第1章 第1节 第3课时 泡利原理、洪特规则、能量最低原理 课后达标 素养提升-【优学精讲】2024-2025学年高中化学选择性必修2教用Word(人教版)

1．下列有关多电子原子的叙述正确的是（　　） A．在一个多电子原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子 B．在一个多电子原子中，不可能有两个能量相同的电子 C．在一个多电子原子中，电子填满M层后再填入N层 D．某个多电子原子的3p能级上仅有两个电子，且它们的自旋相反 解析：选A。填充在同一个能级的同一个原子轨道中的两个电子的能量相同，故B错误；根据构造原理，电子按3p→4s→3d的顺序填充，出现能级交错，故C错误；填入简并轨道的电子总是先单独分占且自旋平行，故D错误。 2．（2024·绥化高二期末）下列表示各微粒的核外电子排布的化学用语不正确的是（　　） 解析：选D。A.O是8号元素，O2－得到2个电子，最外层有8个电子，O2－的电子式为，A正确；B.Fe是26号元素，Fe原子失去最外层的2个电子形成Fe2＋，Fe2＋的核外电子数为24，Fe2＋的结构示意图为，B正确；C.Na是11号元素，Na原子失去最外层1个3s电子变为Na＋，Na＋的电子排布式为1s22s22p6，轨道表示式为 ，C正确；D.Mn的原子核外有25个电子，Mn原子失去最外层2个4s电子变为Mn2＋，Mn2＋的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p63d5，D错误。 3．下列电子排布式或轨道表示式正确的是（　　） A．C的轨道表示式： B．Ca的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2 C．O的轨道表示式： D．Br的简化电子排布式：[Ar]3d104s24p5 解析：选D。A项中C的轨道表示式违背洪特规则；B项中Ca的电子排布式违背能量最低原理；C项中O的轨道表示式违背泡利原理。 4．（2024·丽江高二月考）在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素种数为（　　） A．3　　　　　　　　　 B．4 C．5 D．6 解析：选C。在前四周期元素中，基态原子有3个未成对电子的元素分别为N、P、As、V、Co，共5种元素。 5．下面是第二周期部分元素基态原子的电子排布图。据此下列说法错误的是（　　） A．每个原子轨道里最多只能容纳2个电子 B．当电子排布在简并轨道时，总是优先单独占据一个轨道 C.每个能层所具有的能级数都等于能层序数（n）　 D．若原子轨道里有2个电子，则其自旋相反 解析：选D。由题给四种元素原子的电子排布图可知，在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，A正确。当电子排布在简并轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋平行，即符合洪特规则，B正确。任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于能层序数，C正确。若在同一个原子轨道里有2个电子，则其自旋相反；若在同一能级的不同原子轨道里有2个电子，则其自旋平行，D错误。 6．镍在人类物质文明发展过程中起着重要作用，在现代合成工业中常用作催化剂。下列关于基态镍原子的价层电子描述错误的是（　　） A．价层电子数为10 B．未成对电子的自旋平行 C．能量相同的电子有10个 D．未成对电子数为2 解析：选C。A.基态镍原子的价层电子排布式为3d84s2，价层电子数为10，A正确；B.根据洪特规则可知，未成对电子的自旋平行，B正确；C.同一个能级上的电子能量相同，由基态镍原子的价层电子排布式3d84s2可知，3d能级上能量相同的电子有8个，C错误；D.由基态镍原子的价层电子排布式3d84s2可知，3d能级上有2个未成对电子，D正确。 7．（2024·玉田第一中学高二期末）下列由电子排布式所得的结论错误的是（　　） 选项 电子排布式 结论 A 1s22s22p2p2p 违背洪特规则 B 1s22s22p63s23p2 违背能量最低原理 C 1s22s22p63s23p10 违背泡利原理 D 1s22s22p63s23p23d5 违背能量最低原理 解析：选B。A项，电子排布式应为1s22s22p2p2p，题给电子排布式违背了洪特规则，正确；B项，电子排布式为1s22s22p63s23p2，符合能量最低原理，错误；C项，p轨道最多容纳6个电子，不可能出现3p10的情况，题给电子排布式违背了泡利原理，正确；D项，3p轨道上只有2个电子，没有充满电子就填充到下一能级，题给电子排布式违背了能量最低原理，正确。 8．（2024·济宁高二期末）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种运动状态不同的电子 B．该元素原子价层电子排布式为3d104s24p4 C．该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D．该元素原子核外有8种能量不同的电子 解析：选B。A.根据泡利原理，一个原子中不可能存在运动状态完全相同的两个电子，原子核外有多少个电子，就有多少种运动状态，该原子有34个电子，原子核外共有34种运动状态不同的电子，A正确；B.主族元素原子的价层电子是最外层电子，该原子的价层电子排布式应该为4s24p4，B错误；C.量子力学将核外电子的一种空间运动状态叫做一个原子轨道，该基态原子的核外电子共占据了18个原子轨道，核外电子有18种空间运动状态，C正确；D.决定电子能量的因素是能层和能级，原子核外电子占据了多少个能级，其能量就有多少种，该基态原子的核外电子占据的能级有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s和4p，所以该原子核外有8种能量不同的电子，D正确。 9．Ⅰ.下表为元素周期表中第四周期的部分元素（从左到右按原子序数递增排列），根据要求回答下列问题。 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge （1）在以上元素的基态原子的电子排布中，4s轨道只有1个电子的元素有______________（填元素名称）。 （2）写出Co3＋的电子排布式：__________________________。 （3）前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有____________________________________种。 Ⅱ.根据原子核外电子排布规则，回答下列问题： （1）写出基态S原子的简化电子排布式：________________。 （2）若将基态14Si原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p14s1，则它违背了________________。 （3）已知Fe3＋比Fe2＋的稳定性更强，用电子排布解释原因：_____________________________________________________________ _____________________________________________________。 （4）若某基态原子的3d能级中有一个电子，则其第四能层中的电子数为________。 （5）某基态原子的最外层电子的轨道表示式为。 ①s电子的电子云轮廓图是________形； ②该原子有________种空间运动状态不同的电子； ③该原子最外层有________个电子； ④该原子有________种能量不同的电子。 解析：Ⅰ.（1）由核外电子排布规律可知，若4s轨道只有1个电子，则3d轨道电子数可能为0（全空）、5（半充满）、10（全充满），有1s22s22p63s23p64s1、 1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分别为钾、铬、铜。 （2）Co原子失去3个电子得到Co3＋，Co3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6。 （3）第一周期中基态原子中未成对电子数为1的是氢原子；第二周期中基态原子中未成对电子数为2的原子的核外电子排布式为1s22s22p2和1s22s22p4，是碳原子和氧原子；第三周期中基态原子中未成对电子数为3的原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，是磷原子；第四周期中基态原子中未成对电子数为4的原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，是铁原子；因此共有5种元素。 Ⅱ.（1）基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，简化电子排布式为[Ne]3s23p4。 （2）若将基态14Si原子的电子排布式写成1s22s22p63s23p14s1，则它违背了能量最低原理。 （3）Fe2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，Fe3＋的3d轨道是半充满状态，更加稳定。 （4）若某原子的3d能级中有一个电子，则电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，第四能层中的电子数为2。 （5）①s电子的电子云轮廓图是球形；②空间运动状态数＝原子所占轨道数，因此该原子有5种不同的空间运动状态的电子；③该原子为O原子，最外层有6个电子；④相同能层、相同能级不同轨道的电子，能量相同，该原子的电子排布式为1s22s22p4，有3种能量不同的电子。 答案：Ⅰ.（1）钾、铬、铜　 （2）1s22s22p63s23p63d6{或[Ar]3d6}　（3）5 Ⅱ.（1）[Ne]3s23p4　（2）能量最低原理 （3）Fe3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，3d轨道为半充满状态，更加稳定 （4）2　（5）①球　②5　③6　④3 10．（2024·新泰一中高二月考）原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据已学知识，请回答下列问题： （1）31号镓（Ga）元素在元素周期表中的位置是第________周期第________族。 （2）某原子的第二能层只有一个空轨道，该原子的轨道表示式为__________________________________。 （3）被誉为“21世纪的金属”的钛（Ti）元素基态原子的价层电子排布式为____________________________________________。 （4）写出原子序数最小的第ⅠB族元素基态原子的核外电子排布式：____________________________________。 （5）日常生活中广泛应用的不锈钢，在生产过程中添加了某种元素，该元素原子的价层电子排布式为3d54s1，该元素的名称为_______________________________________________________。 解析：（1）31号镓（Ga）元素位于元素周期表第四周期第ⅢA族。 （2）某原子的第二能层只有一个空轨道，价层电子轨道表示式为 ，是C元素。C原子的轨道表示式为 。 （3）钛为22号元素，基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d24s2，价层电子排布式为3d24s2。 （4）原子序数最小的第ⅠB族元素为29号Cu元素，基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。 （5）该元素原子的价层电子排布式为3d54s1，核外电子排布式为[Ar]3d54s1，原子序数为24，该元素的名称为铬。 答案：（1）四　ⅢA　（2） （3）3d24s2 （4）1s22s22p63s23p63d104s1{或[Ar]3d104s1}　（5）铬 11．若某元素原子处于能量最低状态时，价层电子排布式为4d15s2。下列说法不正确的是（　　） A．该元素原子处于能量最低状态时，原子中有1个未成对电子 B．该元素原子核外电子占据5个能层 C．该元素原子的N层共有8个电子 D．该元素原子最外层有2个电子 解析：选C。该元素基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2，原子中有1个未成对电子，即4d1，A项正确；由核外电子排布式可知，该元素原子核外电子占据5个能层，N层共有9个电子，最外层有2个电子，B、D项正确，C项错误。 12．具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是（　　） A．3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子 B．3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子 C．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D．最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子 解析：选B。p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是第ⅣA族元素，也可能是第ⅥA族元素，故A错误；p轨道上有1个空轨道，说明另外2个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于第ⅣA族元素，故B正确；最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，不属于主族元素，故C错误；最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族元素，故D错误。 13．下列说法不正确的是（　　） A.基态原子核外电子填充在6个轨道中的元素有2种 B.Mg原子的核外电子轨道表示式： C．基态钙离子（Ca2＋）中，电子占据的最高能级为3p，共有3个原子轨道，其形状是哑铃形 D．基态铜原子的电子占有5种能量不同的原子轨道 解析：选D。A.基态原子核外电子填充在6个轨道中的元素可能的电子排布式为1s22s22p63s1或1s22s22p63s2，有两种元素，故A正确；B.Mg原子核外有12个电子，其核外电子轨道表示式为，故B正确；C.基态钙离子（Ca2＋）的电子排布式为1s22s22p63s23p6，电子占据的最高能级为3p，共有3个原子轨道，其形状是哑铃形，故C正确；D.基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，电子占有7种能量不同的原子轨道，故D错误。 14．X、Y属于短周期中不同主族的元素，X、Y原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等。若X元素的原子序数为a，则Y元素的原子序数不可能为（　　） A．a－4 B．a－5 C．a＋3 D．a＋11 解析：选A。ⅠA～ⅦA族中最外层电子的轨道表示式分别为 ， 。可以看出短周期中B和Al、O和S原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，结合X、Y属于不同主族可得，Y元素的原子序数可能为a±3、a±5、a±11，故选A。 15．已知A原子中只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋与其他电子的自旋相反；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（答案合理即可） （3）2H2O2H2↑＋O2↑、2K＋2H2O===2KOH＋H2↑（答案合理即可） （4）Ar　对太阳光进行光谱分析 学科网（北京）股份有限公司 $