高中化学人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构优秀测试题

       第一章  原子结构与性质

   第一节  原子结构

（建议时间：30分钟）

1．下列说法正确的是(    )

A．L电子层不包含d能级

B．s电子绕核旋转，其轨迹为一个圆，而p电子是走“∞”形

C．当n=1时，可能有两个原子轨道

D．当n=3时，有3s、3p、3d、3f四个原子轨道

【答案】A

【详解】

A. L电子层只包含s、p能级，不包含d能级，故A正确；

B. 核外电子的运动无固定轨迹，故B错误；

C.n=1时，只有1个1s原子轨道，故C错误；

D.n=3时，有3s、3p、3d能级，共9个原子轨道，故D错误；

选A。

2．某核素核外共有 15 个不同运动状态的电子，以下说法正确的

A．若将该原子的电子排布式写成 1s22s22p63s23p3p，它违背了泡利原理

B．原子中所有的电子占有 3 个能级，9 个轨道

C．该元素的最高价氧化物的水化物为两性氢氧化物

D．基态原子中能量最高的电子的电子云的形状为哑铃形

【答案】D

【详解】

某核素核外共有15个不同运动状态的电子，则该原子为P原子，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p3；

A．若将该原子的电子排布式写成 1s22s22p63s23p3p，它违背了洪特规则，A错误；

B．该原子中所有原子占有1s、2s、2p、3s、3p共5个能级，9个轨道，B错误；

C．该元素的最高价氧化物的水化物H3PO4为中强酸，C错误；

D．基态原子中能量最高的电子处于3p能级，p电子云的形状都为哑铃形，D正确；

答案选D。

3．下列说法错误的是

A．2Px所代表的含义是第二能层沿x轴方向伸展的p轨道

B．节日里燃放的烟花焰火是金属原子受热从基态跃迁到激发态后，电子从高能级轨道跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来

C．某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，则该元素原子核外有4个能级

D．在电子云示意图中，小黑点密表示电子在核外空间单位体积内出现的机会多

【答案】C

【详解】

A.P能级有三个轨道，沿着x、y、z三个不停方向延伸，因此2Px所代表的含义是第二电子层沿x轴方向伸展的p轨道,故A正确；

B.焰色反应是指金属原子受热从基态跃迁到激发态后，电子从高能级跃迁回到低能级轨道时，将能量以光能的形式释放出来，故B正确；

C.核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2的原子，其原子核外有7个能级，故C错误；

D.在电子云示意图中,小黑点密度大表示电子在核外空间单位体积内电子出现的机会多，故D正确；

故答案：C。

4．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是

A．只有在电子层、原子轨道、原子轨道伸展方向都确定时，才能准确表示电子运动状态

B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7

C．同一个原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的

D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱

【答案】A

【详解】

A．只有在电子层、电子亚层、电子云的伸展方向及电子的自旋都确定时，电子的运动状态才能确定下来，A错误；

B．各原子轨道的伸展方向种数按p、d、f的顺序分别为3、5、7，B正确；

C．在任何一个原子中，不可能存在运动状态完全相同的2个电子，C正确；

D．基态原子吸收能量变为激发态原子，可得到吸收光谱，D正确；

故选A。

5．下列有关光谱的说法中不正确的是

A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)

B．霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关

C．通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素

D．原子只有发射光谱

【答案】D

【详解】

A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射），不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发生光谱，故A正确；

B．电子由高能级跃迁至较低能级时，要释放能量，霓虹灯光、激光、焰火都与电子跃迁释放能量有关，故B正确；

C．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷，同样也可以鉴定某些元素，在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，故C正确；

D．原子既有发射光谱，也有吸收光谱，故D错误；

故选D。

6.对焰色试验的描述正确的是（   ）

A.焰色试验只是金属单质特有的性质

B.焰色试验是化学变化

C.焰色试验是金属原子从基态跃迁到激发态时，将能量以光的形式表现出来 

D.焰色试验是金属原子或离子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将能量以光的形式表现出来的现象

【答案】D

7．已知下列电子排布图所表示的是元素的原子，其中能量处于最低状态的是

A．  B．

C．  D．

【答案】B

【分析】

根据构造原理，能量由低到高排列为：1s、2s、2p，利用核外电子排布的三个原理：能量最低原理、泡利原理、洪特规则可对各选项作出判断。

【详解】

A．该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级，而是排在能量较高的2p能级上，不是能量最低的状态，故A不符合题意；

B．该元素原子的电子排布图遵守核外电子排布的三个原理，能量处于最低状态，故B符合题意；

C．2p的3个电子没有分占能量相同的3个2p轨道，违反了洪特规则，不是能量最低的状态，故C不符合题意；

D．该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级，而是排在能量较高的2p能级上，不是能量最低的状态，故D不符合题意；

故答案为B。

8．下列原子的价电子排布式(或价电子排布图)中，①、②两种状态的能量符合E(①)>E(②)的是

A．氮原子：①②

B．钠原子：①3s1②3p1

C．铬原子：①3d54s1②3d44s2

D．碳原子：①②

【答案】A

【详解】

A．基态氮原子核外电子总数为7，2p轨道3个电子各占据1个轨道，电子排布图为，此时最稳定，若呈现①结构，则能量增大，属于不稳定状态，故A符合；

B．钠原子：最外层电子由①3s1轨道跃迁至②3p1轨道，能量增大，故B不符合；

C．Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，基态外围电子排布为①3d54s1，此时处于半满结构，能量最低，若外围电子排布为②3d44s2时，能量增大，故C不符合；

D．根据洪特规则，碳原子2p轨道2个电子各占据1个轨道时能量最低，故①状态的能量低于②状态的能量，故D不符合；

故选A。

9．已知某原子结构示意图为，下列有关说法正确的是（ ）

A．结构示意图中x＝4

B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4

C．该原子的电子排布图为

D．该原子结构中共有5个能级上填充有电子

【答案】D

【详解】

A.由原子结构示意图可知，K层电子排满时为2个电子，故x=2，该元素为硅，故A选项错误。

B.该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B选项错误。

C.硅的电子排布图为，故C选项错误。

D.原子结构中共有1s、2s、2p、3s、3p这5个能级上填充有电子，故D选项正确。

故答案选D。

【点睛】

本题只要将x=2推断出来以后确定元素为硅之后进行电子排布式和电子排布图的判断，注意电子排布图中电子的分布。

10．人们常将在同一原子轨道上运动的，自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”；将在同一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。以下有关主族元素原子的“未成对电子”的说法，错误的是：

A．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”

B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中一定不含“未成对电子”

C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”

D．核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中可能不含“未成对电子”

【答案】BD

【详解】

A．每个原子轨道容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含有“未成对电子”，故A正确；

B．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含“未成对电子”，如碳原子，核外有6个电子，含有2个“未成对电子”，故B错误；

C．核外电子数为偶数的基态原子，其原子轨道中可能含有“未成对电子”， 如碳原子，核外有6个电子，含有2个“未成对电子”，故C正确；

D．每个轨道容纳2个电子，核外电子数为奇数的基态原子，其原子轨道中一定含“未成对电子”，故D错误；

选BD。

11．科学研究证明：核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6。下列说法正确的是(　　)

A．两粒子的1s能级上电子的能量相同

B．两粒子的3p能级上电子离核的距离相同

C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同

D．两粒子都达8电子稳定结构，化学性质相同

【答案】C

【详解】

氩原子与硫离子的核外电子排布虽然相同，但核内质子数(即核电荷数)不同。电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小，对应相同能级上的电子的能量和距离原子核的距离是不同的，其对应的化学性质也不同，如S2－虽然达到了稳定结构，但具有较强的还原性，和Ar的性质不同。

12．X、Y、Z表示三种元素的原子，其最外层电子排布分别为ns1、3s23p4和2s2p4，由这三种元素组成的化合物的化学式不可能是

A．X2Y2Z3 B．X2YZ3 C．XYZ2 D．X2YZ4

【答案】C

【分析】

X原子最外层电子排布为ns1，处于第ⅠA族，化合价为+1，Y原子最外层电子排布为3s23p4，则Y为S元素，Z原子最外层电子排布为2s22p4，则Z为O元素，化合价为-2，结合化合价规则与常见物质化学式进行判断。

【详解】

A．X2Y2Z3中Y的化合价为+2价，Y为S元素，有+2价，符合，如Na2S2O3，故A不符合题意；

B．X2YZ3中Y的化合价为+4价，Y为S元素，有+4价，符合，如H2SO3，故B不符合题意；

C．XYZ2中Y的化合价为+3价，Y为S元素，没有+3价，不符合，故C符合题意；

D．X2YZ4中Y的化合价为+6价，Y为S元素，有+6价，符合，如H2SO4，故D不符合题意；

答案选C。

13．下列各组表述中，两个粒子一定不属于同种元素原子的是(　　)

A．3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p2的原子

B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2的原子

C．最外层电子数是核外电子总数的的原子和价电子排布式为4s24p5的原子

D．2p能级有一个未成对电子的基态原子和原子的价电子排布式为2s22p5的原子

【答案】B

【详解】

A项，3p能级有一个空轨道，说明3p能级有2个电子，3s能级肯定已填满，价电子排布式为3s23p2，因此A中两粒子相同，不符合题意。B项，M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即最外层电子排布为3s23p63d10，应该是锌元素，3d64s2是铁元素的价电子排布式，符合题意。C项，价电子排布式为4s24p5，则3d能级已排满10个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的的原子，可按下述方法讨论：若最外层电子数为1，核外电子总数为5，不可能；最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能；同理，只有最外层电子数为7，核外电子总数为35时合理，其电子排布式也是1s22s22p63s23p63d104s24p5，二者是同种元素的原子，不符合题意。D项，2p能级有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此二者可能属于同种元素的原子，不符合题意。

14．周期表中前20种元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，它们的结构性质等信息如下表所述：

请根据信息回答有关问题：

(1)写出对应元素的名称：X：___Y：___Z：___W：___。

(2)元素X的原子核外共有___种不同运动状态，其基态原子中最高能量能级轮廓图形状___。

(3)Y的价层电子排布图___，其电子云在空间有___种方向。

(4)化合物WZ的电子式为___，其焰色反应呈紫色，其原因是___。

【答案】碳    氮    氯    钾    6    哑铃形或纺锤形        4        电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱   

【分析】

X基态原子有三个能级，每个能级上的电子数都相等，则X为C，Y元素原子外围电子排布式为nsnnpn+1，则Y为N，Z元素构成的单质是一种有毒的黄绿色气体，则Z为Cl，W是前四周期主族元素中原子半径最大的元素，且该元素的某种合金可做原子反应堆导热剂，则W为K。

【详解】

(1)根据前面分析得到对应元素的名称：X为碳，Y为氮，Z为氯，W为钾；故答案为：碳；氮；氯；钾。

(2)元素X(C)原子序数为6，其原子核外共有6种不同运动状态，其基态原子中最高能量能级为2p能级，其能级轮廓图形状哑铃形或纺锤形；故答案为：6；哑铃形或纺锤形。

(3)Y(N)的价层电子排布式为2s22p3，其排布图，2s在空间有1种方向，2p在空间有3种方向，即其电子云在空间有4种方向；故答案为：；4。

(4)化合物WZ(KCl)的电子式为，其焰色反应呈紫色，其原因是电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱；故答案为：；电子从高能级跃迁到低能级，以光谱形式释放能量或电子发生跃迁，产生发射光谱。

15．A、B、C、D、E代表前4周期的五种元素，原子序数依次增大。请填空：

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其电子轨道表示式为___________。

(2)B元素的负一价离子的电子层结构与氩相同，B离子的结构示意图为___________。

(3)C元素的正三价离子的3d能级为半充满，C的元素符号为___________，该元素在周期表中的位置为___________。

(4)D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，D的元素基态原子的电子排布式为___________，在元素周期表中的位置为___________。

(5)E元素基态原子中没有未成对电子，E的外围电子排布式是___________。

【答案】        Fe    第四周期Ⅷ族    1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)    第4周期ⅠB族    3d104s2或4s24p6   

【详解】

(1)基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子的元素为氮元素，其电子轨道表示式为；答案为。

(2)因为B-的电子层结构与氩相同，即核外电子数相同，所以B元素的质子数为18-1=17，则B-为Cl-，其结构示意图为；答案为。

(3)C元素的正三价离子的3d能级为半充满，C的元素符号为Fe，位于第四周期Ⅷ族；答案为Fe，第4周期Ⅷ族。

(4)D元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，则D为Cu元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，位于第4周期ⅠB族；答案为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，第4周期ⅠB族。

(5)E元素基态原子中没有未成对电子，且E的原子序数在五种元素中最大，因此E元素为30号元素Zn或36号元素Kr，其外围电子排布式为3d104s2或4s24p6；答案为3d104s2或4s24p6。

16．如图是s能级和p能级的原子轨道图。

试回答下列问题：

(1)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)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，原子中能量最高的是________电子，其电子云在空间有3个互相________(填“垂直”或“平行”)的伸展方向。元素X的名称是________，它的最低价氢化物的电子式是________。

(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，Y的元素符号为________，原子的核外电子排布式为________。

(4)下列电子排布图中，能正确表示元素X的原子处于最低能量状态的是________。

【答案】(1)球　1　哑铃　3　(2)2p　垂直　氮　

(3)S　1s22s22p63s23p4　(4)D

【详解】

 (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电子的原子轨道都呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，分别以px、py、pz表示。(2)元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np轨道已排有电子，说明ns轨道已排满电子，即n＝2，则元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，X是氮元素。其最低价氢化物为NH3，电子式为。(3)元素Y的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，则n－1＝2，n＝3，则Y元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，Y是硫元素。(4)若元素的原子处于最低能量状态，则其核外电子排布符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则。A、B两项违背洪特规则，C项表示元素的原子处于激发态，违背能量最低原理。