课堂小练(二) 电子云与原子轨道 泡利原理、洪特规则、能量最低原理(教用Word)-【赢在微点·轻松课堂】2024-2025学年高中化学选择性必修2（人教版，单选）

课堂小练(二)　电子云与原子轨道　泡利原理、 洪特规则、能量最低原理 　 一、选择题 1.下列基态原子中最高能级电子的电子云轮廓图为球形的是 (　　) A.Na B.N C.O D.I 解析　电子云轮廓图为球形的是s能级,Na最高能级为3s,N最高能级为2p,O最高能级为2p,I最高能级为5p,故选A。 答案　A 2.下列说法正确的是 (　　) A.不同的原子轨道形状一定不相同 B.p轨道呈哑铃形,因此p轨道上的电子运动轨迹呈哑铃形 C.2p能级有3个p轨道 D.氢原子的电子运动轨迹呈球形 解析　不同能级的原子轨道形状可以相同,如1s、2s能级的原子轨道都是球形,只是半径不同,A项错误;现在的技术无法测定电子在原子核外的运动轨迹,原子轨道只是体现电子的运动状态,B项错误;任何电子层的p能级都有3个p轨道,C项正确;氢原子s轨道呈球形,并不是电子运动轨迹呈球形,D项错误。 答案　C 3.如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图),图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是 (　　) 甲 乙 丙 A.电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图 B.3p2表示3p能级中有两个原子轨道 C.由图乙可知,s能级的电子云轮廓图呈圆形,有无数条对称轴 D.由图丙可知,p能级的原子轨道图呈哑铃形,且有3个伸展方向 解析　电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述,题图甲就是电子云图(即概率密度分布图),由于电子云图难以绘制,所以通常把电子在原子核外空间出现概率的90%的空间圈出来,称为电子云轮廓图,也称原子轨道图,A项错误;3p2表示3p能级中容纳了两个电子,B项错误;s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形,C项错误;p能级的原子轨道图呈哑铃形,有px、py、pz三个伸展方向,并且互相垂直,D项正确。 答案　D 4.以下表示氦原子结构的化学用语中,对电子运动状态描述最详尽的是 (　　) 解析　A项只能表示最外层电子数;B项只表示核外的电子分层排布情况;C项具体到各能层的电子数;而D项包含了能层数、能级数以及轨道内电子的自旋方向,故该项正确。 答案　D 5.某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价层电子排布不可能是 (　　) A.3p64s1 B.4s1 C.3d54s1 D.3d104s1 解析　基态原子4s轨道上有1个电子,在s区域价层电子排布式为4s1,在d区域价层电子排布式为3d54s1,在ds区域价层电子排布式为3d104s1,在p区域不存在4s轨道上有1个电子的元素,A项符合题意。 答案　A 6.下列原子中未成对电子数最多的是 (　　) A.C B.O C.N D.Cl 解析　A项,C的基态电子排布式为1s22s22p2,p能级有3个原子轨道,因此未成对电子数为2;B项,O的基态电子排布式为1s22s22p4,p能级有3个原子轨道,因此未成对电子数为2;C项,N的基态电子排布式为1s22s22p3,p能级有3个原子轨道,因此未成对电子数为3;D项,Cl的基态电子排布式为1s22s22p63s23p5,p能级有3个原子轨道,因此未成对电子数为1。 答案　C 7.下列粒子中,基态价层电子排布式为3d5的是 (　　) A.Fe2+ B.Fe3+ C.Cu2+ D.Cu+ 解析　Fe的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2,Fe2+价层电子排布式为3d6,则Fe3+价层电子排布式为3d5,Cu的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,Cu2+价层电子排布式为3d9,Cu+价层电子排布式为3d10,故选B。 答案　B 8.下列给出的基态原子的电子排布式中正确的是　 (　　) A.11Na:1s22s22p7 B.47Ag:1s22s22p63s23p63d104s24p64d95s2 C.20Ca:1s22s22p63s23p63d2 D.35Br:[Ar]3d104s24p5 解析　A项中的“2p7”违背了泡利原理,p能级有3个轨道,最多填充6个电子,正确的电子排布式为1s22s22p63s1。B项中的“4d95s2”违背了洪特规则特例,正确的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s1。C项中的“3d2”违背了能量最低原理,根据构造原理,3d能级的能量大于4s能级,3p能级排满之后应该先排4s能级,故20Ca的基态原子电子排布式应为1s22s22p63s23p64s2。 答案　D 9.下列表示方法错误的是 (　　) A.硫离子的电子式为 B.Br原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s14p6 C.N原子的电子排布图为 D.Cu原子的结构示意图为 解析　Br是35号元素,位于第四周期第ⅦA族,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5。 答案　B 10.下列对电子排布式或轨道表示式书写的评价错误的是 (　　) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6 错误;违反能量最低原理 B O原子的轨道表示式: 错误;违反洪特规则 C K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d1 错误:违反能量最低原理 D F原子的轨道表示式: 错误:违反泡利原理 解析　Br-的电子排布式:[Ar]3d104s24p6,正确,评价错误,故A项错误;电子应先充满同能级的轨道,题中O原子的轨道表示式违反了洪特规则,故B项正确;K原子的电子排布式:1s22s22p63s23p64s1,题中K原子的电子排布式违反能量最低原理,故C项正确;泡利原理:每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子,D项违反泡利原理,故D项正确。 答案　A 11.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,下列说法错误的是 (　　) A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子 B.该元素原子的最高能层符号为N C.该元素原子核外电子有8种空间运动状态 D.该元素原子价层电子排布式为4s24p4 解析　由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知,该元素的原子序数为34,是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知,同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子,则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子,故A项正确;由电子排布式可知,硒原子的最高能层符号为N,故B项正确;由电子排布式可知,硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道,核外电子有18种空间运动状态,故C项错误;硒元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族,价层电子排布式为4s24p4,故D项正确。 答案　C 12.下列各组原子中,彼此化学性质一定相似的是 (　　) A.最外层都只有一个电子的X、Y原子 B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子 C.原子基态电子排布式为1s2的X原子与原子基态电子排布式为1s22s2的Y原子 D.2p轨道上只有一个空轨道的X原子与3p轨道上只有一个空轨道的Y原子 解析　D项,符合条件的X原子是C原子,Y原子为Si原子,二者位于同一主族,最外层电子数相同,化学性质相似,D项正确。 答案　D 二、非选择题 13.如图是s能级和p能级的原子轨道图,回答下列问题: (1)s电子的原子轨道呈　　　　形,每个s能级有　　　　个原子轨道;p电子的原子轨道呈　　　　形,每个p能级有　　　　个原子轨道。  (2)元素X的原子价层电子排布式为nsnnpn+1,原子中能量最高的是　　　　电子,其电子云在空间有　　　　　　　　方向。  解析　(1)ns能级各有1个轨道,np能级各有3个轨道,s电子的原子轨道都是球形的,p电子的原子轨道都是哑铃形的,每个p能级有3个原子轨道,它们相互垂直,分别以px、py、pz表示。(2)因为元素X的原子价层电子排布式为nsnnpn+1,np轨道已排上电子,说明ns轨道已排满电子,即n=2,则元素X的基态原子电子排布式为1s22s22p3,则原子中能量最高的是2p电子,其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向。 答案　(1)球　1　哑铃　3　(2)2p　三个互相垂直的伸展 14.根据原子核外电子的排布情况,回答下列问题: (1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为　　　　;其价层电子轨道表示式为　　　　　　　　　　　　。  (2)B元素的正三价离子的3d能级为半充满,B的元素符号为　　　　,其基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　,其原子结构示意图为　　　　　　。  (3)C元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子且只有一个未成对电子,C的元素符号为　　　　,其基态原子的电子排布式为 　。  (4)D元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,则n=　　　　;原子中能量最高的是　　　　电子,价电子轨道表示式为　　　　　　　　。  解析　(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可写成: ,则该元素核外有7个电子,为氮元素,其元素符号为N。 (2)B元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成+3 价离子,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2,即26号Fe元素。 (3)C元素基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,故C为Cu。(4)D元素最外层电子排布式为2s22p4。 答案　(1)N　 (2)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)　 (3)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (4)2　2p　 15.已知A原子中只含1个电子;B原子的3p轨道上得到1个电子后不容纳外来电子;C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反;D原子的第三能层上有8个电子,第四能层上只有1个电子;E原子的价层电子排布式为3s23p6。 (1)按要求书写下列图式: ①B的原子结构示意图: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②C原子的轨道表示式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③D原子的核外电子排布式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ④B离子的电子式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式: 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写出5种)。  (3)写出由上述元素组成的物质制得A单质的化学方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(至少写出2个)。  (4)写出E的元素符号:　　　　,要证明太阳光中含有E元素,可采用的方法是　　　　　　　　　　　　　　　　。  解析　由题意可知,A为H,B为Cl,C为O,D为K,E为Ar。(2)由H、Cl、O、K中的三种元素组成的化合物可以是酸,如HClO、HClO2、HClO3、HClO4;也可以是碱,如KOH;还可以是盐,如KClO、KClO2、KClO3、KClO4等。(3)A的单质为H2,可以通过电解水、电解KOH溶液或K和水反应等方法来制取。(4)对太阳光进行光谱分析,便可确定太阳光中所含元素的种类。 答案　(1)① ② ③1s22s22p63s23p64s1(或[Ar]4s1)　④ (2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可) (3)2H2O2H2↑+O2↑、2K+2H2O2KOH+H2↑(其他合理答案也可) (4)Ar　对太阳光进行光谱分析 学科网（北京）股份有限公司 $$