1.1.2　量子力学对原子核外电子运动状态的描述 同步练习 2024-2025学年高二下学期化学鲁科版（2019） 选择性必修2

量子力学对原子核外电子运动状态的描述 （选择题1~9题，每小题4分，10~13题，每小题7分，共64分） 题组一　电子层与能级 1.下列说法正确的是 （　　） A.同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐减小 B.同一原子中，2p上的电子较3p上的电子离核远 C.能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动 D.各电子层含有的能级数为n（n为电子层序数） 2.下列能级符号不正确的是 （　　） A.6s B.2d C.3p D.4f 3.下列电子层中，原子轨道的数目为4的是 （　　） A.K层 B.L层 C.M层 D.N层 4.下列叙述正确的是 （　　） A.能级就是电子层 B.对于确定的n值，其原子轨道数为n2（n表示电子层） C.基态K原子的最高能级为3s D.不同电子层中的s能级的能量高低相同 题组二　原子轨道与电子云 5.下列有关核外电子运动状态的说法正确的是 （　　） A.电子自旋就是电子绕轴“自转” B.原子轨道可用来描述核外电子的运动状态 C.p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层序数的增加，p能级原子轨道数也在增多 D.原子轨道可用来描述核外电子的运动轨迹 6.下列叙述正确的是 （　　） A.s、p、d能级所具有的原子轨道数分别为1、5、7 B.各电子层的能级数等于该电子层可容纳电子数 C.同是s能级，在不同的电子层中所含原子轨道数是不相同的 D.3s电子形成的电子云图半径大于1s电子的电子云图 7.下列各组多电子原子的原子轨道能量高低比较中，错误的是 （　　） A.2s<2p B.3px<3py C.3s<3d D.4s>2s 8.图1和图2分别是1s电子的电子云图和原子轨道图。下列有关说法正确的是 （　　） A.图1中的每个小点表示1个电子 B.图2 表示1s电子只能在球体内出现 C.图2表明1s轨道呈球形，有无数对称轴 D.图1中的小点表示电子在核外所处的位置 9.下列说法正确的是 （　　） A.各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束 B.3p与2p的原子轨道都是哑铃形 C.p轨道电子能量一定比s轨道电子能量高 D.电子云表示的是电子在原子核外空间的运动轨道 10.下列有关原子轨道的叙述正确的是 （　　） A.氢原子的2s轨道能量较3p轨道高 B.锂原子的2s与5s轨道皆为球形 C.形状相同的原子轨道，其电子能量一定相同 D.任一电子层都有s、p能级，但不一定有d能级 11.（2024·石家庄高二联考）下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是 （　　） A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云 B.s轨道呈圆形，有无数条对称轴 C.p能级原子轨道上的电子有三种自旋状态 D.p能级原子轨道与s能级原子轨道的平均半径都随电子层序数的增大而增大 12.对于钠原子的第二电子层的p轨道2px、2py、2pz间的差异，下列说法正确的是 （　　） A.电子云形状不同 B.原子轨道的对称类型不同 C.电子的能量不同 D.电子云空间取向不同 13.观察2pz轨道电子云示意图（如图所示），下列说法错误的是 （　　） A.2pz轨道上的电子在空间某处单位体积内出现的概率分布关于z轴对称 B.点密集的地方表明电子出现的概率大 C.电子先沿z轴正半轴运动，然后沿其负半轴运动 D.2pz轨道的形状为两个椭圆球 14.（16分）（1）可正确表示原子轨道的是　　　　（填字母）。  A.2s B.2d C.3px D.3f （2）如图是s能级、p能级的原子轨道图，试回答问题： ①s能级的原子轨道呈　　　形，每个s能级有　　　　个原子轨道；p能级的原子轨道分别关于x、y、z轴　　　　，每个p能级有　　　　个原子轨道。  ②s能级原子轨道、p能级原子轨道的半径与　　　　有关，　　　　越大，原子轨道半径越大。  15.（20分）（1）已知A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则基态A原子中，电子占据的最高电子层符号为　　　　，该电子层含有的能级数为　　　，该电子层含有　　　　个原子轨道。  （2）钴属于价格比较昂贵的金属，其原子结构示意图为。若核外电子在进入原子轨道时优先进入能量低的原子轨道，后进入能量高的原子轨道，且每个原子轨道上最多容纳2个电子，预测n=3和n=4的电子层上各能级上的电子数目分别是多少？并指明理由。 电子层数 预测各能级上的电子数目 预测依据 3 s p d 4 s 2 p d f 答案精析 1.D　［同一原子中，1s、2s、3s电子的能量逐渐增大，故A错误；3p上的电子能量大于2p上的电子能量，故同一原子中，2p上的电子较3p上的电子离核近，故B错误；能量高的电子在离核远的区域运动，能量低的电子在离核近的区域运动，故C错误；各电子层含有的能级数与其电子层数相等为n(n代表电子层序数)，故D正确。］ 2.B　［每一电子层都有s能级，A项正确；第二电子层含有2s、2p两个能级，不存在2d能级，B项错误；第三电子层含有3s、3p、3d三个能级，故存在3p能级，C项正确；第四电子层含有4s、4p、4d、4f四个能级，故存在4f能级，D项正确。］ 3.B　［电子层为n时，原子轨道数为n2，故可知原子轨道数目为4的是L层，B正确。］ 4.B　［同一电子层可分为若干个能级，A项错误；对于确定的n值，其原子轨道数为n2，B项正确；基态K原子的核外电子占据的最高能级为4s，C项错误；不同电子层中的s能级的能量随电子层序数的增大而升高，D项错误。］ 5.B　［所有的p能级都含有3个轨道，所以随着电子层序数的增加，p能级原子轨道数不变，C错误；原子轨道可用来描述原子中单个电子的空间运动状态，而不是核外电子运动的轨迹，B正确、D错误。］ 6.D　［不同类型的原子轨道数按s、p、d的顺序依次为1、3、5，A错误；s能级的原子轨道数为1，则不同的能层所含的s能级的原子轨道数是相同的，C错误。］ 7.B　［同一电子层的同一能级上各原子轨道的能量相同，3px=3py，B错误。］ 8.C 9.B　［不同电子层的p轨道的形状和数目相同，则3p轨道和2p轨道都呈哑铃形，故B正确；电子能量与电子层和能级有关，电子离核越远能量越高，则p轨道电子的能量不一定高于s轨道电子的能量，如能量：2p小于3s，故C错误；电子云表示电子在核外单位体积的空间出现的概率大小，电子在原子核外的运动是无规则的，则电子云不能表示电子在原子核外空间的运动轨道，故D错误。］ 10.B　［H原子的 2s 轨道能量低于 3p 轨道，A错误；所有的s轨道电子云图都是球形，所以锂原子的 2s与 5s轨道皆为球形，B正确。］ 11.D　［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，A错误；s能级原子轨道呈球形，而不是圆形，B错误；电子层序数越大，电子离原子核越远，所以电子层序数越大，p、s轨道上的电子距离原子核越远，原子轨道的半径越大，D正确。］ 12.D　［2px、2py、2pz的电子云、原子轨道都是哑铃形的，都是轴对称图形，A、B项错误；2px、2py、2pz所表示的是同一能级中的三个不同的原子轨道，其能量相同，C项错误；2px、2py、2pz的电子云在空间取向上不同，D项正确。］ 13.C　［在图中，电子在空间某处单位体积内出现的概率分布关于z轴对称，A正确；电子云并不是电子的真实运动轨迹，C错误；2pz轨道电子云形状为两个椭圆球，D正确。］ 14.(1)AC　(2)①球　1　对称　3　②电子层数　电子层数 解析　(1)L层包括s、p能级，M层包括s、p、d能级，所以L层不存在2d轨道，M层不存在3f轨道，故选A、C。 (2)s轨道在三维空间分布呈球形，p轨道空间分布分别关于x、y、z轴对称，原子轨道的半径与电子层数有关，并随电子层数的增大而增大。 15.(1)L　2　4 (2) 电子层数 预测各能级上 的电子数目 预测依据 3 s 2 由于同一电子层上的原子轨道的能量为ns<np<nd<nf p 6 d 7 4 s 2 p 0 d 0 f 0 解析　(1)A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，则A原子为C原子，核外有6个电子，基态C原子核外电子共占据2个电子层，电子占据的最高电子层为L层，L层含有的能级数为2。s能级有1个原子轨道，p能级有3个原子轨道，所以L电子层共有4个原子轨道。(2)由于同一电子层上的能量为ns<np<nd<nf，而核外电子在进入原子轨道时优先进入能量低的原子轨道后进入能量高的原子轨道。 学科网（北京）股份有限公司 $$