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高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 原子核外电子的运动测试题
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这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 原子核外电子的运动测试题，共10页。试卷主要包含了 下列描述中正确的是， 下列说法正确的是， 下列说法中不正确的是， 下列表达方式正确的是， 下列化学用语表述正确的是， 下列说法中正确的是等内容，欢迎下载使用。
专题2第一单元原子核外电子的运动同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
一、 单选题
1. 下列描述中正确的是( )
A. 氮原子的价电子排布图：
B. 价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素
C. 2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
2. 下列说法正确的是
A. 某激发态碳原子的电子排布图：
B. 在元素周期表中，非金属元素都在p区
C. 原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱
D. 在第三能层中自旋状态相同的电子最多有4个
3. 下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是( )
A. 电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子
B. 1s22s12p x02p y12p z1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布
C. 不符合泡利原理，是不存在的排布
D. 原子结构示意图为的原子，核外电子云有3种不同形状
4. 下列说法中不正确的是( )
A. 处于最低能量的原子叫做基态原子
B. 3p2表示3p能级有两个电子
C. K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6
D. 同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道数依次增多
5. 下列表达方式正确的是( )
A. 24Cr的外围电子排布式：3d44s2 B. CO2的立体结构模型
C. 基态碳原子的价电子排布图为 D. S2-的结构示意图：
6. 下列化学用语表述正确的是
A. 镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B. 基态Se的价电子排布式：3d104s24p4
C. 基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D. 电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
7. 由多元素组成的化合物Fe−Sm−As−F−O，是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是( )
A. O的价层电子排布式为1s22s22p4
B. Fe3+的价层电子轨道表示式违背了泡利不相容原理
C. N、As同主族，第一电离能N
8. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A. 1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
C. 因氧元素的电负性比氮元素的大，故氧原子的第一电离能比氮原子的大
D. 基态Fe原子的外围电子排布图为
9. 下列关于外围电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为[Ar]3s23p4
C. 它在元素周期表中属于p区元素
D. 其电子排布图为：
10. 下列说法中正确的是( )
A. 3d3表示3d能级有3个轨道
B. np能级全满时的电子排布图为：
C. 核外电子运动的概率密度分布图(电子云)就是原子轨道
D. 电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述
11. 下列化学用语正确的是( )
A. 29Cu的价电子排布式为：4s1
B. 钾(K)原子基态的原子结构示意图为：
C. 食盐的分子式为：NaCl
D. 氮原子的核外电子排布图为：
12. 下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 它的氢化物的电子式为
D. 其电子排布图为
13. 下列说法正确的是
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
14. 下列说法正确的是 ( )
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云轮廓图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
15. 下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A. 硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B. 能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子
C. 铯原子的2s与5s轨道均为球形
D. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多
二、填空题
16. 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)p能级的能量一定比s能级的能量高。
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。
(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。
(4)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1：3。
(5)Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。
(6)1∼36号元素中，基态原子未成对电子数最多的是Cr。
(7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)
17. 根据原子结构与性质的相关知识，请回答下列问题：
(1)基态S原子电子占据最高能层的符号是________，最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。
A. B．
C. D．
(3)Fe3+基态核外电子排布式为________ 。
(4)根据元素周期律，原子半径As________Se，电负性As________Se(填“大于”或“小于”)。
(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ⋅mol−1，INi=1753kJ⋅mol−1，ICu>INi的原因是________。
三、实验题
18. 三元锂离子电池是新能源电动车广泛采用的一种电池技术，其中钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题：
(1)钴元素的常见价态为+2和+3。写出+3价基态钴离子的价电子排布图：________________。
(2)钴离子极易形成配合物，制备配合物X{[Co(NH3)5Cl]Cl2}的实验过程如下：
已知：a.配合物X能溶于水，且溶解度随温度升高而增大。
b.Co(OH)2是不溶于水的沉淀
c.H2O2参与反应时，明显放热。当温度高于40℃时，H2O2开始分解。
①“1)NH4Cl−NH3·H2O”时，如果不加NH4Cl固体，对制备过程的不利影响是________________。
②加H2O2时应选择________(填标号)。
A.冷水浴 B.温水浴(≈60℃) C.沸水浴 D.酒精灯直接加热
③本实验条件下，下列物质均可将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)。其中可替代“2)H2O2”的是________(填标号)。
A.O2 B.KMnO4溶液 C.Cl2 D.HNO3
④Co的此类配合物离子较稳定，但加碱再煮沸可促进其内界解离，如：[Co(NH3)5Cl]2+⇌Co3++5NH3+Cl−。某实验小组用以下思路验证实验所制备的配合物的组成：取一定量X加入过量浓NaOH溶液，煮沸，将生成的NH3通入20 mL 0.5 mol/L的稀硫酸(过量)中，再用0.2000 mol/L NaOH标准溶液滴定剩余H2SO4。若滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00 mL，则所取样品中含有NH3的物质的量n(NH3)=________。
(3)钴的一种化合物晶胞结构如下图所示：
已知该晶体的密度为ρg·cm−3，则晶胞中Ti与O的最近距离是________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
19. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
四、简答题
20. 按要求填空。
(1)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如下图所示。
其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________；氮元素的E1呈现异常的原因是________。
(3)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。
(4)Co基态原子核外电子排布式为________，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
21. 磷及其化合物有许多用途。回答下列问题：
(1)基态磷原子核外共有________种不同空间运动状态的电子，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的能级最高的电子云轮廓图为________形。
(2)磷(P)、硫(S)、硒(Se)三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)PCl3中P原子的杂化轨道类型为________，其分子的立体构型为________。
(4)PH3的沸点为−87.7℃，NH3的沸点为−33.5℃。PH3的沸点远低于NH3的沸点，其原因是________。
(5)H3PO4为三元中强酸，与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+价层电子的电子排布式为________，该配合物中的配体是________，1mol该配合物中含有________mol配位键。
(6)磷酸盐分为直链多磷酸盐、支链状超磷酸盐和环状聚偏磷酸盐三类。某直链多磷酸钠的阴离子呈如图(a)所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶角氧原子相连。该多磷酸钠中，磷、氧原子个数比为________。
(7)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，图(b)为其晶胞，晶体的密度为ρg·cm−3，阿伏加德罗常数的值为NA，硼原子与磷原子最近的距离为________nm。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题旨在考查学生对元素周期律及其应用、原子核外电子排布的应用，题目难度不大。
【解答】
A.根据“洪特规则”可知，2p轨道电子的自旋方向应该相同，正确的电子排布图为：，故 A错误；
B.价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层、最外层电子数为5，位于第四周期ⅤA族，最后填充p电子，是p区元素，故B正确；
C.2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，故C错误；
D.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是原子的核外电子排布，涉及元素分区、发射光谱、核外电子排布规律等知识，意在考查学生的辨析能力。
【解答】
A.可表示基态B原子或失去了一个电子的碳原子(C+)，不表示激发态的碳原子，故A错误；
B.H元素位于s区，故B错误；
C.激发态的原子能量高，原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱，故C正确；
D.通常人们用向上的箭头“↑”或向下的箭头“↓”，来表示电子两种不同的自旋状态，在第三能层中包括三个能级分别是3s、3p、3d，在s能级中有一个轨道、在p能级中有三个能量相同的轨道、在d能级中有五个能量相同的轨道。所以第三能层中的轨道数目是1+3+5=9，每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子，那么在第三能层中自旋状态相同的电子最多有9个，故D错误。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查核外电子排布式、电子排布图、电子云以及电子排布的规则和原理等，解答这类问题应明确基本概念及其应用，难度不大。
【解答】
A.[Ar]3d44s2的中性原子是激发态原子，而[Ar]3d54s1是基态原子，故A错误；
B.1s22s12p x02p y12p z1没有违反洪特规则，是激发态原子的电子排布，故B错误；
C.中2s轨道2个电子自旋方向相同，该排布不符合泡利原理，是不存在的排布，故C正确；
D.原子结构示意图为的原子的电子排布式为1s22s22p5，核外电子云有2种不同形状(球形和哑铃型)，故D错误。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查能级和原子轨道的相关知识，题目难度不大，考查学生对基础知识的掌握程度。
【解答】
A.处于最低能量状态的原子叫做基态原子，故A正确；
B.3p2表示3p能级有两个电子，故B正确；
C.钾离子的核外有18个电子，依据核外电子排布原理及规则，K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6，故C正确；
D.同一原子中，2p、3p、4p能级都含有3个轨道，故D错误。
故选D。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原子结构示意图，球棍模型，核外电子排布与能级分布相关基础知识，难度不大。注意每一项内容的易错点，认真分析。
【解答】
A.Cr核外有24个电子，根据构造原理书写，Cr外围电子排布式：3d54s1，故A错误；
B.CO2是直线型分子，故B错误；
C.碳原子的2p和2s轨道各含有2个价电子，其基态原子的价电子排布图为：，故C正确；
D.S2−的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8，硫离子结构示意图为，故D错误；
故选C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查有关原子结构知识，难度不大，掌握电子排布式是解答的关键。
【解答】
A.镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；
B.基态Se的价电子排布式：4s24p4，B错误；
C.基态Be的价电子排布式：1s22s2，则基态铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形，C错误；
D.原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查的是物质的结构和性质，为高考常见题型，涉及原子的核外电子排布式、核外电子的排布规律、第一电离能大小比较、电负性变化规律等知识，意在考查学生的知识应用能力。
【解答】
A.O的价层电子排布式为2s22p4，故A错误；
B.选项中违背洪特规则，铁元素是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去3个电子变成铁离子，其价电子排布式为：3d5，铁离子价电子轨道排布图为：，故B错误；
C.N、As同主族，同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以第一电离能N>As，故C错误；
D.同一周期元素从左到右电负性逐渐增大，电负性F>O，同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性O>As，所以电负性F>O>As，故D正确。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查元素电离能、电负性判断、原子核外电子排布规律及排布式和排布图的书写，题目难度中等，注意原子核外电子的排布和运动特点，试题培养了学生的灵活应用能力。
【解答】
A.电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故A错误；
B.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故B错误；
C.非金属性O>N，则氧元素电负性比氮元素大，但N的2p电子半满为稳定结构，则氮原子比氧原子的第一电离能大，故C错误；
D.基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为：，故D正确；
故选D。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查原子核外电子排布，明确构造原理、洪特规则等知识点是解本题关键，难度不大。
【解答】
A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S，氧元素的价电子构型为：2s22p4，故A错误；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理知，S原子核外电子排布式为[Ne]3s23p4，故B错误；
C.硫在元素周期表中位于p区，故C正确；
D.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，所以3p能级上电子排布图违反洪特规则，故D错误。
故选C。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了能级、电子云，原子轨道等，属于基本理论的考查，掌握基础为解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.3d3表示3d能级有3个电子，故A错误；
B.np能级中，同一个轨道上的2个电子自旋方向相反，则np能级全满时的电子排布图为：，故B正确；
C.核外电子运动的概率分布图(电子云)不等同于原子轨道，故C错误；
D.电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，故D错误。
故选B。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查价电子的概念、原子结构示意图、化学式、及电子排布图等化学用语，属于基础题，理解每一种化学用语的含义是解题的关键，试题难度一般。
【解析】
A. 29Cu的价电子排布式为3d104s1 ，故A错误；
B.钾(K)原子基态的原子M、N能层应排布为8、1，故结构示意图为 是错误的，故B错误；
C.食盐由钠离子与氯离子构成，不存在分子，故C错误；
D.氮为7号元素，核外电子排布图为： ，故D正确。
故选D。
12.【答案】B
【解析】解：A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S，氧元素的价电子构型为：2s22p4，故A错误；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理知，S原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，故B正确；
C.硫和氢气化合生成的硫化氢为共价化合物，电子式中不能标出电荷，硫化氢正确的电子式为，故C错误；
D.S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其正确的轨道表示式为：，故D错误；
故选B．
A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理确定其核外电子排布式；
C.硫化氢为共价化合物，不存在阴阳离子；
D.3p能级上电子排布图违反洪特规则．
本题考查了元素原子核外电子排布，题目难度中等，明确原子结构、元素位置与原子结构的关系、元素周期律等知识点即可解答，原子核外电子排布式或价电子排布式的书写是高考热点，要熟练掌握，试题培养了学生的灵活应用能力．
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是球棍模型、电子云、价电子排布图、原子核外电子排布规律，意在考查学生的识记能力和辨析能力。
【解答】
A.CH4分子的比例模型为，故A错误；
B.Be原子的核外电子排布为1s22s2，最外层电子云图应该为球形，而不是哑铃形，故B错误；
C.基态Fe原子的价电子排布为3d64s2，价电子轨道表示式为，故C正确；
D.原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上，且自旋方向相同，该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误。
14.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是球棍模型、电子云、价电子排布图、原子核外电子排布规律，意在考查学生的识记能力和辨析能力。
【解答】
A.CH4分子的比例模型为，故A错误；
B.Be原子的核外电子排布为1s22s2，最外层电子云图应该为球形，而不是哑铃形，故B错误；
C.基态Fe原子的价电子排布为3d64s2，价电子轨道表示式为，故C正确；
D.原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上，且自旋方向相同，该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误。
15.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原子轨道、能层、能级、电子排布式等知识点，侧重于考查学生的分析能力和应用能力，把握电子排布规律即可解答，注意电子云不是电子的运动轨迹，题目难度不大。
【解答】
A.距离原子核越远的能级，其能量越高，所以硫原子的2s轨道能量较3p能级低，故A错误；
B.各电子层最多容纳电子数2n2，则能层n=4的原子轨道最多可容纳32个电子，故B错误；
C.s轨道为球形，所以铯原子的2s与5s轨道皆为球形分布，故 C正确；
D.p能级的原子轨道呈哑铃形，p能级含有3个原子轨道，但随着能层序数的增加，p能级原子轨道数目不变，故D错误。
故选C。
16.【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×
【解析】略
17.【答案】(1)M；哑铃(纺锤)；
(2)D；C；
(3)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
(4)大于；小于；
(5)铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(答案合理即得分)。
【解析】
【分析】
本题主要考查了基态原子的核外电子排布、元素周期律、杂化轨道、 元素电离能、电负性的含义及应用等知识，难度中等，注意基础知识的掌握。
【解答】
(1)基态S原子电子占据的最高能层是M层，占据该能层的电子中能量最高的电子为3p电子，3p电子的电子云在空间有3个伸展方向，且相互垂直，原子轨道为哑铃形；故答案为：M；哑铃(纺锤)；
(2)基态能量最低，处于激发态能量高，能量1s<2s<2p；能量最低和最高的分别为D、C；故答案为：D；C；
(3)Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
(4)根据元素周期律，同周期从左到右原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大；所以，原子半径As大于Se，电负性As小于Se；故答案为：大于；小于；
(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ·mol−1、INi=1753kJ·mol−1， ICu>INi的原因是铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子；故答案为：铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子。
18.【答案】(1)
(2)①形成Co(OH)2沉淀，影响配合物的生成
②A；
③AC
④0.016mol；
(3) 22×3155NAρ×107
【解析】
【分析】
本题考查了物质的制备，涉及物质的制备原理、实验方案评价、滴定管的使用、物质的检验等，明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力，注意题目信息的与相关基础知识联合分析，题目难度中等。
【解答】
(1)钴的电子排布式为[Ar]3d74s2，则+3价基态钴离子的价电子排布图：。
(2)①氨水显碱性，碱性条件下，CoCl2会生成Co(OH)2沉淀，影响配合物的生成，所以要加氯化铵；
②双氧水不稳定，双氧水受热易分解，所以加双氧水时应该选择冷水浴；
③将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)的过程中不能引入新的杂质，用氧气或氯气作氧化剂不会引入新的杂质，硝酸和高锰酸钾作氧化剂会引入新的杂质，故AC正确；
④滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00mL，依据n(H+)=n(NH3)+n(OH−)可得，则样品中含有NH3的物质的量n(NH3)=2×20mL×0.5mol/L×10−3L/mL−20.00mL×0.2000mol/L×10−3L/mL=0.016mol。
(3)Co原子位于晶胞的内部，全部属于晶胞，Ti位于顶点，属于该晶胞的个数为8×18=1，氧原子位于面心，属于该晶胞的个数为6×12=3，化学式为CoTiO3，晶胞的质量为59+48+3×16NAg，设晶胞边长为anm，晶胞的密度ρ=mV=155NA(a×10−7)3g⋅cm−3，晶胞的边长为a=3155NAρ×107nm，根据晶胞的结构，Ti与O最近的距离是面对角线的一半，即最近的距离是 22×3155NAρ×107nm。
19.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
20.【答案】(1)N；球形；
(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子；
(3)；
；Mn。
【解析】
【分析】
本题考查的是元素的结构与性质，涉及原子的电子排布、电子排布图、电离能等知识点。
【解答】
(1)基态K原子核外有4个电子层，核外电子排布2s22p64s1，最高能层为第4层，即N层，最外层电子为4s1电子，该能层电子的电子云轮廓图形状为球形，故答案为：N；球形；
(2)同一周期，从左往右，元素的非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，形成的简单阴离子越稳定，释放出的能量越多，因此第一电子亲和能(E1)逐渐增大，由于氮元素的轨道为2p能级，处于半满状态，能量低，相对稳定，不易结合一个电子，释放能量较低，因此其第一电子亲和能E1呈现异常，故答案为：同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子；
(3)氮原子的原子序数为7，价层电子是最外层电子，则价层电子的电子排布图为，故答案为：；
(4)Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2;元素Mn与0中，由于0元素是非金属性而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O;0基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2；Mn。
21.【答案】(1)9；M；哑铃(或纺锤)；
(2)P>S>Se；
(3)sp3；三角锥形；
(4)NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键；
(5)3d5；PO43−；2；
(6)1:3；
(7) 343168ρNA×107(或其他合理答案)。
【解析】
【分析】本题考查物质结构与性质，涉及电子运动状态、电子云、第一电离能、杂化方式、空间构型及晶胞密度等，高频考点，难度较大。
【解答】(1)基态磷原子核外共有9种不同空间运动状态的电子，核外电子占据最高能层的符号是M，占据该能层电子的能级最高的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形，故答案为：9；M；哑铃(或纺锤)；
(2)同周期元素，第一电离能随原子序数的递增呈逐渐增大的趋势，但由于P的3p轨道为半充满较稳定状态，较难失去电子，所以第一电离能：P>S;同主族元素，原子序数越大，第一电离能越小，所以第一电离能：S>Se，综合可知第一电离：P>S>Se，，故答案为：P>S>Se；
(3)PCl3中P原子有3对成键电子对，1对孤电子对，其杂化轨道类型为sp3，分子的立体构型为三角锥形，故答案为：sp3；三角锥形；
(4)由于NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键，故PH3的沸点远低于NH3的沸点，故答案为：NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键；
(5)基态Fe3+价层电子的电子排布式为3d5，该配合物中的配体是PO43−，1mol该配合物中含有2mol配位键，故答案为：3d5；PO43−；2；
(6)由图(a)可知每个P原子与4个O原子形成正四面体结构，而其中2个O原子被2个正四面体共用，所以平均每个正四面体中含有1个P原子和3个O原子，即P、O原子的个数比为1:3，故答案为：1:3；
(7)由晶胞结构可知，P原子位于晶胞的顶点(8)和面心(6)，所以平均每个晶胞含有的P原子数为8×18+6×12=4，若将晶胞分割成相同的8个小立方体，则4个B原子位于相对应的4个小立方体的体心，即大立方体体对角线长度等于4倍的最短B原子和P原子的距离，由密度可知晶胞的边长a=34×31+4×11NAgρ g·cm−3=3168ρNAcm，所以最短B原子和P原子的距离为 34×3168ρNAcm= 343168ρNA×107nm。
专题2第一单元原子核外电子的运动同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
一、 单选题
1. 下列描述中正确的是( )
A. 氮原子的价电子排布图：
B. 价电子排布为4s24p3的元素位于第四周期ⅤA族，是p区元素
C. 2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等
D. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
2. 下列说法正确的是
A. 某激发态碳原子的电子排布图：
B. 在元素周期表中，非金属元素都在p区
C. 原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱
D. 在第三能层中自旋状态相同的电子最多有4个
3. 下列有关原子核外电子排布的说法，正确的是( )
A. 电子排布为[Ar]3d44s2的中性原子是基态原子
B. 1s22s12p x02p y12p z1违反了洪特规则，是激发态原子的电子排布
C. 不符合泡利原理，是不存在的排布
D. 原子结构示意图为的原子，核外电子云有3种不同形状
4. 下列说法中不正确的是( )
A. 处于最低能量的原子叫做基态原子
B. 3p2表示3p能级有两个电子
C. K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6
D. 同一原子中，2p，3p，4p能级的轨道数依次增多
5. 下列表达方式正确的是( )
A. 24Cr的外围电子排布式：3d44s2 B. CO2的立体结构模型
C. 基态碳原子的价电子排布图为 D. S2-的结构示意图：
6. 下列化学用语表述正确的是
A. 镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态
B. 基态Se的价电子排布式：3d104s24p4
C. 基态铍原子最外层电子的电子云图为：
D. 电子仅在激发态跃进到基态时才会产生原子光谱
7. 由多元素组成的化合物Fe−Sm−As−F−O，是我国科学家近年来发现的一种重要的铁系超导材料。下列说法正确的是( )
A. O的价层电子排布式为1s22s22p4
B. Fe3+的价层电子轨道表示式违背了泡利不相容原理
C. N、As同主族，第一电离能N
8. 下列说法或有关化学用语的表达正确的是( )
A. 1s电子云呈球形，表示电子绕原子核做圆周运动
B. 钠原子由1s22s22p63s1→1s22s22p63p1时，原子释放能量，由基态转化成激发态
C. 因氧元素的电负性比氮元素的大，故氧原子的第一电离能比氮原子的大
D. 基态Fe原子的外围电子排布图为
9. 下列关于外围电子排布为3s23p4的粒子描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为[Ar]3s23p4
C. 它在元素周期表中属于p区元素
D. 其电子排布图为：
10. 下列说法中正确的是( )
A. 3d3表示3d能级有3个轨道
B. np能级全满时的电子排布图为：
C. 核外电子运动的概率密度分布图(电子云)就是原子轨道
D. 电子的运动状态可从能层、能级、轨道3个方面进行描述
11. 下列化学用语正确的是( )
A. 29Cu的价电子排布式为：4s1
B. 钾(K)原子基态的原子结构示意图为：
C. 食盐的分子式为：NaCl
D. 氮原子的核外电子排布图为：
12. 下列关于价电子构型3s23p4的描述正确的是( )
A. 它的元素符号为O
B. 它的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4
C. 它的氢化物的电子式为
D. 其电子排布图为
13. 下列说法正确的是
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
14. 下列说法正确的是 ( )
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云轮廓图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ，该轨道表示式违背了泡利不相容原理
15. 下列有关原子轨道的叙述中正确的是( )
A. 硫原子的2s轨道能量较3p轨道高
B. 能层n=4的原子轨道最多可容纳16个电子
C. 铯原子的2s与5s轨道均为球形
D. p能级的原子轨道呈哑铃形，随着能层序数的增加，p能级原子轨道也在增多
二、填空题
16. 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)p能级的能量一定比s能级的能量高。
(2)同一原子中，2p、3p、4p能级的轨道数依次增多。
(3)2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等。
(4)2s能级和2p能级所具有的原子轨道数目之比为1：3。
(5)Fe的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s23d6。
(6)1∼36号元素中，基态原子未成对电子数最多的是Cr。
(7)基态原子电子能量的高低顺序为E(1s)
17. 根据原子结构与性质的相关知识，请回答下列问题：
(1)基态S原子电子占据最高能层的符号是________，最高能级的电子云轮廓图为________形。
(2)下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填标号)。
A. B．
C. D．
(3)Fe3+基态核外电子排布式为________ 。
(4)根据元素周期律，原子半径As________Se，电负性As________Se(填“大于”或“小于”)。
(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ⋅mol−1，INi=1753kJ⋅mol−1，ICu>INi的原因是________。
三、实验题
18. 三元锂离子电池是新能源电动车广泛采用的一种电池技术，其中钴元素是三元锂离子电池阳极材料的重要成分。请回答下列问题：
(1)钴元素的常见价态为+2和+3。写出+3价基态钴离子的价电子排布图：________________。
(2)钴离子极易形成配合物，制备配合物X{[Co(NH3)5Cl]Cl2}的实验过程如下：
已知：a.配合物X能溶于水，且溶解度随温度升高而增大。
b.Co(OH)2是不溶于水的沉淀
c.H2O2参与反应时，明显放热。当温度高于40℃时，H2O2开始分解。
①“1)NH4Cl−NH3·H2O”时，如果不加NH4Cl固体，对制备过程的不利影响是________________。
②加H2O2时应选择________(填标号)。
A.冷水浴 B.温水浴(≈60℃) C.沸水浴 D.酒精灯直接加热
③本实验条件下，下列物质均可将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)。其中可替代“2)H2O2”的是________(填标号)。
A.O2 B.KMnO4溶液 C.Cl2 D.HNO3
④Co的此类配合物离子较稳定，但加碱再煮沸可促进其内界解离，如：[Co(NH3)5Cl]2+⇌Co3++5NH3+Cl−。某实验小组用以下思路验证实验所制备的配合物的组成：取一定量X加入过量浓NaOH溶液，煮沸，将生成的NH3通入20 mL 0.5 mol/L的稀硫酸(过量)中，再用0.2000 mol/L NaOH标准溶液滴定剩余H2SO4。若滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00 mL，则所取样品中含有NH3的物质的量n(NH3)=________。
(3)钴的一种化合物晶胞结构如下图所示：
已知该晶体的密度为ρg·cm−3，则晶胞中Ti与O的最近距离是________nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
19. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
四、简答题
20. 按要求填空。
(1)基态K原子中，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为________。
(2)元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能(E1)。第2周期部分元素的E1变化趋势如下图所示。
其中除氮元素外，其他元素的E1自左而右依次增大的原因是________；氮元素的E1呈现异常的原因是________。
(3)氮原子价层电子的轨道表达式(电子排布图)为________。
(4)Co基态原子核外电子排布式为________，元素Mn与O中，基态原子核外未成对电子数较多的是________。
21. 磷及其化合物有许多用途。回答下列问题：
(1)基态磷原子核外共有________种不同空间运动状态的电子，核外电子占据最高能层的符号是________，占据该能层电子的能级最高的电子云轮廓图为________形。
(2)磷(P)、硫(S)、硒(Se)三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。
(3)PCl3中P原子的杂化轨道类型为________，其分子的立体构型为________。
(4)PH3的沸点为−87.7℃，NH3的沸点为−33.5℃。PH3的沸点远低于NH3的沸点，其原因是________。
(5)H3PO4为三元中强酸，与Fe3+形成H3[Fe(PO4)2]，此性质常用于掩蔽溶液中的Fe3+。基态Fe3+价层电子的电子排布式为________，该配合物中的配体是________，1mol该配合物中含有________mol配位键。
(6)磷酸盐分为直链多磷酸盐、支链状超磷酸盐和环状聚偏磷酸盐三类。某直链多磷酸钠的阴离子呈如图(a)所示的无限单链状结构，其中磷氧四面体通过共用顶角氧原子相连。该多磷酸钠中，磷、氧原子个数比为________。
(7)磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料，图(b)为其晶胞，晶体的密度为ρg·cm−3，阿伏加德罗常数的值为NA，硼原子与磷原子最近的距离为________nm。
答案和解析
1.【答案】B
【解析】
【分析】
本题旨在考查学生对元素周期律及其应用、原子核外电子排布的应用，题目难度不大。
【解答】
A.根据“洪特规则”可知，2p轨道电子的自旋方向应该相同，正确的电子排布图为：，故 A错误；
B.价电子排布为4s24p3的元素有4个电子层、最外层电子数为5，位于第四周期ⅤA族，最后填充p电子，是p区元素，故B正确；
C.2p和3p轨道形状均为哑铃形，但是原子轨道离原子核越远，能量越高，2p轨道能量低于3p，故C错误；
D.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故D错误。
故选B。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是原子的核外电子排布，涉及元素分区、发射光谱、核外电子排布规律等知识，意在考查学生的辨析能力。
【解答】
A.可表示基态B原子或失去了一个电子的碳原子(C+)，不表示激发态的碳原子，故A错误；
B.H元素位于s区，故B错误；
C.激发态的原子能量高，原子由激发态转化成基态时获得的光谱为发射光谱，故C正确；
D.通常人们用向上的箭头“↑”或向下的箭头“↓”，来表示电子两种不同的自旋状态，在第三能层中包括三个能级分别是3s、3p、3d，在s能级中有一个轨道、在p能级中有三个能量相同的轨道、在d能级中有五个能量相同的轨道。所以第三能层中的轨道数目是1+3+5=9，每个轨道最多容纳两个自旋状态不同的电子，那么在第三能层中自旋状态相同的电子最多有9个，故D错误。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查核外电子排布式、电子排布图、电子云以及电子排布的规则和原理等，解答这类问题应明确基本概念及其应用，难度不大。
【解答】
A.[Ar]3d44s2的中性原子是激发态原子，而[Ar]3d54s1是基态原子，故A错误；
B.1s22s12p x02p y12p z1没有违反洪特规则，是激发态原子的电子排布，故B错误；
C.中2s轨道2个电子自旋方向相同，该排布不符合泡利原理，是不存在的排布，故C正确；
D.原子结构示意图为的原子的电子排布式为1s22s22p5，核外电子云有2种不同形状(球形和哑铃型)，故D错误。
4.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查能级和原子轨道的相关知识，题目难度不大，考查学生对基础知识的掌握程度。
【解答】
A.处于最低能量状态的原子叫做基态原子，故A正确；
B.3p2表示3p能级有两个电子，故B正确；
C.钾离子的核外有18个电子，依据核外电子排布原理及规则，K+的电子排布式为1s22s22p63s23p6，故C正确；
D.同一原子中，2p、3p、4p能级都含有3个轨道，故D错误。
故选D。
5.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原子结构示意图，球棍模型，核外电子排布与能级分布相关基础知识，难度不大。注意每一项内容的易错点，认真分析。
【解答】
A.Cr核外有24个电子，根据构造原理书写，Cr外围电子排布式：3d54s1，故A错误；
B.CO2是直线型分子，故B错误；
C.碳原子的2p和2s轨道各含有2个价电子，其基态原子的价电子排布图为：，故C正确；
D.S2−的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8，硫离子结构示意图为，故D错误；
故选C。
6.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查有关原子结构知识，难度不大，掌握电子排布式是解答的关键。
【解答】
A.镁原子由1s22s22p63s13p1→1s22s22p63s2时，原子释放能量，由激发态转化成基态，A正确；
B.基态Se的价电子排布式：4s24p4，B错误；
C.基态Be的价电子排布式：1s22s2，则基态铍原子最外层电子的电子云图轮廓为球形，C错误；
D.原子光谱有两种：吸收光谱和发射光谱，电子由基态跃迁到激发态，或由激发态跃迁到基态，都会产生原子光谱，D错误。
7.【答案】D
【解析】
【分析】
本题主要考查的是物质的结构和性质，为高考常见题型，涉及原子的核外电子排布式、核外电子的排布规律、第一电离能大小比较、电负性变化规律等知识，意在考查学生的知识应用能力。
【解答】
A.O的价层电子排布式为2s22p4，故A错误；
B.选项中违背洪特规则，铁元素是26号元素，其原子核外有26个电子，铁原子失去3个电子变成铁离子，其价电子排布式为：3d5，铁离子价电子轨道排布图为：，故B错误；
C.N、As同主族，同一主族元素第一电离能随着原子序数增大而减小，所以第一电离能N>As，故C错误；
D.同一周期元素从左到右电负性逐渐增大，电负性F>O，同一主族元素从上到下电负性逐渐减小，电负性O>As，所以电负性F>O>As，故D正确。
8.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查元素电离能、电负性判断、原子核外电子排布规律及排布式和排布图的书写，题目难度中等，注意原子核外电子的排布和运动特点，试题培养了学生的灵活应用能力。
【解答】
A.电子云表示电子在核外空间某处出现的机会，不代表电子的运动轨迹，故A错误；
B.基态Na的电子排布式为1s22s22p63s1，由基态转化成激发态1s22s22p63p1时，电子能量增大，需要吸收能量，故B错误；
C.非金属性O>N，则氧元素电负性比氮元素大，但N的2p电子半满为稳定结构，则氮原子比氧原子的第一电离能大，故C错误；
D.基态铁原子外围电子排布式为3d64s2，外围电子排布图为：，故D正确；
故选D。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查原子核外电子排布，明确构造原理、洪特规则等知识点是解本题关键，难度不大。
【解答】
A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S，氧元素的价电子构型为：2s22p4，故A错误；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理知，S原子核外电子排布式为[Ne]3s23p4，故B错误；
C.硫在元素周期表中位于p区，故C正确；
D.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，所以3p能级上电子排布图违反洪特规则，故D错误。
故选C。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了能级、电子云，原子轨道等，属于基本理论的考查，掌握基础为解题关键，题目难度不大。
【解答】
A.3d3表示3d能级有3个电子，故A错误；
B.np能级中，同一个轨道上的2个电子自旋方向相反，则np能级全满时的电子排布图为：，故B正确；
C.核外电子运动的概率分布图(电子云)不等同于原子轨道，故C错误；
D.电子的运动状态可从能层、能级、轨道、自旋方向4个方面进行描述，故D错误。
故选B。
11.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查价电子的概念、原子结构示意图、化学式、及电子排布图等化学用语，属于基础题，理解每一种化学用语的含义是解题的关键，试题难度一般。
【解析】
A. 29Cu的价电子排布式为3d104s1 ，故A错误；
B.钾(K)原子基态的原子M、N能层应排布为8、1，故结构示意图为 是错误的，故B错误；
C.食盐由钠离子与氯离子构成，不存在分子，故C错误；
D.氮为7号元素，核外电子排布图为： ，故D正确。
故选D。
12.【答案】B
【解析】解：A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S，氧元素的价电子构型为：2s22p4，故A错误；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理知，S原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p4，故B正确；
C.硫和氢气化合生成的硫化氢为共价化合物，电子式中不能标出电荷，硫化氢正确的电子式为，故C错误；
D.S原子核外电子排布遵循能量最低原理、泡利不相容原理、洪特规则，其正确的轨道表示式为：，故D错误；
故选B．
A.价电子构型为3s23p4的元素是16号元素S；
B.S是16号元素，原子核外有16个电子，根据构造原理确定其核外电子排布式；
C.硫化氢为共价化合物，不存在阴阳离子；
D.3p能级上电子排布图违反洪特规则．
本题考查了元素原子核外电子排布，题目难度中等，明确原子结构、元素位置与原子结构的关系、元素周期律等知识点即可解答，原子核外电子排布式或价电子排布式的书写是高考热点，要熟练掌握，试题培养了学生的灵活应用能力．
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是球棍模型、电子云、价电子排布图、原子核外电子排布规律，意在考查学生的识记能力和辨析能力。
【解答】
A.CH4分子的比例模型为，故A错误；
B.Be原子的核外电子排布为1s22s2，最外层电子云图应该为球形，而不是哑铃形，故B错误；
C.基态Fe原子的价电子排布为3d64s2，价电子轨道表示式为，故C正确；
D.原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上，且自旋方向相同，该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误。
14.【答案】C
【解析】
【分析】
本题主要考查的是球棍模型、电子云、价电子排布图、原子核外电子排布规律，意在考查学生的识记能力和辨析能力。
【解答】
A.CH4分子的比例模型为，故A错误；
B.Be原子的核外电子排布为1s22s2，最外层电子云图应该为球形，而不是哑铃形，故B错误；
C.基态Fe原子的价电子排布为3d64s2，价电子轨道表示式为，故C正确；
D.原子核外电子的排布必先尽可能分占在同一电子亚层的各个轨道上，且自旋方向相同，该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误。
15.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了原子轨道、能层、能级、电子排布式等知识点，侧重于考查学生的分析能力和应用能力，把握电子排布规律即可解答，注意电子云不是电子的运动轨迹，题目难度不大。
【解答】
A.距离原子核越远的能级，其能量越高，所以硫原子的2s轨道能量较3p能级低，故A错误；
B.各电子层最多容纳电子数2n2，则能层n=4的原子轨道最多可容纳32个电子，故B错误；
C.s轨道为球形，所以铯原子的2s与5s轨道皆为球形分布，故 C正确；
D.p能级的原子轨道呈哑铃形，p能级含有3个原子轨道，但随着能层序数的增加，p能级原子轨道数目不变，故D错误。
故选C。
16.【答案】(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√ (7)× (8)×
【解析】略
17.【答案】(1)M；哑铃(纺锤)；
(2)D；C；
(3)[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
(4)大于；小于；
(5)铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子(答案合理即得分)。
【解析】
【分析】
本题主要考查了基态原子的核外电子排布、元素周期律、杂化轨道、 元素电离能、电负性的含义及应用等知识，难度中等，注意基础知识的掌握。
【解答】
(1)基态S原子电子占据的最高能层是M层，占据该能层的电子中能量最高的电子为3p电子，3p电子的电子云在空间有3个伸展方向，且相互垂直，原子轨道为哑铃形；故答案为：M；哑铃(纺锤)；
(2)基态能量最低，处于激发态能量高，能量1s<2s<2p；能量最低和最高的分别为D、C；故答案为：D；C；
(3)Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5，故答案为：[Ar]3d5或1s22s22p63s23p63d5；
(4)根据元素周期律，同周期从左到右原子半径逐渐减小，电负性逐渐增大；所以，原子半径As大于Se，电负性As小于Se；故答案为：大于；小于；
(5)元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu=1958kJ·mol−1、INi=1753kJ·mol−1， ICu>INi的原因是铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子；故答案为：铜失去第二个电子的是全充满的3d10电子，镍失去的是4s1电子。
18.【答案】(1)
(2)①形成Co(OH)2沉淀，影响配合物的生成
②A；
③AC
④0.016mol；
(3) 22×3155NAρ×107
【解析】
【分析】
本题考查了物质的制备，涉及物质的制备原理、实验方案评价、滴定管的使用、物质的检验等，明确实验原理及实验基本操作方法、试题侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力，注意题目信息的与相关基础知识联合分析，题目难度中等。
【解答】
(1)钴的电子排布式为[Ar]3d74s2，则+3价基态钴离子的价电子排布图：。
(2)①氨水显碱性，碱性条件下，CoCl2会生成Co(OH)2沉淀，影响配合物的生成，所以要加氯化铵；
②双氧水不稳定，双氧水受热易分解，所以加双氧水时应该选择冷水浴；
③将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ)的过程中不能引入新的杂质，用氧气或氯气作氧化剂不会引入新的杂质，硝酸和高锰酸钾作氧化剂会引入新的杂质，故AC正确；
④滴定过程平均消耗NaOH标准溶液20.00mL，依据n(H+)=n(NH3)+n(OH−)可得，则样品中含有NH3的物质的量n(NH3)=2×20mL×0.5mol/L×10−3L/mL−20.00mL×0.2000mol/L×10−3L/mL=0.016mol。
(3)Co原子位于晶胞的内部，全部属于晶胞，Ti位于顶点，属于该晶胞的个数为8×18=1，氧原子位于面心，属于该晶胞的个数为6×12=3，化学式为CoTiO3，晶胞的质量为59+48+3×16NAg，设晶胞边长为anm，晶胞的密度ρ=mV=155NA(a×10−7)3g⋅cm−3，晶胞的边长为a=3155NAρ×107nm，根据晶胞的结构，Ti与O最近的距离是面对角线的一半，即最近的距离是 22×3155NAρ×107nm。
19.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
20.【答案】(1)N；球形；
(2)同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子；
(3)；
；Mn。
【解析】
【分析】
本题考查的是元素的结构与性质，涉及原子的电子排布、电子排布图、电离能等知识点。
【解答】
(1)基态K原子核外有4个电子层，核外电子排布2s22p64s1，最高能层为第4层，即N层，最外层电子为4s1电子，该能层电子的电子云轮廓图形状为球形，故答案为：N；球形；
(2)同一周期，从左往右，元素的非金属性逐渐增强，得电子能力逐渐增强，形成的简单阴离子越稳定，释放出的能量越多，因此第一电子亲和能(E1)逐渐增大，由于氮元素的轨道为2p能级，处于半满状态，能量低，相对稳定，不易结合一个电子，释放能量较低，因此其第一电子亲和能E1呈现异常，故答案为：同周期元素随核电荷数依次增大，原子半径逐渐变小，故结合一个电子释放出的能量依次增大；N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子；
(3)氮原子的原子序数为7，价层电子是最外层电子，则价层电子的电子排布图为，故答案为：；
(4)Co是27号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2;元素Mn与0中，由于0元素是非金属性而Mn是过渡元素，所以第一电离能较大的是O;0基态原子价电子为2s22p4，所以其核外未成对电子数是2，而Mn基态原子价电子排布为3d54s2，所以其核外未成对电子数是5，因此核外未成对电子数较多的是Mn。故答案为：1s22s22p63s23p63d74s2；Mn。
21.【答案】(1)9；M；哑铃(或纺锤)；
(2)P>S>Se；
(3)sp3；三角锥形；
(4)NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键；
(5)3d5；PO43−；2；
(6)1:3；
(7) 343168ρNA×107(或其他合理答案)。
【解析】
【分析】本题考查物质结构与性质，涉及电子运动状态、电子云、第一电离能、杂化方式、空间构型及晶胞密度等，高频考点，难度较大。
【解答】(1)基态磷原子核外共有9种不同空间运动状态的电子，核外电子占据最高能层的符号是M，占据该能层电子的能级最高的电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形，故答案为：9；M；哑铃(或纺锤)；
(2)同周期元素，第一电离能随原子序数的递增呈逐渐增大的趋势，但由于P的3p轨道为半充满较稳定状态，较难失去电子，所以第一电离能：P>S;同主族元素，原子序数越大，第一电离能越小，所以第一电离能：S>Se，综合可知第一电离：P>S>Se，，故答案为：P>S>Se；
(3)PCl3中P原子有3对成键电子对，1对孤电子对，其杂化轨道类型为sp3，分子的立体构型为三角锥形，故答案为：sp3；三角锥形；
(4)由于NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键，故PH3的沸点远低于NH3的沸点，故答案为：NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键；
(5)基态Fe3+价层电子的电子排布式为3d5，该配合物中的配体是PO43−，1mol该配合物中含有2mol配位键，故答案为：3d5；PO43−；2；
(6)由图(a)可知每个P原子与4个O原子形成正四面体结构，而其中2个O原子被2个正四面体共用，所以平均每个正四面体中含有1个P原子和3个O原子，即P、O原子的个数比为1:3，故答案为：1:3；
(7)由晶胞结构可知，P原子位于晶胞的顶点(8)和面心(6)，所以平均每个晶胞含有的P原子数为8×18+6×12=4，若将晶胞分割成相同的8个小立方体，则4个B原子位于相对应的4个小立方体的体心，即大立方体体对角线长度等于4倍的最短B原子和P原子的距离，由密度可知晶胞的边长a=34×31+4×11NAgρ g·cm−3=3168ρNAcm，所以最短B原子和P原子的距离为 34×3168ρNAcm= 343168ρNA×107nm。
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