2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题2第一单元 原子核外电子的运动 作业

2.1原子核外电子的运动同步练习一、选择题1．2023年12月22日晚，随着朱令的去世，历时29年的“清华铊中毒事件”告一段落。健全品格，珍爱生命应当是每一个公民的基本素养。铊，符号为TlA．铊原子的原子结构示意图：B．基态铊原子的价层电子排布式：C．基态铊原子价层电子的轨道表示式D．基态铊原子最高能层符号为P2．下列化学用语表述错误的是A．的电子式： B．的价层电子排布式为：C．分子的模型： D．亚铁离子结构示意图：3．反应可应用于铁质强化剂的制备。下列说法正确的是A．晶体属于共价晶体 B．的电子式为C．P原子的结构示意图为 D．基态核外电子排布式为4．甲醛(结构如图所示)的水溶液(又称福尔马林)具有杀菌、防腐性能，可用于消毒和制作生物标本，下列说法正确的是A．基态碳原子中，电子占据的最高能层符号为pB．基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高C．氧元素位于元素周期表第二周期ⅣA族D．基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数依次增多5．下列有关化学用语的表述正确的是A．基态原子的价层电子排布式为B．轨道表示式，不满足泡利原理C．基态原子的电子在轨道中的表示式为D．基态铍原子最外层电子的电子云轮廓图为6．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W基态原子核外只有一个电子，X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，Y的最外层电子数为偶数，Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和。下列说法不正确的是A．Y单质的氧化性比X单质的强 B．基态X原子有7种不同运动状态的电子C．Z是四种元素中原子半径最大的 D．W与Y形成的分子中原子个数比一定为2:17．一种高效电解质，其结构如图所示，其中W、Y、X、Z、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大，X与Q同族，基态Y原子的s轨道比p轨道的电子数多1，Y和Z的原子序数之和与Q相等。下列说法正确的是A．简单氢化物的沸点：X<Q B．W和X形成的化合物溶于水呈碱性C．元素第一电离能：X>Y>W D．Q的氧化物的水化物均为强酸8．2023年诺贝尔化学奖授予对量子点的发现有突出贡献的科研工作者。量子点是指尺寸在纳米量级(通常2～20nm)的半导体晶体，其中铜铟硫(CuInS2)量子点被广泛用于光电探测、发光二极管以及光电化学电池领域。下列说法不正确的是A．制备过程中得到的CuInS2量子点溶液能够产生丁达尔效应B．硫离子的结构示意图：C．已知In的原子序数为49，可推知In位于元素周期表第四周期D．基态Cu+的价层电子排布式为3d109．石墨烯是由单层碳原子构成的新型材料(结构如图所示)，使用石墨烯吸附催化剂，能增大催化剂的比表面积，使某些有机酸转化为酯的反应在常温常压下就能实现。下列说法正确的是A．有机酸中的原子半径：B．氢化物的沸点：C．Cu属于过渡金属元素D．石墨烯是仅由共价键形成的化合物10．采用了氮化镓元件的充电器体积小、质量轻，在发热量、效率转换上相比普通充电器也有更大的优势，被称为“快充黑科技”，下图是氮化镓的三种晶体结构(NA表示阿伏加德罗常数的值)。下列有关说法错误的是A．Ga、N均属于p区元素B．图a晶体结构中含有6个Ga、6个NC．图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，则晶体的密度为D．三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为3∶2∶311．反应CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2个可用于制取乙炔。下列说法正确的是A．C的电子式：B．基态碳原子的价层电子轨道表示式：C．C2H2的空间填充模型：D．Ca(OH)2的电离方程式：Ca(OH)2Ca2++2OH-12．在网络上流行这样一句话“遇事不决，量子力学”。量子力学的创立放在当时的整个物理学界是十分炸裂的存在，下列说法正确的是A．基态钪原子中电子占据的最高能层符号为4s24p1B．因为s轨道的形状是球形的，所以s电子做的是圆周运动C．基态氧原子轨道表示式，违背了泡利原理D．基态氧原子的核外电子有8种不同的空间运动状态13．下列说法正确的是A．空间结构模型 B．基态Si的价层电子排布图C．硫酸钾的电子式 D．卤族元素电负性变化趋势14．下列图示或化学用语表示正确的是A．的电子式B．基态的价层电子轨道表示式C．的原子结构示意图D．的轨道电子云轮廓图A．A B．B C．C D．D15．光敏太阳能电池是电池研发的新方向，一种钌(Ru)配合物光敏太阳能电池的工作原理及电池中发生的反应如图所示。下列说法正确的是A．透明导电玻璃依靠Na+和的定向移动导电B．电池工作时，光能转变为电能，因此两极不发生反应C．电池工作结束后，无需充电，在光照条件下可再次使用D．①RuⅡRuⅡ·(激发态)过程中，Ru内层电子被激发二、填空题16．开发新型材料是现在科学研究的一项重要工作，科学家开发一种形状记忆陶瓷，它的主要原材料是纳米级ZrO2.用锆石ZrSiO4(含少量FeO、Al2O3、SiO2和CuO)制备纳米级ZrO2的流程设计如图：回答下列问题：(1)锆石杂质中含锆元素，基态Cu的价电子排布式为，锆石杂质中含铁元素，已知Fe2+易被氧化为Fe3+，原因是。(从原子结构角度解释)(2)碱熔过程中有多种物质能发生反应，写出其中一个反应方程式。(3)“酸浸”过程中FeO发生氧化还原反应的离子方程式为，滤渣1经回收加工后有多种用途，写出其中一种。(4)久置H2O2浓度需要标定。取xmLH2O2溶液，用amol/LCe(SO4)2溶液滴定H2O2，完全反应转化为Ce2(SO4)3时，消耗bmLCe(SO4)2溶液。则H2O2溶液的浓度为：mol/L。(5)易溶氰化物有剧毒，需对滤液1中的氰化物进行处理，选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化，其中一种产物为空气的主要成分，写出其离子反应方程式。(6)ZrO2的晶胞结构如图所示。①其中B表示(填O2-或Zr4+)。②ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm，其晶体密度为g/cm3(列算式用NA表示阿伏加德罗常数的值)。17．完成下列问题。(1)如图所示为二维平面晶体示意图，所表示的化学式为的是(填“a”或“b”)。(2)Al单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。①Al单质的晶胞称为(填序号)。A．六方晶胞

B．体心立方晶胞

C．面心立方晶胞

D．简单立方晶胞②Al单质晶胞的空间利用率为(用含π的最简代数式表示)。③Al单质晶胞立方体的边长为apm，金属铝的密度为ρg/cm，则阿伏加德罗常数为mol(用含a、ρ的代数式表示，不必化简)。(3)1~36号元素的基态原子中，未成对电子最多的元素是(填元素符号)，它的外围电子轨道表示式为。它的未成对电子数与成对电子数之比为。与该元素同周期的元素中，基态原子的最外层电子排布与之相同的是(填元素符号)。它们的核外电子占据的最高能层符号是，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为。三、解答题18．钴及其化合物在工业生产中有广阔的应用前景。已知：Co2+不易被氧化，Co3+具有强氧化性，[Co(NH3)6]2+具有较强还原性，[Co(NH3)6]3+性质稳定。(1)从锂钴废料(主要成分为LiCoO2)分离Co2+。①的电子排布式为。②“酸溶”时不选择浓的理由是：。③“净化”时，加固体是将转化为沉淀，“净化”后溶液中，若“过滤1”后溶液中浓度为1.0，则“净化”后c(Na+)=。[溶液体积变化忽略不计，不考虑其他离子影响。25℃时Ksp(LiF)=2.0×10-3](2)从由CoCl2制备[Co(NH3)6]Cl3。实验过程：称取研细的10.0g和NH4Cl50g于烧杯中溶解，将溶液转入三颈烧瓶，分液漏斗中分别装有25浓氨水，530%的H2O2溶液，控制反应温度为60℃，打开分液漏斗，反应一段时间后，得[Co(NH3)6]Cl3溶液，实验装置如图所示：①由制备[Co(NH3)6]Cl3溶液的离子方程式为。②分液漏斗中液体加入三颈烧瓶中的顺序为。(3)用CoSO4溶液为原料“沉钴”时，可先制得CoCO3再制备Co3O4.CoCO3在空气中受热分解，测得剩余固体的质量与起始CoCO3的质量的比值(剩余固体的质量分数)随温度变化曲线如图所示。为获得较高产率的Co3O4，请补充实验方案：取CoSO4溶液。(可选用的试剂：0.1mol/LNH4HCO3溶液、空气、0.1mol/LHCl溶液、0.1mol/LBaCl2溶液)。19．从炼锌厂废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴并获得副产物ZnSO4的工艺流程如图：已知：①常温下相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：金属离子Co2+Fe2+Fe3+Zn2+开始沉淀的pH7.26.31.56.2沉淀完全的pH9.28.32.88.2②酸浸后滤液中钴元素以Co2+形式存在请回答下列问题：(1)根据核外电子排布，钴元素位于周期表中区；酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有(任写一条)；滤渣1的成分为(填化学式)。(2)向酸浸后的滤液中加入H2O2的目的是；调pH除铁选择的试剂X可以是(填下面的字母)；调节的pH范围是。A．KOH

B．Zn(OH)2

C．CoO

D．Na2CO3(3)操作1在实验室所用到的主要仪器为；该流程中可循环使用的物质是。(4)除去Zn2+后，工业上也可利用碱性的次氯酸钠溶液氧化Co2+生成Co(OH)3沉淀，实现钴的回收，该反应的离子方程式为。(5)已知Ksp(CoCO3)=1.5×10-13，Ksp(CoC2O4)=6.0×10-8，请判断能否利用如下反应CoCO3(s)+C2O(aq)CoC2O4(s)+CO(aq)，将CoCO3转化为CoC2O4：(填“能”或“不能”)，通过计算说明理由。参考答案1．B【详解】A．根据铊，为81号元素，位于元素周期表第六周期第IIIA族，可知铊原子核内质子数为81，核外有81个电子，有6个电子层，最外层有3个电子，A正确；B．铊与铝元素位于同主族，基态原子的价层电子排布式相似，基态铊原子的价层电子排布式为，B错误；C．根据基态铊原子价层电子排布式为，其中s能级只有1个原子轨道，2个电子自旋运动方向相反，p能级3个原子轨道，只有1个电子，其轨道表示式是正确的，C正确；D．基态铊原子最高能层为第6层，符号为P，D正确；答案选B。2．C【详解】A．的结构为H-O-Cl，电子式为，故A正确；B．是第25号元素，价层电子排布式为，故B正确；C．分子的模型为四面体，故C错误；D．亚铁离子为Fe失去2个电子，离子结构示意图为，故D正确；故答案选C。3．C【详解】A．CH3COOH晶体属于分子晶体，A错误；B．H2O的电子式为，B错误；C．P是15号元素，原子的结构示意图为，C正确；D．Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6，D错误；故选C。4．B【详解】A．碳元素的原子序数为6，基态C原子的价电子排布式为2s22p2，则电子占据的最高能层符号为L，故A错误；B．由构造原理可知，基态碳原子中，1s、2s电子的能量逐渐升高，故B正确；C．氧元素的原子序数为8，位于元素周期表第二周期ⅥA族，故C错误；D．基态氧原子中，1s、2s能级的轨道数相同，都为1，故D错误；故选B。5．C【详解】A．基态Se原子的价层电子排布式为，故A错误；B．轨道表示式不满足洪特规则，故B错误；C．基态Mn原子的电子在3d轨道中的表示式为，故C正确；D．铍原子基态最外层电子轨道为2s，s轨道的电子云轮廓图为球形，，故D错误；故答案为：C；6．D【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W基态原子核外只有一个电子，则W为H元素；X的最高能级不同轨道都有电子且自旋方向相同，则X的电子排布式为1s22s22p3，X为N元素(排除P元素)；Y的最外层电子数为偶数，则Y为O元素；Z的核外电子数等于X与Y的最外层电子数之和，则Z的核外电子数为5+6=11，Z为Na元素。从而得出W、X、Y、Z分别为H、N、O、Na。【详解】A．X、Y分别为N、O，O元素的非金属性强于N元素，则单质的氧化性：O2>N2，故A正确；B．X为N，核外共有7个电子，每个电子的运动状态都不同，故B正确；C．W、X、Y、Z分别为H、N、O、Na，则Na的原子半径最大，故C正确；D．W与Y分别为H和O，形成的化合物H2O2中原子个数比为1:1，故D错误；故答案为：D。7．B【分析】基态Y原子的s轨道比p轨道的电子数多1，所以Y为1s22s22p3或1s1，又W、Y、X、Z、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大，所以Y为N，W为Li，X形成二价键、X与Q同族，X为O，Q为S，Z为F。【详解】A．X为O、Q为S，由于水分子间存在氢键，简单氢化物的沸点：X＞Q，故A错误；B．W为Li、X为O，形成的化合物为Li2O，溶于水呈碱性，故B正确；C．X为O、Y为N、W为Li，N原子2p轨道半充满，元素第一电离能：Y>X>W，故C错误；D．Q为S，S的氧化物的水化物H2SO3为弱酸，故D错误；故答案为：B。8．C【详解】A．铜铟硫(CuInS2)量子点是尺寸在纳米量级(通常2～20nm)的半导体晶体，则其溶液为胶体，能发生丁达尔效应，故A正确；B．硫离子的核电荷数为16，最外层8个电子，硫离子的结构示意图：，故B正确；C．In的原子序数为49，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p1，可推知In位于元素周期表第五周期，故C错误；D．基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1，则基态Cu+的价层电子排布式为3d10，故D正确；故选：C。9．C【详解】A．H只有一个电子层，C和O电子层数相同，核电荷数越大，原子半径越小，原子半径应为，A错误；B．碳有多种氢化物，其沸点不一定低于氧的氢化物的沸点，如碳原子数较多的烃沸点高于水，B错误；C．为ⅠB族，属于过渡元素，C正确；D．石墨烯只含一种元素，不是化合物，D错误；故答案选C。10．D【详解】A．Ga、N的价电子分别是4s24p1、2s22p3、Ga、N均属于p区元素，故A正确；B．图a晶体结构中含有12×+2×+3=6个Ga、6×+4=6个N，故B正确；C．图b晶体结构中若Ga和N的距离为xnm，取晶胞的八分之一作为一个小立方体，小立方体的对角线为2xnm，小立方体的边长为nm，晶胞的边长为2nm，则晶体的密度为ρ==，故C正确；D．a的晶胞为，Ga原子的配位数为4，三种晶体结构中Ga原子的配位数之比为4∶4∶6=2∶2∶3，故D错误；故选D。11．A【详解】A．碳化钙为离子化合物通过离子键结合，电子式为：，故A正确；B．碳原子价电子排布式为2s22p2，根据泡利原理和洪特规则，轨道表达式为：，故B错误；C．乙炔的结构简式为CH≡CH，C原子半径大于H，故C错误；D．氢氧化钙为强电解质，电离方程式为Ca(OH)2的电离方程式：Ca(OH)2=Ca2++2OH-，故D错误；故选A。12．C【详解】A．基态钪原子的价电子排布式为4s24p1，电子占据的最高能层符号为N，故A错误；B．s轨道是球形，描述的是电子云轮廓图，表示电子在单位体积内出现概率的大小，s电子不是做的是圆周运动，故B错误；C．泡利不相容原理：一个原子轨道上最多可容纳两个电子，而这两个电子的自旋方向必须相反，所以基态氧原子轨道表示式应该为：，题给排布式违背了泡利不相容原理，2s轨道上的两个电子自旋方向应该相反，故C正确；D．核外电子空间运动状态由能层、能级、原子轨道决定，氧原子核外有8个电子，有1s轨道、2s轨道、2p轨道，其中2p有3个轨道均填充电子，故核外有5种不同空间运动状态的电子，故D错误。答案选C。13．A【详解】A．六氟化硫为正八面体构型，硫原子半径大于氟原子，故A正确；B．基态Si的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2，则价层电子排布图为，故B错误；C．硫酸钾的电子式为，故C错误；D．卤族元素电负性依次减小，F的电负性最大，故D错误。故选A。14．D【详解】A．NaCl为离子化合物，其电子式为，A错误；B．基态Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子的轨道表示式：，B错误；C．Fe为26号元素，其原子结构示意图为：，C错误；D．轨道的电子云轮廓图为沿X轴延展的纺锤状，D正确；故选D。15．C【分析】由电子流向可知，X为原电池的负极、Y为正极；【详解】A．玻璃为固态，玻璃中Na+和不能自由移动，A错误；B．电池工作时，光能转变为电能，在氧化还原反应中形成电子的移动形成电离，两极发生反应，B错误；C．由图电池的工作原理可知，电池电解液中、及钌(Ru)配合物均可以循环转化，故无需充电在光照条件下可再次使用，C正确；D．Ru的外层电子能量高容易被激发，故①RuⅡRuⅡ·(激发态)过程中，Ru外层电子被激发，D错误；故选C。16．(1)3dl04s1Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成更稳定的3d5(2)或(3)做干燥剂(催化剂载体等)(4)(5)(6)O2-【分析】锆石粉碎后加NaOH进行碱熔，过程中氧化铝和二氧化硅与NaOH反应生成盐，碱熔后固体加足量盐酸溶解，此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1，加过氧化氢将亚铁离子氧化为三价铁，再加氨水调节pH值使三价铁转化为氢氧化铁，铝离子转化为氢氧化铝沉淀即滤渣2，滤液中甲KCN使铜离子沉淀，过滤后滤液中加氨水调节使锆沉淀，过滤后灼烧得到氧化锆，据此解答。【详解】（1）Cu为29号元素，根据洪特规则特例，轨道全充满、半满结构更稳定，其价电子排布式为：3dl04s1；Fe2+价电子排布式为3d6，Fe为26号元素，其价电子排布式为：3d64s2，Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成Fe3+，价电子排布为3d5，根据洪特规则特例，半满结构更稳定，因此Fe2+易被氧化成Fe3+，故答案为：3dl04s1；Fe2+价电子排布式为3d6，失去一个电子形成更稳定的3d（2）碱熔过程中Al2O3、SiO2能与NaOH发生反应，故答案为：或；（3）“酸浸”过程中FeO与H2O2发生氧化还原反应，1molFeO失1mol电子，1molH2O2得2mol电子，根据得失电子守恒可得反应方程式：；碱熔过程中二氧化硅与NaOH反应生成盐，碱熔后固体加足量盐酸溶解，此时硅酸钠与盐酸反应生成硅酸沉淀即滤渣1，硅酸经回收加工后有多种用途，可以做干燥剂(催化剂载体等)，故答案为：；做干燥剂(催化剂载体等)；（4）Ce(SO4)2与H2O2完全反应转化为Ce2(SO4)3，根据电子守恒有如下关系，H2O2~2Ce(SO4)2，则H2O2溶液的浓度为故答案为：；（5）易溶氰化物有剧毒，需对滤液1中的氰化物进行处理，选用次氯酸钠溶液在碱性条件下将其氧化，其中一种产物为空气的主要成分N2，故答案为：；（6）根据ZrO2的晶胞结构，A的个数为8×+6×=4，B的个数为8，B表示O2-，故答案为：O2-；ZrO2晶胞的质量为，ZrO2晶胞的棱长分别为anm、anm、cnm，ZrO2晶胞的体积为，晶体密度为，故答案为：。17．(1)b(2)C(3)Cr1∶3K和CuN球形【详解】（1）a中每个黑球周围有6个白球，每个白球周围有3个黑球，所以分子式应为AX2，b中每个黑球周围有6个白球，每个白球周围有2个黑球，分子式应为AX3，故答案为b；（2）①由图甲可知，，Al原子采取的面心立方堆积，故选C；②设晶胞的边长为a，铝原子半径为d，根据丙图可得a=4d，则a=2d，晶胞含有4个Al原子，所以利用的体积为：，晶胞的体积为：a3=16d3，所以空间利用率=；③设晶胞的边长为apm，则该晶体的密度，；（3）Cr元素的电子排布式为：1s22s22p63s23p63d54s1，有6个为成对电子，则未成对电子最多的元素是Cr；其外围电子轨道表示式为：；根据其电子排布式可知，未成对电子数与成对电子数之比为6∶18=1∶3；Cr位于第4周期，则与该元素同周期的元素中，基态原子的最外层电子排布与之相同的是4s1，3d104s1，分别为K和Cu；它们的核外电子占据的最高能层都是N层；占据该能层电子的电子为4s能级，其电子云轮廓图形状为球形。18．(1)或浓有还原性，与会发生反应产生，污染空气0.99(2)先加浓氨水再加溶液(3)边搅拌边滴加0.1mol/LNH4HCO3溶液，至不再产生沉淀，过滤、洗涤，取最后一次洗涤液加入0.1mol/LHCl溶液酸化，再加入0.1mol/LBaCl2溶液，无浑浊生成，得到CoCO3固体，将CoCO3固体置于热解装置中，通入空气气流，在400~600℃【分析】锂钴废料酸溶、过滤，得到酸溶渣和含有锂离子、亚钴离子的滤液，向滤液中加入氟化钠溶液，将锂离子转化为氟化锂沉淀，过滤，得到氟化锂溶渣和含有亚钴离子的溶液。【详解】（1）①钴元素的原子序数为27，基态Co2+的电子排布式为或；②钴酸锂中钴元素的化合价为+3价，由题意可知，+3价钴元素具有强氧化性，若酸溶时加入具有还原性的浓盐酸，钴酸锂会与浓盐酸反应生成有毒的氯气，污染空气，所