2018_2019学年高中化学课时跟踪检测(二)能量最低原理电子云与原子轨道
课时跟踪检测（二）能量最低原理电子云与原子轨道
1.下列有关电子云和原子轨道的说法正确的是( )
A.原子核外的电子像云雾一样笼罩在原子核周围，故称电子云
B.s能级的原子轨道呈球形，处在该轨道上的电子只能在球壳内运动
C.p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层的增加，p能级原子轨道也增多
D.与s电子原子轨道相同，p电子原子轨道的平均半径随能层的增大而增大
解析：选D A项，电子云只是一种对核外电子运动的“形象”描述；B项，核外电子并不像宏观物体的运动那样具有一定的轨道；C项，p能级在任何能层均只有3个轨道。
2.当碳原子的核外电子排布由转变为
时，下列说法正确的是( )
①碳原子由基态变为激发态②碳原子由激发态变为基态③碳原子要从外界环境中吸收能量④碳原子要向外界环境中释放能量
A.①② B．②③
C.①③ D．②④
解析：选C 核外电子排布由2s22p2转变为2s12p3，碳原子体系能量升高，由基态变为激发态，要从外界环境中吸收能量。
3.观察1s轨道电子云示意图，判断下列说法正确的是( )
A.一个小黑点表示1个自由运动的电子
B.1s轨道的电子云形状为圆形的面
C.电子在1s轨道上运动像地球围绕太阳旋转
D.1s轨道电子云的点的疏密表示电子在某一位置出现机会的多少
解析：选D 由电子云图可知，处于1s轨道上的电子在空间出现的概率分布呈球形对称，而且电子在原子核附近出现的概率最大，离核越远，出现的概率越小。图中的小黑点不表示电子，而表示电子曾经出现过的位置。
4.基态硅原子的最外能层的各能级中，电子排布的方式正确的是( )
解析：选C 基态硅原子的电子排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则，只有C选项正确。
5.对于Fe的下列电子排布，正确的是( )
解析：选A Fe原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2，据洪特规则可知A正确。
6．某原子核外电子排布为n s2n p7，它违背了( )
A．泡利原理 B．能量最低原理
C．洪特规则 D．洪特规则特例
解析：选A p能级有三个轨道，根据泡利原理，每个轨道最多排2个电子，故p能级最多排6个电子，不可能排7个，故违背泡利原理。
7．下列原子中未成对电子数最多的是( )
A．C B．O
C．N D．Cl
解析：选C 本题综合考查能量最低原理、泡利原理、洪特规则。各原子的轨道表示式为
碳原子有2个未成对电子，氧原子有2个未成对电子，氮原子有3个未成对电子，氯原子有1个未成对电子。
8．下列3d能级的电子排布图正确的是( )
解析：选B A、D中同一个原子轨道内电子的自旋状态相同，违反了泡利原理；C违反了洪特规则——当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且电子的自旋状态相同。
9．K层有________个能级，用符号分别表示为__________；L层有______个能级，用符号分别表示为______；M层有________个能级，用符号分别表示为__________。由此可推知n能层最多可能有________个能级，能量最低的两个能级其符号分别表示为__________，它们的原子轨道电子云形状分别为__________、__________。
解析：此题对能层和能级的关系作了总结，有助于理解和掌握以下几个基本内容：①第n个能层有n个能级；②核外电子的能量取决于该电子所处的能层和能级；③s能级和p能级电子云的形状。
答案：1 1s 2 2s、2p 3 3s、3p、3d n n s、n p 球形
哑铃形
10．下表为元素周期表中第四周期的部分元素(从左到右按原子序数递增排列)，根据要求回答下列各小题：
(1)在以上元素的基态原子的电子排布中，4s轨道只有1个电子的元素有________(填元素名称)。
(2)写出Cr3＋的电子排布式____________________________________________。
(3)Fe3＋的化学性质比Fe2＋稳定，其原因是______________________________
________________________________________________________________________。
(4)前四周期元素中，基态原子中未成对电子数与其所在周期数相同的元素有________种。
解析：(1)由核外电子排布轨道能量顺序可知，4s轨道只有1个电子，则3d轨道可能为0(全空)、5(半充满)、10(全充满)，则有1s22s22p63s23p64s1、1s22s22p63s23p63d54s1、1s22s22p63s23p63d104s1，分别为钾、铬、铜。
(2)Cr原子失去3个电子生成Cr3＋，则电子排布式为1s22s22p63s23p63d3。
(3)Fe3＋的电子排布式为[Ar]3d5，Fe2＋的电子排布式为[Ar]3d6，Fe3＋的3d5半充满结构更稳定。
(4)分周期一一讨论，第一周期中基态原子中未成对电子数为1个的是氢原子，第二周
期中基态原子中未成对电子数为2个的可以是1s22s22p2或1s22s22p4，是碳原子或氧原子，第三周期中基态原子中未成对电子数为3个的可以是1s22s22p63s23p3，是磷原子，第四周期中基态原子中未成对电子数为4个的只能是过渡元素，符合条件的只有铁原子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，因此共有5种元素符合题意。
答案：(1)钾、铬、铜
(2)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3)
(3)Fe3＋的3d轨道填充了5个电子，为半充满状态(4)5
1．以下表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是( )
A． B.
C．1s2 D.
解析：选D A、B、C三项的表示方法只能说明氦原子核外第一能层有两个电子，但是不能说明这两个电子的运动状态，而D项说明两个电子均在1s能级，且自旋状态相反。
2．下列各基态原子的核外电子排布表示正确的是( )
A．钠原子：1s22s22p7
B．铜原子：1s22s22p63s23p63d94s2
C．铁原子：1s22s22p63s23p63d8
D．氪原子：1s22s22p63s23p63d104s24p6
解析：选D A项违背了泡利原理；B项违背了等价轨道在全空、半满、全满时是稳定状态；C项违背了能量最低原理。
3．人们把电子云轮廓图称为原子轨道，下列有关说法错误的是( )
A．s电子的原子轨道都是球形的，2s电子比1s电子能量高且电子云比1s更扩散
B．p电子的原子轨道都是哑铃形的，每个p能级有3个原子轨道，它们相互垂直，能量相同
C．p电子能量一定高于s电子能量
D．处于同一原子轨道电子，自旋状态有两种
解析：选C 同一电子层上p电子能量高于s电子能量，不同电子层上p电子能量不一定高于s电子能量，如3s＞2p。
4．某原子核外共有6个电子，分布在K与L电子层上，其基态原子在L层分布中正确的是( )
解析：选D A项中2s上应有两个自旋状态相反的电子；B项中2p上两个电子自旋状态应相同；C项违背洪特规则，电子应尽可能占据不同轨道。
5．在d轨道中电子排布成，而不排布成，其最直接的根据是( )
A．能量最低原理 B．泡利原理
C．原子轨道构造原理 D．洪特规则
解析：选D 洪特规则表明，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道且自旋方向相同。
6．下列电子排布式或电子排布图正确的是( )
A．O原子的电子排布图：
B．Ca原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d2
C．N原子的电子排布图：
D．Br－的电子排布式：[Ar]3d104s24p6
解析：选D A项，O原子的电子排布图违背洪特规则；B项，Ca原子的电子排布式违背能量最低原理；C项，N原子的电子排布图违背泡利原理。
7．下列关于能层、能级和轨道之间的关系不正确的是( )
A．每个能层上所有的能级数与能层的序数相等
B．每个能层(K、L、M…)上所有的轨道数对应为1、3、5…
C．每个能级(s、p、d…)上所有的轨道数分别为1、3、5…
D．每个能层(n)上所有的轨道总数为n2
解析：选B 每个能层所包含的轨道数等于该层各能级的轨道数之和，即是能层序数的平方(n2)，B错误，D正确。
8．下列说法正确的是( )
A．原子核外电子排布式为1s2的原子与原子核外电子排布式为1s22s2的原子化学性质相似
B．Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5
C．基态铜原子外围电子排布图为
D．基态碳原子最外层的电子排布图为
解析：选B 核外电子排布式为1s2的原子是He，核外电子排布式为1s22s2的原子为铍(Be)，He是稀有气体元素，Be是金属元素，化学性质不相似，A错误；Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去电子时先失最外层，再失次外层，失去3个电子变成Fe3＋时，最外层电子排布式为3s23p63d5，B正确；基态铜原子外围电子排布图为
，3d全充满，即符合洪特规则，C错误；基态碳原子的2s
比2p轨道能量低，先填满2s再填2p，即。
9．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：解答此题的关键是要熟练掌握原子的核外电子排布式，并特别注意原子的几种稳定态的核外电子排布：能量相同的原子轨道在全充满(如p6和d10)、半充满(如p3和d5)、全空(如p0和d0)状态时，体系的能量较低，原子较稳定。
答案：(1)N (2)Cl K
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1
10．按照下列元素基态原子的电子排布特征判断元素，并回答问题。
A原子中只有一个能层且只含1个电子；B原子的3p轨道上得到1个电子后不能再容纳外来电子；C原子的2p轨道上有1个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反；D原子第三能层上有8个电子，第四能层上只有1个电子；E原子的最外层电子排布式为3s23p6。
(1)写出由A、B、C、D中的三种元素组成的化合物的化学式(至少写出5种)：________________________________________________________________________。
(2)写出用上述元素组成的物质制得A的单质的化学方程式(至少写出2个)：________________________________________________________________________；
________________________________________________________________________。
(3)检验某溶液中是否含有D ＋，可通过________反应来实现；检验某溶液中是否含有B －，通常所用的试剂是________和________。
(4)写出E 的元素符号：________，要证明太阳上是否含有E 元素，可采用的方法是________________________________________________________________________。
解析：由A 只有1个能层且只含1个电子，判断A 为H 元素；B 原子3p 轨道得1个电子饱和，则原有5个电子，即B 的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 5
，为Cl 元素；C 原子的电子排布图为，为O 元素；D 为K 元素；E 为Ar 元素。
答案：(1)KOH 、KClO 、KClO 3、HClO 、HClO 3等
(2)2H 2O=====通电
2H 2＋O 2 2K ＋2H 2O===2KOH ＋H 2 (3)焰色 AgNO 3溶液 稀HNO 3
(4)Ar 对太阳光进行光谱分析