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苏教版 (2019)选择性必修2专题2 原子结构与元素性质第一单元 原子核外电子的运动练习
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这是一份苏教版 (2019)选择性必修2专题2 原子结构与元素性质第一单元 原子核外电子的运动练习，共13页。试卷主要包含了单选题，结构与性质，元素或物质推断题等内容，欢迎下载使用。
专题2第一单元原子核外电子的运动同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列各项叙述中，错误的是
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．基态C的电子排布式为1s22s22p 违反了洪特规则
C．基态Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理
D．硼原子由1s22s22p1s22s22p时，是由基态转化为激发态
2．下列说法正确的是
A．错误，违反了泡利不相容原理
B．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是构造原理
C．的电子排布式违反了洪特规则
D．电子排布式违反了泡利不相容原理
3．下列叙述中，正确的是
A．在一个基态多电子原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子
B．在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
C．在一个基态多电子原子中，L层上的电子能量肯定比K层上的电子能量高
D．如果某一基态原子能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同
4．某基态原子的第4电子层有3个电子，则第3电子层的电子数有
A．2个 B．8个 C．10个 D．18个
5．下列各原子或离子的电子排布式正确的是
A．Cu [Ar]3d94s2 B．Al3+ 1s22s22p6
C．Br的价电子：3d104s24p5 D．Mn 1s22s22p63s23p63d7
6．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A．11Na：1s22s22p7 B．47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5
7．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
C．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
D．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
8．下列说法中正确的是
A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
B．基态碳原子的电子排布式为
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．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
9．下列有关核外电子排布的表述正确的是
A．基态碳原子最外层电子排布图为
B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为
C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D．的结构示意图为
10．下列有关核外电子排布的表示不正确的是
A．29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1
B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．N原子的电子排布图为
D．S原子的电子排布图为
11．下列说法正确的是
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向
D．2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大
12．下列Si原子的价层电子的电子排布图表示的状态中，能量最高的是
A． B．
C． D．
13．M-的最外层电子排布式为3s23p6，下列说法中正确的是
A．M可能为稀有气体元素
B．M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1
C．M原子的价层电子排布式为3p5
D．M的最外电子层上有7个电子
14．1933年，格哈德·多马克将第一种磺胺药应用于医学，因此荣获1939年诺贝尔生理学或医学奖。已知该物质的结构如图，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z和M为同主族元素。则下列说法中不正确的是
A．M原子的价层电子排布式为3s23p4
B．Y原子的电子排布图为
C．基态Z原子核外未成对电子数是成对电子数的3倍
D．基态X原子核外s能级电子总数是p能级电子总数的2倍
15．2019年10月1日晚，北京天安门广场进行了烟花燃放表演，与联欢活动配合，形成地空一体的绚丽画卷。烟花的色彩与锂、钠等金属原子核外电子跃迁有关。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最高的为
A． B．
C． D．
二、结构与性质
16．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
17．铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料，钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景．请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为___________；在基态中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为___________．
(2)铁元素常见的离子有和两种，稳定性：____(填“强于”或“弱于”)，原因是____．
(3)氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的型晶体结构，其晶胞结构如图所示．
①设氮化钛晶体中原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则晶胞内与该原子最邻近的原子的数目为_________；原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为___________．
②已知在氮化钛晶体中原子的半径为，N原子的半径为，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子空间利用率为______________(用含a、b的代数式表示)．
③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为_____________．
18．有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数：E
(1)基态Z原子的核外电子排布式为__。
(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因是__。
(3)化合物甲由T、X两种元素组成，其晶胞如图甲所示，则甲的化学式为__。
(4)化合物乙的晶胞如图乙所示，乙由E、Q两种元素组成，硬度超过金刚石。
①乙的晶体类型为_，其硬度超过金刚石的原因是__。
②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为__。
三、元素或物质推断题
19．四种常见元素的性质或结构信息见表，试根据信息回答有关问题。
元素
A
B
C
D
性质或结构信息
基态原子有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子
基态原子有16个不同运动状态的电子
基态原子的价电子排布为3d104sx，在化合物中只有一种常见化合价
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
(1)A是哪种元素____？说明它在元素周期表中的位置____，写出其基态原子的电子排布式____。
(2)B位于元素周期表中的哪一区元素____？指出它的基态原子的核外电子占据的最高能级和该能级所能容纳的最多电子数____、____。
(3)写出C元素基态原子的轨道表示式____，说明其原子核外有多少对成对电子____。
(4)指出D元素基态原子核外填充有电子的能量最高的电子层和该电子层上具有的原子轨道数____、____。
20．现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A元素原子的核外p电子数比s电子数少3
B元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
C元素基态原子p轨道有3个未成对电子
D原子核外所有p轨道全充满或半充满
E在该周期中未成对电子数最多
F能形成红色(或砖红色)的和黑色的FO两种氧化物
某同学根据上述信息，完成下列各题。
(1)画出A基态原子的核外电子轨道表示式：______。
(2)B基态原子的核外电子轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了______。
(3)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有______个伸展方向，呈形______形。
(4)写出C原子的电子排布式：______；写出E原子的简化电子排布式：______。
(5)写出F元素原子的价层电子排布式：______。
参考答案：
1．D
【详解】A．原子核外的电子总是尽先占有能量最低的轨道，然后依次排到能量较高的轨道，4s轨道能量比3d轨道能量低，原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，A正确；
B．根据洪特规则，基态C的电子排布式中2p轨道上的两个电子应该排在不同的轨道上，故违反了洪特规则，B正确；
C．根据泡利原理，s能级只有一个轨道，最多只能放入2个电子，基态Sc的电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理，C正确；
D．2p轨道能量相同，硼原子由1s22s22p1s22s22p时，并没有转化为激发态，D错误；
故答案为：D。
【点睛】洪特规则是指当电子排布在能量相同的各个轨道时，电子总是尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子能量最低；泡利原理是指不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态，也就是一个亚层中最多能有2个电子，其自旋相反。
2．C
【详解】A．根据洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，因此违反了洪特规则，故A错误；
B．泡利原理是一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是泡利原理，故B错误；
C．根据洪特规则，6C的电子排布式，题给电子排布式违反了洪特规则，故C正确；
D．电子排布式(22Ti)违反了能量最低原理，故D错误；
答案为C。
3．C
【详解】A．在一个基态多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，A错误；
B．每个轨道中最多可以填充两个电子，这两个电子自旋相反，能量完全相同，B错误；
C．L层有2s、2p能级，K层只有1s能级，L层上电子能量肯定比K层上电子能量高，C正确；
D．如果某一基态原子能级上仅有2个电子，这2个电子可以占据不同的电子轨道且自旋方向相同，D错误；
故答案选C。
4．D
【详解】某基态原子的第4电子层有3个电子，则第4能层上电子的排布式为4s24p1，根据能量最低原理可知第3能层s、p、d能级全满，即第3能层电子排布式为3s23p63d10，共18个电子，故答案为D。
5．B
【详解】A．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；
B．Al3+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B正确；
C．Br为主族元素，其价电子就是最外层电子，价电子排布式为4s24p5，C错误；
D．Mn的原子序数为25，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，D错误；
故答案选B。
6．D
【详解】A．由泡利不相容原理可知，基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态银原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．光是电子释放能量的一种重要形式，霓虹灯发光过程中没有新物质生成，故A错误；
B．霓虹灯发光过程属于物理变化，没发生化学反应，故B错误；
C．由于处于激发态的氖原子不稳定，则电子由激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，多余的能量以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故C正确；
D．通电后基态氖原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，这一过程产生的吸收光谱中暗线不连续，则不可能出现吸收除红光以外的光线，故D错误；
答案选C。
8．D
【详解】A．铍原子最外层的能级为s能级，s能级的电子云为球形，描述错误不符题意；
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，描述错误，不符题意；
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，描述错误，不符题意；
D．原子处于激发态时，电子会分布在更高能级原子轨道，故能量高于同原子基态能量，描述正确，符合题意；
综上，本题选D。
9．C
【详解】A．基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，则最外层电子排布图为，故A错误；
B．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，则基态铜原子的价层电子轨道表示式为，故B错误；
C．Se是34号元素，则基态Se的简化电子排布式为，故C正确；
D．的最外层电子数是8，故D错误。
综上所述，答案为C。
10．D
【详解】A．Cu是29号元素，根据构造原理，可知基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，A正确；
B．K是19号元素，根据构造原理，可知基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，则其简化电子排布式为[Ar]4s1，B正确：
C．N是7号元素，根据构造原理可知基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，则其电子排布图为，C正确；
D．原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子能量最低，处于稳定状态。硫原子3p能级中有4个电子，其中的3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋状态相同，然后第4个电子占据3p能级的第一个轨道，且自旋状态相反，则S原子的电子排布图应该为，D错误；
故合理选项是D。
11．D
【详解】A．原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围，A错误；
B．处在s原子轨道上的电子，出现在球形内空间的概率为90%，B错误；
C．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有x、y、z3个伸展方向，C错误；
D．s能级电子云轮廓图都是球形，能层序数越大，s电子云轮廓图的半径越大，D正确；
故选：D。
12．D
【详解】A．该项中的价层电子的电子排布图是基态Si原子的，A不符合题意；
B．该项中的价层电子的电子排布图也是基态的，但是3p轨道的两个电子自旋状态不同，不符合洪特规则，B不符合题意；
C．该项中的一个电子由3s轨道跃迁至3p轨道，D项中两个电子由3s轨道跃迁至3d轨道，故二者相比，C项表示的状态能量较低，C不符合题意；
D．由C选项解析可知，D符合题意。
故本题选D。
13．D
【分析】M-是M原子获得1个电子形成的，其最外层电子排布式为3s23p6，则M是17号Cl元素，然后根据问题分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知M是17号Cl元素，属于第三周期第ⅦA元素，A错误；
B．M是17号Cl元素，根据构造原理可知基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，B错误；
C．M是17号Cl元素，Cl-的核外最外层电子排布式为3s23p6，则M原子的最外层电子即价层电子排布式为3s23p5，C错误；
D．M是Cl元素，Cl原子的最外电子层上有7个电子，D正确；
故合理选项是D。
14．C
【分析】根据物质的结构简式可知，W形成1对电子对且原子序数最小，则W为H元素，X形成4对电子对，则X为C元素，Y形成3对电子对，则Y为N元素，Z形成2对电子对，则Z为O元素，M形成6对电子对，则M为S元素；
【详解】根据给定物质的结构简式，结合W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z和M为同主族元素分析可知W、X、Y、Z、M分别为H、C、N、O、S。
A．M原子为硫原子，硫原子的核外一共有3个电子层，其中最外层电子数为6，根据构造原理可知其价层电子排布式为，故A正确；
B．Y原子为氮原子，氮原子的核外一共有7个电子，其核外电子排布图为，故B正确；
C．Z为氧元素，其基态原子的电子排布式为，所以基态Z原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍，故C错误；
D．X为碳元素，其基态原子的电子排布式为，因此基态碳原子核外s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，故D正确；
故选：C。
15．C
【详解】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该电子能量越高，原子能量越高，根据图知，电子能量最低的是1s能级，能量较高的是2s、2p能级，2p能级电子的能量高于2s能级电子的能量，故C符合题意；
答案选C。
16．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
17． 9 弱于 基态的价层电子排布为，基态的价层电子排布为，的3d轨道为半充满状态，较稳定 12
【详解】(1)Fe元素的原子序数为26，其基态原子核外电子排布式为，则价层电子的轨道表示式(电子排布图)为；基态核外有20个电子，电子排布式为，最高能层为M层，电子占据的M层具有的原子轨道数为9；
(2)基态的价层电子排布为，基态的价层电子排布为，的3d轨道为半充满状态，较稳定，则稳定性：弱于；
(3)①根据氮化钛晶体晶胞结构示意图可知，有1个Ti原子位于体心，在三维坐标系中，体心Ti原子可以形成3个面，每一个面上有4个Ti原子，则该Ti原子最邻近的Ti原子的数目为；截取晶胞内小立方体如图，可知小立方体顶点Ti原子与体对角线另一端的N原子次邻近，Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则跟它次邻近的N原子之间的距离为；
②氮化钛晶胞中N原子位于晶胞顶点和面心，Ti原子位于棱心和晶胞内部，每个晶胞中含有的N原子个数为，含有的Ti原子个数为，N原子和Ti原子的体积之和为，晶胞的边长为，体积为，则在氮化钛晶体中原子空间利用率为；
③利用均摊法可知，晶胞中含有碳原子数为，含有氮原子数为，含有钛原子数为，则碳氮化钛化合物的化学式为。
18． 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 这两种简单氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键 KO2 原子晶体 C—N的键长小于C—C，键能大于C—C sp3
【分析】基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，则Q为N，QT2＋与ET2互为等电子体，E比Q少一个电子，故E为C。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能级，且I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)，故T为O。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，则X为K。Z的原子序数为28，则Z为Ni。则E、Q、T、X、Z分别为C、N、O、K、Ni。
【详解】（1）由上述分析可知Z为Ni，基态Ni原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；
（2）N的简单氢化物NH3极易溶于O的简单氢化物H2O，其主要原因是这两种氢化物均为极性分子、相互之间能形成氢键，故答案为：这两种简单氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键；
（3）化合物甲由O、K两元素组成，在晶胞图示中，两个O组成一个原子团，在立方体的棱心和体心，共有4个，K+在顶点和面心，共有4个，两者个数比为1:1，所以化学式为KO2，故答案为：KO2；
（4）①乙由C、N两元素组成，硬度超过金刚石，所以乙为原子晶体，由于C−N键的键长小于C−C键，键能大于C−C键，则硬度超过金刚石，②从化合物乙的晶胞结构可以看出，C有4个价层电子对，所以其杂化方式为sp3，N形成3个共用电子对，还有1个孤电子对，所以N的杂化方式也是sp3，故答案为：原子晶体；C—N的键长小于C—C，键能大于C—C；sp3；
19．(1) N 第二周期第VA族 1s22s22p3（或[He] 2s22p3）
(2) P 3p 6
(3) 15
(4) N 16
【分析】基态A原子有5个原子轨道（1s、2s、2p五个原子轨道）填充有电子，有3个未成对电子（2p的3个简并轨道上都有1个成单电子），则A为N元素；B原子核外有16个电子，则B为S元素；基态C原子的价电子排布为3d104sx，且在化合物中只有一种常见化合价，则C为Zn元素；基态D原子的M层全充满，说明K、L层也全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，说明N层只有1个电子，则D为Cu元素。
【详解】（1）根据分析A为N元素，位于元素周期表的第二周期第VA族，其基态原子的电子排布式为1s22s22p3，简化电子排布式为[He] 2s22p3；
（2）B为S元素，位于元素周期表中的P区，基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，核外电子占据的最高能级为3p能级，该能级最多容纳6个电子；
（3）C为Zn元素，其基态原子的轨道表示式为，原子核外有15对成对电子；
（4）D为Cu元素，根据分析，填充有电子的最高能层是N层，该电子层上具有4s、4p、4d、4f四种轨道，原子轨道数分别为1、3、5、7个，原子轨道总数是16。
20． 洪特规则 3 哑铃
【解析】、、、为短周期主族元素，原子序数依次增大，元素原子的核外电子数比电子数少3，电子排布式为，即A为元素；元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具，则为元素；元素基态原子轨道有3个未成对电子，价层电子排布式为，原子核外所有轨道全充满或半充满，结合原子序数可知，价层电子排布式为符合题意，即为元素、为元素；在该周期中未成对电子数最多，又为第四周期元素，则第四周期元素中未成对电子数最多的原子应该是能级容纳5个电子、能级容纳1个电子，其价层电子排布式为，则为元素；能形成红色(或砖红色)的和黑色的两种氧化物，即为元素。
【详解】(1)为元素，基态原子的电子排布式为，则核外电子轨道表示式为。故答案为：；
(2)为元素，基态原子的核外电子排布式为，由洪特规则可知，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行，则题给基态原子的核外电子轨道表示式违反了洪特规则。故答案为：洪特规则；
(3)为元素，基态原子的核外电子排布式为，能级上电子能量最高，电子云在空间有3个伸展方向，呈哑铃形。故答案为：3；哑铃；
(4)为元素，原子的电子排布式为；为元素，原子的简化电子排布式为。故答案为：；；
(5)为元素，原子的电子排布式为，则价层电子排布式为。故答案为：；
专题2第一单元原子核外电子的运动同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列各项叙述中，错误的是
A．原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d
B．基态C的电子排布式为1s22s22p 违反了洪特规则
C．基态Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理
D．硼原子由1s22s22p1s22s22p时，是由基态转化为激发态
2．下列说法正确的是
A．错误，违反了泡利不相容原理
B．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是构造原理
C．的电子排布式违反了洪特规则
D．电子排布式违反了泡利不相容原理
3．下列叙述中，正确的是
A．在一个基态多电子原子中，可以有两个运动状态完全相同的电子
B．在一个基态多电子原子中，不可能有两个能量完全相同的电子
C．在一个基态多电子原子中，L层上的电子能量肯定比K层上的电子能量高
D．如果某一基态原子能级上仅有2个电子，它们的自旋状态必然不同
4．某基态原子的第4电子层有3个电子，则第3电子层的电子数有
A．2个 B．8个 C．10个 D．18个
5．下列各原子或离子的电子排布式正确的是
A．Cu [Ar]3d94s2 B．Al3+ 1s22s22p6
C．Br的价电子：3d104s24p5 D．Mn 1s22s22p63s23p63d7
6．下列给出的基态原子的电子排布式，其中正确的是
A．11Na：1s22s22p7 B．47Ag：1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2
C．20Ca：1s22s22p63s23p63d2 D．35Br：[Ar]3d104s24p5
7．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是
A．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
B．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
C．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
D．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
8．下列说法中正确的是
A．铍原子最外层原子轨道的电子云图：
B．基态碳原子的电子排布式为
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从基态跃迁到激发态时产生的光谱谱线的颜色
D．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
9．下列有关核外电子排布的表述正确的是
A．基态碳原子最外层电子排布图为
B．基态铜原子的价层电子的轨道表示式为
C．基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4
D．的结构示意图为
10．下列有关核外电子排布的表示不正确的是
A．29Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1
B．K的简化电子排布式：[Ar]4s1
C．N原子的电子排布图为
D．S原子的电子排布图为
11．下列说法正确的是
A．原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级的电子云呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有两个伸展方向
D．2s轨道与1s轨道都是球形，但2s轨道的球形半径更大
12．下列Si原子的价层电子的电子排布图表示的状态中，能量最高的是
A． B．
C． D．
13．M-的最外层电子排布式为3s23p6，下列说法中正确的是
A．M可能为稀有气体元素
B．M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1
C．M原子的价层电子排布式为3p5
D．M的最外电子层上有7个电子
14．1933年，格哈德·多马克将第一种磺胺药应用于医学，因此荣获1939年诺贝尔生理学或医学奖。已知该物质的结构如图，其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z和M为同主族元素。则下列说法中不正确的是
A．M原子的价层电子排布式为3s23p4
B．Y原子的电子排布图为
C．基态Z原子核外未成对电子数是成对电子数的3倍
D．基态X原子核外s能级电子总数是p能级电子总数的2倍
15．2019年10月1日晚，北京天安门广场进行了烟花燃放表演，与联欢活动配合，形成地空一体的绚丽画卷。烟花的色彩与锂、钠等金属原子核外电子跃迁有关。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最高的为
A． B．
C． D．
二、结构与性质
16．金属和非金属分界线附近的元素(如、、)，可用于制造半导体材料，是科学研究的热点。试回答下列问题：
(1)锗()是一种重要的半导体材料，写出基态原子的价层电子排布式，说明价电子在其最高能级上的分布遵循的原则。________
(2)是一种非晶态半导体，也称玻璃半导体。区分晶体与非晶体的最可靠的科学方法是________？
(3)等是人工合成的新型半导体材料，其晶体结构与金刚石相似，如图所示。每个原子周围有________个距离最近的原子？每个晶胞中有________个原子？
17．铁及其化合物是日常生活生产中应用广泛的材料，钛铁合金具有吸氢特性，在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景．请回答下列问题：
(1)基态铁原子的价层电子的轨道表示式(电子排布图)为___________；在基态中，电子占据的最高能层具有的原子轨道数为___________．
(2)铁元素常见的离子有和两种，稳定性：____(填“强于”或“弱于”)，原因是____．
(3)氮化钛熔点高，硬度大，具有典型的型晶体结构，其晶胞结构如图所示．
①设氮化钛晶体中原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则晶胞内与该原子最邻近的原子的数目为_________；原子与跟它次邻近的N原子之间的距离为___________．
②已知在氮化钛晶体中原子的半径为，N原子的半径为，它们在晶体中是紧密接触的，则在氮化钛晶体中原子空间利用率为______________(用含a、b的代数式表示)．
③碳氮化钛化合物在汽车制造和航天航空领域有广泛的应用，其结构是用碳原子代替氮化钛晶胞顶点的氮原子，则这种碳氮化钛化合物的化学式为_____________．
18．有E、Q、T、X、Z五种前四周期元素，原子序数：E
(1)基态Z原子的核外电子排布式为__。
(2)Q的简单氢化物极易溶于T的简单氢化物，其主要原因是__。
(3)化合物甲由T、X两种元素组成，其晶胞如图甲所示，则甲的化学式为__。
(4)化合物乙的晶胞如图乙所示，乙由E、Q两种元素组成，硬度超过金刚石。
①乙的晶体类型为_，其硬度超过金刚石的原因是__。
②乙的晶体中E、Q两种元素原子的杂化方式均为__。
三、元素或物质推断题
19．四种常见元素的性质或结构信息见表，试根据信息回答有关问题。
元素
A
B
C
D
性质或结构信息
基态原子有5个原子轨道填充有电子，有3个未成对电子
基态原子有16个不同运动状态的电子
基态原子的价电子排布为3d104sx，在化合物中只有一种常见化合价
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
(1)A是哪种元素____？说明它在元素周期表中的位置____，写出其基态原子的电子排布式____。
(2)B位于元素周期表中的哪一区元素____？指出它的基态原子的核外电子占据的最高能级和该能级所能容纳的最多电子数____、____。
(3)写出C元素基态原子的轨道表示式____，说明其原子核外有多少对成对电子____。
(4)指出D元素基态原子核外填充有电子的能量最高的电子层和该电子层上具有的原子轨道数____、____。
20．现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素E、F为第四周期元素，它们的原子序数依次增大。
A元素原子的核外p电子数比s电子数少3
B元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
C元素基态原子p轨道有3个未成对电子
D原子核外所有p轨道全充满或半充满
E在该周期中未成对电子数最多
F能形成红色(或砖红色)的和黑色的FO两种氧化物
某同学根据上述信息，完成下列各题。
(1)画出A基态原子的核外电子轨道表示式：______。
(2)B基态原子的核外电子轨道表示式为，该同学所画的轨道表示式违背了______。
(3)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有______个伸展方向，呈形______形。
(4)写出C原子的电子排布式：______；写出E原子的简化电子排布式：______。
(5)写出F元素原子的价层电子排布式：______。
参考答案：
1．D
【详解】A．原子核外的电子总是尽先占有能量最低的轨道，然后依次排到能量较高的轨道，4s轨道能量比3d轨道能量低，原子核外电子填充3p、3d、4s能级的顺序为3p→4s→3d，A正确；
B．根据洪特规则，基态C的电子排布式中2p轨道上的两个电子应该排在不同的轨道上，故违反了洪特规则，B正确；
C．根据泡利原理，s能级只有一个轨道，最多只能放入2个电子，基态Sc的电子排布式1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理，C正确；
D．2p轨道能量相同，硼原子由1s22s22p1s22s22p时，并没有转化为激发态，D错误；
故答案为：D。
【点睛】洪特规则是指当电子排布在能量相同的各个轨道时，电子总是尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子能量最低；泡利原理是指不能有两个或两个以上的粒子处于完全相同的状态，也就是一个亚层中最多能有2个电子，其自旋相反。
2．C
【详解】A．根据洪特规则：基态原子中，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，因此违反了洪特规则，故A错误；
B．泡利原理是一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，它们自旋相反，因此各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，支持这一结论的理论是泡利原理，故B错误；
C．根据洪特规则，6C的电子排布式，题给电子排布式违反了洪特规则，故C正确；
D．电子排布式(22Ti)违反了能量最低原理，故D错误；
答案为C。
3．C
【详解】A．在一个基态多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，A错误；
B．每个轨道中最多可以填充两个电子，这两个电子自旋相反，能量完全相同，B错误；
C．L层有2s、2p能级，K层只有1s能级，L层上电子能量肯定比K层上电子能量高，C正确；
D．如果某一基态原子能级上仅有2个电子，这2个电子可以占据不同的电子轨道且自旋方向相同，D错误；
故答案选C。
4．D
【详解】某基态原子的第4电子层有3个电子，则第4能层上电子的排布式为4s24p1，根据能量最低原理可知第3能层s、p、d能级全满，即第3能层电子排布式为3s23p63d10，共18个电子，故答案为D。
5．B
【详解】A．Cu的核外电子排布式为[Ar]3d104s1，A错误；
B．Al3+核外有10个电子，电子排布式为1s22s22p6，B正确；
C．Br为主族元素，其价电子就是最外层电子，价电子排布式为4s24p5，C错误；
D．Mn的原子序数为25，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，D错误；
故答案选B。
6．D
【详解】A．由泡利不相容原理可知，基态钠原子的电子排布式为1s22s22p63s1，故A错误；
B．由洪特规则特例可知，基态银原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1，故B错误；
C．由能量最低原理可知，基态钙原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，基态溴原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，故D正确；
故选D。
7．C
【详解】A．光是电子释放能量的一种重要形式，霓虹灯发光过程中没有新物质生成，故A错误；
B．霓虹灯发光过程属于物理变化，没发生化学反应，故B错误；
C．由于处于激发态的氖原子不稳定，则电子由激发态跃迁到较低能级的激发态乃至基态时，多余的能量以光的形式释放出来，光的波长对应一定的颜色，故C正确；
D．通电后基态氖原子的电子吸收能量，跃迁到较高能级，这一过程产生的吸收光谱中暗线不连续，则不可能出现吸收除红光以外的光线，故D错误；
答案选C。
8．D
【详解】A．铍原子最外层的能级为s能级，s能级的电子云为球形，描述错误不符题意；
B．基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2，描述错误，不符题意；
C．焰色反应中的特殊焰色是金属原子在电子从激发态跃迁到基态时产生的光谱谱线的颜色，描述错误，不符题意；
D．原子处于激发态时，电子会分布在更高能级原子轨道，故能量高于同原子基态能量，描述正确，符合题意；
综上，本题选D。
9．C
【详解】A．基态碳原子的2s能级比2p能级能量低，先填满2s能级再填2p能级，则最外层电子排布图为，故A错误；
B．基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1，则基态铜原子的价层电子轨道表示式为，故B错误；
C．Se是34号元素，则基态Se的简化电子排布式为，故C正确；
D．的最外层电子数是8，故D错误。
综上所述，答案为C。
10．D
【详解】A．Cu是29号元素，根据构造原理，可知基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，A正确；
B．K是19号元素，根据构造原理，可知基态K原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s1，则其简化电子排布式为[Ar]4s1，B正确：
C．N是7号元素，根据构造原理可知基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，则其电子排布图为，C正确；
D．原子核外电子总是尽可能成单排列，而且自旋方向相同，这种排布使原子能量最低，处于稳定状态。硫原子3p能级中有4个电子，其中的3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋状态相同，然后第4个电子占据3p能级的第一个轨道，且自旋状态相反，则S原子的电子排布图应该为，D错误；
故合理选项是D。
11．D
【详解】A．原子核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾，而不是电子像云雾一样笼罩在原子核周围，A错误；
B．处在s原子轨道上的电子，出现在球形内空间的概率为90%，B错误；
C．p电子云轮廓图呈哑铃形，在空间有x、y、z3个伸展方向，C错误；
D．s能级电子云轮廓图都是球形，能层序数越大，s电子云轮廓图的半径越大，D正确；
故选：D。
12．D
【详解】A．该项中的价层电子的电子排布图是基态Si原子的，A不符合题意；
B．该项中的价层电子的电子排布图也是基态的，但是3p轨道的两个电子自旋状态不同，不符合洪特规则，B不符合题意；
C．该项中的一个电子由3s轨道跃迁至3p轨道，D项中两个电子由3s轨道跃迁至3d轨道，故二者相比，C项表示的状态能量较低，C不符合题意；
D．由C选项解析可知，D符合题意。
故本题选D。
13．D
【分析】M-是M原子获得1个电子形成的，其最外层电子排布式为3s23p6，则M是17号Cl元素，然后根据问题分析解答。
【详解】A．根据上述分析可知M是17号Cl元素，属于第三周期第ⅦA元素，A错误；
B．M是17号Cl元素，根据构造原理可知基态Cl原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5，B错误；
C．M是17号Cl元素，Cl-的核外最外层电子排布式为3s23p6，则M原子的最外层电子即价层电子排布式为3s23p5，C错误；
D．M是Cl元素，Cl原子的最外电子层上有7个电子，D正确；
故合理选项是D。
14．C
【分析】根据物质的结构简式可知，W形成1对电子对且原子序数最小，则W为H元素，X形成4对电子对，则X为C元素，Y形成3对电子对，则Y为N元素，Z形成2对电子对，则Z为O元素，M形成6对电子对，则M为S元素；
【详解】根据给定物质的结构简式，结合W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素，Z和M为同主族元素分析可知W、X、Y、Z、M分别为H、C、N、O、S。
A．M原子为硫原子，硫原子的核外一共有3个电子层，其中最外层电子数为6，根据构造原理可知其价层电子排布式为，故A正确；
B．Y原子为氮原子，氮原子的核外一共有7个电子，其核外电子排布图为，故B正确；
C．Z为氧元素，其基态原子的电子排布式为，所以基态Z原子核外成对电子数是未成对电子数的3倍，故C错误；
D．X为碳元素，其基态原子的电子排布式为，因此基态碳原子核外s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，故D正确；
故选：C。
15．C
【详解】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该电子能量越高，原子能量越高，根据图知，电子能量最低的是1s能级，能量较高的是2s、2p能级，2p能级电子的能量高于2s能级电子的能量，故C符合题意；
答案选C。
16．(1)4s24p2，洪特规则
(2)X射线衍射法
(3) 4 4
【分析】能量最低原理：原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里，然后由里到外，依次排布在能量逐渐升高的能级里；洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；
【详解】（1）为32号元素位于第四周期第ⅣA族，基态原子的价层电子排布式为4s24p2，其价电子在其最高能级为4p能级，电子分布遵循的原则为洪特规则；
（2）晶体与非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法；
（3）由图可知，以底面面心As原子为例，上层晶胞中存在2个Ga、在下层晶胞中也存在2个Ga，故每个原子周围有4个距离最近的原子；Ga位于晶胞内部，每个晶胞中有4个原子.
17． 9 弱于 基态的价层电子排布为，基态的价层电子排布为，的3d轨道为半充满状态，较稳定 12
【详解】(1)Fe元素的原子序数为26，其基态原子核外电子排布式为，则价层电子的轨道表示式(电子排布图)为；基态核外有20个电子，电子排布式为，最高能层为M层，电子占据的M层具有的原子轨道数为9；
(2)基态的价层电子排布为，基态的价层电子排布为，的3d轨道为半充满状态，较稳定，则稳定性：弱于；
(3)①根据氮化钛晶体晶胞结构示意图可知，有1个Ti原子位于体心，在三维坐标系中，体心Ti原子可以形成3个面，每一个面上有4个Ti原子，则该Ti原子最邻近的Ti原子的数目为；截取晶胞内小立方体如图，可知小立方体顶点Ti原子与体对角线另一端的N原子次邻近，Ti原子与跟它最邻近的N原子之间的距离为r，则跟它次邻近的N原子之间的距离为；
②氮化钛晶胞中N原子位于晶胞顶点和面心，Ti原子位于棱心和晶胞内部，每个晶胞中含有的N原子个数为，含有的Ti原子个数为，N原子和Ti原子的体积之和为，晶胞的边长为，体积为，则在氮化钛晶体中原子空间利用率为；
③利用均摊法可知，晶胞中含有碳原子数为，含有氮原子数为，含有钛原子数为，则碳氮化钛化合物的化学式为。
18． 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 这两种简单氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键 KO2 原子晶体 C—N的键长小于C—C，键能大于C—C sp3
【分析】基态Q原子的2p轨道处于半充满状态，则Q为N，QT2＋与ET2互为等电子体，E比Q少一个电子，故E为C。E、Q、T三种元素的基态原子具有相同的能级，且I1(E)＜I1(T)＜I1(Q)，故T为O。X为周期表前四周期中电负性最小的元素，则X为K。Z的原子序数为28，则Z为Ni。则E、Q、T、X、Z分别为C、N、O、K、Ni。
【详解】（1）由上述分析可知Z为Ni，基态Ni原子的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，故答案为：1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；
（2）N的简单氢化物NH3极易溶于O的简单氢化物H2O，其主要原因是这两种氢化物均为极性分子、相互之间能形成氢键，故答案为：这两种简单氢化物均为极性分子且相互之间能形成氢键；
（3）化合物甲由O、K两元素组成，在晶胞图示中，两个O组成一个原子团，在立方体的棱心和体心，共有4个，K+在顶点和面心，共有4个，两者个数比为1:1，所以化学式为KO2，故答案为：KO2；
（4）①乙由C、N两元素组成，硬度超过金刚石，所以乙为原子晶体，由于C−N键的键长小于C−C键，键能大于C−C键，则硬度超过金刚石，②从化合物乙的晶胞结构可以看出，C有4个价层电子对，所以其杂化方式为sp3，N形成3个共用电子对，还有1个孤电子对，所以N的杂化方式也是sp3，故答案为：原子晶体；C—N的键长小于C—C，键能大于C—C；sp3；
19．(1) N 第二周期第VA族 1s22s22p3（或[He] 2s22p3）
(2) P 3p 6
(3) 15
(4) N 16
【分析】基态A原子有5个原子轨道（1s、2s、2p五个原子轨道）填充有电子，有3个未成对电子（2p的3个简并轨道上都有1个成单电子），则A为N元素；B原子核外有16个电子，则B为S元素；基态C原子的价电子排布为3d104sx，且在化合物中只有一种常见化合价，则C为Zn元素；基态D原子的M层全充满，说明K、L层也全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，说明N层只有1个电子，则D为Cu元素。
【详解】（1）根据分析A为N元素，位于元素周期表的第二周期第VA族，其基态原子的电子排布式为1s22s22p3，简化电子排布式为[He] 2s22p3；
（2）B为S元素，位于元素周期表中的P区，基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，核外电子占据的最高能级为3p能级，该能级最多容纳6个电子；
（3）C为Zn元素，其基态原子的轨道表示式为，原子核外有15对成对电子；
（4）D为Cu元素，根据分析，填充有电子的最高能层是N层，该电子层上具有4s、4p、4d、4f四种轨道，原子轨道数分别为1、3、5、7个，原子轨道总数是16。
20． 洪特规则 3 哑铃
【解析】、、、为短周期主族元素，原子序数依次增大，元素原子的核外电子数比电子数少3，电子排布式为，即A为元素；元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具，则为元素；元素基态原子轨道有3个未成对电子，价层电子排布式为，原子核外所有轨道全充满或半充满，结合原子序数可知，价层电子排布式为符合题意，即为元素、为元素；在该周期中未成对电子数最多，又为第四周期元素，则第四周期元素中未成对电子数最多的原子应该是能级容纳5个电子、能级容纳1个电子，其价层电子排布式为，则为元素；能形成红色(或砖红色)的和黑色的两种氧化物，即为元素。
【详解】(1)为元素，基态原子的电子排布式为，则核外电子轨道表示式为。故答案为：；
(2)为元素，基态原子的核外电子排布式为，由洪特规则可知，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行，则题给基态原子的核外电子轨道表示式违反了洪特规则。故答案为：洪特规则；
(3)为元素，基态原子的核外电子排布式为，能级上电子能量最高，电子云在空间有3个伸展方向，呈哑铃形。故答案为：3；哑铃；
(4)为元素，原子的电子排布式为；为元素，原子的简化电子排布式为。故答案为：；；
(5)为元素，原子的电子排布式为，则价层电子排布式为。故答案为：；
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