高中化學(xué) 第一章 原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1_1_2 原子的核外電子排布 基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜課時(shí)訓(xùn)練（含解析）新人教版選修3

第2課時(shí)原子的核外電子排布基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜課時(shí)訓(xùn)練2原子的核外電子排布基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜基礎(chǔ)夯實(shí)一、構(gòu)造原理1.若以E(nl)表示某能級(jí)的能量,以下各式中正確的是()A.E(3s)>E(2s)>E(1s)B.E(3s)>E(3p)>E(3d)C.E(4f)>E(4s)>E(3d)D.E(5s)>E(4s)>E(4f)解析:根據(jù)構(gòu)造原理,各能級(jí)能量的大小順序?yàn)?s<2s<2p<3s<3p<4s<3d<4p<5s<4d<5p<6s<4f答案:A2.某原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,下列說(shuō)法中不正確的是()A.該元素原子中共有25個(gè)電子B.該元素原子核外有4個(gè)能層C.該元素原子最外層共有2個(gè)電子D.該元素原子M電子層共有8個(gè)電子解析:從電子排布式看,該原子最高能級(jí)為4s能級(jí),故有4個(gè)能層,最外層有2個(gè)電子,B、C項(xiàng)正確;各能級(jí)的電子數(shù)之和為25,A項(xiàng)正確;M層上的電子排布為3s23p63d5,故該層電子數(shù)為13,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:D3.A原子的結(jié)構(gòu)示意圖為。則x、y及該原子3p能級(jí)上的電子數(shù)分別為()A.18、6、4B.20、8、6C.18、8、6D.1520、38、16解析:第三能層上有3s、3p、3d三個(gè)能級(jí),因?yàn)榈谒哪軐由弦呀?jīng)含有電子,故3s、3p能級(jí)上已經(jīng)排滿,3d能級(jí)可以排010個(gè)電子,故8y18,則20x30,只有B項(xiàng)符合題意。答案:B4.用“>”“<”或“=”表示下列能級(jí)的能量高低關(guān)系:(1)1s2s3s4s2p3p4p5p3d4d5d(2)2s2p3s3p3d4s3p3d4f解析:在第n能層中,各能級(jí)能量順序是E(ns)<E(np)<E(nd)<E(nf)不同能層,能級(jí)符號(hào)相同時(shí),n越大,能量越高。答案:(1)<<<<<<<<(2)<<<><<二、電子排布式5.某元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1,該元素最可能的化合價(jià)為()A.+1價(jià)B.+3價(jià)C.+5價(jià)D.-5價(jià)解析:根據(jù)該元素原子的電子排布式可知,該原子的最外能層上有3個(gè)電子,故該元素容易失去3個(gè)電子,表現(xiàn)為+3價(jià)。答案:B6.主族元素原子失去最外層電子形成陽(yáng)離子,主族元素的原子得到電子填充在最外層形成陰離子。下列各原子或離子的電子排布式書寫錯(cuò)誤的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700057)A.Ca2+1s22s22p63s23p6B.O1s22s23p4C.Cl-1s22s22p63s23p6D.Ar1s22s22p63s23p6解析:A項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)中的微粒都是18電子微粒,電子排布式完全相同,都為1s22s22p63s23p6,而氧原子核外共有8個(gè)電子,根據(jù)構(gòu)造原理,O的電子排布式應(yīng)為1s22s22p4,B項(xiàng)錯(cuò)誤。答案:B7.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:2s22p2Y:2s22p4C.X:3s23p1Y:3s23p4D.X:3s2Y:2s22p3解析:A項(xiàng)中X、Y元素分別是鋁和氯,可以形成AlCl3;B項(xiàng)中X、Y元素分別是碳和氧,可以形成CO或CO2;C項(xiàng)中X、Y元素分別是鋁和硫,可以形成Al2S3;D項(xiàng)中X、Y元素分別是鎂和氮,可以形成Mg3N2,綜上所述可知只有C選項(xiàng)符合題意。答案:C8.現(xiàn)有五種元素,它們?cè)拥碾娮訉咏Y(jié)構(gòu)如下:A.1s22s22p63s23p63d54s2B.1s22s22p63s2C.1s22s22p6D.1s22s22p63s23p2E.Ar4s1。請(qǐng)用元素符號(hào)回答下列問(wèn)題:(1)哪種元素是稀有氣體?。(2)A的元素符號(hào)是。(3)B、D、E三種元素的原子半徑大小順序是。解析:由原子的電子排布式可知元素AE分別為Mn、Mg、Ne、Si、K。(3)原子核外電子層數(shù)越多,原子半徑一般越大,故r(K)最大;原子核外電子層數(shù)相同時(shí),最外層電子數(shù)越多,原子半徑越小,故r(Mg)>r(Si)。答案:(1)Ne(2)Mn(3)r(K)>r(Mg)>r(Si)三、能量最低原理、基態(tài)與激發(fā)態(tài)、光譜9.下列圖像表述的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的是()解析:電子在基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的躍遷會(huì)引起能量的變化,并以光(輻射)的形式體現(xiàn),故B項(xiàng)、C項(xiàng)、D項(xiàng)所表述的現(xiàn)象均與電子的躍遷有關(guān)。而平面鏡成像只是光的反射原理,與電子的躍遷無(wú)關(guān),故選A項(xiàng)。答案:A10.下列有關(guān)光譜的說(shuō)法中不正確的是()(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700058)A.原子中的電子在躍遷時(shí)會(huì)發(fā)生能量的變化,能量的表現(xiàn)形式之一是光(輻射),這也是原子光譜產(chǎn)生的原因B.原子光譜只有發(fā)射光譜C.通過(guò)原子光譜可以發(fā)現(xiàn)新的元素D.通過(guò)光譜分析可以鑒定某些元素解析:電子在基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間的躍遷會(huì)引起能量的變化,主要以光(輻射)的形式體現(xiàn)。電子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí),會(huì)吸收能量,形成吸收光譜;電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí),會(huì)放出能量,形成發(fā)射光譜,B項(xiàng)錯(cuò)。答案:B11.電子由3d能級(jí)躍遷至4p能級(jí)時(shí),可通過(guò)光譜儀直接攝取到()A.電子的運(yùn)動(dòng)軌跡圖像B.原子的吸收光譜C.電子體積大小的圖像D.原子的發(fā)射光譜解析:由于4p能級(jí)的能量要高于3d能級(jí)的,電子由3d能級(jí)躍遷至4p能級(jí)時(shí)需要吸收能量,故得到的是原子的吸收光譜。答案:B能力提升1.科學(xué)研究證明核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級(jí)有關(guān),還與核外電子數(shù)及核電荷數(shù)有關(guān)。氬原子與硫離子的核外電子排布相同,核外電子排布式都是1s22s22p63s23p6。下列說(shuō)法正確的是()A.兩粒子1s能級(jí)上電子的能量相同B.兩粒子3p能級(jí)上的電子離核的距離相同C.兩粒子的電子發(fā)生躍遷時(shí),釋放出的能量不同D.兩粒子都達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),化學(xué)性質(zhì)相同解析:題中給出信息:核外電子的能量不僅與電子所處的能層、能級(jí)有關(guān),還與核外電子數(shù)及核電荷數(shù)有關(guān)。核電荷數(shù)不同,原子核對(duì)電子的吸引能力就不同,電子離原子核的距離以及電子所具有的能量也就不同。氬原子與硫離子的核外電子排布相同,即核外電子數(shù)相同,但兩者的核電荷數(shù)不同,所以核外相同能級(jí)上電子的能量不同,電子發(fā)生躍遷時(shí),釋放出的能量不同。氬和硫是不同的元素,故兩粒子的化學(xué)性質(zhì)不同。答案:C2.下列原子或離子核外電子排布不屬于基態(tài)排布的是()A.Na:1s22s22p53s2B.S2-:1s22s22p63s23p6C.N:1s22s22p3D.Si:1s22s22p63s23p2解析:基態(tài)鈉原子的核外電子排布式為1s22s22p63s1,因此1s22s22p53s2是激發(fā)態(tài)鈉原子的核外電子排布,故答案選A項(xiàng)。答案:A3.鐵是一種常見的金屬,它在元素周期表中位于第四周期第族,原子序數(shù)為26,則Fe2+的結(jié)構(gòu)示意圖為()解析:根據(jù)構(gòu)造原理,電子首先進(jìn)入能量較低的能級(jí),鐵原子中的電子在填滿K層和L層及3s、3p能級(jí)后,接著在4s能級(jí)上填充2個(gè)電子,然后在3d能級(jí)上填充6個(gè)電子,則鐵元素的基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2,即鐵原子的結(jié)構(gòu)示意圖是。從FeFe2+,Fe原子首先失去的是最外層4s能級(jí)上的電子,而不是失去3d能級(jí)上的電子。所以,Fe2+的電子排布式為1s22s22p63s23p63d6,Fe2+的結(jié)構(gòu)示意圖為。注意:“最外層不超過(guò)8個(gè)電子,次外層不超過(guò)18個(gè)電子,倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè)電子”是針對(duì)原子而言的,不適用于離子。答案:C4.下列說(shuō)法正確的是()A.基態(tài)原子的能量一定比激發(fā)態(tài)原子的能量低B.1s22s12p1表示的是基態(tài)原子的電子排布C.日常生活中我們看到的許多可見光,如霓虹燈光、節(jié)日焰火,都與原子核外電子發(fā)生躍遷釋放能量有關(guān)D.電子僅在激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)才會(huì)產(chǎn)生原子光譜解析:對(duì)于同類原子而言,基態(tài)原子的能量比激發(fā)態(tài)原子的能量低,A選項(xiàng)錯(cuò)誤;B選項(xiàng)中1s22s12p1不符合構(gòu)造原理,此時(shí)應(yīng)處于激發(fā)態(tài);原子光譜有發(fā)射光譜和吸收光譜兩種,電子從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生發(fā)射光譜,從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生吸收光譜。答案:C5.某種原子的電子排布式為1s22s22p63s23p1,有關(guān)該原子的下列說(shuō)法中正確的是()A.該原子核內(nèi)有13個(gè)中子B.該原子的簡(jiǎn)化電子排布式為He3s23p1C.該原子最外層有1個(gè)電子D.該原子第二能層上有8個(gè)電子解析:由電子排布式可以看出該原子核外共有13個(gè)電子,故只能確定該原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為13,中子數(shù)無(wú)法確定,A項(xiàng)錯(cuò);該原子的簡(jiǎn)化電子排布式為Ne3s23p1,B項(xiàng)錯(cuò);該原子最外層有3個(gè)電子,C項(xiàng)錯(cuò)。答案:D6.某元素原子的M層有4個(gè)p電子,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.N層不含電子B.該元素是硫元素C.L層一定有8個(gè)電子D.原子最外層電子數(shù)為4解析:依題意可知,該元素原子K、L、M層容納的電子數(shù)分別為2、8、6,N層不含電子,故該元素是硫元素。D項(xiàng)敘述是錯(cuò)誤的,該元素的最外層電子數(shù)應(yīng)為6。答案:D7.下列說(shuō)法中正確的是()A.Ne3s2表示的是Mg原子B.3p2表示第三能層有2個(gè)電子C.同一原子中,1s、2s、3s電子的能量逐漸減小D.2p、3p、4p能級(jí)容納的最多電子數(shù)依次增多解析:Ne3s2是Mg原子的簡(jiǎn)化電子排布式,A項(xiàng)對(duì);3p2表示3p能級(jí)上有2個(gè)電子,B項(xiàng)錯(cuò);同一原子中,1s、2s、3s電子的能量依次升高,C項(xiàng)錯(cuò);2p、3p、4p能級(jí)容納的最多電子數(shù)相同,均為6,D項(xiàng)錯(cuò)。答案:A8.下面是四種元素基態(tài)原子的電子排布式,其中元素的最高化合價(jià)最高的是()A.1s22s22p2B.1s22s22p63s23p63d34s2C.1s22s22p63s23p6D.1s22s22p5解析:A為C,B為V,C為Ar,D為F。C的最高化合價(jià)為+4價(jià),V的最高化合價(jià)為+5價(jià),Ar的化合價(jià)為0,F無(wú)正化合價(jià)。答案:B9.22Na是制造核彈的主要原料之一,下列關(guān)于基態(tài)22Na的說(shuō)法正確的是()A.電子排布式為B.原子結(jié)構(gòu)示意圖為C.電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2D.22Na在化合物中通常顯+1價(jià)解析:22Na的基態(tài)原子中有11個(gè)電子,其電子排布式為1s22s22p63s1,原子結(jié)構(gòu)示意圖為 ,因此A項(xiàng)、B項(xiàng)、C項(xiàng)均錯(cuò)誤,D項(xiàng)正確。答案:D10.(1)某元素的原子序數(shù)為33,則:該元素原子的核外電子總數(shù)是;該元素原子有個(gè)電子層,個(gè)能級(jí);該元素原子的電子排布式為。(2)寫出S、Ca2+、Cl-的電子排布式:S:;Ca2+:;Cl-:。解析:在原子中,原子序數(shù)=核外電子數(shù),故此原子的核外電子數(shù)為33;依據(jù)構(gòu)造原理,可知4s、3d、4p能級(jí)的能量高低順序?yàn)?s<3d<4p,則該元素原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3。答案:(1)33481s22s22p63s23p63d104s24p3(2)1s22s22p63s23p41s22s22p63s23p61s22s22p63s23p611.有A、B、C、D、E五種元素,其核電荷數(shù)按A、B、C、D、E的順序依次增大,A元素原子的最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的2倍,C是地殼中含量最多的元素,C、D原子的最外層電子數(shù)相等且兩者核電荷數(shù)之和為24,E的核電荷數(shù)比D的多一個(gè)。(導(dǎo)學(xué)號(hào)52700059)(1)推斷A、B、C、D、E各是什么元素。(2)寫出它們的最外層電子的電子排布式。解析:A元素原子的最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)的2倍,因此其核外電子排布式為1s22s22p2,A為碳元素,由C是地殼中含量最多的元素,C與D最外層電子數(shù)相等且兩者核電荷數(shù)之和為24,C核電荷數(shù)小于D的,可知C元素為O,D元素為S,B的核電荷數(shù)處于A與C之間,因此B元素為N,E的核電荷數(shù)比D的多一個(gè),因此E元素為Cl。它們的最外層電子的電子排布式分別為A:2s22p2;B:2s22p3;C:2s22p4;D:3s23p4;E:3s23p5。答案:(1)A是碳元素,B是氮元素,C是氧元素,D是硫元素,E是氯元素。(2)A:2s22p2;B:2s22p3;C:2s22p4;D:3s23p4;E:3s23p5。