训练(二) 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修2同步练测素能提升训练（人教版2019）

训练（二） 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 基础练了见周应周 4.(河北唐山高二月考)下列说法错误的是 1.(河北开滦一中高二月考)图甲和图乙分别 () 是1s电子的概率密度分布图和电子云轮 A.ns电子的能量不一定高于(n一1)p电子 廓图。 的能量 B.基态C原子的电子排布式1s22s22p2违 反了洪特规则 C.基态21Sc原子电子排布式1s22s22p3s 3p3d3违反了能量最低原理 下列有关认识正确的是 D.基态23V原子电子排布式1s22s22p3s23p A.图甲中的每个小黑点表示1个电子 违反了泡利原理 B.图乙表示1s电子只能在球体内出现 5.下列原子中未成对电子数最多的是() C.图乙表明1s电子云轮廓图呈圆形，有无： A.C B.O 数对称轴 C.N D.CI D.图甲中的小黑点的疏密表示电子在核外 6.(九江高二检测)下列各组原子中，彼此化学 空间某处单位体积内出现机会的多少 性质一定相似的是 () 2.下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能 A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与 量处于最低状态的是 原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子 1s 2s 2p 3s B.原子核外M层上仅有两个电子的X原 A.出个个 子与原子核外N层上仅有两个电子的Y ls 2s 2p 3s 原子 B.个Y个个Y个 C.2p轨道上有一个空轨道的X原子与3p 1s 2s 2p 3s C.个 轨道上有一个空轨道的Y原子 D.最外层都只有1个电子的X、Y原子 2s 2p 3s D.个个 能力练了素养是珊 3.(洛阳高二期末)下列说法中正确的是 7.(浙江余姚中学高二期中)玻尔理论、量子力 学理论都是对核外电子运动的描述方法，根 A.电子云图中的小黑点密度越大，说明该 据对它们的理解，下列叙述中正确的是 原子核外空间电子数目越多 () B.某基态原子外围电子排布中最高能级的 A.因为s轨道的形状是球形的，所以s电子 符号为3f 做的是圆周运动 C.3d°表示3d能级上有3个轨道 B.3pz、3p,、3p.的轨道相互垂直，能量不同 C.钒原子核外有4种形状的原子轨道 D.s能级的原子轨道图可表示为 D.从空间角度看，2s轨道比1s轨道大，其 空间包含了1s轨道 3 ●高中化学·选择性必修2（人教版） 8.(北京朝阳区高二期末)某基态原子的核外： 1s 2s 2p 电子排布式为[Ar]3d4s4p,下列说法中 A.个个个内个 错误的是 () 1s 2s 2p A.该元素原子核外共有34个运动状态不 B.个个个个 同的电子 1s 2s 2p 3s B.该元素原子核外有8种能量不同的电子 C.N幻个 C.该元素原子核外电子有18种空间运动 1s 2s 2p 状态 D.个个个 D.该元素原子价层电子排布式为 11.(湖南岳阳高二期末)现有4种元素，其中 3d4s24p A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期 9.下列说法中，不正确的是 ( 元素，它们的原子序数依次增大。请根据 A.氮原子价层电子的轨道表达式（电子排 下列相关信息，回答问题。 2s 2p A元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质 布图)为灯个个个 在工业上常用作切割工具 B.C0基态原子核外价层电子轨道表示式为 B元素基态原子的p电子数比s电子数少1 3d 4s C元素基态原子2印轨道有两个未成对电子 个个个个幻个 D在周期表的第8纵列 C.元素Mn与O中，失去一个最外层电子 (1)某同学根据上述信息，推断A基态原 所需能量较大的是O Is 2s 2p D.在N、Co、Mn、O四种元素中，基态原子 子的核外轨道表示式为们的☐： 核外未成对电子数最多的是Mn 该同学所画的轨道表示式违背了 10.(临沂高二检测)如图是s能级和p能级的 原子轨道图。 (2)D基态原子中能量最高的电子的电子 云在空间上有 种伸展方向。 (3)B的电子排布式为 C的价层电子轨道表示式为 ,D3+的价层电子排布式为 试回答下列问题： 12.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和 (1)s电子的原子轨道呈 形，每个 等于42。X元素原子的4p轨道上有3个 s能级有 个原子轨道；p电子的原 未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道 子轨道呈 形，每个p能级有 上有2个未成对电子，X跟Y可形成化合 个原子轨道。 物X2Y3,Z元素可以形成负一价离子。请 (2)元素X的原子最外层电子排布式为 回答下列问题： ns”np+1,原子中能量最高的是 电 (1)X元素原子基态时的电子排布式为 子，其电子云在空间有3个互相 (填 “垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的 该元素的符号是 名称是 ,它的最低价氢化物的电 (2)Y元素原子的价层电子轨道表示式为 子式是 (3)元素Y的原子最外层电子排布式为 该元素的名称是 ns”np+1,Y的元素符号为 ,原 (3)已知化合物X,Y,在稀硫酸中可被金 子的核外电子排布式为 属锌还原为XZ3,产物还有ZnSO,和 (4)下列电子排布图中，能正确表示元素X H2O,该反应的化学方程式是 的原子处于最低能量状态的是素能提升训练 完成①转化②，会吸收能量：因为能量③>①，所以 训练（一） 能层与能级基态与激发态 将钠原子从③转化为①，则会产生发射光谱： 原子光谱构造原理与电子排布式 答案 (1)+10 (2)①吸收发射 1.A霓虹灯、激光器、日光灯等工作过程中严生的光及 焰火燃放时产生的光，都是基态原子吸收能量后核外电 11.解析(1)①L层有8个电子，则M层有4个电子，故 子跃迁到较高能级，然后电子从较高能级跃迁到较低能 A为硅。②当次外层为K层时，最外层电子数则为3， 级的过程中释放出的光能。石油蒸馏、冷却结品的过程 为刚：当次外层为L层时，最外层电子数为1.5×8=12， 都是物质发生物理变化的过程，其中伴随的能量变化是 违背了排布规律，故不可能。③Ni的原子序数为28， 热能的变化。棱镜分光、凸透镜聚光都是光的折射现 根据构造原理，基态Ni原子的电子排布式为 象，而不是光的产生。 1s22s22p3s23p3d4s2,故Ni*的电子排布式为 2.B8、p,d、f能级可客纳的最多电子数分别为2,6、10、 1s22s22p3s23p3d,硫原子序数为16，基态硫原子的 14。可容钠的最多电子数：2p=4p<3d,A错误；从M 电子排布式为1s2s2p3s3p',故S的电子排布式 层开始有d能级，从N层开始有「能级，能级特号表示 为1s2s2p3s3p. 均正确，且1s、2p、3d、4f可容纳的最多电子数从少到 (2)根据价电子排布式可知该元素有4个电子层，最外 多，B正确：从M层开始有d能级，不存在2d能级，C错 层有7个电子，位于元素周期表的第四周期第MA族， 误：从N层开始有f能级，不存在3f能级，D错误。 为Br元素。 3.C能级按能量由低到高的顺序：1s<2s<2p,C项符合 (3)Ti的原子序数为22，基态Ti原子的电子排布式为 题意。 [Ar]3d4s,故基态T+的电子#布式为[Ar]3d,电 4.D某基态原子的电子排布式为1s2s22p3s3p3d4s°， 子占据的最高能层符号为M,该能层有3s、3p、3d3个 所含电子数为2十8+13+2=25，A正确：孩基态原子的 能级。 能层序数最大值是4，则该元素原子核外有4个能层， (4)种的原子序数为33，基态As原子的电子排布式为 B正确；该元素原子共有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s7个能 [Ar]3d4s24p,位于第四周期VA族。 级，C正确；该元素原子M电子层所含电子数为2十6+ 答案(1)①1s22s22p3s3p②@1s22s22p 5=13,D错误. ③1s2s2p3s23p3d(或[Ar]3d)1s2s2p3s23p(或 5.C分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系 [Ne]3s3p)(2)Br(3)M3 可知，三种微粒都是金属阳离子。分析A~D四个选项 (4)[Ar]3d4s24p3四VA 中微粒结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系 12.解析由题意可知，A,BC,D、E元素分别为Si,Na,PN 可知，A和D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子。 F。这五种元素原子的核外电子排布式分别为 6.D各能颇能量高低顺序为1s<2s<2p,故电子在1s能 :1s2s22p3s3p2(,[Ne]3s3p):Na:1s22s22p3s(或 级上的能量最低，在2印能级上的能量最高，故1s上排 Ne]3s):P:1s2s2p3s3p(Ne]3s'3p) 布的电子数越多，2印上排布的电子数越少，则原子所处 N:1s'2s'2p':Fe:1s'2s'2p'3s'3p3d'4s (Ar] 的能量越低，反之越高。 3d°4s2). 7.A当碳原子的核外电子排布由1s2s2p转变为 答案(1)硅钠磷氨铁 1522s2p时，电子由较低能级跃迁到较高能级，原子由 (2)1s22s2p3s3p2(或[Ne]3s'3p) 基态变为澈发态，应吸收能量，产生吸收光谱，故选A。 1s2s2p(或[He]2s22p) 8.CA项为C和O,能形成CO,:B项为S和O,能形成 (3)[Ne]3s'3s3p SO2:C项为H和F,只能形成HF;D项为CI和O,能形 (4)1s22s2p3s3p3d(或[Ar]3d) 成ClO。故选C。 训练（二）电子云与原子轨道泡利原理、 9.A若x,y及该原子3d能级上的电子数的组合是18、 8、0,核内质子数与核外电子数不相等，A项不可能：若 洪特规则、能量最低原理 x、y及该原子3d能级上的电子数的组合是20、8、0，符 1.D题图甲中小黑点是1s电子在原子核外出现的概率 合钙原子的结构，B项可能；若xy及该原子3能级上 密度的形象化描述，黑点越密集表示电于出现的概率越 的电子数的组合是25、13、5，特合锰原子的结构，C项可 大，A错误，D正确，题图乙是电子云轮廉图，图出了电 能，若xy及该原子3d能级上的电子数的组合是30、 子在原子核外空间出现概率P=90%的空间，界面外出 18、10,符合锌原子的结构，D项可能。 现电子的概率为10%，即15电子可能出现在球体外，B 10.解析 (1)根据初中所学知识，钠原子结构示意困为 错误；1s轨道呈空间上的球形，而不是圆形，C错误。 2.DA项，2s能级的能量比2印能量低，电子尽可能占据 +10 (2)由于能量：3s<3p<3d,则纳原子的能 能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量 校高的激发态，错误：B项，违反了洪特规则，当电子排 量最低的情况是①：由于能量①<②，所以若将钠原子 布在同一能级的不同轨道时，基态原子的电子总是优先 16 单独占据一个原子轨道，且自旋状态相同，错误：C项，8.D某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d4s4p, 2s能毅的能量比2印能量低，电子尽可能占据能量最低 其原子序数为34，为Se元素。原子核外有34个电子 的轨道，不符合能量最低原理，错误；D项，能级能量由 各电子的运动状态均不相同，故A正确：核外电子分布 低到高的顺序为1s、2s、2p,每个轨道最多只能容纳两个 于8个不同的能级，则有8种能量不同的电子，故B正 电子，且自旋状态相反，能级相同的轨道中电子优先单 确：34个电子占据18个轨道，有18种空间运动状态，故 独占据1个轨道，且自旋状态相同，能量最低，D正确。 C正确：Se为第四周期第MA族元素，价层电子排布式 3.D电子云图中的小黑点密度越大，说明该原子核外空 为4s4p,故D错误。 间电子出现的概率越大，A错误：第三能层具有的能级 9.BC0为27号元素，基态原子核外价层电子数为9， 只有s,p、d三种，B错误：3d表示3d能级上有3个电 4s能级填充2个电子后，剩下7个电子填充在3d能级 子，C错误：5能级的电子云是球形对称的，原于轨道图 的5个轨道上，两个轨道分别填充两个自旋方向相反的 电子，另外3个轨道上填充3个自旋方向相同的电子， B项符合题意。Mn的价层电子排布为3d4s°，O的价 可表示为 ,D正确。 层电子排布为2s2p,2p能级要比4s能级能量低很多， 故O原子更难失去1个电子，C项正确：N,Co、Mn、O 四种元素的基态原子中未成对电子数依次为3,3、5、2， 4.Ans电子的能量一定高于(n一1)p电子的能量，A错 D项正确。 误：洪特规则是指在基态原子中，填入简并轨道的电子 10.解析(1)s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有 总是先单独分占，且自旋平行，故电子排布式1s2s2p I个原子轨道；p电子的原子轨道都呈哑铃形，每个p 违反了洪特规则，B正确：能量最低原理是指在构建基 能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以PP,、P. 态原子时，电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道， 表示。(2)元素X的原子最外层电子排布式为 使整个原子的能量最低，故电子排布式 ns"np+,p轨道已裤有电子，说明ns轨道已排满电 1s2s2p3s23p3d违反了能量最低原理，正确的电子 子，即”一2，则元素X的原子核外电子排布式为 排布式为1s2s2p3s3p3d4s,C正确：泡利原理是指 1s2s22p,X是氨元素。其最低价氢化物为NH,电子 在一个原子轨道里，最多只能客纳2个电子，且自旋相 H 反，故电子排布式1s2s2p3s23p"违反了泡利原理，D 式为H:N:H。(3)元素Y的原子最外层电子排布 正确。 5.C本题综合考查能量最低原理、泡利原理、洪特规则。 式为ns-p+,则n一1=2，n=3,则Y元素的原子核 各原子的轨道表示式为 外电子排布式为1s2s2p3s3p,Y是硫元素。(4)若 元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符 C:↑个☐ 合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B项违背 洪特规则，C项表示元素的原子处于激发态，违背能量 0:个4个 最低原理。 N:西四 答案(1)球1哑铃3(2)2p垂直氮 H C1:个个个个个9个个个个 H:N:H (3)S 1s'2s2p3s3p(4)D 碳原子有2个未成对电子，氧原子有2个未成对电子， 11.解析A、B、C为短周期主族元素，D为第四周期元 意原子有3个未成对电子，氟原子有1个未咸对电子， 素，它们的原子序数依次增大，A元素形成的物质种类 6.C电子排布式为1s的原子为He,电子稀布式为 繁多，其形成的一种固体单质在工业上常用作切割工 1s2s2的原子为Be,两者化学性质不相似，A错误：原子 具，则A为C元素：B元素基态原子的p电子数比s电 核外M层上仅有两个电子的X原子为Mg,原子核外N 子数少1，则B为N元素：C元素基态原子2p轨道有 层上仅有两个电子的Y原子有多种，如第四周期中Ca、 两个未成对电子，则C为O元素：D在周期表的第8纵 Fe等都符合，化学性质不一定相似，B错误：2p轨道上 列，则D为Fe元素。 有一个空轨道的X原子为C,3即轨道上有一个空轨道 (1)碳元素的原子序数为6，基态碳原子的轨道表示式 的Y原子为Si,均为WA族元素，同主族元素，化学性 1828 2p 质一定相似，C正确：最外层只有1个电子的可以是第 为问园订☐由图可知，该网学所画的轨道 IA族元素的原子，过渡元素中也有很多最外层只有1 表示式中2即轨道违背了洪特规则。 个电子的（如Cr,Cu),故化学性质不一定相似，D错误。 (2)基态Fe原子的价层电子排布为3d4s2,基态原子 7.Ds轨道的形状为球形，描述的是电子云轮廓图，表示 中能量最高的电子是3d轨道上的电子，3d电子云在 电子在原子核外空间出现概率P=90%的空间，故A错 空间上有5种仲展方向。 误；p能级有三个原子轨道，同一能层上的P轨道能量 (3)B为N元素，电子排布式为1s2s2p:C为0元 相同，3p、3p,、3p.能量相同，它们的差异是延仲方向不 素，电子排布式为1s2s2p,价层电子轨道表示式为 同，故B错误；基态V原子核外电子排布式为 2s 2p 1s2s22p3s23p3d4s,有s、p、d三种能级，对应的原子 日11十]：铁元素的原子序数为26，基态铁原子 轨道形状有3种，故C错误，s轨道的空间形状为球形 的电子排布式为1s22s22p3s3p3d°4s2或[Ar]3d4s2, 2s轨道的半径大于1s,因此从空间上看，2s轨道包含了 铁原子失去3个电子形成铁离子，Fe+的价层电子排 1s轨道，故D正确。 布式为3d。 17 答案(1)洪特规则(2)5 1s22s22p3s3p3d4s4p4d5s,M能层上有18个电 2s 2p (3)1s22s2p 子，故C正确，该元素原子的N层的电子排布为 t四tt13d 4s4p4d,4d轨道有4个空轨道，故D错误。 12.解析(1)X元素原子的4p轨道上有3个未成对电 6.C最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能为H、碱 子，则X是第4周期VA族元素，即X为As,其电子排 金属元素、IB族元素，A项错误：X原子的核外电子排 布式为1s2s22p3s23p3d4s24p。(2)Y元素原子的 布式为1s为He元素，Y原子的核外电子排布式为 最外层2印轨道上有2个未成对电子，且As跟Y可形 1s22s2为BC,二者不在同一族，B项错误：2p轨道上只有 成化合物A5Y,可推知Y为O:又因为X、Y和Z三 三个电子的X为N,3即轨道上只有三个电子的Y为P, 种元素的原子序数之和等于42，可得到Z为H。 二者位于周期表中同一主族，C项正确，原子核外M层 (3)X,Y,为AsO,,XZ为AsH1,As,O,与稀硫酸和 上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅 Zn反应的化学方程式为AsO,十6Zn十6H,SO. 有两个电子的Y可能为Ca,Se、Ti、V,Fe,Co、Ni,Zn等 2AsH↑+6ZnS0,+3H0. 元素，不一定位于同一族，D项错误。 答案(1)1s2s2p3s23p3d4s24p3As 7.C基态原子的N层上只有一个电子的元素，可能为K Cr或Cu,K为第IA族元素，Cr、Cu分别为第MB、 (2)个个↑个氧 IB族元素，A项错误：0族元素(He除外)原子的价层电 (3)As,O,+6Zn+6H,SO-2AsH,+6ZnSO 子排布式也符合ns即，B项错误：基态原子的P能级 +3H,O 处于半充满状态的元素，电子最后填充P能级，离于P 区，C项正确：基态原子的价层电子排布式为(n一1)dns 训练（三）原子结构与元素周期表 的元素，若是第ⅢB~IB族及第Ⅷ族第1列元素，其族 1.A第三周期稀有气体元素的原子序数为18，锌的原子 序数等于价层电子排布式中d、5能级所含电子数目之 序数为30,30一18=12，则锌在周期表中处于第四周期 和，族序数一定为x十y:若是第IB、ⅡB族元素，其族 第ⅡB族，在ds区，故A错误：基态Al原子核外电子占 序数等于价层电子排布式中s能级所含电子数y,D项 据的最高能级为3p能级，电子云轮廓图为哑铃形，故B 错误。 正确：第三周期稀有气体元素的原子序数为18，钒的原 8.C1s2s2p3s3p3d4s为Zn元素，位于ⅡB族， 子序数为23,23一18=5，则机在周期表中处于第四周 1s22s22p3s3p4s2为Ca元素，位于ⅡA族，A项错误： 期第VB族，故C正确：钒的原子序数为23，其核外电子 原子由基态变为激发态需要吸收能量，B项错误：价电 排布式为1s2s2p3s3p3d4s,则钒的价层电子排布 子排布为4d5s的元素位于d区，C项正确，未说明4s 为3d4s,故D正确。 能级上有无电子，故不一定处于同一周期，D项错误， 2.A如果考虑放射性元素，最活泼的金属是Fr,如果不 9.A两原子核外N层上都有1个s电子，有d电子的有 考虑放射性元素，最活泼的金属是Cs,而Cs和Fr都属 Cr和Cu,无d电子的是K,都位于第四周期，A项正确： 于第IA族元素，位于s区：最活泼的非金属是F,位于 最外层电子排布式均为2s22p°的原子为Ne,离子有 P区：常温下呈液态的金属为Hg,属于过渡元素，其价 O、Na等，不一定属于同一周期，B项错误：原子核外 电子排布为5d6s°，位于ds区. M层上的sP能级都充满电子，而d能级上没有电子的 3.A元素周期表中，第9列为第帽族，全部为金属元素， 原子有Ar、K、Ca,不一定属于同一周期，C项错误：核外 A项正确：第15列为第VA族，其元素原子的最外层电 全都是s电子的原子有H、He,Li、Be,不一定属于同一 子排布式为nsnp,B项错误，He的最外层电子排布式 周期，D项错误。 为1s,却在第18列，C项错误；第14列（碳族）元素原 10.解析(1)①具有(n一1)dns电子排布的元素位于 子的价层电子撸布式为nsp,未成对电子数为2，第 周期表第ⅡB族，②@元素基态原子的价层电子排布式 15列（意族）元素原子的价层电子排布式为nsnp,未成 为5d6s,应位于第六周期IB族：③该元素基态原子 对电子数为3，D项错误。 价层电子排布式为3d4s°，根据周期数=能层序数，族 4.A硒是34号元素，处于周期表中第四周期ⅥA族，核 序数■价层电子数，该元素为d区副族元素（价层电子 外电子辩布式为[Ar]3d4s4p°：电子最后填充4p,为 排布在d、s轨道上)，可知该元素位于第四周期第 卫能级，属于p区，故①正确：硒核外原子轨道占据 VB族：④根据构造原理可知该元素基态原子核外电 5、P、d能级，原子轨道数的顺序依次为1、3、5，电子占据 子排布式为1s2s22p3s3p3d4s24p,孩元素原子价 18个原子轨道，故②错误：硒是34号元素，原子核外没 层电子静布在n5和np轨道，故为主族元素，价层电子 有两个运动状态完全相同的电子，有34个电子就有 数为5，故该元素在周期表中位于第四周期第VA族， 34种运动状态，故③正确：函是34号元素，原子轨道数 属于P区元素。(2)除ds区外，元素在周期表中的分 占据8、P、d能级，占据8个能级，故④正确：硒原子中电 区，取决于元素原子的最后一个电子所进入的能级，因 子占据的最高能层是N能层，电子占据的最高能层符 最后一个电子进入4f能级，所以该元素为f区。 号是N,故⑤错误；基态硒原子的价电子排布式为 答案(1)①IB②六IB③四VB 4s24p°，故⑥错误。 ④4s4p第四周期第VA族p(2)f 5.C由价电子排布式为4d5s2可知，该元素应为Y元 11.解析由结构信息知A为P,基态原子的电子排布式 素，位于第五周期ⅢB族，该元素原子中共有39个电 为1s2s2p3s3p3:B基态原子有16个电子，为S,位 子，分5个电子层，其中M能层上有18个电子，最外层 于p区，最高能饭是3p,位于第三周期MA族。 上有2个电子，故A错误，该元素位于第五周期ⅢB族， 答案(1)P1s2s22p3s3p3(2)p3p三MA 处于d区，故B错误：该元素基态原子的电子排布式为 (3)15(4)3d°4s 18