上分专题2 核外电子排布规律的运用-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学选择性必修2（苏教版）

上分专题2 核外电子排布规律的运用 题课堂⊙ 命题密钥 核外电子排布规律及其应用的考查是高考化学物质结构与性质模块的核心内容之一。 其考查形式主要包括基态原子或离子电子排布式（含简化式、价层电子排布式）及轨道表示 式的直接书写、未成对电子数及相关状态种类的判断，并常结合元素周期律与“位一构一性” 关系进行综合推断。此类题目在非选择题中出现频率极高，是历年常考的热，点。命题常依托 于元素推断题、物质结构解释题，并越来越多地融入新材料（如催化剂、磁性材料、超导体）、核 反应或配合物等新情境进行考查。 考点觉醒 ·基态原子的核外电子排布规律 (1)能量最低原则：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子 的能量处于最低状态。 如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图： (2)泡利不相容原理：每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋相反。 28 2s 如2轨道上的电子排布为而，不能表示为回。 (3)洪特规则 ①洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个 2p 2p 2p 轨道，且自旋平行。如2p的电子排布为1日，不能表示为因☐或0 ②洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p、d、f4)、半满(p3、d、f)和全空(p°、d°、f°)》 状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p3s23p63d4s或[Ar]3d4s。 黑白题·上分秘籍5 实战演练 1.*(2025·四川巴中高二期中)元素周期表中铋元素的数据如图所示，下列说法正确的是() A.铋元素的质量数是209.0 83 Bi B.铋原子的6p能级有一个未成对电子 铋 6s26p3 C.铋原子的价层电子排布式为6s26p3 209.0 D.铋原子的最外层有5个能量相同的电子 2.*(2025·四川南充高二期中)KM0,在化工、医药等领域有着广泛的应用，下列相关说 法正确的是 A.基态K原子中，核外电子占据的最高能层符号为M B.基态Mn2+的核外电子排布式为[Ar]3d4s2 C.基态0原子核外成对电子数和未成对电子数之比为3：1 D.KMnO4晶体为分子晶体 3.*(2025·河北衡水高二期中)制作紫砂壶所用的紫砂泥主要含有0、Si、A1和F,还含有少 量的Mg、Ca、Mn和P等元素。下列说法正确的是 () A.若将基态Fe原子的核外电子排布式写为1s22s22p3s23p3d8,遵循了能量最低原理 B.若将基态$原子的核外电子排布图写为由面品四面升一，违反了泡利原理 3p C.若将基态Mg原子的电子排布式写为1s22s22p3s13p',违反了能量最低原理 D.若将基态0原子价层电子的轨道表示式写为团血，违背了洪特规则 2 4.*科技前沿KH,PO,晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大KH,PO, 晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： (1)在KH,P04的四种组成元素各自所能形成的简单离子中，核外电子排布相同的是 (填离子符号)。 (2)原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+号表示，与之相反的用】 表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价电子自旋磁量子数的代数和 为 5.*有A、B、C、D四种元素，其中A和B原子都有1个未成对电子，A比B少一个电子层。B 原子得一个电子填人3p轨道后，3印轨道已充满，C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态 氢化物的水溶液的pH在同族氢化物中最大，D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其 最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数，据此判断： (1)D是 (填元素名称)。 (2)B的电子排布式为 ,A的结构示意图为 ,D原子的轨道表示式 为 (3)在A、B、D三种元素的简单离子中，其离子还原性最强的是 (填离子符号)。 (4)用电子式表示化合物AB的形成过程： 化学|选择性必修2·SJ上分秘籍 上分专题1元素“位一构一性”的综合推断 1.A解析：由题图中短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对 位置可知，X为N元素，Y为0元素，Z为A1元素，W为S元素，0为 Cl元素。N、A1的最高正化合价之和为(+5)+(+3)=8，A正确：同周 期主族元素，从左至右原子半径逐渐减小，原子半径的大小顺序 为A>S>C1,B错误：02和A13+的核外电子数和电子层数都相同 C错误；非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金 属性：S<Cl,则最高价氧化物对应水化物的酸性：H2S04<HCIO4, D错误。 2.A解析：根据题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其 中有2个未成对电子，即基态Z原子的电子排布式为1s22s22p2或 1s22s22p4,推出Z为C或0元素，根据结构简式，Z能形成两个共价 键，因此Z为O元素：M能形成一个共价键，且原子序数是最大的，因 此M为F或Cl元素：X能形成4个共价键，推测X是C元素；结合 阴、阳离子的结构特征，Y相当于连接三个共价键，推测Y为N元素： W相当于连接五个共价键，因此W原子的最外层有3个电子，推测 W为B元素，综上所述，W为B元素，X为C元素，Y为N元素，Z为 0元素，M为F或C1元素。根据阴离子结构可知，B连接4个共价 键，阴离子的化合价为-1价，因此B的最外层有3+1+4=8个电子：C 连接4个共价键，0连接2个共价键，F或C1原子连接1个共价键 因此均为8电子稳定结构，A正确：同周期主族元素从左往右非金属 性逐渐增强，同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱，非金属性越 强，则其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，M可能为F或CI元 素，若M为F元素，非金属性最强，但F没有正价，因此没有最高价 氧化物对应水化物，若M为Cl元素，非金属性最强，HCI0,的酸性最 强，B错误；阴、阳离子中均没有非极性键，C错误；电子层数越多则 半径越大，电子层数相同时，原子序数越大则离子半径越小，则离子 半径：r(Na)<r(N3),D错误。 3.D解析：短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，其中只有 Y、Z处于同一周期，可知X为H元素：Y、Z位于第二周期，W位于第 3周期：Z元素是元素周期表中非金属性最强的元素，Z为F元素；W 与Y同主族，且W、Y原子的最外层电子数之和与X、Z原子的最外 层电子数之和相等，则Y的最外层电子数为？ =4,可知Y为C元 素，W为S元素。同周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小，同 主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径大小顺序为W> Y>Z>X,A错误；二氧化硅作光纤材料，Si单质常作为半导体材料， B错误：X与Y元素组成的化合物一定为共价化合物，C错误；F2可 以在阴暗条件下与H发生反应生成HF,D正确。 4.C解析：根据短周期元素X、Y、Z、M、Q和R在元素周期表中相对位 置，其中Y的最高化合价为+3，Y是A1元素，则X是Mg元素，Z是C 元素，M是N元素，Q是S元素，R是C1元素。HCIO是弱酸，硫酸是 强酸，酸性：HS04>HCl0,A错误：N3、A3+、Mg2+的核外电子排布相 同，原子序数大的离子半径小，故离子半径：N3>Mg2+>A13+,B错误： C的氢化物有很多种，随着C原子数增多，常温下存在气态、液态、固 态，C正确；同周期元素，从左至右第一电离能呈增大趋势，但Mg 的2s能级全充满，较稳定，其第一电离能大于同周期相邻元素，第 电离能：Al<Mg<S<Cl,D错误。 5.D解析：X、Y、Z、V、W是月球中含有的五种原子序数依次增大的 前20号元素，X原子的最外层电子数是其电子总数的子，由于最外 层电子数不超过8，原子核外电子数不能为12，只能为8，故X为0 元素：V的单质常在地球火山口附近沉积，则V为S元素：Y、W原子 的最外层电子数相等且和等于Z原子的最外层电子数，则Y、W同主 族，且Z处于偶数族，而Y原子没有单电子，且属于s区，结合原子序 数可知Y为Mg元素，W为Ca元素；Z原子最外层电子数为4，可推 知Z为Si元素。W是Ca元素，其电子排布式为[Ar]4s2,无单电 子，A错误；简单离子半径：S2>Ca2+>Mg2+(即V>W>Y),B错误： X(O)与Z(Si)形成的SiO,为共价晶体，C错误；Y(Mg)的最高价氧 化物对应的水化物为Mg(OH)2,V(S)的最高价氧化物对应的水化 物为H2S04,二者可发生中和反应，D正确。 6.D解析：W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素，X 的最外层电子数等于内层电子数，则X的核外电子排布式为1s22s2 则X为B元素；W只能形成一条共价键，结合W的位置可知W为 H元素；Y是有机物分子骨架元素，则Y为C元素；Q和W能形成两 选择性必修2·SJ 参考答案 种室温下常见的液态化合物且Q在化合物中只形成2个键，则Q为 0元素；根据Y、Z、Q的位置推出Z为N元素。同一周期主族元素从 左到右电负性逐渐增大，H元素电负性最小，得到电负性：0>N>C H,即Q>Z>Y>W,A正确：YQ的化学式为C0,是极性分子；Z2的化 学式为N2,是非极性分子：根据“相似相溶”的规律可知在极性溶剂 水中的溶解度：C0>N2,即YQ>Z2,B正确；W为H元素，Z为N元 素，形成的NH4H属于离子化合物，C正确；该化合物中的H原子不 可能满足8电子稳定结构，D错误。 7.C解析：短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X都 能形成双原子分子，且二者结合成化合物W2X2、W2X,则W为H元 素，X为0元素：由固态化合物的化学式可确定Z显+4价，则Z为S 元素，Y显+3价，则Y为A1元素。X、Y分别为0、A1,02-与A13+的 电子层结构相同，但A1的核电荷数大，则简单离子半径：02> A13+,A错误：化合物ZW4为SiH4,Si原子满足最外层8电子结构，但 H原子不满足最外层8电子结构，B错误；Y2X3、ZX2分别为 A1203、Si02,二者分别属于离子晶体、共价晶体，均具有较高熔点， C正确；工业上治炼A1时常用电解熔融AL203的方法，D错误。 8.(1)①ds②bd③K或Cu(2)价层电子排布式14(3)①> 镁原子的最外层3s能级达到全满稳定状态，能量较低②BD 解析：据元素在周期表中的位置，可以推断出元素A是C,元素B 是N,元素D是Mg,元素E是Al,元素F是P,元素G是Fe。 (1)①在元素周期表中，第IB族、ⅡB族元素属于ds区。②118号 是第七周期的0族元素，所以113号元素在周期表中的位置是第7 周期第ⅢA族，a错误：117号元素Ts位于金属与非金属分界线上靠 近下半部分，可能是半导体，b正确：118号元素是0族元素，c错误： 同周期从左到右，元素金属性逐渐减弱，因此最高价氧化物对应水化 物的碱性：Nh>Mc,d正确。③元素H为第四周期元素，其原子的最 外层只有一个电子，次外层内的所有轨道的电子均成对，则该元素可 以为19号元素K、29号元素Cu。(2)表中G元素的信息，其中 “3d4s2”称为该元素原子的价层电子排布式：在同一原子轨道中最 多可以有两个自旋状态不同的电子，自旋状态不同，运动状态也就不 相同，即运动状态个数等于电子数，该元素M能层上电子是3s23p 30 一个电子就是一种运动状态的电子，因此M能层上具有14种不 同运动状态的电子。(3)①由分析知，元素D是Mg,元素E是A1,第 三周期元素的第一电离能：Mg>A1,原因是镁原子的最外层3s能级达 到全满稳定状态，能量较低。②若a、b、c表示氧族元素，同主族元素 从上到下非金属性减弱，则随核电荷数增加对应氢化物的稳定性会 减弱，A错误；若a、b、c表示卤族元素，同主族元素从上到下非金属 性减弱，则随核电荷数增加对应简单离子的还原性逐渐增强，B正 确；若a、b、c表示第IA族元素，若a是H,氢离子的氧化性大于锂 离子、钠离子、钾离子，C错误；若a、b、c表示第ⅡA族元素，同主族 元素从上到下金属性增强，则随核电荷数增加最高价氧化物对应水 化物的碱性增强，D正确 9.(1)3s23p33第4周期第IB族(2)d(3)①P4是非极性分子， CS2也是非极性分子，而H20为极性分子，根据“相似相溶”规律，P 易溶于C$2,难溶于水②小于同周期元素自左向右第一电离能 呈增大趋势，第ⅡA、VA族元素第一电离能高于同周期相邻元素 (4)N 解析：X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前4周期元素，X的核 外电子总数与其电子层数相同，则X为H元素；YX极易溶于水，可 以推知YX3为NH3,Y为N元素；W的原子序数为Y原子价电子数 的3倍，则W的原子序数为15，为P元素：基态N2+的d轨道半充满， 则N原子d轨道上有5个电子，N为Mn元素；Z和M同主族，且两者 的单质室温下均为气体，由结构式可以推知M为Cl元素，Z为F元 素。(2)[PCl6]的中心原子P原子价电子对数为)×(5+1+6×1)= 6,形成6个P一Cl,即杂化道数目为6，选项中只有sp3d2的杂化轨 道数目为6，即[PCl。]-的中心原子P原子采取sp3d2杂化。 (4)NCl,的水解产物是NH,和HCIO,说明NCl3中CI元素化合价为+ 1价，N元素化合价为-3价，则Y与M中电负性较大的是N。 上分专题2核外电子排布规律的运用 1.C解析：铋元素的相对原子质量是209.0，A错误；根据铋元素在周 期表中的信息，铋原子价层电子排布式为6s26即3，价层电子排布图为 T四十TT,6p能级有3个未成对电子，B错误，C正确；铋原 6s 6p 黑白题34 子最外层有5个能量不完全相同的电子，D错误 2.C解析：基态K原子的电子排布式为[A]4s',最高能层为第四层 (符号为N),而非M层，A错误：基态Mn2+由Mn原子失去4s轨道的 两个电子形成，电子排布式为[A]3d5,B错误：基态0原子（电子排 布式为1s22s22p4)的2p轨道有2个未成对电子，成对电子数为6，成 对电子数和未成对电子数之比为6：2=3：1，C正确：KM0,晶体中 K+与MnO:通过离子键结合，属于离子晶体，D错误。 3.C解析：F的原子序数为26，依据基态原子核外电子排布规律和能 量最低原理，基态F原子的核外电子排布式为 1s22s22p3s23p3d64s2,违背了能量最低原理，A错误；泡利原理是指 一个原子轨道最多填入2个电子，且自旋相反，故若将基态Si原子核 Is 2s 20 3s 30 外电子排布图写为团田的☐，违背 了洪特规则，B错误；若将基态Mg原子的核外电子排布式写为 1s22s22p63s13p',则违背了能量最低原理，应先排3s轨道，再排3p轨 道，C正确：0是8号元素，基态0原子价层电子的轨道表示式为 T十1，没有违背洪特规则，D错误。 2s 2p 4.(1)K+和P3 2+2(或) 解析：(1)KH2P04的四种组成元素各自所能形成的简单离子分别为 H(或H)、02、K+和P3,其中核外电子排布相同的是K+和P3 (2)对于基态的磷原子，其价层电子排布式为3s23p3,其中3s轨道 的2个电子自旋相反，自旋磁量子数的代数和为0：根据洪特规则可 知，其3p轨道的3个电子自旋平行，因此，基态磷原子的价电子自旋 磁量子数的代数和为+2或-2 3 5.(1)硫(2)1s22s22p63s23p6 28 2p 3p 包仞t↑闪D↑幻 (3)s2 (4)NaF.i:→Nai: 解析：B原子得一个电子填人3p轨道后，3p轨道已充满，B是氯元 素。A比B少一个电子层，A是钠元素。C原子的p轨道中有3个 未成对电子，C属于第VA族元素，其气态氢化物的水溶液的pH在 同族氢化物中最大，C是氮元素。D的最高化合价和最低化合价的 代数和为4，D属于第IA族元素，其最高价氧化物中含D的质量分 数为40%，D是硫元素。 上分专题3确定晶胞中的微粒 数目和晶体的化学式 1.B解析：从基本结构单元分析得知，B原子的成键有连两个A原子 和连三个A原子两种情况，连两个A原子的B原子完全属于该基本 结构单元，处在中心的连三个A原子的B原子完全属于该基本结构 单元，处在“顶点”上的属于三个基本结构单元，故一个基本结构单 元合有6个A原子和7+3x写=8个B原子，故化学式为A,B4:故 选B。 2.C解析：图甲、图乙对应的晶体熔点依次为2700℃、830℃，前者熔 点很高是共价晶体，后者熔点较高是离子晶体，A错误；根据图甲晶 盖的结构以及：的坐标参数可知á的坐标是(？，子，子)，B错 误；图乙晶体中硼原子在内部，每个晶胞中有6个B原子，镁原子位 于晶胞的顶点和面心，均摊法计算为12×】 +2×子=3，化学式为 MgB2,C正确；由图可知，图甲晶胞中，硼原子与氮原子的配位数都是 4,D错误。 3.B解析：电负性越小，在化合物中吸引电子能力越弱，元素化合价 为正值，电负性：F>0,则OF,中O为正价，A正确：NaF为强碱弱酸 盐，在溶液中F-会发生水解生成HF,则1L0.1mol·L-1NaF溶液中 含F数目小于0.1Wa,B错误；CaF2晶胞中，Ca2+周围紧临且距离相 等的Ca2+位于此晶胞的4个顶点与4个面心，还有下一个晶胞的4 个面心，共12个，C正确；1 mol Si(02中含有4 mol Si-一0,1 mol SiF4中 含有4 mol SiF4,根据方程式，每生成1 mol SiF4,消耗1 mol Si02,即 断裂4 mol Si-一0，D正确。 上分秘籍参考答案 4.C解折：据均裤法，品胞中含8x令=1个T、1个C,12×子=3 个0，则钙钛矿的化学式为CaTi03,A正确；由图可知，晶胞中Ca2*最 近的氧离子为12，配位数为12，B正确；同周期从左到右，元素的电 负性逐渐增大：同主族由上而下，元素电负性逐渐减小；电负性大小： M O>Ti>Ca,C错误；若晶胞参数为anm,则晶体密度为 ×10 g·cm3= 136×1021g·cm3,D正确。 a3 NA 5.B解析：根据化学式i2(OH)Cl知，该晶胞中应该含有2个i, 图2中Cr个数为1,0Hr个数为8xg=1,个数为12x=3,而 由化学式Li,(OH)C1知，该晶胞中含有2个Li,锂离子的缺位率为 33,A正确：图2晶胞中，晶胞中位于体心的氯离子与位于 3-21 12条棱上的锂离子距离最近，但锂离子的缺位率为了，则氢离子周 围紧邻的锂离子的平均数目为12x(1-3) 1 =8,B错误：图1中Cl 个数为2,0H个数为8x1 1 8+4×1=2,长方体中i*个数为8×4 2M 4,则晶体密度为 1 2M 1+2x x102'g·cm3= c abcN -×1021g·cm3;结 M 合A分析图2中晶胞密度冷×10名：从10g'em商 dN 2M 种晶型的密度近似相等，则 M abeN -×10g·cm3= _2d3 10g·cm3,c=b,C正确：，(oH)中存在锂离子、氯离子、氢 氧根离子，为离子晶体，氢氧根离子中存在氢氧共价键，故晶体中含 有离子键和共价键，D正确。 6D解析：结合均摊法可知，品胞中e原子数为8x子=4，A原子数 为8× 4 +2=4,Ca原子数为8×g+1=2,晶胞的化学式为CaFe2As2 故m=1,n=2,A错误；Ca2+的配位数应该是离它最近且距离相等 的As3-个数，由晶胞示意图可知为8，即体心上的C2+周围最近的8 个As3,B错误；由A项分析知，晶胞的化学式为CaFe2As2,则该晶胞 的质量为2x40+4X56+4x75g,该晶胞的体积为26x100cm3,故该晶 NA 2×40+4×56+4×75 体的密度为p=?= NA -g6.04×102 abx10-3 cm3 、a2bNAg·cm3,C错 误：晶胞中1号As原子的分数坐标为(0,0,0.628)，体心的Ca原子 与顶点的Ca原子有着相同的化学环境，则体心的Ca原子与2号As 原子的距离为0.372b,2号As原子的分数坐标为(0.5,0.5,0.128)， D正确。 3 1.288 解析：石墨层状结构中，每个正六边形含有6个碳原子，每个碳原子 形成3个共价键，被3个正六边形共用，则平均每个正六边形占有的 1 碳原子数是6×3=2。金刚石晶胞中，含有碳原子的个数为8× 8 +4=8;若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接 6￥2 触模型，正方体体对角线长度的子就是C一C的健长，即 a=2r,则 √3 r= 8o 140 8.(1)CaCr0 3) (2a×1010)3NA 黑白题35