2020高中化学课时跟踪训练3泡利原理和洪特规则含解析 人教版选修3

2020高中化学课时跟踪训练3泡利原理和洪特规则含解析 人教版选修3

课时跟踪训练(三)‎ ‎[基础巩固]‎ ‎1．在1s、2px、2py、2pz轨道中，具有球对称性的是(　　)‎ A．1s B．2px C．2py D．2pz ‎[解析]　s轨道为球形对称结构，2px、2py、2pz轨道为纺锤形，所以A选项正确。‎ ‎[答案]　A ‎2．(双选)根据下列电子排布，处于激发态的原子是(　　)‎ A．1s22s22p6 B．1s22s23s1‎ C．1s22s14d1 D．1s22s22p63s1‎ ‎[解析]　基态原子的电子排布式符合能量最低原理，A、D项为基态，B、C项为激发态，根据能量最低原理，其基态分别为1s22s22p1、1s22s2。‎ ‎[答案]　BC ‎3．Cl－核外电子的运动状态共有(　　)‎ A．3种 B．5种 C．17种 D．18种 ‎[解析]　每个核外电子的运动状态都不相同，因此核外电子有几个就有几种运动状态。‎ ‎[答案]　D ‎4．下列轨道表示式所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是(　　)‎ ‎ ‎ ‎[解析]　A项原子处于激发态；B项违背洪特规则；C项原子也处于激发态；D项原子处于基态，其能量处于最低状态，故选D。‎ ‎[答案]　D ‎5．(双选)以下电子排布式不是基态原子的电子排布的是(　　)‎ 7‎ A．1s12s1 B．1s22s12p1‎ C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63s1‎ ‎[解析]　基态原子的电子排布是能量最低的。‎ ‎[答案]　AB ‎6．下列各原子或离子的电子排布式错误的是(　　)‎ A．Na＋　1s22s22p6 B．F　1s22s22p5‎ C．Cl－　1s22s22p63s23p5 D．Ar　1s22s22p63s23p6‎ ‎[解析]　本题考查的是构造原理及各能级最多容纳的电子数。s能级最多容纳2个电子，p能级有3个轨道，最多可容纳6个电子，电子总是从能量低的电子层、原子轨道排列，Cl－应是Cl原子得一个电子形成的稳定结构，所以Cl－的电子排布式应为1s22s22p63s23p6。‎ ‎[答案]　C ‎7．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]　尽管人们不能确定某一时刻原子中电子的精确位置，但能够统计出电子在什么地方出现的概率大，在什么地方出现的概率小。为了形象地表示电子在原子核外空间的分布状况，人们常用小黑点的疏密程度来表示电子在原子核外出现概率的大小。点密集的地方，表示电子在那里出现的概率大；点稀疏的地方，表示电子在那里出现的概率小。由图可知，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。‎ ‎[答案]　D ‎8．以下电子排布式是激发态原子的电子排布的是(　　)‎ A．1s22s1 B．1s22s22p1‎ C．1s22s22p63s2 D．1s22s22p63p1‎ ‎[解析]　基态原子的电子排布式符合能量最低原理。A、B、C均为基态，D项1s22s22p63p1为激发态，其基态应为1s22s22p63s1。‎ ‎[答案]　D 7‎ ‎9．(双选)A、B属于短周期中不同主族的元素，A、B原子的最外层电子中，成对电子和未成对电子占据的轨道数相等，若A元素的原子序数为a，则B元素的原子序数为(　　)‎ A．a－4 B．a－5‎ C．a＋3 D．a＋4‎ ‎[解析]‎ 从中看出B和Al，O和S符合题意，即其成对电子占据的轨道数和未成对电子占据的轨道数相等。分别设A为硼，序数为5，B可以为铝、氧、硫，序数分别为a＋8、a＋3、a＋11，依次类推可得B、C。‎ ‎[答案]　BC ‎10．某元素的原子3d能级上有1个电子，它的N能层上电子数是(　　)‎ A．0 B．2‎ C．5 D．8‎ ‎[解析]　根据该元素的原子3d能级上有1个电子可以写出该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d14s2，由此可知该元素N能层上的电子数为2。‎ ‎[答案]　B ‎11．下列说法中肯定错误的是(　　)‎ A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等 ‎[解析]　本题主要考查核外电子的排布规律。K、L、M电子层上最多容纳的电子数分别为2、8、18；K层上可排1个电子，也可排2个电子，所以A项有可能；当M层上排有电子时，L层上一定排满了8个电子，而M层上最多只能排18个电子，又18<8×4，所以B项一定是错误的；K层上最多只能排2个电子，2×4＝8，即M层和L层都为8个电子的离子，K＋、Ca2＋等均有可能；对D项来说，最外层电子数可为2或8，核电荷数与最外层电子数相等，可有两种情况，一种是均为2，但这种情况只能是原子，另一种是均为8，核电荷数为8的元素为氧，氧离子的最外层电子数也为8，所以D项有可能。‎ ‎[答案]　B 7‎ ‎12．比较下列多电子原子的原子轨道的能量高低。‎ ‎(1)2s________3s　(2)2s________3d ‎(3)3p________3s　(4)4f________6f ‎(5)3d________4s　(6)3px________3pz ‎[解析]　本题所考查的是不同原子轨道的能量高低。相同电子层上不同原子轨道能量的高低顺序：ns　(4)<　(5)>　(6)＝‎ ‎13．以下是两个原子的2p能级或3d能级的电子排布情况，试分析有无错误，若有，违反了什么原则？‎ ‎(1)‎ ‎↑‎ ‎↑‎ ‎↓‎ ‎(2)‎ ‎↓↑‎ ‎↓↑‎ ‎↑↑‎ ‎↓↑‎ ‎↓↑‎ ‎[解析]　本题考查的是学生对电子排布的两个原则(泡利原理和洪特规则)的理解。泡利原理：在同一个原子轨道内的电子的自旋方向是相反的。而(2)中的第三个轨道中的两个电子自旋方向完全相同，所以(2)排布错误，违反了泡利原理。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，而且自旋方向相同。而(1)中的第三个轨道内的电子的自旋方向与前两个轨道的电子自旋方向相反，排布违反了洪特规则。‎ ‎[答案]　(1)错误，违反了洪特规则。　(2)错误，违反了泡利原理。‎ ‎14．试画出第三周期Mg、P的基态原子的电子排布图。‎ ‎[解析]　电子排布图可以体现泡利不相容原理、能量最低原理和洪特规则等原子核外电子的排布规律。书写时要注意电子排布在哪个电子层、电子亚层上，电子是处于自旋相同还是自旋相反的状态。‎ ‎[答案]　‎ 7‎ ‎15．写出下列原子的电子排布式。‎ ‎(1)Si　(2)Cu　(3)24Cr　(4)34Se　(5)30Zn　(6)Fe ‎(1)_____________________________________________________‎ ‎(2)_____________________________________________________‎ ‎(3)_____________________________________________________‎ ‎(4)_____________________________________________________‎ ‎(5)_____________________________________________________‎ ‎(6)_____________________________________________________‎ ‎[解析]　根据核外电子的排布规律写出电子排布式，特别注意Cu、Cr的电子排布式，一定要遵循能量最低原理。‎ ‎[答案]　(1)1s22s22p63s23p2‎ ‎(2)1s22s22p63s23p63d104s1‎ ‎(3)1s22s22p63s23p63d54s1‎ ‎(4)1s22s22p63s23p63d104s24p4‎ ‎(5)1s22s22p63s23p63d104s2‎ ‎(6)1s22s22p63s23p63d64s2‎ ‎16．某元素最外层只有1个电子，最高能层n＝4。问：‎ ‎(1)符合上述条件的元素，可以有________种，原子序数分别为________。‎ ‎(2)写出相应元素原子的电子排布式，并指出其在周期表中的位置。‎ ‎[答案]　(1)3　19、24、29‎ ‎(2)K：[Ar]4s1　第四周期ⅠA族 Cr：[Ar]3d54s1　第四周期ⅥB族 Cu：[Ar]3d104s1　第四周期ⅠB族 ‎[能力提升]‎ 7‎ ‎17．下列各组表述中，两种微粒一定不属于同种元素原子的是(　　)‎ A．3p能级上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原子和最外层的电子排布式为4s24p5的原子 D．2p能级上有一个未成对电子的基态原子和原子最外层的电子排布式为2s22p5的原子 ‎[解析]　解答该题时要依据构造原理和原子核外电子排布规则，逐项认真分析。A项，3p能级上有一个空轨道，说明3p能级上填充了2个电子，因为3p能级填充1个电子就会有2个空轨道，填充3个或3个以上电子则无空轨道，3p能级上有2个电子，3s能级上肯定已填满电子，最外层的电子排布式为3s23p2，因此A项中两微粒相同。M层全充满而N层为4s2，M层上有d轨道，即M层电子排布为3s23p63d10，该元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，该元素是锌，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，该元素是铁，B选项符合题意。C项中最外层的电子排布式为4s24p5，则3d能级上已排满10个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，最外层电子数是核外电子总数的原子，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，此种情况不可能；最外层电子数为2，核外电子总数为10，不可能；同理，可讨论得知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。D项中2p能级上有一个未成对电子，可以是2p1，也可以是2p5，因此D选项不符合题意。‎ ‎[答案]　B ‎18．有A、B、C、D四种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大，其中A元素原子核外电子仅有一种原子轨道，也是宇宙中最丰富的元素，B元素原子核外p能级上的电子数比s能级上的电子数少1，C为金属元素且原子核外p能级上的电子数和s能级上的电子数相等，D元素的原子核外所有p能级为全充满或半充满状态。‎ ‎(1)写出四种元素的元素符号：‎ A________，B________，C________，D________。 ‎ ‎(2)写出C、D两种元素基态原子核外电子的电子排布图。‎ C____________________， ‎ D____________________。 ‎ ‎(3)写出B、C两种元素单质在一定条件下反应的化学方程式：______________。 ‎ ‎(4)写出B元素对应的单质和氢化物的电子式：单质________，氢化物________。 ‎ ‎[解析]　A是宇宙中最丰富的元素，则A为氢；B元素原子的核外电子排布式为1s22s22p3，B元素为氮；C元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，C元素为镁；D元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，D元素为磷。‎ ‎[答案]　(1)H　N　Mg　P 7‎ ‎(2)‎ ‎(3)N2＋3MgMg3N2‎ ‎(4)N⋮⋮N　‎ 7‎