2024-2025学年高中化学第一章物质结构元素周期律2.1原子核外电子排布练习含解析新人教版必修2

PAGE11-第1课时原子核外电子排布记一记1.原子核外电子排布规律：(1)各层最多容纳的电子数目为2n2个(n为电子层序数)。(2)最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时，不超过2个)，次外层电子数目不超过18个。(3)核外电子总是先排布在能量较低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能量渐渐上升的电子层里，即按K、L、M、N…依次排列。2．常见10电子粒子：(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。(3)阴离子：O2－、F－、OH－。3．常见“18电子”粒子(1)分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4等。(2)阳离子：K＋、Ca2＋。(3)阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－。探一探1.将Na原子的结构示意图画成对吗？为什么？[提示]不对，L层没有填满，只有填满L层才能排M层，正确的写法为。2．原子的M层是最外层或内层时，最多容纳的电子数分别是多少？[提示]依据核外电子的排布规律知：①当M层作最外层时，最多不超过8个；②当M层作内层时，最多不超过18个。3．M电子层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？[提示]若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这和电子排布规律中“最外层电子数不超过8个”相冲突，不符合电子排布规律。4．短周期元素中，有哪些离子的核外电子排布与稀有气体Ne的核外电子排布相同？[提示]N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋判一判推断正误(对的在括号内打√，错的在括号内打×)(1)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高。(×)(2)稀有气体元素的原子最外层都排有8个电子。(×)(3)M层为最外层时容纳的最多电子数不超过8个。(√)(4)原子核外各电子层容纳的电子数为2n2个。(×)(5)锂的原子结构示意图是。(×)(6)某原子M层电子数为L层电子数的4倍。(×)(7)某离子M层和L层电子数均为K层的4倍。(√)(8)离子的核电荷数确定等于其核外电子数。(×)(9)示意图中，x的数值有可能大于10，也可能等于10，还可能小于10。(√)(10)Cl－与Ca2＋的核外电子排布完全相同。(√)练一练1.[2024·辽宁学考模拟]排布在下列各电子层上的一个电子，所具有的能量最低的是()A．K层B．L层C．M层D．N层答案：A2．[2024·天津月考]下列是几种粒子的结构示意图，有关说法不正确的是()Ａ．①和②属同种元素B．②属于稀有气体元素C．①和③的化学性质相像D．④属于金属元素答案：B3．[2024·青岛检测]下列粒子中，最外层与第一层的电子数之和等于次外层电子数的是()A．SB．MgC．ClD．Be答案：A4．已知某短周期元素原子的第三电子层上排布有5个电子，则该元素在周期表中位于()A．其次周期ⅣA族B．其次周期ⅤA族C．第三周期ⅣA族D．第三周期ⅤA族答案：D学问点一原子核外电子排布规律1.下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是()A．K层是能量最低的电子层B．原子失电子时先失去能量低的电子C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18解析：离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，则K层是能量最低的电子层，A项正确；原子最先失去最外层电子，最外层电子的能量最高，所以原子失电子时先失去能量高的电子，B项错误；核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上，C项正确；电子层的次外层最多容纳18个电子，所以N层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，D项正确。答案：B2．[2024·河北唐山开滦二中月考]下列关于核外电子排布的说法中不正确的是()A．其次电子层最多可容纳的电子数为8B．次外层最多可容纳的电子数为18C．最多可容纳2个电子的电子层确定是第一电子层D．最多可容纳8个电子的电子层确定是其次电子层解析：依据核外电子排布规律可知，其次电子层最多可容纳的电子数为8，A项正确；次外层最多可容纳的电子数为18，B项正确；最多可容纳2个电子的电子层确定是第一电子层，即K层，C项正确；由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不确定是其次电子层，D项错误。答案：D3．下列有关原子或离子的结构示意图表示正确的是()学问点二原子核外电子排布与元素性质的关系4.[2024·上海静安区七一中学检测]有关短周期元素原子的说法正确的是()A．当原子形成简洁离子后，其最外层电子数可超过8B．原子最外层电子数少于4时，电子数越多，还原性越强C．原子核外电子中，位于最外层上的电子能量最高D．当最外层电子数变为4时粒子达稳定结构解析：当原子形成简洁离子后，其最外层电子数不行能超过8，A项错误；原子最外层电子数少于4时，电子数越多，失去电子的实力越弱，还原性越弱，B项错误；依据核外电子排布规律可知，原子核外电子中，离核较远的电子能量较高，则最外层上的电子能量最高，C项正确；当最外层电子数变为2或8时粒子达稳定结构，D项错误。答案：C5．元素X的离子结构示意图为，元素Y的原子结构示意图为，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为()A．XYB．XY2C．X2YD．XY3解析：元素X的离子结构示意图为，即Na＋，元素Y的原子结构示意图为，即O原子，则X是Na，Y是O，Na与O可形成Na2O和Na2O2两种化合物，故C项正确。答案：C6．[2024·福建德化一中等三校联考]在核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是()A．最外层只有1个电子的元素确定是金属元素B．最外层只有2个电子的元素确定是金属元素C．原子核外各层电子数相等的元素是非金属元素D．最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是非金属元素解析：最外层只有1个电子的元素有氢元素，氢元素属于非金属元素，故A项错误；最外层有2个电子的元素不确定是金属元素，如氦原子最外层有2个电子，但氦元素属于非金属元素，故B项错误；原子核外各层电子数相等的不确定是非金属元素，如铍元素原子有两个电子层，每层上都是2个电子，但铍元素是金属元素，故C项错误；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是氧元素，属于非金属元素，故D项正确。答案：D综合考查原子结构与元素推断7.今有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，A和B分别是()A．Si和NaB．B和HC．Cl和CD．C和Al解析：A原子的M层比B原子的M层少3个电子，则B原子M层上至少有3个电子，B原子K、L电子层上的电子数依次为2、8；B原子L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍，A原子L层上电子数为4，其K、L电子层上的电子数分别为2、4，则B原子M层上有3个电子，故A、B原子电子总数分别为6、13，为碳元素、铝元素。答案：D8．[2024·陕西西安一中月考]X、Y、Z、R是1～18号元素中的4种元素，它们的原子结构有以下特点：①元素X原子的M层比L层少3个电子；②元素Y的－2价阴离子的核外电子排布与氖原子相同；③元素Z原子的L层比M层多5个电子；④元素R原子的L层比K层多3个电子，其中金属性最强的是()A．XB．YC．ZD．R解析：由题给信息分析可知X、Y、Z、R分别为P、O、Al、N四种元素。其中只有Al为金属元素，金属性最强，故C项正确。答案：C9．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)，它们都分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：①A＋＋C－eq\o(→,\s\up7(△))D＋E↑②B＋＋C－→2D(1)写出①的离子方程式：________________________________________________________________________；写出②的离子方程式：________________________________________________________________________。(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：__________________________。(3)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：__________________。解析：先列出常见的10电子粒子，比照分析找出其转化关系。①分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；②阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋；③阴离子：F－、O2－、OH－。其中发生题给模式的反应分别为NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))NH3↑＋H2O，H3O＋＋OH－=2H2O，故A＋为NHeq\o\al(＋,4)，B＋为H3O＋，C－为OH－，D为H2O，E为NH3。答案：(1)NHeq\o\al(＋,4)＋OH－eq\o(=,\s\up7(△))H2O＋NH3↑H3O＋＋OH－=2H2O(2)Ne、CH4(合理即可)(3)Na＋、Mg2＋(合理即可)基础达标1．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是()A．第n层电子层最多可容纳的电子数为2n2B．其次电子层中最多可容纳的电子数为8C．最多可容纳8个电子的电子层确定是其次电子层D．最多可容纳2个电子的电子层确定是第一电子层解析：第n层电子层最多可容纳电子数为2n2，故A、B、D三项正确。最外层最多可容纳8个电子，故C项错误。答案：C2．下列说法正确的是()A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒确定是氩原子B．最外层电子达稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是与Ne原子具有相同电子层结构的离子D．NHeq\o\al(＋,4)与OH－具有相同的质子数和电子数解析：电子层结构为的微粒可以是Cl－、S2－、K＋、Ar等。NHeq\o\al(＋,4)和OH－质子数分别为11和9，电子数都为10。答案：C3．下列原子(离子)的结构示意图错误的是()①磷原子②碳原子③钠原子④氧离子A．①②B．②③C．③④D．①④解析：磷原子的结构示意图正确；碳原子的第一电子层只能容纳2个电子，其结构示意图应为；钠原子应有3个电子层，其次电子层容纳8个电子，第三电子层容纳1个电子，应为；氧原子核外最外电子层得到2个电子，形成8电子稳定结构，因此氧离子的结构示意图正确。答案：B4．已知一般状况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相像的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相像的是()解析：与氟原子化学性质相像的原子最外层电子数应为7。依据原子核外电子排布规律及相应原子结构示意图，只有D图中氯原子与氟原子化学性质相像。答案：D5．依据元素周期表推断，下列叙述不正确的是()A．K层电子数为奇数的全部元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等B．L层电子数为奇数的全部元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C．L层电子数为偶数的全部主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D．M层电子数为奇数的全部主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等解析：K层电子数为奇数的元素只有氢元素，氢元素所在族的序数与原子的K层电子数相等，A项正确；L层电子数为奇数的元素有锂、硼、氮、氟，这些元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等，B项正确；L层电子数为偶数的主族元素如镁元素，所在族的序数为第ⅡA族，但镁元素原子的L层电子数为8，所在族的序数与镁元素原子的L层电子数不相等，C项错误；M层电子数为奇数的主族元素有钠、铝、磷、氯，元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等，D项正确。答案：C6．下列各原子构成的单质中，确定能与稀硫酸反应产生H2的是()A．原子核内没有中子B．M层有5个电子C．原子核外最外层电子数＝电子层数D．N层上电子数与K层电子数相等，次外层有8个电子解析：A项中的原子为H，H2不符合题意；B项中的原子为磷，非金属单质不能与稀硫酸反应生成H2；符合C项的原子有H、Be、Al等，其中H2不能与稀硫酸反应；D项的原子为Ca，钙单质能与稀硫酸反应生成H2。答案：D7．X和Y属短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的一半，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，下列说法正确的是()A．X可能是其次周期非金属元素B．X可能是第三周期金属元素C．Y可能与X同主族D．Y确定是金属元素解析：X可能是Li或Si，Y为H或Li。答案：C8．[2024·江西九江重点中学段考]某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子的核内质子数是()A．2a＋2B．2a＋10C．a＋2D．2a解析：原子核外电子排布规律：最外层不能超过8个电子，次外层不能超过l8个电子。某元素的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，所以该元素的次外层只能是K层，为2个电子；最外层是L层，该层电子数是2a，所以该元素原子的核外电子数是2a＋2；再依据原子核内质子数＝核外电子数，所以核内质子数是2a＋2。答案：A9．X、Y、Z三种短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍，Y原子的次外层电子数是最外层电子数的2倍，Z原子的次外层电子数是最外层电子数的4倍。则X、Y、Z三种元素，可能的组合是()A．C、Si、MgB．Li、C、MgC．C、Mg、LiD．C、O、Mg解析：短周期元素中最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素是C，次外层电子数是最外层电子数2倍的有Li和Si，次外层电子数是最外层电子数4倍的是Mg，故答案为A项。答案：A10．元素A原子最外层电子数是次外层3倍，元素B原子有三个电子层，且最外层电子数等于其电子层数，则A、B两元素组成的化合物的化学式为()A．A2BB．B2A3C．A3B2D．BA2解析：最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O，有三个电子层，且最外层电子数等于3的原子是Al，二者形成的化合物为Al2O3。答案：B11．A、B、C、D、E五种元素，它们原子的核外电子排布如下表所示：元素各电子层的电子数KLMNA27B281C28187D282E287(1)属于同一周期的元素是________(填字母序号)。(2)属于同一主族的元素是________(填字母序号)。(3)B单质与水反应的化学方程式是______________________________。(4)E单质与水反应的化学方程式是______________________________。解析：原子电子层数相同的元素位于同一周期，故B、D、E为同一周期；同一主族元素原子最外层电子数相等，故A、C、E为同一主族；B单质为Na，与水反应的化学方程式为2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑；E单质为Cl2，与水反应的化学方程式为Cl2＋H2OHCl＋HClO。答案：(1)B、D、E(2)A、C、E(3)2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑(4)Cl2＋H2OHCl＋HClO12．以下是四种粒子的结构示意图：(1)上述粒子中非金属性最强的元素是________(填字母序号)，将其单质通入KI溶液发生反应的离子方程式为________________________。(2)C单质与水发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是________，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的缘由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)A的一种同位素可用于考古断代，这种同位素的符号是________，这种用途取决于它的________性。解析：四种粒子按A～D的依次依次是C、Cl、Na＋、Al3＋，其中Cl2能从KI溶液中置换出I2；Na能与水反应产生H2；电子层结构与Na＋相同的原子为Ne，其最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定；考古工作者利用146C来测定文物的年头。答案：(1)BCl2＋2I－=2Cl－＋I2(2)2Na＋2H2O=2Na＋＋2OH－＋H2↑(3)10该原子最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定(4)eq\o\al(14,6)C放射实力达标13．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如下图中转化关系：(1)假如A、B、C、D均是10电子的微粒，请写出：A的化学式________；D的化学式________。(2)假如A和C是18电子的微粒，B和D是1