2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1-3電子云和原子軌道課時作業(yè)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6電子云和原子軌道一、選擇題(每小題4分，共44分)1．下列能級中原子軌道數(shù)為7的是(D)A．s能級B．p能級C．d能級D．f能級解析：s、p、d、f能級中原子軌道數(shù)分別為1、3、5、7。2．圖①和圖②分別是1s電子的概率密度分布圖和電子云輪廓圖。下列相識正確的是(B)A．圖①中的每個小黑點表示1個電子B．圖②表明1s電子云呈球形，有多數(shù)條對稱軸C．圖②表示1s電子只能在球體內(nèi)出現(xiàn)D．不同能層的s電子云的平均半徑相等解析：電子云只表示電子在原子核外空間出現(xiàn)的概率密度，小黑點并不表示電子，A項錯誤；電子云輪廓圖是把電子在原子核外空間出現(xiàn)概率為90%的空間圈出來繪制而成的，電子在這一空間出現(xiàn)的概率大，不表示電子不能在這一空間外出現(xiàn)，C項錯誤；s電子云的平均半徑隨能層序數(shù)的增大而增大，D項錯誤。3．下列說法正確的是(A)A．1s22s12p1表示的是激發(fā)態(tài)原子的核外電子排布B．3p2表示3p能級上有兩個軌道C．同一原子中，1s、2s、3s電子的能量漸漸降低D．同一原子中，2p、3p、4p能級中的軌道數(shù)依次增多解析：A項，1個2s電子被激發(fā)到2p能級上，表示的是激發(fā)態(tài)原子；B項，3p2表示3p能級上填充了2個電子；C項，同一原子中能層序數(shù)越大，能級能量也就越高，故1s、2s、3s電子的能量漸漸上升；D項，不同能層的相同能級，其軌道數(shù)是相等的。4．下列有關(guān)化學(xué)用語書寫錯誤的是(A)A．S2－的核外電子排布式：1s22s22p6B．碳原子的價電子軌道表示式：C．碳－14的原子組成符號：eq\o\al(14,6)CD．Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖：解析：S2－的核外電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p6，故A項錯誤。5．下列原子中未成對電子數(shù)最多的是(C)A．CB．OC．ND．Cl解析：A項，C的核外電子排布式為1s22s22p2，p能級有3個原子軌道，因此未成對電子數(shù)為2；B項，O的核外電子排布式為1s22s22p4，p能級有3個原子軌道，因此未成對電子數(shù)為2；C項，N的核外電子排布式為1s22s22p3，p能級有3個原子軌道，因此未成對電子數(shù)為3；D項，Cl的核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，p能級有3個原子軌道，因此未成對電子數(shù)為1。6．已知下列電子排布圖所表示的是元素的原子，其中能量處于最低狀態(tài)的是(A)A.B.C.D.解析：A項表示的是基態(tài)原子，能量處于最低狀態(tài)；B項中2s能級上的電子躍遷到2p能級上，為激發(fā)態(tài)原子，能量較高；C項，2p能級上的三個電子應(yīng)盡可能分占不同的軌道，且自旋方向相同時能量最低；D項，先填滿2s能級、再填2p能級時的能量最低。7．下列各組表述中，兩個微粒不屬于同種元素原子的是(C)A．3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子的排布式為1s22s22p63s23p2的原子B．2p能級無空軌道且有一個未成對電子的基態(tài)原子和原子的最外層電子排布式為2s22p5的原子C．M層全充溢而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p64s2的原子D．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的eq\f(1,5)的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析：A中，3p能級有一個空軌道，依據(jù)洪特規(guī)則只能是，又依據(jù)能量最低原理，能量低于3p能級的軌道均已充溢，即其電子排布式為1s22s22p63s23p2，兩者為同種元素；B中，2p能級有一個未成對電子但無空軌道，即為，其電子排布式為1s22s22p5，兩者也為同種元素；C中，M層有s、p、d三個能級，全充溢且N層為4s2，應(yīng)為3s23p63d104s2，與3s23p64s2非同種元素；D中，最外層電子排布式為4s24p5，其電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35，故兩者也為同種元素。8．下列關(guān)于核外電子的運動狀態(tài)的說法錯誤的是(C)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(guān)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(guān)，與其自旋狀態(tài)也無關(guān)，D項正確；由電子層數(shù)確定原子軌道數(shù)，C項錯誤。9．某主族元素的原子，M層上有一個半充溢的能級(即該能級的每個軌道只有1個電子)，這種原子的質(zhì)子數(shù)(C)A．只能是7B．只能是15C．是11或15D．只能是11解析：滿意題中條件的M能層上的電子排布為3s1或3s23p3，原子核外電子總數(shù)為11或15，故C項正確。10．下列元素能形成XY2型化合物的是(B)①原子序數(shù)分別為6和16的元素②核內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別為14和8的元素③外圍電子排布式分別是3s2和3s23p5的基態(tài)原子④軌道表示式分別為如下圖所示的兩種元素的基態(tài)原子A．①②③④B．①②③C．②③D．①解析：①中的兩種元素分別為C和S，可以形成CS2；②中兩元素分別為Si和O，可以形成SiO2；③中兩種元素分別是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中兩元素分別為Ne和Mg，不能形成化合物。11．下列說法正確的是(C)A．某微粒核外電子排布為2、8、8結(jié)構(gòu)，則該微粒確定是氬原子B．最外層電子達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒只能是稀有氣體的原子C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋與Ne原子具有相同電子層結(jié)構(gòu)D．原子核外2p原子軌道上有2個未成對電子的元素確定是氧元素解析：核外電子排布為2、8、8結(jié)構(gòu)的微粒還可能為S2－、Cl－、K＋、Ca2＋等，A錯；最外層電子達穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的微粒還可能是活潑金屬的原子失去電子或活潑非金屬的原子得電子而形成的離子，B也錯；C正確；原子核外2p原子軌道上有2個未成對電子的排布圖有(為碳元素)和(為氧元素)，故D錯。二、非選擇題(共56分)12．(10分)依據(jù)核外電子的排布特點推斷元素：(1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為N；其價層電子排布圖為。(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為Cl，C離子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(3)D元素的正三價離子的3d能級為半充溢，D的元素符號為Fe，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，其原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。(4)E元素基態(tài)原子的M層全充溢，N層沒有成對電子且只有一個未成對電子，E的元素符號為_Cu，其基態(tài)原子的電子排布式為[Ar]3d104s1。(5)F元素的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋2，則n＝2；原子中能量最高的是2p電子，核外電子排布圖為。解析：(1)A元素基態(tài)原子的電子排布圖由題意可寫成：，則該元素核外有7個電子，為氮元素，其元素符號為N。(2)B－、C＋的電子層結(jié)構(gòu)都與Ar相同，即核外都有18個電子，則B為17號元素Cl，C為19號元素K。(3)D元素原子失去2個4s電子和1個3d電子后變成＋3價離子，其原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2即26號元素鐵。(4)E元素的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1，故E為Cu。(5)F最外層電子排布式為2s22p4。13．(12分)下圖是s能級和p能級的原子軌道圖，試回答問題：(1)s電子的原子軌道呈球狀，每個s能級有1個原子軌道；p電子的原子軌道呈啞鈴狀，每個p能級有3個原子軌道。(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，原子中能量最高的是2p電子，其電子云在空間有三個相互垂直的伸展方向；元素X的名稱是氮，它的氫化物的電子式是HHeq\o(N,\s\up6(··),\s\do4(··))H。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1，那么X的元素符號應(yīng)為S，核外電子排布圖為。解析：(1)ns能級各有1個軌道，np能級各有3個軌道，s電子的原子軌道都是球形的，p電子的原子軌道都是啞鈴狀的，每個p能級有3個原子軌道，它們相互垂直，分別以px、py、pz表示。(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，np軌道已排上電子，說明ns軌道已排滿電子，即n＝2，則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3，X是氮元素；當(dāng)元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1時，有n－1＝2，則n＝3，那么X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，X是硫元素。14．(10分)已知M2＋的3d軌道上有5個電子，試回答：(1)M元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2。(2)M元素原子的最外層電子數(shù)為2，價層電子數(shù)為7。(3)M元素在元素周期表中的位置為第四周期第ⅦB族。解析：解本題的關(guān)鍵是弄清晰過渡元素原子的3d軌道電子的排布規(guī)律。(1)依據(jù)構(gòu)造原理，因3d軌道未充溢，則可推出M為第四周期元素；因3d軌道未充溢，4p軌道確定無電子。M元素原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2。(2)M元素原子的最外層有2個電子，價層電子數(shù)為5＋2＝7。(3)對于第ⅢB～ⅦB族的元素，其價電子數(shù)與族序數(shù)相同，該M元素原子的價電子數(shù)為7，故M為第ⅦB族元素，則M位于第四周期第ⅦB族。15．(12分)有四種短周期元素，它們的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息如下表所述：元素結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等信息A是短周期中(除稀有氣體外)原子半徑最大的元素，該元素的某種合金是原子反應(yīng)堆的導(dǎo)熱劑BB與A同周期，其最高價氧化物的水化物呈兩性C元素的氣態(tài)氫化物極易溶于水，可用作制冷劑D是海水中除氫、氧元素外含量最多的元素，其單質(zhì)或化合物也是自來水生產(chǎn)過程中常用的消毒殺菌劑請依據(jù)表中信息填空。(1)A原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B元素在周期表中的位置是第三周期ⅢA族；離子半徑：B小于(填“大于”或“小于”)A。(3)C原子的電子排布圖是，其原子核外有3個未成對電子，能量最高的電子為2p軌道上的電子，其軌道是啞鈴形。(4)D原子的電子排布式為1s22s22p63s23p5或[Ne]3s23p5，D－的結(jié)構(gòu)示意圖是。(5)B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物與A的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaOH＋Al(OH)3=NaAlO2＋2H2O，與D的氫化物的水化物反應(yīng)的化學(xué)方程式為3HCl＋Al(OH)3=AlCl3＋3H2O。解析：依據(jù)題中信息可推出：A為Na，B為Al，C為N，D為Cl。(1)A為Na，其核外電子排布式為1s22s22p63s1。(2)B為Al，其在元素周期表中的位置為第三周期ⅢA族，Na＋與Al3＋核外電子排布相同，核電荷數(shù)Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)<r(Na＋)。(3)C為N，其電子排布圖為，其中有3個未成對電子，能量最高的是2p軌道上的電子，其軌道呈啞鈴形。(4)D為Cl，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p5，簡化電子排布式為[Ne]3s23p5，Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為。(5)本題考查Al(OH)3與NaOH和HCl反應(yīng)的方程式，Al(OH)3＋NaOH=NaAlO2＋2H2O，Al(OH)3＋3HCl=AlCl3＋3H2O。16．(12分)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元素原子核外僅有一個非空原子軌道，也是宇宙中最豐富的元素；B元素原子核外p電子數(shù)比s電子數(shù)少1；C為金屬元素且原子核外p電子數(shù)和s電子數(shù)相等；D元素的原子核外全部p軌道為全充溢或半充溢狀態(tài)。(1)寫出四種元素的元素符號：AH，BN，CMg，DP。(2)寫出C、D兩種元素基態(tài)原子的核