第一章原子结构与性质 第一节原子结构 课后练习题 高中化学人教版（2019）选择性必修2

第一章原子结构与性质第一节原子结构课后练习题高中化学人

教版（2019）选择性必修2

一、单选题（共16题）

1.已知最外层电子数相等的元素的原子具有相似的化学性质。下列原子中，与氯元素原子的化学性质相似

的是（）

A.NeB.MgC.OD.Br

2.下列说法或表达方式中错误的是（）

A.电子从激发态到基态产生的光谱是发射光谱B.第三、第四周期同主族元素的原子序数均相差8

CNH3、H20、CO2分子中中心原子孤电子对数最多的是H20

D基态氯原子的价电子轨道表示式为111」Lffi-5

3P

3.有机物CH3cH==CH—C三CH中标有“•”的碳原子的杂化方式依次为（）

A.sp、Sp2、sp3B.sp3、sp>sp2C.sp2、sp、sp3D.Sp3、sp2>sp

4.下列能级符号表示错误的是（）

A.2pB.3fC.4sD.5d

5.下列基态原子的核外电子在原子轨道上的能量大小关系错误的是（）

A.5s>4sB.4s>3dC.5d>4fD.5p>4d

6.下列分子中所有原子都满足最外层为8电子结构的是（）

A.BFC.SiClD.PCI

3B.H2O45

7.下列分子的中心原子形成sp2杂化轨道的是（）

A.H2OB.NH3C.C2H4D.CH4

8.2019年10月1日晚，北京天安门广场烟花燃放和特殊烟花装置表演配合联欢活动，形成地空一体的绚丽

画卷。烟花燃放的色彩与锂、钠等金属原子核外电子跃迁有关。下列Li原子电子排布图表示的状态中，能

量最高的为（）

ELHl□□□BD[n]ffinn

Is2s2Px2pr2pz

c.口中国□□D.Ejmuuu

k2s2P.2pr2PzIs2s2p.2pr2p,

9.氨分子得到一个H+,变成镀离子（NH［下列对上述过程的描述不合理的是（）

A.氮原子的杂化类型发生了改变B.微粒的形状发生了改变

C.微粒的化学性质发生了改变D.微粒中的键角发生了改变

10.卜列各组原子中彼此化学性质一定相似的是（）

A.原子核外电子排布式为1s2的X原子与原子核外电子排布式为Is22s2的Y原子

B.原子核外M层上仅有两个电子的X原子与原子核外N层上仅有两个电子的Y原子

C.2p轨道上有一对成对电子的X原子和3p轨道上只有一对成对电子的Y原子

D.最外层都只有一个电子的X、Y原子

11.下列各原子或离子的电子排布式错误的是（)

A.AlIs22s22P63s23PlB.O2-Is22s22P。C.Na+Is22s22P6D.Sils22s22P2

12.下列基态原子的价电子排布不可能的是（)

A.3d44s2B.4s2C.3d74s2D.4s24P5

13.磷原子核外3P亚层中的电子，不相同的是)

A.能量B.电子云形状C.电子云伸展方向D.自旋方向

14.下列说法正确的是（）

A.s轨道是绕核旋转的一个圆圈

B.电子云图中黑点越密之处表示那里的电子越多

C.主量子数为3时，有3s,3p,3d三个轨道

D.电子在同一原子轨道上排布时应自旋相反，遵循的是泡利不相容原理

15.下列叙述中，正确的是（）

A.在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核近的区域内活动

B.微粒的最外层只能是8个电子才稳定

C.两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同

D.核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有排满了L层后才排M层

16.基态R原子的3P能级上只有一对成对电子，则R的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是（）

A.ROj~B.RO]C.RO4D.ROl~

二、综合题(共4题)

17.试用VSEPR理论判断下列分子或离子的立体构型，并判断中心原子的杂化类型:

(1)H20形，杂化类型；

(2)CO32'形，杂化类型_______；

2

(3)SO3"形，杂化类型_______；

18.硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示:

H.SFeS2so.S()xH,SO(

熔点/(-85.5115.2>600-75.516.810.3

沸点-60.3444.6(分解)-10.045.0337.0

回答下列问题：

(1)根据价层电子对互斥理论，H2S、S02、S03的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的

是o

(2)图a为S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为。

(3)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为形，其中共价键的类型有种;

固体三氧化硫中存在如图b所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为O

图a图b

19.钛铁硼磁铁是目前为止具有最强磁力的永久磁铁。生产铉铁硼磁铁的主要原材料有稀土金属被、高纯铁、

铝、硼等。回答下列问题：

(1)铉(Nd)为60号元素，在周期表中位于第周期。基态硼原子中占据最高能级的电子，电子云轮

廓图形状为.铁离子的电子排布式________

(2)实验测得A1CL的实际存在形式为Al2c16，其分子的球棍模型如下图所示：

①分子中A1原子采取杂化。Al2c16属于分子(填“极性”或"非极性”)。

②AlCb与过量NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4],[A1(OH)4「中存在的化学键有(填选项字母)。

A.离子键B.共价键C.配位键D.金属键E.氢键

(3)工业上可用电解熔融的FeO、FezCh冶炼高纯铁。基态Fe?+的价电子排布图(轨道表达式)为

用物质结构知识说明Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因：。

(4)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为o

至1冬2

(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为pg・cm-,NA代表阿伏加德罗常

数的值。在该晶胞中，与Fe2+紧邻且等距离的Fe?+数目为；Fe?+与。2-的最短核间距为

20.氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。

(1).在现代化学中，常利用一上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。

(2).基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是—,价电子在该能级上的排布遵循的原则是

(3).NH』BF4(氟硼酸镀)是合成氮化硼纳米管的原料之一。ImolNH^BFa含有—mol配位键。

(4)化肥(NHQ2SO4中会含有N4H4(SO4)2,该物质在水中电离出SCV-和N4H44+,N4H44+遇到碱性溶

液会生成一种形似白磷(P4)的N4分子。N4比P4的沸点—，原因为—。

(5).尿素(H2NCONH2)也是一种常用的化肥，其分子中原子的杂化轨道类型有—，。键和兀键数目之

比为—。

(6).CsN具有良好的电学和光学性能，其晶胞结构如图。

Cu+半径为apm,N3-半径为bpm,Cu+和N3嘟是紧密接触的刚性小球，则N，-的配位数为—，Cu.aN的

密度为—g-cm-3o(阿伏加德罗常数用NA表示)

答案解析部分

一、单选题

1.【答案】D

【解析】【解答】A.Ne的核电荷数为10,最外层有2个电子，最外层已排满，A不符合；

B.Mg的核电荷数为12,最外层有2个电子，B不符合；

CO的核电荷数为8,最外层有6个电子，C不符合；

D.Br的核电荷数为35,最外层有7个电子，D符合；

故答案为：D。

【分析】已知最外层电子数相等的元素的原子具有相似的化学性质，氯原子最外层有7个电子，则与氯元

素原子的化学性质相似的元素最外层应有7个电子；

2.【答案】B

【解析】【解答】A.电子从激发态到基态，需要向外释放能量，产生发射光谱，A项不符合题意；

B.第IA、IIA族元素相差8,其它主族元素的原子序数相差18个，所以第三、第四周期同主族元素的原

子序数相差不一定是8,B项符合题意；

C.氨气的电子式为H：N：H,中心原子N上孤电子对数为1,水的电子式为：中心原子。上孤

H**

电子对数为2,二氧化碳的电子式为中心原子C上孤电子对数为0,所以H2O中含有的

孤电子对最多，C项不符合题意；

D.基态氯原子的价电子排布式为：3/3；,依据洪特规则和泡利不相容原理其价电子轨道表示式为：

G2皿tilt」,D项不符合题意；

3B3p

故答案为：B。

【分析】A.发射光谱是释放能量产生的

B.第四周期有副族元素和第八族元素

C.写出电子式即可判断

D.符合电子的排布方式

3.【答案】D

【解析】【解答】甲基上C原子含有4个6键，则C原子采用sp3杂化，碳碳双键两端的C原子含有3个

◎键，则C原子采用sp2杂化，碳碳三键两端的C原子含有2个。键，则C原子采用sp杂化，

故答案为：D。

【分析】根据价层电子对互斥理论判断C原子杂化方式，价层电子对个数键个数+孤电子对个数，如果

价层电子对个数是4,则C原子采用sp3杂化，如果价层电子对个数是3,则C原子采用sp2杂化，如果价

层电子对个数是2,则C原子采用sp杂化。

4.【答案】B

【解析】【解答】A.第二能层含有2个能级，分别是2s、2P能级，含有2P能级，A不符合题意；

B.第三能层含有3个能级，分别是3s、3p、3d能级，不含3f能级，B符合题意；

C.第四能层含有4个能级，分别是4s、4p、4d、4f能级，含有4s能级，C不符合题意；

D.第五能层含有5个能级，分别是5s、5p、5d、5f、5g能级，含有5d能级，D不符合题意；

故答案为：B。

【分析】能层含有的能级数等于能层序数，即第n能层含有n个能级，每一能层总是从s能级开始，同一

能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大，据此即可解答。

5.【答案】B

【解析】【解答】电子的能量由主量子数和角量子数共同决定，主量子数(电子层数)越大，电子能量越

高，同--电子层中的角量子数越大，能量越高，即nd>np>ns,

故答案为：B。

【分析】各能级能量该地顺序为①相同n而不同能级高低顺序是ns〈叩VndVnf,②n不同时能量高低，

ns<(n+1)s,2P<3p<4p③不同层不同能级一般是ns<(n-2)f<(n-1)d<np,大多数基态原子核外电

子的排布都遵循顺序Is、2s、2p、3s、3p、4s、3d、4p、5s、4d、5p、6s、4f...

6.【答案】C

【解析】【解答】A.B位于HIA族，B的化合价+3价，形成3个B-F键，B原子最外层是6个电子，故A

不选；

B.H20中H原子为2个电子结构，故B不选；

C.Si位于IVA族，Si的化合价为+4,形成4个Si-Cl键，4+4=8,C1为-1价，1+7=8,所有原子都满足最

外层为8电子结构，故C选；

D.P位于VA族，P的化合价为+5价，形成5个P-C1键，5+5=10,最外层为10个电子结构，故D不选；

故答案为：Co

【分析】ABn型共价化合物中，元素的族序数+成键数(化合价的绝对值)=8,则最外层满足8电子结构，据

此分析判断。

7.【答案】C

【解析】【解答】A、水分子中O原子的价层电子对数为2+詈=4,为sp3杂化，A不符合题意；

B、NH3分子中N原子的价层电子对数为3+弩=4,为sp3杂化，B不符合题意；

C、C2H4分子中C原子形成3个。键，无孤电子对，为sp2杂化，C符合题意；

D、CK分子中C原子形成4个。键，无孤电子对，为sp3杂化，D不符合题意；

故答案为：Co

【分析】根据价层电子对互斥理论确定原子杂化方式，价层电子对个数=。键个数+孤电子对个数，◎键个

数=配原子个数，孤电子对数带X(a-xb),a指配原子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定

结构需要的电子个数，据此判断杂化类型。

8.【答案】C

【解析】【解答】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，根据图知，电

子排布能量最低的是ls、2s能级，能量最高的是2s、2P能级，

故故答案为：C«

【分析】原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，以此解答该题。

9.【答案】A

【解析】【解答】A.氨气分子中N的杂化为sp',钱离子中N的杂化为sp3,N原子的杂化类型没

有改变，A项符合题意；

B.氨气分子的空间构型是三角锥形，铉离子的空间构型为正四面体形，B项不符合题意；

C.因结构不同，则性质不同，微粒的化学性质发生了改变，C项不符合题意；

D.氨气分子的空间构型是三角锥形，铉离子的空间构型为正四面体形，微粒中键角发生了改变，D项不

符合题意；

故答案为：Ao

【分析】A.根据NH3和NH4+中氮原子的杂化方式分析;

B.根据NH3和NEU+的空间构型分析；

C.二者的结构不同，化学性质不同；

D.根据NH3和NH4+的空间构型分析其键角；

10.【答案】C

【解析】【解答】A.原子核外电子排布式为Is?是He,原子核外电子排布式为Is22s2是Be,二者性质不同，

故A项不符合题意；

B.原子核外M层上仅有两个电子的X为Mg元素，原子核外N层上仅有两个电子的Y可能为Ca、Fe、Zn

等元素，价电子数不同，性质不相同，故B项不符合题意；

C.2P轨道上有一对成对电子的X为O元素，3P轨道上只有一对成对电子的Y为S元素，二者位于周期表

同一主族，最外层电子数相同，性质相似，故C项符合题意；

D.最外层都只有一个电子的X、Y原子，可能为H与Cu原子等，性质不同，故D项不符合题意；

故答案为：C。

【分析】A.根据元核外电子排布特点确定各种元素或最外层电子排布特点确定其化学性质是否相似即可，

注意同主族元素的化学性质相似。

11.【答案】D

【解析】【解答】A.铝是13号元素，第三层有3个价电子，A项不符合题意；

B.氧本来有8个电子，得到2个电子后一共有10个电子，刚好填满前两层，B项不符合题意；

C.钠有11个电子，失去一个电子后有10个电子，刚好填满前两层，C项不符合题意；

D.硅是14号元素，而排布式中只有6个电子，很明显不够，实为碳元素的电子排布式，D项符合题意；

故答案为：Do

【分析】核外电子排布式书写时遵循能量最低原理、泡利不相容原理和洪特规则。

能量最低原理要求电子先排能量低的能级，再排能量高的能级；

泡利不相容原理是1个轨道最多能容纳2个自旋方向相反的电子；

洪特规则是电子排布到原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道。

12.【答案】A

【解析】【解答】基态原子的价电子排布为3d44s2的结构不稳定，应为3d54sl,

故答案为：Ao

【分析】依据洪特规则可知，当原子轨道中电子处于全充满、全空、半充满时，结构最稳定

13.【答案】C

【解析】【解答】A.磷原子核外3P亚层中的3个电子分别位于伸展方向不同的3个3P轨道上，自旋方向

相同、能量相同，故A不符合题意；

B.p轨道电子云形状都为哑铃型，即磷原子核外3P亚层中的电子云形状相同，故B不符合题意；

C.电子云伸展方向在三维坐标中沿着x、y、z轴伸展，所以电子云的伸展方向不同，故C符合题意；

D.P的的最外层电子排布图为L.I.IJ.J,则3P亚层中的电子自旋方向相同，故D不符合题意。

3«3P

故答案为：Co

【分析】在3P亚层中，电子的能量是相同的，电子云的形状和自旋方向也是相同的，只是电子云的伸展方

向不同。

14.【答案】D

【解析】【解答】A.电子不是按照某种形状运动的，A不符合题意；

B.小黑点越密之处表示电子在那个区域出现的机会越多，B不符合题意；

C.主量子数为3时有3s,3p,3d三个亚层，共有1+3+5=9个轨道，C不符合题意；

D.原子核外各个轨道上最多能够容纳2个电子，且自旋方向相反，这种排布使原子的能量最低，符合泡

利不相容原理，D符合题意；

故答案为：Do

【分析】A.电子在原子轨道中作无规则运动

B.电子云就是用小黑点疏密来表示某处空间内电子出现概率大小的一种图形

C.量子数决定着亚层种类，可计算出轨道数

D.根据泡利不相容原理进行排布即可

15.【答案】D

【解析】【解答】A.在多电子的原子里，能量低的电子通常在离核近的区域内运动，能量高的电子通常在

离核远的区域内运动，A不符合题意；

B.通常认为最外层有8个电子的结构是一种稳定结构，但是有的微粒最外层2个电子也是稳定结构，如

He,B不符合题意；

C.两种微粒核外电子排布完全相同，其化学性质不一定相同，比如S2-与Ar原子，核外电子排布相同，但

S2-有较强的还原性，而Ar是稀有气体，非常稳定，不易反应，C不符合题意；

D.核外电子总是先排在能量低的、离核最近的电子层里，L层的能量比M层低，所以排满了L层后才排

M层，D符合题意；

故答案为：D。

【分析】本题易错选C,有同学认为核外电子排布完全相同，最外层电子数相同，化学性质就完全相同，

这种理解是错误的；对于原子，这个规律基本能符合，但是对于离子来讲，化学性质(氧化性、还原性)

与其所带的电荷也有一定关系，所以同学们一定要注意。

16.【答案】D

【解析X解答】基态R原子的3P能级上只有一对成对电子，则R的核外电子排布为：Is22s22P63s23P4,

所以R为S,S的最高价氧化物对应水化物的酸根离子是SOl~,则R的最高价氧化物对应水化物的酸根

离子是ROl-,D符合题意；

故答案为：D。

【分析】根据3P能级上只有一对成对电子，即可判断p能级上有4个电子，即可写出核外电子能级排布即

可找出最高价即可写出最高价氧化物对应水合物的酸根离子

二、综合题

17.【答案】(1)V；sp3

(2)平面三角；sp2

(3)三角锥；sp3

【解析】【解答】(1)氏0中价层电子对个数n=2+：(6-2x1)=4,含孤电子对数为2,中心原子采用sp3

杂化，所以该分子为V型；(2)CO32-中价层电子对个数n=3+：(4+2-3X2)=3,含孤电子对数为0,中

心原子采用sp?杂化，所以该分子为平面三角形；(3)SO32-中价层电子对个数n=3+：(6+2-3X2)=4,含

孤电子对数为1，中心原子采用sp3杂化，所以该分子为三角锥形。

【分析】根据价层电子对互斥理论确定分子或离子空间构型，价层电子对个数n=。键个数+孤电子对个数，

。键个数=配原子个数，孤电子对个数=：(a-xb),a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原

子形成稳定结构需要的电子个数。根据n值判断杂化类型：一般有如下规律：当n=2,sp杂化；n=3,sp?

杂化；n=4,sp3杂化，据此分析解答。

18.【答案】(1)H2S

(2)S8相对分子质量比SO2大，S8的分子间作用力大于SO2

(3)平面三角;2；sp3

【解析I解答］⑴H?S、SO2、SO3的中心原子均为S,中心原子价层电子对数分别为2+生、2+诏、

22

3+3,即4、3、3,所以，H2s分子的中心原子价层电子对数不同于其他分子，故答案为：H2S；(2)S8

2

与SO2都是分子晶体，S8相对分子质量比SO2大，S8的分子间作用力大于SO2，所以熔沸点S8>SO2,

故答案为：S8相对分子质量比S02大，S8的分子间作用力大于SO2；(3)SO3中S原子价层电子对数=3+四

2

=3,且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为平面三角形，该分子中S-0原子之间存

在单键和双键，所以共价键类型2种。图b分子中每个S原子都形成4个单键，所以S原子杂化类型为sp3

故答案为：平面三角；2；sp\

【分析】(1)根据价层电子对互斥理论进行作答；

(2)分子晶体的熔沸点与分子的相对分子质量有关，相对分子量越大，物质的熔沸点越高；

(3)根据价层电子对互斥理论判断物质的空间构型，以及杂化类型。

19.【答案】(1)六或6；哑铃形或纺锤形；Is22s22P63s23P63d5

(2)sp3；非极性；BC

⑶或;Fe3+的3d轨道是半充满

3d3d

(4)3:1

(5)12；3p^xlO10

NNA'p

【解析】【解答】(1)铉(Nd)为60号元素，在周期表中位于第六周期。基态硼原子中占据的最高能级为

2p,电子云轮廓图形状为哑铃形或纺锤形。铁原子的电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2,形成离子优

先失去最外层电子，故铁离子的电子排布式Is22s22P63s23P63d5；

(2)①AI2CI6分子中每个铝原子与四个氯原子形成共价键，故A1原子采取sp3杂化。A1206分子中正负

电荷中心重合，则Al2c16属于非极性分子；

②A1最外层的空轨可以接受氧原子提供的孤对电子形成配位键，。和H之间形成极性共价键，

故答案为：BC；

(3)基态Fe?+的价电子排布式为3d6,则价电子排布图(轨道表达式)为

⑪①①①①或|tl|t|T|f。Fe2+容易被氧化成Fe3+的原因是Fe3+的3d轨道是半

3d

充满，比较稳定;

(4)氮化铁晶胞为六棱柱，顶点贡献率为J,棱点贡献率为：，面点贡献率为|。观察晶胞可知，12

b3£

个铁原子位于顶点，2个点位于面心，3个铁位于体内。2个氮位于体内。贝!I1个晶胞含铁微粒数为12X；

+2xi+3=6,含氮微粒数为2,则该晶体中铁、氮的微粒个数之比为6:2=3:1；

（5）观察图2可知，上、中、下三层各4个氧离子（共12个氧离子）与中心的氧离子紧邻且等距离，而

氧化亚铁晶体中氧离子、亚铁离子个数比为1:1,所以与Fe2+紧邻且等距离的Fe?+数目为12个。1个氧化亚

铁晶胞含Fe2+数目为8xi+6x|=4,含0?-数目为12X；+1=4,所以，1个氧化亚铁晶胞含4个“FeO”，

824

4X72I

设Fe2+与02-的最短核间距为dpm,有p=3,解得d=3工xIO】。pm。

NX

A<2dx107NNA'P

【分析】（1）根据稀有气体的原子序数和在周期表中的位置来判断铉元素在周期表中的周期数；根据硼

原子的电子排布式确定最高能级，确定其电子云轮廓；铁离子失去4s的2个电子和3d上的1个电子；

（2）①根据A1形成的共价键数判断杂化方式；根据对称性确定分子的极性；

②根据OH-中的共价键、A1原子的空轨道形成配位键来判断；

（3）根据核外电子排布鬼绿书写电子轨道表示式；根据半充满的稳定进行分析;

（4）根据均摊法计算晶体中的原子个数；

（5）根据晶胞的结构可知相距最近的Fe在小立方体的面对角线上；根据晶体的密度计算边长，边长的一

半即为Fe?+