第1章 01 第一节 原子结构 02 第2课时 电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理(Word课后习题)-【满分思维】2026-2027学年化学选择性必修二学生用书（人教版）

第2课时　电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 ◆ 知识点一　电子云与原子轨道 1.以下关于原子核外电子的叙述正确的是 (　) A.在同一原子轨道上的不同电子的电子云是相同的 B.电子云中的小点表示电子曾在该处出现过一次 C.所有原子的电子云轮廓图都是球形的 D.原子核外电子的运动无法作规律性描述 2.下列关于氢原子电子云图的说法正确的是 (　) A.通常用小点来表示电子的多少,小点密度大,电子数目大 B.小点密度大,单位体积内电子出现的概率大 C.通常用小点来表示电子绕核做高速圆周运动 D.电子位于2s或2p轨道时,其电子云图相同 3.如图所示是s能级和p能级的原子轨道图,下列说法正确的是 (　) A.s能级和p能级的原子轨道形状相同 B.每个p能级都有6个原子轨道 C.钠原子的电子在11个原子轨道上高速运动 D.s能级的原子轨道半径与能层序数有关 ◆ 知识点二　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 4.下列有关“核外电子的运动状态”的说法错误的是 (　) A.p能级有3个相互垂直的原子轨道 B.只有在能层、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无关 5.第四周期某元素基态原子4s轨道上有2个电子,则该基态原子价层电子排布不可能是(　) A.4s2 B.3d54s2 C.3d94s2 D.4s24p5 6.下列有关基态原子的价层电子排布图正确的是 (　) A.铍原子: B.碳原子: C.铝原子: D.氯原子: 7.下列钴原子的价层电子轨道表示式中,不符合洪特规则的是 (　) A. B. C. D. 8.下列关于原子结构的说法不正确的是 (　) A.基态Cr原子的电子排布式[Ar]3d54s1遵循能量最低原理 B.光是电子跃迁吸收能量的重要形式 C.基态C原子的轨道表示式为,违反了洪特规则 D.基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理 9.下列对电子排布式或轨道表示式的书写评价错误的是 (　) 选项 电子排布式或轨道表示式 评价 A 基态6C原子的电子排布式:1s22s22 错误,违反了洪特规则 B 基态B原子的轨道表示式: 错误,违反了泡利原理 C 基态S原子的价层电子轨道表示式: 正确 D 基态Ti原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d4 正确 10.通常情况下,原子核外p、d能级的原子轨道上电子排布为“全空”“半充满”“全充满”的时候更加稳定,下列事实能作为这个规则的证据的是 (　) ①基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子的电子排布式为1s1 ②Fe2+容易失电子转变为Fe3+,表现出较强的还原性 ③基态Cu原子的电子排布式是[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2 ④某种激发态C原子的电子排布式是1s22s12p3而不是1s22s22p2 A.①② B.②③ C.③④ D.①②③④ 11.具有如下电子层结构的基态原子,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.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s22p6的原子 D.最外层电子排布式为1s2的原子和最外层电子排布式为2s2的原子 12.在原子结构理论中,有四个原理,分别是①构造原理,②泡利原理,③洪特规则,④能量最低原理。下列现象的主要决定因素是(填序号,各只填一项)。 (1)各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍　　　　。  (2)基态碳原子的核外电子排布式是1s22s22p2而不是1s22s12p3　　　　。  (3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个　　　　。  (4)磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子　　　　。  (5)第四周期元素中,4p轨道半充满的是　 , 3d轨道半充满的是　　　　　,4s轨道半充满的是　　　　。(填元素符号)  13.回答下列问题: (1)对于基态C原子,若其电子排布式表示为[He]2s22,违背了　　　　　。  (2)①基态Cu原子有　　　　种不同能级的电子。  ②N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为　　　　　。  ③在空气中FeO稳定性小于Fe2O3,从电子排布的角度分析,其主要原因是 　 。  学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　电子云与原子轨道、泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.A　[解析] 一个原子轨道中可以容纳2个自旋相反的电子,但是其电子云是相同的,A正确;电子云中的小点本身没有意义,不代表1个电子,也不代表电子出现的次数,小点的疏密表示电子在该处出现概率的大小,B错误;s能级的电子云轮廓图是球形的,其他不是,C错误;核外电子的运动是没有规律的,但是可用电子云来反映电子在核外空间某处出现的概率,D错误。 2.B　[解析] 电子云图中小点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,不表示电子数目,故 A错误;电子云图中小点密度大表示电子在原子核外空间的单位体积内出现的概率大,故 B正确;电子云图中小点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象描述,不代表电子的运动轨迹,故 C错误;s轨道电子云轮廓图为球形,p轨道电子云轮廓图为哑铃形,则电子位于2s和2p轨道时,其电子云图不相同,故D错误。 3.D　[解析] s能级的原子轨道为球形,p能级的原子轨道为哑铃形,二者轨道形状不相同,A错误;每个p能级都有3个原子轨道,B错误;钠原子的电子占据1s、2s、2p、3s共4个能级、6个原子轨道,C错误;能层序数越小,s能级的原子轨道半径越小,则s能级的原子轨道半径与能层序数有关,D正确。 4.C　[解析] p能级有3个相互垂直的原子轨道,分别为px、py、pz,A正确;电子的运动状态由能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态决定,所以在能层、能级、电子云的伸展方向以及电子的自旋状态确定时,电子的运动状态才能确定下来,B正确;根据泡利原理和洪特规则,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。 5.C　[解析] 若价层电子排布为4s2,则为20号元素Ca,基态原子简化电子排布式为[Ar]4s2,A正确;若价层电子排布为3d54s2,则为25号元素Mn,基态原子简化电子排布式为[Ar]3d54s2,B正确;若价层电子排布为3d94s2,则为29号元素Cu,基态原子简化电子排布式应为[Ar]3d104s1,3d轨道上电子处于全满状态,整个体系能量最低,C错误;若价层电子排布为4s24p5,则为35号元素Br,简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5,D正确。 6.D　[解析] 已知Be是4号元素,故基态铍原子的核外电子排布式为1s22s2,则其价层电子排布图为,A错误;已知C是6号元素,故基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,则其价层电子排布图为,B错误;已知Al是13号元素,故基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1,则其价层电子排布图为,C错误;已知Cl是17号元素,故基态氯原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,则其价层电子排布图为 ,D正确。 7.B　[解析] 为钴的基态原子的价层电子轨道表示式,A不符合题意;洪特规则为基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,不符合洪特规则,B符合题意;不符合能量最低原理,C不符合题意;不符合泡利原理,D不符合题意。 8.B　[解析] 基态Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1,而非 [Ar]3d44s2,原因是3d轨道半满时体系能量更低,更稳定,遵循能量最低原理,A正确;光是电子跃迁释放能量的重要形式,B错误;基态C原子的轨道表示式违反了洪特规则,C正确;泡利原理是指在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反,3p能级含有3个轨道,最多容纳6个电子,基态Sc原子的电子排布式1s22s22p63s23p9违反了泡利原理,D正确。 9.D　[解析] p能级有3个轨道,当2p能级有2个电子时,电子应先单独分占2个轨道,且自旋平行,选项中2px轨道填充2个电子,违反了洪特规则,A正确;根据泡利原理,每个轨道最多容纳两个电子,且自旋相反,基态B原子的轨道表示式应为,题中给出的轨道表示式违反了泡利原理,B正确;根据泡利原理,每个轨道最多容纳两个电子,且自旋相反,基态S原子的价层电子轨道表示式为,C正确;根据能量最低原理可知,基态Ti原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p63d24s2,D错误。 10.B　[解析] 基态He原子的电子排布式为1s2,基态H原子的电子排布式为1s1,不能作为题述规则的证据,①不符合题意;Fe2+的价层电子排布为3d6,而Fe3+的价层电子排布为3d5,3d5达到半充满状态,比较稳定,所以Fe2+容易失电子转变为Fe3+,表现出较强的还原性,②符合题意;基态Cu原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,3d轨道达到全充满状态,比较稳定,所以电子排布式为[Ar]3d104s1而不是[Ar]3d94s2,③符合题意;激发态是指处于基态的电子获得能量进入能量较高的能级,则某种激发态C原子的电子排布式为1s22s12p3而不是1s22s22p2,基态时能量最低,不能作为题述规则的证据,④不符合题意。 11.B　[解析] 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轨道上有2个未成对电子,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,说明另外两个轨道各容纳了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;最外层电子排布式为1s2和2s22p6的原子,二者都是稀有气体元素原子,但对应元素不属于主族元素,故C错误;最外层电子排布式为1s2的原子为He,位于0族,而最外层电子排布式为2s2的原子是Be,属于第ⅡA族元素,故D错误。 12.(1)②　(2)④　(3)①　(4)③　(5)As　Cr、Mn　K、Cr、Cu [解析] (1)泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2个电子,它们的自旋相反。各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的2倍,其主要决定因素是泡利原理。 (2)基态原子的电子在核外排布时首先要遵循能量最低原理,所以基态碳原子的核外电子排布式是1s22s22p2而不是1s22s12p3,其主要决定因素是能量最低原理。 (3)最外层电子数不会超过8个,次外层电子数不会超过18个,其主要决定因素是构造原理。 (4)洪特规则:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,磷原子的基态原子结构中,有3个未成对的单电子,其主要决定因素是洪特规则。 (5)第四周期元素中,4p轨道半充满时其4s轨道全充满,该元素是As;3d轨道半充满时4s能级可能有1个电子或2个电子,如果4s能级是1个电子则为Cr元素,如果4s能级有2个电子则为Mn元素;4s轨道半充满时,3d轨道可能没有电子、可能有5个电子、可能有10个电子,3d轨道没有电子时该原子是K、3d轨道有5个电子时该原子是Cr、3d轨道有10个电子时该原子是Cu。 13.(1)洪特规则　(2)①7　②哑铃形　③基态Fe2+价层电子排布为3d6,而基态Fe3+的价层电子排布为3d5,为半充满稳定结构,故FeO稳定性小于Fe2O3 [解析] (1)由洪特规则可知,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,则基态碳原子的电子排布式 [He]2s22违背了洪特规则。 (2)①铜元素的原子序数为29,其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1,有7种能级。②氮元素的原子序数是7,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p3,最高能级为2p能级,电子云轮廓图为哑铃形。③基态Fe2+价层电子排布为3d6,而基态Fe3+的价层电子排布为3d5,为半充满稳定结构,故FeO稳定性小于Fe2O3。 学科网（北京）股份有限公司 $