高中化學人教版物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第一章原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)課時作業(yè)3

課時作業(yè)3電子云和原子軌道eq\o(\s\up7(時間：45分鐘滿分：100分),\s\do5())一、選擇題(共48分)1．下列表達式錯誤的是()A．甲烷的電子式：B．氮原子的L層電子的電子排布圖：C．硫離子的核外電子排布式：1s22s22p63s23p4D．碳－12原子：eq\o\al(12,6)C解析：C項是硫原子的核外電子排布式，而不是硫離子的，硫離子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p6。答案：C2．當鎂原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2時，以下認識正確的是()A．鎂原子由基態(tài)轉(zhuǎn)化成激發(fā)態(tài)，這一過程中吸收能量B．鎂原子由激發(fā)態(tài)轉(zhuǎn)化成基態(tài)，這一過程中釋放能量C．轉(zhuǎn)化后位于p能級上的兩個電子處于同一軌道，且自旋方向相同D．轉(zhuǎn)化后鎂原子與硅原子電子層結(jié)構(gòu)相同，化學性質(zhì)相似解析：Mg原子要從外界吸收能量才能由1s22s22p63s2(基態(tài))變?yōu)?s22s22p63p2(激發(fā)態(tài))，A對，B錯；轉(zhuǎn)化后位于p能級上的兩個電子處于不同軌道，且自旋方向相同，C錯；硅原子有14個電子，處于激發(fā)態(tài)的鎂原子的電子數(shù)為12個，D錯。答案：A3．下列各組表述中，兩種微粒不屬于同種元素原子的是()A．3p能級有一個空軌道的基態(tài)原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p2的原子B．2p能級無空軌道，且有一個未成對電子的基態(tài)原子和最外層電子排布式為2s22p5的原子C．M層全充滿而N層為4s2的原子和核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2的原子D．最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的1/5的原子和最外層電子排布式為4s24p5的原子解析：A中3p能級有一個空軌道，根據(jù)洪特規(guī)則，只能為，又根據(jù)能量最低原理，能量低于3p能級的軌道均已充滿，即電子排布式為1s22s22p63s23p2，故二者為同種元素原子；B中2p能級有一個未成對電子且無空軌道，即為，其電子排布式為1s22s22p5，故二者也為同種元素原子；C中M層有s、p、d三個能級，全充滿應為3s23p63d10，與核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2的原子不屬于同種元素的原子；D中最外層電子排布式為4s24p5，其原子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外層電子數(shù)為7，核外電子總數(shù)為35，故二者為同種元素原子。故正確答案為C。答案：C4．下列離子中外層d軌道達半充滿狀態(tài)的是()A．Cr3＋ B．Fe3＋C．Co3＋ D．Cu＋解析：A.電子排布式：[Ar]3d3，d軌道3個電子不是半充滿。B.電子排布式：[Ar]3d5(d軌道最多排滿10個電子，此時5個電子為半充滿)。為27號元素，Co原子電子排布式為[Ar]3d74s2，Co3＋電子排布式為[Ar]3d6。為29號元素，Cu原子電子排布式為[Ar]3d104s1，Cu＋電子排布式為[Ar]3d10，即d軌道為全充滿狀態(tài)。答案：B5．某基態(tài)原子核外共有6個電子，分布在K與L電子層上，在下列L層分布中正確的是()A.B.C.D.解析：A項錯誤，2s軌道應排滿2個電子，且自旋方向相反；B項錯誤，2p軌道的2個電子自旋方向要相同；C項錯誤，2p軌道的2個電子應分占2個軌道，且自旋方向相同；D項正確，2p的3個軌道能量是相同的。答案：D6．下列元素能形成XY2型化合物的是()①原子序數(shù)分別為6和16的元素②核內(nèi)質(zhì)子數(shù)分別為14和8的元素③外圍電子排布式分別是3s2和3s23p5的基態(tài)原子④軌道表示式分別為如下圖所示的兩種元素的基態(tài)原子A．①②③④ B．①②③C．②③ D．①解析：①中的兩種元素分別為C和S，可以形成CS2；②中兩元素分別為Si和O，可以形成SiO2；③中兩種元素分別是Mg和Cl，可以形成MgCl2；④中兩元素分別為Ne和Mg，不能形成化合物。答案：B7．某元素質(zhì)量數(shù)為51，中子數(shù)為28，其基態(tài)原子未成對電子數(shù)為()A．0 B．1C．2 D．3解析：質(zhì)子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－中子數(shù)＝51－28＝23，該原子為V，核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d34s2，其中只有3d能級未充滿電子，其余全充滿，3d能級有5個原子軌道，，其中3個軌道各有1個電子。答案：D8．下列微粒中，未成對電子數(shù)最多的是()A．C：1s22s22p2B．S：1s22s22p63s23p4C．Cr：1s22s22p63s23p63d54s1D．Fe：1s22s22p63s23p63d64s2解析：有2個未成對電子。有2個未成對電子。有6個未成對電子。有4個未成對電子。答案：C9．(雙選題)X、Y兩元素可形成X2Y3型化合物，則X、Y原子最外層的電子排布可能是()A．X：3s23p1Y：3s23p5B．X：2s22p3Y：2s22p4C．X：3s23p1Y：3s23p4D．X：3s2Y：2s22p3解析：A項元素為Al與Cl，可形成AlCl3；B項元素為N與O，可形成N2O3；C項元素為Al與S，可形成Al2S3；D項元素為Mg與N，可形成Mg3N2。答案：BC10．最外層為N層的元素中，未成對電子數(shù)最多的原子的未成對電子數(shù)是()A．4 B．5C．6 D．7解析：價電子排布為3d54s1的原子(Cr)的未成對電子數(shù)最多，是6個。答案：C11．已知錳的核電荷數(shù)為25，以下是一些同學繪制的基態(tài)錳原子核外電子的軌道表示式，其中最能準確表示基態(tài)錳原子核外電子運動狀態(tài)的是()解析：本題考查電子排布的軌道表示式，基態(tài)原子的電子排布應該使原子的能量最低。A項，E4s>E3d，且3d5不符合洪特規(guī)則，錯誤；B項，E4s>E3d，且ns2的電子排布不符合泡利原理，錯誤；C項，3d5電子排布不符合洪特規(guī)則，錯誤。答案：D12．(雙選題)A、B屬于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外層電子中，成對電子和未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相等，若元素A的原子序數(shù)為a，則元素B的原子序數(shù)為()A．a(chǎn)－4 B．a(chǎn)－5C．a(chǎn)＋3 D．a(chǎn)＋4解析：各主族元素的外圍電子軌道表示式如下：從中可以看出硼和鋁、氧和硫符合題意要求，即其成對電子占據(jù)的軌道數(shù)和不成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相等。設(shè)A為硼，原子序數(shù)為5，B可能為氧、硫，原子序數(shù)分別為a＋3、a＋11；若A為鋁，原子序數(shù)為13，B可能為氧、硫，原子序數(shù)為a－5、a＋3。答案：BC二、填空題(共52分)13．(10分)下圖是s能級和p能級的原子軌道圖，試回答問題：(1)s電子的原子軌道呈______狀，每個s能級有______個原子軌道；p電子的原子軌道呈________狀，每個p能級有________個原子軌道。(2)元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________電子，其電子云在空間有________方向；元素X的名稱是____________，它的氫化物的電子式是__________。若元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1，那么X的元素符號應為__________，核外電子排布圖為__________。解析：(1)ns能級各有1個軌道，np能級各有3個軌道，s電子的原子軌道都是球形的，p電子的原子軌道都是啞鈴狀的，每個p能級有3個原子軌道，它們相互垂直，分別以px、py、pz表示。(2)因為元素X的原子最外層電子排布式為nsnnpn＋1，np軌道已排上電子，說明ns軌道已排滿電子，即n＝2，則元素X的原子核外電子排布式為1s22s22p3，X是氮元素；當元素X的原子最外層電子排布式為nsn－1npn＋1時，有n－1＝2，則n＝3，那么X元素的原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p4，X是硫元素。答案：(1)球1啞鈴3(2)2p三個互相垂直的伸展氮HHeq\o(N,\s\up6(··),\s\do4(··))HS14．(10分)某元素A原子的L層要比M層少6個電子，它有兩種常見的陽離子a和b(其中a的化合價大于b的化合價)。則：(1)a的M層比N層多________個電子；b的L層比M層少________個電子。a的穩(wěn)定性________(填“大于”或“小于”)b的穩(wěn)定性。(2)寫出A的電子排布式：________________________________________________________________________；a的最外層電子排布圖為_____________________________________________________________________。解析：本題考查的是由原子核外電子排布推斷元素名稱。由于第一、二層電子排布不出現(xiàn)能級交錯，由題意可知A元素的L層已填滿，共有8個電子，可得A的M層上有14個電子，則A的第三層電子排布為3s23p63d6，即可得A的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2，即A為Fe原子，其兩種陽離子為Fe3＋和Fe2＋，陽離子a的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，陽離子b的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6，再根據(jù)洪特規(guī)則，a的3d軌道處于半充滿狀態(tài)，a比b穩(wěn)定。答案：(1)136大于(2)1s22s22p63s23p63d64s215．(10分)A、B、C、D、E代表5種元素。請?zhí)羁眨?1)A元素基態(tài)原子的最外層有3個未成對電子，次外層有2個電子，其元素符號為________；(2)B元素的負一價離子和C元素的正一價離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬相同，B的元素符號為________，C的元素符號為________；(3)D元素的正三價離子的3d軌道為半充滿，D的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________；(4)E元素基態(tài)原子的M層全充滿，N層沒有成對電子，只有一個未成對電子，E的元素符號為________，其基態(tài)原子的電子排布式為________。解析：(1)A元素原子核外共有7個電子，則其核內(nèi)有7個質(zhì)子，因此A元素為N。(2)B、C分別為17,19號元素即Cl、K。(3)D3＋的電子排布式為1s22s22p63s23p63d5，可知D為26號元素，即Fe，因此其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。(4)E元素原子核外共有29個電子，為Cu，其基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1。答案：(1)N(2)ClK(3)Fe1s22s22p63s23p63d64s2(4)Cu1s22s22p63s23p63d104s116．(11分)已知A原子中只含1個電子；B原子的3p軌道上得到1個電子后不能容納外來電子；C原子的2p軌道上有1個電子的自旋方向與其他電子的自旋方向相反；D原子的第三電子層上有8個電子，第四電子層上只有1個電子；E原子的價電子排布式為3s23p6。(1)按要求書寫下列圖式。①B原子的結(jié)構(gòu)示意圖：________；②C原子的電子排布圖：________；③D原子的核外電子排布式：________；④B離子的電子式：________。(2)寫出由A、B、C、D中的三種元素組成的化合物的化學式：__________________________(至少寫出5種)。(3)寫出由上述元素組成的物質(zhì)制得A的單質(zhì)的化學方程式：________、________(至少寫出2個)。(4)寫出E的元素符號：________，要證明太陽光中含有E元素，可采用的方法是________。解析：由題意可知，A原子中只有1個電子，A為H；B原子的3p軌道上有5個電子，則B為Cl；C原子的2p軌道上有4個電子，則C為O；D原子的價電子排布式為4s1，則D為K；由E原子的價電子排布式可知E為Ar。(1)本題要求同學們對常見的化學用語準確理解，熟練書寫。原子結(jié)構(gòu)示意圖可簡明地表示原子的組成和電子在原子核外的分層排布情況；電子排布式能表明電子在各電子層不同原子軌道上的排布情況；電子排布圖可進一步表明電子在各原子軌道上的自旋狀態(tài)；電子式可以表明與元素性質(zhì)密切相關(guān)的原子最外層的電子數(shù)。(2)由H、Cl、O、K中的三種元素組成的化合物可以是酸，如HClO、HClO2、HClO3、HClO4；也可以是堿，如KOH；還可以是鹽，如KClO、KClO2、KClO3、KClO4。(3)A的單質(zhì)為H2，可以用電解水、電解KOH溶液或K和水反應等方法來制取。(4)對太陽光進行光譜分析，便可確定太陽光中所含元素的種類。答案：(1)①②③1s22s22p63s23p64s1或[Ar]4s1④[:eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··)):]－(2)KOH、KClO、KClO3、HClO、HClO3(其他合理答案也可)(3)2H2Oeq\o(=,\s\up7(通電),\s\do5())2H2↑＋O2↑2K＋2H2O=2KOH＋H2↑(其他合理答案也可)(4)Ar對太陽光進行光譜分析17．(11分)有A、B、C、D四種元素，其中A和B原子都有1個未成對電子，A＋比B－少一個電子層。B原子得一個電子填入3p軌道后，3p軌道已充滿。C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態(tài)氫化物的水溶液的pH在同族氫化物中最大。D的最高化合價和最低化合價的代數(shù)和為4，其最高價氧化物中含D40%，且其核內(nèi)質(zhì)子數(shù)等于中子數(shù)。據(jù)此判斷：(1)A是________，B是________，C是________，D是________。(填元素名稱)(2)B－的電子排布式________，A＋的結(jié)構(gòu)示意圖______，D原子的軌道表示式