2024届鲁科版高考化学一轮复习第4章第1节原子结构核外电子排布作业含答案

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第4章 第1节 原子结构　核外电子排布
[基础练]
1．电影《流浪地球》中为了拯救地球而点燃了木星大气，木星大气中含有H2和He。下列说法不正确的是(　　)

A．H和He都是短周期元素
B．H和He都是主族元素
C．3He和4He是同种元素
D．H－和He的核外电子排布相同
解析：H和He都是第一周期的元素，因此属于短周期元素，A正确；H是主族元素、He是稀有气体元素，不都属于主族元素，B错误；3He和4He是同属于氦元素中的不同核素，属于同位素，C正确；H－和He的核外均有1个电子层，电子层上有两个电子，D正确。
答案：B
2．地壳中铀的平均含量约为2.5%，在铀元素中，用作核燃料的U只占0.724%。通过铀浓缩可提高铀元素中U的含量。下列关于铀元素的说法中正确的是(　　)
A．U与U互为同位素
B．可利用U与U化学性质的不同将二者分离
C．利用化学反应把U转化为U，提高U在铀元素中的含量
D．U与U互为同素异形体
解析：U与U互为同位素而非同素异形体，A正确，D错误；互为同位素的原子化学性质几乎相同，B错误；同位素原子之间的转化，不属于化学变化，C错误。
答案：A
3．下列各项叙述中，正确的是(　　)
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价电子排布式为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素
C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
解析：基态Mg的电子排布式为1s22s22p63s2，能量处于最低状态，当变为1s22s22p63p2时，电子发生跃迁，需要吸收能量，变为激发态，故A错误；价电子排布为5s25p2的元素最外层电子数为3，电子层数是5，最后一个电子排在p轨道，所以该元素位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，故B错误；所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，故C正确；24Cr原子的电子排布式是：1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，故D错误。
答案：C
4．对充有氖气的霓虹灯管通电，灯管发出红色光。产生这一现象的主要原因是(　　)
A．电子由激发态向基态跃迁时以光的形式释放能量
B．电子由基态向激发态跃迁时吸收除红光以外的光线
C．氖原子获得电子后转变成发出红光的物质
D．在电流的作用下，氖原子与构成灯管的物质发生反应
解析：在电流作用下，基态氖原子的电子吸收能量跃迁到较高能级，变为激发态原子，这一过程要吸收能量，不会发出红色光；而电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，将释放能量，从而产生红光，故A正确。
答案：A
5．短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子。则关于基态R原子的描述中正确的是(　　)
A．基态R原子核外电子的电子云轮廓图有两种：球形和哑铃形
B．基态R原子的价层电子排布式为ns2np2(n＝2或3)
C．基态R原子的原子轨道总数为9
D．基态R原子的轨道表示式为
解析：由“短周期元素R基态原子最外层的p能级上有2个未成对电子”可知，可能有两种情况：p能级上只有2个电子，R为第ⅣA族元素，C或Si；p能级上有4个电子，R为第ⅥA族元素，O或S，故只有A正确。
答案：A
6．下列说法正确的是(　　)
A．同一原子中3s、3p、3d、4s能量依次升高
B．某原子核外电子由1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子放出能量
C．p能级的原子轨道呈哑铃形，随着电子层数的增加，p能级原子轨道数也在增多
D．按照泡利不相容原理，在同一个原子中不可能存在两个运动状态完全相同的电子
解析：同一原子中，3s、3p、4s、3d能量依次升高，故A错误；3s轨道上的电子比3p轨道上的电子能量更低，所以原子核外电子由 1s22s22p63s23p1→1s22s22p63s13p2，原子要吸收能量，故B错误；p轨道是哑铃形的，任何电子层的p能级都有3个原子轨道，与电子层无关，故C错误；在多电子的原子中，电子填充在不同的电子层，电子层又分不同的能级，同一能级又有不同的原子轨道，每个轨道中最多可以填充两个电子，自旋状态相反，在一个基态多电子的原子中，不可能有两个运动状态完全相同的电子，故D正确。
答案：D
7．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层电子排布式为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层电子排布式为2s22p5的原子
解析：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，价层电子排布式为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，即价层电子排布式为3d104s2，应该是基态锌原子，3d64s2是基态铁原子的价层电子排布式，符合题意；C项，价层电子排布式为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，因此二者不一定属于同种元素的原子，不符合题意。
答案：B
[提升练]
8．(双选)下列有关轨道表示式的表述正确的是(　　)

解析：单核10电子粒子基态时电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，自旋状态相反，A正确；此图违背了洪特规则，B正确；N原子的价电子轨道表示式为，C错误；该轨道表示式中的电子没有跃迁到能量更高的轨道上，D错误。
答案：AB
9．(双选)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＝2
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4
C．该原子的轨道表示式为

D．该原子结构中共有5个能级上填充有电子
解析：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正确；该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故B错误；硅的轨道表示式为，故C错误；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正确。
答案：AD
10．(双选)核磁共振技术在临床诊断中的应用越来越多。已知原子核内质子数与中子数有如下三种情况：①均为偶数；②均为奇数；③一个为偶数，另一个为奇数。其中②③原子核能发生核磁共振，则下列说法错误的是(　　)
A．D、T两种核素均能发生核磁共振
B．6Li、14C、25Mg均能发生核磁共振
C．第ⅤA族元素的原子均能发生核磁共振
D．若n为自然数，2n＋1X不能发生核磁共振
解析：由题意知，D、T两种核素的质子数是奇数，中子数分别为奇数、偶数，故A正确；14C的质子数、中子数都是偶数，故B错误；第ⅤA族元素的原子质子数都是奇数，中子数是偶数或奇数，故C正确；n为自然数，2n＋1X中质量数为奇数，质子数或中子数中必有一个是奇数，另一个是偶数，故D错误。
答案：BD
[综合练]
11．根据已学知识，回答下列问题：
(1)基态N原子中，核外电子占据的最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为______________。
(2)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号：________或________。
(3)某元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”，其原子的外围电子排布式为4s24p4，该元素的名称是________。
(4)已知铁是26号元素，写出Fe的价层电子排布式____________；在元素周期表中，该元素在________(填“s”“p”“d”“f”或“ds”)区。
(5)写出与N同主族的As的基态原子的核外电子排布式______________________。
(6)从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为____________。
(7)Zn2＋的核外电子排布式为_________________________________________________。
解析：(1)N原子核外有7个电子，基态N原子核外电子排布式为1s22s22p3，核外电子占据的最高能层的符号是L，s轨道电子云为球形、p轨道电子云为哑铃形，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为球形和哑铃形。(2)根据泡利原理和洪特规则，3p轨道上有2个未成对电子的情况分两种情况，一种情况是3p轨道上只有2个电子，则该元素是Si，另一种情况是3p轨道上有4个电子，则该元素是S。(3)该元素原子的外围电子排布式为4s24p4，则该元素的核电子排布式是[Ar]3d104s24p4，元素的名称是硒。(4)铁是26号元素，Fe的价层电子排布式为3d64s2；在元素周期表中，Fe是Ⅷ族元素，在d区。(5)As是33号元素，其元素的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(6)同周期元素从左到右，第一电离能有增大趋势，但N原子2p轨道半充满，故N原子第一电离能大于同周期相邻元素， 则B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>B。(7)锌是30号元素，Zn的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，则Zn2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10。
答案：(1)L　球形和哑铃形　(2)Si　S　(3)硒　(4)3d64s2　d　(5)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3　(6)N>O>B　(7)1s22s22p63s23p63d10
12．现有四种短周期元素，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
与A同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性
C
在空气中含量第二，在地壳中含量第一
D
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原子的核外电子排布式为__________________________________________。
(2)B元素在周期表中的位置是______________；离子半径：B______A(填“大于”或“小于”)。
(3)C原子的电子排布图是______________，其原子核外有________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原子的电子排布式为______________，D－的结构示意图是________________________________________________________________________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物与A的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________________________________；B的最高价氧化物对应的水化物与D的氢化物的水溶液反应的化学方程式为__________________________________________________。
解析：根据题中信息可推出：A为Na，B为Al，C为O，D为Cl。
(1)A为Na，其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1。(2)B为Al，其在元素周期表中的位置为第三周期ⅢA族，Na＋与Al3＋核外电子排布相同，核电荷数Al3＋大于Na＋，故r(Al3＋)