高中化学人教版选择性必修2《物质结构与性质》《长江作业本》01+课后素养评价（一）原子结构

知识点1能层、能级、构造原理1．下列能级符号表示错误的是()A．2p B．3fC．4s D．5dB解析：第二能层含有2个能级，分别是2s、2p能级，A正确；第三能层含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，不存在3f能级，B错误；第四能层含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，C正确；第五能层含有5个能级，D正确。2．下列说法正确的是()A．同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大B．各能层的能级都是从s能级开始到f能级结束C．同是s能级，在不同的能层中所含原子轨道数是不相同的D．各能层含有的原子轨道数为2n2(n为能层序数)A解析：同一原子中能层序数越大，能量越高，A正确；各能层的能级都是从s能级开始，但是不一定到f能级结束，如第一能层只有s能级，无f能级，第二能层只有s、p能级，无f能级，B错误；s能级的原子轨道数为1，不同的能层所含的s能级的原子轨道数是相同的，C错误；各能层含有的原子轨道数为n2(n为能层序数)，D错误。3．下列说法正确的是()A．所有的电子在同一区域里运动B．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动C．根据构造原理，核外电子优先排布在能量较低的能级上D.同一原子中，1s、2s、3s能级所能容纳的电子数不同C解析：原子核外有多电子时，电子的能量不尽相同，电子不可能都在同一区域里运动，而是分层排布的，A错误；能量低的电子在离原子核近的区域里运动即在低能层运动，而能量高的电子在离核远的区域即高能层运动，能量相近的电子在同一能层运动，B错误；能量越低越稳定，根据构造原理可知，核外电子优先排布在能量较低的能级上，C正确；s能级最多容纳2个电子，与其所在能层高低无关，D错误。知识点2电子云与原子轨道4．玻尔理论、量子力学理论都是对核外电子运动的描述方法，根据对它们的理解，下列说法正确的是()A．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动B．3px、3py、3pz的轨道相互垂直，能量不同C．各原子能级之间的能量差不一致，这是量子力学中原子光谱分析的理论基础D．同一能层的p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量C解析：s轨道的形状为球形，即s电子的电子云轮廓图为球形，而非电子运动轨迹，故A错误；3px、3py、3pz相互垂直且能量相同，故B错误；各原子的能级由于电子填充情况不同，能量有所差异，不同元素的原子的电子发生跃迁时吸收或释放不同的光，从而利用其原子光谱进行元素分析，故C正确；同一能层np能量大于ns，故D错误。知识点3核外电子排布的表示方法5．下列是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况，其中正确的是()D解析：A项，同一原子轨道中电子自旋平行，违反泡利不相容原理，错误；B项，2p能级有3个电子，应分占3个原子轨道，且自旋平行，不符合洪特规则，错误；C项，同一能级不同原子轨道中的单电子自旋相反，违反了洪特规则，错误；D项，符合洪特规则、泡利原理，正确。6．根据原子核外电子排布规则，回答下列问题：(1)基态N的核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。(2)写出基态24Cr的价层电子排布式：________。(3)写出基态N的核外电子排布图：__________。(4)若将基态14Si的核外电子排布式写成1s22s22p63s33p1，则它违背了________________________________________________________________。解析：(1)基态N的核外电子排布式为1s22s22p3，电子占据最高能级的符号是2p，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为哑铃形。(2)基态24Cr的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子排布式为3d54s1。(3)基态N的核外电子排布式为1s22s22p3，核外电子排布图：(4)同一个原子轨道中最多含有2个自旋相反的电子，若将基态14Si的电子排布式写成1s22s22p63s33p1，则它违背了泡利原理。答案：(1)2p哑铃形(2)3d54s1(4)泡利原理7．Ti62A是一种由Ti、Al、Sn和Si等组成的合金，其中Si和Sn两种元素在元素周期表中位于同一纵列，下列有关说法错误的是()A．基态Sn的价层电子排布式为5s25p2B．基态Si和基态Ti的价层电子数不相等C．基态Ti原子核外有7种能量不同的电子D．基态Al原子核外有13种运动状态不同的电子B解析：Sn处于第五周期第ⅣA族，基态Sn的价层电子排布式为5s25p2，A正确；基态Si价层电子排布式为3s23p2，价层电子数为4，基态Ti价层电子排布式为3d24s2，价层电子数为4，B错误；基态Ti的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，其中能量不同的电子，1s、2s、3s、4s各有1种，2p、3p各有1种，3d有1种，共7种，C正确；基态Al核外有13个电子，则其有13种运动状态不同的电子，D正确。8．某基态原子的M层有4个p电子，下列叙述错误的是()A．该原子的N层不含有电子B．该原子L层一定有8个电子C．该原子的最外层电子数是4D．该原子有两个未成对电子C解析：根据该基态原子的M层p能级上有4个电子可知，该原子价层电子排布式是3s23p4，是S。价层电子排布式是3s23p4，则N层不含有电子，A正确；硫原子L层含有8个电子，B正确；硫原子最外层电子数是6，C错误；基态硫原子的电子排布式是[Ne]3s23p4，所以该原子3p能级有两个未成对电子，D正确。9．s能级和p能级的电子云轮廓图如图所示，试回答下列问题：(1)s能级的电子云轮廓图呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p能级的电子云轮廓图呈________形，每个p能级有________个原子轨道。(2)元素X的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+1，原子中能量最高的是________能级电子，其电子云在空间有________个互相垂直的伸展方向。(3)下列基态原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是________(填序号)。①K＋：1s22s22p63s23p6②F：1s22s23p5④Cu：1s22s22p63s23p63d94s2⑤Fe2+：1s22s22p63s23p63d6⑥Mg：1s22s22p63s2解析：(1)s能级的电子云轮廓为球形；每个s能级有1个原子轨道；p能级的电子云轮廓呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。(2)np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，故n＝2，元素X的基态原子核外电子排布式为1s22s22p3，原子中能量最高的是2p能级电子，其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向。(3)①K＋核外有18个电子，基态K＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，故①正确；②3p能级能量比2p能级高，应是2p能级填充5个电子，故②错误；③3p能级应是3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋平行，故③错误；④应满足洪特规则特例，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故④错误；⑤原子形成阳离子先失去高能层中能级的电子，基态Fe2+的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，故⑤正确；⑥符合能量最低原理，故⑥正确；⑦同一轨道中2个电子自旋相反，故⑦错误。答案：(1)球1哑铃3(2)2p3(3)①⑤⑥10．(挑战创新题)有A、B、C、D、E5种元素，它们原子的核电荷数依次增大，且都小于20。A为非金属元素，A和E属同一族，它们基态原子的最外层电子排布式为ns1。B和D也属同一族，它们基态原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，基态C原子最外层上电子数等于基态D原子最外层上电子数的一半。(1)A是________，B是________，C是________，D是____________，E是________。(2)由这5种元素组成的一种化合物是__________________(填化学式)。写出该物质的一种主要用途：__________________________________________________。(3)写出基态C原子的电子排布式：______________________________________________________________________________________________________。(4)用轨道表示式表示基态D原子的最外层电子排布：___________________________________________________________________。解析：A、B、C、D、E原子的核电荷数依次增大且都小于20；B和D属同一族，它们基态原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，可得基态B、D原子的最外层电子排布式为ns