1.1原子结构 同步练习24-2-高二化学人教版（2019）选择性必修2
未命名
一、单选题
1．下列基态原子的原子核外未成对电子数最少的是
A．P B．Cr C．Mg D．S
2．基于构造原理填充顺序，下列原子轨道的能量大小比较，正确的是
A． B．
C． D．
3．下列哪种电子排布不属于激发态
A． B．
C． D．
4．前四周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X的气态氢化物水溶液呈碱性，Y的原子核外有2个未成对电子，Z的单质燃烧时火焰呈黄色，W的原子序数是Y的两倍，Q的最外层有一个电子且内层轨道全充满，下列说法正确的是
A．X的外围电子排布图为：
B．Y与Z可形成两种离子化合物
C．Q元素位于第四周期IA族
D．W的简单气态氢化物的稳定性比Y的强
5．下列化学用语正确的是
A．的结构示意图： B．基态磷原子核外电子有9种空间运动状态
C．HClO的结构式 D．基态的价层电子排布式：
6．某原子的核外电子排布式为1s22s22p3，下列说法正确的是
A．该原子的轨道表示式为
B．该原子核外有3种能量不同的电子
C．该原子核外最外层电子占据3个原子轨道
D．该原子核外最外层上有3种运动状态不同的电子
7．下列叙述中，正确的是
A．各电子层含有的原子轨道数为2n2
B．各电子层的能级都是从s能级开始，到f能级结束
C．3d能级有5个原子轨道，且电子按3p→3d→4s的顺序填充
D．s、p、d能级所含有的原子轨道数分别为1、3、5
8．下列表达方式正确的是
A．P的核外电子排布式：3s23p3 B．B的价电子排布图：
C．Cr原子结构示意图： D．Fe2+的价电子排布式为：[Ar]3d104s2
9．下列化学用语表示正确的是
A．基态氯原子价层电子的轨道表示式为
B．基态铍原子最外层原子轨道的电子云图：
C．基态碳原子的电子排布式为
D．水的电子式：
10．下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B．基态Fe原子的外围电子排布图为
C．根据原子核外电子排布的特点，Zn在周期表中属于d区元素
D．基态Na原子核外电子的空间运动状态有11种
11．某基态原子的核外电子排布式为，下列说法中错误的是
A．该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子
B．该元素原子价电子排布式为
C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态
D．该元素原子核外有8种能量不同的电子
12．下列说法正确的是
A．原子的电子填充顺序依次为3s→3p→3d→4s
B．某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量
C．按照泡利原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
D．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
13．下列说法中正确的是
A．同一原子处于激发态时的能量一定大于其处于基态时的能量
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s12p3
C．焰色反应是化学变化
D．某些金属元素的特殊焰色是金属原子的电子从基态跃迁到激发态时产生的
14．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X的价层电子排布式为nsnnpn，基态Y原子的未成对电子数为2，基态Z原子的M能层电子只有1种自旋状态，W3+的3d轨道处于半充满状态，下列说法错误的是
A．Y与X、Z元素均能形成常见的两种化合物
B．由X、Y、Z三种元素形成的化合物，其水溶液可能呈酸性
C．基态W原子的未成对电子数为4
D．中的各原子均满足8电子稳定结构
二、填空题
15．能层
(1)含义：多电子原子核外电子的能量是不同的，核外电子按 分成能层。
(2)原子核外电子的排布规律
①
电子层数 一 二 三 四 五 六 七
符号
每层最多容纳电子数
②能量规律：原子核外电子总是可能先排布在能量 的电子层上，然后由内向外依次排布在能量 的电子层。即：能层的高低顺序为 。
③数量规律：每层容纳的电子数不超过 。
最外层电子数不超过 (K层为最外层时，电子数不超过 )
次外层电子数不超过18
倒数第三层电子数不超过32
16．原子核外电子排布与族的关系
(1)将下列各主族元素的价电子数、价电子排布式填入表中
主族数 IA IIA IIIA IVA VA VIA VIIA
价电子排布式
列数 1 2 13 14 15 16 17
价电子数
(2)以第四周期副族元素为例，填写表格
副族元素 21Sc 22Ti 23V 24Cr 25Mn 29Cu 30Zn
族数
价电子排布式
价电子数目
17．原子核外电子排布与周期的关系
根据构造原理得到的核外电子排布，可以解释元素周期表的基本结构。
①第一周期从 开始，以 结束，只有两种元素。
②其余各周期总是从 能级开始，以 能级结束，
③而从 能级开始以 能级结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的 。具体数据如为：
1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s
若以一个方格代表一种元素，每个周期排一个横行，并按s、p、d、f分段，左侧对齐。
18．基态氟原子核外有 种运动状态不同的电子，其中含有单电子的轨道形状为 。
19．I.2020年12月17日，我国“嫦娥五号”返回器携月壤成功着陆。研究发现，月壤中存在天然的铁、金、银、铅、锌、铜、锑、铼等矿物颗粒。
(1)写出铜的基态原子的电子排布式： 。
(2)第四周期的元素原子中最外层电子数与铜原子的相同的元素有 (填元素符号)。
(3)Fe在周期表中位于 周期 族。
(4)s电子的原子轨道呈 形，每个s能级有 个原子轨道；p电子的原子轨道呈 形，每个p能级有 个原子轨道。
(5)基态铝原子核外共有 种不同能级的电子，有 种不同运动状态的电子。
20．回答下列问题：
(1)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。在基态14C原子中，核外存在 对自旋相反的电子。
(2)N的基态原子核外电子排布式为 ；Cu的基态原子最外层有 个电子。
(3)钒(23V)是元素广泛用于催化及钢铁工业。钒在元素周期表中的位置为 ，其价层电子的轨道表示式为 。
(4)Na位于元素周期表第 周期第 族；S的基态原子核外有 个未成对电子；Si的基态原子核外电子排布式为 。
(5)Cu＋基态核外电子排布式为 。
(6)基态Fe原子有 个未成对电子，Fe3＋的电子排布式为 。
(7)31Ga基态原子的核外电子排布式是 。
(8)铝原子核外电子云有 种不同的伸展方向，有 种不同运动状态的电子。
(9)基态Mn2＋的核外电子排布式为 。
(10)Se原子序数为 ，其核外M层电子的排布式为 。
(11)可正确表示原子轨道的是_______。
A．2s B．2d C．3pz D．3f
参考答案：
1．C
【详解】A．P原子的价层电子排布式为，原子核外未成对的电子数为3；
B．Cr原子的价层电子排布式为，原子核外未成对的电子数为6；
C．Mg原子的价层电子排布式为，原子核外未成对的电子数为0；
D．S原子的价层电子排布式为，原子核外未成对的电子数为2；
综上所述Mg原子核外未成对电子数为0最少，故C符合题意；
答案选C。
2．A
【详解】根据能级构造原理可知，不同能级能量由低到高的顺序为：1s＜2s＜2p＜3s＜3p＜4s＜3d＜4p＜5s＜4f，据此分析解题：
A．根据能级构造原理可知，，A正确；
B．根据能级构造原理可知，，B错误；
C．根据能级构造原理可知， ，C错误；
D．根据能级构造原理可知，同一能级不同轨道的能量相同，故，D错误；
故答案为：A。
3．C
【解析】略
4．B
【分析】前四周期元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大，X的气态氢化物水溶液呈碱性，则X为N元素；Z的单质燃烧时火焰呈黄色，则Z为Na元素；Y的原子核外有2个未成对电子，则Y为O元素；W的原子序数是Y的两倍，则W为S元素；Q的最外层有一个电子且内层轨道全充满，则Q为Cu元素。
【详解】A．氮元素的原子序数为7，外围电子排布式为2s22p3，排布图为 ，故A错误；
B．钠元素和氧元素形成的氧化钠、过氧化钠都是离子化合物，故B正确；
C．铜元素的原子序数为为29，位于元素周期第四周期IB族，故C错误；
D．同主族元素，从上到下元素的非金属性依次减弱，简单气态氢化物的稳定性依次减弱，则硫化氢的稳定性弱于水，故D错误；
故选B。
5．B
【详解】A．Cl-的结构示意图为 ，A错误；
B．磷为15号元素，基态磷原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，共有1+1+3+1+3=9种空间运动状态，B正确；
C．HClO的结构式 H-O-Cl ，C错误；
D．铁为26号元素，基态铁原子价层电子排布式为3d64s2，失去3个电子得到Fe3+，则基态Fe3+的价层电子排布式为3d5，D错误；
故选B。
6．B
【详解】A．不符合洪特规则，故A错误；
B．核外电子分布在1s、2s、2p三个能量不同的能级上，因此有三种能量不同的电子，故B正确；
C．最外层占据了4个轨道，故C错误；
D．最外层有5个电子，有5中运动状态不同的电子，故D错误；
答案选B。
7．D
【详解】A．第一层含有1个s轨道，第二层含有1个s轨道和3个p轨道，共4个原子轨道，第三层含有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道，以此类推，可知各电子层含有的原子轨道数为n2，故A错误；
B．第一电子层只有s能级，无f能级，第二电子层只有s、p能级，无f能级，故B错误；
C．3d能级有5个原子轨道，根据能量最低原理，电子按3p→4s→3d的顺序填充，故C错误；
D．各能级的原子轨道数取决于原子轨道在的空间分布状况，s、p、d能级分别含有1、3、5个原子轨道，故D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．P原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，故A错误；
B．B的价电子排布图为：，故B错误；
C．Cr的原子序数为24号，原子结构示意图为，故C正确；
D．Fe2+的价电子排布式为：[Ar]3d10，故D错误；
答案选C。
9．A
【详解】A．氯元素的原子序数为17，基态原子的价层电子排布式为3s23p5，价层电子的轨道表示式为，故A正确；
B．铍元素的原子序数为4，基态原子的价层电子排布式为2s2，则原子最外层原子轨道的电子云图为球形，不是纺锤形，故B错误；
C．碳元素的原子序数为6，基态原子的电子排布式为1s22s22p2，故C错误；
D．水是共价化合物，电子式为，故D错误；
选A。
10．B
【详解】A．同一能层中的p轨道电子的能量一定比s轨道电子能量高，但外层s轨道电子能量则比内层p轨道电子能量高，A错误；
B．基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，则基态Fe外围电子排布图为，B正确；
C．Zn位于第四周期第ⅡB族，属于ds区元素，C错误；
D．原子核外有几个轨道，就有几种空间运动状态。Na是11号元素，原子核外电子排布是1s22s22p63s1，其核外电子占具的轨道数目是1+1+3+1=6，所以基态Na原子核外电子的空间运动状态有6种，D错误；
故选B。
11．B
【详解】A．根据泡利不相容原理，一个原子中不可能存在运动状态完全相同的两个电子，原子核外有多少个电子，就有多少种运动状态。该元素是硒，硒原子有34个电子，原子核外应该有34个运动状态不同的电子，A正确；
B．主族元素原子的价电子是最外层电子，硒原子的价电子排布式应该为，B错误；
C．量子力学将核外电子的一种空间运动状态叫做一个原子轨道，基态硒原子的核外电子共占据了18个原子轨道，其核外电子有18种空间运动状态，C正确；
D．决定电子能量的因素是能层和能级，原子核外电子占据了多少个能级，其能量就有多少种。基态硒原子的核外电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s和4p，所以，该原子核外有8种能量不同的电子，D正确；
故选B。
12．C
【详解】A．同一原子中，3s、3p、4s、3d能量依次升高，根据能量最低原理电子填充顺序为3s→3p→4s→3d，A错误；
B．3s轨道上的电子比3p轨道上的电子能量更低，所以原子核外电子由，原子要吸收能量，B错误；
C．在多电子的原子中，电子填充在不同的能层，能层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，C正确；
D．p轨道是哑铃形的，任何能层的p能级都有3个原子轨道，与电子层无关，D错误；
故选C。
13．A
【详解】A．基态原子吸收能量变为激发态原子，所以激发态原子能量大于基态原子能量的，故A正确；
B．基态C原子核外有6个电子，根据构造原理知C元素基态原子核外电子排布式为1s22s22p2，故B错误；
C．焰色反应为元素的性质，过程中没有新物质生成，属于物理变化，故C错误；
D．电子由基态跃迁到激发态需要吸收光子，获得能量，从由激发态跃迁到能量较低的激发态乃至基态以光能形式释放能量，产生焰色反应，故D错误；
故选A。
14．B
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的前四周期元素，X的价层电子排布式为nsnnpn，则X的价电子排布式为2s22p2，其为碳元素；基态Z原子的M能层电子只有1种自旋状态，则其价电子排布式为3s1，其为钠元素；基态Y原子的未成对电子数为2，则其价电子排布式为2s22p4，其为氧元素；W3+的3d轨道处于半充满状态，则W原子的价电子排布式为3d64s2，其为铁元素；即X、Y、Z、W分别为C、O、Na、Fe。
【详解】A．Y与X、Z元素均能形成常见的两种化合物CO、CO2、Na2O、Na2O2，A正确；
B．由X、Y、Z三种元素形成的化合物，可能为Na2CO3、Na2C2O4等，它们都为强碱弱酸盐，其水溶液都呈碱性，B错误；
C．基态W原子的价电子排布式为3d64s2，未成对电子数为4，C正确；
D．为CO2，电子式为，各原子均满足8电子稳定结构，D正确；
故选B。
15．(1)能量不同
(2) K L M N O P Q 2 8 18 32 50 72 98 较低 较高 E(K)＜E(L)＜E(M)＜E(N)＜E(O)＜E(P)＜E(Q) 2n2 8 2
【解析】略
16．(1) ns1 ns2 ns2np1 ns2np2 ns2np3 ns2np4 ns2np5 1 2 3 4 5 6 7
(2) IIIB IVB VB VIB VIIB IB IIB 3d14s2 3d24s2 3d34s2 3d54s1 3d54s2 3d104s1 3d104s2 3 4 5 6 7 11 12
【解析】略
17． 1s1 1s2 ns np ns np 元素数 2 8 8 18 18 32
【详解】①第一周期从1s1开始到1s2结束。
②其余各周期总是从ns能级开始，以np能级结束。
③而从ns能级开始以np能级结束递增的核电荷数(或电子数)就等于每个周期里的元素数。具体数据如为：
1s 2 2s 2p 8 3s 3p 8 4s 3d 4p 18 5s 4d 5p 18 6s 4f 5d 6p18 7s 32 。
18． 9 哑铃形
【详解】氟元素的原子序数为9，电子排布式为1s22s22p5，含有单电子的轨道为轨道形状为哑铃形的2p轨道，由泡利不相容原理可知，原子核外没有运动状态完全相同的电子，则基态氟原子核外有9种运动状态不同的电子，故答案为：9；哑铃形。
19．(1)[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63dl04s1
(2)K、Cr
(3) 4 VⅢ
(4) 球 1 哑铃 3
(5) 5 13
【解析】(1)
铜原子核电荷数为29，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63dl04s1；
(2)
铜原子核电荷数为29，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63dl04s1；第四周期的元素原子中最外层电子数与铜原子的相同的元素有钾(K)和铬(Cr)，钾原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p64s1，原子的核外电子排布式为；
(3)
铁原子的核电荷数为26，核外电子排布为：1s22s22p63s23p64s23d6，Fe在周期表中位于第四周期第VⅢ族；
(4)
s电子的原子轨道为，呈球形，每个s能级只能容纳自旋方向相反的2个电子。所以每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道为，从图中看出p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道；
(5)
铝原子的核电荷数13，基态铝原子核外电子排布为：1s22s22p63s23p1，有1s、2s、2p、3s、3p共有5种不同能级的电子，原子核外共有13个电子，有13种不同运动状态的电子。
20．(1) 电子云 2
(2) 1s22s22p3 1
(3) 第四周期第ⅤB族
(4) 三 ⅠA 2 1s22s22p63s23p2或[Ne]3s23p2
(5)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10
(6) 4 1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(7)1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar]3d104s24p1
(8) 4 13
(9)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5
(10) 34 3s23p63d10
(11)AC
【解析】(1)
电子在原子核外出现的概率密度分布通常用电子云来形象化描述；的轨道表示式为，所以其基态原子中核外存在2对自旋状态相反的电子；
(2)
N元素的原子序数为7，基态原子的核外电子排布式为1s22s22p3；Cu元素位于第四周期第ⅠB族，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，最外层有1个电子；
(3)
钒在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤB族，其价层电子排布式为3d34s2，根据洪特规则和泡利原理，价层电子的轨道表示式为。
(4)
Na元素属于短周期主族元素，核外有3个电子层，最外层有1个电子，故位于元素周期表第三周期第ⅠA族；S的核外电子排布式为：1s22s2sp63s23p4，其3p能级上2个电子各占据一个轨道，属于未成对电子，故此处填2；Si原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p2；
(5)
Cu为29号元素，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，则Cu＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10；
(6)
基态Fe原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，所以有4个未成对电子，失去2个4s电子、1个3d电子形成Fe3+，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；
(7)
Ga元素为31号元素，核外有31个电子，对应电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s24p1或[Ar] 3d104s24p1；
(8)
铝原子核外电子云有s、p，分别有1、3种伸展方向，故其核外电子云有4种伸展方向；其核外有13个电子，则有13种不同运动状态的电子。
(9)
Mn的核外电子数为25，基态Mn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。
(10)
Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34；其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10；
(11)
L能层只有2s、2p能级，M能层只有3s、3p、3d能级，故答案选AC。
试卷第1页，共3页
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