2025版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第16讲原子结构原子核外电子排布提能训练

这是一份2025版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第16讲原子结构原子核外电子排布提能训练，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.(2023·上海崇明区二模)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应：eq \\al(243, 95)Am＋eq \\al(48,20)Ca―→eq \\al(288,115)Mc＋3eq \\al(1,0)n得到。下列有关说法正确的是( A )
A.Mc(镆)是长周期元素
B.eq \\al(287,115)Mc与eq \\al(288,115)Mc互为同素异形体
C.eq \\al(48,20)Ca2＋核内质子数为18
D.eq \\al(243, 95)Am原子的核外电子数为148
[解析] 镆元素的原子序数为115，位于元素周期表第七周期第ⅤA族，属于长周期元素，故A正确；eq \\al(287,115)Mc与eq \\al(288,115)Mc的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B错误；eq \\al(48,20)Ca2＋核内质子数为20，故C错误；eq \\al(243, 95)Am原子的核外电子数与质子数相同，都为95，故D错误。
2.下列是不同时期的原子结构模型，按提出时间的先后顺序排列正确的是( C )
①玻尔原子结构模型 ②汤姆逊“葡萄干布丁”模型 ③量子力学模型 ④道尔顿原子论 ⑤卢瑟福核式模型
A.①③②⑤④ B.④②③①⑤
C.④②⑤①③ D.④⑤②①③
[解析] ①玻尔原子结构模型1913年提出；②汤姆逊“葡萄干布丁”模型1904年提出；③量子力学模型于20世纪20年代中期提出；④道尔顿原子论于1803年提出；⑤卢瑟福核式模型于1911年提出，故先后顺序排列为④②⑤①③。
3.(2023·北京房山区二模)下列化学用语书写正确的是( B )
A.过氧化钠的电子式是
B.乙烷的结构式是
C.基态磷原子的轨道表示式：
D.中子数为7的碳原子是eq \\al(7,6)C
[解析] 过氧化钠是离子化合物，电子式是，故A错误；乙烷中碳碳以单键连接，碳的其他键都与H原子连接，结构式是，故B正确；根据洪特规则，基态磷原子的轨道表示式为 ，故C错误；中子数为7的碳原子，质量数是13，该原子表示为eq \\al(13, 6)C，故D错误。
4.(2024·江西新余月考)1919年卢瑟福在核反应中用α粒子(eq \\al(4,2)He)轰击非金属原子eq \\al(n,m)X发现了质子：eq \\al(n,m)X＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al( 17,m＋1)Y＋eq \\al(1,1)H，X、Y的最外层电子数之和为11。下列叙述不正确的是( D )
A.eq \\al(n,m)X的质量数为14
B.eq \\al( 17,m＋1)Y的中子数为9
C.X与Y可形成三种以上的化合物
D.X的氧化物对应的水化物一定为强酸
[解析] 用α粒子轰击非金属原子eq \\al(n,m)X，得到核素eq \\al( 17,m＋1)Y：eq \\al(n,m)X＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al( 17,m＋1)Y＋eq \\al(1,1)H，由eq \\al( 17,m＋1)Y的质量数为17可知，X、Y两种元素只能位于第二周期，其中X、Y的最外层电子数之和为11，二者最外层电子数只能为5、6，则X为N，Y为O，以此分析解答。n为1＋17－4＝14，故A正确；eq \\al( 17,m＋1)Y的中子数为17－8＝9，故B正确；N和O能形成NO、N2O3、NO2、N2O5等共价化合物，故C正确；N的氧化物对应的水化物不一定为强酸，如HNO2为弱酸，故D错误。
5.若NA为阿伏加德罗常数的值，已知某元素的阴离子Rn－的中子数为A－x＋n，其中A为原子的质量数，则m g Rn－中电子总数为( D )
A.eq \f(mA＋xNA,A) B.eq \f(mA－nNA,A)
C.eq \f(A－x－nNA,A－m) D.eq \f(mxNA,A)
[解析] m g Rn－的总物质的量为eq \f(m,A) ml,1个Rn－所含的电子总数为[A－(A－x＋n)＋n]＝x，所以m g Rn－的电子总数为eq \f(m,A)·NA·x＝eq \f(mxNA,A)，故选D。
6.下列说法正确的是( A )
A.Fe3＋的最外层电子排布式为3s23p63d5
B.高温时CuO比Cu2O稳定
C.基态碳原子的价电子的轨道表示式为

D.元素周期表中每一周期元素原子的最外层电子排布均是从ns1过渡到ns2np6
[解析] Cu＋的价电子排布式为3d10,3d轨道全充满，较稳定，B项错误；基态碳原子的价电子的轨道表示式为，C项错误；第一周期元素原子的最外层电子排布为从1s1到1s2，D项错误。
7.(2024·河北石家庄月考)利用α粒子(eq \\al(4,2)He)轰击某短周期元素的原子eq \\al(W,Z)X得到核素eq \\al( 26,Z＋1)Y和1个质子(用p表示)的反应为eq \\al(W,Z)X＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al( 26,Z＋1)Y＋p。Y的最外层电子数是次外层电子数的eq \f(1,4)。下列说法正确的是( B )
A.核素eq \\al(W,Z)X的质量数为22
B.简单离子半径：X>Y
C.最高价氧化物对应水化物的碱性：XD.工业上可利用分别电解X、Y的氯化物水溶液的方法制备X、Y单质
[解析] 根据反应eq \\al(W,Z)X＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al( 26,Z＋1)Y＋p，p为质子，则W＝23；Y的最外层电子数是次外层电子数的eq \f(1,4)，可知Y是Mg；镁的质子数为12，则Z＝11，即X为Na。核素eq \\al(W,Z)X中W＝23，则质量数为23，A项错误；钠离子和镁离子电子层数相同，则简单离子半径：Na＋>Mg2＋，B项正确；金属性：Na>Mg，则最高价氧化物对应水化物的碱性：NaOH>Mg(OH)2，C项错误；工业上可利用分别电解熔融状态下的钠和镁的氯化物的方法制备Na、Mg单质，D项错误。
8.(2024·河北模拟)eq \\al(A,W)Y是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线或核爆炸产生的中子轰击eq \\al(2Z, Z)X，可使eq \\al(2Z, Z)X转变为eq \\al(A,W)Y：eq \\al(2Z, Z)X＋eq \\al(1,0)n―→eq \\al(A,W)Y＋eq \\al(1,1)H，其中eq \\al(A,W)Y的中子数为8。下列叙述正确的是( B )
A.eq \\al(A,W)Y的质量数为15
B.Y和氢元素可形成多种化合物
C.X原子半径大于Y
D.受碱腐蚀致伤，应用X的含氧酸清洗
[解析] 根据题意，eq \\al(A,W)Y的中子数为8，A－W＝8，Z＝W＋1,2Z＝A，求得Z＝7，A＝14，W＝6，X为eq \\al(14, 7)N，Y为eq \\al(14, 6)C。eq \\al(14, 6)C的质量数为14，A项错误；碳元素和氢元素可形成多种化合物，B项正确；原子半径r(C)>r(N)，C项错误；受碱腐蚀致伤，先用大量水冲洗，然后用2%醋酸溶液或饱和硼酸溶液洗，再用水冲洗，D项错误。
9.下列说法错误的是( A )
A.电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则
B. 违反了泡利不相容原理
C.原子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低的状态”为总原则
D.同一原子中，2p、3d、4f能级的轨道数依次增多
[解析] 电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了能量最低原理，故A错误；根据泡利不相容原理，每个轨道最多容纳两个电子，且自旋相反，违反了泡利不相容原理，故B正确；原子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低的状态”为总原则，故C正确；同一原子中，2p轨道有3个，3d轨道有5个，4f轨道有7个，轨道数依次增多，故D正确。
10.(2024·辽宁县级重点高中协作体联考)白磷(P4)有剧毒，白磷中毒一般用一定浓度的CuSO4溶液解毒，白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应：①11P＋15CuSO4＋24H2O===5Cu3P＋6H3PO4＋15H2SO4；②2P＋5CuSO4＋8H2O===5Cu＋2H3PO4＋5H2SO4。下列有关说法正确的是( B )
A.基态P原子的价电子排布图：
B.POeq \\al(3－,4)中P的杂化类型与H2O中的O相同
C.电负性：S>O>P>Cu
D.基态原子未成对电子数目：S＝O>P>Cu
[解析] 不符合洪特规则，基态P原子的价电子排布图为，A错误；POeq \\al(3－,4)中P和H2O中O的杂化类型均为sp3，B正确；电负性：O>S>P>Cu，C错误；基态原子未成对电子数：P>S＝O>Cu，D错误。
二、非选择题：本题共4小题。
11.(1)(2023·山东济南一模)形成BCl3时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示式可能为 C (填字母)。
(2)(2023·广东肇庆二模)基态Cu原子核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1 。
(3)(2023·广东茂名一模)基态Ni原子价层电子的电子排布图为 。
(4)(2024·广东佛山模拟)Pd位于第五周期，与镍相邻，其基态原子价电子排布式为4d10。下列Pd的价电子排布图中能量最低的是 C (填字母)。
(5)(2023·河北石家庄一模)铬和锰基态原子核外未成对电子数之比为 6∶5 。
[解析] (1)基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相同，B原子中的2s轨道中的1个电子激发到2p轨道上，激发后能与Cl形成3个相同的共价键，故激发时B原子的价电子轨道表示式可能为C。
(2)Cu的原子序数为29，基态Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(3)Ni为28号元素，核外有28个电子，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2，则其价层电子的电子排布图为。
(4)基态Pd原子的价电子排布式为4d10，所以Pd的价电子排布图中能量最低的为。
(5)基态Cr原子核外电子排布为[Ar]3d54s1，有6个未成对电子，基态Mn原子核外电子排布为[Ar]3d54s2，有5个未成对电子，未成对电子数之比为6∶5。
12．(1)(2023·辽宁沈阳一模)氮化铬在现代工业中发挥更重要的作用，请写出Cr3＋的价电子轨道表示式： ；基态铬、氮原子的未成对电子数之比为 2∶1 。
(2)(2023·上海模拟)氧原子核外有 8 种运动状态不同的电子；碘原子最外层电子的排布式为 5s25p5 。
(3)(2023·广西南宁二中模拟)5G芯片主要材质是高纯硅。基态Si原子价层电子的运动状态有 4 种，若其电子排布式表示为[Ne]3s2peq \\al(2,x)违背了 洪特规则 。
(4)(2023·河北模拟)基态镁原子的价电子排布图为；测定水样中镁元素的含量常用光谱分析法，原子产生发射光谱是核外电子 AD (填字母)的过程。
A．放出能量
B．吸收能量
C．从内层向外层跃迁
D．从激发态跃迁到基态
[解析] (1)三价铬离子的价电子排布式为3d3，则其价电子轨道表示式为；基态铬原子的价电子轨道表示式为，核外有6个未成对电子，基态氮原子的价电子轨道表示式为，核外有3个未成对电子，因此基态铬、氮原子的未成对电子数之比为2∶1。
(2)O是8号元素，氧原子核外有8个电子，则O原子核外有8种不同运动状态的电子；碘是第五周期第ⅦA族元素，所以碘原子最外层电子排布式是5s25p5。
(3)Si是14号元素，其价层电子排布式为3s23p2，基态Si原子价层电子有4个，则运动状态有4种；洪特根据大量光谱实验数据总结出一个规律，即电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，因此电子排布式表示为[Ne]3s2peq \\al(2,x)违背了洪特规则。
(4)镁为12号元素，原子最外层有2个电子，基态镁原子的价电子排布图为；金属元素原子核外电子吸收能量跃迁至较高能级，此时电子处于激发态，不稳定，会从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态并释放能量，此时检测到的光谱称为发射光谱，所以选AD。
13．(2024·山东青岛高三检测)现有属于前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素，原子序数依次增大。A元素的价电子排布为nsnnpn＋1，C元素为最活泼的非金属元素；D元素核外电子有六种空间运动状态，其最高能层容纳的电子数是核外电子总数的eq \f(1,6)；E元素基态原子的未成对电子是第四周期最多的；F元素正三价离子的3d轨道为半充满状态；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒。
(1)B元素的基态原子的电子排布式为 1s22s22p4 ，C元素的轨道表示式为
。
(2)D元素与氯元素形成的简单化合物的电子式为。
(3)E元素基态原子的价层电子的电子排布式为 3d54s1 。
(4)F3＋的常见检验方法为取其溶液适量于试管中，滴入 KSCN 溶液形成某种带颜色的配合物。
(5)G元素可能的性质为 A 。
A．其单质可作为半导体材料
B．其电负性大于磷
C．其原子半径大于锗
D．其第一电离能小于硒
[解析] 前四周期的A、B、C、D、E、F、G七种元素的原子序数依次增大，A元素的价电子排布为nsnnpn＋1，则A为N元素；C元素为最活泼的非金属元素，则C为F元素，B为氧元素；D元素核外电子有六种空间运动状态，其最高能层容纳的电子数是核外电子总数的eq \f(1,6)，则D为Mg元素；E元素基态原子的未成对电子是第四周期最多的，则E为Cr元素；F元素正三价离子的3d轨道为半充满状态，则F为Fe元素；G元素与A元素位于同一主族，其某种氧化物有剧毒，则G是As元素。
(1)氧元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p4，氟元素的原子序数为9，电子排布式为1s22s22p5，轨道表示式为。
(2)氯化镁是含有离子键的离子化合物，电子式为。
(3)铬元素的原子序数为24，价电子排布式为3d54s1。
(4)铁离子的常见检验方法为取其溶液适量于试管中，滴入KSCN溶液形成红色的硫氰化铁配离子。
(5)A.砷元素位于金属与非金属元素的分界线处，单质可作为半导体材料，故正确；B.同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，电负性依次减小，则砷元素电负性小于磷元素，故错误；C.同周期元素，从左到右原子半径依次减小，则砷原子的原子半径小于锗原子，故错误；D.同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，砷原子的4p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则砷元素的第一电离能大于硒元素，故错误。
14．(2024·河北承德模拟)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 球 形，每个s能级有 1 个原子轨道；p电子的原子轨道呈 哑铃 形，每个p能级有 3 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 2p 电子，其电子云在空间有 3个相互垂直的伸展 方向。
(3)下列原子或离子的电子排布式或轨道表示式正确的是 ①⑤⑥ (填序号)。
①K＋：1s22s22p63s23p6
②F：1s22s23p5
③P：
④Cu：1s22s22p63s23p63d94s2
⑤Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6
⑥Mg：1s22s22p63s2
⑦O：
[解析] (1)s电子的原子轨道为球形；每个s能级有1个原子轨道；p电子的原子轨道呈哑铃形，每个p能级有3个原子轨道。
(2)np轨道已填充电子，说明ns轨道已经排满电子，故n＝2，元素X的原子核外电子排布式为1s22s22p3，原子中能量最高的是2p电子，其电子云在空间有3个相互垂直的伸展方向。
(3)①K＋核外有18个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p6，故①正确；②3p能级能量比2p能级高，应是2p能级填充5个电子，故②错误；③3p能级应是3个电子优先单独占据1个轨道，且自旋方向相同，故③错误；④应满足洪特规则特例，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，故④错误；⑤原子形成阳离子先失去高能级中的电子，Fe2＋的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故⑤正确；⑥符合能量最低原理，故⑥正确；⑦同一轨道中2个电子自旋相反，故⑦错误。