1.2 原子结构与元素周期表-鲁科版高二《化学》同步课堂练习题(解析版)

第二节 原子结构与元素周期表 练习题
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列说法正确的是
A ．(n -1)d 轨道的电子能量比ns 的高
B ．氢原子只有一个电子，其特征光谱只有一条谱线
C ．同一周期中，IIA 与IIIA 族元素原子的核电荷数不一定都相差1
D ．通常以价电子所占据的轨道能级作为元素周期表分区的符号
【答案】C
【详解】A ．(n -1)d 轨道的电子能量不一定比ns 的高，比如4s 上的电子能量有时就会比3d 轨道上的电子能量高，故A 错误；
B ．氢原子核外只有一个电子，但是它的激发态有多种，当电子跃迁回较低状态时释放能量，发出多条不同波长的光，故B 错误；
C ．同一周期中，IIA 与IIIA 族元素原子的核电荷数差值需要考虑二、三周期，四、五周期，六、七周期，同一周期中，IIA 与IIIA 族元素原子的核电荷数相差1、11、25，故C 正确；
D ．元素周期表中区的名称为最后填入电子的轨道能级符号，故D 错误；
故选：C 。

2．我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这体现了中国对解决气候问题的大国担当。

在实际生产中，可利用反应23CO NaOH NaHCO +=来捕捉废气中的2CO ，下列有关化学用语表示正确的是
A ．2CO 的分子结构模型：
B ．OH -的电子式：
C ．Na +的电子排布式：22611s 2s 2p 3s
D ．基态C 原子p x 轨道的电子云轮廓图：
【答案】D
【详解】A ．2CO 分子的空间结构为直线形，A 项错误；
B ．OH -的电子式为，B 项错误；
C ．Na +的电子排布式为2261s 2s 2p ，C 项错误；
D ．基态C 原子p x 轨道的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形，D 项正确；
故选D 。

3．下列状态的氟中，能量最高的是
A ．2251s 2s 2p
B ．2261s 2s 2p
C ．22321s 2s 2p 3p
D ．22411s 2s 2p 3s
【答案】C
【详解】A ．基态F 原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 5，能量最低，选项A 不符合；
B ．2261s 2s 2p 为F -离子，最高能级为2p ，能量较低，选项B 不符合；
C ．激发态F 原子能量较高，2p 能级上的一个电子分别跃迁到3p 能级上，3p 能级上的电子能量高，比选项
D 中的能量高，选项C 符合；
D ．2p 能级上的一个电子分别跃迁到3s 能级上，3s 能级上的电子能量较高，选项D 不符合；
答案选C 。

4．下列是某些元素的最外层电子排布式，各组指定的元素原子间不能形成2AB 型化合物的是
A ．222s 2p 和242s 2p
B ．243s 3p 和242s 2p
C ．23s 和252s 2p
D ．13s 和223s 3p 【答案】D
【详解】A ．元素分别为C 和O ，能形成2CO ，故A 不符题意；
B ．元素分别为S 和O ，能形成2SO ，故B 不符题意；
C ．元素分别为Mg 和F ，能形成2MgF ，故C 不符题意；
D ．元素分别为Na 和Si ，不能形成2AB 型化合物，故D 符合题意；
故选D 。

5．下列是几种粒子的结构示意图，有关说法正确的是
A ．①和①两种粒子的化学性质相似
B ．①和①均属于离子结构示意图
C ．粒子①在化学反应中容易失去电子
D ．①①①①共表示四种元素的粒子
【答案】C
【详解】A ．①是He 是惰性气体，原子达到稳定结构，而①是Mg 原子结构示意图，最外层有2个电子，容易失去，化学性质活泼，故两种粒子的化学性质不相似，错误；
B ．①是Mg2+结构示意图，①是Ne 原子结构示意图，不都属于离子结构示意图，错误；
C．①是Mg原子结构示意图，原子半径大，最外层的2个电子容易失去，正确；
D．①是He元素的原子，①①是Mg元素的粒子，①是Ne元素的粒子，共表示三种元素的粒子，错误。

6．下列有关电子排布图的表述正确的是
A．可表示单核10电子粒子基态时电子排布
B．此图错误，违背了泡利原理
C．表示基态N原子的价电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
【答案】A
【详解】A．根据能量最低原理，可表示单核10电子粒子基态时电子排布，故A正确；B．此图错误，违背了洪特规则，故B错误；
C．表示基态N原子的价电子排布图为，故C错误；
D．表示基态B的电子排布图，故D错误；
选A。

7．关于价电子排布式为51
3d4s的元素的说法不正确的是
A．原子序数为24B．价电子数为6
C．位于第四周期VIB族D．该元素为Mn元素
【答案】D
【详解】A．根据价电子排布式为51
3d4s，则原子序数为24，故A正确；
B．价电子排布式为51
3d4s，则价电子数为6，故B正确；
C．元素的最大电子层数为4，应位于元素周期表第四周期，位于①B族，故C正确；
D．原子序数为24，是Cr元素，故D错误；
故选：D。

8．下列说法错误的是
A．np能级都有3个相互垂直的原子轨道，且能量相等
B．所有金属元素都分布在d区和ds区
1s2s2p违反了洪特规则
C．基态碳原子电子排布式222
x
D．电子云轮廓图称为原子轨道，不同原子的1s能级能量不同
【答案】B
【详解】A．p能级有3个相互垂直的原子轨道，电子云的伸展方向都是哑铃形，则能层相同的np能级中3个轨道的能量相同，故A正确；
B．金属元素都不一定都分布在d区和ds区，如钠元素处于元素周期表的s区，故B错误；
C．由洪特规则可知，基态原子的电子在能量相同的轨道上排布时，应尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，所以基态碳原子电子排布式222
x
1s2s2p违反了洪特规则，故C正确；
D．不同原子的1s电子受到原子核的吸引以及核外其他电子的排斥作用都是不同的，所以不同原子的1S上的电子能量不同，故D正确；
故选B。

9．下列各组表述中，两个微粒一定属于同种元素原子的是
A．3p能级有一个未成对电子的基态原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p1的原子
B．M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
C．最外层电子数是核外电子总数的1
3
的原子和价电子排布为3s23p5的原子
D．2p能级有一个空轨道的基态原子和原子的价电子排布为2s22p2的原子
【答案】D
【详解】A．3p能级有一个未成对电子的基态原子可能是Al或Cl，核外电子排布式为22621
1s2s2p3s3p的原子是Al原子，因此两个微粒可能属于同种元素原子，A错误；
B．M层全充满而N层为4s2的原子是Zn原子；核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子是Ca原子，二者是不同元素的原子，B错误；
C．最外层电子数是核外电子总数的1
3
的原子是15号P原子，价电子排布为3s23p5的原子是Cl原子，二者
是不同元素的原子，C错误；
D．2p能级有一个空轨道的基态原子是6号C原子；原子的价电子排布为2s22p2的原子也是6号C元素的原子，二者是同一元素的原子，D正确；
故合理选项是D。

10．下列叙述正确的是
A．各电子层的能级都是从s能级开始到f能级结束
B．价电子中有2个单电子，该元素一定属于主族元素
C．在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素
D．若21号Sc元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，则违反了洪特规则
【答案】C
【详解】A．能级数=电子层序数，对于K、L、M层来说没有f能级，A项错误；
B．价电子为3d84s2其价电子中2个单电子，其为过渡元素，B项错误；
C．原子由于其电子排布不同，电子跃迁产生的光子不同，所以可以利用原子光谱的特征谱线鉴定元素，C 项正确；
D．该排布违反了最低能量原理，4s的能量低于3d电子优先排4s，即21号元素的基态电子排布为
1s22s22p63s23p63d14s2，D项错误；
故选C。

11．下列说法中正确的是
A．氢原子核外电子的运动轨迹为一个圆
B．所有金属元素都分布在d区和ds区
C．3p能级上有2个未成对电子和4p能级上有2个未成对电子的原子一定属于同一族
D．原子的价电子排布式为ns(n-1)np(n+1)的原子位于第三周期①A族
【答案】D
【详解】A．氢原子核外只有1个电子，电子在核外的运动轨迹为球形，故A错误；
B．①A族和①A族的金属元素位于元素周期表的s区，故B错误；
C．3p能级上有2个未成对电子的原子可能为硅原子或硫原子，4p能级上有2个未成对电子的原子可能为锗原子或硒原子，硅元素与硒元素或硫元素与锗元素不在同一主族，故C错误；
D．由核外电子排布规律可知，价电子排布式为ns(n-1)np(n+1)的原子的价电子排布式为3s23p4，位于元素周期表第三周期①A族，故D正确；
故选D。

12．下列说法正确的是
1s2s2p2p，则违反了洪特规则
A．基态N原子的电子排布式为2221
x y
Ar4s4p
B．基态Br原子简化的电子排布式为[]25
C．“纷纷灿烂如星陨”的烟花是某些金属元素的焰色反应，焰色反应属于化学变化
D．原子的电子排布式由2231224
1s2s2p3s1s2s2p
→形成吸收光谱
【答案】A
【详解】A．氮原子2p能级上有3个轨道，2p能级上有3个电子，3个电子应该排在3个不同的轨道上，且自旋方向相同，若将氮原子的电子排布式写成1s22s22p2x2p1y，它违背了洪特规则，A正确；
B．Br原子的原子序数为35，简化的电子排布式为[Ar]3d104s24p5，B错误；
C．焰色反应是物质原子内部电子能级的改变，属于物理变化，C错误；
D．由激发态到基态，释放光能，形成发射光谱，D错误；
故答案为：A。

13．下列说法正确的是
A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们互为同位素
B．原子序数相差8的两种短周期元素一定是同主族元素
C．价电子排布为24
5s5p的元素位于第五周期VIA族，是p区元素
D．某基态原子的2p能级上电子排布为，仅违反了泡利不相容原理
【答案】C
【详解】A．镧系元素在周期表中占据同一格，它们是不同的元素，不是同位素，A错误；
B．原子序数相差8的两种短周期元素不一定是同主族元素，例如氢、氟，B错误；
C．价电子排布为24
5s5p的元素位于第五周期VIA族，是p区元素，C正确；
D．洪特规则是指在相同能量的轨道上，电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同；泡利原理是指每个轨道最多只能容纳两个自旋相反的电子；某基态原子的2p能级上电子排布为，违反了洪特规则、泡利不相容原理，D错误；
故选C。

14．下列化学用语使用正确的是
A．电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多
B．基态6C的电子排布式1s22s22p2
，违反了泡利原理
x
C．Cu+价层电子的轨道表达式为
D．Fe2+的结构示意图：
【答案】C
【详解】A．电子云图中的小点疏密表示电子出现几率，与电子数无关，故A错误；
B．C原子的电子排布式为1s22s22p2，2p轨道上的2电子先排布在2p x、2p y上，不能只排布在2p x，否则违反了洪特规则，故B错误；
C．Cu+的价电子为其3d能级上的10个电子，其价电子轨道表示式为，故C正确；D．亚铁离子的核电荷数为26，核外有3个电子层，第一层为2个电子，第二层为8个电子，最外层电子数为14，离子的结构示意图为，故D错误；
故选：C。

15．已知某元素的原子序数为31。

下列说法错误的是
A．该元素位于周期表的p区
B．该元素在周期表中的位置是第四周期第①A族
C．该元素的价电子排布式为1021
3d4s4p
D．与该元素同族的第三周期元素的最高价氧化物对应水化物具有两性
【答案】C
【分析】该元素的原子序数为31，则该元素为镓元素。

【详解】A．该元素位于周期表的p区，故A正确；
B．该元素在周期表中的位置是第四周期第①A族，故B正确；
C．该元素的价电子排布式为21
4s4p，故C错误；
D．与该元素同族的第三周期元素为Al元素，Al的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝是两性氢氧化物，故D正确；
故选C。

16．下列描述原子结构的化学用语错误的是
A．基态铜原子的价层电子排布式：92
3d4s
B．2
Mn+的价电子排布图：
C．钛原子结构示意图为：
D．氧原子核外能量最高的电子云的形状：
【答案】A
【详解】A．铜为29号元素，由洪特规则知，基态铜原子的价层电子排布式为101
3d4s，故A错误；B．Mn为25号元素，价电子排布式为52
3d4s，Mn失去4s能级的2个电子转化为2
Mn+，则价电子排布图为：，故B正确；
C．钛为22号元素，钛原子的电子排布式为2262622
1s2s2p3s3p3d4s，则其结构示意图为：，
故C正确；
D．氧原子核外能量最高的能级为2p能级，其电子云的形状为哑铃型，故D正确；
故选A。

17．下列电子排布图中，所表示氮原子的能量状态最高的是
A．B．
C．D．
【答案】A
【详解】中2s轨道的一个电子跃迁到2p轨道，为激发态氮原子的电子排布图，中2p轨道上的3个电子的自旋方向不同，不符合洪特规则，不是氮原子的排布图，是基态氮原子的电子排布图，激发态能量比基态能量高，所以表示氮原子的能量状态最高的是，故选A。

18．下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是
A．B．C．D．
【答案】D
【分析】根据构造原理，能量由低到高排列为：1s、2s、2p，利用核外电子排布的三个原理：能量最低原理、泡利原理、洪特规则可对各选项作出判断。

【详解】A．该原子的1个电子没有排在能量低的2s能级，而是排在能量较高的2p能级上，不是能量最低的状态，故A不符合题意；
B．2p的3个电子没有分占能量相同的3个2p轨道，违反了洪特规则，不是能量最低的状态，故B不符合题意；
C．该原子的1个电子没有排在能量低的３ｐ能级，而是排在能量较高的３ｓ能级上，不是能量最低的状态，故C不符合题意；
D．该元素原子的电子排布图遵守核外电子排布的三个原理，能量处于最低状态，故D符合题意；
综上所述，选D。

二、填空题
19．写出下列元素基态原子的电子排布式：
（1）N 。

（2）Ca 。

（3）26Fe 。

【答案】（1）1s 22s 22p 3或[He]2s 22p 3
（2）1s 22s 22p 63s 23p 64s 2或[Ar]4s 2
（3）1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2或[Ar]3d 64s 2
【详解】（1）氮元素的原子序数为7，基态原子的电子排布式为1s 22s 22p 3或[He]2s 22p 3，故答案为：1s 22s 22p 3或[He]2s 22p 3；
（2）钙元素的原子序数为20，基态原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 64s 2或[Ar]4s 2，故答案为：1s 22s 22p 63s 23p 64s 2或[Ar]4s 2；
（3）铁元素的原子序数为26，基态原子的电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2或[Ar]3d 64s 2，故答案为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 64s 2或[Ar]3d 64s 2。

20．原子结构与元素周期表存在着内在联系。

根据已学知识，请你回答下列问题：
（1）指出31号元素镓(Ga)在元素周期表中的位置： 周期 族。

（2）X 原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X 是 ；其轨道表示式为 。

（3）被誉为“21世纪的金属”的钛(Ti)元素原子的价电子排布式为： 。

（4）写出原子序数最小的①族元素原子的核外电子排布式： 。

（5）写出3p 轨道上有2个未成对电子的元素符号： 。

（6）日常生活中广泛应用的不锈钢，在其生产过程中添加了某种元素，该元素的价电子排布式为3d 54s 1，该元素的名称为： 。

【答案】（1） 四 ①A
（2） C
（3）223d 4s
（4）22626621s 2s 2p 3s 3p 3d 4s
（5）Si 或S
（6）铬
【详解】（1）由31-2-8-8=13，所以31号元素在周期表中的位置为：第四周期第①A 族；
（2）X 原子在第二电子层上只有一个空轨道，价电子排布式为：222s 2p ，则X 为C 元素，轨道表示式为：
；
（3）钛元素为22号，价电子排布式为：223d 4s ；
（4）原子序数最小的①族元素为铁元素，核外电子数为26，核外电子排布式为：22626621s 2s 2p 3s 3p 3d 4s ；
（5）3p 轨道上有2个未成对电子，则其外围电子排布式为：223s 3p 或243s 3p ，若外围电子为223s 3p ，为Si ；若外围电子为：243s 3p ，为S 。

（6）该元素的价电子排布式为513d 4s ，电子排布式为[Ar]513d 4s ，可知该元素的原子序数为24，该元素为铬。

21．A 、B 、C 、D 、E 、F 代表6种元素。

请填空：
（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，其元素符号为；
（2）B元素的－1价离子和C元素的＋1价离子的电子层结构都与氩相同，则B的元素符号为，C 的元素符号为；
（3）D元素的＋3价离子的3d能级为半充满，则D的元素符号为，其基态原子的电子排布式为；（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，E的元素符号为，其基态原子的电子排布式为；
（5）F元素的原子最外层电子排布式为n s nn p n，则n＝；原子中能量最高的是能级。

【答案】N Cl K Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2Cu
1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 2 2p
【详解】（1）A元素基态原子的最外层有3个未成对电子，次外层有2个电子，原子只能有2个电子层，
核外电子排布式为1s22s22p3，为氮元素；正确答案：N。

（2）B元素的－1价离子和C元素的＋1价离子的电子层结构都与氩相同，则B为氯元素，符号为Cl，C
为钾元素，符号为K；正确答案：Cl；K。

（3）D元素的＋3价离子的3d能级为半充满为3d64s2，则D为铁元素，符号为Fe，核电荷数为26，其基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；正确答案：Fe ；1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。

（4）E元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子，只有一个未成对电子，原子核外电子数目为
2+8+18+1=29，核电荷数为29，E为铜元素，元素符号为Cu，其基态原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；正确答案：Cu；1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。

（5）F元素的原子最外层电子排布式为n s nn p n，可知n=2，F基态原子的电子排布式1s22s22p2，原子中能
量最高的是2p能级；正确答案：2 ；2p。

22．在研究原子核外电子排布与元素周期表的关系时，人们发现价电子排布相似的元素集中在一起，据此，人们将元素周期表分为五个区，并以最后填入电子的轨道能级符号作为该区的符号，如图所示。

（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素原子的价电子的电子云形状为。

（2）在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素，常见离子的电子排布式为，其中较稳定
的是。

（3）在ds区中，族序数最大、原子序数最小的元素，原子的价电子排布式为。

（4）在p区中，第二周期①A族元素原子的价电子排布图为。

（5）当今常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在区中。

【答案】（1）球形
（2）Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5Fe3＋
（3）3d104s2
（4）
（5）f
【详解】（1）在s区中，族序数最大、原子序数最小的元素位于第二周期①A族的Be，其原子的价电子排布式应为2s2，所以其原子的价电子的电子云形状为球形；
（2）在d区中，族序数最大、原子序数最小的元素为Fe，常见的离子为二价铁离子和三价铁离子。

其离子的电子排布式为Fe2＋：1s22s22p63s23p63d6；Fe3＋：1s22s22p63s23p63d5，Fe3＋的最外层为3d5，为半充满稳定结构，而Fe2＋的最外层为3d6，故Fe3＋较稳定；
（3）在ds区中，族序数最大，原子序数最小的元素为第四周期第①B族的Zn，Zn原子的价电子排布式为3d104s2；
（4）在p区第二周期①A族的元素为N，原子价电子排布式为2s22p3，其价电子的轨道表示式为；
（5）常用于核能开发的元素是铀和钚，它们在f区中。

第11页共11页。