第16講-物質結構-原子核外電子排布(練習)(新教材新高考)(解析版)

第16講物質結構化學鍵（模擬精練+真題演練）完卷時間：50分鐘一、選擇題（每小題只有一個正確選項，共12×5分）1．（2023·上海黃浦·統(tǒng)考二模）電子亞層2p的三個軌道之間具有不同的A．能量 B．形狀 C．空間伸展方向 D．可容納電子數(shù)【答案】C【解析】A．同一能級，能量相等，A錯誤；B．2p能級的三個軌道都是啞鈴形，B錯誤；C．2p的三個軌道分別沿著x軸、y軸、z軸三個伸展方向延伸，所以具有不同的空間伸展方向，C正確；D．2p的三個軌道分別能容納的電子數(shù)都是2個電子，D錯誤；選C。2．（2023·浙江·二模）下列化學用語正確的是A．鎂原子最外層電子云輪廓圖：B．乙醛空間填充模型：C．反式聚異戊二烯結構簡式：D．基態(tài)鉻原子的價層電子排布式：【答案】B【解析】A．鎂原子價電子排布為3s2，最外層電子云輪廓圖為球形，A錯誤；B．乙醛結構簡式為CH3CHO，空間填充模型：，B正確；C．反式聚異戊二烯結構簡式：，C錯誤；D．基態(tài)鉻原子的價層電子排布式：，D錯誤；故選B。

3．我國限制稀有金屬對外出口，此舉對我國戰(zhàn)略安全具有重要意義，稀土元素釹(eq\o\al(140,60)Nd)是制造導彈合金材料的重要元素。下列說法中正確的是()A．eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd是同一核素B．一個eq\o\al(140,60)Nd原子的質量約為eq\f(140,NA)g(NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)C．eq\o\al(140,60)Nd原子的中子數(shù)與質子數(shù)之差為80D．14g釹元素含有6mol電子【答案】B【解析】eq\o\al(140,60)Nd和eq\o\al(142,60)Nd是不同核素，A項錯誤；1moleq\o\al(140,60)Nd原子的質量約為140g，一個原子的質量約為eq\f(140,NA)g，B項正確；eq\o\al(140,60)Nd原子的中子數(shù)為80、質子數(shù)為60，二者之差為20，C項錯誤；元素的相對原子質量是該元素的各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值，因此14g釹元素對應的釹原子的物質的量并非0.1mol，含有的電子也不是6mol，D項錯誤。4．（2023·天津和平·統(tǒng)考三模）下列有關化學用語表示正確的是A．NaClO的電子式： B．C原子的一種激發(fā)態(tài)：C．的結構示意圖： D．的基態(tài)電子排布式：【答案】B【解析】A．NaClO由Na+和ClO-構成，含有離子鍵，ClO-中Cl、O原子間共用1對電子，O、Cl原子外圍都達到8e-結構，其電子式為，故A錯誤；B．該碳原子的電子排布式為1s22s12p3，基態(tài)碳原子的電子排布式為1s22s22p2，2s的能量小于2p，則該原子是碳原子的一種激發(fā)態(tài)，故B正確；C．O2-的核電荷數(shù)為8，最外層電子數(shù)為8，其結構示意圖為，故C錯誤；D．基態(tài)鉀原子的電子排布式為1s22s22p63s23p64s1，則K+電子排布式：1s22s22p63s23p6，故D錯誤；故選：B。5．下列各微粒的電子排布式或電子排布圖不符合能量最低原理的是()【答案】B【解析】Fe2＋核外電子數(shù)為24，由能量最低原理，可知核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，故A符合能量最低原理：若按照構造原理，29號元素Cu的電子排布式為1s22s22p63s23p63d94s2，但實際上Cu的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，這是因為3d能級為全充滿狀態(tài)(即3d能級填充10個電子)時，能量相對較低，故B不符合能量最低原理；F原子最外電子層為第二能層，有7個電子，外圍電子排布式為2s22p5，由能量最低原理、泡利原理與洪特規(guī)則可知，外圍電子排布圖為，故C符合能量最低原理；Na＋最外電子層為第二能層，有8個電子，外圍電子排布式為2s22p6，由能量最低原理、泡利原理與洪特規(guī)則可知，Na＋外圍電子排布圖為，故D符合能量最低原理。6．（2023·上海寶山·統(tǒng)考二模）以下表示氦原子結構的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是A．：He B． C． D．【答案】D【解析】A．只能表示最外層電子數(shù)，故A錯誤；B．只表示核外電子的分層排布情況，故B錯誤；C．具體到亞層的電子數(shù)，故C錯誤；D．包含了電子層數(shù)、亞層數(shù)以及軌道內電子的自旋方向，故D正確；故選D。7．（2022·上海徐匯·上海市南洋模范中學?？寄M預測）49號銦元素的相關計算式為：113×4.3%+115×95.7%=114.9。說法正確的是A．113是銦元素的質量數(shù) B．某種同位素原子符號為InC．95.7%是銦元素的豐度 D．114.9表示銦元素的近似相對原子質量【答案】D【分析】49號銦元素近似相對原子質量為：113×4.3%+115×95.7%=114.9，是同位素所占豐度和原子的質量數(shù)計算得到的平均值，說明銦元素存在兩種同位素，質量數(shù)分別為113、115，質子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)=49，質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)，主族元素最外層電子數(shù)=主族族序數(shù)，原子符號左上角為質量數(shù)，左下角為質子數(shù)，以此解答該題?！窘馕觥緼．銦元素存在兩種同位素，113是銦元素一種同位素的質量數(shù)，故A錯誤；B．質子數(shù)應位于左下角，符號為In，故B錯誤；C．95.7%是的豐度，故C錯誤；D．49號銦元素近似相對原子質量為：113×43%+115×95.7%=114.9，故D正確；故選D。8．（2022·吉林·校聯(lián)考模擬預測）中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定了銦（49In）等9種元素相對原子質量的新值，被采用為國際新標準。已知：銦與鋁（13Al）同主族。下列說法錯誤的是（）A．In的金屬性大于AlB．In最外層有2種能量的電子C．In的中子數(shù)為66D．In原子的相對原子質量為115【答案】D【解析】A、銦與鋁(13Al)同主族，并且銦元素的原子序數(shù)較大，同主族從上至下金屬性逐漸增加，所以In的金屬性強，故A不符合題意；B、In的最外層電子數(shù)為3，排布在5s、5p軌道上，5s能級上兩個電子能量相同，但小于5p能級上的電子能量，所以In最外層有2種能量的電子，故B不符合題意；C、的質量數(shù)為115、質子數(shù)為49，所以中子數(shù)=119-49=66，故C不符合題意；D、的質量數(shù)為115，In的相對原子質量為天然存在的核素In的質量數(shù)與其豐度的乘積之和，故D符合題意；故選：D。9．（2022·上海徐匯·統(tǒng)考二模）高純度的鍺是一種半導體材料，下圖是鍺在元素周期表中的信息，下列說法正確的是A．位于VIA族，處于金屬元素與非金屬元素分界處B．原子序數(shù)為32C．最外層電子數(shù)為2D．原子的相對原子質量為72.61【答案】B【解析】A．根據(jù)價電子排布式4s24p2，可得Ge位于IVA族，位于金屬元素與非金屬元素分界處，故A錯誤；B．根據(jù)鍺在元素周期表中的信息，可知原子序數(shù)為32，故B正確；C．根據(jù)價電子排布式4s24p2，最外層電子數(shù)為4，故C錯誤；D．鍺元素的相對原子質量為72.61，故D錯誤；故選B。10．（2023·全國·高三專題練習）核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級有關，還與核外電子的數(shù)目及核電荷數(shù)有關。氬原子與硫離子的核外電子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列說法中正確的是A．兩粒子的1s能級上電子的能量相同B．兩粒子的3p能級上的電子離核的距離相同C．兩粒子的電子發(fā)生躍遷時，產(chǎn)生的光譜不同D．兩粒子都達8電子穩(wěn)定結構，化學性質相同【答案】C【解析】A．Ar與S2-的原子核電荷數(shù)不同，1s能級上電子的能量不相同，A錯誤；B．Ar與S2-的原子核電荷數(shù)不同，半徑不同，3p能級上電子離核的距離不相同，B錯誤；C．Ar與S2-的原子核電荷數(shù)不同，電子躍遷產(chǎn)生的光譜都不相同，C正確；D．Ar與S2-的原子核電荷數(shù)不同，化學性質不相同，D錯誤；故選C。11.已知某原子結構示意圖為，下列有關說法不正確的是()A．結構示意圖中x＝2B．該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2C．該原子的軌道表示式為D．該原子結構中共有5個能級上填充有電子【答案】C【解析】由原子結構示意圖可知，K層電子排滿時為2個電子，故x＝2，該元素為硅，故A正確；該原子的電子排布式為1s22s22p63s23p2，故B正確；硅原子核外電子的軌道表示式為，故C錯誤；原子結構中共有1s、2s、2p、3s、3p這5個能級上填充有電子，故D正確。12.下列各項敘述中，正確的是()A．鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，原子釋放能量，由基態(tài)轉化成激發(fā)態(tài)B．價層電子排布式為6s26p3的元素位于第六周期第ⅢA族，是s區(qū)元素C．所有原子任一能層的s電子云輪廓圖都是球形，但球的半徑大小不同D．24Cr原子的電子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2【答案】C【解析】A項鎂原子由基態(tài)轉化為激發(fā)態(tài)時吸收能量；B項價電子排布為6s26p3的元素位于第六周期第ⅤA族，是p區(qū)元素；D項原子軌道處于全空、全滿或半充滿狀態(tài)時，能量最低，故24Cr原子的核外電子排布式應是1s22s22p63s23p63d54s1。二、主觀題（共3小題，共40分）13．（12分）完成下列問題(1)[2021全國乙]對于基態(tài)原子，下列敘述正確的是_______(填標號)。A．軌道處于半充滿時體系總能量低，核外電子排布應為B．電子能量較高，總是在比電子離核更遠的地方運動(2)[2021河北]原子中運動的電子有兩種相反的自旋狀態(tài)，若一種自旋狀態(tài)用表示，與之相反的用表示，稱為電子的自旋磁量子數(shù)。對于基態(tài)的磷原子，其價層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為_______。(3)鎂元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)_______(填“相同”或“相反”)。(4)[2018全國Ⅱ]基態(tài)S原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為_______形。(5)[2013上海高考]鋁原子核外電子云有_______種不同的伸展方向，有_______種不同運動狀態(tài)的電子?！敬鸢浮浚靠?分）(1)A(2)(或)(3)相反(4)啞鈴(紡錘)(5)413【詳解】（1）A．是24號元素，基態(tài)原子核外電子排布式為，和軌道均處于半充滿狀態(tài)，此時體系總能量低，A正確；B．電子能量較高，但其并不總是在比電子離核更遠的地方運動，B錯誤；故答案為：A；（2）基態(tài)磷原子的價層電子的軌道表示式為，能級的3個原子軌道上的電子自旋平行，故基態(tài)磷原子的價層電子自旋磁量子數(shù)的代數(shù)和為或；（3）為12號元素，M層只有2個電子，排布在軌道上，基態(tài)鎂原子核外M層電子的軌道表示式為，電子自旋狀態(tài)相反；（4）基態(tài)原子的核外電子排布式為，電子占據(jù)的最高能級為，能級的電子云輪廓圖形狀為啞鈴(紡錘)形；（5）基態(tài)鋁原子的核外電子排布式為，有、、、、共5個能級，、電子云分別有1種、3種伸展方向，共有4種種不同的伸展方向；核外13個電子的運動狀態(tài)各不相同，有13種不同運動狀態(tài)的電子。14.（12分）(1)鍺(Ge)是典型的半導體元素，在電子、材料等領域應用廣泛，則基態(tài)Ge原子的核外電子排布式為[Ar]________，有________個未成對電子。(2)碳及其化合物廣泛存在于自然界中，則處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用________形象化描述。在基態(tài)原子中，核外存在________對自旋相反的電子。(3)基態(tài)鐵原子有________個未成對電子，三價鐵離子的電子排布式為：______________，可用硫氰化鉀檢驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為________。(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，則其基態(tài)原子的價層電子排布式為______________。(5)下列Li原子軌道表示式表示的狀態(tài)中，能量最低和最高的分別為________、________(填標號)?！敬鸢浮浚ǔ龢俗⑼猓靠?分）(1)3d104s24p22(2)電子云2(3)41s22s22p63s23p63d5（2分）紅色(4)3d84s2（2分）(5)DC【解析】(1)Ge是32號元素，位于第四周期第ⅣA族，基態(tài)Ge原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，在最外層的4s能級上2個電子為成對電子，4p軌道中2個電子分別處以不同的軌道內，有2個未成對電子；(2)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用電子云形象化描述，離核近的區(qū)域電子云密度較大，離核遠的區(qū)域電子云密度較小，C原子核外電子排布式為1s22s22p2，軌道表示式為：，則在基態(tài)C原子中，核外存在2對自旋相反的電子；(3)26號元素Fe基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，基態(tài)Fe原子核外處在能量最高的能級為3d，排布了6個電子，有6種不同的運動狀態(tài)，可知在3d上存在4個未成對電子，失去電子變?yōu)殍F離子時，三價鐵離子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，可用硫氰化鉀檢驗三價鐵離子，形成配合物的顏色為紅色；(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同，C原子的電子排布為1s22s22p2，未成對電子數(shù)為2，則該元素為Ni，其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d84s2；(5)原子核外電子排布中，如果電子所占的軌道能級越高，該原子能量越高，根據(jù)圖知，電子排布能量最低的是1s、2s能級，能量最高的是2s、2p能級。15．(16分)(1)氮元素在元素周期表中的位置為_______。(2)氮元素原子核外電子排布式為_______，有_______種形狀的電子云。(3)氮元素氣態(tài)氫化物的電子式為_______。與氮元素同主族的磷元素化合物有如下反應，其中反應物有：PH3、H2SO4、KClO3；生成物有：K2SO4、H3PO4、H2O和一種未知物質X。(4)已知KClO3在反應中得到電子，則該反應的還原劑是_______。(5)已知0.2molKClO3在反應中得到1mol電子生成X，則X的化學式為_______。(6)完成并配平上述反應的化學方程式，標出電子轉移方向和數(shù)目：_______。(7)根據(jù)上述反應可推知_______。(填序號)A．氧化性：KClO3>H3PO4

B．氧化性：KClO3>H2OC．還原性：PH3>X

D．還原性：PH3>K2SO4(8)在該反應中轉移電子2mol時，生成H3PO4_______mol?！敬鸢浮?1)第二周期VA族（2分）(2)1s22s22p3（1分）

2（1分）

(3)（2分）

(4)PH3

（2分）

(5)Cl2（2分）

(6)（2分）

(7)AC

（2分）

(8)0.25（2分）【解析】(1)氮在周期表中第二周期VA族，所以答案為：第二周期VA族；(2)氮元素原子核外電子排布式為1s22s22p3可知氮原子核外有s、p兩種不同的電子云形狀，故答案為：1s22s22p3、2；(3)氮元素氣態(tài)氫化物為NH3其電子式為，所以答案為：；(4)反應前后磷元素化合價升高（-3到+5），所以還原劑是PH3，所以答案為：PH3；(5)已知0.2molKClO3在反應中得到1mol電子，所以一個氯原子得5個電子，化合價降低5，所以生成物中氯元素為零價，所以答案為：Cl2；(6)根據(jù)得失電子數(shù)目相等，可配平方程式，所以答案為：；(7)由反應可以判斷氧化劑是KClO3，氧化產(chǎn)物是H3PO4，氧化劑氧化性大于氧化產(chǎn)物，所以A正確，還原劑是PH3，還原產(chǎn)物是X，還原劑的還原性大于還原產(chǎn)物，所以C正確，故答案為：AC；(8)由，可知每轉移40摩爾電子，生成磷酸5摩爾，所以轉移電子2mol時，生成H3PO40.25mol，所以答案為：0.25。1．（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）下列化學用語表述錯誤的是A．HClO的電子式：B．中子數(shù)為10的氧原子：OC．NH3分子的VSEPR模型：

D．基態(tài)N原子的價層電子排布圖：

【答案】C【解析】A．HClO中O元素成負化合價，在結構中得到H和Cl共用的電子，因此HClO的電子式為，A正確；B．中子數(shù)為10，質子數(shù)為8的O原子其相對原子質量為10+8=18，其原子表示為O，B正確；C．根據(jù)VSEPR模型計算，NH3分子中有1對故電子對，N還連接有3和H原子，因此NH3的VSEPR模型為四面體型，C錯誤；D．基態(tài)N原子是價層電子排布為2s22p3，其電子排布圖為，D正確；故答案選C。2．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）下列說法不正確的是A．乙醇和丙三醇互為同系物B．和互為同位素C．和互為同素異形體D．丙酮()和環(huán)氧丙烷()互為同分異構體【答案】A【解析】A．結構相似，組成上相差若干個CH2原子團的有機化合物為同系物，乙醇(CH3CH2OH)是飽和一元醇，丙三醇是飽和三元醇，兩者所含官能團數(shù)目不同，不互為同系物，A錯誤；B．質子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同種元素互為同位素，35Cl的質子數(shù)為17，中子數(shù)為18，37Cl的質子數(shù)為17，中子數(shù)為20，兩者質子數(shù)相同、中子數(shù)不同，互為同位素，B正確；C．由同種元素組成的不同的單質互為同素異形體，O2和O3是由氧元素組成的不同的單質，兩者互為同素異形體，C正確；D．分子式相同、結構不同的化合物互為同分異構體，丙酮和環(huán)氧丙烷的分子式相同、結構不同，兩者互為同分異構體，D正確；答案選A。3．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）下列化學用語或表述正確的是A．BeCl2的空間結構：V形 B．P4中的共價鍵類型：非極性鍵C．基態(tài)Ni原子價電子排布式：3d10 D．順—2—丁烯的結構簡式：【答案】B【解析】A．BeCl2的中心原子為Be，根據(jù)VSEPR模型可以計算，BeCl2中不含有孤電子對，因此BeCl2為直線型分子，A錯誤；B．P4分子中相鄰兩P原子之間形成共價鍵，同種原子之間形成的共價鍵為非極性共價鍵，P4分子中的共價鍵類型為非極性共價鍵，B正確；