原子核外电子的运动 同步练习 高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

试卷第=page11页，共=sectionpages33页试卷第=page11页，共=sectionpages33页2.1原子核外电子的运动同步练习姓名（）班级（）学号（）一、选择题1．在基态多电子原子中，下列叙述不正确的是A．2s和3s轨道形状均为球形B．3d、4d、5d能级的轨道数相等C．4px、4py、4pz轨道相互垂直，且能量相等D．p能级能量一定比s能级的能量高2．下列各基态原子或离子的电子排布式正确的是A．Si1s22s22p63s23p4 B．CaC．Fe[Ar]3d64s2 D．1s22s22p43．ZnO是一种光电材料，其立方晶体的晶胞结构如图1，图2是沿着立方格子对角面取得的截图。已知Zn、O原子半径分别为apm、bpm，以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子的分数坐标，原子1的分数坐标为()。下列说法正确的是A．基态Zn2+占据的最高能级共有3个原子轨道B．晶胞边长为C．原子2的分数坐标为()D．晶体中与Zn2+距离最近且相等的O2-数目为84．下列化学用语或图示表达正确的是A．中子数为8的碳原子： B．CO2的空间填充模型：C．2pz的电子云轮廓图： D．MgCl2的电子式：5．城镇地面下常埋有纵横交错的金属管道，地面上还铺有铁轨等。当金属管道或铁轨在潮湿土壤中形成电流回路时，就会导致这些金属制品被腐蚀。为了防止这类腐蚀的发生，某同学设计了如图所示的装置，下列说法正确的是A．钢铁输水管上的电极反应式为B．基态Mg原子的核外电子有12种空间运动状态C．基态碳原子2p能级上的电子自旋状态相反D．基态中，3d能级上的5个电子的能量完全相同6．扑热息痛又叫对乙酰氨基酚(结构如图所示)，是重要的解热镇痛药，下列说法正确的是A．第一电离能：N>O>H>CB．基态碳原子的简化电子排布式为C．对乙酰氨基酚结构中所有原子均满足8电子稳定结构D．某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为，则该轨道表示式违背了能量最低原理7．味精能增加食品的鲜味，是一种常用的增味剂，其主要成分M的结构如图所示，下列说法正确的是A．氧是第二周期第IVA族元素 B．中子数为8的碳原子：C．Na原子的结构示意图： D．核电荷数：Na>O>N>C>H8．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9．NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A．1molH2O和足量Na2O2充分反应后，转移电子总数为NAB．在标准状况下，将22.4LNO与11.2LO2混合于密闭容器中充分反应，生成NO2分子数为NA个C．12g由3H和18O组成的水中，中子数和电子数之和为12NAD．反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)

ΔH=−92.4kJ·mol−1，若放出热量4.62kJ，则转移电子的数目为0.3NA10．一种高效电解质，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11．短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和，W简单氢化物r溶于水完全电离。m、p是由这些元素组成的二元化合物，m可做制冷剂，无色气体p遇空气变为红棕色。下列说法正确的是A．简单离子半径：W>Z>Y>XB．Y原子的价电子轨道表示式为C．r与m可形成离子化合物，其阳离子电子式为D．一定条件下，m能与Z的单质反应生成p12．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13．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∶314．化学创造美好生活。下列生产活动中，没有运用相应化学知识的是选项劳动项目化学知识A燃放五彩缤纷的烟花电子跃迁的吸收光谱B用高温蒸煮消毒餐具高温条件下，蛋白质变性C用汽油洗掉衣服上的油漆物质相似相溶D向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成有碱性氧化物的通性A．A B．B C．C D．D15．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-二、填空题16．能级定义：根据多电子原子的能量也可能不同，将它们分为不同能级。(1)表示方法：分别用相应能层的序数和等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为ns、、、nf等。(2)能层、能级与最多容纳的电子数由上表可知：①能层序数该能层所包含的能级数，如第三能层有个能级。②s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为、、、的2倍。③原子核外电子的每一能层最多可容纳的电子数与能层的序数(n)间存在的关系是。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．钕铁硼永磁材料被广泛应用于汽车、家电、电子产品等领域。以江西赣州某公司的钕铁硼油泥废料(主要物相为)为原料，回收有价金属的工艺流程如图所示。已知：①用RE表示稀土元素：②配位阴离子的稳定常数越大，配位阴离子越稳定。几种配位阴离子的稳定常数如下：配位阴离子稳定常数25.49.416.220.2回答下列问题：(1)钕(Nd)属于f区元素，其原子轨道共有种不同的形状。(2)溶液能洗涤钕铁硼油泥废料的原因是(用离子方程式表示)。(3)浸取后，对浸取液进行紫外可见光光度测试，结果如图所示。写出与盐酸反应的离子方程式：。(4)沉淀时，草酸用量及沉淀温度对稀土与铁选择性沉淀分离的影响如下图所示。沉淀时，)与的最佳物质的量之比为，请说明原因：。最佳沉淀温度为60℃，，温度继续升高，稀土沉淀率略下降的原因可能是。(5)在沉淀后的滤液中加入，溶液中主要存在的配位阴离子是，该离子在加入铁粉后生成的离子方程式为。19．活性氧化锌能对太阳光线和其他大气物质形成防护，常用于敏感皮肤的面霜和化妆品。工业上用菱锌矿(主要成分为ZnCO3，还含有Ni、Cd、Fe、Cu等元素及少量不溶于水的杂质)制备ZnO，工艺流程图所示：(1)写出Ni、Fe元素在周期表中的位置，常温下Fe2+比Fe3+更容易被氧化变质，请从结构角度加以解释。(2)加入H2O2的目的是；“调pH”时除ZnO外还可以选用的物质是。a．氨水

b．氢氧化铁

c．氢氧化锌(3)常温下、pH=5时，Fe3+的浓度降到了mol/L，此时Fe(OH)3的溶度积常数的数值为。证明Fe3+已除尽的化学方法是。(4)已知沉锌时固体产物是Zn2(OH)2CO3，请写出该过程的离子方程式：。(5)粗锌中含有少量Al、Fe、Cu等杂质，可用电解法制备高纯度锌，下列叙述正确的是_______。A．粗锌作阳极，纯锌作阴极，电解质溶液是硫酸锌溶液B．电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C．电解后，溶液中存在的金属阳离子只有Al3+、Fe2+和Zn2+D．电解后，电解槽底部的阳极泥中只有Cu(6)活性氧化锌纯度测定，已知：1.0mL1.0mol/LEDTA标准溶液相当于氧化锌质量为0.080克。取w克所得活性氧化锌样品配成含Zn2+的待测液，用cmol/LEDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。计算产品中氧化锌纯度为。答案第=page11页，共=sectionpages22页答案第=page11页，共=sectionpages22页参考答案：1．D【详解】A．2s和3s轨道形状均为球形，A项正确；B．无论是哪个能层上的能级，d能级都有5个轨道，B项正确；C．同一能层，p轨道上原子轨道能量相等并且互相垂直，C项正确；D．当s和p能级不在同一能层时，p能级能量不一定比s能级的能量高，D项错误。故答案为：D2．C【详解】A．Si原子序数为14，为IVA族元素，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，故A错误；B．Ca原子序数为20，为IIA族元素，基态原子的电子排布式为[Ar]4s2，故B错误；C．Fe原子序数为26，基态原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，故C正确；D．O2-的最外层有8个电子，基态O2-的电子排布式为1s22s22p6，故D错误；故答案为：C。3．B【详解】A．基态Zn2+占据的最高能级为3d能级，共有5个原子轨道，故A错误；B．已知Zn、O原子半径分别为apm、bpm，则Zn、O原子的最近距离为，设晶胞的边长为xpm，由晶胞结构可知，，解得晶胞边长为，故B正确；C．原子2的分数坐标为()，故C错误；D．由晶胞结构可知，晶体中与Zn2+距离最近且相等的O2-数目为4，故D错误；故选B。4．C【详解】A．中子数为8的碳原子：，A错误；B．为球棍模型，B错误；C．2pz的电子云轮廓图：，C正确；D．MgCl2的电子式：，D错误；故选C。5．D【分析】钢铁输水管与镁块相连形成原电池，镁作负极，发生氧化反应被腐蚀，钢铁输水管作正极，受到保护。【详解】A．钢铁输水管作正极，受到保护，故A错误；B．基态Mg原子的核外电子排布为，空间运动状态即原子轨道为1+1+3+1=6，故B错误；C．基态碳原子2p能级有3个轨道，有2个电子单独分占轨道，自旋状态相同，故C错误；D．同一能级上的电子所具能量相同，基态中，3d能级上的5个电子的能量完全相同，故D正确；故选D。6．A【详解】A．N、O第一电离能反常，N>O>C，又因为O的第一电离能大于H，且C的第一电离能小于H,故第一电离能：N>O>H>C，故A正确；B．基态碳原子的简化电子排布式为，故B错误；C．对乙酰氨基酚结构中H是2电子稳点结构，不满足8电子稳定结构，故C错误；D．某同学将基态氧原子的轨道表示式表示为，则该轨道表示式违背了洪特规则，故D错误；故选A。7．D【详解】A．氧原子核外8个电子，位于周期表第二周期第ⅥA族元素，A说法错误；B．C原子质子数为6，中子数为8，质量数为14，可表示为：，B说法错误；C．Na原子核外11个电子，原子结构示意图：，C说法错误；D．原子的核电荷数等于质子数，Na、O、N、C、H五种原子核电荷数分别为11、8、7、6、1，所以核电荷数：Na>O>N>C>H，D说法正确；故答案为：D。8．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。9．B【详解】A．Na2O2与水完全反应：，1molH2O和足量Na2O2充分反应后，转移电子为1mol，故转移电子数为，A正确；B．标准状况下，由反应方程式，可知22.4LNO和11.2LO2混合后恰好完全反应，生成22.4L的NO2。但因存在反应，故反应后二氧化氮的分子数小于，B错误；C．由和组成的水()中，其摩尔质量为，1个分子所含中子数为14个，电子数为10个，一共24个，由和组成的水()为，中子数和电子数之和为，C正确；D．反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，说明当有1molN2参加反应转移电子6mol，放出热量92.4kJ。当放出热量4.62kJ，说明参加反应氮气为0.05mol,转移电子0.3NA，D正确；故答案为：B。10．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。11．D【分析】m可做制冷剂，则m为NH3，则X为H；无色气体p遇空气变为红棕色，则p为NO；W简单氢化物r溶于水完全电离，则r为强电解质，N元素的简单氢化物NH3是非电解质，O元素的简单氢化物是弱电解质，所以W不是O、N，则Y为N，Z为O，W原子的最外层电子数是X与Z原子最外层电子数之和，则W的最外层电子数为7，短周期元素中最外层电子数为7的有F和Cl，W的简单氢化物r溶于水完全电离，则W为Cl，r为HCl。【详解】A．电子层数越多离子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小半径越大，所以简单离子半径：，即W>Y>Z>X，故A错误；B．N的价电子排布式为2s22p3，则其价电子排布图为，故B错误；C．r与m可形成离子化合物氯化铵，其阳离子为铵根离子，铵根离子的电子式为，故C错误；D．m为NH3，Z的单质为O2，一定条件下之间发生反应NO和水，故D正确；故选D。12．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。13．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。14．A【详解】A．烟花中金属元素的原子核外电子由高能级跃迁到低能级，产生发射光谱，A符合题意；B．高温蒸煮使细菌蛋白质变性，从而达到消毒目的，B不符合题意；C．油漆可溶于汽油中，体现了物质“相似相溶”的性质，C不符合题意；D．氧化钙能与二氧化硫等气体反应，从而减少酸雨的形成，体现了具有碱性氧化物的通性，D不符合题意；故选A。15．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。16．(1)字母npnd(2)等于313572n2【详解】（1）根据多电子原子的同一能层的电子的能量也可能不同，将它们分为不同能级；表示方法为：分别用相应能层的序数和字母等表示，如n能层的能级按能量由低到高的排列顺序为：ns、np、nd、nf；（2）①能层序数等于该能层所包含的能级数，如第三能层有3个能级；②不同能层相同类型的能级中所容纳的电子数是相等的,s、p、d、f各能级可容纳的电子数分别为1、3、5、7；③能层序数等于能层中的能级数；s、p、d、f……能级所包含的轨道数分别是1、3、5、7……，根据泡利原理可知每个轨道最多容纳两个自旋状态相反的电子，所以每个能级最多容纳的电子数为其轨道数的2倍，能层最多容纳的电子数为2n2。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)4(2)(3)(4)与的物质的量之比为时，稀土沉淀率最高，提高比值，稀土沉淀率没有明显提高，但元素沉淀率大幅度提高温度升高，草酸稀土盐溶解度增大，导致稀土沉淀率降低(5)【分析】钕铁硼油泥废料(主要物相为RE2O3、Fe2O3)用Na2CO3溶液洗涤后，加入稀盐酸浸取，滤液中含有Fe3+、RE3+，向滤液中加入草酸溶液沉淀得到RE2(C2O4)3·10H2O，过滤后的滤液中加入铁粉和草酸溶液沉铁，得到草酸亚铁晶体。【详解】（1）钕(Nd)属于f区元素，含有s、p、d、f共4种能级，其原子轨道共有4种不同的形状。（2）溶液中碳酸根发生水解使溶液呈碱性，，而油脂易在碱性溶液中分解，故溶液能洗涤钕铁硼油泥废料。（3）由图可知，Fe2O3与盐酸反应生成了，离子方程式为：。（4）与的物质的量之比为时，稀土沉淀率最高，提高比值，稀土沉淀率没有明显提高，但元素沉淀率大幅度提高，所以沉淀时，与的最佳物质的量之比为。最佳沉淀温度为60℃，，温度继续升高，稀土沉淀率略下降的原因可能是温度升高，草酸稀土盐溶解度增大，导致稀土沉淀率降低。（5）由表格数据可知，最稳定，则在沉淀后的滤液中加入，溶液中主要存在的配位阴离子是，在加入铁粉后生成的离子方程式为：。19．(1)第四周期第VIII族Fe3+外围电子排布为半充满稳定结构，难于再失去电子，而Fe2+外围若再失去一个电子就是半充满的稳定结构，所以Fe2+不稳定(2)将Fe2+氧化为Fe3+便于沉淀除去c(3)取少量沉淀后的上层清液，滴入几滴KSCN溶液，溶液不变红可证明Fe3+已除尽(4)(5)A(6)【分析】菱锌矿中加入H2SO4溶浸得到主要含Zn2+、Fe2+、Ni2+、Cd2+的浸出液，Cu和少量杂质不参与反应，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，再加入ZnO调节溶液pH=5将Fe3+转化为Fe(OH)3除去，此时滤液主要含Zn2+、Ni2+、Cd2+，加入Na2S将Ni2+、Cd2+分别转化为NiS、CdS沉淀而除去，再