人教版 (2019)选择性必修2第一节 原子结构课后练习题
展开一、单选题
1.下列说法错误的是
A.同一原子中,、、能级的轨道数依次增多
B.电子排布违反了洪特规则
C.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为
D.违反了泡利原理
2.“元宵”既可以指一种传统节日,也可指一种食物(南方叫汤圆)。下列与“元宵”有关的说法错误的是
A.“元宵”的原料之一糯米主要是碳水化合物
B.“元宵”放的焰火与原子核外电子跃迁有关
C.“元宵”的红豆馅中富含天然的蛋白质
D.“元宵”燃放鞭炮时不涉及氧化还原反应
3.下列说法或有关化学用语的表达正确的是
A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量
B.基态铜原子(29Cu)的价层电子排布式:3d104s1
C.Ca处于基态的电子排布式为1s22s22p63s23p64p2
D.氧元素基态原子的电子排布图为
4.某元素的最外层有2个电子,该元素
A.一定是金属元素
B.一定是ⅡA族元素或是He
C.最高化合价一定为+2价
D.无法确定属于哪类元素
5.下列Li原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低的是
A. B.
C. D.
6.下列对核外电子运动状态的描述正确的是
A.电子的运动与行星的运动相似围绕原子核在固定的轨道上高速旋转
B.能层数为3时,有3s、3p、3d、3f四个轨道
C.氢原子中只有一个电子,故氢原子只有一个轨道
D.在同一能级上运动的电子,其运动状态肯定不同
7.下列几种表示电子排布的方法中正确的是
A.32Ge基态原子核外电子排布式:4s24p2
B.28Ni原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s1
C.O原子的电子排布图:
D.29Cu+的价层电子排布式:3d94s1
8.已知:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6, 下列化学用语表达正确的是
A.I2分子的σ键轮廓图:
B.硫原子的结构示意图:
C.碘化钠的电子式:
D.基态O原子核外电子轨道表示式:
9.下列表示不正确的是
A.氯化钙的电子式:
B.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
C.苯酚的分子结构模型:
D.Cl-Cl的p-pσ键电子云图形:
10.在周期表前四周期元素中,基态原子最外层电子排布式为的元素有
A.3种B.4种C.5种D.6种
二、判断题
11.日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。( )
12.不同能层,s能级的能量相同。( )
13.基态原子的N层上只有一个电子的元素,一定是ⅠA族元素。(_____)
14.价电子一定是最外层电子。(_____)
15.模型中的小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度的形象描述 。
三、解答题
16.三草酸合铁酸钾的化学K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于制作工程图中“晒制蓝图”时的感光剂。
(1)钾离子最外层电子的轨道表示式 。
(2)已知草酸氢钾(KHC2O4)溶液中c(C2O42—)>c(H2C2O4),则该溶液呈性 (填酸、碱、中),并简述原因 ,写出HC2O4—水解的离子方程式 。
为探究三草酸合铁酸钾受热分解的产物,按下图进行实验。
(3)实验开始时,先要通一会氮气,其目的是 。
(4)实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊,装置E中固体变为红色,由此判断热分解产物中一定含有 、 。
(5)样品完全分解后,装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3,检验Fe2O3存在的方法是: 。
17.三氯化铬()在工业上主要用作媒染剂和催化剂,实验室模拟工业上以为原料制备。
(1)制备。取一定质量的和对应量的水加入到三颈烧瓶中,水浴加热并搅拌,一段时间后同时加入过量浓盐酸和无水乙醇充分反应,生成并放出气体。
①Cr原子的外围电子排布式为 。
②上述反应的化学方程式为 。
③上述反应中的乙醇与投料的物质的量比例大约为,原因是 。
(2)测定的质量分数。
I.称取样品0.3300g,加水溶解并配成250.0mL的溶液。
II.移取25.00mL样品溶液于带塞的锥形瓶中,加热至沸后加入稍过量的,稀释并加热煮沸,再加入过量的硫酸酸化,将氧化为;再加入过量KI固体加塞摇匀,使铬元素完全以的形式存在。
III.加入1mL淀粉溶液,用标准溶液滴定至终点,平行测定3次,平均消耗标准溶液24.00mL。
已知反应:
(未配平)
(未配平)
①滴定终点的现象是 。
②计算的质量分数(写出计算过程) 。
18.钴是一种中等活泼金属,化合价为+2价和+3价,其中CCl2易溶于水。某校同学设计实验制取(CH3COO)2C (乙酸钴)并验证其分解产物。回答下列问题:
(1)甲同学用C2O3与盐酸反应制备CCl2▪4H2O,其实验装置如下:
①钴在元素周期表中的位置是 钴的基态原子的价电子排布图为 。
②烧瓶中发生反应的离子方程式为 。由烧瓶中的溶液制取干燥的CCl2▪4H2O,还需经过的操作有 、过滤、洗涤、干燥等。
(2)乙同学利用甲同学制得的CCl2▪4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2C,并利用下列装置检验(CH3COO)2C在氮气气氛中的分解产物。已知PdCl2溶液能被CO还原为Pd。
①装置E、F是用于检验CO和CO2,其中盛放PdCl2溶液的是装置 (填“E”或“F”),实验开始时通入氮气的作用是 。
②若乙酸钴最终分解生成固态氧化物X和气体CO、CO2 、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3 (空气中的成分不参与反应),则乙酸钴在空气气氛中分解的化学方程式为 。
参考答案:
1.B
【详解】A.同一原子中, 2p 、 3d 、 4f 能级的轨道数依次为3、5、7,依次增多,A正确;
B.电子排布 (23V)1s22s22p63s23p63d5 违反了能量最低原理,正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2,B错误;
C.原子核外电子的每一个能层最多可容纳的电子数为 2n2,C正确;
D.1s、2s轨道中容纳的2个电子自旋状态相同,违反了泡利原理,D正确;
故答案选B。
2.D
【详解】A.糯米富含淀粉,主要是碳水化合物,故A正确;
B.焰火与原子核外电子跃迁有关,在跃迁过程中释放出光,故B正确;
C.红豆中含有蛋白质,故红豆馅中富含天然的蛋白质,故C正确;
D.燃放鞭炮涉及燃烧反应,有元素化合价的变化,是氧化还原反应,故D错误;
故选D。
3.B
【详解】A.在基态多电子原子中,p轨道电子能量不一定高于s轨道电子能量,比如第2电子层的p轨道电子能量高于同一电子层的s轨道电子的能量,但是低于第3电子层的s轨道电子能量,A错误;
B.Cu元素是29号元素,核外电子排布式为:[Ar]3d104s1,其价层电子排布式:3d104s1,B正确;
C.Ca处于基态的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,C错误;
D.氧元素基态原子的电子排布图为,D错误;
故选B。
4.D
【详解】A.某元素的最外层有2个电子,可能为金属元素,也可能为稀有气体,如He,故A错误;
B.某元素的最外层有2个电子,可能为ⅡA 族元素或是 He,也可能是过渡金属,故B错误;
C.某元素的最外层有2个电子,可能为稀有气体,如He,故C错误;
D.某元素的最外层有2个电子,可能为稀有气体,如He,也可能为第ⅡA族元素,如Mg,还有可能为过渡金属,所以无法确定属于哪类元素,故D正确;
故答案为:D。
5.D
【详解】处于基态的锂原子能量最低,基态Li原子电子排布式为1s22s1,A不是基态,B也不是基态原子的电子排布,C也不是基态原子的电子排布,D符合基态原子电子排布图,故选D。
答案选D。
6.D
【详解】A.质量很小的电子在作高速运动时,其运动规律跟普通物体不同,电子没有确定的运动轨道,A错误;
B.第三能层只有、、三个能级,而能级有1个轨道,能级有3个轨道,能级有5个轨道,故第三能层有9个轨道,B错误;
C.氢原子中只有一个电子,在轨道,但还存在其他空轨道,C错误;
D.电子的运动状态与能层、能级和自旋状态有关,在同一原子内部不存在运动状态完全相同的电子,D正确;
故选:D。
7.C
【详解】A.32Ge基态原子核外电子排布式:1s22s22p63s23p63d104s24p2,故A错误;
B.28Ni原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d84s2,故B错误;
C.O原子的电子排布图:,故C正确;
D.29Cu+的价层电子排布式:3d10,故D错误;
故答案选C。
8.C
【详解】A.I2中是p-p σ键,原子轨道以“头碰头”的方式重叠,成键电子的电子云呈轴对称,故A错误;
B.硫原子的结构示意图,故B错误;
C.碘化钠为离子化合物,电子式为,故C正确;
D.根据洪特规则,基态O原子核外电子轨道的2p轨道上的表达式应为,故D错误;
故答案选C。
9.B
【详解】A.氯化钙属于离子化合物,电子式为 ,A正确;
B.Cr元素原子序数是24,价层电子轨道为4s13d5,其电子轨道表示式为: ,B错误;
C.苯酚分子式C6H5OH,结构模型图符合苯酚的结构,C正确;
D.两个p轨道“头碰头”重叠形成p-pσ键,形成轴对称的电子云图形,D正确;
故选B。
10.D
【详解】主族元素中,第IA族元素的最外层电子的排布式为ns1,在前四周期中,基态原子最外层电子排布式为ns1的主族元素有H、Li、Na、K,还有过渡元素铬和铜,共6种,D项正确;
答案为D。
11.正确
【详解】霓虹灯光、节日焰火等是原子中的电子吸收了能量,从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光的形式放出,因而能使火焰呈现颜色,与电子跃迁有关,故该说法正确。
12.错误
【详解】不同能层之间,符号相同的能级的能量随着能层数的递增而增大,故不同能层,s能级的能量不同,答案为错误。
13.错误
【详解】基态原子的N层上只有一个电子的元素,价电子排布式可能为4s1、3d54s1、3d104s1,元素可能为K、Cr、Cu,K为IA元素,而Cr、Cu分别为VIB族、IB族元素,故答案为错误。
14.错误
【详解】只有主族元素的价电子是最外层电子,过渡元素的价电子还包括内层电子,如铬元素价电子排布为3d54s1,故错误。
15.正确
【详解】电子云即概率密度的形象化描述,小黑点的疏密程度即表示电子在核外空间各处的概率密度,故正确;
16. 酸 溶液中的HC2O4-电离大于水解,氢离子浓度大于氢氧根浓度 HC2O4-+ H2O⇋H2C2O4+OH- 排尽装置中的空气(氧气) CO CO2 取少量装置A中残留物放入试管中,加入稀硫酸溶解,再滴加几滴KSCN溶液,若观察到溶液变红,则证明A中残留物中含Fe2O3
【详解】(1)钾原子为19号元素,核外电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1,钾离子的核外电子排布式:1s2 2s2 2p6 3s2 3p6,钾离子最外层电子的轨道表示式,
答案为:;
(2)已知草酸氢钾(KHC2O4)溶液中,c(C2O42-)>c(H2C2O4),说明溶液中的HC2O4-电离程度大于水解程度,则c(H+)> c(OH-),则该溶液呈酸性;HC2O4—水解生成H2C2O4和OH-,离子方程式HC2O4-+ H2O⇋H2C2O4+OH-,
答案为:酸;溶液中的HC2O4-电离程度大于水解程度,则c(H+)> c(OH-);HC2O4-+ H2O⇋H2C2O4+OH-;
(3)在反应开始前通入N2,可排净装置中的空气,以免O2和CO2对实验干扰,同时用N2把装置A、E中反应生成的气体排出进行后续检验,
故答案为排出装置中原有空气,避免O2和CO2干扰实验,同时用N2把装置A、E中反应生成的气体排出进行后续检验;
(4)B中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中一定含有CO2,E中固体变红、F中澄清石灰水变浑浊证明分解产物中有还原性气体CO,
故答案为CO;CO2;
(5)检验固体中是否存在Fe2O3,需将Fe2O3转化成铁离子,再用硫氰化钾进行检验,操作方法为:取少量装置A中残留物放入试管中,加入稀硫酸溶解,再滴加几滴KSCN溶液,若观察到溶液变红,则证明A中残留物中含Fe2O3,
故答案为取少量装置A中残留物放入试管中,加入稀硫酸溶解,再滴加几滴KSCN溶液,若观察到溶液变红,则证明A中残留物中含Fe2O3;
17.(1) 增大乙醇用量,利于提高利用率
(2) 滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且30s内不复原 96.1%
【分析】本实验利用与过量浓盐酸和无水乙醇充分反应,生成并放出,利用氧化还原滴定原理测定产品中质量分数,结合常见无机物制备相关实验原理和氧化还原滴定原理进行分析;
【详解】(1)Cr原子序数24,原子的外围电子排布式;与浓盐酸和无水乙醇反应生成和气体,反应方程式:;根据反应乙醇与投料比1:4,实际反应中的乙醇与投料的物质的量比例大约为,增大乙醇用量,利于提高利用率;
(2)淀粉遇碘变蓝,所以滴定终点现象:滴入最后半滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且30s内不复原:根据Cr元素守恒:,,,质量分数:。
18.(1) 第四周期第Ⅷ族 C2O3+6H++2Cl-=2C2++Cl2↑+3H2O 蒸发浓缩、冷却结晶
(2) F 排尽装置内的空气,防止氧气氧化乙酸钴 3(CH3COO)2CC3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6
【分析】C2O3与盐酸反应制备CCl2·4H2O的实验,KI-淀粉溶液用来检验生成物氯气,C装置为吸收尾气,防止污染空气;对于CCl2·4H2O在醋酸氛围中制得无水(CH3COO)2C的实验:连接好装置后,打开弹簧夹,通入氮气,排尽装置内的空气,然后加热D和I装置,乙酸钴分解,生成C3O4、CO、CO2和C2H6,由已知条件可知检验CO用PdCl2溶液,同时CO被氧化成CO2,为排除干扰,所以先用澄清石灰水检验CO2,然后用PdCl2溶液检验CO,再用G中的氢氧化钠溶液吸收剩余的CO2,防止干扰后续实验,将检验后的气体再经过无水氯化钙干燥后,通入氧化铜的装置,用来检验是否有还原性气体,若氧化铜由黑变红,且无水硫酸铜变蓝,K中澄清石灰水变浑浊,则证明分解产物还有含C、H两种元素的气体;
【详解】(1)①钴原子序数27,元素周期表中的位置是第四周期第Ⅷ族;钴的基态原子核外电子排布式:,价电子排布图;
②烧瓶中氧化钴与盐酸反应生成氯化钴、氯气和水,离子方程式:C2O3+6H++2Cl-=2C2++Cl2↑+3H2O;由烧瓶中的溶液制取干燥的CCl2▪4H2O,还需经过的操作有:蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等;
(2)①装置E、F是用于检验CO和CO2,PdCl2溶液能被CO还原为Pd,因此装置E用于检验CO2,F用于检验CO,F装置盛装足量的PdCl2溶液;
②通入氮气的作用是使D装置中产生的气体全部进入后续装置,且排尽装置内的氧气防止干扰等;
③乙酸钴最终分解生成固态氧化物X和气体CO、CO2 、C2H6,且n(X):n(CO):n(CO2):n(C2H6)=1:4:2:3 (空气中的成分不参与反应),根据原子守恒配平,反应的方程式为:3(CH3COO)2CC3O4+4CO↑+2CO2↑+3C2H6;
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