课时作业(2) 电子云与原子轨道泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版2019）

课时作业（二》 答案解析P1sm (建议用时：40min) ①基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子 ·基础过关 的电子排布式为1s 1.对原子核外的电子运动描述方法正确的是( ②Fe+容易失电子转变为Fe+,表现出较强的还 A.根据一定的数据计算出它们某一时刻所在的 原性 位置 ③基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d4s而不 B.用一定仪器测定或描述出它们的运动轨道 是[Ar]3P4s C,核外电子的运动有确定的轨道 ④某种激发态碳原子的电子排布式是1s2s2p而 D.核外电子的运动根本不具有宏观物体的运动规 不是1s2s22p 律，只能用统计规律来描述 A.①② B.②③ 2.在1s、2p、2p,2p轨道中，具有球对称性的是 C.③④ D.①②③④ 5.下列基态原子中，未成对电子数最多的是() ( A.O B.P C.Mn D.Cr A.Is B.2p C.2p D.2pe 6.若某元素原子处于能量最低状态时，外围电子排布 3.下列说法错误的是 式为4d5s2,则下列说法正确的是 () A.电子的排布总是遵循“能量最低原理”“泡利原 A.该元素原子处于能量最低状态时，原子中共有7 理”和洪特规则” 个未成对电子 B.电子排布在同一轨道时，最多只能排2个，且自 B.该元素基态原子的4d轨道上有2个空轨道 旋状态必须相反 C,原子核外L层仅有2个电子的X原子与原子核 C.该元素原子的N层共有13个电子 外M层仅有2个电子的Y原子的化学性质一定 D.该元素原子最外层有7个电子 7.下列化学用语正确的是 ( 相似 D.原子发射光谱和吸收光谱的发现，是原子核外电 A.乙烯的结构简式CHCH 子分层排布的有力证据 B.氯化铵的电子式： 4.通常情况下，原子核外p、d能级等原子轨道上电子 排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定， C.氟原子的结构示意图 称为洪特规则的特例，下列事实能作为这个规则的 证据的是 D铬原子的价电子轨道表示式日正田白 ·83 8.下列轨道表示式能表示氨原子的最低能量状态 能力提升· 的是 11.短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个 拉西西 1 未成对电子。下列关于基态R原子的描述正确 的是 () 团田田细 由画出 A.基态R原子的原子轨道总数为9 9.Cr原子的电子排布式从3d4s→3d是 能 B.基态R原子的价层电子排布式为nsnp(n=2 量（填“吸收”或“放出”）：C+核外电子有 或3) 个未成对电子，Zn2+的价电子轨道表示式为 C.基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种： 球形和哑铃形 :V原子结构示意图为 D.基态R原子的轨道表示式为权个口 1s 2s 2p 10.在原子结构理论中，有四个原理，分别是①构造原 12.下列有关电子云和原子轨道的说法中正确的是 理，②泡利原理，③洪特规则，①能量最低原理。 () 在以下的现象中主要决定的因素是（填序号，各只 A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周 填一项)。 围，故称电子云 (1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道 B.s能级原子轨道呈球形，处于该轨道上的电子只 数的2倍 能在球壳内运动 (2)碳原子的核外电子排布基态时是1s2s2p而 C.p能级原子轨道呈哑铃状，随着能层的增加，p 不是1s22s2p 能级原子轨道也在增多 (3)最外层电子数不会超过8个，次外层电子数不 D.p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径 会超过18个 都随能层序数的增大而增大 (4)铬(Cr)的电子排布式是1s2s2p3s3p3d4s 13.下列说法错误的是 A.原子轨道伸展方向与能量大小有关 而不是1s22s22p3s23p3d4s B.在d轨道中电子排布成个个个个☐，而不排 (5)磷原子的基态原子结构中，有3个未成对的单 电子 布成■☐，遵循的是洪特规则 (6)第四周期元素中，4p轨道半充满的是 C.Br的最高能层符号为N ,3d轨道半充满的是 ,4s轨道 D.从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其空间包 半充满的是 (填元素符号) 含了1s轨道 ·84 14.下列各组表述中，两种微粒不属于同种元素原子 (2)某元素的激发态（不稳定状态）原子的电子排 的是 ( 布式为1s2s2p3s3p3d.则该元素基态原子的 A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子 电子排布式为 排布式为1s2s2p3s23p的原子 17.按照下列元素基态原子的电子排布特征回答 B.2印能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态 问题。 原子和最外层电子排布式为2s2p的原子 A元素的原子中只有一个能层且只含1个电子：B C,M层全充满而N层为4s的原子和核外电子排 元素的原子3即轨道上得到1个电子后不能再容 布式为1s2s2p3s23p3d4s的原子 纳外来电子：C元素的原子2p轨道上有1个电子 D.最外层电子数是核外电子总数的1/5的原子和 的自旋方向与其他电子的自旋方向相反：D元素 最外层电子排布式为4s24p的原子 的原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有 15.H,C、NO、V(钒)五种元素形成的某分子结构如 1个电子：E元索的原子最外层电子排布式为 图所示，下列说法错误的是 3s23p:F为金属元素且原子核外p电子数和s电 子数相等。 (1)写出由A,B、C、D中的三种元素组成的化合物 的化学式： A.N原子核外存在3种不同能量的电子 (至少写出5个)。 B.基态V原子的价电子轨道表示式为 (2)写出F元素基态原子的电子轨道表示 ①①①④① 3d 式 C.基态O原子，电子占据的最高能级符号为2p (3)写出用上述元素组成的物质制得A的单质的 D.基态C、N两种原子中，核外存在相同对数自旋 化学方程式： 方向相反的电子 16.运用核外电子排布和元素周期律（表）相关规律或 (至少写出2个)。 知识，回答下列相关的问题。 (4)检验某溶液中是否含有D,可通过 (1)以下列出的是一些原子的2p能级和3d能级 来实现：检验某溶液中是否含有B,通常所用的 中电子排布的情况。试判断：违反了泡利原理的 试剂是 和 是 (5)写出E的元素符号： ,要证明太阳上 Wt日@tW团③Wt11 是否含有E元素，可采用的方法是 ④WWW四6t+W ·85·课时作业答案 课时作业(一) 14.B 解析4p轨道填充一半的元素,其电子排布式为1s^{}2 2p3s^{3p{3d^*4s{4p,原子序数为33。故选B项。 1.D 燃放烟火、霓虹灯、燃烧蜡烛等获得的光能都是电 15.解(1)M层有3s、3p、3d三个能级,最多容纳18个电子 子跃迁时能量以光的形式释放出来导致的,A、B、C项与电 (2)A元素为C元素,电子排布式为1s*2s{2^{}。(3)B元素 子跃迁有关;平面镜成像是光线反射的结果,D项与电子跃 为N元素,电子排布式为1s{2s{}2^}。(4)F”的核外电子数 迁无关。 是10.电子排布式是1{2^{2,G为元素A,原子序数是13号。 2.C 能层的能量由低到高:K、L.M、N.O、P、Q.C项正确。 (1)3 18(2)1s*2s*2p* 3.D 解1L.层没有d能级,A项错误;M层没有f能级,B项 (3)1s{2s}2p(4)1s2s{2p*13 错误;s能级最多只能容纳2个电子,C项错误;Q层有p能 16.解由C元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,推出 级,p能级最多容纳6个电子,D项正确。 C为O元素;D元素原子的M电子层的p能级中有3个电 4.B 翻能量E(3d)<E(4p),故电子由3d能级跃迁到4p 子,推出D是P元素;若n一2,则B的价电子排布式为 能级时,要吸收能量,形成吸收光谱。 2s^{2^{},B为碳元素;若n-3,则B为Si元素。 5.B 解符号为N的能层是第四能层,每一能层最多能容纳 (1)1s2s2p [:0:H] 的电子数为2r{}(n表示能层序数),故N能层最多能容纳的 电子数为2×4-32。 6.C 解一般情况下原子核外电子排布时,电子所处的能层 (3)第二周期第IA族 序数越大,能级的能量越高:在同一能层的各个能级,又是按 照s、p、d、f顺序递增。同时也要注意:在多电子原子中会发 课时作业(二) 生能级交错现象。根据构造原理,电子在原子核外各能级墙 1.D 解核外电子的运动根本不具有宏观物体的运动规律, 充时先后顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d.....,则 只能用统计规律来描述。我们不能测定或计算出它在某一 有E(4f)>E(5s)>E(3d)>E(4s)E(3p)E(3s),对各个 时刻所在的位置,也不能描画它的运动轨迹,故D项正确。 选项分析比较,可知选项C中E(4s)E(3s)E(2s) E(1s)符合构造原理,故选C项。 2.A 解1s轨道和2p轨道的图像分别为 7.D 解若只有1个能层,不存在p能级;若有2个能层,则 ### 有两个s能级,则电子排布为1s{2s{}2p,为O元素;若有三 个能层,则有三个s能级,则电子排布为1s{2s^{}2p{3^{}3p^{,为 Ar元素,D项正确。 2{ 2P. 2r 8.D 解A项为C和O.能形成CO;B项为S和O.能形成 由图像可看出,呈球对称性的为ls原子轨道,故A项正确。 S0.;C项为Mg和F,能形成MgF。;D项为Na和Si,不能形 3.A 原子核外电子排布遵循”使整个原子处于能量最低 成AB,型化合物,故选D项。 状态”的总原则,不一定总是满足“洪特规则”,A项错误;同 9.解根据构造原理书写原子的电子排布式,注意从3d能级 一轨道上最多容纳2个电子,且自旋状态相反,B项正确;由 开始出现“能级交错”现象。 题设可知X、Y的原子核外电子排布分别为1s{}2s^}。 (1)1s*2s{2p{3s3p*3d'*4s{*4p' 1s*2^{2p*3s{},分别为皱元素和钱元素,它们处于同主族,性 (2)1s*2s2p*3s3p4s' 质相似,C项正确;不同能级上的电子跃迁产生不同的谱线, (3)1s*2s{}2p{3s{3p'3d*4s}4p 因此光谱能证明原子核外电子是分层排布的,D项正确。 (4)1s22s*2p$3s?3p3d"4s& 4.B ①基态He原子的电子排布式为1s^{},基态H原子的 10.解符合上述核外电子排布式的电中性粒子,很难发生化 电子排布式为1s,不符合洪特规则的特例,①项不选; 学反应的应为稀有气体Ar;使澳水褪色,应为还原性较强 ②Fe^{}的价电子排布为3d^{,而Fe{的价电子排布为3d^{ 的$,发生如下反应;S+Br。-S +2Br ;氧化性很 3d达到半充满状态,比较稳定,所以Fe^{容易失电子转变 弱,得电子后还原性很强,应为K;该元素原子得一个电子 为Fe ,表现出较强的还原性,②项选;③基态Cu原子的电 即达稳定结构,则该粒子应为Cl。 子排布式为[Ar]3d^{*}4s ,3d轨道达到全充满状态,比较稳 (1)Ar(2)S(3)K(4)Cl 定,所以电子排布式为[Ar]3d’*}4s'而不是[Ar]3d“4s{,③项 11.A 解霸基态锐原子的核外电子排布式应为1s{2s{2p{3s^}; 选;④激发态是指处于基态的电子获得能量进入能量较高的 B项错误;焰色试验是金属原子从激发态跃迁到基态时,能 电子层,则某种激发态碳(C)原子电子排布式为1s{2s{2p}而 量以光能的形式释放出来,C项错误:甲物质发出的白光通过 不是1s{2s{^2p{,不符合洪特规则的特例,④项不选;故选B项。 乙物质的蒸气后,得到的是乙物质的吸收光谱,D项错误。 5.D 解0的电子排布式为1s{2s{2p,未成对电子数为2:P 12.B 根据构造原理,该元素基态原子的电子排布式为 的电子排布式为1s2s^{2p*3s{3p^{,未成对电子数为3;Mn的 1s2s^{2p{3s{}3p{3d^{*}4s{}4p{4d'5s{}。由此可知该元素原子中 电子排布式为1s{2s{2p{3s{3p{3d{4s{},未成对电子数为5;Cr 共有39个电子;有5个能层,其中M能层上有18个电子; 的电子排布式为1s{2s{2{3s{3p*3d^4s,未成对电子数是6。故 最外层上有2个电子,B项正确。 选D项。 13.B 两种元素分别为A1、Cl,二者不易形成离子键,易 6.C 解由元素原子的外围电子排布式为4d^{5s{}可知,其基 形成共价键,A不符合题意;两种元素分别为Mg、N. 态原子的电子排布式为1s2s{2p{3s^{3p{3d^{*}4s{4p{4d5s{} Mg.N。属于离子化合物,二者容易形成离子键,B符合题 该元素原子处于能量最低状态时,原子中4d能级中有5个 意;两种元素分别为C、S.CS。属于共价化合物,不含离子 未成对电子,分占5个4d轨道,没有空轨道,A、B项错误;由 键,不易形成离子键,C不符合题意;两种元素分别为Si、O. 核外电子排布式可知该元素原子有5个电子层,N层共有13 SiO. 属于共价化合物,不含离子键,不易形成离子键,D不 个电子,最外层有2个电子,C项正确,D项错误。 符合题意。 7.D 结构简式需标出分子中的碳碳双键,乙的结构简式 ·150· 为CH-CH,A项错误;氛离子最外层有8个电子,氧化矮 A项错误;原子轨道是电子出现概率为90%的电子云空 间,只是表明电子在这一空间区域内出现的机会大,在此空 的电子式: ,B项错误;F原子核外有9个 间区域外出现的机会少,B项错误;无论能层序数”如何变 化,每个p能级都有3个原子轨道且相互垂直,C项错误; 1 电子的能量越高,电子在离核更远的区域出现的机会越大, 7.C项错误;Cr为24号元素,价电 电子云将向更大的空间扩展,原子轨道半径会逐渐增大, / D项正确。 子排布式为3f45,轨道表示式为D项 13.A 解离原子核越远的电子,其能量越大,则p原子轨道 正确。 电子的平均能量随能层的增大而增加,所以电子云伸展方 8.B 根据构造原理,基态N原子的核外电子排布式为 向与能量大小是无关,A项错误;洪特规则:电子分布到能 1s^{2s^{}2p^{},根据洪特规则,基态原子中,填入简并轨道的电子 量相同的原子轨道时,优先以自旋相同的方式分别占据不 同的轨道,因为这种排布方式原子的总能量最低。所以在 总是先单独分占,且自旋平行,因此氮原子的最低能量状态 1 2 2p 能量相等的轨道上,电子尽可能自旋平行地多占不同的轨 的轨道表示式是B项正确。 道,题中符合洪特规则,B项正确;基态Br原子核外有4个 9.解Cr原子的电子排布式从3d{4s→3d是由基态转化为 电子层,电子占据的最高能层为第四层,符号为N.C项正 激发态,吸收能量;Co 的核外电子排布式为1s{}2s^{2p{3s 确;从空间角度看,2s轨道空间包含了1s轨道,比1s轨道 大,D项正确。 3p{3d{,核外电子有4个未成对电子,Z乙n^{}的核外电子排布 14.C 解A项,3p能级有一个空轨道,根据洪特规则,只能 式为1s{2s{2p{3s^{3p{*3d^{},价电子轨道表示式为 为 .又根据能量最低原理,能量低于3p能级的轨 3{ +1:V原子的质子数是23,原子结构示意图 ) 道均已充满,即电子排布式为1s{2s{2p{3s^{3p^{},故二者为同 种元素原子;B项,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1s{25{2p{,故二者为同种 2n 元素原子;C项,M层有s、p、d三个能级,全充满应为 ) 3s*3p{3d{*,与核外电子排布式为1s{2s^{2p{3s^{}3p{3d^{4s}的 吸收4 11 原子不属于同种元素的原子;D项,最外层电子排布式为 4s{4$,原子核外电子排布式为1s{2s}2p{3s{}3p{3d^{*}4s{}4$^{} 最外层电子数为7,核外电子总数为35,故二者为同种元素 10.(1)泡利原理:每个原子轨道最多容纳2个电子且自旋 原子。故选C项。 方向相反,各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数 15.B N元素,位于周期表第二周期第VA族,原子核外 的2倍。(2)基态原子的电子在核外排布时首先要遵循能 有1s、2s、2p三种能量不同的电子,A项正确;基态V原子 量最低原理,所以碳原子的核外电子排布在基态时是 为23号元素,其价电子排布式为3d^{4s^{},价电子轨道表示 ls2s^{2p^{}而不是1s{2s2p,其主要决定因素是能量最低原 3d ,B项错误;O是8号元素,原子 式为+ 4t 理。(3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超 过18个,其主要决定因素是构造原理。(4)原子轨道中的 核外电子排布式为1s{2s^{2p,电子占据的最高能级为2p.C 电子处于全满、全空或半满时较稳定,在简并轨道上排布的 项正确;C原子核外电子排布式为1s{2s^2p^{,核外自旋方向 电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,所以络 相反的电子对数为2对;基态N原子核外电子排布式为1s (.Cr)的电子排布式是1s2s{}2p3s{}3p{3d4s而不是 2s{2p^{},核外自旋方向相反的电子对数也为2对,D项正确 1s2s{*2p{3s{}3p{3d4s^{,其主要决定因素是洪特规则。 16.解(1)根据泡利原理,同一个原子轨道最多只能容纳2个 (5)在简并轨道上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且 自旋方向相反的电子,违反了泡利原理的是②,应该是 自旋方向相同,磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的 14.(2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子 单电子,其主要决定因素是洪特规则。(6)第四周期元素 中,4p轨道半充满时其4s轨道全充满,该原子是As;3d轨 排布式为1s2s{2p^{3s3p^3f,核外共16个电子,根据能量最 道半充满时,4s能级可能有1个或2个电子,如果4s能级 低原理,该元素基态原子的电子排布式为1s{2s{2p{3s{3p{。 (1)②(2)1s{2s*2p'3s{3p{ 是1个电子为Cr元素,如果4s能级有2个电子为Mn元 17.A元素的原子中只有一个能层且只含1个电子,A是 素;4s轨道半充满时,如果3d轨道没有电子时该原子是K、 如果3d轨道有5个电子时该原子是Cr、如果3d轨道有10 H;B元素的原子3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外 个电子时该原子是Cu。 来电子,则3p轨道上原有5个电子,B是C1;C元素的原子 (1②(2)④(3)① (4)③ (5)③ 2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向 (6)As Cr.Mn K.Cr.Cu 相反,说明该原子的2p轨道上有4个电子,C是O;D元素 11.C 由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2 的原子第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子, 个未成对电子”可知,可能有两种情况:第一:p能级上只有 则D是K;E元素原子的最外层电子排布式为3s}3p*,E是 Ar:F为金属元素且原子核外p电子数和s电子数相等,则 2个电子,R为第IVA族元素,C或Sji:第二:D能级上有4 个电子,R为第VIA族元素,O或S.所以基态R原子的原 F元素原子的核外电子排布式为1s2s{2p$3s{,F为Mg。 (1)KOH、KCIO、KCIO、KCIO.、HCIO、HC1O、 子轨道总数为4或8和5或9,A项错误;基态R原子的价 层电子排布式为ns^{}np^{}(n-2或3)或ns^{}np{(n-2或3). HCIO.(其他合理答案均可)(2 B项错误;基态R原子核外所处能级是s和p,所以电子的 (3)2H通2H.+O 2K+2H0-2KOH+H- 电子云轮廓图有两种:球形和哑形,C项正确;基态R原 子有四种可能,所以轨道表示式有四种,D项错误。 (4)焰色试验 AgNO:溶液 稀硝酸 (5)Ar对太阳光 12.D 电子云表示电子在核外某一区域出现的概率, 进行光谱分析 ·151·