1.1.4泡利原理、洪特规则、能量最低原理（分层作业）-【大单元教学】高二化学同步备课系列（人教版2019选择性必修2）

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第一章　原子结构与性质 第一节　原子结构 第4课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.下列表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是(　　) A.∶He B. C.1s2 D. 2.下列化学用语的书写正确的是(　　) A.基态Mg原子的核外电子排布图： B.过氧化氢的电子式 C.基态Fe3＋的最外层电子排布式为：3s23p63d5 D.基态As原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p3 3.某同学在学习核外电子排布的知识时，把基态15P的电子排布式写成了1s22s22p63s23p3p，他违背了(　　) A.能量守恒定律 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 4.下列电子排布式违反了泡利原理的是(　　) A.铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2 B.碳原子的电子排布式：1s22s22p2 C.钪原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s2 D.硅原子的电子排布式：1s22s22p63s33p1 5.在能量相同的d轨道中电子排布成，而不排布成，最直接的依据是(　　) A.能量最低的原理 B.泡利不相容原理 C.原子轨道能级图 D.洪特规则 6.下列说法或有关化学用语的表达错误的是(　　) A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．24Cr的价层电子排布：3d54s1 C．电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D.违反了泡利原理 7.下列基态原子或离子的核外电子排布式或轨道表示式错误的是(　　) A．Na＋：1s22s22p63s1 B．F：1s22s22p5 C．N3－： D．Ar：1s22s22p63s23p6 8.当碳原子的核外电子排布由 转变为时，下列说法正确的是(　　) A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态 C．碳原子要向外界环境中释放不同的光 D．碳原子需要释放能量 9.下列说法或有关化学用语的表达错误的是(　　) A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．24Cr的价层电子排布：3d54s1 C．电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D. 违反了泡利原理 10.下列叙述错误的是(　　) A．若硫原子的轨道表示式为违反了泡利原理 B．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理 C．氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理 D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件 11.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是______________(填序号，下同)，违背了洪特规则的是______________。 　 (2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__________________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是____________。 (3)现有下列多电子原子的原子轨道： ①2s　②3d　③3s　④4p　⑤3p 轨道能量由低到高排列的顺序是____________(填序号)。 12.(1)Mn元素与O元素中，基态原子核外未成对电子数较多的是______________。 (2)基态Ge原子有______________个未成对电子。 (3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为______________。 (4)基态Fe原子有______________个未成对电子。 (5)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是______________，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为______________。 (6)基态Cu的价层电子轨道表示式为______________。 13.下列四种元素中，其单质氧化性最强的是(　　) A.原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素 B.位于元素周期表中第三周期第ⅢA族的元素 C.原子最外层电子排布为2s22p6的元素 D.原子最外层电子排布为2s22p5的元素 14.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是(　　) A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子 B.该元素原子的最高能层符号为N C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D.该元素原子价层电子排布为3d104s24p4 15.在多电子原子中，决定轨道能量的因素是(　　) ①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态 A.①② B．①④ C．②③ D．③④ 16.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　) A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子 B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子 C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子 17.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成负一价离子。下列说法不正确的是(　　) A.X元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3 B.X元素是第四周期第ⅤA族元素 C.Y元素原子的轨道表示式为 D.Z元素的单质Z2在氧气中能燃烧 18.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(　　) A.原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子 B.原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子 C.2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子 D.最外层都只有一个电子的X、Y原子 19.按要求完成下列各题。 (1)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布为________。 (2)基态Cu2＋核外电子排布式为______________________________________________。 (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。 A. B. C. D. 20.根据原子核外电子的排布情况，回答下列问题： (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________；其价层电子轨道表示式为________________。 (2)B元素的正三价离子的3d能级为半充满，B的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________。 (3)C元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，C的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为______________________________________________________________。 (4)D元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2, 则n＝________；原子中能量最高的是________电子，价层电子轨道表示式为____________。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第一章　原子结构与性质 第一节　原子结构 第4课时　泡利原理、洪特规则、能量最低原理 1.下列表示氦原子结构的化学用语中，对电子运动状态描述最详尽的是(　　) A.∶He B. C.1s2 D. 【答案】D 【解析】A项只表示出最外层电子数，B项只表示出核外电子的分层排布情况，C项具体到能层、能级以及能级上的电子数，而D项包含了能层、能级以及原子轨道上电子的自旋状态。 2.下列化学用语的书写正确的是(　　) A.基态Mg原子的核外电子排布图： B.过氧化氢的电子式 C.基态Fe3＋的最外层电子排布式为：3s23p63d5 D.基态As原子的简化电子排布式：[Ar]4s24p3 【答案】C 【解析】A.同一轨道中只能容纳两个自旋相反的电子，所以基态Mg原子的核外电子排布图应为，A错误；B.过氧化氢为共价化合物，电子式为，B错误；C.Fe为26号元素，失去外围3个电子形成Fe3＋，最外层电子为M层，电子排布为3s23p63d5，C正确；D.As的原子序数为33，属于主族元素，由构造原理可知基态As原子电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p3，所以As原子的简化电子排布式为：[Ar]3d104s24p3，D错误。 3.某同学在学习核外电子排布的知识时，把基态15P的电子排布式写成了1s22s22p63s23p3p，他违背了(　　) A.能量守恒定律 B.泡利原理 C.能量最低原理 D.洪特规则 【答案】D 【解析】根据洪特规则，填入简并轨道的电子总是先单独分占，且自旋平行，正确的电子排布式是1s22s22p63s23p3p3p，故选D。 4.下列电子排布式违反了泡利原理的是(　　) A.铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d94s2 B.碳原子的电子排布式：1s22s22p2 C.钪原子的电子排布式：1s22s22p63s23p64s2 D.硅原子的电子排布式：1s22s22p63s33p1 【答案】D 【解析】A.铜是29号元素，铜原子的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，不符合能量最低原理，A项不选；B.碳是6号元素，碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，符合能量最低原理、泡利原理和洪特规则，B项不选；C.钪是21号元素，钪原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2，1s22s22p63s23p64s2是Ca原子的核外电子排布式，C项不选；D.硅是14号元素，硅原子的核外电子排布式应为1s22s22p63s23p2，3s轨道最多容纳2个电子，1s22s22p63s33p1违反了泡利不相容原理，D项选。 5.在能量相同的d轨道中电子排布成，而不排布成，最直接的依据是(　　) A.能量最低的原理 B.泡利不相容原理 C.原子轨道能级图 D.洪特规则 【答案】D 【解析】洪特规则是指填入简并轨道的电子总是单独分占，且自旋平行。 6.下列说法或有关化学用语的表达错误的是(　　) A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．24Cr的价层电子排布：3d54s1 C．电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D.违反了泡利原理 【答案】C 【解析】Cr原子核外有24个电子，根据构造原理书写，基态Cr的原子价层电子排布：3d54s1，故B正确；电子排布式(23V)：1s22s22p63s23p63d5，违反了构造原理，故C错误；中1s轨道和2s轨道中容纳自旋相同的电子，违反了泡利原理，故D正确。 7.下列基态原子或离子的核外电子排布式或轨道表示式错误的是(　　) A．Na＋：1s22s22p63s1 B．F：1s22s22p5 C．N3－： D．Ar：1s22s22p63s23p6 【答案】A 【解析】基态Na＋的核外电子排布式应为1s22s22p6，A项错误。 8.当碳原子的核外电子排布由 转变为时，下列说法正确的是(　　) A．碳原子由基态变为激发态 B．碳原子由激发态变为基态 C．碳原子要向外界环境中释放不同的光 D．碳原子需要释放能量 【答案】A 【解析】碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2时，该原子处于基态，当核外电子排布式为1s22s12p3时，该原子处于激发态，所以由1s22s22p2转变为1s22s12p3的过程为由基态变为激发态，基态变为激发态的过程中需要吸收能量，该过程不会产生发射光谱，A正确。 9.下列说法或有关化学用语的表达错误的是(　　) A．s轨道的电子云轮廓图呈球形，p轨道的电子云轮廓图呈哑铃形 B．24Cr的价层电子排布：3d54s1 C．电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5违反了洪特规则 D. 违反了泡利原理 【答案】C 【解析】s轨道的电子云轮廓图是球形对称的，在核外半径相同处任一方向上电子出现的概率相同，p轨道电子云轮廓图为哑铃形，故A正确；Cr核外有24个电子，根据构造原理书写Cr的价层电子排布：3d54s1，故B正确；电子排布式(23V)1s22s22p63s23p63d5中，由于4s轨道的能量小于3d，应该先排布4s轨道再排布3d轨道，正确的电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，违反的是能量最低原理，故C错误； 中1s轨道和2s轨道中容纳自旋平行的电子，违反了泡利原理，故D正确。 10.下列叙述错误的是(　　) A．若硫原子的轨道表示式为违反了泡利原理 B．若第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d7，则违反了构造原理 C．氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理 D．泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件 【答案】A 【解析】若硫原子的轨道表示式为，3p轨道电子排布违反了洪特规则，故A错误；第25号Mn元素的基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，若写成1s22s22p63s23p63d7，则违反了能量最低原理，故B正确；氮原子的轨道表示式为，符合洪特规则和泡利原理，故C正确；泡利原理、洪特规则、构造原理都是核外电子排布满足能量最低的条件，故D正确。 11.(1)下列是一些原子的2p能级和3d能级电子排布的情况。试判断，违背了泡利原理的是______________(填序号，下同)，违背了洪特规则的是______________。 　 (2)某元素的激发态(不稳定状态)原子的电子排布式为1s22s22p63s13p33d2，则该元素基态原子的电子排布式为__________________；其最高价氧化物对应水化物的化学式是____________。 (3)现有下列多电子原子的原子轨道： ①2s　②3d　③3s　④4p　⑤3p 轨道能量由低到高排列的顺序是____________(填序号)。 【答案】(1)③　②④⑥　(2)1s22s22p63s23p4　H2SO4　(3)①③⑤②④ 【解析】(1)同一轨道中不应有自旋状态相同的电子，③违背了泡利原理；②中单电子自旋状态应相同，④中5个电子应分占5个轨道，⑥中单电子自旋状态应相同，所以②④⑥违背了洪特规则。(2)3s、3p能级的能量小于3d，激发态为1s22s22p63s13p33d2，则基态应为1s22s22p63s23p4。此原子核外电子数为16，其质子数也为16，该元素为硫元素，其最高价氧化物对应水化物的化学式是H2SO4。 12.(1)Mn元素与O元素中，基态原子核外未成对电子数较多的是______________。 (2)基态Ge原子有______________个未成对电子。 (3)镍元素基态原子的3d能级上的未成对电子数为______________。 (4)基态Fe原子有______________个未成对电子。 (5)基态K原子中，核外电子占据的最高能层的符号是______________，占据该能层电子的电子云轮廓图的形状为______________。 (6)基态Cu的价层电子轨道表示式为______________。 【答案】(1)Mn　(2)2　(3)2　(4)4　(5)N　球形　(6) 13.下列四种元素中，其单质氧化性最强的是(　　) A.原子中2p能级比2s能级多一个电子的第二周期元素 B.位于元素周期表中第三周期第ⅢA族的元素 C.原子最外层电子排布为2s22p6的元素 D.原子最外层电子排布为2s22p5的元素 【答案】D 【解析】A项，价层电子排布为2s22p3，为N元素；B项，该元素为Al元素；C项，该元素为Ne元素；D项，该元素为F元素，F2的氧化性最强，D项正确。 14.某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4，下列说法错误的是(　　) A.该元素原子核外共有34个运动状态不同的电子 B.该元素原子的最高能层符号为N C.该元素原子核外电子有18种空间运动状态 D.该元素原子价层电子排布为3d104s24p4 【答案】D 【解析】由基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4可知，该元素的原子序数为34，是位于元素周期表第四周期第ⅥA族的硒元素。由泡利原理可知，同一原子核外不可能有运动状态完全相同的电子，则硒原子的原子核外共有34个运动状态不同的电子，故A正确；由电子排布式可知，硒原子的最高能层符号为N，故B正确；由电子排布式可知，硒原子的核外电子占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p轨道，核外电子有18种空间运动状态，故C正确；硒元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族，价层电子排布为4s24p4，故D错误。 15.在多电子原子中，决定轨道能量的因素是(　　) ①能层　②能级　③电子云的伸展方向　④电子自旋状态 A.①② B．①④ C．②③ D．③④ 【答案】A 【解析】多电子原子中，在电子填充原子轨道时，形状相同的原子轨道，能层序数越大，轨道的能量越高，如E(1s)＜E(2s)＜E(3s)＜E(4s)；相同能层不同能级的原子轨道能量高低：E(ns)＜E(np)＜E(nd)＜E(nf)……；同一能级的原子轨道具有相同的能量，如E(npx)＝E(npy)＝E(npz)，因此轨道的能量是由能层和能级决定的，与电子云的伸展方向、电子自旋状态无关，A正确。 16.具有如下电子层结构的原子，其相应元素一定属于同一主族的是(　　) A.3p轨道上有2个未成对电子的原子和4p轨道上有2个未成对电子的原子 B.3p轨道上只有1个空轨道的原子和4p轨道上只有1个空轨道的原子 C.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s22p6的原子 D.最外层电子排布为1s2的原子和最外层电子排布为2s2的原子 【答案】B 【解析】p轨道有3个原子轨道，最多可以容纳6个电子，根据泡利原理和洪特规则，当p轨道上有2个电子或4个电子时，p轨道上均有2个未成对电子，所以可能是第ⅣA族元素，也可能是第ⅥA族元素，故A错误；p轨道上有1个空轨道，说明另外2个轨道各容纳了1个电子，加上s轨道上的2个电子，最外层是4个电子，属于第ⅣA族元素，故B正确；最外层电子排布为1s2和2s22p6的原子，二者都是稀有气体元素，但不属于主族元素，故C错误；最外层电子排布为1s2的原子为He，位于0族，而最外层电子排布为2s2的原子是Be，属于第ⅡA族元素，故D错误。 17.已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42。X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子。X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成负一价离子。下列说法不正确的是(　　) A.X元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3 B.X元素是第四周期第ⅤA族元素 C.Y元素原子的轨道表示式为 D.Z元素的单质Z2在氧气中能燃烧 【答案】C 【解析】由题中信息可推知X为As、Y为O、Z为H。As元素基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，A项正确；As元素是第四周期第ⅤA族元素，B项正确； 是碳原子的轨道表示式，C项错误；H2能在O2中燃烧，D项正确。 18.下列各组原子中，彼此化学性质一定相似的是(　　) A.原子核外L能层的未成对电子数与M能层的未成对电子数相等的原子 B.原子核外M能层上仅有两个电子的X原子与原子核外N能层上仅有两个电子的Y原子 C.2p能级只有1个空轨道的X原子和3p能级只有1个空轨道的Y原子 D.最外层都只有一个电子的X、Y原子 【答案】C 【解析】A项，L能层(M能层)只有1个未成对电子的原子可能是Li或F(Na或Cl)等，L能层(M能层)有2个未成对电子的可能是C或O(Si或S)；B项，X为Mg，Y可能为Ca、Sc、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、Zn；C项，X为C，Y为Si；D项，最外层只有1个电子的原子中氢原子与碱金属元素原子化学性质不相似。 19.按要求完成下列各题。 (1)Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布为4f66s2，Sm3＋的价层电子排布为________。 (2)基态Cu2＋核外电子排布式为______________________________________________。 (3)下列Li原子轨道表示式表示的状态中，能量最低和最高的分别为________、________(填字母)。 A. B. C. D. 【答案】(1)4s　4f5 (2)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)　(3)D　C 【解析】(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，Fe失去电子生成阳离子时电子从外到内依次失去，所以成为阳离子时首先失去4s轨道电子；Sm的价层电子排布为4f66s2，该原子失去电子生成阳离子时应该先失去6s轨道电子，后失去4f轨道电子，Sm3＋的价层电子排布为4f5。 (2)Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,4s与3d能级各失去1个电子形成Cu2＋，基态Cu2＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。 (3)电子处于基态时能量最低，处于激发态时能量较高，D选项为基态Li原子核外电子轨道表示式，故能量最低，A、B、C均为激发态，C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。 20.根据原子核外电子的排布情况，回答下列问题： (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________；其价层电子轨道表示式为________________。 (2)B元素的正三价离子的3d能级为半充满，B的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为________________。 (3)C元素基态原子的M层全充满，N层没有成对电子且只有一个未成对电子，C的元素符号为________，其基态原子的电子排布式为______________________________________________________________。 (4)D元素的原子最外层电子排布式为nsnnpn＋2, 则n＝________；原子中能量最高的是________电子，价层电子轨道表示式为____________。 【答案】(1)N　 (2)Fe　1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) (3)Cu　1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (4)2　2p　 【解析】(1)A元素基态原子的轨道表示式由题意可写成：，则该元素核外有7个电子，为氮元素，其元素符号为N。(2)B元素原子失去2个4s电子和1个3d电子后变成＋3价离子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2，即26号元素铁。(3)C元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，故C为Cu。(4)因s轨道最多只能容纳2个电子，故n等于2，基态原子中能量最高的是2p轨道电子，价层电子轨道表示式为。 ( 1 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$