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2019年高中化學 專題2 第一單元 原子核外電子的運動知能綜合提升 蘇教版選修 一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分) 1．下列說法中正確的是(　　) A．電子云通常是用小黑點來表示電子的多少 B．能量高的電子在離核近的區(qū)域運動，能量低的電子在離核遠的區(qū)域運動 C．處于最低能量的原子叫基態(tài)原子 D．電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時才會產(chǎn)生原子光譜 解析：電子云是用小黑點表示電子在核外空間某處出現(xiàn)的概率，小黑點的疏密表示電子出現(xiàn)概率的大小，A項錯誤；通常能量低的電子在離核近的區(qū)域運動，能量高的電子在離核遠的區(qū)域運動，B項錯誤；基態(tài)原子的能量最低，C項正確；D項電子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，或由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)，都會產(chǎn)生原子光譜。 答案：C 2．下列軌道表示式所表示的元素原子中，正確的是(　　) 解析：A、C項違背了能量最低原理，B項違背了洪特規(guī)則。 答案：D 3．下列有關(guān)電子云和原子軌道的說法正確的是(　　) A．原子核外的電子像云霧一樣籠罩在原子核周圍，故稱電子云 B．s原子軌道呈球形，處在該軌道上的電子只能在球殼內(nèi)運動 C．p原子軌道呈紡錘形，隨著電子層的增加，p原子軌道也在增多 D．與s原子軌道相同，原子軌道的平均半徑隨電子層的增加而增大 解析：電子云是原子核外電子運動的描述，并非真實存在，A選項錯誤。s原子軌道呈球形，電子云在球殼內(nèi)運動的機會大，在球殼外運動的機會小，B項錯誤。各電子層中p軌道的數(shù)目是一定的，均為3個，C項錯誤。 答案：D 4．對于基態(tài)原子電子排布規(guī)則，以下表述正確的是(　　) A．按照洪特規(guī)則，每個電子層的電子容量為2n2個 B．當軌道處于全充滿狀態(tài)時，原子較穩(wěn)定，故35Br的電子排布式為[Ar]3d104s14p6 C．原子中核外電子的排布是根據(jù)三規(guī)則提出的 D．能量最低原理解決了電子在不同電子層中的排布順序問題 解析：泡利不相容原理確定了每個電子層最多容納2n2個電子，A錯誤；溴原子核外電子排布為[Ar]3d10 4s2 4p5，按[Ar]3d10 4s14p6排布溴原子能量升高，B錯誤；原子核外電子的排布是自然形成的，人們經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)核外電子的排布呈現(xiàn)一定的規(guī)律，C錯誤。 答案：D 5．某元素正二價離子的最外層電子排布為3d9，則該元素的原子序數(shù)為(　　) A．29　　　　　　　　　 B．30 C．31 D．32 解析：正二價離子的最外層電子排布為3d9，其離子的核外電子排布為[Ar]3d9，核外有27個電子，則其原子核外有29個電子，由于原子序數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子核外電子數(shù)，所以該元素的原子序數(shù)為29。 答案：A 6．[雙選題]有主族元素X、Y、Z，其原子序數(shù)依次減小，且均不超過20。X原子的最外電子層的電子排布為ns1；Y原子的M電子層有2個未成對電子；Z原子的最外電子層的p軌道上只有一對成對電子。由這三種元素組成的化合物的化學式不可能是(　　) A．K2SO3 B．K3PO4 C．K2SiO3 D．Na2SO4 解析：由題知X為ⅠA族元素；Y原子的M電子層有2個未成對電子，則可能為3s23p2或3s23p4，即Si或S，則X為K(原子序數(shù)依次減小)；Z原子電子排布式為ns2np4，為O(原子序數(shù)小于Y)，則三種元素分別為K、Si(S)、O。 答案：BD 7.[雙選題]觀察2pz軌道電子云示意圖(如圖所示)，判斷下列說法中錯誤的是(　　) A．2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布呈z軸對稱 B．點密集的地方表明電子出現(xiàn)的機會多 C．電子先沿z軸正半軸運動，然后在負半軸運動 D．2pz軌道的形狀為兩個橢圓面 解析：觀察2pz軌道電子云示意圖發(fā)現(xiàn)，處于2pz軌道上的電子在空間出現(xiàn)的概率分布相對于z軸對稱，電子主要在xy平面的上、下方出現(xiàn)，A項正確。電子云中的小黑點疏密程度代表電子出現(xiàn)的概率大小，所以點密集的地方表明電子出現(xiàn)的機會多，B正確。在圖中，電子出現(xiàn)的概率分布關(guān)于z軸對稱，電子云并不是電子的真實運動軌跡，C錯誤。2pz軌道電子云的形狀為兩個橢圓球，而不是面，D錯誤。 答案：CD 二、非選擇題(本題包括4小題，共39分) 8．(12分)(1)寫出下列基態(tài)原子或離子的電子排布式： ①Fe______________________； ②Fe2＋______________________； ③Fe3＋______________________。 (2)寫出基態(tài)原子或離子的價電子排布式(外圍電子排布式)： ①Fe______________________； ②Fe2＋______________________； ③Fe3＋______________________。 (3)比較Fe2＋與Fe3＋的化學穩(wěn)定性并簡要說明原因。 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ 解析：原子從價電子層上失去電子變?yōu)殛栯x子。在原子結(jié)構(gòu)上，F(xiàn)e2＋比Fe在價電子層上少2個電子，F(xiàn)e3＋比Fe2＋在價電子層上少1個電子。Fe2＋的價電子排布為3d6，原子軌道既不是半充滿又不是全空，F(xiàn)e3＋的價電子排布為3d5，原子軌道為半充滿，這就是Fe3＋比Fe2＋化學穩(wěn)定性強的原因。 答案：(1)①1s22s22p63s23p63d64s2 ②1s22s22p63s23p63d6 ③1s22s22p63s23p63d5 (2)①3d64s2?、?d6?、?d5 (3)Fe3＋比Fe2＋穩(wěn)定性強，離子的結(jié)構(gòu)決定離子的性質(zhì)，F(xiàn)e3＋的價電子層原子軌道為半充滿狀態(tài)，離子體系的能量較低，化學穩(wěn)定性強，F(xiàn)e2＋的價電子層原子軌道既非半充滿，又非全充滿、全空，離子體系的能量較高， 化學穩(wěn)定性弱。 9．(11分)如圖是s軌道和p軌道的原子軌道圖，試回答問題： (1)s電子的原子軌道呈________形，每個s軌道有________個原子軌道；p電子的原子軌道呈________形，每個p軌道有________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(yīng)為________，原子的軌道表示式為______________________________。 解析：(1)ns軌道各有1個軌道，np軌道各有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紡錘形的，每個p軌道有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，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　紡錘　3 (2)2p　三個互相垂直的伸展　氮　 10．(8分)按照下列元素基態(tài)(能量最低)原子的電子排布特征判斷元素，并回答問題。 A的原子中只有一個電子層且只含1個電子；B的原子3p軌道上得到1個電子后不能再容納外來電子；C的原子的2p軌道上有1個電子的自旋狀態(tài)與其他電子的自旋方向相反；D的原子第三層上有8個電子，第四層上只有1個電子；E原子的外圍電子排布為3s23p6. (1)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)：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)寫出用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)：__________________________；______________________。 (3)檢驗?zāi)橙芤褐惺欠窈蠨＋，可通過________反應(yīng)來實現(xiàn)；檢驗?zāi)橙芤褐惺欠窈蠦－，通常所用的試劑是________和________。 (4)寫出E的元素符號________，要證明太陽上是否含有E元素，可采用的方法 是__________________________________。 解析：由A只有1個電子層且只含1個電子，判斷為H元素；B原子3p軌道得1個電子飽和，則原有5個電子，即原為1s22s22p63s23p5，故為Cl元素；C原子軌道表示式為 ，故為O元素；D為K元素；E為Ar元素。 答案：(1)KOH、KClO3、KClO、HClO、HClO3(合理即可) (2)2H2O2H2↑＋O2↑ 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑(合理即可) (3)焰色　AgNO3溶液　稀HNO3 (4)Ar　對太陽光進行光譜分析 11．(8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－1價離子和C元素的＋1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＋3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：解答此題的關(guān)鍵是要熟練掌握原子的核外電子排布式，并特別特別提醒幾種原子的穩(wěn)定態(tài)的核外電子排布：能量相同的原子軌道在全充滿(如p6和d10)、半充滿(如p3和d5)、全空(如p0和d0)狀態(tài)時，體系的能量較低，原子較穩(wěn)定。 答案：(1)N　(2)Cl　K　(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2 (4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1