人教版高考一轮复习课时练习12原子结构核外电子排布含答案

原子结构 核外电子排布

(建议用时：40分钟)

一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)

1．(2020·邢台模拟)下列图示的Be原子核外电子排布图表示的状态中，能量最高的是(　　)

D　解析：原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，轨道能量：1s＜2s＜2p，根据图知，电子排布在2p、2s轨道上的越多，则能量越高，C、D都有2个电子排布在2p轨道，而D中1个电子排布在2s轨道，C中2个电子都排布在1s轨道，所以D能量最高。

2．下列电子排布式违反了泡利原理的是(　　)

A．硅原子的电子排布式：1s22s22p63s13p3

B．碳原子的电子排布式：1s22s22p2

C．钪原子的电子排布式1s22s22p63s23p64s3

D．铬原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d44s2

C　解析：硅是14号元素，硅原子的电子排布式应为1s22s22p63s23p2,1s22s22p63s13p3违反了能量最低原理，故A不符合题意；碳是6号元素，碳原子的电子排布式为1s22s22p2，符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则，故B不符合题意；钪是21号元素，钪原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,1s22s22p63s23p64s3违反了泡利原理，故C符合题意；铬是24号元素，铬原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1,1s22s22p63s23p63d44s2违反了洪特规则，故D不符合题意。

3．(2020·济南模拟)下列各族的基态原子中未成对电子数不可能等于2的是

(　　)

A．ⅣA族 B．ⅡA族 

C．Ⅷ族 D．ⅣB族

B　解析：ⅣA族价电子排布式为ns2np2，未成对电子数为2，故A正确；ⅡA族价层电子排布式为ns2，未成对电子数为0，故B错误；Ⅷ族基态原子未成对电子数可能为2，如Ni的价层电子排布式为3d84s2，故C正确；ⅣB族价层电子排布式为(n－1)d2ns2，未成对电子数为2，故D正确。

4．(2020·镇江模拟)某元素基态原子M层上有一个未成对的单电子，则该基态原子价层电子排布不可能是(　　)

A．3d14s2 B．3d94s2 

C．3s23p1 D．3s23p5

B　解析：价层电子排布为3d14s2、3s23p1、3s23p5，元素M层都有一个未成对的单电子，3d94s2不遵循洪特规则，排布式不正确，正确的排布式为3d104s1，M层没有未成对电子。

5．已知三种粒子(原子或离子)的电子排布式如下：

11X：1s22s22p6　

19Y：1s22s22p63s23p6

20Z：1s22s22p63s23p6

若将上述三种粒子归为同一类，下列粒子中也可归为此类的是(　　)

A.   B. 

C.   D.

C　解析：分析原子核内的质子数和电子排布式之间的关系可知，三种粒子都是金属阳离子。分析A～D四个选项中粒子结构示意图的核电荷数和核外电子排布的关系可知，A和D是原子，B是阴离子，C是金属阳离子。

6．(2020·全国卷Ⅰ)1934年约里奥－居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核He)轰击金属原子X，得到核素 Y，开创了人造放射性核素的先河：

X＋He―→Y＋n

其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是(　　)

A．X的相对原子质量为26

B．X、Y均可形成三氯化物

C．X的原子半径小于Y的

D．Y仅有一种含氧酸

B　解析：依据质量数守恒得W＋4＝30＋1，推出W＝27。再结合X、Y的最外层电子数之和为8，X为金属元素，可推出X的核电荷数为13，故X为Al；Y的核电荷数为15，故Y为P。A项，X为铝元素，质量数为27，相对原子质量约为27，错误；B项，铝元素和氯元素可以形成三氯化铝，磷元素和氯元素可以形成三氯化磷，正确；C项，原子半径：Al>P，错误；D项，磷元素可以形成H3PO2、H3PO3、H3PO4等含氧酸，错误。

7．人们通常将在同一原子轨道上运动、自旋方向相反的2个电子，称为“电子对”，将在某一原子轨道上运动的单个电子，称为“未成对电子”。下列基态原子的电子排布式中，未成对电子数最多的是(　　)

A．1s22s22p63s23p6

B．1s22s22p63s23p63d54s2

C．1s22s22p63s23p63d54s1

D．1s22s22p63s23p63d104s1

C　解析：A中1s22s22p63s23p6中每个轨道上都达到饱和，未成对电子数为0；B中1s22s22p63s23p63d54s2中3d轨道上有5个电子未成对，其他轨道达到饱和，未成对电子数为5；C中1s22s22p63s23p63d54s1中的3d、4s轨道上各有5、1个未成对电子，未成对电子数为6；D中1s22s22p63s23p63d104s1只有4s上有1个电子未成对，未成对电子数为1。

二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)

8．硅原子的电子排布式由1s22s22p63s23p2转变为1s22s22p63s13p3，下列有关该过程的说法正确的是(　　)

A．硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量

B．硅原子由激发态转化为基态，这一过程释放能量

C．硅原子处于激发态时的能量高于基态时的能量

D．转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构相同，化学性质相同

AC　解析：硅原子由基态转化为激发态，这一过程吸收能量，则其处于激发态时的能量高于基态时的能量，故A、C项正确，B项错误；转化后硅原子与基态磷原子的电子层结构不相同，因为基态磷原子的最外层电子排布式为3s23p3，化学性质也不相同，D项错误。

9．镍钛形状记忆合金是一种兼有感知和驱动功能的新型智能材料，广泛用于医疗、航空等领域，下列相关叙述不正确的是(　　)

A．镍、钛两种原子中未成对电子数相同，且最高能级一样

B．Ni和Ti4＋的电子排布式分别为[Ar]3d84s2和[Ar]

C．镍、钛两元素均为d区的过渡元素，且族序数为2倍关系

D．镍、钛两原子的M层电子数总和等于其他层的电子数总和

D　解析：镍的电子排布式为[Ar]3d84s2，未成对电子数为2，钛的电子排布式为[Ar]3d24s2，未成对电子数也为2，两原子的最高能级都为3d能级，选项A正确；Ni和Ti4＋的电子排布式分别为1s22s22p63s23p63d84s2和1s22s22p63s23p6，简写为[Ar]3d84s2和[Ar]，选项B正确；根据镍、钛的电子排布式可知两者都是d区的过渡元素，镍的族序数为8，钛的族序数为4，是2倍关系，选项C正确；镍、钛两原子的M层电子数总和为(2＋6＋8)＋(2＋6＋2)＝26，其他层的电子数总和为(2＋8＋2)＋(2＋8＋2)＝24≠26，选项D不正确。

10．已知阳离子R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g

R2＋所含电子的物质的量是(　　)

A. mol   B. mol

C.(m－n－2) mol   D.(m－n＋2) mol

C　解析：已知阳离子R2＋的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则R的质子数是m－n，所以该阳离子核外电子数是m－n－2，所以w g R2＋所含电子的物质的量是(m－n－2) mol。

三、非选择题

11．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________状，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____________________________________方向；元素X的名称是________，它的氢化物的电子式是________。若元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1，那么X的元素符号为________，原子的电子排布图为__________________________________________________________。

解析：(1)s电子的原子轨道都是球形的，每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道都是哑铃状的，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)因为元素X的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋1，np 轨道已排上电子，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，是氮元素，其中原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有三个互相垂直的伸展方向；氮元素的氢化物是氨气，含有极性键，其电子式是 ；当元素X的原子最外层电子排布式为nsn－1npn＋1时，根据上述分析，有n－1＝2，则n＝3，所以X元素的原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是硫元素，元素符号为S，其原子的电子排布图为。

答案：(1)球　1　哑铃　3　

(2)2p　三个互相垂直的伸展　氮　　S　

12．(1)下列原子或离子的电子排布正确的是________(填标号，下同)，违反能量最低原理的是________，违反洪特规则的是________，违反泡利不相容原理的是________。

①Ca2＋：1s22s22p63s23p6

②F－：1s22s23p6

③P：

④Cr：1s22s22p63s23p63d44s2

⑤Fe：1s22s22p63s23p63d64s2

⑥Mg2＋：1s22s22p6

⑦C：

(2)①氮原子价电子的轨道表示式为________________________________。

②Co基态原子核外电子排布式为__________________________________。

③Fe3＋基态核外电子排布式为_____________________________________。

解析：(1)根据核外电子排布规律，②中错误在于电子排完2s轨道后应排2p轨道而不是3p轨道，正确的应为1s22s22p6；③中没有遵循洪特规则，最外层的轨道表示式应为；④中忽略了能量相同的原子轨道在半充满状态时，体系的能量较低，原子较稳定，正确的应为1s22s22p63s23p63d54s1；⑦中违反泡利不相容原理，正确的应为。(2)①氮是7号元素，其价电子的轨道表示式为。②Co的原子序数为27，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。③Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5。

答案：(1)①⑤⑥　②　③④　⑦

(2)①

②[Ar]3d74s2(或1s22s22p63s23p63d74s2)

③[Ar]3d5(或1s22s22p63s23p63d5)

13．有A、B、C、D、E 5种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素；A和E属同一族，它们原子最外层电子排布为ns1，B和D也属同一族，它们原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍。C原子最外层电子数等于D原子最外层电子数的一半。请回答下列问题：

(1)A是________，B是________，C是________，D是________，E是________。

(2)由这五种元素组成的一种化合物是(写化学式)________。写出该物质的一种主要用途：_________________________________________________________。

(3)写出C元素基态原子的电子排布式：______________________________。

(4)用电子排布图表示D元素原子的价层电子排布为___________________。

解析：A、B、C、D、E 5种元素核电荷数都小于20，A、E属同一族且最外层电子排布为ns1，故为第ⅠA族元素，而A为非金属元素，则A为氢；B、D为同一族，其原子最外层的p能级电子数是s能级电子数的两倍，故其最外层电子排布为ns2np4，为第ⅥA族元素，B核电荷数小于D，则B为氧，D为硫，E为钾；C原子最外层电子数为硫原子最外层电子数的一半，则C为铝。

答案：(1)H　O　Al　S　K(写元素名称也可)

(2)KAl(SO4)2·12H2O　净水剂

(3)1s22s22p63s23p1　(4)