高中化学选择性必修2（人教版2019） 第一章 第一节第二课时　电子云与原子轨道　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课件

 [课 时 分 层 作 业(二)]

建议用时：45分钟

1．图①和图②分别是1s电子的概率密度分布图和电子云轮廓图。下列认识正确的是(　　 )

A．图①中的每个小黑点表示1个电子

B．图②表明1s电子云呈球形，有无数条对称轴

C．图②表示1s电子只能在球体内出现

D．不同能层的s电子云的平均半径相等

B　[电子云只表示电子在原子核外空间出现的概率密度，小黑点并不表示电子，A项错误；电子云轮廓图是把电子在原子核外空间出现概率为90%的空间圈出来绘制而成的，电子在这一空间出现的概率大，不表示电子不能在这一空间外出现，C项错误；s电子云的平均半径随能层序数的增大而增大，D项错误。]

2．下列说法正确的是(　　 )

A．电子云表示电子像云一样分布在原子核周围

B．原子轨道即电子的运动轨迹

C．s电子云为圆形，p电子云是“8”字形

D．2s电子云与1s电子云都是球形，但2s电子云的半径更大

D　[电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，A错误；原子轨道不是电子的运动轨迹，原子轨道指的是量子力学描述的电子在原子核外的空间运动状态，B错误；s电子云轮廓图为球形，C错误；s能级电子云轮廓图为球形，能层序数越大，s电子云半径越大，D正确。]

3．下列化学用语表示正确的是(　　)

A．基态O原子的电子排布式为[Ne]2s22p4

B．基态Mg2＋的电子排布式为1s22s22p63s2

C．激发态碳原子的电子排布图可能为

D．S2－的结构示意图为

C　[A.基态O原子的电子排布式为[He]2s22p4，错误；B.基态Mg2＋的电子排布式为1s22s22p6，错误；D.S2－的质子数是16，错误；故选C。]

4．下列离子中外层d轨道达半充满状态的是(　　 )

A．Cr3＋　　　　　　 B．Fe3＋

C．Co3＋     D．Cu＋

B　[A.电子排布式：[Ar]3d3，d轨道3个电子不是半充满。B.电子排布式：[Ar]3d5(d轨道最多排满10个电子，此时5个电子为半充满)。C.Co为27号元素，Co原子电子排布式为[Ar]3d74s2，Co3＋电子排布式为[Ar]3d6。D.Cu为29号元素，Cu原子电子排布式为[Ar]3d104s1，Cu＋电子排布式为[Ar]3d10，即d轨道为全充满状态。]

5．某基态原子核外共有6个电子，分布在K与L能层上，在下列L层分布中正确的是(　　 )

D　[A项错误，2s轨道应排满2个电子，且自旋方向相反；B项错误，2p轨道的2个电子自旋方向要相同；C项错误，2p轨道的2个电子应分占2个轨道，且自旋方向相同；D项正确，2p的3个轨道能量是相同的。]

6．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．6C的电子排布式1s22s22p违反了洪特规则

D．电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p63d4违反了泡利不相容原理

C　[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，A错误；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，B错误；电子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p63d4违反了能量最低原理，D错误；故选C。]

7．下列微粒中，未成对电子数最多的是(　　 )

A．C：1s22s22p2

B．S：1s22s22p63s23p4

C．Cr：1s22s22p63s23p63d54s1

D．Fe：1s22s22p63s23p63d64s2

C　[A.C有2个未成对电子。B.S有2个未成对电子。C.Cr有6个未成对电子。D.Fe有4个未成对电子。]

8．在原子结构理论中，有四个原理，分别是①构造原理，②泡利原理，③洪特规则，④能量最低原理。在以下的现象中主要决定的因素是(填序号，各只填一项)。

(1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍________。

(2)碳原子的核外电子排布基态时是1s22s22p2而不是1s22s12p3________。

(3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不会超过18个________。

(4)铬(24Cr)的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1而不是1s22s22p63s23p63d44s2________。

(5)在磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单电子________。

(6)第四周期元素中，4p轨道半充满的是________，3d轨道半充满的是________，4s轨道半充满的是________。(填元素符号)

解析　(6)第四周期元素中，4p轨道半充满时其4s轨道全充满，该原子是As；3d轨道半充满时4s轨道可能有1个电子或2个电子，如果4s轨道是1个电子为Cr，如果4s轨道有2个电子为Mn；4s轨道半充满时，3d轨道可能没有电子、可能有5个电子、可能有10个电子，如果3d轨道没有电子时该原子是K、如果3d轨道有5个电子时该原子是Cr、如果3d轨道有10个电子时该原子是Cu。

答案　(1)②　(2)④　(3)①　(4)③

(5)③　(6)As　Cr、Mn　K、Cr、Cu

9．某元素A原子的L层要比M层少6个电子，它有两种常见的阳离子a和b(其中a的化合价大于b的化合价)。则：

(1)a的M层比N层多个________电子；b的L层比M层少________个电子。a的稳定性________(填“大于”或“小于”)b的稳定性。

(2)写出A的电子排布式：____________________；a的最外层电子排布图为____________。

解析　由于第一、二层电子排布不出现能级交错，由题意可知A元素的L层已填满，共有8个电子，可得A的M层上有14个电子，则A的第三层电子排布为3s23p63d6，即可得A的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即A为Fe原子，其两种阳离子为Fe3＋和Fe2＋，阳离子a的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，阳离子b的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，再根据洪特规则，a的3d轨道处于半充满状态，a比b稳定。

答案　(1)13　6　大于

(2)1s22s22p63s23p63d64s2

10．有A、B、C、D四种元素，其中A和B原子都有1个未成对电子，A＋比B－少一个电子层。B原子得一个电子填入3p轨道后，3p轨道已充满。C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大。D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D 40%，且其核内质子数等于中子数。据此判断：

(1)A是______，B是______，C是______，D是________。(填元素名称)

(2)B－的电子排布式________________，A＋的结构示意图，D原子的轨道表示式

(3)在A、B、D三种元素的简单离子中，半径最小的是________，其离子还原性最强的是________。(填离子符号)

(4)用电子式表示化合物AB的形成过程____________________________。

解析　B原子的3p轨道应有5个电子，B的电子排布式为1s22s22p63s23p5，B为氯，则A为钠。C原子的np轨道含有3个电子，为ⅤA族中的原子核外电子构型，由其气态氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大，可知C为氮，D为ⅥA族元素，相对原子质量为32，质子数等于中子数，其质子数为16，D为硫。

答案　(1)钠　氯　氮　硫

(2)1s22s22p63s23p6　(3)Na＋　S2－　(4)

11．原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋0.5表示，与之相反的用－0.5表示，±0.5即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Ti原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为(　　)

A．－1     B．＋1

C．0     D．－1或＋1

D　[基态钛原子的价电子排布式为3d24s2，3d2是分占2个d轨道、自旋方向相同的2个电子，4s轨道填了自旋方向相反的2个电子，则其价电子自旋磁量子数的代数和为2×(＋)＝＋1或2×(－)＝－1，故选D。]

12．下面是第二周期部分元素基态原子的电子排布图，据此下列说法错误的是(　　)

A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子

B．电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道

C．每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n)

D．N原子中有5种电子运动状态

D　[原子核外电子运动的能层、能级、轨道都代表电子的运动状态，即使在一个原子轨道的2个电子，其自旋状态相反，故N原子中有7种电子运动状态，D错误；故选D。]

13．某基态原子的M层有4个p电子，下列叙述中错误的是(　　)

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4

D．该原子有两个未成对电子

C　[根据元素的一种基态粒子的M层p能级上有4个电子，其价电子排布式是3s23p4，是S元素，最外层电子数是6，C错误；故选C。]

14．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　)

A．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子

B．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子

C．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子

D．最外层电子排布为3s2的原子和最外层电子排布为4s2的原子

B　[A.3p轨道上有2个未成对电子的原子可能为第ⅣA族的Si、第ⅥA族的S，4p轨道上有2个未成对电子的原子可能为第ⅣA族的Ge、第ⅥA族的Se，相应元素不一定属于同一主族；B.3p轨道上只有1个空轨道的原子为第ⅣA族的Si，4p轨道上只有1个空轨道的原子为第ⅣA族的Ge，相应元素都属于第ⅣA族；C.最外层电子排布为1s2的原子为0族的He，最外层电子排布为2s2的原子为第ⅡA族的Be，相应元素不属于同一主族；D.最外层电子排布为3s2的原子为第ⅡA族的Mg，最外层电子排布为4s2的原子可能为第ⅡA族的Ca、第ⅢB族的Sc、第ⅣB的Ti、第ⅤB族的Ⅴ、第ⅦB的Mn、第Ⅷ族的Fe和Co和Ni、第ⅡB族的Zn，相应元素不一定属于同一主族；故选B。]

15．已知X、Y、Z、W、Q、R、E七种元素中，原子序数X<Y<Z<W<Q<R<E，其结构或性质信息如表。

请回答下列问题：

(1)元素X的原子核外共有________种不同运动状态的电子，有________种不同能级的电子。元素Y的原子核外未成对电子数为________；元素Z的价层电子排布式为________________________________。

(2)元素Q的基态原子电子排布式为________，R的元素符号为________，E元素基态原子的价层电子排布式为________________。

(3)含有元素W的盐的焰色试验为______色，许多金属元素形成的盐都可以发生焰色试验，其原因是_________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

解析　X元素原子的L能层上s电子数等于p电子数，即其电子排布式为1s22s22p2，故X为碳元素，其原子核外共有6种不同运动状态的电子，有3种不同能级的电子。元素Y的原子的最外层电子排布式为2s22p3，则Y为氮元素。Z元素原子的M能层上有1个未成对的p电子，可能为Al或Cl，单质在常温、常压下是气体的是Cl2，故Z为Cl元素；W元素正一价离子与氩原子核外电子层结构相同，则W为钾元素；Q为Cr元素，基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1；R元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，即R为26号元素Fe；根据题给信息，E元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，该元素为29号元素Cu，其原子的价层电子排布式为3d104s1。

答案　(1)6　3　3　3s23p5

(2)1s22s22p63s23p63d54s1　Fe　3d104s1

(3)紫　激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)的光的形式释放能量，发出不同颜色的光