课时规范练15 原子结构 原子核外电子排布一、选择题:本题共12小题,每小题只有一个选项符合题目要求。1.(2021广东卷,3)“天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学,长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是( )A.煤油是可再生能源B.H2燃烧过程中热能转化为化学能C.火星陨石中的20Ne质量数为20D.月壤中的3He与地球上的3H互为同位素2.(2021湖北选择考适应练C的衰变反应为Ce,其半衰期(反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间)为5730年。下列说法正确的是( )AC与X互为同位素BC与X的中子数相同CC和C的最外层电子数相差2D.某考古样品中C的量应为其11460年前的3.(2021山东潍坊二模)第4周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有( )A.2种B.3种C.4种D.5种4.(2021辽宁鞍山一中检测)某元素基态原子4s轨道上有1个电子,则该基态原子价电子排布不可能是( )A.3p64s1B.4s1C.3d54s1D.3d104s15.(2021山东烟台期末)下列关于原子结构的说法不正确的是( )A.位于同一原子轨道内电子的运动状态不相同B.前四周期未成对电子数最多的元素位于ⅥB族C.价电子排布为3s23p4的粒子,其基态原子轨道表示式为D.3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似6.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=4B.该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4C.该原子的轨道表示式为\nD.该原子结构中共有5个能级上填充有电子7.(2021北京首都师大二附中月考)a、b、c、d为原子序数依次增大的四种短周期主族元素。a的最外层电子数是内层电子数的3倍,b的M层上有1个电子,a与c同主族。下列说法不正确的是( )A.原子半径:b>c>dB.气态氢化物稳定性:a>cC.简单阴离子还原性:d>cD.ab可形成既含离子键又含共价键的离子化合物8.(2020全国Ⅰ卷,11)1934年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HeYn,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( )AX的相对原子质量为26B.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9.近年来我国科学家发现了一系列铁系超导材料,其中一类为Fe-Nd-B-N组成的化合物。下列说法正确的是( )A.B元素位于元素周期表的d区B.基态Fe原子核外电子的空间运动状态有15种C.Nd的价电子排布式为4f46s2,则Nd2+价电子排布式为4f26s2D.氨硼烷(NH3·BH3)中N、B原子均采取sp2杂化10.“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝,同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。下列叙述错误的是( )A.镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2B.铝元素原子核外共有13种不同运动状态的电子C.钠离子半径比铝离子半径小D.金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑11.有5种元素X、Y、Z、Q、T,基态X原子M能层p能级上有2个未成对电子且无空轨道;Y原子的价电子排布为3d64s2;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )A.X和Q形成的化合物为直线形B.T和Z分别可与Q形成至少两种化合物C.Y和X可形成化合物YX、YX2D.X和Z可形成非极性分子ZX212.(2021山东省实验中学诊断)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素。其相关信息如下表:元素相关信息XX的基态原子L层电子数是K层的2倍YY的基态原子最外层电子排布式为nsnnpn+2ZZ存在质量数为23,中子数为12的核素\nWW有多种化合价,其白色氢氧化物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色下列说法不正确的是( )A.W是Fe元素B.X的电负性比Y的大C.Z2Y2中阴离子和阳离子个数比为1∶2D.XY2是一种直线形分子二、非选择题:本题共3小题。13.(2021天津第一中学检测)根据所学原子核外电子排布知识,回答问题:(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 ;其价电子轨道表示式为 。 (2)D元素的+3价离子的3d能级为半充满,D的元素符号为 ,其基态原子的电子排布式为 。 (3)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子且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 。 (4)F元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn+2,则n= ;原子中能量最高的是 电子,核外电子轨道表示式为 。 14.(2021辽宁丹东期末)A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:元素相关信息A原子核外有6种不同运动状态的电子C基态原子中s电子总数与p电子总数相等D原子半径在同周期元素中最大E基态原子最外层电子排布式为3s23p1F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋与其他电子的自旋相反G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子H是我国使用最早的合金中的最主要元素请用化学用语填空:(1)元素A是 (填元素名称),其基态原子的核外电子排布式为 。 (2)基态B原子和基态C原子的未成对电子数分别为 、 。 (3)基态D原子中,电子运动状态有 种,电子占据的最高能级符号为 。 (4)F元素原子的价电子轨道表示式为 ;H基态原子M层电子排布式为 。 (5)基态E原子核外电子占据的原子轨道数为 ;E单质和D的最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式为 。 (6)G元素的低价阳离子的离子结构示意图是 ;G单质与稀硫酸发生反应的离子方程式为 。 15.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。据此回答下列问题:(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\n电子分子的化学方程式: 。 (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,请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 。 参考答案课时规范练15 原子结构 原子核外电子排布1.C 解析本题考查科技中所涉及的化学知识。煤油是化石燃料,为不可再生能源,A项错误;H2燃烧过程中化学能转化为热能,B项错误;20Ne中左上角的20为质量数,C项正确;3He和3H为不同的元素,不能互为同位素,D项错误。2.D 解析由Ce可知,Z=7,X为N元素,则有Ce。Z=7C与X质子数不相同,不互为同位素,A错误C与X的中子数分别为14-6=8、14-7=7,中子数不同,B错误C和C的核外电子数均为6,核外电子排布相同,最外层电子数相同,C错误;根据半衰期的定义,某考古样品中C的量应为其5730年前的,为5730×2=11460年前的,D正确。3.B 解析根据洪特规则和泡利不相容原理,第4周期中基态原子核外有3个未成对电子的有4s24p3(As)、3d34s2(V)和3d74s2(Co)。4.A 解析基态原子4s轨道上有1个电子,其价电子排布可能为4s1(K)、3d54s1(Cr)和3d104s1(Cu),不可能为3p64s1。5.C 解析位于同一原子轨道内的两个电子自旋状态相反,故其运动状态不同,A正确;前四周期未成对电子数最多的元素是Cr,价电子排布式为3d54s1,位于第4周期ⅥB族,B正确;价电子排布为3s23p4的粒子是S原子,其基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p4,根据洪特规则,3p轨道的4个电子要占据3个p轨道,其基态原子轨道表示式为\n,C错误;3p轨道上有1对成对电子的基态X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,是16号元素S,硫和氧位于同一主族,最外层电子数均为6,基态硫原子与基态氧原子的性质相似,D正确。6.D 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,A错误;该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,B错误;该原子的轨道表示式为,C错误;该原子核外共有1s、2s、2p、3s、3p这5个能级上填充有电子,D正确。7.C 解析a的最外层电子数是内层电子数的3倍,则a为O元素;b的M层上有1个电子,则b为Na元素;a与c同主族,a、b、c、d为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,可知c为S元素、d为Cl元素。Na、S、Cl为同周期主族元素,核电荷数越大,原子半径越小,则原子半径:Na>S>Cl,故A正确;非金属性越强,气态氢化物越稳定,O的非金属性比S强,则H2O比H2S稳定,故B正确;非金属性越强,其简单阴离子还原性越弱,Cl元素的非金属性比S元素强,则S2-的还原性比Cl-强,故C错误;Na元素和O元素形成的Na2O2是既含离子键又含共价键的离子化合物,故D正确。8.B 解析依据题给的反应过程,可确定W=27。根据X、Y的最外层电子数之和为8,Y原子的质子数比X原子的质子数多2,可以得出X原子最外层电子数为3,Y原子最外层电子数为5,可以判定X为铝元素,Y为磷元素。由上述分析可知A项错误;Al、P两元素均可形成三氯化物AlCl3和PCl3,B项正确;Al、P两元素位于同一周期且原子序数P大于Al,故原子半径Al大于P,C项错误;磷元素的常见含氧酸有H3PO4、H3PO2、HPO2等,D项错误。9.B 解析基态B原子核外电子排布式为1s22s22p1,则B元素位于元素周期表的p区,A错误;基态Fe原子核外电子排布式为ls22s22p63s23p63d64s2,1s、2s、3s和4s均有1个轨道,2p和3p各有3个轨道,3d有5个轨道,则占据的轨道总数为4+2×3+5=15,故核外电子的空间运动状态有15种,B正确;Nd的价电子排布式为4f46s2,失去6s轨道的2个电子变成Nd2+,则Nd2+价电子排布式为4f4,C错误;氨硼烷(NH3·BH3)中N原子与B原子之间存在配位键,N和B原子均形成4个σ键,故N、B原子均采取sp3杂化,D错误。10.C 解析镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2,A正确;铝元素原子核外共有13种不同运动状态的电子,B正确;钠离子半径比铝离子半径大,C错误;金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑,D正确。11.A 解析基态X原子M能层p能级上有2个未成对电子且无空轨道,则X的价电子排布式为3s23p4,X是S元素;Y原子的价电子排布式为3d64s2,则Y是Fe元素;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z的价电子排布式为2s22p2,Z是C元素;Q原子的L电子层的p能级上只有一对成对电子,其价电子排布式为2s22p4,则Q是O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,其价电子排布式为3s23p3,则T是P元素。S和O形成的化合物有SO2、SO3,前者是角形,后者是平面三角形,A错误;P、C分别可与O形成P2O3、P2O5、CO、CO2等化合物,B正确;Fe和S可形成化合物FeS、FeS2,C正确;ZX2是CS2,属于非极性分子,D正确。12.B 解析由题给信息推知,X、Y、Z、W分别为C元素、O元素、Na元素、Fe元素。W是Fe元素,A正确;同周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大,则C的电\n负性小于O,B错误;Z2Y2是Na2O2,由Na+和构成,故阴离子和阳离子个数比为1∶2,C正确;XY2是CO2,C原子采取sp杂化,则CO2是直线形分子,D正确。13.答案(1)N (2)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)(3)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)(4)2 2p 14.答案(1)碳 1s22s22p2 (2)3 2(3)11 3s (4) 3s23p63d10(5)7 2Al+2OH-+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑(6) Fe+2H+Fe2++H2↑解析A原子核外有6种不同运动状态的电子,即A原子核外有6个电子,则A为碳元素;C基态原子中s电子总数与p电子总数相等,则其核外电子排布式为1s22s22p4,C为氧元素。由于A、B、C的原子序数依次增大,则B是N元素。E基态原子最外层电子排布式为3s23p1,则E是Al元素。D的原子半径在同周期元素中最大,且D的原子序数介于C(O)和E(Al)之间,则D是Na元素。F基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋与其他电子的自旋相反,说明p轨道有5个电子,则F是Cl元素。G基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子,则其电子排布式为[Ar]3d64s2,G是Fe元素。H是我国使用最早的合金中的最主要元素,则H是Cu元素。15.答案(1)Na+]- (2)2H2O22H2O+O2↑(3)2SO2+O22SO3 (4)NaOH NaClO(或NaHS)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,则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,原子序数大于S元素,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,Y、X、M原子序数依次增大,推断Z为Na元素。
