人教版高考化学一轮复习限时集训15原子结构核外电子排布含答案

原子结构　核外电子排布

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1．1934年居里夫妇用α粒子(4He)轰击27Al得到一种自然界不存在的磷元素的一种同位素(P)：Al＋He―→P＋n，开创了人造核素的先河。下列有关说法不正确的是(　　)

A．该变化说明原子核在一般的化学反应中也能发生变化

B．该变化同样遵循质量守恒定律

C.n是一种电中性粒子

D．对于P有：原子序数＝质子数＝中子数＝核外电子数

A　[核反应不属于化学反应，化学反应过程中原子不发生变化。]

2．元素X位于第4周期，基态原子价电子排布式中只有1个未成对电子，则基态X原子的价电子排布式不可能是(　　)

A．4s24p1　　　B．4s24p5　　　C．3d14s2　　　D．3d94s2

[答案]　D

3．中国计量科学研究院研制的NIM5铯原子喷泉钟，2 000万年不差一秒，目前成为国际计量局认可的基准钟之一，参与国际标准时间修正。关于Cs元素，下列说法错误的是 (　　)

A．137Cs和133Cs互为同位素

B．单质Cs与水反应非常缓慢

C．137Cs比133Cs多4个中子

D．137Cs最外层只有1个电子

[答案]　B

4．如图是元素周期表中第3周期部分元素的粒子结构示意图，依照此示意图，下列描述正确的是(　　)

A．示意图①、②、③、④表示的全部是原子结构

B．示意图②的核电荷数x＝12

C．示意图④若表示的是离子结构，则它的最外层电子数y＝7

D．示意图①的最外层电子数为8，所以它是稀有气体元素

B　[①表示Na＋，②表示Mg原子，x＝12，③表示S原子，④不确定；当x＝7时表示Cl，x＝8时表示Cl－。]

5．下列各组价层电子排布式指定的元素，不能形成AB2型化合物的是(　　)

A．2s22p3和2s22p4   B．3s23p4和3s2

C．3d64s2和3s23p5       D．4s2和2s22p5

B　[根据元素价层电子排布式可知，A项中元素分别是N和O，可以形成NO2，故A项不符合题意；B项中元素分别为S和Mg，形成AB型化合物MgS，故B项符合题意；C项中元素分别为Fe和Cl，可以形成FeCl2，故C项不符合题意；D项中元素分别为Ca和F，可以形成CaF2，故D项不符合题意。]

6．已知某元素阴离子Rn－的原子核内的中子数为(A－x＋n)，其中A为原子的质量数。则m g Rn－中的电子总数为(　　)

A.·NA　　　　　　 B.·NA

C.·NA   D.

D　[Rn－原子核内的质子数为A－(A－x＋n)＝x－n，Rn－原子核外的电子数为(x－n)＋n＝x，m g Rn－中电子数为xNA。]

7．下列各项叙述中，正确的是(　　)

A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态

B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第5周期ⅠA族，是s区元素

C．所有原子任一电子层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同

D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2

[答案]　C

8．下列关于钠元素的几种表达式错误的是(　　)

[答案]　C

9．(2021·常熟抽测)原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍 ，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，W的原子序数为29。下列说法正确的是(　　)

A．Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为sp2杂化

B．化合物YX4的沸点比化合物ZX3的沸点高

C．W的价层电子排布式为3d94s2

D．Y元素的电负性小于Z元素的电负性

D　[原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素，其中W的原子序数为29，可推知它们是前4周期元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子数的2倍，由于最外层电子数不超过8个，所以Y元素只能是第2周期元素，可推测出Y元素是C元素。X是形成化合物种类最多的元素，化合物种类最多的是有机化合物，可推知X是H元素或C元素，由于Y元素是C元素，且它们的原子序数依次增大，所以X只能是H元素。Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子，可推测出Z是N元素。综上所述这四种元素分别是H、C、N、Cu。]

10．月球上的主要矿物有辉石(CaMgSi2O6)、斜长石(KAlSi3O8)和橄榄石{可分为铁橄榄石(Fe2SiO4)、镁橄榄石(Mg2SiO4)、铁­镁橄榄石[(Mg·Fe)2SiO4]}等。

(1)铁橄榄石中铁元素的化合价为________，硅元素原子核外电子排布式为________________________________________。

(2)硅元素的原子核外共有________个不同轨道的电子，其原子最外层共有________种不同运动状态的电子。

(3)月球上的上述主要矿物中，属于短周期元素的原子半径由大到小的顺序为______________________________(填元素符号)。

(4)某元素与氧元素同周期，且与氧元素组成的化合物中氧元素显＋2价，两者电负性关系是________(填元素符号)。

[答案]　(1)＋2　1s22s22p63s23p2　(2)8　4

(3)Mg>Al>Si>O　(4)F>O

11．(1)氮族(ⅤA族)元素的外围电子排布式的通式为________。Sb的元素名称为______。基态P原子中，电子占据的最高轨道符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________。

(2)已知银(Ag)位于元素周期表第5周期，与Cu同族，则基态Ag的价电子排布式为________。

(3)基态Ca原子M电子层轨道表示式_____________________，

若价层电子由4s2状态变化为4s14p1状态所得原子光谱为______光谱(填“发射”或“吸收”)。

(4)下列氧原子轨道表示式表示的状态中，能量最高的是________(填序号，下同)，能量最低的是________。

(5)第4周期中，与N原子未成对电子数相同的金属元素有______种；最外层电子排布式为4s1的元素有______种。

(6)Si原子中未成对电子数与成对电子数的个数之比为________，电子占据的最高原子轨道形状为________。

[答案]　(1)ns2np3　锑　3p　9

(2)4d105s1　(3) 　吸收　(4)D　A　

(5)3　3　(6)1∶6　纺锤形

12．X、Y、Z、W是短周期元素，X元素原子的最外层未达到8电子稳定结构，工业上通过分离液态空气获得其单质；Y元素原子最外电子层上s、p电子数相等；Z元素＋2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同；W元素原子的M层有1个未成对的p电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是  (　　)

A．X元素的氢化物的水溶液显碱性

B．Z元素的离子半径小于W元素的离子半径

C．Z元素的单质在一定条件下能与X元素的单质反应

D．Y元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点

C　[X可能为N、O，Y可能为C、Si，Z为Mg，W可能为Al、Cl。]

13．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前4周期元素，W元素的一种核素中没有中子，X元素原子的最外层电子数与内层电子数之比为3∶1，Y元素的原子核外有19种运动状态不同的电子，Z元素的价电子排布式为3d104s1。下列说法正确的是(　　)

A．上述四种元素分别位于四个族

B．Z2＋的价电子轨道表示式为

C．W与Y可以形成共价化合物

D．X与Z只能形成一种化合物

B　[由题给信息可知，W是氢元素，X是氧元素，Y是钾元素，Z是铜元素。氢元素与钾元素位于第ⅠA族，氧元素位于第ⅥA族，铜元素位于第ⅠB族，A项错误；KH是离子化合物，C项错误；Cu和O可以形成CuO和Cu2O，D项错误。]

14．现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素，它们位于元素周期表的前4周期。A元素原子的核外电子数与其所在周期数相等；B元素价电子排布为2s22p2；D元素原子核外有8个运动状态不同的电子；E元素是生活中应用最广泛的金属元素，且E元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题：

(1)E元素基态原子的核外价层电子排布式为        ，价层电子轨道表示式为                                                              。

(2)用元素符号表示B、C、D三种元素的第一电离能由低到高的排序        ，电负性由小到大的顺序为               。

(3)A元素与B、C元素可形成化合物B2A4、C2A4，其结构式分别为              、                。

(4)E3＋比E2＋稳定的原因是                                         

                                                     。

(5)B、D核外未成对电子数分别为        、        。

[解析]　由题意知A为H，B为C，C为N，D为O，E为Fe。

15．现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1；C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。

(1)A元素的第一电离能        (填“<”“>”或“＝”)B元素的第一电离能，A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为        (用元素符号表示)。

(2)D元素原子的价电子排布式是        。

(3)C元素原子的轨道表示式为     ；E3＋的离子符号为        。

(4)F元素位于元素周期表的        区，其基态原子的电子排布式为        。

(5)G元素可能的性质        (填字母)。

A．其单质可作为半导体材料

B．其电负性大于磷

C．其原子半径大于锗

D．其第一电离能小于硒

(6)活泼性：D        (填“>”或“<”，下同)Al，I1(Mg)

        I1(Al)，其原因是                                 。

[解析]　现有属于前4周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子构型为nsnnpn＋1，n＝2，所以A是N；C元素为最活泼的非金属元素，则C是F，所以B是O；D元素核外有三个电子层，最外层电子数是核外电子总数的1/6，所以D是Mg；E元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则E的原子序数是26，即E是Fe；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则F是Cu；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As。(1)一般来讲非金属性越强，第一电离能越大，但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态，稳定性强，则氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能；非金属性越强，电负性越大，则A、B、C三种元素电负性由小到大的顺序为N<O<F。(2)根据核外电子排布规律可知镁元素原子的价电子排布式是3s2。(3)根据核外电子排布规律可知氟元素的轨道表示式为；E3＋的离子符号为Fe3＋。(4)铜元素位于元素周期表的ds区，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(5)G为As，位于金属与非金属的分界线处，其单质为半导体，其电负性小于磷，原子半径小于锗，第一电离能大于硒。(6)元素D为Mg，活泼性Mg>Al；I1(Mg)>I1(Al)，因为Mg的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而Al的3p轨道只有一个电子，不稳定，故第一电离能I1(Mg)>I1(Al)。

[答案]　(1)>　N<O<F　(2)3s2　

(3)

　Fe3＋　(4)ds　1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1　(5)A　

(6)>　>　镁原子的3p轨道处于全空状态，比较稳定，而铝原子3p轨道只有一个电子，不稳定