2025版新教材高中化學第一章原子結構與性質第一節(jié)原子結構第3課時泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理課時作業(yè)新人教版選擇性必修2

第3課時泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理必備學問基礎練進階訓練第一層1．下列原子屬于激發(fā)態(tài)原子的是()A．1s22s22p3B．1s22s22p4C．1s22s22p33s2D．[Ar]3d64s22．原子核外電子排布規(guī)律中有“各能級最多容納的電子數(shù)是該能級原子軌道數(shù)的二倍”，支撐這一結論的理論是()A．泡利不相容原理B．能量最低原理C．構造原理D．洪特規(guī)則3．電子在原子核外排布時，必需遵循的原則是()A．電子排布在同一能級時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)不同軌道，且自旋方向相反B．電子排布在不同能級時，總是優(yōu)先占據(jù)能量低的軌道，然后再占據(jù)能量高的軌道C．電子排布在同一軌道時，最多只能排2個，且自旋方向必需相反D．電子的排布總是遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特規(guī)則”4．下列說法錯誤的是()A．ns電子的能量不肯定高于(n－1)p電子的能量B．6C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則C．電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理D．電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理5．Fe元素基態(tài)原子的核外3d、4s軌道上的軌道表示式正確的是()6．下列軌道表示式表示的原子中是基態(tài)原子的是()7．以下列出的是一些基態(tài)原子的2p軌道和3d軌道中電子的排布狀況，其中違反洪特規(guī)則的是()8．下列軌道表示式不符合泡利原理的是()9．已知錳元素的核電荷數(shù)為25，以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子的軌道表示式，其中最能精確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是()10．在短周期元素中，元素的基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于能層序數(shù)的元素有a種，元素的基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素有b種，則eq\f(a,b)的值為()A.1B．2C.3D．411．在第四周期元素中，4s軌道半充溢的元素有()A.2種B．3種C.4種D．5種12．下列對電子排布式或軌道表示式書寫的評價正確的是()13.基態(tài)碳原子的核外電子排布為1s22s22p2，p軌道上電子排布方式正確的為()A．B．C．D．關鍵實力綜合練進階訓練其次層一、選擇題：每小題只有一個選項符合題意1.下列微粒中，最外層未成對電子數(shù)最多的是()A．OB．FC．MnD．Fe3＋2.基態(tài)硫離子核外具有多少種不同能量的電子()A．18種B．16種C．5種D．3種3.A原子的結構示意圖為，則X、Y及該原子3d能級上的電子數(shù)不行能的組合是()A．18、8、0B．20、8、0C．25、13、5D．30、18、104.在多電子原子中，軌道能量由以下哪些因素確定()①能層②能級③電子云的伸展方向④電子自旋狀態(tài)A．①②B．①④C．②③D．③④5.具有如下電子層結構的基態(tài)原子，其對應元素肯定屬于同一主族的是()A．最外層電子排布為1s2的原子和最外層電子排布為2s2的原子B．最外層電子排布為3s2的原子和最外層電子排布為4s2的原子C．3p軌道上只有1個空軌道的原子和4p軌道上只有1個空軌道的原子D．3p軌道上有2個未成對電子的原子和4p軌道上有2個未成對電子的原子6.下列各組原子中，彼此化學性質肯定相像的是()A.2p軌道上只有兩個電子的X原子與3p軌道上只有兩個電子的Y原子B．原子核外M層上僅有兩個電子的X原子與原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子C．原子核外電子排布式為1s2的X原子與原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子D．最外層都只有一個電子的X、Y原子7.下列說法錯誤的是()A．原子軌道伸展方向與能量大小有關B．在d軌道中電子排布成，而不排布成，遵循的是洪特規(guī)則C.Br的最高能層符號為ND.從空間角度看，2s軌道比1s軌道大，其空間包含了1s軌道8．下列各組表述中，兩個微?？隙ú粚儆谕N元素原子的是()A.3p能級有一個未成對電子的基態(tài)原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p1的原子B.M層全充溢而N層為4s2的原子和核外電子排布為1s22s22p63s23p64s2的原子C.最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,3)的原子和價層電子排布為2s22p2的原子D.2p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和價層電子排布為2s22p2的原子9．下列關于核外電子的運動狀態(tài)的說法錯誤的是()A.核外電子是分層運動的B.只有電子層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時，電子運動狀態(tài)才能被確定C.只有電子層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)都確定時，才能確定每一個電子層的最多軌道數(shù)D.電子云的空間伸展方向與電子的能量大小無關二、非選擇題10.現(xiàn)有A、B、C、D四種短周期主族元素，它們的原子序數(shù)依次增大，其中A是宇宙中含量最豐富的元素，其原子核外電子僅有一個原子軌道，B元素原子的核外p軌道電子總數(shù)比s軌道電子總數(shù)少1，C為金屬元素且原子核外p軌道電子總數(shù)和s軌道電子總數(shù)相等，D元素的原子核外全部p軌道處于全充溢或半充溢狀態(tài)。(1)寫出四種元素的元素符號：A________；B________；C________；D________。(2)寫出C、D兩種元素基態(tài)原子核外電子排布的軌道表示式：C________________________；D________________________。(3)寫出B、C兩種元素的單質在肯定條件下反應的化學方程式：________________________________________________________________________。學科素養(yǎng)升級練進階訓練第三層1.據(jù)《GreenChemistry》報道：我國學者獨創(chuàng)了低壓高效電催化還原CO2的新方法，其總反應為：NaCl＋CO2eq\o(=,\s\up7(通電))CO＋NaClO。下列說法正確的是()A．Cl－的結構示意圖：B．碳原子價層電子排布為2p的狀態(tài)為碳原子的一種激發(fā)態(tài)C.NaClO中只含有離子鍵D.CO2的電子式為：∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶C∶eq\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))∶2．已知X、Y和Z三種元素的原子序數(shù)之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X與Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成負一價離子。下列說法正確的是()A.X元素基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]4s24p3B.X元素是第四周期第VA族元素C.Z元素的單質在氧氣中不能燃燒D.Y元素基態(tài)原子的軌道表示式為3.已知某原子結構示意圖為，下列有關說法正確的是()A.結構示意圖中x＝4B.該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p4C.該原子的核外電子軌道表示式為：D.該原子結構中共有8個軌道上填充有電子4.表格為元素周期表中第四周期的部分元素(從左到右按原子序數(shù)遞增排列)，依據(jù)要求回答下列各小題：KCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGe(1)在以上元素的基態(tài)原子的電子排布中4s軌道只有1個電子的元素有________(填元素名稱)。(2)寫出Cr3＋的電子排布式________________________________________________________________________。(3)Fe3＋的化學性質比Fe2＋穩(wěn)定，其緣由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子數(shù)與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。第3課時泡利原理洪特規(guī)則能量最低原理必備學問基礎練1．答案：C解析：該原子核外有7個電子，排布式為1s22s22p3符合能量最低原理，屬于基態(tài)原子，A不選；1s22s22p4符合能量最低原理，屬于基態(tài)原子，B不選；1s22s22p43s1符合能量最低原理，而1s22s22p33s2屬于激發(fā)態(tài)原子，選C；[Ar]3d64s2符合能量最低原理，屬于基態(tài)原子，D不選；故選C。2．答案：A解析：泡利不相容原理是說每個軌道(例如1s軌道，2p軌道中的px)最多只能容納兩個自旋相反的電子，故A正確；能量最低原理是核外電子排布時，盡先占據(jù)能量最低的軌道，故B錯誤；構造原理確定了原子、分子和離子中電子在各能級的排布，故C錯誤；洪特規(guī)則是在簡并軌道(能量相同的原子軌道)上排布的電子總是先單獨分占，且自旋平行，故D錯誤；故選A。3．答案：C解析：電子排布在同一能級時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)不同軌道，且自旋方向相同，為洪特規(guī)則內容，故A錯誤；電子排布在不同能級時，若能級高的軌道處于半滿或全滿時，電子先占據(jù)能級高的軌道使其處于半滿或全滿的穩(wěn)定狀態(tài)，故B錯誤；電子排布在同一軌道時，最多只能排2個，且自旋方向必需相反，為泡利原理內容，故C正確；電子的排布要綜合考慮“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特規(guī)則”，并不肯定每條都符合，故D錯誤；故選C。4．答案：A解析：依據(jù)能級構造原理可知，不同層不同能級ns＜(n－2)f＜(n－1)d＜np，ns電子的能量肯定高于(n－1)p電子的能量，A錯誤；洪特規(guī)則是指原子核外電子進入相同能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨進入不同的軌道且自旋方向相同，故6C的電子排布式1s22s22peq\o\al(2,x)違反了洪特規(guī)則，正確排布為：1s22s22peq\o\al(1,x)2peq\o\al(1,y)，B正確；能量最低原理是指原子核外的電子總是優(yōu)先進入能量低的離核近的能級里，故電子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3違反了能量最低原理，正確的排布為：1s22s22p63s23p63d14s2，C正確；泡利原理是指在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，且它們的自旋方向相反，故電子排布式(22Ti)1s22s22p63s23p10違反了泡利原理，正確的排布為：1s22s22p63s23p63d24s2，D正確；故選A。5．答案：C解析：Fe元素的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，3d能級上有5個軌道，其中只有1個軌道上排滿2個電子，且自旋相反，其他4個軌道上各排1個電子，自旋平行，4s軌道上排滿2個電子，且自旋相反，C正確，A、B、D錯誤；故選C。6．答案：A解析：A表示的是基態(tài)原子，A正確；2s能級上的電子躍遷到2p能級上，為激發(fā)態(tài)原子，B錯誤；2p能級上的三個電子應分占不同的軌道，且自旋平行，C錯誤；2s能級上的電子躍遷到2p能級上，為激發(fā)態(tài)原子，D錯誤；故選A。7．答案：C解析：①⑤符合洪特規(guī)則、泡利原理；③同一個原子軌道中不應有自旋相同的電子，違反了泡利原理；基態(tài)原子中，填入簡并軌道的電子總是先單獨分占不同的軌道，且自旋平行，②④⑥違反了洪特規(guī)則。故選C。8．答案：C解析：泡利原理是指在一個原子軌道里，最多只能容納2個電子，且自旋狀態(tài)相反。每個軌道中的2個電子自旋狀態(tài)相反，符合泡利原理，A不符合題意；每個軌道中的2個電子自旋狀態(tài)相反，符合泡利原理，B不符合題意；2p能級的一個原子軌道中容納的兩個電子自旋狀態(tài)相同，不符合泡利原理，C符合題意；每個軌道中的2個電子自旋狀態(tài)相反，符合泡利原理，D不符合題意；故選C。9．答案：D解析：依據(jù)構造原理可知，E(3d)>E(4s)，且A選項中3d能級的電子排布不符合洪特規(guī)則，故A錯誤；依據(jù)構造原理可知，E(3d)>E(4s)，且B選項中1s、2s、3s、4s能級的電子排布不符合泡利原理，故B錯誤；3d能級的電子排布不符合洪特規(guī)則，故C錯誤；D選項軌道表示式符合洪特規(guī)則和泡利原理，故D正確；故選D。10．答案：B解析：在短周期元素中，找尋基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)等于能層序數(shù)的元素可按周期序數(shù)進行，第一周期中有H，其次周期中原子核外未成對電子數(shù)為2的元素有C和O，第三周期中原子核外未成對電子數(shù)為3的元素有P，符合條件的元素共有4種，即a＝4。符合基態(tài)原子最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)2倍的元素，其基態(tài)原子的最外層電子數(shù)是2、4、6或8，若最外層電子數(shù)為2，則是He、Be或Mg，但這三種元素無未成對電子，不符合題意；若最外層電子數(shù)為4，則是C、Si，符合題意；若最外層電子數(shù)為6，則是O、S，最外層有2個未成對電子，最外層電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍，不符合題意；若最外層電子數(shù)為8，則是Ne、Ar，但這兩種元素均無未成對電子，不符合題意，則符合題意的元素共有2種，即b＝2。綜上可知，eq\f(a,b)的值為2。故選B。11．答案：B解析：在第四周期元素中，4s軌道半充溢的元素有鉀([Ar]4s1)、鉻([Ar]3d54s1)、銅([Ar]3d104s1)三種元素，故選B。12．答案：C解析：相同軌道中的兩個電子運動方向相反，違反了泡利不相容原理，不符合題意，A錯誤；電子應先充溢同能級的軌道，違反了洪特規(guī)則，不符合題意，B錯誤；K原子的電子排布式：1s22s22p63s23p64s1，違反能量最低原理，符合題意，C正確；Br－的電子排布式：[Ar]3d104s24p6，正確，評價錯誤，D錯誤；答案為C。13．答案：A解析：p軌道上電子排布應遵循“泡利原理”和“洪特規(guī)則”，即電子應優(yōu)先分占不同軌道且自旋方向相同，當不同軌道占滿后再占有含有電子的軌道且自旋方向與原電子自旋方向相反，因此比較4個選項，A選項符合題意，故答案選A。關鍵實力綜合練1．答案：D解析：O的最外層電子排布式為2s22p4，2p能級上有2個未成對電子；F的最外層電子排布式為2s22p5，2p能級上有1個未成對電子；Mn的最外層核外電子排布式為4s2，最外層未成對電子數(shù)為0；Fe3＋的最外層電子排布式為3s23p63d5，3d能級上有5個未成對電子；依據(jù)分析可以知道最外層未成對電子數(shù)最多的是Fe3＋，所以D選項是正確的；故選D。2．答案：C解析：硫原子的核電荷數(shù)為16，硫離子核外有18個電子，硫離子核外電子排布：1s22s22p63s23p6，據(jù)此可知離子核外有5種不同能量的電子，C正確；故選C。3．答案：A解析：如X＝18，則原子核外各層電子數(shù)分別為2、8、8，應為Ar，故A錯誤；如X＝20，則原子核外各層電子數(shù)分別為2、8、8、2，3d能級上的電子數(shù)為0，故B正確；如X＝25，則原子核外各層電子數(shù)分別為2、8、13、2，應為Mn，3d能級上的電子數(shù)為5，故C正確；如X＝30中，則原子核外各層電子數(shù)分別為2、8、18、2，應為Zn，3d能級上的電子數(shù)為10，故D正確；故選A。4．答案：A解析：多電子原子中，在電子填充原子軌道時，電子由能量低向能量高的軌道填充，因此軌道的能量由能層和能級確定，故A選項正確。5．答案：C解析：最外層電子排布為1s2的原子為He，最外層電子排布為2s2的原子為Be，故A錯誤；最外層電子排布為3s2的原子為Mg，最外層電子排布為4s2的原子有Ca、V、Mn、Co、Ni、Zn等元素，故B錯誤；p軌道上只有1個空軌道，應含有2個電子，應為ⅣA族元素，故C正確；p軌道上有2個未成對電子，可能為2或4，不能確定元素的種類，則不肯定為同一主族，故D錯誤；本題選C。6．答案：A解析：X是碳，Y是硅，它們屬于同主族元素，彼此化學性質肯定相像，A符合題意；原子核外M層上僅有兩個電子的X原子為Mg、原子核外N層上僅有兩個電子的Y原子可能是Ca、Fe、Zn等，假如X是Mg、Y是Fe、Zn等，二者化學性質不相像，B不符合題意；原子核外電子排布式為1s2的X原子為He，處于穩(wěn)定結構，原子核外電子排布式為1s22s2的Y原子為Be，前者是0族元素、后者是第ⅡA族元素，兩者化學性質不相像，C不符合題意；最外層只有一個電子的原子，可能是H、堿金屬原子或第ⅠB族元素原子，化學性質不肯定相像，D不符合題意；故選A。7．答案：A解析：離原子核越遠的電子，其能量越大，則p原子軌道電子的平均能量隨能層的增大而增加，所以原子軌道伸展方向與能量大小無關，故A錯誤；洪特規(guī)則：電子分布到能量簡并的原子軌道時，優(yōu)先以自旋相同的方式分別占據(jù)不同的軌道，因為這種排布方式原子的總能量最低。所以在能量相等的軌道上，電子盡可能自旋平行地多占不同的軌道，題中符合洪特規(guī)則，故B正確；基態(tài)Br原子核外有4個電子層，電子占據(jù)的最高能層為第四層，符號為N，故C正確；從空間角度看，2s軌道空間包含了1s軌道，比1s軌道大，故D正確；故選A。8．答案：B解析：3p能級有一個未成對電子的基態(tài)原子，該原子3p能級有1個電子或5個電子，核外電子排布式為1s22s22p63s23p1或1s22s22p63s23p5，二者核外電子排布可能相同，可能屬于同種元素的原子，故A錯誤；M層全充溢而N層為4s2的原子的核外電子排布為1s22s22p63s23p63d104s2，其與核外電子排布為1s22s22p63s23p64s2的原子的電子排布不相同，不表示同一原子，故B正確；最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,3)的原子，若最外層電子數(shù)為1，則核外電子總數(shù)為3，電子排布為1s22s1，價層電子排布為2s1，與價層電子排布為2s22p2的原子不屬于同種元素的原子，符合題意；若最外層電子數(shù)為2，則核外電子總數(shù)為6，電子排布為1s22s22p2，價層電子排布為2s22p2，屬于同種元素的原子，不符合題意；若最外層電子數(shù)為3，則核外電子總數(shù)為9，電子排布式為1s22s22p5，價層電子排布為2s22p5，與層價電子排布為2s22p2的原子不屬于同種元素的原子，符合題意；若最外層電子數(shù)為4，則核外電子總數(shù)為12，電子排布式為1s22s22p63s2，價層電子排布為3s2，與價層電子排布為2s22p2的原子不屬于同種元素的原子，符合題意；若最外層電子數(shù)為5，則核外電子總數(shù)為15，電子排布為1s22s22p63s23p3，價層電子排布為3s23p3，與價層電子排布為2s22p2的原子不屬于同種元素的原子，符合題意，故C錯誤；2p能級有一個空軌道的基態(tài)原子，該原子2p能級有2個電子，價層電子排布為2s22p2，與價層電子排布為2s22p2的原子為同種原子，故D錯誤；故選B。9．答案：C解析：電子所具有的能量不同，就會在不同的電子層上運動，A項正確；電子運動狀態(tài)是由電子層、能級、電子云的空間伸展方向以及電子的自旋狀態(tài)共同確定的，B項正確；同一能級的電子具有相同的能量，與電子云的空間伸展方向無關，與其自旋狀態(tài)也無關，D項正確；由電子層數(shù)確定原子軌道數(shù)，C項錯誤。10．答案：(1)HNMgP(2)(3)N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2解析：(1)由題意可知，A為H；B元素原子的核外p軌道電子總數(shù)比s軌道電子總數(shù)少1，B原子核外電子排布式為1s22s22p3，則B為N；C為金屬元素且原子核外p軌道電子總數(shù)和s軌道電子總數(shù)相等，C原子核外電子排布式為1s22s22p63s2，則C為Mg；D元素的原子核外全部p軌道處于全充溢或半充溢狀態(tài)，且A、B、C、D四種短周期主族元素的原子序數(shù)依次增大，D原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p3，則D為P。(2)C、D兩種元素基態(tài)原子核外電子排布的軌道表示式：(3)B、C兩種元素的單質在肯定條件下反應的化學方程式為：N2＋3Mgeq\o(=,\s\up7(點燃))Mg3N2。學科素養(yǎng)升級練1．答案：B解析：氯是17號元素，Cl－的結構示意圖為，故A錯誤；碳原子價層電子排布為的狀態(tài)為碳原子的一種激發(fā)態(tài)，2s的一個電子躍遷到2p能級上，故B正確；NaClO中含有鈉離子與次氯酸根離子間形成的離子鍵、氯與氧原子間形成的共價鍵，故C錯誤；碳與氧之間以雙鍵結合，CO2的電子式為：∶eq\o(O,\s\up6(··))∶∶C∶∶eq\o(O,\s\up6(··))∶，故D錯誤；故選B。2．答案：