课时梯级训练(4) 人类对原子结构的认识和核外电子的运动特征(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册（苏教版2019）

课时梯级训练(4)　人类对原子结构的认识和核外电子的运动特征 题型一　人类对原子结构的认识及电子云 1．氢原子的电子云中小点表示的意义是 (　　) A．一个小点表示1个自由运动的电子 B．小点的多少表示电子个数的多少 C．小点的疏密表示电子在核外空间出现机会的大小 D．以上说法都不对 C　解析：氢原子只有1个电子，氢原子的电子云中有许许多多小点，一个小点不表示1个自由运动的电子，小点的多少不表示电子个数的多少，小点的疏密表示电子在核外空间出现机会的大小，C正确。 2．图1和图2分别是1s电子的电子云图和原子轨道图。下列说法正确的是 (　　) 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 C　解析：电子云就是用小点疏密来表示空间各电子出现机会大小的一种图形，小点表示空间各电子出现的机会，A、D错误；在界面内出现该电子的机会大于90%，界面外出现该电子的机会不足10%，B错误。 题型二　原子核外电子的运动特征 3．下面是s轨道和p轨道的原子轨道图，下列说法正确的是 (　　) A．s轨道电子呈球形运动，p轨道电子沿轴呈“8”字形运动 B．s轨道电子能量低于p轨道 C．每个p轨道有3个原子轨道，在空间伸展方向是相同的 D．任一电子层的轨道总是从s轨道开始，而且轨道数等于该电子层序数 D　解析：s电子的原子轨道呈球形，p电子的原子轨道是“8”字形的，但是电子是做无规则运动，轨迹是不确定的，A错误；处于相同电子层的原子轨道能量：ns＜np，B错误；不同轨道的电子云有不同的空间伸展方向，p轨道有3个相互垂直的呈纺锤形的不同伸展方向的轨道，C错误；多电子原子中，同一电子层的电子，能量可能不同，还可以把它们分成原子轨道，任一电子层的轨道总是从s轨道开始，而且能级数等于该电子层序数，D正确。 4．原子核外电子分层排布，不同的电子层上运动的电子能量不同。下列电子层上运动的电子能量最低的是 (　　) A．M层 B．K层 C．L层 D．N层 B　解析：多电子原子中核外电子是分层排布的，电子层从内到外排布的顺序为K、L、M、N、O、P、Q，电子层距离原子核越近，电子层上运动的电子能量越低，则K、L、M、N中K层能量最低。 5．部分短周期元素的性质或原子结构如下表所示。 +元素代号 元素的性质或原子结构 W M层上的电子数为4 X 常温下，其单质为双原子分子，其氢化物的水溶液显碱性 Y L层电子数为次外层电子数的3倍 Z 元素最高正价是＋7 下列叙述不正确的是 (　　) A．原子半径：W>X>Y B．化合物WY2不溶于水 C．由X、Y和氢三种元素形成的所有化合物中只含共价键 D．最高价氧化物的水化物的酸性：W<Z C　解析：W的M层上的电子数是4，应为Si；X单质是双原子分子，且其氢化物水溶液显碱性，可知X是N；Y的L层电子数为次外层电子数的3倍，是O；元素Z最高正价是＋7，因此Z是Cl；N与O是同周期元素，核电荷数越大，原子半径越小，C与Si是同主族元素，电子层数越多原子半径越大，则原子半径：Si>N>O，A正确；SiO2是不溶于水的酸性氧化物，B正确；由N、O和氢三种元素形成的化合物NH4NO3中含有离子键和共价键，C错误；Cl的非金属性比Si强，则最高价氧化物的水化物的酸性：H2SiO3<HClO4，D正确。 6．下列有关“核外电子的运动状态”的说法错误的是 (　　) A．各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7 B．只有在电子层、原子轨道、原子轨道的伸展方向及电子的自旋状态都确定时，电子的运动状态才能被确定下来 C.原子核外可能有两个电子的运动状态是完全相同的 D．原子轨道伸展方向与能量大小是无关的 C　解析：各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7，A正确；电子的运动状态由电子层、原子轨道、原子轨道的伸展方向以及电子的自旋状态决定，B正确；原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的，C错误；同一原子轨道中电子的能量相同，则原子轨道伸展方向与能量大小是无关的，如2p轨道有三种伸展方向，2px、2py、2pz，它们的伸展方向不同，但是能量大小相同，D正确。 7．符号3px所代表的含义是 (　　) A．px轨道上有3个电子 B．第三电子层px轨道有3个伸展方向 C．px电子云有3个伸展方向 D．第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道 D　解析：p轨道有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向伸展，3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道，D正确。 8．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(基态)的能量不同 D．电子云空间伸展的方向不同 D　解析：2px、2py、2pz所表示的是同一电子层同一类型的不同原子轨道，其能量相同；2px、2py、2pz的电子云轮廓图形状、原子轨道都是纺锤形的，都是轴对称图形；在空间伸展方向上，2px电子云沿x轴方向伸展，2py电子云沿y轴方向伸展，2pz电子云沿z轴方向伸展。 9．(1)镁元素基态原子核外M层电子的自旋状态______(填“相同”或“不同”)。 (2)基态硫原子电子占据能量最高的原子轨道的电子云轮廓图为________形。 (3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的机会大小可用________形象化描述。在基态14C原子中，K层电子云的形状是________。 (4)铝原子核外电子云有________种不同的伸展方向，有________种不同运动状态的电子。 答案：(1)不同　(2)纺锤　(3)电子云　球形　(4)4　13 解析：(1)Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，电子自旋状态不同。 (2)基态硫原子的核外电子占据的能量最高的原子轨道为3p，p轨道的电子云轮廓图形状为纺锤形。 (3)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的机会大小可用电子云形象化描述。K层即第一层，电子云为球形。 (4)铝原子的核外有1s、2s、2p、3s、3p共5种原子轨道，ns、np电子云分别有1种、3种伸展方向，13个电子的运动状态各不相同。 10．(1)可正确表示原子轨道的是________(填标号)。 A．2s B．2d C．3p D．3f (2)如图是s轨道、p轨道的原子轨道图，试回答下列问题： ①s原子轨道呈________形，每个s轨道有____________个原子轨道；p原子轨道分别相对于x、y、z轴________，每个p轨道有________个原子轨道。 ②s原子轨道、p原子轨道的半径与________有关，________越高，原子轨道半径越大。 答案：(1)AC　(2)①球　1　对称　3　②电子层　电子层 解析：(1)L层只有2s、2p轨道，M层只有3s、3p、3d轨道，选AC。 (2)①s轨道在三维空间分布的图形为球形，且每个s能级只有一个轨道；p轨道空间分布的图形分别相对于x、y、z轴对称，每个p轨道有3个轨道；②原子轨道的半径与电子层有关，并随电子层升高而增大。 11．BF3是制备硼烷、硼氢化钠、硼单质等的主要原料。按要求回答下列问题： (1)硼原子中含有电子的原子轨道的形状共有______种，K层电子的原子轨道形状为________。 (2)氟原子中含有电子的原子轨道中能量最高的是________，电子云为球形的原子轨道是________。 答案：(1)2　球形　(2)2p　1s、2s 解析：(1)硼原子核外有5个电子，分别排布在原子核外K层和L层上，故原子轨道的形状有球形(s轨道)和纺锤形(p轨道)2种；K层只有1s轨道，原子轨道形状为球形。 (2)F原子核外有9个电子，分别排在K层和L层的1s、2s、2p原子轨道上，其中，原子轨道能量最高的是2p；电子云为球形的有1s、2s轨道。 12．(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的机会的大小可用________形象化描述。 (2)对于排布在2s轨道上的电子，不能确定的是________(填标号)。 a．电子所在的电子层 b．电子的自旋方向 c．电子云的形状 d．电子云的伸展方向 (3)O2-核外电子占有的原子轨道数目为________。 答案：(1)电子云　(2)b　(3)5 解析：(1)电子在原子核外出现的机会的大小通常用电子云来形象化地描述。 (2)排布在2s轨道上的电子，在第二电子层的s轨道上，s轨道的电子云形状为球形，不能确定电子的自旋状态。 (3)O2-核外有10个电子，每个原子轨道最多容纳2个电子，故共占据5个原子轨道。 13．按要求填空： (1)基态硅原子中，电子占据的能量最高的电子层符号为________，该电子层具有的原子轨道数为________，电子数为________。 (2)基态氮原子中，核外电子占据________个电子层，________个原子轨道，共有________种不同运动状态的电子；占据能量最高的原子轨道的电子的电子云轮廓图形状为________。 答案：(1)M　9　4　(2)2　5　7　纺锤形 解析：(1)基态硅原子核外共有3个电子层，最高电子层是M层，有4个电子。M电子层具有1个s轨道、3个p轨道和5个d轨道，共9个原子轨道。 (2)基态氮原子核外共有2个电子层，K、L两个电子层共含有5个原子轨道，原子中每个电子的运动状态都不同，共有7种不同运动状态的电子；氮原子中能量最高的原子轨道是2p轨道，其形状为纺锤形。 14．现有六种元素，其中A、B、C、D为短周期主族元素，E、F为第4周期元素，它们的原子序数依次增大。 A元素原子的核外p电子数比s电子数少3 B元素形成的物质种类繁多，其形成的一种固体单质在工业上常用作切割工具 C元素基态原子p轨道有3个未成对电子 D原子核外所有p轨道全满或半满 E在该周期中未成对电子数最多 F能形成红色(或砖红色)和黑色的两种氧化物 某同学根据上述信息，推断： (1)A基态原子的轨道表示式为____________。 (2)某同学所画的B基态原子的轨道表示式为，该轨道表示式违背了____________________。 (3)D基态原子中能量最高的电子，其电子云在空间有________个方向，原子轨道呈________形。 (4)写出C原子的电子排布式______________；写出E原子的电子简化排布式____________。 (5)请写出F元素外围电子排布式______________。 (3)3　纺锤　(4)1s22s22p3　[Ar]3d54s1　(5)3d104s1 解析：(1)A为B元素，基态B原子的电子排布式为1s22s22p1，则B原子的轨道表示式为；(2)B为C元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p2，由洪特规则可知，原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占在不同的原子轨道，且自旋状态相同，则题给基态原子的轨道表示式违反了洪特规则；(3)D为P元素，基态P原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，3p能级上电子能量最高，3p电子云在空间有3个伸展方向，原子轨道呈纺锤形；(4)C为N元素，N原子的电子排布式为1s22s22p3；E为Cr元素，Cr原子的电子简化排布式为[Ar]3d54s1；(5)F为Cu元素，Cu原子电子排布式为[Ar]3d104s1，外围电子排布式为3d104s1。 学科网（北京）股份有限公司 $$