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化学人教版 (新课标)第一节 原子结构优秀同步达标检测题
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这是一份化学人教版 (新课标)第一节 原子结构优秀同步达标检测题，文件包含111能层与能级构造原理作业原卷版docx、111能层与能级构造原理作业解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共8页， 欢迎下载使用。
1.1.1 能层与能级 构造原理
一、单选题
1．原子核外电子是分层排布的，下列关于L层与M层的说法不正确的是（ ）
A．L层离核比M层离核近
B．电子在M层上运动时所具有的能量高于L层
C．当L层上的电子数为奇数时，M层上不可能有电子
D．当L层上的电子数为偶数时，M层上一定有电子
【答案】D
【详解】
A项，L层离核比M层离核近，A项正确；
B项，离核越远，电子能量越高，M层离核的距离大于L层离核的距离，B项正确；
C项，L层最多可容纳8个电子，当L层上的电子数为奇数时，说明L层上电子未填满，M层上不可能有电子，C项正确；
D项，由氖原子的L层上有8个电子而其M层上无电子，D项错误。
答案选D。
2．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，则该原子核内的质子数为（ ）
A．14B．15C．16D．17
【答案】A
【详解】
原子核外有3个电子层，K、L、M层上电子数依次为2、8、4，电子总数14，则该原子核内的质子数为14；
答案选A。
3．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(a－b)，L层电子数是(a＋b)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为( )
A．B3A2B．BA2
C．A3B2D．AB2
【答案】B
【详解】
因为B的L层电子数为(a＋b)且有M层，所以a+b=8，又因A原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，且满足a+b=8，所以A原子有两个电子层，且K层为2个电子，L层为6个电子，所以a=6，b=2。进而推知B的各电子层上的电子数分别为2、8、4；即A为O，B为Si，二者形成的物质为SiO2，故答案为B。
4．多电子的基态原子中，电子填充轨道能级的先后次序为（ ）
A．3d、3p、4sB．3p、4s、3dC．4s、3p、3dD．3p、3d、4s
【答案】B
【分析】
轨道能级的能量高低次序为3p＜4s＜3d。
【详解】
电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低，能量较低的轨道先被填充，轨道能级的能量高低次序为3p＜4s＜3d，因此电子填充轨道能级的先后次序为3p、4s、3d，故B正确。
5．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是（ ）
A．第二电子层最多可容纳的电子数为8
B．次外层最多可容纳的电子数为18
C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层
D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层
【答案】D
【详解】
A．根据2n2原则，第二电子层最多可容纳8个电子，A正确；
B．最外层最多可容纳8个电子，次外层最多可容纳18个电子，B正确；
C．根据2n2原则，最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，C正确；
D．最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，当第三电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，D错误；
故选D。
【点睛】
本题考查了核外电子的运动和电子排布规律，注意在原子核外区域能量不同，距核由近到远，能量由低到高。需要明确核外电子的排布规律是相对的不能孤立理解，例如第三层最多能够容纳18个电子，但是处于最外层时最多容纳8个电子。
6．某元素的原子序数为33，则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在（ ）
A．3s能级B．4p能级C．4s能级D．3p能级
【答案】B
【详解】
原子序数为33的元素是As，基态原子的电子排布式为，则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在4p能级，故B正确，答案为B。
7．下列叙述正确的是( )
A．M电子层只有s、p2个能级，该电子层最多能容纳8个电子
B．d能级最多能容纳5个电子，f能级最多能容纳7个电子
C．无论哪一电子层的s能级，最多容纳的电子数均为2
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
【答案】C
【详解】
A．M电子层有s、p、d 三个能级，该电子层最多能容纳18个电子，故A错误；
B．d能级有5个原子轨道，最多能容纳10个电子，f能级有7个原子轨道，最多能容纳14个电子，故B错误；
C．每个电子层都从s能级开始，且s能级最多能容纳2个电子，故C正确；
D．K电子层只有s能级，不含有p能级，故D错误；
选C。
8．下列关于能层与能级的说法中正确的是
A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为n2
B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层数
C．不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D．不同能层中p电子的原子轨道能量相同
【答案】B
【详解】
A.原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；
B.能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大，在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态，所以任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故B正确；
C.能层序数越大，s原子轨道的能量越高，轨道的半径越大，故C错误；
D.离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，故D错误。
故选B。
9．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低．若以E(nx)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ）
①E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s) ②E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
③E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) ④E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
A．①②B．①②④C．②③④D．①②③④
【答案】A
【分析】
注意根据构造原理把握能量大小的排布顺序；根据构造原理，各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s 2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np，所以各能级能量由低到高的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f…，以此解答该题。
【详解】
①不同能层相同能级的电子能量E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)，故①正确；②E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)，符合构造原理，故②正确；③应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故③错误；④应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故④错误；故选A。
10．下列电子层中，只包含有s能级的是
A．K电子层B．L电子层C．M电子层D．N电子层
【答案】A
【详解】
A. K电子层只包含有s能级，A符合；
B. L电子层包含有s、p能级，B不符合；
C. M电子层包含有s、p、d能级，C不符合；
D. N电子层包含有s、p、d、f能级，D不符合；答案选A。
二、填空题
11．K层有_____________个能级，用符号表示为_____________；L层有_____________个目自级，用符号表示为_____________；M层有_____________个能级，用符号表示为_____________。由此可推知第n(n为正整数)电子层最多可能有_____________个能级，当时，能量最低的两个能级的符号分别为_____________，它们的原子轨道形状分别为_____________、_____________。
【答案】1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n ns、np 球形 哑铃形
【详解】
K层只有1个1s能级；L层有2s、2p 2个能级；M层有3s、3p、3d 3个能级。由此可推知第n(n为正整数)电子层最多可能有n个能级，当时，能量最低的两个能级的符号分别为ns、np，s能级的原子轨道形状为球形、p能级的原子轨道形状为哑铃形。
12．在化学符号中，A表示_______，该微粒的核电荷数为_______，质子数为_______，中子数为_______，电子数为_______。
【答案】质量数 Z Z A-Z Z-b
【分析】
本题需要掌握化学符号中，a、b、c、d、e各字母的含义。
【详解】
A表示质量数，Z表示核电荷数，质子数=核电荷数=Z，中子数=质量数-核电荷数=A-Z，电子数=质子数-所带正电荷数=Z-b，所以答案为：质量数，Z，Z，A-Z，Z-b。
【点睛】
必须掌握化学符号中各字母的含义。
13．推导下列元素，回答有关问题：
(1)具有1个4p电子的元素为________(写元素名称，下同)，简化电子排布式为________。
(2)N层只有1个电子的主族元素是________，其氯化物的焰色反应呈________色，其原子核外有________种不同运动状态的电子。
(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素为________，原子序数为________。
(4)离子M2＋的3d轨道中有5个电子，则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为_____和___。
(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价电子排布式是____，X在参与化学反应时，1个原子失去的电子数为_____。
【答案】(1) 镓 [Ar]3d104s24p1 (2)钾 (浅)紫 19 (3) 铜 29 2 5 (4)3d84s2 2个或3个
【解析】(1).具有1个4p电子，说明其位于第四周期p区，为鎵元素，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1 ；正确答案：镓； [Ar]3d104s24p1。
(2) N层只有1个电子的主族元素是钾元素，其氯化物的焰色反应为紫色，透过蓝色钴玻璃片进行观察；钾原子核外有19个电子，每个电子的运动状态不同，所以有19种不同运动状态的电子；正确答案：钾；(浅)紫； 19。
(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素位于第四周期ds区，为铜元素，原子序数为29；正确答案： 铜；29 。
(4)离子M2＋的3d轨道中有5个电子，则M为锰元素，原子的最外层电子数为2，未成对电子数为5；正确答案：2 ； 5 。
(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则X为Fe、Y为Ni；Ni基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2.，Ni基态原子的价电子排布式是3d84s2.；Fe基态原子的电子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2，Fe基态原子的价电子排布式是3d64s2.，失去2个电子或3个电子，表现为+2价或+3价；正确答案：3d84s2 ；2个或3个。
点睛：Fe基态原子的电子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2，Fe基态原子的价电子排布式是3d64s2.，失去2个电子或3个电子，表现为+2价或+3价；Cu基态原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 ，Cu基态原子的价电子排布式 3d104s1，失去2个电子或1个电子，表现为+2价或+1价。
1.1.1 能层与能级 构造原理
一、单选题
1．原子核外电子是分层排布的，下列关于L层与M层的说法不正确的是（ ）
A．L层离核比M层离核近
B．电子在M层上运动时所具有的能量高于L层
C．当L层上的电子数为奇数时，M层上不可能有电子
D．当L层上的电子数为偶数时，M层上一定有电子
【答案】D
【详解】
A项，L层离核比M层离核近，A项正确；
B项，离核越远，电子能量越高，M层离核的距离大于L层离核的距离，B项正确；
C项，L层最多可容纳8个电子，当L层上的电子数为奇数时，说明L层上电子未填满，M层上不可能有电子，C项正确；
D项，由氖原子的L层上有8个电子而其M层上无电子，D项错误。
答案选D。
2．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有4个电子，则该原子核内的质子数为（ ）
A．14B．15C．16D．17
【答案】A
【详解】
原子核外有3个电子层，K、L、M层上电子数依次为2、8、4，电子总数14，则该原子核内的质子数为14；
答案选A。
3．A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素的原子M层电子数是(a－b)，L层电子数是(a＋b)，则A、B两元素形成化合物的化学式最可能表示为( )
A．B3A2B．BA2
C．A3B2D．AB2
【答案】B
【详解】
因为B的L层电子数为(a＋b)且有M层，所以a+b=8，又因A原子最外层电子数为a，次外层电子数为b，且满足a+b=8，所以A原子有两个电子层，且K层为2个电子，L层为6个电子，所以a=6，b=2。进而推知B的各电子层上的电子数分别为2、8、4；即A为O，B为Si，二者形成的物质为SiO2，故答案为B。
4．多电子的基态原子中，电子填充轨道能级的先后次序为（ ）
A．3d、3p、4sB．3p、4s、3dC．4s、3p、3dD．3p、3d、4s
【答案】B
【分析】
轨道能级的能量高低次序为3p＜4s＜3d。
【详解】
电子在原子核外排布时，要尽可能使电子的能量最低，能量较低的轨道先被填充，轨道能级的能量高低次序为3p＜4s＜3d，因此电子填充轨道能级的先后次序为3p、4s、3d，故B正确。
5．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是（ ）
A．第二电子层最多可容纳的电子数为8
B．次外层最多可容纳的电子数为18
C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层
D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层
【答案】D
【详解】
A．根据2n2原则，第二电子层最多可容纳8个电子，A正确；
B．最外层最多可容纳8个电子，次外层最多可容纳18个电子，B正确；
C．根据2n2原则，最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，C正确；
D．最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，当第三电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，D错误；
故选D。
【点睛】
本题考查了核外电子的运动和电子排布规律，注意在原子核外区域能量不同，距核由近到远，能量由低到高。需要明确核外电子的排布规律是相对的不能孤立理解，例如第三层最多能够容纳18个电子，但是处于最外层时最多容纳8个电子。
6．某元素的原子序数为33，则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在（ ）
A．3s能级B．4p能级C．4s能级D．3p能级
【答案】B
【详解】
原子序数为33的元素是As，基态原子的电子排布式为，则该元素的基态原子中能量最高的电子应排布在4p能级，故B正确，答案为B。
7．下列叙述正确的是( )
A．M电子层只有s、p2个能级，该电子层最多能容纳8个电子
B．d能级最多能容纳5个电子，f能级最多能容纳7个电子
C．无论哪一电子层的s能级，最多容纳的电子数均为2
D．任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级
【答案】C
【详解】
A．M电子层有s、p、d 三个能级，该电子层最多能容纳18个电子，故A错误；
B．d能级有5个原子轨道，最多能容纳10个电子，f能级有7个原子轨道，最多能容纳14个电子，故B错误；
C．每个电子层都从s能级开始，且s能级最多能容纳2个电子，故C正确；
D．K电子层只有s能级，不含有p能级，故D错误；
选C。
8．下列关于能层与能级的说法中正确的是
A．原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为n2
B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层数
C．不同能层中s电子的原子轨道半径相同
D．不同能层中p电子的原子轨道能量相同
【答案】B
【详解】
A.原子核外每一个能层最多可容纳的电子数为2n2，故A错误；
B.能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大，在不违反泡利原理、和洪特规则的条件下，电子优先占据能量较低的原子轨道，使整个原子体系能量处于最低，这样的状态是原子的基态，所以任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，故B正确；
C.能层序数越大，s原子轨道的能量越高，轨道的半径越大，故C错误；
D.离原子核越远的电子，其能量越大，所以p原子轨道电子的平均能量随能层的增大而增加，故D错误。
故选B。
9．构造原理揭示的电子排布能级顺序，实质是各能级能量高低．若以E(nx)表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ）
①E(4s)>E(3s)>E(2s)>E(1s) ②E(3d)>E(4s)>E(3p)>E(3s)
③E(5s)>E(4f)>E(4s)>E(3d) ④E(5s)>E(4s)>E(4f)>E(3d)
A．①②B．①②④C．②③④D．①②③④
【答案】A
【分析】
注意根据构造原理把握能量大小的排布顺序；根据构造原理，各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s 2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np，所以各能级能量由低到高的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f…，以此解答该题。
【详解】
①不同能层相同能级的电子能量E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)，故①正确；②E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)，符合构造原理，故②正确；③应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故③错误；④应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故④错误；故选A。
10．下列电子层中，只包含有s能级的是
A．K电子层B．L电子层C．M电子层D．N电子层
【答案】A
【详解】
A. K电子层只包含有s能级，A符合；
B. L电子层包含有s、p能级，B不符合；
C. M电子层包含有s、p、d能级，C不符合；
D. N电子层包含有s、p、d、f能级，D不符合；答案选A。
二、填空题
11．K层有_____________个能级，用符号表示为_____________；L层有_____________个目自级，用符号表示为_____________；M层有_____________个能级，用符号表示为_____________。由此可推知第n(n为正整数)电子层最多可能有_____________个能级，当时，能量最低的两个能级的符号分别为_____________，它们的原子轨道形状分别为_____________、_____________。
【答案】1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n ns、np 球形 哑铃形
【详解】
K层只有1个1s能级；L层有2s、2p 2个能级；M层有3s、3p、3d 3个能级。由此可推知第n(n为正整数)电子层最多可能有n个能级，当时，能量最低的两个能级的符号分别为ns、np，s能级的原子轨道形状为球形、p能级的原子轨道形状为哑铃形。
12．在化学符号中，A表示_______，该微粒的核电荷数为_______，质子数为_______，中子数为_______，电子数为_______。
【答案】质量数 Z Z A-Z Z-b
【分析】
本题需要掌握化学符号中，a、b、c、d、e各字母的含义。
【详解】
A表示质量数，Z表示核电荷数，质子数=核电荷数=Z，中子数=质量数-核电荷数=A-Z，电子数=质子数-所带正电荷数=Z-b，所以答案为：质量数，Z，Z，A-Z，Z-b。
【点睛】
必须掌握化学符号中各字母的含义。
13．推导下列元素，回答有关问题：
(1)具有1个4p电子的元素为________(写元素名称，下同)，简化电子排布式为________。
(2)N层只有1个电子的主族元素是________，其氯化物的焰色反应呈________色，其原子核外有________种不同运动状态的电子。
(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素为________，原子序数为________。
(4)离子M2＋的3d轨道中有5个电子，则M原子的最外层电子数和未成对电子数分别为_____和___。
(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则Y的基态原子的价电子排布式是____，X在参与化学反应时，1个原子失去的电子数为_____。
【答案】(1) 镓 [Ar]3d104s24p1 (2)钾 (浅)紫 19 (3) 铜 29 2 5 (4)3d84s2 2个或3个
【解析】(1).具有1个4p电子，说明其位于第四周期p区，为鎵元素，简化电子排布式为[Ar]3d104s24p1 ；正确答案：镓； [Ar]3d104s24p1。
(2) N层只有1个电子的主族元素是钾元素，其氯化物的焰色反应为紫色，透过蓝色钴玻璃片进行观察；钾原子核外有19个电子，每个电子的运动状态不同，所以有19种不同运动状态的电子；正确答案：钾；(浅)紫； 19。
(3)3d能级全充满，4s能级只有1个电子的元素位于第四周期ds区，为铜元素，原子序数为29；正确答案： 铜；29 。
(4)离子M2＋的3d轨道中有5个电子，则M为锰元素，原子的最外层电子数为2，未成对电子数为5；正确答案：2 ； 5 。
(5)原子序数小于36的元素X和Y，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且Y的原子序数比X大2，则X为Fe、Y为Ni；Ni基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2.，Ni基态原子的价电子排布式是3d84s2.；Fe基态原子的电子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2，Fe基态原子的价电子排布式是3d64s2.，失去2个电子或3个电子，表现为+2价或+3价；正确答案：3d84s2 ；2个或3个。
点睛：Fe基态原子的电子排布式1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2，Fe基态原子的价电子排布式是3d64s2.，失去2个电子或3个电子，表现为+2价或+3价；Cu基态原子的电子排布式 1s22s22p63s23p63d104s1 ，Cu基态原子的价电子排布式 3d104s1，失去2个电子或1个电子，表现为+2价或+1价。
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