第1章-第1节-第1课时-能层与能级-基态与激发态(习题).docx

第一章 原子结构与性质
第一节　原子结构
第1课时　能层与能级　基态与激发态
【即时训练】
一、选择题
1．（多选题）下列叙述正确的是
A．能级就是电子层
B．每个能层最多可容纳的电子数是2n2
C．同一能层中不同能级的能量高低相同
D．不同能层中的s能级的能量高低不同
2．下列有关叙述中正确的是
A．原子轨道和电子云都是用来形象地描述电子运动状态的
B．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动
C．3px、3py、3pz的差异之处在于三者中电子(基态)的能量不同
D．电子云图上的每一个点都代表一个电子
3．下列表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是
A．:He B． C． D．
4．下列关于原子核外电子的说法错误的是
A．电子运动的能量状态具有量子化的特征
B．节日燃放的焰火与电子在一定条件下的激发与跃迁有关
C．电子的运动状态可以用原子轨道描述，2p能级只有一个2p轨道
D．多电子原子中，同一能层的电子，能量也可能不同
5．下列说法中不正确的是
A．同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道数依次增多
B．3p2表示3p能级有两个电子
C．K+的电子排布式为
D．处于最低能量的原子叫做基态原子
6．1817年，瑞典的贝采利乌斯从硫酸厂的铅室底部的红色粉末物质中制得硒。硒与氧元素同主族，下列关于硒及其基态原子的说法中正确的有
①位于元素周期表第四周期 ②电子占据18个原子轨道 ③有34种不同运动状态的电子 ④电子占据8个能级 ⑤电子占据的最高能级符号是4p ⑥价电子排布式为
A．3项 B．4项 C．5项 D．6项
7．以下核外电子的表示方法中，能表示该微粒处于能量最低状态的是
A．N： B．F-：
C．Fe：[Ar]3d54s2 D．Cu：3d94s2
8．关于四个量子数的下列说法中，不正确的是
A．电子的自旋磁量子数是，若在某一个轨道中有两个电子，则总自旋磁量子数是0
B．2p和3p能级均含3个原子轨道
C．角量子数l为2时，m的取值有5个
D．在没有外磁场存在的多电子原子中，电子的能量决定于主量子数n和角量子数l
9．下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是
A．最外层都只有一个电子的X、Y原子
B．原子核外L层上有8个电子的X原子与M层上有8个电子的Y原子
C．2p轨道上有3个未成对电子的X原子与3p轨道上有3个未成对电子的Y原子
D．原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子
10．下列说法正确的是
A．3p2表示3p能级上有两个轨道
B．M层中的原子轨道数目为3
C．价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期第ⅤA族，是p区元素
D．基态Cl原子的轨道表示式为
三、填空题
11．已知某些元素原子的核外电子轨道表示式为：
Be：；N：；Ne：；Na：；Mg：。
回答下列问题：
(1)只有K层与L层的元素有______(填元素符号，下同)。
(2)含有M层的元素有______。
(3)最外层电子数相同的元素有______。
12．（1）下面是s能级与p能级的原子轨道图：

请回答下列问题：
s电子的原子轨道呈________形，每个s能级有_______个原子轨道；
p电子的原子轨道呈________形，每个p能级有_______个原子轨道。
（2）写出下列元素基态原子的电子排布式：
①Co___________________________；②Cu_____________________________。
（3）画出下列元素原子的轨道表示式（电子排布图）：
①N______________________________；②F_________________________。
四、元素或物质推断题
13．有四种短周期元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：
元素
结构、性质等信息
A
是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B
B与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂
D
是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素，其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写：
(1)A原子的外围电子排布式__________________________________。
(2)B元素在周期表中的位置________；离子半径：B________A(填“大于”或“小于”)。
(3)C元素原子核外有________个未成对电子，能量最高的电子为________轨道上的电子，其轨道呈________形。
(4)D元素原子的价电子排布式为________，D－的结构示意图是________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的化学式___________________，与A的最高价氧化物对应的水化物相比，碱性较强的是：_______________(填化学式)。
14．下表给出了五种元素的相关信息，其中X、Y、Z、W为短周期元素。
元素
相关信息
X
在常温、常压下，其单质是气体，随着人类对环境的认识和要求的提高，它将成为备受青睐的清洁燃料
Y
工业上通过分离液态空气获得它的一种单质，含它的另一种单质的浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障
W
植物生长所需的主要元素之一，它能形成多种氧化物，其中一种是早期医疗中使用的麻醉剂
Z
室温下其单质为粉末状固体，加热易熔化。该单质在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰
M
它是人体不可缺少的微量元素，含该元素的合金是工业生产中不可缺少的金属材料，常用于建造桥梁楼房等
根据上述信息填空：
(1)Y元素的原子含有___________个能层，其中第二能层中的能级包括___________；画出W元素原子的结构示意图：___________；M元素是___________(填元素符号)。
(2)Z与X形成的某种化合物能和Z与Y形成的另一种无色化合物(这两种化合物分子中Z与另一元素原子的个数比均为1：2)一起用作火箭推进剂，写出二者发生反应生成无毒物质的化学方程式：___________。

参考答案
1．BD
【详解】
A．能层就是电子层，A错误；
B．根据鲍利不相容原理可知，每个能层最多可容纳的电子数是2n2，B正确；
C．同一能层中不同能级的能量高低不相同，如2s＜2p，C错误；
D．不同能层中的s能级的能量高低不同，如1s＜2s＜3s＜4s，D正确；
故答案为：BD。
2．A
【详解】
A．原子轨道和电子云都用来描述电子运动状态而不是表示电子运动轨迹，A正确；
B．电子的运动是无规则的，没有固定的轨道，s轨道的形状是球形的，表示的在此范围内电子出现的概率较大，B错误；
C．3px、3py、3pz属于同一能级上的不同轨道，其能量相同，C错误；
D．电子云中的小黑点代表电子出现的几率，小黑点越多，电子出现的几率越大，不代表电子，D错误；
综上所述答案为A。
3．D
【详解】
A．只表示出最外层电子数，A错误；
B．只表示出核外电子的分层排布情况，B错误；
C．具体到能层、能级以及能级上的电子数，但没有体现电子的自旋状态，C错误；
D．包含了能层、能级以及原子轨道上电子的自旋状态，D正确；
故选D。
4．C
【详解】
A．电子运动的能量状态不连续变化，具有量子化的特征，A正确；
B．燃放烟花时原子中的电子吸收了能量，从能量较低的基态跃迁到能量较高的激发态，但处于能量较高激发态的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的基态，将多余的能量以光的形式放出，因而能使火焰呈现颜色，B正确；
C．2p能级有2px、2py、2pz三个轨道，C错误；
D．同一能层中会有不同的能级，不同能级的电子能量不同，所以同一能层的电子，能量也可能不同，D正确；
综上所述答案为C。
5．A
【详解】
A．不同电子层中p轨道均为3个，则同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数相同，故A错误；
B．3p2表示3p能级有两个电子，故B正确；
C．K是19号元素，K+有18个电子，K+的电子排布式为，故C正确；
D．处于最低能量的原子叫做基态原子，故D正确；
故选A。
6．C
【详解】
①硒元素位于元素周期表第四周期，正确；
②根据原子核外电子排布规律知硒原子的电子占据18个原子轨道，正确；
③硒原子核外有34个电子，则有34种不同运动状态的电子，正确；
④根据核外电子排布知电子占据8个能级，正确；
⑤硒原子有4个电子层，电子占据的最高能级符号是4p，正确；
⑥硒原子的价电子排布式为，错误。
正确的是①②③④⑤，共5项；
答案选C。
7．B
【详解】
A．N：不符合洪特规则，2p转道上的3个电子应占三个转道时能量最低，选项A错误；
B．F-：为氟离子的电子排布轨道，且处于能量最低状态，选项B正确；
C．Fe是26号元素而非25号元素，电子排布式为[Ar]3d64s2，选项C错误；
D．Cu：3d94s2为铜原子的激发态，不能表示该微粒处于能量最低状态，能量最低状态应为3d104s1，选项D错误；
答案选B。
8．A
【详解】
A．电子的自旋磁量子数ms，用来描述一个电子的自旋状态，只有+和-两种取值，两个电子的自旋量子数不能相加，即自旋磁量子数只用于描述电子自旋状态，不能相加，故A错误；
B．原子轨道数目只和角量子数l有关，只要是p能级，就含3个原子轨道，故B正确；
C．角量子数l为2时，m可取值0、+1、-1、+2、-2这5个值，故C正确；
D．在没有外磁场存在的多电子原子中，主量子数n和角量子数l共同决定电子的能量，故D正确；
本题答案A。
9．C
【详解】
A．最外层只有一个电子可能是H原子、碱金属元素原子或者ⅠB族元素原子，H原子、碱金属元素原子性质有相似的地方，都具有还原性，但与ⅠB族元素原子性质不同，故A错误；
B．原子核外L层上有8个电子的X原子，没有指明有没有M层，M层上有8个电子的Y原子，没有指明有没有N层，无法判断它们是什么原子，无法判断它们的化学性质是否相似，故B错误；
C．2p轨道上有3个未成对电子的X原子为N原子，3p轨道上有3个未成对电子的Y原子为P原子，N和P位于同一主族，最外层电子数相同，性质相似，故C正确；
D．原子核外电子排布式为1s2的X原子为He原子，原子核外电子排布式为1s22s2的Y原子为Be，二者性质不同，故D错误；
故答案为C。
10．C
【详解】
A．3p2表示3p能级上有两个电子，不是两个轨道，故A错误；
B． M层为第三电子层，第三电子层上有s、p、d三个能级，共计9个轨道，故B错误；
C．根据价电子排布为4s24p3，可判断元素为第四周期ⅤA，p区元素，故C正确；
D．题中的Cl原子的轨道表示式3p部分，有两个电子自旋方向相同了，故D错误；
本题答案C。
11．Be、N、Ne Na、Mg Be、Mg
【详解】
(1)Be、N、Ne都只有两个能层，即K层和L层。
(2)Na、Mg有三个能层，即K、L、M层。
(3)通过已知的轨道表示式可知，Be、Mg的最外层电子数均为2，相同。
12．球形 1 纺锤 3 1s22s22p63s23p63d 74s2或[Ar]3d74s2 1s22s22p63s23p63d 104s1[Ar]3d104s1
【解析】
（1）s电子的原子轨道呈球形，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈纺锤形，每个p能级有3个原子轨道；（2）①Co的原子序数是27，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2；②Cu的原子序数是29，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1[Ar]3d104s1。（3）①N的原子序数是7，轨道表达式为；②F的原子序数是9，轨道表达式为。
点睛：明确核外电子排布排布规律是解答的关键，即1、能量最低原理：原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态。2、泡利原理：在一个原子轨道中，最多只能容纳2个电子，并且这两个电子的自旋方向相反。3、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1个轨道，并且自旋方向相同。
13．3s1 第三周期第ⅢA族 小于 3 2p 哑铃(或纺锤) 3s23p5 Al(OH)3 NaOH
【详解】
(1)A为Na，原子核外电子数为11，原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s1，外围电子排布式为3s1；
(2)B为Al，在周期表中的位置是：第三周期第ⅢA族；钠离子、铝离子核外电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故铝离子半径小于钠离子半径；
(3)C为N元素，核外电子排布式为：1s22s22p3，其原子核外2p轨道有3个未成对电子，2p轨道的电子能量最高，轨道呈哑铃形(或纺锤形)；
(4)D为Cl元素，价电子排布式为3s23p5，Cl－的结构示意图是：；
(5)Al元素最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，金属性Na>Al，则NaOH的碱性较强。
14．2 和
【详解】
氢气是一种清洁燃料，所以X为氢元素；臭氧对紫外线有吸收作用，其浓度相对较高的平流层是保护地球地表环境的重要屏障，所以Y为氧元素；氮是植物生长所需的主要元素之一，俗称“笑气”，是早期医疗中使用的麻醉剂，所以Z为氮元素；单质硫在氧气中燃烧发出明亮的蓝紫色火焰，所以W为硫元素；钢铁常用于建造桥梁、楼房等，铁是人体不可缺少的微量元素，所以M为铁元素。
(1)Y元素为O，其原子含有K层与L层2个能层；L层为第二能层，有和两个能级；W元素为S，原子结构示意图为；M元素为Fe；故答案为：2；和；；Fe；
(2)氮和氢形成的原子个数比为1：2的化合物为，氮和氧形成的原子个数比为1：2的化合物有和，其中是无色气体，是红棕色气体，和反应生成无毒的和，反应方程式为：，故答案为：。