备考2024届高考化学一轮复习分层练习第五章物质结构与性质元素周期律第1讲原子结构核外电子排布原理

这是一份备考2024届高考化学一轮复习分层练习第五章物质结构与性质元素周期律第1讲原子结构核外电子排布原理，共5页。试卷主要包含了高铁动车车厢禁止吸烟，下列说法正确的是，[全国Ⅲ高考]下列叙述正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.高铁动车车厢禁止吸烟。高铁装有的离子式烟雾传感器具有稳定性好、灵敏度高的特点，其主体是一个放有镅（95241Am）放射源的电离室。下列关于 95241Am的说法不正确的是（ D ）
A.质子数为95B.中子数为146
C.质量数为241D.核外电子数为146
解析 根据原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数、质量数＝质子数＋中子数可知，95241Am的核外电子数＝质子数＝95，质量数为241，中子数＝241－95＝146，故D错误。
2.[2024模拟组合]下列化学用语正确的是（ B ）
A.[贵阳摸底考试]基态氮原子的轨道表示式：
B.[浙江名校联考]Cr3＋的最外层电子排布式：3s23p63d3
C.[惠州模拟]Be原子最外层电子的电子云轮廓图为
D.[南京六校联考]基态S原子核外价电子的轨道表示式为
解析 由泡利原理和洪特规则知，基态氮原子的轨道表示式为，A项错误；Cr的核外电子排布式为[Ar]3d54s1，Cr失去3个电子得到Cr3＋，所以Cr3＋的最外层电子排布式为3s23p63d3，B项正确；Be原子最外层电子为2s能级的电子，其电子云轮廓图为球形，C项错误；基态S原子核外价电子的轨道表示式为，D项错误。
3.[2023太原名校考试改编]《Green Chemistry》报道了我国学者发明的低压高效电催化还原CO2的新方法，其反应为NaCl＋CO2通电CO＋NaClO。下列叙述错误的是（ D ）
A.钠原子核外电子有11种运动状态
B.Na和Cl形成离子键的过程为
C.与C同主族的Ge价电子排布式为4s24p2
D.基态Cl原子价电子的轨道表示式为
解析 钠原子核外有11个电子，每个电子的运动状态不同，故有11种运动状态，A项正确；钠原子失电子形成钠离子，氯原子得电子形成氯离子，二者通过静电作用，形成离子键，B项正确；Ge为第四周期第ⅣA族元素，价电子排布式为4s24p2，C项正确；基态Cl原子的价电子排布式为3s23p5，则价电子的轨道表示式为，D项错误。
4.下列说法正确的是（ A ）
A.[浙江高考]818O表示中子数为10的氧元素的一种核素
B.[浙江高考]金刚石和石墨互为同素异形体，两者之间不能相互转化
C.[2021浙江]14N2和15N2互为同位素
D.[2021浙江]Fe2C和Fe3C互为同素异形体
解析 金刚石和石墨在一定条件下可以相互转化，B项错误；14N2和15N2均为氮气分子，不能互称为同位素，C项错误；Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称为同素异形体，D项错误。
5.[2023广东佛山部分学校考试改编]现有四种元素的基态原子的电子排布式如下：①1s22s22p63s23p2、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p5。下列有关比较正确的是（ A ）
A.第一电离能：④＞③＞②＞①
B.原子半径：④＞③＞②＞①
C.电负性：①＞②＞③＞④
D.最高正化合价：③＞②＞①
解析 由题给基态原子的电子排布式可知，①为Si，②为P，③为N，④为F。同主族元素从上到下第一电离能逐渐降低，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，因此第一电离能：F＞N＞P＞Si，A项正确；同主族元素从上向下，原子半径逐渐增大，同周期元素从左向右，原子半径逐渐减小，因此原子半径：Si＞P＞N＞F，B项错误；元素的非金属性越强，则电负性越大，同周期主族元素从左到右电负性逐渐增强，同主族元素从上到下电负性逐渐减弱，因此电负性：F＞N＞P＞Si，C项错误；一般情况下，元素的最高正化合价等于其族序数，最高正化合价：Si＜P＝N，D项错误。
6.[全国Ⅲ高考]下列叙述正确的是（ B ）
A.24 g镁与27 g铝中，含有相同的质子数
B.同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同
C.1 ml重水与1 ml水中，中子数比为2∶1
D.1 ml乙烷和1 ml乙烯中，化学键数相同
解析 24 g镁与27 g铝的物质的量均为1 ml，但Mg、Al的质子数分别为12、13，A项错误；1 ml O2含有16 ml电子，1 ml O3含有24 ml电子，质量相同（设为m g）的O2、O3中含有电子的物质的量分别为m32×16 ml＝m2 ml、m48×24 ml＝m2 ml，B项正确；1 ml D2O含有10 ml中子，1 ml H2O含有8 ml中子，C项错误；1 ml CH3CH3含有7 ml共价键，1 ml CH2CH2含有6 ml共价键，D项错误。
7.下列对原子核外电子运动状态的描述正确的是（ D ）
A.电子的运动与行星相似，围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B.能量低的电子只能在s原子轨道上运动，能量高的电子总是在f原子轨道上运动
C.能层序数越小，s原子轨道的半径越大
D.在同一能级上运动的电子，其运动状态一定不同
解析 电子的运动没有固定的轨道，也不能描绘出它的运动轨迹，A项错误。原子轨道能量的高低取决于能层序数和原子轨道的类型，不能只从原子轨道的类型来判断，例如7s原子轨道的能量比4f原子轨道的能量高，B项错误。相同类型的原子轨道，能层序数越大，能量越高，电子运动的区域越大，原子轨道的半径越大，C项错误。根据泡利原理和洪特规则可知，一个原子中不存在运动状态完全相同的2个电子，D项正确。
8.[电子云和原子轨道的理解误区]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。下列有关电子云的说法正确的是（ B ）
A.概率密度的大小体现了电子数目的多少
B.概率密度的大小体现了电子在空间某处出现概率的大小
C.基态C原子的1s电子的电子云和2s电子的电子云完全相同
D.基态Li原子的1s电子的电子云和2s电子的电子云形状不同
解析 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，体现了电子在空间某处出现概率的大小，而不是电子数目的多少，A项错误，B项正确。1s、2s电子的电子云形状相同，都是球形，但球的半径不同，C、D项错误。
9.[全国Ⅰ高考]下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为D、C（填标号）。
A.B.
C.D.
解析 根据能级能量E（1s）＜E（2s）＜E（2p）判断，能量最低的为D，能量最高的为C。
10.[2023重庆八中模拟等组合]根据要求回答下列问题：
（1）基态铜原子的价电子排布式为 3d104s1 ，其核外电子占据的原子轨道有 9 种伸展方向。
（2）钴及其化合物有重要的用途，探究其结构有重要意义。基态C的价电子排布式是3d74s2，价电子轨道表示式是 ，在元素周期表中，该元素位于 d （填“d”或“ds”）区。
解析 （1）基态铜原子的价电子为其3d、4s能级上的电子，其基态价电子排布式为3d104s1，基态Cu原子核外电子占据的轨道有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s，其中s轨道有1种伸展方向，p轨道有3种伸展方向，d轨道有5种伸展方向，因此共有9种伸展方向。（2）基态C的价电子排布式是3d74s2，根据构造原理，其价电子轨道表示式是↑↓↑↓↑↑↑3d ↑↓4s。在元素周期表中，钴位于第四周期Ⅷ族，即位于d区。
11.[2023河南名校摸底考试等组合]（1）锰酸锂（LiMn2O4）电池具有原料成本低、合成工艺简单等优点。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋12表示，与之相反的用－12表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态Li原子，其核外电子自旋磁量子数的代数和为 ＋12或－12 。基态 Mn原子核外价电子的运动状态有 7 种。
（2）光电材料[氟代硼铍酸钾晶体（KBe2BO3F2）等]是目前科学家特别关注的材料。基态B原子中有3种能量不同的电子，存在未成对电子的能级电子云有 3 种伸展方向。
（3）基态碳原子的电子占据的最高能级的电子云轮廓图形状为 纺锤形（或哑铃形） 。
（4）Ti原子位于元素周期表中的 d 区，最高能层电子的电子云轮廓图形状为 球形 。
解析 （1）基态Li原子核外电子排布图为，故其核外电子自旋磁量子数的代数和为＋12或－12；核外价电子的运动状态种类数＝核外价电子总数，基态 Mn原子核外价电子数为7，故基态 Mn原子核外价电子的运动状态有7种。（2）基态B原子的核外电子排布式为1s22s22p1，1s、2s、2p中电子的能量不同，则有3种能量不同的电子。2p能级存在未成对电子，p能级电子云有3种伸展方向，为px、py、pz。（3）基态碳原子的电子排布式是1s22s22p2，占据的最高能级是2p，电子云轮廓图形状为纺锤形（哑铃形）。（4）Ti是22号元素，其核外电子排布式为[Ar]3d24s2，电子最后占据3d能级，故Ti位于元素周期表中的d区；最高能层电子位于4s轨道，其电子云轮廓图形状为球形。
12.（1）[2023天津模拟]写出基态Zn2＋的电子排布式： 1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10） 。Sn与C均为第ⅣA族元素，基态Sn原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为 1∶3（或3∶1） 。
（2）[2023四川石室中学模拟]基态铜原子的核外电子有 15 种空间运动状态。与Cu元素同周期，基态原子有2个未成对电子的金属元素有 3 种。
解析 （1）基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，失去最外层两个电子变为Zn2＋，Zn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。基态Sn原子的价电子排布式为5s25p2，其中两种自旋相反的电子数之比为1∶3或3∶1。（2）基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，共占据15个轨道，有15种空间运动状态。与Cu同周期，基态原子有2个未成对电子的金属元素有Ti（[Ar]3d24s2）、Ni（[Ar]3d84s2）、Ge（[Ar]3d104s24p2）3种。
13.（1）[2023宁夏石嘴山一模]基态Fe2＋的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d6（或[Ar]3d6） ，Fe3＋有 6 种能量不同的电子。
（2）[2023四川成都三模]①经测定滕氏蓝与普鲁士蓝晶体结构相同，测定晶体结构的手段是 X－射线衍射实验 ；深蓝色是Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）之间价电子转移的结果，这些电子是 3d 能级电子。
②[顺磁性物质]将含有未成对电子的物质置于外磁场中，会使磁场强度增大，称其为顺磁性物质，下列物质中，属于顺磁性物质的是 BD （填标号）。
A.[Cu（NH3）2]ClB.[Cu（NH3）4]SO4
C.[Zn（NH3）4]SO4D.[Cr（H2O）5Cl]Cl2
解析 （1）Fe为26号元素，Fe原子失去2个电子形成Fe2＋，则基态Fe2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6（或[Ar]3d6），Fe原子失去3个电子形成Fe3＋，则基态Fe3＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，则Fe3＋有1s、2s、2p、3s、3p、3d共6种能量不同的电子。（2）①可以通过X－射线衍射实验测定晶体结构。Fe（Ⅱ）的价电子排布式为3d6，Fe（Ⅲ）的价电子排布式为3d5，Fe（Ⅱ）和Fe（Ⅲ）之间转移的是3d能级电子。②[Cu（NH3）2]Cl中Cu＋的价电子排布式为3d10，没有未成对电子，A项不符合题意；[Cu（NH3）4]SO4中Cu2＋的价电子排布式为3d9，有未成对电子，B项符合题意；[Zn（NH3）4]SO4中Zn2＋的价电子排布式为3d10，没有未成对电子，C项不符合题意；[Cr（H2O）5Cl]Cl2中Cr3＋的价电子排布式为3d3，有未成对电子，D项符合题意。
14.[跨学科/物理][2023山东菏泽模拟改编]居里夫妇用α粒子（24He）轰击某金属原子ZAX得到 Z+2 30Y，基态Y原子的3p能级半充满。Z＋2 30Y具有放射性，很快衰变为 Z+1 WQ。上述过程可表示为 24He＋ZAXZ+2 30Y＋01n， Z+2 30YZ+1 WQ＋10e。下列说法错误的是（ C ）
A.第一电离能：X＜Q＜Y
B.自然界中不存在 Z+2 30Y4，是因为其化学键不稳定且 Z+2 30Y易衰变
C.AZX原子核内中子数与质子数之比为13∶14
D.简单氢化物的稳定性：Y＞Q
解析 基态Y原子的3p能级半充满，则基态Y原子为 1530P，即Z＋2＝15，Z＝13，由衰变可知，A＋4＝30＋1，A＝27，W＝30，则X为 1327Al，Q为 1430Si。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，所以第一电离能：Al＜Si＜P，A项正确；由题意知 1530P易衰变，且 1530P4中P—P键不稳定，故自然界中不存在 1530P4，B项正确；1327Al的质子数为13，中子数为14，所以中子数与质子数之比为14∶13，C项错误；非金属性：P＞Si，所以简单氢化物的稳定性：PH3＞SiH4，D项正确。