人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构课堂检测

第一章　原子结构与性质

第一节   原子结构

1.1.2　构造原理与电子排布式 电子云与原子轨道

一．选择题

1.下列有关原子核外电子的能量与运动状态的说法正确的是(　　)

A． 在同一原子中，2p、3p、4p……能级的电子轨道数依次增多

B． 在同一能级上运动的电子，其能量一定相同

C． 在同一能级上运动的电子，其运动状态有可能相同

D． 在同一原子中，1s、2s、3s、4s……能级的原子轨道的平均半径相同

【答案】B

【解析】在同一原子中，任一能层的p能级都有三个互相垂直的原子轨道，A项错误；决定电子能量的是能层和能级，也就是说，处于同一能层相同能级上的电子，即使处在不同的原子轨道上，其能量也是相同的，B项正确；同一原子中没有运动状态完全相同的两个电子，C项错误；虽然s能级的原子轨道的形状都是球形，但按照1s、2s、3s、4s……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大，D项错误。

2.下列说法中正确的是(　　)

A． [Ne]3s2表示的是Mg原子

B． 3p2表示第三能层有2个电子

C． 同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小

D． 2p、3p、4p能级容纳的最多电子数依次增多

【答案】A

【解析】[Ne]3s2是Mg原子的简化电子排布式，A项正确；3p2表示3p能级上有2个电子，B项错；同一原子中，1s、2s、3s电子的能量依次升高，C项错；2p、3p、4p能级容纳的最多电子数相同，均为6，D项错。

3.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1s22s22p63s2

C． X原子的核外电子排布为1s22s22p62d2

D． X2＋的最外电子层上有6个电子

【答案】B

【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。

4.4p轨道填充一半的元素，其原子序数是(　　)

A． 15     B． 33     C． 35     D． 51

【答案】B

【解析】4p轨道填充一半的元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，原子序数为33。

5.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物，则X、Y原子最外层的电子排布可能是(　　)

A． X：3s23p1　Y：3s23p5

B． X：2s22p2　Y：2s22p4

C． X：3s23p1　Y：3s23p4

D． X：3s2　Y：2s22p3

【答案】C

【解析】A项，X、Y元素分别是铝和氯，可以形成AlCl3；B项，X、Y元素分别是碳和氧，可以形成CO或CO2；C项，X、Y元素分别是铝和硫，可以形成Al2S3；D项，X、Y元素分别是镁和氮，可以形成Mg3N2。

6.下列说法中正确的是(　　)

A． 1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动

B． 电子云图中的小黑点密度大，说明该原子核外空间电子数目多

C．ns能级的原子轨道图可表示为

D． 3d3表示3d能级有3个轨道

【答案】C

【解析】电子云是用小黑点表示电子在核外空间某处出现的概率，小黑点不代表电子，小黑点的疏密表示电子出现概率的大小，A、B项错误；3d3表示第三能层d能级有3个电子，d能级有5个轨道，D项错误。

7.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是(　　)

A． 一个小黑点表示1个自由运动的电子

B． 1s轨道的电子云形状为圆形的面

C． 电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转

D． 1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少

【答案】D

【解析】尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在核外出现概率的大小，点密表示电子在那里出现的概率大，反之则小。由图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远出现的概率越小。图中的小黑点表示的不是电子，而表示电子曾经出现过的位置。

8.A原子的结构示意图为。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、6

C． 18、8、6

D． 15～20、3～8、1～6

【答案】B

【解析】第三能层上有3s、3p、3d三个能级，因为第四能层上已经含有电子，故3s、3p能级上已经排满，3d能级可以排0、1、2、3、5、6、7、8、10个电子，故y为8、9、10、11、13、14、15、16、18，则x为20、21、22、23、25、26、27、28、30，B项符合题意。

9.某种原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1，有关该原子的下列说法中正确的是(　　)

A． 该原子核内有13个中子

B． 该原子的简化电子排布式为[He]3s23p1

C． 该原子最外层有1个电子

D． 该原子第二能层上有8个电子

【答案】D

【解析】由电子排布式可以看出该原子核外共有13个电子，故只能确定该原子核内质子数为13，中子数无法确定，A项错；该原子的简化电子排布式为[Ne]3s23p1，B项错；该原子最外层有3个电子，C项错。

10.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．np     C． (n－1)d     D． (n－2)f

【答案】B

【解析】根据原子中上述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。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。

11.表示一个原子在第三个能层上有10个电子可以写成(　　)

A． 3s10　     B． 3d10     C． 3s23p63d2     D． 3s23p53d3

【答案】C

【解析】第三能层有3s、3p、3d能级，根据构造原理知10个电子应排布为3s23p63d2。

12.氧离子中电子的运动状态有（　　）

A． 3种    B． 8种    C． 10种    D． 12种

【答案】C

【解析】氧离子核外有10个电子，所以有10种不同运动状态的电子。

13.22Na是制造核弹的主要原料之一，下列关于基态22Na的说法正确的是(　　)

A． 电子排布式为

B． 原子结构示意图为

C． 电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2

D．22Na在化合物中通常显＋1价

【答案】D

【解析】22Na的基态原子中有11个电子，其电子排布式为1s22s22p63s1，原子结构示意图为，A、B、C错误，D项正确。

14.下面是四种元素基态原子的电子排布式，其中元素的最高化合价最高的是(　　)

A． 1s22s22p2

B． 1s22s22p63s23p63d34s2

C． 1s22s22p63s23p6

D． 1s22s22p5

【答案】B

【解析】A为C，B为V，C为Ar，D为F。C的最高化合价为＋4价，V的最高化合价为＋5价，Ar的化合价为0，F无正化合价。

15.若以E(nl)表示某能级的能量，以下各式中正确的是(　　)　

A．E(3s)>E(2s)>E(1s)

B．E(3s)>E(3p)>E(3d)

C．E(4f)>E(4s)>E(3d)

D．E(5s)>E(4s)>E(4f)

【答案】A

【解析】根据构造原理，各能级能量的大小顺序为1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f……

二、填空题

16.按要求填空：

(1)根据构造原理写出下列基态原子或离子的核外电子排布式。

①A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半：____________；

②B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍：________；

③基态Ni2＋、Fe3＋、S2－的电子排布式分别为________、____________、____________。

(2)某元素的最外层电子排布式是4s24p5，则其元素符号为________。

(3)基态Ti2＋中，电子占据的最高的能层符号为________，该能层有________个能级。

(4)写出基态砷原子的电子排布式：________________，砷位于元素周期中第________周期第________族。

【答案】(1)①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p1

③1s22s22p63s23p63d8(或[Ar]3d8)　1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)　1s22s22p63s23p6(或[Ne]3s23p6)　(2)Br　(3)M　3

(4)[Ar]3d104s24p3　四　ⅤA

【解析】(1)①L层有8个电子，则M层有4个电子，故A为硅；②当次外层为K层时，最外层电子数则为3，为硼；当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8＝12，违背了排布规律，故不可能；③Ni的原子序数为28，根据构造原理，基态Ni原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，故Ni2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d8；基态Fe原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，故Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5；硫原子序数为16，基态硫原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，故S2－的电子排布式为1s22s22p63s23p6。

(2)根据价电子排布式可知该元素有4个电子层，最外层有7个电子，位于元素周期表的第四周期第ⅦA族，为Br元素。

(3)Ti的原子序数为22，基态Ti原子的电子排布式为[Ar]3d24s2，故基态Ti2＋的电子排布式为[Ar]3d2，电子占据的最高能层符号为M，该能层有3s、3p、3d  3个能级。

(4)砷的原子序数为33，基态As原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，位于第四周期第ⅤA族。

17.如图是s能级和p能级的电子云轮廓图，试回答问题。

(1)s电子云轮廓图呈________形，每个s能级有________个原子轨道；p电子云轮廓图呈________状，每个p能级有________个原子轨道，其能量关系为____________(填“相同”或“不相同”)。

(2)元素X的原子最外层的电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子；元素X的名称是____，它的氢化物的电子式是________。

(3)若元素Y的原子最外层的电子排布式为nsn－1npn＋1，那么Y的元素符号应为________，原子的电子排布图为______________________________。

【答案】(1)球　1　哑铃　3　相同

(2)2p　氮　HH

(3)S　

【解析】(1)ns能级均有1个轨道，np能级均有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，能量关系为px＝py＝pz，即能量相同。

(2)因为元素X的原子最外层的电子排布式为nsnnpn＋1，np能级已排布电子，说明ns能级上已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，元素X是氮。

(3)若当元素Y的原子最外层的电子排布式为nsn－1npn＋1时，有n－1＝2，则n＝3，那么元素Y的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，元素Y是硫。

18.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A.________、B.________、C.________、D.________。

(2)A原子的电子排布式为______________，D原子的原子结构示意图为________。

(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程式__________________________、____________________。

【答案】(1)Br(溴)　H(氢)　O(氧)　S(硫)

(2)1s22s22p63s23p63d104s24p5　

(3)2H2S＋O2===2S↓＋2H2O　H2S＋Br2===S↓＋2HBr

【解析】红棕色液体为液溴，A为溴元素。符合题意的C、D分别为氧元素和硫元素，而硫原子的K电子层上有2个电子，则C为氢元素。四种元素形成的化合物中只有H2S具有强还原性，能被Br2、O2氧化为硫单质。

19.有A、B、C、D、E 5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能级电子数的两倍，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________________。

【答案】(1)H　O　Al　S　K(写元素名称也可)　(2)KAl(SO4)2·12H2O　净水剂

(3)1s22s22p63s23p1　 (4)3s23p4

【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。