化学选择性必修2第一节 原子结构第1课时巩固练习

第1课时　能层与能级　构造原理

课后训练巩固提升

一、基础巩固

1.下列有关认识正确的是(　　)。

A.各能层的能级数按K、L、M、N分别为1、2、3、4

B.各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束

C.各能层含有的能级数为n-1

D.各能层含有的电子数为2n2

答案:A

解析:各能层中的能级数等于其所处的能层数,即当n=1时,它只有一个s能级,当n=2时,含有两个能级分别为s、p能级,所以B、C项均错误;D选项中每个能层最多能容纳2n2个电子,但不是一定含有2n2个电子。

2.以下能级符号错误的是(　　)。

A.5s B.2p C.3f D.6d

答案:C

解析:第二能层无d能级,第三能层无f能级。

3.下列能级中可容纳电子数最多的是(　　)。

A.6s B.4p

C.3d D.4f

答案:D

解析:ns、np、nd、nf能级最多容纳的电子数分别为2、6、10、14。

4.下列“能层—能级”的对应关系中,能层不包含相应能级的是(　　)。

A.O—s B.L—p

C.M—f D.N—d

答案:C

解析:任意能层的能级数等于该能层序数。任何能层都包括s能级;L能层包括s、p能级;M能层包括s、p、d能级;N能层包括s、p、d、f能级。

5.按能量由低到高的顺序,下列排列正确的是(　　)。

A.1s、2p、3d、4s B.1s、2s、3s、2p

C.2s、2p、3s、3p D.4p、3d、4s、3p

答案:C

解析:相同能层上字母代号不同能级的能量高低顺序为E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf);能层不同时相同字母代号的能级的能量高低顺序为E(1s)<E(2s)<E(3s)<E(4s);另外还有能级交错现象。A项中E(1s)<E(2p)<E(4s)<E(3d);B项中E(1s)<E(2s)<E(2p)<E(3s);D项中E(3p)<E(4s)<E(3d)<E(4p)。

6.下列关于同一原子中的基态和激发态的说法中,正确的是 (　　)。

A.基态时的能量比激发态时高

B.激发态时比较稳定

C.电子从基态跃迁到激发态时不会产生原子光谱

D.由基态转化为激发态的过程中吸收能量

答案:D

解析:激发态时能量较高,不稳定,A、B项错误;电子从较低能量的基态跃迁到较高能量的激发态时,也会产生原子光谱,C项错误。

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.电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量

B.电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线

C.氖原子获得电子后转变成发出红光的物质

D.在电流的作用下,氖原子与构成灯管的物质发生反应

答案:A

解析:解答该题的关键是明确基态原子与激发态原子的相互转化及其转化过程中的能量变化和现象。在电流作用下,基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级,变为激发态原子,这一过程要吸收能量,不会发出红色光;而电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,将释放能量,从而产生红色光,故A项正确。

8.某元素的原子3d能级上有3个电子,它的N能层上的电子数是(　　)。

A.0 B.2

C.5 D.8

答案:B

解析:根据该元素的原子3d能级上有3个电子可以写出该原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d34s2,由此可知该元素的原子N能层上的电子数为2。

二、能力提升

1.某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是(　　)。

A.该元素原子中共有25个电子

B.该元素原子核外有4个能层

C.该元素原子最外层共有2个电子

D.该元素原子M层共有8个电子

答案:D

解析:从电子排布式看,该原子核外有4个能层,最外层有2个电子,B、C项正确;各能级的电子数之和为25,A项正确;M层电子排布为3s23p63d5,故该能层电子数为13,D项错误。

2.30号元素锌的简化电子排布式正确的是(　　)。

A.[Ne]3d104s2 

B.[Ar]3d104s24p2

C.[Ar]3d84s24p2 

D.[Ar]3d104s2

答案:D

解析:根据构造原理可知,锌元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,除3d104s2外,锌原子内层电子的排布与稀有气体元素原子Ar的电子排布相同,因此锌的简化电子排布式可写为[Ar]3d104s2。

3.X、Y两元素可形成X2Y3型化合物,则X、Y原子的价层电子排布可能是(　　)。

①X:3s23p1　Y:3s23p5　②X:2s22p3　Y:2s22p4　③X:3s23p1　Y:3s23p4　④X:3s2　Y:2s22p3

A.②③ B.①② C.①④ D.③④

答案:A

解析:①X为Al元素,Y为Cl元素,两者形成的化合物为AlCl3,不符合题意;②X为N元素,Y为O元素,两者可形成N2O3,符合题意;③X为Al元素,Y为S元素,两者可形成Al2S3,符合题意;④X为Mg元素,Y为N元素,两者可形成Mg3N2,不符合题意。

4.科学研究证明:核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关,还与核外电子的数目及核电荷数的多少有关。基态Ar原子与S2-的核外电子排布式相同,都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是(　　)。

A.两粒子的1s能级上电子的能量相同

B.两粒子的3p能级上的电子离核的距离相同

C.两粒子的电子发生跃迁时,产生的光谱不同

D.两粒子都达8电子稳定结构,化学性质相同

答案:C

解析:虽然基态Ar原子与S2-的核外电子排布式相同,都是1s22s22p63s23p6,但是Ar原子与S2-的核电荷数不同,对核外电子的吸引力不同,两粒子的1s能级上电子的能量不相同,3p能级上的电子离核的距离也不相同。两粒子都达8电子稳定结构,但化学性质不相同,Ar原子稳定,S2-具有还原性。

5.(双选)主族元素的原子失去最外层电子形成阳离子,主族元素的原子得到电子填充在最外层形成阴离子。下列各原子或离子的电子排布式错误的是(　　)。

A.Ca2+:1s22s22p63p6

B.F-:1s22s23p6

C.Al:1s22s22p63s23p1

D.Cl-:1s22s22p63s23p6

答案:AB

解析:Ca2+的电子排布式为1s22s22p63s23p6,F-的电子排布式为1s22s22p6,A、B项错误。

6.(1)Cl原子核外电子能量最高的电子所在的能级是　　　　。 

(2)基态Si原子中,核外电子占据最高能层的符号为　　　　　,该能层上有　　　　个能级,电子数为　　　　　　　　。 

(3)许多金属或它们的化合物在灼烧时都会使火焰呈现特征颜色,其原因是　　　　　　　　。 

(4)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+、N3-的电子排布式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　、　　　　　　　　　。 

答案:(1)3p　(2)M　3　4　(3)金属原(离)子核外电子吸收能量由基态跃迁到激发态,激发态的电子从能量较高的能级跃迁到能量较低的能级时,以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量　(4)①1s22s22p63s23p2　②1s22s22p1　③1s22s22p63s23p63d8　1s22s22p63s23p63d5　1s22s22p6

解析:(1)Cl原子核外有17个电子,排布在1s、2s、2p、3s、3p5个能级上,能量最高的电子在3p能级上。

(2)Si原子核外有14个电子,K、L、M能层上分别有2、8、4个电子,所以电子占据的最高能层为M层,该能层有3s、3p、3d三个能级,该能层上排有4个电子。

(4)①A元素原子的L层有8个电子,则M层有4个电子,故A为硅。②当B元素原子的次外层为K层时,最外层电子数为3,则B为硼;当B元素原子的次外层为L层时,最外层电子数为1.5×8=12,违背了电子排布规律,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;N的原子序数为7,基态N原子的电子排布式为1s22s22p3,故N3-的电子排布式为1s22s22p6。

7.A、B、C分别代表三种不同的短周期元素。A元素的原子最外层电子排布式为ns1,B元素的原子价电子排布式为ns2np2,C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍。

(1)C原子的电子排布式为　　　　　;若A元素的原子最外层电子排布式为1s1,则A与C形成的阴离子的电子式为　　　　　。 

(2)当n=2时,B的原子结构示意图为　。 

(3)若A元素的原子最外层电子排布式为2s1,元素A在周期表中的位置是　　　　　　。 

答案:(1)1s22s22p4　H]-

(2)　

(3)第二周期第ⅠA族

解析:由C元素的最外层电子数是其能层数的3倍,推出C为O元素;若n=2,则B的价电子排布式为2s22p2,B为碳元素。