人教版高中化学选修3课时练习电子云和原子轨道.docx

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人教版高中化学选修3课时练习电子云和原子轨道

课时练习2　电子云和原子轨道

时间：

45分钟　　满分：

100分

一、选择题（每小题4分，共48分）

1．下列表达式错误的是（　C　）

A．甲烷的电子式：

B．氮原子的L层电子的电子排布图：

C．硫离子的核外电子排布式：

1s22s22p63s23p4

D．碳－12原子：

C

解析：

C项是硫原子的核外电子排布式，而不是硫离子的，硫离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。

2．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（　B　）

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

解析：

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。

3．下列各组表述中，两种微粒不属于同种元素原子的是（　C　）

A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子

B．2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和最外层电子排布式为2s22p5的原子

C．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子

D．最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子

解析：

A中3p能级有一个空轨道，根据洪特规则，只能为

，又根据能量最低原理，能量低于3p能级的轨道均已充满，即电子排布式为1s22s22p63s23p2，故二者为同种元素原子；B中2p能级有一个未成对电子且无空轨道，即为

，其电子排布式为1s22s22p5，故二者也为同种元素原子；C中M层有s、p、d三个能级，全充满应为3s23p63d10，与核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子不属于同种元素的原子；D中最外层电子排布式为4s24p5，其原子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数为7，核外电子总数为35，故二者为同种元素原子。

故正确答案为C。

4．下列离子中外层d轨道达半充满状态的是（　B　）

A．Cr3＋B．Fe3＋

C．Co3＋D．Cu＋

解析：

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电子层上，在下列L层分布中正确的是（　D　）

A.

B.

C.

D.

解析：

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．下列元素能形成XY2型化合物的是（　B　）

①原子序数分别为6和16的元素

②核内质子数分别为14和8的元素

③外围电子排布式分别是3s2和3s23p5的基态原子

④轨道表示式分别为如下图所示的两种元素的基态原子

A．①②③④B．①②③

C．②③D．①

解析：

①中的两种元素分别为C和S，可以形成CS2；②中两元素分别为Si和O，可以形成SiO2；③中两种元素分别是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中两元素分别为Ne和Mg，不能形成化合物。

7．下列原子核外电子排布的表示方法不正确的是（　D　）

解析：

S原子的电子排布图违反了洪特规则，正确的应是

8．下列微粒中，未成对电子数最多的是（　C　）

A．C：

1s22s22p2

B．S：

1s22s22p63s23p4

C．Cr：

1s22s22p63s23p63d54s1

D．Fe：

1s22s22p63s23p63d64s2

解析：

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。

9．下列有关原子结构或元素性质说法正确的是（　D　）

解析：

原子核外电子排布式为1s2的元素是He，原子核外电子排布式为1s22s2的元素是Be，二者化学性质不相似，A错误；根据能量最低原理，基态碳原子的外围电子排布的轨道表示式为

，B错误；根据洪特规则，原子轨道全满、半满、全空时体系能量最低、最稳定，因此基态铜原子的外围电子排布为3d104s1，C错误；Fe原子的基态原子电子排布式为[Ar]3d64s2，失去3个电子后，最外层即M层的电子排布式为3s23p63d5，D正确。

10．已知某原子结构示意图为

，下列有关说法正确的是（　D　）

A．结构示意图中x＝4

B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4

11．下列说法错误的是（　A　）

A．ns电子的能量不一定高于（n－1）p电子的能量

B．6C的电子排布式1s22s22p

违反了洪特规则

C．电子排布式（21Sc）1s22s22p63s23p63d3违反了能量最低原理

D．电子排布式（22Ti）1s22s22p63s23p10违反了泡利原理

解析：

根据构造原理，ns电子的能量一定高于（n－1）p电子的能量，A项错误。

12．下列关于核外电子的运动状态的说法错误的是（　C　）

A．核外电子是分层运动的

B．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，电子运动状态才能被确定

C．只有电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态都确定时，才能确定每一个电子层的最多轨道数

D．电子云的空间伸展方向与电子的能量大小无关

解析：

电子所具有的能量不同，就会在不同的电子层上运动，A项正确；电子运动状态是由电子层、能级、电子云的空间伸展方向以及电子的自旋状态共同决定的，B项正确；同一能级的电子具有相同的能量，与电子云的空间伸展方向无关，与其自旋状态也无关，D项正确；由电子层数确定原子轨道数，C项错误。

二、填空题（共52分）

13．（10分）下图是s能级和p能级的原子轨道图，试回答问题：

（1）s电子的原子轨道呈球状，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃状，每个p能级有3个原子轨道。

（2）元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；元素X的名称是氮，它的氢化物的电子式是

。

若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号应为S，核外电子排布图为

。

解析：

（1）ns能级各有1个轨道，np能级各有3个轨道，s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道都是哑铃状的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。

（2）因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排上电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，X是氮元素；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，有n－1＝2，则n＝3，那么X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，X是硫元素。

14．（10分）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13个电子；b的L层比M层少6个电子。

a的稳定性大于（填“大于”或“小于”）b的稳定性。

（2）写出A的电子排布式：

1s22s22p63s23p63d64s2；a的最外层电子排布图为

。

解析：

本题考查的是由原子核外电子排布推断元素名称。

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。

15．（10分）A、B、C、D、E代表5种元素。

请填空：

（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为N；

（2）B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为Cl，C的元素符号为K；

（3）D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2；

（4）E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，E的元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

解析：

（1）A元素原子核外共有7个电子，则其核内有7个质子，因此A元素为N。

（2）B、C分别为17,19号元素即Cl、K。

（3）D3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可知D为26号元素，即Fe，因此其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。

（4）E元素原子核外共有29个电子，为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

16．（11分）已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反；D原子的第三电子层上有8个电子，第四电子层上只有1个电子；E原子的价电子排布式为3s23p6。

按要求书写下列图式。

①B原子的结构示意图：

；

②C原子的电子排布图：

；

③D原子的核外电子排布式：

1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1；

④B离子的电子式：

。

解析：

由题意可知，A原子中只有1个电子，A为H；B原子的3p轨道上有5个电子，则B为Cl；C原子的2p轨道上有4个电子，则C为O；D原子的价电子排布式为4s1，则D为K；由E原子的价电子排布式可知E为Ar。

本题要求同学们对常见的化学用语准确理解，熟练书写。

原子结构示意图可简明地表示原子的组成和电子在原子核外的分层排布情况；电子排布式能表明电子在各电子层不同原子轨道上的排布情况；电子排布图可进一步表明电子在各原子轨道上的自旋状态；电子式可以表明与元素性质密切相关的原子最外层的电子数。

17．（11分）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D40%，且其核内质子数等于中子数。

据此判断：

（1）A是钠，B是氯，C是氮，D是硫。

（填元素名称）

（2）B－的电子排布式1s22s22p63s23p6，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Na＋，其离子还原性最强的是S2－。

（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。