1.1.原子结构课后训练2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选修第二册
一、单选题
1．基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系不正确的是
A．3s>2s B．3p>3s
C．4s>3d D．3d>3s
2．下列各基态原子或离子的核外电子排布式正确的是
A． B．
C． D．
3．下列现象中与电子跃迁无关的是
A．节日燃放的焰火 B．舞台LED灯光
C．广州塔的霓虹灯光 D．虎英公园水中倒影
4．元素K的焰色反应呈紫色，其中紫色对应的辐射波长为
A．404.4 nm B．553.5 nm C．589.2 nm D．670.8 nm
5．下列表示不正确的是
A．基态Mg原子价电子排布图： B．结构示意图：
C．过氧化钠的电子式： D．二甲醚的键线式：
6．下列说法错误的是
A．同一原子中，1s，2s、3s中电子的能量逐渐升高
B．在基态多电子原子中，在离核越近区域内运动的电子能量越低
C．p能级原子轨道呈纺锤形，随着能层的增加，p能级原子轨道数增多
D．同一能层上，电子云形状相同的原子轨道的能量相等
7．光气是一种重要的有机合成中间体，它的一种合成方法为：。泄露时，可用液氨解毒，原理为。下列说法正确的是
A．基态碳原子的轨道表示式： B．的结构式：
C．的填充模型： D．的电子式：
8．若以E表示某能级的能量，以下各式中正确的是（ ）
①E（4s）>E（3s）>E（2s）>E（ls） ②E（3d）>E（4s）>E（3p）>E（3s）
③E（5s）>E（4f）>E（4s）>E（3d） ④E（5s）>E（4s）>E（4f）>E（3d）
A．①② B．①②④ C．②③④ D．①②③④
9．下列基态原子中未成对电子数最少的是
A．N B．O C． D．
10．下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A．中子数为10的氧原子：O
B．N2H4的电子式：
C．N3-的结构示意图
D．基态 O 原子价电子轨道表示式：
11．已知锰的核电荷数为25，以下是一些同学绘制的基态锰原子外围电子的电子排布图，其中最能准确表示基态锰原子核外电子运动状态的是（ ）
A． B．
C． D．
12．下列化学用语的表达正确的是
A．氨气分子的比例模型
B．铍原子最外层的电子云图：
C．羰基硫(COS)的结构式O=C=S
D．由H和Cl形成化学键的过程：H+Cl→
13．原子核外电子属于微观粒子范畴，它们的运动规律具有与宏观粒子不同的特点。下列有关说法错误的是
A．原子核外每个电子运动状态不同
B．离核越远的电子，能量越低
C．用电子云描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布
D．电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道
14．制取肼的反应为，下列相关微粒的化学用语错误的是
A．基态钠原子的电子排布式：
B．基态氧原子的价电子轨道表示式：
C．NaCl的电子式
D．的结构式：
15．下列化学用语表述不正确的是
A．丙醛的结构简式：
B．顺—2—丁烯的球棍模型：
C．基态Si原子的价层电子排布图：
D．的电子式：
16．下列关于元素的分区说法中正确的是
A．所有的金属元素都分布在d区和ds区
B．所有的非金属元素都分布在p区
C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素
D．最外层电子数为2的元素都分布在s区
17．某元素质量数为60，中子数为35，其基态原子未成对电子数为
A．0 B．1 C．5 D．3
18．据文献报道，氨催化还原法可用来消除某些污染气体，其反应历程如图所示：
下列说法错误的是
A．的价电子排布式为
B．总反应化学方程式：
C．和在该反应过程中作催化剂
D．当消耗标准状况下时，整个过程转移
19．下列有关光谱的说法中不正确的是
A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光(辐射)，这也是原子光谱产生的原因
B．霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关
C．通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素
D．同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同
20．关于元素周期表，下列说法不正确的是
A．按照现有构造原理，理论上第八周期应有50种元素
B．117号元素基态原子的未成对电子数为1，位于p轨道上
C．前四周期基态原子中未成对电子数最多的元素位于元素周期表的VIB族
D．114号元素是位于p区的金属元素，价电子排布式为7s27p4
21．下列有关化学用语表示正确的是
A．氮原子所有价电子的电子云轮廓图均为哑铃形
B．HCN的电子式：
C．键线式为的有机物存在顺反异构
D．基态氮原子价电子的轨道表示式：
22．下列过程发生了化学变化的是
A．利用CO2合成燃料实现“碳中和”
B．原子核外电子发生跃迁
C．石油分馏得到汽油、柴油和煤油等
D．液氦在临界温度下转变为超流氦
23．下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是
①
②
③
④
⑤
A．①② B．②③ C．③④ D．③⑤
24．下列用原子最外层电子排布式表示的各对元素中，能形成离子化合物的是
A．和 B．和
C．和 D．和
25．下列说法不正确的是
A．霓虹灯光、激光、焰火、物理成像都与电子跃迁释放能量有关
B．通过红外光谱可以得知分子中含有的化学键或官能团信息
C．可用质谱法快速、精确测定分子的相对分子质量
D．利用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
二、填空题
26．回答下列问题：
（1）已知铜是29号元素，写出Cu的价层电子排布式 ，在元素周期表中的位置 ，该元素在 （填“s”“p”“d”“f”或“ds”）区。
（2）写出与N同主族的As的基态原子的价电子排布图： 。从原子结构的角度分析B、N和O的第一电离能由大到小的顺序为 。
（3）写出Fe2＋的核外电子排布式： 。
（4） 下列三种晶体：①CO2，②NaCl，③金刚石，它们的熔点从低到高的顺序 （填序号）。
27．按要求解答下列问题。
(1)基态Ti原子的核外电子排布式为 。
(2)基态硫原子价层电子排布式为 。
(3)基态硅原子最外层的轨道表示式为 。
28．我国“奋斗者”号潜水器载人舱球壳“钛”厉害，球壳材料是一种Ti和Al、、Si等形成的合金。回答下列问题：
(1)钛元素位于元素周期表的 区，其基态原子核外有 种运动状态不同的电子，的电子排布式为 。
(2)已知钛和铝的相对原子半径分别是1.45和1.43，钛的硬度比铝大的原因是 。
(3)TiCl4可以与胺形成配合物，如[TiCl4(CH3NH2)2]、[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]等。中含有的键物质的量为 。
(4)已知TiO2与浓硫酸反应生成硫酸氧钛，硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子，结构如图所示，该阳离子化学式为 ，阳离子中O的杂化方式为 ，阴离子的空间构型为 。
参考答案：
1．C
【详解】A．电子的能层越大，电子的能量越大，则原子轨道能量3s>2s，A正确，不选；
B．相同电子层上原子轨道能量ns
C．根据构造原理可知原子轨道能量4s<3d，C错误，符合题意；
D．相同电子层上原子轨道能量ns
答案选C。
2．C
【详解】A．不遵循能量最低原理，正确的排布为：1s2，故A错误；
B．基态12Mg原子最外层2个电子，失去最外层2个电子变为12Mg2+，核外电子排布为：1s22s22p6，故B错误；
C．基态16S原子最外层6个电子，得到2个电子达到8电子稳定结构，核外电子排布式为：1s22s22p63s23p6，故C正确；
D．1s22s22p63s23p63d44s2违背洪特规则特例，正确的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，故D错误；
故选：C。
3．D
【详解】A．节日燃放的焰火与金属元素的焰色反应有关，焰色反应与原子核外电子跃迁释放能量有关，故A不符合题意；
B．舞台LED灯光与原子核外电子跃迁释放能量有关，故B不符合题意；
C．广州塔的霓虹灯光与原子核外电子跃迁释放能量有关，以光的形式释放出来，故C不符合题意；
D．虎英公园水中倒影是由光的反射引起的，与电子跃迁无关，故D符合题意。
综上所述，答案为D。
4．A
【详解】可见光的波长在400nm~780nm之间，其中紫色波长介于400nm～455nm之间，只有A符合，故选A。
5．C
【详解】A．基态Mg原子核外电子排布是1s22s22p63s2，则价电子排布图为，A正确；
B．结构示意图：，B正确；
C．过氧化钠是离子化合物，C错误；
D．二甲醚的结构简式为CH3OCH3，键线式为，D正确；
故选C。
6．C
【详解】A．能层越大，电子的能量就越高，所以同一原子中，1s，2s、3s中电子的能量逐渐升高，A项正确；
B．电子离核越近，能量越低，B项正确；
C．p能级原子轨道呈纺锤形，任何能层的p能级都有3个原子轨道，与能层的大小无关，C项错误；
D．同一能层上，电子云形状相同的原子轨道能量是相等的，D项正确；
答案选C。
7．B
【详解】A．基态碳原子的轨道表示式：，A错误；
B．分子中含有1个碳氧双键、2个碳氯单键，结构式：，B正确；
C．填充模型是用一定大小的球体来表示不同的原子的模型；不是直线型分子，充填模型为： ，C错误；
D．是由铵根离子和氯离子构成的，电子式：，D错误；
故选B。
8．A
【分析】根据构造原理，各能级能量高低顺序为①相同n而不同能级的能量高低顺序为：ns＜np＜nd＜nf，②n不同时的能量高低：2s＜3s＜4s 2p＜3p＜4p；③不同层不同能级ns＜(n-2)f＜(n-1)d＜np，所以各能级能量由低到高的顺序为1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f…，以此解答该题。
【详解】①、不同能层相同能级的电子能量E(4s)＞E(3s)＞E(2s)＞E(1s)，故①正确；
②、由以上分析可知E(3d)＞E(4s)＞E(3p)＞E(3s)，符合构造原理，故②正确；
③、应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故③错误；
④、应为E(4f)＞E(5s)＞E(3d)＞E(4s)，故④错误；
综上分析，①②符合题意。
答案选A。
【点睛】本题考查构造原理揭示的各能级能量高低的表示，注意根据构造原理把握能量大小的排布顺序。
9．D
【详解】A．N为5号元素，其核外电子排布式为，3个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为3个；
B．O为6号元素，其核外电子排布式为：，4个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为2个；
C．Si为14号元素，其核外电子排布式为：，2个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为2个；
D．Cl为17号元素，其核外电子排布式为：，5个电子在三个轨道中排布，故未成对电子数为1个；
综上所述基态原子中未成对电子数D最少，故选D。
答案选D。
10．B
【详解】A．中子数为10的氧原子的质量数为18，原子符号为：，A错误；
B．N最外层电子数为5，每个N原子与2个氢原子分别共用一个电子对，两个N原子之间共用一个电子对，电子式为，B正确；
C．N3-离子的核电荷数为7，结构示意图为：，C错误；
D．基态 O 原子价电子轨道表示式为：，D错误；
故选B。
11．D
【详解】A．违背了洪特规则，A错误；
B．违背了泡利原理，B错误；
C．违背了洪特规则，C错误；
D．根据能量最低原理可知锰原子核外电子排布式为，根据洪特规则和泡利原理可知，外围电子的运动状态为：，D正确；
故选D。
12．C
【详解】A．氨气分子为三角锥型，比例模型为：，A错误；
B．铍原子核外电子排布为1s22s2，最外层为s能级，电子云图为球形：，B错误；
C．根据羰基(C=O)的结构简式可知羰基硫(COS)的结构式为O=C=S，C正确；
D．HCl是共价化合物，由H和Cl形成化学键的过程为，D错误；
综上所述答案为C。
13．B
【详解】A．原子核外每个电子所处能层、能级、原子轨道、自旋方向均不完全相同，运动状态不同，A正确；
B．电子能量越低，离核越近，电子能量越高，离核越远，B错误；
C．电子云就是用小黑点疏密来表示空间各电子出现概率大小的一种图形，即可用电子云描述电子在原子核外空间出现的概率密度分布，C正确；
D．原子轨道就是电子在原子核外的一个空间运动状态，不同原子轨道，空间运动状态不一样，D正确；
答案选B。
14．D
【详解】A．钠的原子序数是11，基态钠原子的电子排布式：，A正确；
B．氧原子的最外层电子数是6个，基态氧原子的价电子轨道表示式：，B正确；
C．NaCl是离子化合物，电子式为，C正确；
D．中不存在双键，结构式：，D错误；
答案选D。
15．C
【详解】A．丙醛的分子式为C3H6O，官能团为醛基，结构简式为CH3CH2CHO，故A正确；
B．顺—2—丁烯的结构简式为，球棍模型为，故B正确；
C．硅元素的原子序数为14，价电子排布式为3s23p2，价层电子排布图为，故C错误；
D．碳化钙为离子化合物，电子式为，故D正确；
故选C。
16．C
【详解】A．部分金属元素分布在s区，如K、Na 是第IA元素，Mg、Ca是第IIA元素，它们都是金属元素；部分金属元素分布在p区，如Al、Ga位于第IIIA，属于金属元素，A正确；
B．H元素是非金属元素，位于元素周期表s区，B错误；
C．元素周期表中第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素叫过渡元素，它们都是金属元素，C正确；
D．He是2号元素，原子最外层电子数是2，属于p区元素；Fe原子最外层电子数是2，属于d区元素，Zn原子最外层电子数是2，属于ds区元素，D错误；
故合理选项是C。
17．C
【详解】根据质量数A=质子数Z+中子数N，故某元素质量数为60，中子数为35，其质子数Z=60-35=25，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s2，故其基态原子未成对电子数为3d上的5个电子，故答案为：C。
18．B
【详解】A．V为23号元素，其基态原子的价电子排布式为，故A正确；
B．如图所示，反应物为氨气、一氧化氮和氧气，生成物为氮气和水，其总反应的化学方程式为，故B错误；
C．和在该反应前后质量和化学性质未发生变化，作催化剂，故C正确；
D．标况下的11.2L氧气的物质的量为，根据反应，其中转移电子的物质的量为mol，故D正确；
故选B。
19．B
【详解】A．原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射），不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发生光谱，故A正确；
B．焰色反应、激光、霓虹灯光时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，物理成像与电子跃迁释放能量无关，故B错误；
C．不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，在历史上，许多元素是通过原子光谱发现的，如铯和铷，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析，故C正确；
D．同一原子的发射光谱和吸收光谱的特征谱线位置相同，故D正确；
故选：B。
20．D
【详解】A．核外电子层依次为K、L、M、O、P、Q…，假设O能层中比5f能级能量更高为5x能级，有9个轨道，根据能量最低原理，第八周期需要填充8s、5x、6f、7d、8p，各能级容纳电子数目依次为2、18、14、10、6，填充电子总数为2+18+14+10+6=50，故第八周期容纳元素种类数为50，故A正确；
B．117号元素位于p区，价电子排布为：5f146d107s27p5，未成对电子数为1，位于p轨道上，故B正确；
C．前四周期元素即1~36号元素，未成对电子数最多的元素外围电子排布为3d54s1，共有6个未成对电子，该元素为铬，位于元素周期表的第四周期第VIB族，故C正确；
D．114号元素位于第七周期第ⅣA族，是位于p区的金属元素，原子结构中有7个电子层，价电子数4，价电子排布式为7s27p2，故D错误；
答案选D。
21．C
【详解】A．基态氮原子的价电子排布式为，其价电子云轮廓图为球形和哑铃形，A错误；
B．HCN是共价化合物，B错误；
C．中有碳碳双键，且双键两边基团不一致，所以存在顺反异构，C正确；
D．基态氮原子的价电子不包括1s轨道的电子，且2p轨道的三个电子应在不同轨道，且自旋方向相同，D错误；
故答案为：C。
22．A
【详解】A．CO2合成燃料，发生了化学变化，故A符合题意；
B．原子核外电子发生跃迁不产生新物质，不属于化学变化，故B不符合题意；
C．石油分馏利用了石油中各组分物理性质的差异，主要是沸点的差异，不属于化学变化，故C不符合题意；
D．液氦在临界温度下转变为超流氦，没有新物质生成，不属于化学变化，故D不符合题意；
故选A。
23．D
【详解】①2s能级的能量比2p能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，原子处于能量较高的激发态，故①错误；②违反了洪特规则，基态原子的电子总是优先单独占据一个原子轨道，且自旋状态相同，故②错误；③能级能量由低到高的顺序为1s、2s、2p，每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，能量最低，故③正确；④子处于2p能级时具有的能量比3s能级时具有的能量低，电子尽可能占据能量最低的轨道，不符合能量最低原理，故④错误；⑤能级能量由低到高的顺序为：1s、2s、2p、3s；每个轨道最多只能容纳两个电子，且自旋相反，简并轨道（能级相同的轨道）中电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，能量最低，故⑤正确；
答案选D。
24．D
【详解】A．为13号Al元素，为17号Cl元素，则Al、Cl两元所形成的化合物为共价化合物，故A错误；
B．为6号C元素，为8号O元素，则C、O两元素所形成的化合物均为共价化合物，故B错误；
C．为1号H元素，为16号S元素，H、S元素所形成的化合物为共价化合物，故C错误；
D．为12号Mg元素，为35号Br元素，则Mg、Br所形成的化合物为离子化合物，故D正确；
答案选D。
25．A
【详解】A．物理成像是光的直线传播，而霓虹灯光、激光、焰火均是由于电子处于激发态不稳定跃迁到较低能级而释放能量，A项错误；
B．红外光谱是利用原子间的相对振动和分子的转动来确定分子结构和鉴别物质的方法。不同化学键和官能团振动频率是不同，所以红外光谱可以用于确定分子中的化学键或官能团，B项正确；
C．质谱法即用电场和磁场将运动的离子（带电荷的原子、分子或分子碎片，有分子离子、同位素离子、碎片离子、重排离子、多电荷离子、亚稳离子、负离子和离子－分子相互作用产生的离子）按它们的质荷比分离后进行检测的方法。质谱法是纯物质鉴定的最有力工具之一，其中包括相对分子量测定、化学式的确定及结构鉴定等，C项正确；
D．X射线衍射用于确定晶体及内部结构，D项正确；
故选A。
26． 3d104s1 第四周期第ⅠB族 ds N＞O＞B 1S22S22P63S23P63d6或者[Ar]3d6 ①＜②＜③
【详解】（1）Cu原子核外有29个电子，其基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1，价电子排布式为3d104s1，位于元素周期表的第四周期第IB族，该元素在ds区；
（2）As原子序数为33，最外层有5个电子，根据构造原理知，其价电子的电子排布式为4s24p3，则核外价电子排布图为：；同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第VA族元素的第一电离能大于其相邻元素，所以三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞B；
（3）Fe的原子核外电子数为26，原子核外电子排布式为1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2，失去2个电子生成Fe2＋，则Fe2＋的核外电子排布式为1S22S22P63S23P63d6或者[Ar]3d6；
（4）①CO2为分子晶体，②NaCl是离子晶体，③金刚石为原子晶体，它们的熔点从低到高的顺序①＜②＜③。
27．(1)1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)
(2)3s23p4
(3)
【详解】（1）Ti是22号元素，因此其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2(或[Ar]3d24s2)；
（2）基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，因此基态硫原子价层电子排布式为3s23p4；
（3）硅原子核外有14个电子，最外层的电子排布式为3s23p2，则最外层的轨道表示式为 。
28．(1) d 22 1s22s22p63s23p63d2
(2)原子的价电子数比多，金属键更强
(3)
(4) 正四面体
【详解】（1）钛是22号元素，位于元素周期表的d区，其中每一个电子是运动状态都不同，钛是22号元素，电子数也是22，故其基态原子核外电子具有22种运动状态不同的电子，Ti2+电子占据的最高能层的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d2。
故正确答案为：d；22；1s22s22p63s23p63d2
（2）因为钛的价电子数多于铝，即钛的金属键强于铝，故钛的硬度比铝大。
故正确答案为：原子的价电子数比多，金属键更强
（3）[TiCl4(H2NCH2CH2NH2)]中给Ti提供孤电子对形成配位键的是4个氯和2个氮，故配位数为6，在乙二胺中，含有4个N-H键，4个C-H键，2个C-N键，1个 C-C键，共11个键，故中含有的键物质的量为11mol。
故正确答案为：11mol
（4）根据结构图可知，Ti和O的比例为1:1，则阳离子化学式为，由结构图可知，O含有2个键，含有2个孤电子对，则杂化方式为sp3杂化，阴离子的中心原子S的价层电子对数为4+0=4，则的空间构型为正四面体结构。
故正确答案为： ；sp3；正四面体
