1.1.2构造原理与电子排布式 作业设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修2

2026年道县优质教学资源评选活动 ---高中化学选择性必修第二册第一章第一节第2课时 《构造原理与电子排布式》作业设计 课程基本信息 主备人 郭馨婷 课型 新授课/X轮复习 学科 化学 年级 高二 学段 高中 版本章节 人教版选必二第一章 作业设计 课标要求 1.了解原子核外电子的能级分布，掌握构造原理的基本内容。 2.能运用构造原理书写1~36号元素的原子核外电子排布式。 3.理解电子排布式与元素周期表位置的关系，初步建立“结构决定性质”的化学观念。 4.通过对电子排布规律的学习，发展宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等核心素养。 教材分析 本节课位于人教版高中化学选择性必修第二册第一章第一节《原子结构》的第2课时。在此之前，学生已学习了原子的诞生、能层与能级的概念，初步认识了电子在核外的分层排布。本课时进一步深入到“构造原理”，即电子在原子核外的排布顺序——从能量最低的1s能级开始，依次填入更高能级，遵循“能量最低原理”“泡利不相容原理”和“洪特规则”。 教材通过构造原理示意图（能级顺序图）引导学生理解电子填入顺序，并举例写出氢、钠、铁等原子的电子排布式。同时，教材还介绍了简化电子排布式（原子实表示法）和价层电子排布式的概念，为后续学习元素周期律和化学键打下基础。 本节内容理论性较强，抽象程度高，是后续学习元素周期表分区、电离能、电负性等知识的基础，起到承上启下的关键作用。教学中应充分利用图示模型、对比归纳等方法，降低学生认知难度。 学情分析 知识基础：学生已了解原子由原子核和核外电子构成，知道电子在能层（K、L、M等）上排布的一般规律（如2、8、8等），但尚未系统学习能级概念和排布顺序。部分学生能写出前18号元素的原子结构示意图，但对电子排布式的书写较为陌生。 能力水平：高二学生具备一定的抽象思维能力和模型认知基础，能够从示意图中提取信息并进行逻辑推理。但空间想象能力参差不齐，对“能级交错”现象（如4s<3d）的理解可能存在困难。 学习心理与习惯：学生对微观世界的规律性表现出好奇，但对枯燥的记忆性内容容易产生畏难情绪。喜欢通过问题驱动、类比记忆和实战演练来巩固知识。 潜在困难： 1.混淆能层与能级、能级顺序与数值顺序（如误认为3d能量低于4s）。 2.书写电子排布式时遗漏或重复电子，不熟悉洪特规则的特例（如Cr、Cu）。 3.不能灵活运用简化形式表示内层电子。 基于以上学情，作业设计应注重基础练习与模型应用，逐步提升综合书写能力，并融入辨析、纠错类题目，帮助学生突破难点。 作业设计思路 本作业设计遵循“基础巩固—能力提升—拓展创新”的进阶思路，总时长建议为30~40分钟，可作为课后作业或课堂检测使用。 设计目标： 1.巩固构造原理内容，能准确记忆能级顺序。 2.熟练书写1~36号元素的原子及简单离子的电子排布式。 3.理解洪特规则特例，能解释Cr、Cu等元素的特殊排布。 4.培养学生信息提取、类比迁移和模型建构能力。 题型结构： 基础训练（约60%）：选择题、填空题、判断改错题，覆盖核心知识点。 创新提升（约30%）：应用型、分析型题目，如根据电子排布推断元素、能量变化图像分析。 拓展探究（约10%）：开放性问题或微项目，连接科技前沿或生活情境。 设计特点： 注重情境创设，如“原子身份证卡片”“电子排布纠错门诊”等趣味环节。 强调对比学习，如将电子排布式与原子结构示意图对照。 设置分层选做题，满足不同水平学生的需求。 作业设计内容 一、基础训练（共40分） （一）选择题（每题3分，共15分） 1.下列能级中，能量最高的是（） A.3d B.4s C.4p D.5s 2.根据构造原理，电子填入能级的顺序正确的是（） A.1s→2s→2p→3s→3p→3d→4s B.1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d C.1s→2s→3s→3p→4s→2p→3d D.1s→2s→2p→3s→4s→3p→3d 3.下列原子的电子排布式中，表示基态原子的是（） A.1s²2s¹（He） B.1s²2s²2p⁶3s²3p³（P） C.1s²2s²2p⁶3s¹3p¹（Mg） D.1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹（K） 4.下列元素中，其原子最外层电子排布为3s²3p⁴的是（） A.O B.S C.Cl D.Si 5.某元素的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²，该元素在周期表中的位置是（） A.第4周期ⅡA族B.第4周期ⅡB族 C.第3周期ⅡA族D.第4周期0族 （二）填空题（共15分） 6.（4分）根据构造原理，写出下列能级的能量高低顺序（用“<”连接）： 3d、4s、4p、5s：________________________。 7.（6分）写出下列原子或离子的电子排布式： （1）N（7号）：__________________ （2）Al（13号）：__________________ （3）Cl⁻（17号离子）：__________________ （4）Fe（26号）：__________________ 8.（5分）判断下列电子排布式是否正确，若不正确，请写出正确形式： （1）Mg：1s²2s²2p⁶3s¹3p¹（）改正：________ （2）Cr：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴4s²（）改正：________ （三）简答题（共10分） 9.（4分）简述构造原理的内容，并说明为什么电子先填入4s能级再填入3d能级。 10.（6分）根据洪特规则，写出铬（Cr，24号）和铜（Cu，29号）的基态原子电子排布式，并解释其特殊性。 二、创新提升（共30分） （一）信息分析题（18分） 11.下表给出了四种元素的原子电子排布式（未按顺序排列）： 元素 电子排布式 X 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹ Y 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s² Z 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵ W [Ar]4s²3d⁸ 请回答： （1）元素X的名称是______，它在周期表中位于第______周期______族。 （2）元素Y的原子序数是______，其简化电子排布式为__________。 （3）元素Z属于______区（s/p/d/f），其最外层电子数为______。 （4）写出W的原子序数______，并写出其常见＋2价离子的电子排布式：__________。 （二）开放设计题（12分） 12.元素“钾”的电子排布式为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，有同学认为应该先填满3d再填4s，因此写出3d¹4s⁰的形式。请你设计一个简短的科学辩论，说服该同学接受构造原理的观点。要求：至少使用两个证据（如光谱实验事实、能量最低原理等）。 三、拓展探究（选做，不计入总分，鼓励完成） ★13.查阅资料：什么是“轨道能级交错”？除了4s和3d，还有哪些能级组出现交错？请以某一重原子（如钪Sc、镓Ga）为例，画出其电子排布图（轨道表示式），并说明能级交错对元素性质的影响。 参考答案与解析 一、基础训练 1.答案：D 解析：依据构造原理，能级能量高低顺序为：1s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s……，5s能量高于4p、4s、3d，故D正确。 2.答案：B 解析：电子依次填入1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d……，注意4s在3d之前。 3.答案：B 解析：A中He应为1s²；C中Mg应为1s²2s²2p⁶3s²；D中K应为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s¹，所给式子错误。B为磷原子正确。 4.答案：B 解析：最外层3s²3p⁴，对应第三周期ⅥA族元素，是硫（S）。 5.答案：A 解析：电子排布式到4s²结束，说明前三层已满，[Ar]4s²，是第20号元素钙，位于第4周期ⅡA族。 6.答案：4s<3d<4p<5s 解析：依据构造原理或能级交错记忆。 7.答案： （1）1s²2s²2p³ （2）1s²2s²2p⁶3s²3p¹ （3）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ （4）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶4s² 8.答案： （1）不正确；改正：1s²2s²2p⁶3s² （2）不正确；改正：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ 9.答案： 构造原理：原子核外电子按照能量从低到高的顺序依次填充到各个能级，顺序为1s、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p……。 原因：4s能级的能量低于3d（能级交错），根据能量最低原理，电子先占据能量低的轨道，所以先填4s后填3d。 10.答案： Cr：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹ Cu：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s¹ 特殊性：洪特规则指出，在能量相同的轨道上，电子尽可能分占不同轨道且自旋平行。此外，当能级处于全空、半满、全满状态时能量更低。Cr的3d能级半满（d⁵），Cu的3d能级全满（d¹⁰），因此发生4s的一个电子跃迁至3d，达到更稳定状态。 二、创新提升 11.答案： （1）钾（K）；第四周期ⅠA族 （2）25；[Ar]3d⁵4s² （3）p；7 （4）28；Ni²⁺：[Ar]3d⁸ 12.答案： 证据1：实验测得钾原子基态的光谱数据表明，其电子排布为[Ar]4s¹而非[Ar]3d¹，证明4s能级能量低于3d。 证据2：根据能量最低原理，电子排布使原子总能量最低。若填充3d¹，能量比4s¹更高，因此基态原子优先填充4s。 可设计角色扮演：“原子法庭”辩论赛，一方坚持构造原理，一方提出错误观点，由科学事实裁决。 三、拓展探究 13.示例： 能级交错现象指电子填充顺序与能层主量子数顺序不一致，如4s<3d、5s<4d、6s<4f<5d等。 以钪（Sc，21号）为例： 电子排布式：[Ar]3d¹4s² 轨道表示式（略） 影响：能级交错导致过渡元素的价电子不只出现在最外层，d电子参与成键，使过渡元素具有多种氧化态、颜色、磁性等特性。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $