于激发态时其原子的电子排布式可能为1s22s22p63s13p2，为Al，故D正确。12．(2025·广东东莞实验中学月考)下列表达方式正确的是()A．29Cu的价层电子排布式：3d94s2B．p－pσ键电子云轮廓图：C．基态碳原子的价层电子的轨道表示式：D．N2的电子式：[答案]C[解析]29Cu的简化电子排布式为[Ar]3d104s1，则其价层电子排布式为3d104s1，A不正确；p－pπ键电子云轮廓图为，p－pσ键电子云轮廓图为，B不正确；基态碳原子的价层电子排布式为2s22p2，则其轨道表示式为，C正确；N2中，两个N原子间形成三个共用电子对，另外，每个N原子的最外层还有1个孤电子对，电子式为，D不正确。13．A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元素，其原子序数依次增大。A元素的一种核素的质量数是14，中子数是8；B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；C是地壳中含量最多的一种元素；D元素基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有1个未成对电子；E是一种常见的金属元素，可形成多种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色物质；F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。请回答下列问题：(1)D元素的基态原子中，核外电子占据的最高能层的符号为________。(2)B元素的基态原子价层电子的轨道表示式为________。(3)请解释E3＋比E2＋稳定的原因：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)基态F2＋的核外电子排布式为______________________________。(5)A、B、C三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________(用元素符号表示)。[答案](1)M(2)(3)Fe2＋的价层电子轨道表示式为，而Fe3＋的价层电子轨道表示式为，是半充满状态，离子的能量低、较稳定(4)1s22s22p63s23p63d9(5)N>O>C[解析]A元素的一种核素的质量数是14，中子数是8，则其质子数为6，为C元素；B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，其价层电子排布式为2s22p3，为N元素；C是地壳中含量最多的一种元素，为O元素；D元素基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有1个未成对电子，其价层电子排布式为3s23p5，为Cl元素；E是一种常见的金属元素，可形成多种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性的黑色物质，为Fe元素；F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，则其价层电子排布式为3d104s1，为Cu元素。综上所述可得A、B、C、D、E、F分别为C、N、O、Cl、Fe、Cu元素。(1)D为Cl元素，其基态原子的价层电子排布式为3s23p5，则核外电子占据的最高能层的符号为M。(2)B为N元素，其基态原子价层电子的轨道表示式为。(4)F为Cu元素，其二价阳离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9。(5)A、B、C分别为C、N、O元素，三种元素在周期表中左右相邻，N的2p轨道半充满，原子的能量低，第一电离能反常高，则第一电离能从大到小的顺序为N>O>C。14．(2025·广东广州检测)前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A是形成化合物种类最多的元素；B与A同周期，其原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等；C为第三周期元素，其离子半径在该周期元素中最小；D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2；E的单质为紫红色金属。回答下列问题：(1)基态D原子的核外电子排布式为________________________。(2)基态A原子原子核外电子共有________种不同空间运动状态；B元素基态原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈________形。(3)C元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________。(4)基态E原子的价层电子排布式为________________，其基态原子核外填充有电子的能量最高的能层的符号为________，该能层上含有的原子轨道数为________。[答案](1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)(2)4哑铃(3)Al3＋＋3NH3·H2O=Al(OH)3↓＋3NHeq\o\al(＋,4)(4)3d104s1N16[解析]前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大，A是形成化合物种类最多的元素，则A为碳元素。B与A同周期(第二周期)，B原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，则B为氧元素。C为第三周期元素，其离子半径在该周期元素中最小，则C为铝元素。D原子核外p能级上的电子总数比s能级上的电子总数多2，且D的核电荷数大于13，则基态D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，D为硅元素。E的单质为紫红色金属，则E为铜元素。15．(1)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛，则基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________，有________个未成对电子。(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用________形象化描述。碳及其化合物广泛存在于自然界中，则在基态C原子中，核外存在________对自旋相反的电子。(3)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为________，可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜色为________________。(4