练案22 第五章 第22讲 原子结构 原子核外电子排布-【衡中学案】2026年高考化学一轮总复习练案

练案[22] 第五章物质结构与性质 元素周期律 第22讲 原子结构 原子核外电子排布 1.(2025·河南郑州检测)三星堆见证了中华文明起源 C.可用质谱法区分24Pb和26Pb 的多样性，其通过“4C测定法”初步确定其年代区间。 D.Pb的原子半径比Ge大 下列有关说法正确的是 )7.(2025·河北邮郸六校联考)氘(H)和氚(H)是氢元 A.4C与2C互为同位素 素的两种同位素，其中仅H具有放射性。下列说法正 B.4C的核外电子数是14 确的是 () C.4C可由中子轰击4N产生，4C与4N化学性质相同 A.H,0的相对分子质量为18 D.青铜器皿、骨头、纺织品、灰烬等都可作为检测的 B.H的中子数为1 样品 C.H,0具有放射性 2.(2025·广东河源开学考试)科学家用中子轰击金属 D.可用质谱法区分H2和H2 原子3Mg生成Na:2Mg+On→Na+H,下列说法 8.下面是第二周期部分元素基态原子的轨道表示式，据 正确的是 ( 此下列说法错误的是 A.Na的质量数为11 2s 2p 2s 2p B.3Mg和Na中子数相同 回四 C.钠镁合金熔点比金属镁高 B D.Na、H,在一定条件下均与O2反应 2s 2p 1s 2s 2p 3.在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是 包四↑个 ( 0 A.BAl on-Mg +X A.每个原子轨道里最多只能容纳2个电子 B.4Na—→Mg+X B.电子排在同一能级时，总是优先单独占据一个轨道 C.Be+He-→C+X C.每个能层所具有的能级数等于能层的序数(n) D.22U-→239Np+X D.N原子核外有5种运动状态的电子 4.下列关于C1和7Cl、02和03、'H260和2H,180的说 9.在生命科学的研究工作中，氘(H)标记化合物是必不 法正确的是 ( 可少的研究工具。可通过核素X或N衰变得到，其 A.Cl和gCl互为同素异形体 衰变过程如下：(1)X+0n一→H+He;(2)N+n B.O,和O3是氧元素的两种核素 一→H+Y。下列推断错误的是 () C.Cl和7C1中的35和37均表示质量数 A.X的中子数为3 D.'H2160和H2180表示同一种水分子 B.H、H、H互为同位素 5.(2025·山东青岛检测)下列叙述正确的是（ C.Y可用于测定相对原子质量 A.任一能层都含ns、np能级，不一定含nd、nf能级 D.基态碳原子核外电子的空间运动状态有6种 B.钠的焰色试验呈黄色，是电子由基态转化为激发态10.(2025·辽宁锦州期初联考)由多元素组成的化合物 时吸收能量产生的 Fe-Sm-As-F-0是我国科学家近年来发现的一种重要 C.一个电子从3p能级跃迁到3s能级，产生的原子光 的铁系超导材料。下列说法不正确的是() 谱为吸收光谱 A.基态0原子核外电子的空间运动状态有5种 D.同一原子中，相同能层的不同能级电子的能量高低 B.基态F原子核外电子排布式为1s22s22p 不同 C.基态As原子的简化电子排布式为[Ar]4s24p 6.在考古研究中，通过分析铜器中2Pb(铅)同位素的比 D.基态Fe原子的价层电子排布式为3d4s2 值，可以推断铜器是否同源。下列说法不正确的是 11.下列原子构成的单质中既能与稀硫酸反应，又能与 ( 烧碱溶液反应，且都产生H2的是 (） A.24Pb和26Pb互为同素异形体 A.核内无中子的原子 B.4Pb含有中子数为122 B.价电子排布式为3s23p的原子 427 1s 2s 2p 3s 回答下列问题： C.核外电子排布图为1可个可1↑可下的基 (1)基态D原子的核外电子排布式为 态原子 D.处于激发态时其原子的电子排布式可能为 (2)基态A原子原子核外电子共有 种不同 1s22s22p3s3p2 空间运动状态；B元素基态原子中能量最高的电 12.（2025·广东东莞实验中学月考)下列表达方式正确 子所占据的原子轨道呈 形。 的是 A.3Cu的价层电子排布式：3d°4s2 (3)C元素的离子与过量氨水反应的离子方程式为 B.p-po键电子云轮廓图 (4)基态E原子的价层电子排布式为 ,其基态原子核外填充有电子的能量最高的 C.基态碳原子的价层电子的轨道表示式： 能层的符号为 ,该能层上含有的原子轨 2s 2p 道数为 D.N2的电子式：N::N 15.(1)锗(G)是典型的半导体元素，在电子、材料等领 13.A、B、C、D、E、F是元素周期表前四周期中的常见元 域应用广泛，则基态Ge原子的核外电子排布式 素，其原子序数依次增大。A元素的一种核素的质量 为[Ar] ,有 个未成对电子。 数是14，中子数是8：B元素基态原子的最外层有3 (2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现 个未成对电子，次外层有2个电子；C是地壳中含量 的概率密度分布可用 形象化描述。碳 最多的一种元素；D元素基态原子核外9个原子轨道 及其化合物广泛存在于自然界中，则在基态C原 上填充了电子且有1个未成对电子；E是一种常见的 子中，核外存在 对自旋相反的电子。 金属元素，可形成多种氧化物，其中一种氧化物是具 (3)基态铁原子有 个未成对电子，三价铁离 有磁性的黑色物质；F元素基态原子的M层全充满， 子的电子排布式为 ,可用硫氰化钾检验 N层没有成对电子，只有一个未成对电子。请回答下 三价铁离子，形成配合物的颜色为 列问题： (1)D元素的基态原子中，核外电子占据的最高能层 的符号为 (4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成 (2)B元素的基态原子价层电子的轨道表示式为 对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则 其基态原子的价层电子排布式为 (3)请解释E3+比E2+稳定的原因： (5)下列L原子轨道表示式表示的状态中，能量最 低和最高的分别为 (填标 号)。 (4)基态F2+的核外电子排布式为 (5)A、B、C三种元素的第一电离能从大到小的顺序 A.tt包 为」 (用元素符号表示)。 1s 2s 2p,2p,2p. 14.（2025·广东广州检测)前四周期元素A、B、C、D、E B.☐ItI 的原子序数依次增大，A是形成化合物种类最多的元 1s 2s 2p,2p,2p. 素；B与A同周期，其原子核外s能级上的电子总数 c☐■ 与p能级上的电子总数相等；C为第三周期元素，其 1s 2s 2p,2p,2p. 离子半径在该周期元素中最小；D原子核外p能级上 的电子总数比s能级上的电子总数多2；E的单质为 1s 2s 2p,2p,2p. 紫红色金属。 428中的水蒸气，千燥气体；装置E中的h瓶收集四氯化硅，为使SCl4冷 凝，该装置需要冷却。(5)E中收集的粗产物中混有BCl3、A1Cl3、FeCl3、 p-pσ键电子云轮廓图为 ,B不正确；基态碳原子的价层 PC5,精馏使BC3汽化，除去BCl3,AICl、FeCl3、PCl均留在瓶中，精馏 2s 2p 后的残留物中含有Fe、Al、P、Cl元素。 电子排布式为222p2,则其轨道表示式为1↑↑☐，C正确： 练案[22] N2中，两个N原子间形成三个共用电子对，另外，每个N原子的最外层 1.A14C与2C的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A正确；14C的 还有1个孤电子对，电子式为：N::N:,D不正确。 质量数是14，质子数是6，核外电子数=质子数=6，故B错误；14C与4N 13.(1)M 的质子数不同，化学性质不同，故C错误：青铜器皿由金属C,等组成，不 2s 2p 含碳元素，不能用14C来检验，故D错误。 (2)↑↑↑↑ 2.DNa的质量数为23，A错误；BMg的中子数为11，Na的中子数为 3d 12,B错误；钠镁合金熔点比金属Mg低，C错误；Na、H2均可与O2进 行燃烧反应，D正确。 (3)e2+的价层电子轨道表示式为↑↑↑↑↑而Fe3+的 3.C根据质量数守恒和质子数守恒，可知选项C正确」 4.CC1和7CI互为同位素，A错误；O2和03是氧元素组成的同素异形 价层电子轨道表示式为↑↑↑↑↑，是半充满状态，离子的 体，B错误：C1和7Cl中的35和37均表示质量数，C正确；H2160 能量低、较稳定 和H2180表示同一种物质的不同分子，D错误。 (4)1s22s22p3s23p3d 5.D第一能层(K层)只含1s能级，不含其他能级，A错误；钠的焰色试验 (5)N>0>C 呈黄色，是电子由激发态转化为基态时放出能量产生的，B错误；一个电； [解析]A元素的一种核素的质量数是14，中子数是8，则其质子数为 子从3能级跃迁到3s能级时释放能量，产生的原子光谱为发射光谱，C 6,为C元素；B元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2 错误；同一原子中，相同能层的不同能级电子的能量，按s、p、nd、 个电子，其价层电子排布式为2s2p3,为N元素；C是地壳中含量最多 f…的顺序逐渐升高，D正确。 的一种元素，为0元素；D元素基态原子核外9个原子轨道上填充了电 6.A204Ph和206P%是Pb元素形成的两种核素，二者互为同位素，A错误； 子且有1个未成对电子，其价层电子排布式为3s23p5,为C1元素；E是 P%是82号元素，其原子的质子数为82，则204Ph含有的中子数为204- 一种常见的金属元素，可形成多种氧化物，其中一种氧化物是具有磁性 82=122,B正确；质谱可测定物质的相对分子质量，204Pb和6Pb的质量 的黑色物质，为Fe元素；F元素基态原子的M层全充满，N层没有成对 数不同，故可以用质谱法区分，C正确；Pb和G是同主族元素，P%是第 电子，只有一个未成对电子，则其价层电子排布式为3d4s',为Cu元 六周期元素，Ge是第四周期元素，则Pb的原子半径比Ge大，D正确。 素。综上所述可得A、B、C、D、E、F分别为C、N、O、Cl、Fe、Cu元素a 7.DH20的相对分子质量为2×2+16=20，A错误；H的质子数为1， (1)D为C1元素，其基态原子的价层电子排布式为3s23p,则核外电子 质量数为3，则中子数为2，B错误；H具有放射性，H不具有放射性，C 占据的最高能层的符号为M。(2)B为N元素，其基态原子价层电子的 错误：H2和H2的相对分子质量分别为2、4，可用质谱法区分，D正确。 2s 2p 8.D由题目所给的四种元素原子的轨道表示式可知，在一个原子轨道里， 轨道表示式为刘↑↑↑↑(4)F为Cu元素，其二价阳离子的 最多能容纳2个电子，符合泡利不相容原理，A正确；电子排在同一能级 核外电子排布式为122s22p3s23p3P。(5)A、B,C分别为CN,0元 的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，符合洪特规则，B正确；任 素，三种元素在周期表中左右相邻，N的2p轨道半充满，原子的能量 意能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数，C正确； 低，第一电离能反常高，则第一电离能从大到小的顺序为N>0>C。 N原子核外有7种运动状态的电子，D错误。 14.(1)1s22s22p3s23p2(或[Ne]3s23p2) 9.D根据X+n→H+He可知，X的质量数为3+4-1=6，质子数为 (2)4哑铃 2+1-0=3,则X的中子数为6-3=3，A正确：H、H、H是质子数相同、中 (3)A3++3NH3·H20—A(OH)3↓+3NH4 子数不相同的原子，三者互为同位素，B正确；N+一H+:Y,则%Y的 (4)3d104s1N16 质量数为1+14-3=12，质子数为7-1=6,1C可用于测定相对原子质量，C [解析]前四周期元素A、BC、D、E的原子序数依次增大，A是形成化 2s 2p 合物种类最多的元素，则A为碳元素。B与A同周期（第二周期），B原 正确：基态碳原子核外电子的轨道表示式为↑↑↑☐，电 子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，则基态B原 子的核外电子排布式为1s22s22p4,则B为氧元素。C为第三周期元素 子占据4个不同的轨道，故基态碳原子核外电子的空间运动状态有4 其离子半径在该周期元素中最小，则C为铝元素。D原子核外P能级 种，D错误。 上的电子总数比s能级上的电子总数多2，且D的核电荷数大于13，则 10.C基态0原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子占据1s、2s和2p 基态D原子的核外电子排布式为12222p323p2,D为硅元素。的 共5个原子轨道，故其核外电子的空间运动状态有5种，A正确；F原子 单质为紫红色金属，则E为铜元素。 核外有9个电子，其基态原子核外电子排布式为12222p,B正确；基15.(1)3d4s24p22 态As原子的简化电子排布式为[Ar]3dl°4s24p3,C错误；基态Fe原子 (2)电子云2 的电子排布式为[Ar]3d4s2,则其价层电子排布式为3d4s2,D正确。 (3)4122s22p63s23p63d5红色 11.D既能与稀硫酸反应又能与烧碱溶液反应的单质，且都产生H2,应为 (4)3d84s2 A1,核内无中子的原子，为H,故A错误；价电子排布式为3s23p4的原子， (5)DC Is 2s 2p 3s [解析](1)Ge是32号元素，位于第四周期第VA族，基态Ge原子核 为s,故B错误；核外电子排布图t可t可t↑下可t可的基 外电子排布式为[Ar]3d1°4s24p2,在最外层的4s能级上2个电子为成 态原子，为Mg,故C错误；处于激发态时其原子的电子排布式可能为 对电子，4p轨道中2个电子分别处于不同的轨道内，有2个未成对电 1s22s22p3s13p2,为Al,故D正确 子。(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分 12.C9Cu的简化电子排布式为[Ar]3d04s,则其价层电子排布式为 布可用电子云形象化描述，C原子核外电子排布式为1s22s22p2,轨道表 2p 3d4s,A不正确；p-pπ键电子云轮廓图为 示式为1回口11☐则在基态C厚子中，核外存在2对自 旋相反的电子。(3)26号元素Fe基态原子核外电子排布式为 635 1s22s22p63s23p63d4s2,基态Fe原子核外电子处在能量最高的能级为 Na、0的离子分别为Na*、O-,其电子层数均为2，根据元素周期律，则 3d,排布了6个电子，有6种不同的运动状态，可知在3d上存在4个未 离子半径大小顺序为02->Na,即Z2>Q,选项A错误：CH3Cl分子 成对电子，失去电子变为铁离子时，三价铁离子的电子排布式为 中中心原子为碳原子，为四面体结构，分子中正负电荷中心不重合的为 1s22s22p3s23p3d5,可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合物的颜 极性分子，选项B错误：元素非金属性越强电负性越大，电负性：0>C> 色为红色。(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子 H,即Z>Y>X,选项C错误：O与Na元素可形成Na20、Na2O2,这两种 数与基态碳原子的未成对电子数相同，基态C原子的电子排布式为 物质中阴阳离子个数比均为1：2，选项D正确。 1s22s22p2,未成对电子数为2，则该元素为Ni,其基态原子的价层电子 9.A同周期元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p轨 排布式为384s2。(5)原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级 道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故P,S、C1的第 越高，该原子能量越高，根据图知，电子排布能量最低的是1s、2s能级， 电离能由大到小的顺序为Cl,P,S,A错误；P、S、CI最高正化合价分别 能量最高的是2s、2p能级。 为+5、+6、+7，B正确；P,S、C1在同一周期，同周期元素从左到右电负 练案[23] 性逐渐增大，C正确：当电子层结构相同时，核电荷数越大，离子半径越 1.D周期表中s区元素包括第IB、ⅡB族，即第11、12列，A错误；第四 小，即P3->S2->C1-,D正确。 周期第9列元素是Co元素，不是Fe元素，B错误；基态Cu原子的价层电10.AZ是第四周期元素，形成-1价阴离子，则Z为Br元素。离子液体 子排布式为3d4s,属于ds区元素，C错误；基态原子的价层电子排布 结构中W、X、Y形成共价键的数目分别为1、4、3，又知“W、X、Y、Z原子 式为5d6s2,其价层电子总数为3，则该元素处于周期表的第3列，属于 序数依次增大，W、X和Y的原子序数之和为14”，“X和Y基态原子的 第ⅢB族，最高能级是6s,故处于第六周期，D正确。 核外未成对电子数之和为5”，推知W是H元素，X是C元素、Y是N元 2.D根据题意分析：W为Be,X为C,Y为O,Q为Mg。Mg的最高价氧化 素。X是C元素，其简单氢化物是CH4,难溶于水，A错误；电负性：N> 物对应的水化物为Mg(0H)2,难溶于水且不能完全电离，A错误：C与0 C>H,B正确；由于N的2p轨道处于半充满的稳定状态，较难失去电 还可形成CO,,B错误：同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小 子，其第一电离能大于同周期相邻的元素(C、0),则第一电离能：N> 同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：Mg>B>O,即Q>W C,C正确；H,N、Br三种元素可形成离子化合物NH4Br,含有离子键和 >Y,C错误；单质Q为Mg单质，X的最高价氧化物为C02,镁与CO2在 共价键，D正确。 点燃条件下可以发生反应生成MgO和C,D正确。 11.DBe与A1在周期表中处于对角线位置，两者性质相似，根据A1(OH)3 3.D根据周期表结构可知图中分别是周期表的第二、三、四周期，同一周 和OH~反应的离子方程式可知B(OH)2和OH反应的离子方程式为 期元素，从左至右，第一电离能呈增大趋势，但存在特殊情况，A和C同 Be(OH)2+20H一[Be(OH):]2-,①正确；原子最外层电子排布式 周期且A的第一电离能大于C,根据其在周期表中的位置可知A为Mg, 为ns2的元素包括He、第ⅡA族和副族的元素，元素化学性质不一定相 C为Al,则B为Ca,D为C,E为N,F为S,G为Br。化合物CS2是直线形 似，②错误；充有氖气的霓虹灯管通电时会发出红色光的主要原因是电 分子，结构对称，为非极性分子，A正确：A1、Br的原子序数相差35-13= 子由激发态向基态跃迁时以光能的形式释放能量，产生红光，③错误； 22,B正确：NH3分子间存在氢键，其沸点高于CH4,C正确；常温下单质 根据构造原理，不存在价层电子排布式为44s的基态原子，④错误； 镁与水的反应缓慢，钙与水剧烈反应，D错误。 电子云图中的小黑点的疏密程度表示电子在原子核外单位体积内出现 4.BA为N元素，B为0元素，简单离子半径：A>B,A正确：C为A1元 概率的大小，⑤正确。综上，正确的是①和⑤，故选D。 素，AC为共价化合物，不能电解熔融的ACL,制备单质L,B错误；非12.A根据Z的原子为所在周期中未成对电子数最多的原子，可推出Z为 金属性：A<B,故简单氢化物的稳定性：A<B,C正确；D为Cu元素，电 P:再结合位置关系可推出W为Cl,X为C,Y为O。第一电离能Cl>P, 子排布式为1s22s22p3s23p3d14s,电子的空间运动状态数=占据的原 A正确；Z、W的最高价氧化物对应水化物分别为HPO,、HCIO4,HPO4 子轨道数=1+1+3+1+3+5+1=15，故基态D原子核外电子具有15 属于三元酸，B错误：0没有最高正化合价，C错误：碳的氢化物可以为 种不同的空间运动状态，D正确。 多种有机物，熔、沸点不一定低于H,O,D错误。 5.B基态原子的p能级上半充满的元素，电子最后填充p能级，故位于p13.(1)7 区，A正确；X、Y元素同周期且电负性：X>Y,则X的原子序数大于Y, (2)NN的2p轨道为半充满状态，较为稳定 但X的第一电离能不一定大于Y,如电负性：N<0,第一电离能：N>0 (3)硅 B错误；由元素的逐级电离能可知，第二、三电离能相差较大，说明原子 (4)1s22s22p3s23p3d54s1(或[Ar]3d54s1) 最外层有2个电子，该元素处于第ⅡA族，C正确：根据同周期第一电离 (5)第四周期第Ⅷ族3d04s' 能的变化规律及原子的价层电子排布特点可知，第一电离能：Mg<Si<S [解析]由表格的信息可知，满足基态原子的最外层电子排布式为 <P,故第一电离能介于Mg和S之间的元素只有Si,D正确。 ns“p+1的只有N,所以X为N;满足基态原子的L层上有两个未成对 6.D钴位于元素周期表的第四周期Ⅷ族，A项错误；“3d4s2”为C0的价 p电子的可能为C或O,其中O的原子序数比N大，所以Y为O;满足 层电子排布式，其简写式中也要注明3轨道，B项错误；失电子时，应先 基态原子的M层上s、p电子个数相等的只有Si,所以Z为Si;由周期表 失去最外层的电子，即先失去4s上的电子，C02+的价层电子排布式为 中的位置可知，W为C;满足元素的正三价离子的3d能级半充满的只 3d?,C项错误；“7+2=9”，说明它位于元素周期表的第9列，为d区，D 有Fe,所以Q为Fe;满足基态原子的M层全充满，N层没有成对电子， 项正确。 只有一个未成对电子的只能是Cu,所以R为C。(1)X为N,原子核外 7.C由图可知，①②③④⑤分别为H、0、Mn、Zn、Ge。元素②和⑤均为p 电子数为7，即原子内有7种不同运动状态的电子。(2)N位于第VA 区，位于同一区，故A正确；s区（除元素①外）为金属，d区和ds区为过 族，2p轨道为半充满的较稳定结构，O位于第IA族，则第一电离能中 渡金属，都是金属元素，故B正确；元素④为Z,最外层只有2个电子，与 比较大的是N。(3)元素周期表中，同一周期元素从左到右电负性依次 其具有相同最外层电子数的元素可能在s区或ds区等，故C错误；元素 增大，同一主族元素从上到下电负性依次减小，则N、0、Si中电负性最 ③为Mn,基态原子的价电子排布式为3d54s2,价电子的轨道表示式为 小的为硅元素。(4)W为C,原子序数为24，其电子排布式为 3d 4s 1s22s22p3s23p3d卢4s或[Ar]3d54s。(5)Q为Fe,在周期表中位置为 ↑↑↑↑↑↑，故D正确。 第四周期第Ⅷ族；R为C,原子序数为29，其价层电子排布式为 8.D“医用酒精”的主要成分为C2HOH,“84消毒液”的主要成分为 3d04s。 NaC10,具有强氧化性。二者混用后，NaCl0可与C2H,0H发生氧化还原14.(1)12222p3s(或[Ne]3s)球形 反应生成QW、Y2X,Z、YX,W。根据元素守恒以及X、Y、Z、Q、W为原子 (2)第二周期第TA族p 序数依次增大的短周期主族元素可知，X、Y、Z、Q、W分别为H、C,O、Na、 (3)S<P<CI Cl元素。因此QW、Y2X4Z、YX,W分别为NaCl、C2H4O(乙醛)、CH3Cl。 (4)S2->Cl->02->Na+ 636