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第17练　原子结构　核外电子排布
高考真题演练
1．(2024·甘肃卷)下列化学用语表述错误的是(　　)
A．Ca2＋和Cl－的最外层电子排布图均为
B．PH3和H2S的电子式分别为和
C．CH2===CHCH2CH2CH3的分子结构模型为
D．C、C和C互为同位素
2．(2023·重庆卷)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇原子序数比Fe大13)组成，下列说法正确的是(　　)
A．Y位于元素周期表的第ⅢB族
B．基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C．5种元素中，第一电离能最小的是Fe
D．5种元素中，电负性最大的是P
3．(2022·海南高考)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是(　　)
A．钠元素的第一电离能大于钾
B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠
D．钠元素与钾元素的原子序数相差18
4．(1)(2024·全国甲卷节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。
(2)(2024·北京卷节选)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。
(3)(2024·山东卷节选)Mn在元素周期表中位于第________周期________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是________(填元素符号)。
(4)(2024·浙江6月选考节选)下列有关单核微粒的描述正确的是________。
A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B．Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D．Fe原子变成Fe＋，优先失去3d轨道上的电子
5．(1)(2023·浙江1月选考节选)由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne] 3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是________。
A．微粒半径：③>①>②
B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②
C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③
D．得电子能力：①>②
(2)(2023·全国乙卷节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：
基态Fe原子的价电子排布式为____________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为________，铁的化合价为________。
(3)(2023·浙江6月选考节选)基态N原子的价层电子排布式是________。
6．(1)(2022·全国甲卷节选)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为________________。
(2)(2022·全国乙卷节选)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________。(填标号)
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(3)(2022·广东高考节选)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为________。
(4)(2022·山东高考节选)基态Ni原子的价电子排布式为________，在元素周期表中位置为__________________。
7．(2025·河池市高三联考)下列化学用语表达正确的是(　　)
A．CO2的电子式：
B．中子数为10的氧原子：O
C．丙烯的分子式：CH3—CH===CH2
D．基态N的价层电子轨道表示式：
8．下列说法中正确的是(　　)
A．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
B．处于最低能量的原子叫基态原子
C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
9．下列碳原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是(　　)
A．①＝②＝③＝④ B．③>④>①>②
C．④>③>①＝② D．②>①>④>③
10．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(　　)
A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C．1s22s2―→1s22s12p1
D．1s22s22p―→1s22s22p
11．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原子的价层电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
12．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)
A．它位于周期表的第四周期ⅡA族
B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C．Co2＋的核外价层电子排布式为3d54s2
D．Co位于周期表中第9列
13．被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”的三星堆遗址是中华文明“满天星斗”中最神秘的那颗星辰。神秘面具、眼睛崇拜、祭祀谜题……遗址出土了众多青铜器、玉器。下列说法错误的是(　　)
A．用来测定文物年代的14C与12C互为同位素
B．14C与12C核外电子排布相同，化学性质几乎相同
C．Si的基态原子价层电子排布式为3s23p2
D．青铜器的主要成分为铜，属于纯净物
14．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．He比He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C．He的相对原子质量为
D．He的摩尔质量为bNA
15．下列叙述正确的是(　　)
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布与其上一周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同
16．下列有关叙述正确的是(　　)
A．D218O中质量数之和是质子数之和的两倍
B．在氮原子中，质子数为7，其中子数也一定为7
C．X和X＋两种微粒的核电荷数和核外电子数一定相等，而质量数和中子数一定不相等
D．bXn－和aYm＋两种离子，当a＝b＋m＋n时，则它们的核外电子总数相同
17．日本福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水，该废水中没有完全清除的放射性元素带来的风险很大，其中锶 90易导致白血病，其衰变反应为：Sr→90 aX＋e(其半衰期为28年)。下列说法正确的是(　　)
A．Sr与90 aX互为同位素
B．Sr与90 aX中子数相同
C．42年后，核废水中的Sr的量为现在的
D．Sr与Sr基态原子核外电子的空间运动状态都有19种
二、非选择题
18．(1)以下是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则。
违反泡利原理的有________，违反洪特规则的有________。
(2)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1。该原子核外共________个电子层，有________种能量不同的电子。核外电子占有的轨道总数是________个，有________种不同运动状态的电子，有________种不同的空间运动状态。
(3)Cr的电子排布式从3d54s1→3d6是________能量(填“吸收”或“放出”)；Co3＋核外电子有________个未成对电子；Zn2＋的价层电子排布图为______________；V原子结构示意图为 ______________。
(4)前四周期未成对电子最多的元素，其基态原子核外电子占有的轨道数目为________。
(5)Cu的价层电子排布式为____________。
(6)As简化电子排布式为________________。
19．(1)(2025·海淀区高三期末)KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
①基态N原子价层电子排布式为______________。
②CN－的所有原子最外层均满足8电子稳定结构，其电子式为______________。
(2)(2025·济南市高三质量检测)基态Ni2＋的价层电子排布式为____________。
(3)(2025·山东省潍坊市高三质量检测)金属Hf(原子序数72)常用于钨丝制造工业，其基态原子价层电子排布式为__________。基态Br原子能量最高的电子所在轨道形状为________。
(4)(2025·江西省南昌市高三质量检测)写出钴原子的价层电子排布式：________。
20．(1)目前合成氨通常采用的压强为10～30 MPa，温度为400～500 ℃，十分耗能。我国科研人员研制出了“Fe LiH”等催化剂，温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Li原子的核外电子排布式为____________。
②从结构角度比较稳定性：Fe2＋________Fe3＋(填“>”或“<”)，其原因是____________。
(2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子层结构；C、D为同周期元素，C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素原子最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为______________________________。
第17练　原子结构　核外电子排布（解析版）
高考真题演练
1．(2024·甘肃卷)下列化学用语表述错误的是(　　)
A．Ca2＋和Cl－的最外层电子排布图均为
B．PH3和H2S的电子式分别为和
C．CH2===CHCH2CH2CH3的分子结构模型为
D．C、C和C互为同位素
答案：B
解析：PH3的电子式为，B错误。
2．(2023·重庆卷)“嫦娥石”是中国首次在月球上发现的新矿物，其主要由Ca、Fe、P、O和Y(钇原子序数比Fe大13)组成，下列说法正确的是(　　)
A．Y位于元素周期表的第ⅢB族
B．基态Ca原子的核外电子填充在6个轨道中
C．5种元素中，第一电离能最小的是Fe
D．5种元素中，电负性最大的是P
答案：A
解析：基态Ca原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，填充在10个轨道中，B错误；5种元素中，第一电离能最小的是金属性最强的Ca，C错误；5种元素中，电负性最大的是O，D错误。
3．(2022·海南高考)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是(　　)
A．钠元素的第一电离能大于钾
B．基态钾原子价层电子轨道表示式为
C．钾能置换出NaCl溶液中的钠
D．钠元素与钾元素的原子序数相差18
答案：A
4．(1)(2024·全国甲卷节选)ⅣA族元素具有丰富的化学性质，其化合物有着广泛的应用。该族元素基态原子核外未成对电子数为________，在与其他元素形成化合物时，呈现的最高化合价为________。
(2)(2024·北京卷节选)Sn位于元素周期表的第5周期第ⅣA族。将Sn的基态原子最外层轨道表示式补充完整：。
(3)(2024·山东卷节选)Mn在元素周期表中位于第________周期________族；同周期中，基态原子未成对电子数比Mn多的元素是________(填元素符号)。
(4)(2024·浙江6月选考节选)下列有关单核微粒的描述正确的是________。
A．Ar的基态原子电子排布方式只有一种
B．Na的第二电离能>Ne的第一电离能
C．Ge的基态原子简化电子排布式为[Ar]4s24p2
D．Fe原子变成Fe＋，优先失去3d轨道上的电子
答案：(1)2　＋4　(2)　
(3)四　ⅦB　Cr　(4)AB
5．(1)(2023·浙江1月选考节选)由硅原子形成的三种微粒，电子排布式分别为①[Ne]3s23p2、②[Ne]3s23p1、③[Ne] 3s23p14s1，有关这些微粒的叙述，正确的是________。
A．微粒半径：③>①>②
B．电子排布属于基态原子(或离子)的是：①②
C．电离一个电子所需最低能量：①>②>③
D．得电子能力：①>②
(2)(2023·全国乙卷节选)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)。回答下列问题：
基态Fe原子的价电子排布式为____________。橄榄石中，各元素电负性大小顺序为________，铁的化合价为________。
(3)(2023·浙江6月选考节选)基态N原子的价层电子排布式是________。
答案：(1)AB　(2)3d64s2　O＞Si＞Fe＞Mg　＋2　(3)2s22p3
解析：(1)①为基态Si原子，②为基态Si＋，③为激发态Si原子。③有4个电子层，半径最大，①、②具有相同的电子层数和核电荷数，核外电子数越多，粒子半径越大，故微粒半径：③>①>②，A、B正确；①、②电离出一个电子所需能量分别为基态Si的第一电离能、第二电离能，③为激发态Si原子，能量高，电离出一个电子所需能量比①小，故电离一个电子所需最低能量：③<①<②，C错误；微粒半径①>②，则原子核对最外层电子的吸引力①<②，得电子能力①<②，D错误。
6．(1)(2022·全国甲卷节选)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为________________。
(2)(2022·全国乙卷节选)氟原子激发态的电子排布式有________，其中能量较高的是________。(填标号)
a．1s22s22p43s1 b．1s22s22p43d2
c．1s22s12p5 d．1s22s22p33p2
(3)(2022·广东高考节选)Se与S同族，基态硒原子价电子排布式为________。
(4)(2022·山东高考节选)基态Ni原子的价电子排布式为________，在元素周期表中位置为__________________。
答案：(1)　(2)ad　d　(3)4s24p4 　
(4)3d84s2　第四周期第Ⅷ族
7．(2025·河池市高三联考)下列化学用语表达正确的是(　　)
A．CO2的电子式：
B．中子数为10的氧原子：O
C．丙烯的分子式：CH3—CH===CH2
D．基态N的价层电子轨道表示式：
答案：D
解析：CO2的电子式为，A错误；中子数为10的氧原子：O，B错误；丙烯的结构简式是CH3—CH===CH2，C错误。
8．下列说法中正确的是(　　)
A．电子云通常是用小黑点来表示电子的多少
B．处于最低能量的原子叫基态原子
C．能量高的电子在离核近的区域运动，能量低的电子在离核远的区域运动
D．电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
答案：B
9．下列碳原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是(　　)
A．①＝②＝③＝④ B．③>④>①>②
C．④>③>①＝② D．②>①>④>③
答案：D
10．下列原子的电子跃迁能释放光能形成发射光谱的是(　　)
A．1s22s22p63s2―→1s22s22p63p2
B．1s22s22p33s1―→1s22s22p4
C．1s22s2―→1s22s12p1
D．1s22s22p―→1s22s22p
答案：B
11．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原子的价层电子排布
D．表示处于激发态的B的电子排布图
答案：A
12．周期表中27号元素钴的方格中注明“3d74s2”，由此可以推断(　　)
A．它位于周期表的第四周期ⅡA族
B．它的基态核外电子排布式可简写为[Ar]4s2
C．Co2＋的核外价层电子排布式为3d54s2
D．Co位于周期表中第9列
答案：D
13．被誉为“20世纪人类最伟大的考古发现之一”的三星堆遗址是中华文明“满天星斗”中最神秘的那颗星辰。神秘面具、眼睛崇拜、祭祀谜题……遗址出土了众多青铜器、玉器。下列说法错误的是(　　)
A．用来测定文物年代的14C与12C互为同位素
B．14C与12C核外电子排布相同，化学性质几乎相同
C．Si的基态原子价层电子排布式为3s23p2
D．青铜器的主要成分为铜，属于纯净物
答案：D
14．月球上的每百吨He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g，一个He原子的质量为b g，NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　)
A．He比He多一个中子
B．氦元素的近似相对原子质量为3.5
C．He的相对原子质量为
D．He的摩尔质量为bNA
答案：C
15．下列叙述正确的是(　　)
A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．阴离子的核外电子排布与其上一周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同
答案：C
解析：核外电子排布完全相同的两种粒子，其化学性质不一定相同，例如钠离子和氟离子，A错误；单原子形成的离子，不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，如H＋，B错误；阴离子的核外电子排布与同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D错误。
16．下列有关叙述正确的是(　　)
A．D218O中质量数之和是质子数之和的两倍
B．在氮原子中，质子数为7，其中子数也一定为7
C．X和X＋两种微粒的核电荷数和核外电子数一定相等，而质量数和中子数一定不相等
D．bXn－和aYm＋两种离子，当a＝b＋m＋n时，则它们的核外电子总数相同
答案：D
17．日本福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水，该废水中没有完全清除的放射性元素带来的风险很大，其中锶 90易导致白血病，其衰变反应为：Sr→90 aX＋e(其半衰期为28年)。下列说法正确的是(　　)
A．Sr与90 aX互为同位素
B．Sr与90 aX中子数相同
C．42年后，核废水中的Sr的量为现在的
D．Sr与Sr基态原子核外电子的空间运动状态都有19种
答案：D
解析：由衰变反应可知a＝39，Sr与X质子数不同，不互为同位素，A错误；Sr与X中子数分别为52、51，B错误；Sr的半衰期为28年，84年后Sr的量才为现在的，C错误。
二、非选择题
18．(1)以下是一些原子的2p能级和3d能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡利原理，哪些违反了洪特规则。
违反泡利原理的有________，违反洪特规则的有________。
(2)某元素原子的电子排布式为1s22s22p63s23p1。该原子核外共________个电子层，有________种能量不同的电子。核外电子占有的轨道总数是________个，有________种不同运动状态的电子，有________种不同的空间运动状态。
(3)Cr的电子排布式从3d54s1→3d6是________能量(填“吸收”或“放出”)；Co3＋核外电子有________个未成对电子；Zn2＋的价层电子排布图为______________；V原子结构示意图为 ______________。
(4)前四周期未成对电子最多的元素，其基态原子核外电子占有的轨道数目为________。
(5)Cu的价层电子排布式为____________。
(6)As简化电子排布式为________________。
答案：(1)①　②④⑤　(2)3　5　7　13　7
(3)吸收　4　　
(4)15　(5)3d104s1　(6)[Ar]3d104s24p3
19．(1)(2025·海淀区高三期末)KCN易溶于水，水溶液呈碱性，虽有剧毒，却因其较强的配位能力被广泛使用，如用于从低品位的金矿砂(含单质金)中提取金。
①基态N原子价层电子排布式为______________。
②CN－的所有原子最外层均满足8电子稳定结构，其电子式为______________。
(2)(2025·济南市高三质量检测)基态Ni2＋的价层电子排布式为____________。
(3)(2025·山东省潍坊市高三质量检测)金属Hf(原子序数72)常用于钨丝制造工业，其基态原子价层电子排布式为__________。基态Br原子能量最高的电子所在轨道形状为________。
(4)(2025·江西省南昌市高三质量检测)写出钴原子的价层电子排布式：________。
答案：(1)①2s22p3　②　
(2)3d8　(3)5d26s2　哑铃形　(4)3d74s2
20．(1)目前合成氨通常采用的压强为10～30 MPa，温度为400～500 ℃，十分耗能。我国科研人员研制出了“Fe LiH”等催化剂，温度、压强分别降到了350 ℃、1 MPa，这是近年来合成氨反应研究中的重要突破。
①基态Li原子的核外电子排布式为____________。
②从结构角度比较稳定性：Fe2＋________Fe3＋(填“>”或“<”)，其原因是____________。
(2)A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2－和B＋具有相同的电子层结构；C、D为同周期元素，C原子核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素原子最外层有一个未成对电子。四种元素中电负性最大的是________(填元素符号)，其中C原子的核外电子排布式为______________________________。
答案：(1)①1s22s1　②<　Fe3＋的核外价层电子排布为3d5半满稳定结构
(2)O　1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
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