届高三化学一轮考点精讲精析9原子结构与原子核外电子能级分布.docx
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届高三化学一轮考点精讲精析9原子结构与原子核外电子能级分布
2010届高三化学一轮考点精讲精析
考点9原子结构与原子核外电子能级分布
考点聚焦
1．了解原子核外电子的分层排布，掌握能层、能级及其表示。
2．掌握构造原理及核外电子排布规律，掌握1-36号元素的核外电子排布式
3．了解电子云与原子轨道概念，掌握原子轨道数目的判断方法
4．了解能量最低原子、基态、激发态、光谱
知识梳理
一、能层与能级
对多电子原子的核外电子，按将其分成不同的能层（n）；对于同一能层里能量不同的电子，将其分成不同的；能级类型的种类数与能层数相对应；同一能层里，能级的能量按的顺序升高，即E（s）＜E（p）＜E（d）＜E（f）。
完成下表：
各能层所包含的能级类型及各能层、能级最多容纳的电子数
由表中可知：
①各能层最多容纳的电子数为。
②能级类型的种类数与数相对应
③spdf能级所含轨道数分别为，与能级所在能层无关。
二、电子云与原子轨道
1．电子云：
电子在原子核外出现的概率密度分布。
电子云是核外电子运动状态的形象化描述，小黑点的疏密表示。
2．原子轨道：
不同能级上的电子出现概率约为%的电子云空间轮廓图。
s电子的原子轨道呈对称，ns能级各有个原子轨道；p电子的原子轨道呈，np能级各有个原子轨道，相互垂直（用px、py、pz表示）；nd能级各有个原子轨道；nf能级各有个原子轨道。
各轨道的的形状与所处的能层无关。
三、核外电子排布规律
1．构造原理：
绝大多数基态原子核外电子的排布都遵循下列顺序：
1s、2s、2p、3s、3p、、、4p、5s、4d、5p、6s、4f……
构造原理揭示了原子核外电子的能级分布。
从中可以看出，不同能层的能级有交错现象，如E（3d）＞E（4s）、E（4d）＞E（5s）、E（5d）＞E（6s）、E（6d）＞E（7s）、E（4f）＞E（5p）、E（4f）＞E（6s）等。
构造原理是书写基态原子电子排布式的依据，也是绘制基态原子电子排布图（即轨道表示式）的主要依据之一。
思考：
如何快速判断不同能级的能量高低？
2．能量最低原理：
能量最低原理：
原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。
即在基态原子里，电子优先排布在的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。
当某能级中的原子轨道处于全充满或半充满状态时能量较低。
3．泡利原理：
每个原子轨道里最多只能容纳个自旋方向的电子。
4．洪特规则：
电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据轨道，且自旋方向。
思考：
为什么在同一原子中不可能出现运动状态完全相同的两个电子？
四、基态、激发态、光谱
1．基态：
最低能量状态。
如处于最低能量状态的原子称为基态原子。
2．激发态：
较高能量状态（相对基态而言）。
如基态原子的电子吸收能量后，电子跃迁至较高能级成为激发态原子。
3．光谱：
不同元素的原子发生跃迁时会吸收（基态→激发态）和放出（基态→激发态）能量，产生不同的光谱——原子光谱（吸收光谱和发射光谱）。
利用光谱分析可以发现新元素或利用特征谱线鉴定元素。
试题枚举
【例1】下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是（）
A．原子核外的电子象云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B．s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C．p能级的原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道也在增多
D．与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大
解析：
电子云是对电子运动的形象化描述，它仅表示电子在某一区域内出现的概率，并非原子核真被电子云雾所包裹，故选项A错误。
原子轨道是电子出现的概率约为90%的空间轮廓，它表明电子在这一区域内出现的机会大，在此区域外出现的机会少，故选项B错误。
无论能层序数n怎样变化，每个p能级都是3个原子轨道且相互垂直，故选项C错误。
由于按1p、2p、3p……的顺序，电子的能量依次增高，电子在离核更远的区域出现的概率逐渐增大，电子云越来越向更大的空间扩展，原子轨道的平均半径逐渐增大。
答案：
D
【例2】下列有关认识正确的是（）
A．各能级的原子轨道数按s、p、d、f的顺序分别为1、3、5、7
B．各能层的能级都是从s能级开始至f能级结束
C．各能层含有的能级数为n—1
D．各能层含有的电子数为2n2
解析：
各能层的能级都是从s能级开始，但不是至f能级结束，如L能层只有2s、2p两个能级，B错误；各能层含有的能级数与能层一致，以C不对；各能层最多容纳电子数为2n2，而不是必须含有的电子数2n2
答案：
A
【例3】以下电子排布式表示基态原子电子排布的是（）
A．1s22s22p63s13p3B．1s22s22p63s23p63d104s14p1
C．1s22s22p63s23p63d24s1D．1s22s22p63s23p63d104s24p1
解析：
ABC均不符合能量最低原理，选D
答案：
D
【例4】人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。
以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法，错误的是（）
A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”
B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”
C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”
D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”
解析：
spdf能级所含轨道数分别为1、3、5、7，均为奇数，而电子电子排布在同一能级的各个轨道时，优先占据不同的轨道，如两电子占据2p轨道分别占据两个轨道，形成两个未成对电子
答案：
BD
【例5】以下是表示铁原子和铁离子的3种不同化学用语。
⑴铁原子最外层电子数为，铁在发生化学反应时，参加反应的电子可能是。
⑵请你通过比较、归纳，分别说出3种不同化学用语所能反映的粒子结构信息。
答案：
⑴24s上的2个电子或4s上的2个电子和3d上的1个电子
⑵结构示意图：
能直观地反映核内的质子数和核外的电子层数及各能层上的电子数。
电子排布式：
能直观地反映核外电子的能层、能级和各能级上的电子数。
轨道表示式：
能反映各轨道的能量的高低及各轨道上的电子分布情况，自旋方向。
【例6】下图是锂、氦、汞的吸收光谱和发射光谱。
其中图_____________是原子由基态转化为激发态时的光谱，图____________是原子由激发态转化为基态时的光谱。
不同元素的原子光谱上的特征谱线不同，请在下图中用线段将同种元素的吸收光谱和发射光谱连接。
答案：
①③⑤ ②④⑥
第二节钠的化合物
●教学目标
1.使学生了解钠的重要化合物的性质和用途。
2.通过碳酸钠和碳酸氢钠的热稳定性实验，使学生了解鉴别它们的方法。
3.使学生认识对比的学习方法。
●教学重点
1.Na２O２的性质。
2.碳酸钠和碳酸氢钠的性质及其鉴别方法。
●教学难点过氧化钠和二氧化碳的反应。
●教学用具投影仪、小试管、大试管、小烧杯、脱脂棉、胶头滴管、酒精灯、火柴、气球、小烧杯、铁架
台、镊子，Na２O２、Na２CO３、NaHCO３固体，NaHCO３、BaCl２溶液，稀盐酸、石灰水、水、酚酞试剂。
●课时安排共1课时
●教学过程［设问］有人打电话119，意味着有什么事情发生?
［学生］有火情发生。
［设问］这时，我们首先想到用什么灭火呢?
［学生］水、灭火器等。
［讲解］通常使用的灭火器是由于反应产生了比空气重且一般不支持燃烧的二氧化碳。
而今天，我却要用水和二氧化碳来点火，大家相信吗?
［演示实验2—6］蘸有Nａ２O２的脱脂棉与水的反应。
［补充实验］在一个盛有少量碳酸钠固体的小烧杯中加入盐酸，并用镊子夹取蘸有过氧化钠粉末的脱脂棉伸入烧杯，脱脂棉剧烈燃烧。
［设问］发生上述现象的原因是什么呢?
［展示过氧化钠］
［教师］原来，是这种叫做过氧化钠的化合物在起作用。
［引入新课］由于钠的性质活泼，其化合物的种类繁多，用途也广。
本节课我们就来学习钠的化合物。
［板书］第二节钠的化合物
［教师］我们在初中已学过NaCl和NaOH，本节课我们来重点学习Na２O２、Na２CO３和NaHCO３。
首先我们来学习Na２O２的性质。
［板书］一、过氧化钠
［教师］由刚才的实验我们可知，Na２O２可与H２O和CO２发生化学反应，它们反应后的生成物是什么?
［演示实验2—5］把水滴入盛有Na２O２的试管中，检验生成的气体，并在反应后的溶液中滴加酚酞试液。
［讲解］由刚才带火星的木条复燃和溶液变红可推知，Na２O２与水反应后生成了相应的碱NaOH和O２，请大家写出该反应的反应方程式。
［学生活动］
［教师板书］２Na２O２＋２H２O====４NaOH＋O２↑
［讲解］Na２O２与CO２反应时也生成了O２（支持了脱脂棉的燃烧），同时生成了Na２CO3。
［与学生一起写出该反应的反应方程式］
［板书］２Na２O２＋２CO２====２Na２CO3＋O２↑
［补充实验］在盛有少量酚酞试液的试管中逐渐加入Na２O２粉末，振荡。
［学生描述所观察到的现象］溶液先变红，后褪色。
［讲解］上述实验说明了Na２O２具有漂白性。
实际应用中，我们常用其来漂白织物、麦秆、羽毛等。
［投影思考题］1.呼吸面具中常用Na２O２来做供氧剂，说明理由。
2.Na２O２应怎样保存?
［过渡］同样是由钠元素与氧元素组成的化合物——Na２O，却有着与Na２O２不同的性质。
［板书］二、氧化钠
［讲解］Na２O是一种白色固体，也能与H２O与CO２反应，分别生成NaOH和Na２CO3。
［板书］Na２O＋H２O====2NaOH
Na２O＋CO２====Na２CO3
［投影比较Na２O与Na２O２的性质］
［过渡］日常生活中，我们蒸馒头要用发酵粉，大家知道发酵粉中含有哪些成分吗?
［展示Na２CO３、NaHCO３粉末］
［讲解］这就是发酵粉中所含的两种物质。
下面，我们就来学习它们的性质。
［板书］三、碳酸钠和碳酸氢钠
［教师］请大家阅读课本上有关内容，总结出Na２CO３与NaHCO３的物理性质。
［学生活动，教师板书］
［板书］碳酸钠与碳酸氢钠性质的比较。
［学生完成表中的①②③④］
［设问］Na２CO３与Na２CO３·１０H２O是否为同一物质?
［讲解］Na２CO３与Na２CO３·１０H２O是两种不同的纯净物，Na２CO３·１０H２O在空气中易发生风化而变成粉末。
［设问］检验某一种物质中是否含有CO
，用什么试剂?
根据什么现象判断?
（用稀HCl，看是否有气体放出）
［教师］从初中所学知识我们知道，在Na２CO３中滴稀HCl，会有CO２气体产生，那么，在
NaHCO３中滴入稀盐酸，现象又如何呢?
［演示实验2—7］
［完成表中内容⑤］
［设问］在Na２CO３与NaHCO３的溶液中分别滴加BaCl２，现象是否一样呢?
［补充实验］在Na２CO３与NaHCO３的溶液中分别滴加BaCl２，完成表中内容⑥。
［讲解］碳酸盐的正盐除Na＋、K＋、NH
外，多数是不溶于水的，而碳酸盐中的酸式盐却都溶于水，鉴别Na２CO３与NaHCO３溶液时，我们即可据此用BaCl２或CaCl２做试剂来进行鉴别。
［过渡］Na２CO３与NaHCO３的另一个不同点是它们的热稳定性不同。
［演示实验2—8］分别加热Na２CO３与NaHCO３。
［结论］NaHCO３加热可发生分解反应，生成能使澄清石灰水变浑浊的CO２气体。
而Na２CO３加热无明显现象，鉴别Na２CO３与NaHCO３固体时，我们常用上述方法。
［与学生一同完成表⑦］
［讨论］如何鉴别Na２CO３、NaHCO３和NaCl?
（学生讨论回答，然后由教师对学生的设计方案作出评价）
［过渡］Na２CO３与NaHCO３性质的不同，决定了它们的用途也有所不同，请大家从课本中找出Na２CO３与NaHCO３的用途，并完成表中内容⑧。
［小结］本节课我们重点讲了Na２O2、Na２CO３、NaHCO３三种化合物，它们的性质各不相同，用途也各有千秋。
［布置作业］略
［板书设计］第二节钠的化合物
一、过氧化钠
2Na２O2＋２H２O====４NaOH＋O２↑
2Na２O2＋２CO２====２Na２CO３＋O２↑
二、氧化钠
Na２O＋H２O====２NaOH
Na２O＋CO２====Na２CO３
三、碳酸钠与碳酸氢钠
［教学说明］
本节课采取了启发、探究式教学法，旨在利用生动有趣的演示实验和精心设计的一系列问题引起学生的浓厚兴趣。
启发学生自觉参与对知识的归纳与总结，并通过思维活动把从实验中得到的感性认识上升为理性认识。
教学过程遵循由表及里的认知规律。
层层设疑，让学生通过对比、讨论析疑、释疑，来培养学生分析问题和解决问题的能力。
考号：
_____________________班级：
_____________________姓名：
_____________________
高一化学第二学期期末模拟测试题
可能用到的相对原子质量：
H-1O-16Na-23S-32Cr-52K-39Cu-64
一、选择题：
（每小题只有一个选项符合题意，每小题2分，共34分）
1.下列是几条规律的叙述：
（1）原子半径增大
（2）元素氢化物的稳定性减弱（3）元素单质的还原性增强（4）元素单质的导电性由绝缘体→半导体→导体。
完全符合上述规律的元素组是
A.O、S、SeB.S、Se、TeC.Cl、Br、ID.S、Cl、Br
2.在相同状况下，等体积的14N17O和14C16O分子中所含中子总数
A.前者大B.前者小C.相等D.不能肯定
3.下列既有离子键，又有非极性共价键的化合物是
A.NH4NO3B.Na2O2C.H2SO4D.H2O
4.下列物质中各元素原子的最外层电子全部参加成键的是
A.SiH4B.H2OC.HFD.CO2
5.下列关于原子序数为14的元素的叙述正确的是
A.该元素位于第三周期第四族
B.可形成化学式为SiCl4的氯化物
C.其最高价氧化物对应的水化物是一种可溶性的二元酸
D.其最高价氧化物对应的水化物的酸性比H3PO4强
6.下列说法中，不正确的是
A.硫即可作氧化剂，又可作还原剂B.SO3只有氧化性，SO2只有还原性
C.可以用铁罐贮运冷的浓H2SO4D.氢硫酸既有氧化性，又有还原性
7.将2体积SO2和1体积Cl2（同温同压下）充分混合后，通入加入品红溶液的BaCl2溶液中，可观察到的现象是
A.溶液褪色B.产生白色沉淀C.产生浅黄色沉淀D.溶液变浑浊
8.下列可能引起大气污染的是
①煤的燃烧②工业废气的任意排放③燃放鞭炮④飞机、汽车尾气的排放
A.只有①②B.只有②④C.只有①②③D.①②③④
9.下列物质中，含有离子键和共价键的是
A.HNO3B.CO2C.NH3D.NH4Cl
10.A、B、C、D可能是Na2CO3、AgNO3、BaCl2、HCl四种溶液中的某一种，他们两两混合之后会产生如下表所示的现象，则A、B、C、D依次为
A.Na2CO3、AgNO3、HCl、BaCl2B.AgNO3、Na2CO3、BaCl2、HCl
C.HCl、AgNO3、BaCl2、Na2CO3D.BaCl2、HCl、Na2CO3、AgNO3
11.下列各组物质中，酸对应的酸酐错误的是
A.硝酸对应的酸酐是二氧化氮B.硫酸对应的酸酐是三氧化硫
C.磷酸对应的酸酐是五氧化二磷D.硅酸对应的酸酐是二氧化硅
12.某溶液中含有HCO3-、SO32-、SiO32-、Cl-四种阴离子，若向其中加入某种试剂后，发现溶液中仅有SO32-和HCO3-离子的浓度大量减少。
则加入的试剂可能是
A.盐酸B.过氧化钠C.双氧水D.氯水
13.一块表面已被氧化成Na2O的金属钠，其质量为10.8g，将其投入100g水中，放出H20.2g，则被氧化的钠的质量是
A.4.6gB.6.2gC.7.8gD.9.2g
14.下列各组气体中，通常情况下能共存并都能用浓硫酸或碱石灰干燥的是
A.SO2、H2S、O2B.CH4、H2、COC.NH3、HCl、N2D.NO、O2、H2
15.在主族元素X、Y、Z中，X与Y两元素的原子核外的电子层数相同，X的原子半径大于Y的原子半径，X与Z的阳离子具有相同的电子层结构，Z的离子半径大于X的离子半径，则X、Y、Z三种元素的原子序数最大的是
A.XB.YC.ZD.无法确定
16.短周期元素X和Y能形成X2YO3离子型化合物，若X和Y的原子序数分别为m、n，则m与n的关系不可能为
A.m+15=nB.m+3=nC.m+5=nD.m+13=n
17.24mL0.05mol·L-1的Na2SO3溶液恰好能与20mL0.02mol·L-1的K2Cr2O7溶液完全反应，则元素Cr在被还原的产物中的化合价是
A.+6B.+3C.+2D.+1
二、选择题（每小题有一个或两个选项符合题意，每小题3分，共24分）
18.某元素为主族元素，它的原子有5个电子层，最外层有1个电子，下列叙述不正确的是
A.其单质在常温下与水反应比钠激烈B.其原子半径比钾原子半径大
C.其碳酸盐能溶于水D.其氢氧化物不能使氢氧化铝溶解
19.在氯化钡溶液中通入SO2,溶液澄清，若将氯化钡溶液分装在两支试管中，一支加入氯水，另一支加烧碱溶液，然后再通入SO2，结果两试管都有白色沉淀。
由此得出下列结论合理的是
A.氯化钡有两性
B.两支试管中的白色沉淀均为亚硫酸钡
C.两支试管中的白色沉淀均为硫酸钡
D.溶液的碱性增强，增大SO2在水溶液中的溶解度，使SO32-的浓度增大
20.下列各组物质的性质及粒子变化正确的是
A.酸性：
HClO4>H2SO4>H2CO3>H3PO4B.稳定性：
H2S>HCl>HBr>HI
C.粒子半径：
Br->K+>S2->SD.还原性：
Na>S2->Br->Cl-
21.元素周期表中第m号元素，其原子的质量数为n，关于该元素的下列叙述中正确的是
A.其原子核内中子数和质子数都是m
B.其原子核内中子数为（n-m），核外电子数为n
C.其原子质量与12C原子质量之比约为n:
12
D.其原子质量是12C原子质量的n倍
22.为实现中国2000年消除碘缺乏病的目标，卫生部规定食盐必须加碘。
加碘盐中的碘以碘酸钾（KIO3）形式存在。
已知在溶液中IO3-可和I-发生反应：
IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O。
根据此反应，可用试纸和一些生活中常见的物质进行实验，证明在食盐中存在IO3-。
可供选用的物质有：
①自来水②蓝色石蕊试纸③碘化钾淀粉试纸④淀粉⑤食糖⑥食醋⑦白酒。
进行上述实验时必须使用的物质是
A.①③B.③⑥C.②④⑥D.①②④⑤⑦
23.要将NaCl、Na2SO3、Na2CO3、Na2S、BaCl2五种溶液鉴别出来，所用的试剂是
A.AgNO3B.CaCl2C.H2SO4D.Ca（NO3）2
24.下列叙述正确的是
A.失电子难的原子，得电子一定容易
B.某金属元素的阳离子与非金属元素的阴离子组成的物质一定是纯净物
C.离子化合物都是强电解质，都易溶于水
D.阳离子的半径小于其原子的半径，阴离子的半径大于其原子的半径
25.由A、B两种元素组成的化合物X与Y，X中含A44%，Y含A34.5%，如X的化学式为AB2,则Y的化学式为
A.AB3B.A3BC.ABD.A2B3
答题卡
三、填空题（20分）
26.有原子序数均小于20的A、B、C、D四种元素，已知：
①A和B在同一主族，C和D在同一周期；②四元素相互间可形成A2C、A2C2、B2C2、DC2等化合物；③B的阳离子与C的阴离子核外电子层结构相同；④B2C2与A2C或DC2反应都生成C2气体；⑤B的单质与A2C反应生成A2气体，A2与C2混合遇火可发生爆炸，生成常温下无色无味的液体A2C。
试回答：
（1）写出A和D两元素名称：
A._____________、D.___________；画出B离子和C离子的结构示意图：
___________、__________；两种离子中，半径较小的是__________。
（2）写出A2C2、B2C2、DC2的电子式，指出所含化学键的类型：
A2C2:
___________、__________;B2C2:
_________、___________;DC2:
__________、_________;
（3）写出B2C2与DC2反应的化学方程式：
____________________________.
27.某无色溶液可能由下列离子组成：
Na+、Mg2+、Cu2+、SO42-、CO32-、NO3-。
做如下实验：
取试样加BaCl2溶液，产生白色沉淀，再加足量稀盐酸，沉淀不溶解；再取试样做焰色反应，火焰呈黄色。
则该溶液中，肯定存在的离子有___________；肯定不存在的离子有____________；不能确定的离子有___________.
28.过氧化氢（H2O2）又称双氧水，常温下它是一种液体，难电离且易分解。
作为一种经典化工产品，工业上早就在100多年前就开始生产它。
随着社会需求的增长，尤其是生态环境保护的需要，过氧化氢近年来更受到人们的青睐，并称其为绿色氧化剂。
根据上述材料，回答下列问题：
（1）依据已有的知识，写出H2O2的结构式：
_____________,H2O2属于___________（填“极性”“非极性”）分子。
（2）H2O2可自行分解，但速度极慢。
如果在3%的H2O2中加入新鲜的肝脏碎块，则立即有大量的气泡产生。
写出产生气泡的有关化学反应方程式：
__________________________________________。
（3）过氧化氢被称为绿色氧化剂的主要原因是：
_____________________
（4）过去用FeCl3溶液腐蚀印刷电路，产物回收再利用较烦琐，现改为在稀硫酸中用H2O2腐蚀，铜迅速溶解且产物回收再利用方便。
写出用H2O2腐蚀印刷电路反应的离子方程式：
__________________________________________.
四、实验题（12分）
29.根据下图，回答下列问题：
（1）开始加热后，b处发生的现象是_______________；
（2）停止反应后，用酒精灯在b处微微加热，发生的现象是__________________________；
（3）写出a处发生反应的化学方程式，并标明电子转移的情况：
_________________________；
（4）试管口向上倾斜与桌面成45o角的目的是_______________________;
（5）玻璃管口处缠放一团蘸有Na2CO3溶液的棉花的作用是________________________。
（6）观察反应后混合溶液颜色的方法是______________.
五、计算题（10
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