2023版高考化学一轮复习课件 第五章 物质结构基础 第一节　原子结构　核外电子排布

核心素养测评()　原子结构　核外电子排布

一、选择题：本题包括12个小题，每小题仅有1个选项符合题意。

1．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：A　U与U互为同位素而非同素异形体，A项正确，D项错误；互为同位素的原子化学性质几乎相同，B项错误；同位素原子之间的转化，不属于化学变化，C项错误。

2．下列关于能层与能级的说法中正确的是(　　)

A．原子核外电子的每个能层最多可容纳的电子数为n2

B．任一能层的能级总是从s能级开始，而且能级数等于该能层序数

C．同是s能级，在不同的能层中所能容纳的最多电子数是不相同的

D．能级能量：5s>4d

解析：B　A项，每一能层最多可容纳的电子数为2n2；C项，只要是s能级，不论哪一能层，所容纳的电子数都为2；D项，由构造原理知能级能量：4d>5s。

3．中国计量科学研究院研制的NIM5铯原子喷泉钟，2 000万年不差一秒，目前成为国际计量局认可的基准钟之一，参与国际标准时间修正。下列关于Cs的说法错误的是(　　)

A．137Cs和133Cs互为同位素

B．单质Cs与水反应非常缓慢

C．137Cs比133Cs多4个中子

D．137Cs最外层只有1个电子

解析：B　137Cs和133Cs质子数相同，中子数不同，质量数不同，前者比后者多4个中子，两者互为同位素，A、C两项正确；Cs位于周期表中第六周期ⅠA族，其原子最外层只有1个电子，Cs的金属性很强，能与水剧烈反应，B项错误，D项正确。

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：A　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项正确。

5．如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图)，图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是(　　)

A．电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图

B．3p2表示3p能级中有两个原子轨道

C．由图乙可知，s能级的电子云轮廓图呈圆形，有无数条对称轴

D．由图丙可知，p能级的原子轨道图呈哑铃形，且有3个伸展方向

解析：D　电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，图甲就是电子云图(即概率密度分布图)。由于电子云图难以绘制，所以通常把电子出现概率约为90%的空间圈出来，称为电子云轮廓图，实际上这种电子云轮廓图就是我们常说的原子轨道图，故A错误；3p2表示3p能级中容纳了两个电子，故B错误；s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形，故C错误；p能级的原子轨道图呈哑铃形，有px(沿x轴方向)、py(沿y轴方向)、pz(沿z轴方向)三个伸展方向，并且互相垂直，D正确。

6．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：A　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。

7．假设R元素无同位素，元素R原子的质量数为A，Rm－的核外电子数为x，则W g Rm－所含中子的物质的量为(　　)

A．(A－x＋m)mol  B．(A－x－m)mol

C．(A－x＋m)mol  D．(A－x－m)mol

解析：C　根据n(Rm－)＝＝ mol，所以W g Rm－所含中子的物质的量为(A－x＋m)mol。

8．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

解析：C　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，原子核对核外电子的吸引作用不同，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。

9．下列有关电子排布图的表述不正确的是(　　)

解析：D　A项，单核10电子粒子基态时的电子排布式为1s22s22p6，每个轨道内排布2个电子，且自旋状态相反，正确；B项，违背了洪特规则，正确；C项，N原子的价层电子排布图为，正确；D项，该电子排布图中的电子没有激发跃迁到能量更高的轨道上，错误。

10．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：B　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。

11．(2021·济南质检)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能发生核磁共振

解析：B　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项正确；14C的质子数、中子数都是偶数，故B项错误；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项正确；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项正确。

12．现有部分元素的原子结构特点如表：

下列叙述中正确的是(　　)

A．W原子结构示意图为

B．元素X和Y只能形成原子个数比为1∶2的化合物

C．元素X比元素Z的非金属性强

D．X、Y、Z、W四种元素不能形成离子化合物

解析：C　L层电子数是K层电子数的3倍，X为O元素；核外电子层数等于原子序数，Y为H元素；L层电子数是K层和M层电子数之和，即K、L、M电子层分别含有2、8、6个电子，Z为S元素；共用三对电子形成双原子分子，常温下为气体的单质是N2，W为N元素。氮原子的结构示意图为，A错误；O元素和H元素能形成H2O和H2O2两种化合物，B错误；O元素的非金属性大于S元素，C正确；四种元素可以形成NH4HSO4、(NH4)2SO4等离子化合物，D错误。

二、非选择题：本题包括3个小题。

13．A、B、C、D、E代表5种元素。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，其元素符号为________；

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同，B的元素符号为________，C的元素符号为________；

(3)D元素的正三价离子的3d轨道为半充满，D的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________；

(4)E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，E的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________。

解析：(1)A元素原子核外共有7个电子，则其核内有7个质子，因此A元素为N。(2)B、C分别为17、19号元素，即分别为Cl、K。(3)D3＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可知D为26号元素，即Fe，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(4)E元素原子核外共有29个电子，第29号元素为Cu，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。

答案：(1)N　(2)Cl　K　

(3)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2

(4)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1

14．元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体，回答下列问题：

(1)写出Z与N形成的化合物的电子式：________________________________。

(2)X与Y可分别形成“10电子”和“18电子”的分子，写出该“18电子”分子转化成“10电子”分子的化学方程式：___________________________(分解反应)。

(3)如图表示由上述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，写出该转化过程的化学方程式：_____________________________________。

(4)A、B均为由上述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为1∶1∶1。若在各自的水溶液中，A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为________，B的化学式为________。

解析：根据Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，可推出Y是O元素；M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4, 则M是S元素；N为短周期主族元素，且原子序数大于S元素，则N为Cl元素；根据化合物XN在常温下为气体，推断X为H元素；根据N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小，推断Z为Na元素。

答案：(1)Na＋[C]－

(2)2H2O2MnO2,2H2O＋O2↑

(3)2SO2＋O22SO3　

(4)NaOH　NaClO(或NaHS)

15．已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的粒子，C是一种含有10电子的粒子。请完成下列问题：

(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学反应方程式：________________。

(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：________。

(3)若B是一种四核含18电子的分子，D是一种气态单质分子，则A的化学式为____________，B的结构式为______________。

(4)若A、B均是含2个原子核的粒子，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生的离子反应方程式为________________。

(5)若D是一种含有22个电子的分子，则符合如图关系的A的物质有________________(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。

解析：(1)18电子的气态单质分子为F2，则C为HF、B为H2O、D为O2，反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。

(2)B、D为同主族元素的单质，且A含有18电子，C含有10个电子，则B为O2、A为H2S、C为H2O、D为S。

(3)一种四核含18个电子的分子为H2O2，C是一种含有10个电子的粒子，则C为H2O。D是一种气态单质分子，则D可能为N2，那么A为N2H4。

(4)含2个原子核的18电子的粒子为HS－，10电子的粒子为OH－，离子反应方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O。

(5)含22个电子的分子为CO2，则A为含18个电子的含C、H或C、H、O的化合物，可能为CH3CH3和CH3OH。

答案：(1)2F2＋2H2O===4HF＋O2

(2)HH　(3)N2H4　H—O—O—H　

(4)HS－＋OH－===S2－＋H2O

(5)CH3CH3、CH3OH