高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题5 考点一 原子结构及核外电子排布（含解析）

考点一原子结构及核外电子排布1．明确微粒间“三个”数量关系中性原子：核电荷数＝质子数＝核外电子数＝原子序数阴离子：核外电子数＝质子数＋所带的电荷数阳离子：核外电子数＝质子数－所带的电荷数2．元素、核素、同位素、同素异形体之间的联系特别提醒许多元素存在同位素，故原子的种数大于元素的种数。一种单质可由不同的核素组成，如HD、HT等；同种核素可以构成不同的单质，如18O2、18O3等。3．基态原子的核外电子排布(1)排布规律①能量最低原理：基态原子核外电子优先占据能量最低的原子轨道，如Ge：1s22s22p63s23p63d104s24p2。②泡利原理：每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子。a．每层最多容纳的电子数为2n2。b.最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。c.次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。③洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。(2)表示方法

表示方法举例原子结构示意图电子排布式Cr：1s22s22p63s23p63d54s1简化电子排布式Cu：[Ar]3d104s1价电子排布式Fe：3d64s2电子排布图(3)特殊原子的核外电子排布式①Cr的核外电子排布：先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d4，因3d5为半充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d5，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d54s1。②Cu的核外电子排布：先按能量从低到高排列：1s22s22p63s23p64s23d9，因3d10为全充满状态，比较稳定，故需要将4s轨道的一个电子调整到3d轨道，得1s22s22p63s23p64s13d10，再将同一能层的排到一起，得该原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1。易错提醒(1)在写基态原子的电子排布式时，常出现以下错误：①3d、4s书写顺序混乱。如eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Fe：1s22s22p63s23p64s23d6×,Fe：1s22s22p63s23p63d64s2√))②违背洪特规则特例。如eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Cr：1s22s22p63s23p63d44s2×,Cr：1s22s22p63s23p63d54s1√))eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(Cu：1s22s22p63s23p63d94s2×,Cu：1s22s22p63s23p63d104s1√))(2)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：①(违反能量最低原理)②(违反泡利原理)③(违反洪特规则)④(违反洪特规则)(3)注意元素电子排布式、简化电子排布式、元素价电子排布式的区别与联系。如Fe的电子排布式：1s22s22p63s23p63d64s2；简化电子排布式：[Ar]3d64s2；价电子排布式：3d64s2。题组一2020真题汇编1．(2020·江苏，2)反应8NH3＋3Cl2=6NH4Cl＋N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是()A．中子数为9的氮原子：eq\o\al(9,7)NB．N2分子的电子式：N⋮⋮NC．Cl2分子的结构式：Cl—ClD．Cl－的结构示意图：答案C解析中子数为9的氮原子应为eq\o\al(16,7)N，A项错误；N2分子的电子式为eq\o\al(·,·)N⋮⋮Neq\o\al(·,·)，B项错误；Cl－的结构示意图为，D项错误。2．(2019·江苏，2)反应NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。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18的氯原子：eq\o\al(18,17)ClB．N2的结构式：N=NC．Na＋的结构示意图：D．H2O的电子式：答案D解析A项，中子数为18的氯原子应表示为eq\o\al(35,17)Cl，错误；B项，N2分子中N与N之间形成三键，结构式为N≡N，错误；C项，Na＋的结构示意图为，错误；D项，H2O为共价化合物，每个H原子和O原子之间共用一个电子对，正确。3．(2020·山东等级模拟考，4)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．3p64s1 B．4s1C．3d54s1 D．3d104s1答案A4．[2020·山东等级模拟考，17(2)节选]基态Ge原子核外电子排布式为_______________。答案1s22s22p63s23p63d104s24p2(或[Ar]3d104s24p2)5．[2020·全国卷Ⅱ，35(1)]基态Ti原子的核外电子排布式为__________________________。答案1s22s22p63s23p63d24s26．[2020·全国卷Ⅰ，35(1)]基态Fe2＋与Fe3＋离子中未成对的电子数之比为________。答案4∶57．[2020·天津，13(1)]基态Fe原子电子排布式为_________________________________________________________________________________________________________。答案1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2)8．[2020·山东5月等级模拟考，16(2)节选]CH3NHeq\o\al(＋,3)的电子式为__________________________________________________________________________________________________。答案题组二2019真题探讨9．[2019·全国卷Ⅰ，35(1)]下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是________(填标号)。答案A解析由题给信息知，A项和D项代表Mg＋，B项和C项代表Mg。A项，Mg＋再失去一个电子较难，即第二电离能大于第一电离能，所以电离最外层一个电子所需能量A大于B；3p能级的能量高于3s,3p能级上电子较3s上易失去，故电离最外层一个电子所需能量：A>C、A>D，选A。10．[2019·全国卷Ⅱ，35(2)(3)](2)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。(3)比较离子半径：F－________O2－(填“大于”“等于”或“小于”)。答案(2)4s4f5(3)小于解析(2)Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2＋、Fe3＋的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3＋时，首先失去6s轨道上的电子，然后再失去1个4f轨道上的电子，故Sm3＋的价层电子排布式为4f5。(3)F－与O2－核外电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故离子半径：F－<O2－。11．[2019·全国卷Ⅲ，35(1)]在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是________，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态________(填“相同”或“相反”)。答案Mg相反解析由元素周期表中的“对角线规则”可知，与Li的化学性质最相似的邻族元素是Mg；Mg为12号元素，M层只有2个电子，排布在3s轨道上，故M层的2个电子自旋状态相反。12．[2018·全国卷Ⅰ，35(1)(2)](1)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)。(2)Li＋与H－具有相同的电子构型，r(Li＋)小于r(H－)，原因是____________________。答案(1)DC(2)Li＋核电荷数较大13．[2018·全国卷Ⅱ，35(1)]基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为__________，基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。答案(或)哑铃(纺锤)“两原理，一规则”的正确理解(1)原子核外电子排布符合能量最低原理、洪特规则、泡利原理，若违背其一，则电子能量不处于最低状态。(2)同能级的轨道半充满、全充满或全空状态的原子结构稳定。如np3、np6Cr：3d54s1Mn：3d54s2Cu：3d104s1Zn：3d104s2(3)31Ga、33As等基态原子核外电子排布(简写)常出现以下错误：31Ga[Ar]4s24p1应为[Ar]3d104s24p133As[Ar]4s24p3应为[Ar]3d104s24p3题组一概念辨析、比较数量1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)同种元素可以有若干种不同的核素，即核素种类远大于元素种类(√)(2)同一元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物的化学性质几乎完全相同，只是某些物理性质略有差异(√)(3)离子化合物中一定含离子键，一定不含共价键(×)(4)共价键可存在于离子化合物、共价化合物和共价单质分子中(√)(5)熔融状态下能导电的化合物是离子化合物，熔融状态下不能导电的化合物是共价化合物(√)(6)氢化物一定是共价化合物(×)(7)H2O的稳定性大于H2S，是因为H2O分子间存在氢键(×)(8)Na2O、NaOH、Na2S、Na2SO4加热熔化，克服的是相同类型的作用力(√)(9)CH3CH2OH的沸点大于CH3CHO的沸点是因为CH3CH2OH存在分子间氢键(√)(10)由强极性键构成的物质一定是强电解质(×)2．有eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R两种核素，下列说法正确的是()A．当a＝c时，eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R一定为同种元素B．当b＝d时，eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R一定为同种核素C．当a≠c时，eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R一定不是同种元素D．当b≠d时，eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R一定不是同种核素答案D解析当a＝c时，质量数相等，但质子数b和d不一定相等，则eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R不一定为同种元素，故A错误；当b＝d时，质子数相等，但质量数a、c不一定相等，则eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R不一定为同种核素，故B错误；当a≠c时，质量数不相等，但质子数b和d可能相等，则eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R可能是同种元素，故C错误；当b≠d时，质子数不相等，X和R一定不是同种元素，则eq\o\al(a,b)X和eq\o\al(c,d)R一定不是同种核素，故D正确。3．下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()A．H3O＋和OH－ B．CO和N2C．HNO2和NOeq\o\al(－,2) D．CHeq\o\al(＋,3)和NHeq\o\al(＋,4)答案D解析中性微粒核外电子数等于核内质子数；阳离子电子数等于质子数减所带的电荷数，阴离子核外电子数等于质子数加所带的电荷数。CHeq\o\al(＋,3)中的电子数为8，NHeq\o\al(＋,4)中电子数为10，二者不相等。题组二原子、离子、分子的结构表示方法4．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)中子数为20的氯原子：eq\o\al(20,17)Cl()(2)NH4Cl的电子式：()(3)氨分子的比例模型：()(4)氟离子的结构示意图：()(5)氢氰酸的结构式：H—C≡N()(6)HClO的电子式：()(7)CS2的比例模型：()(8)氨基负离子(NHeq\o\al(－,2))的电子式：()答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)√(8)×题组三对比书写电子式5．按要求书写下列电子式：(1)H3O＋________________，Ceq\o\al(2－,2)______________________________________，Oeq\o\al(2－,2)__________________，NHeq\o\al(＋,4)________________________________________。(2)HClO__________________，CCl4_____________________________________，NH3________________，CO2___________________________________________，CS2________________，COS___________________________________________，HCHO________________，C2H4________________________________________，COCl2________________，N2H4_________________________________________，N2Heq\o\al(＋,5)________________。(3)Na3N________________，Mg(OH)2_____________________________________，Na2S________________，NaH____________________________________________，NH4H________________，NaCN___________________________________________，NaSCN________________，NaBH4__________________________________________。答案(1)(2)(3)书写“电子式”需要注意5个问题(1)首先要判断是阴离子，还是阳离子，是离子化合物还是共价化合物。(2)不能漏写没有参与成键的电子对，如NH3的电子式不是。(3)不能错误合并离子，如Na2O2的电子式写成是错误的。(4)不能混淆化学键的类别，如H2O2的电子式写成是错误的。(5)离子(或根)带电荷，基团不显电性，如OH－为，—OH为。题组四“10e－、18e－”微粒在推断题中的应用6．甲、乙、丙、丁4种物质分别含2种或3种元素，它们的分子中均含18个电子，甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子，下列推断不正确的是()A．甲通入硫酸铜溶液中无明显现象，但甲能与碱反应B．乙的摩尔质量为32g·mol－1，则乙分子中可能含有极性键、非极性键C．若丙中含有第二周期ⅣA族的元素，则丙可能是甲烷的同系物D．若丁中各元素质量比跟甲中各元素质量比相同，则丁既可能表现氧化性也可能表现还原性答案A解析甲是气态氢化物，在水中分步电离出两种阴离子，说明甲是H2A型的二元弱酸，再根据甲中含18个电子，知甲为H2S，硫化氢通入硫酸铜溶液有硫化铜黑色沉淀生成，A项错误；B项，乙应为NH2—NH2；C项，丙可以是CH3—CH3；D项，在甲(H2S)中，H和S的质量比为1∶16，根据题给条件，其应为H2O2。7．已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的微粒，C是一种含有10电子的微粒。请完成下列各题：(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学方程式：__________________________________________________________________________。(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：________________。(3)若A、B均是含2个原子核的微粒，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生反应的离子方程式为_____________________________________________________________________________________________________________________。(4)若D是一种含有22电子的分子，则符合如图关系的A的物质有____________(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。答案(1)2F2＋2H2O=4HF＋O2(2)(3)HS－＋OH－=S