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第16 讲 物质结构 化学键
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·上海黄浦·统考二模）电子亚层2p 的三个轨道之间具有不同的
A．能量
B．形状
C．空间伸展方向
D．可容纳电子数
【答案】C
【解析】A．同一能级，能量相等，A 错误；B．2p 能级的三个轨道都是哑铃形，B 错误；C．2p 的三个轨
道分别沿着x 轴、y 轴、z 轴三个伸展方向延伸，所以具有不同的空间伸展方向，C 正确；D．2p 的三个轨
道分别能容纳的电子数都是2 个电子，D 错误；选C。
2．（2023·浙江·二模）下列化学用语正确的是
A．镁原子最外层电子云轮廓图：
B．乙醛空间填充模型：
C．反式聚异戊二烯结构简式：
D．基态铬原子的价层电子排布式：
【答案】B
【解析】A．镁原子价电子排布为3s2，最外层电子云轮廓图为球形，A 错误；B．乙醛结构简式为
CH3CHO，空间填充模型：
，B 正确；C．反式聚异戊二烯结构简式：
，C 错
误；D．基态铬原子的价层电子排布式：
，D 错误；故选B。
3．我国限制稀有金属对外出口，此举对我国战略安全具有重要意义，稀土元素钕(Nd)是制造导弹合金材料
的重要元素。下列说法中正确的是( )
A．Nd 和Nd 是同一核素
B．一个Nd 原子的质量约为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)
C．Nd 原子的中子数与质子数之差为80
1
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D．14 g 钕元素含有6 mol 电子
【答案】B
【解析】Nd 和Nd 是不同核素，A 项错误；1 mol Nd 原子的质量约为140 g，一个原子的质量约为 g，B 项
正确；Nd 原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C 项错误；元素的相对原子质量是该元素的
各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值，因此14 g 钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1
mol，含有的电子也不是6 mol，D 项错误。
4．（2023·天津和平·统考三模）下列有关化学用语表示正确的是
A．NaClO 的电子式：
B．C 原子的一种激发态：
C．
的结构示意图：
D．
的基态电子排布式：
【答案】B
【解析】A．NaClO 由Na+和ClO-构成，含有离子键，ClO-中Cl、O 原子间共用1 对电子，O、Cl 原子外围
都达到8e-结构，其电子式为
，故A 错误；B．该碳原子的电子排布式为1s22s12p3，基态碳
原子的电子排布式为1s22s22p2，2s 的能量小于2p，则该原子是碳原子的一种激发态，故B 正确；C．O2-的
核电荷数为8，最外层电子数为8，其结构示意图为
，故C 错误；D．基态钾原子的电子排布式为
1s22s22p63s23p64s1，则K+电子排布式：1s22s22p63s23p6，故D 错误；故选：B。
5．下列各微粒的电子排布式或电子排布图不符合能量最低原理的是( )
【答案】B
【解析】Fe2＋核外电子数为24，由能量最低原理，可知核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故A 符合能
量最低原理：若按照构造原理，29 号元素Cu 的电子排布式为1s22s22p63s23p63d94s2，但实际上Cu 的电子排
布式为1s22s22p63s23p63d104s1，这是因为3d 能级为全充满状态(即3d 能级填充10 个电子)时，能量相对较低，
故B 不符合能量最低原理；F 原子最外电子层为第二能层，有7 个电子，外围电子排布式为2s22p5，由能量
2
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最低原理、泡利原理与洪特规则可知，外围电子排布图为
，故C 符合能量最低原理；
Na＋最外电子层为第二能层，有8 个电子，外围电子排布式为2s22p6，由能量最低原理、泡利原理与洪特规
则可知，Na＋外围电子排布图为
，故D 符合能量最低原理。
6．（2023·上海宝山·统考二模）以下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．
D．
【答案】D
【解析】A．只能表示最外层电子数，故A 错误；B．只表示核外电子的分层排布情况，故B 错误；C．具
体到亚层的电子数，故C 错误；
D．包含了电子层数、亚层数以及轨道内电子的自旋方向，故D 正确；故选D。
7．（2022·上海徐汇·上海市南洋模范中学校考模拟预测）49 号铟元素的相关计算式为：113×4.3%
+115×95.7%=114.9。说法正确的是
A．113 是铟元素的质量数
B．某种同位素原子符号为
In
C．95.7%是铟元素的丰度
D．114.9 表示铟元素的近似相对原子质量
【答案】D
【分析】49 号铟元素近似相对原子质量为：113×4.3%+115×95.7%=114.9，是同位素所占丰度和原子的质量
数计算得到的平均值，说明铟元素存在两种同位素，质量数分别为113、115，质子数=核电荷数=核外电子
数=49，质量数=质子数+中子数，主族元素最外层电子数=主族族序数，原子符号左上角为质量数，左下角
为质子数，以此解答该题。
【解析】A．铟元素存在两种同位素，113 是铟元素一种同位素的质量数，故A 错误；B．质子数应位于左
下角，符号为
In，故B 错误；C．95.7%是
的丰度，故C 错误；D．49 号铟元素近似相对原子质量为：
113×43%+115×95.7%=114.9，故D 正确；故选D。
8．（2022·吉林·校联考模拟预测）中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9 种元素相对原
子质量的新值，被采用为国际新标准。已知：铟与铝（13Al）同主族。下列说法错误的是（ ）
A．In 的金属性大于 Al
B．In 最外层有 2 种能量的电子
C．
In 的中子数为 66
D．
In 原子的相对原子质量为 115
【答案】D
【解析】A、铟与铝(13Al)同主族，并且铟元素的原子序数较大，同主族从上至下金属性逐渐增加，所以In
的金属性强，故A 不符合题意；B、In 的最外层电子数为3，排布在5s、5p 轨道上，5s 能级上两个电子能
量相同，但小于5p 能级上的电子能量，所以In 最外层有2 种能量的电子，故B 不符合题意；C、
的
3
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质量数为115、质子数为49，所以中子数=119-49=66，故C 不符合题意；D、
的质量数为115，In 的相
对原子质量为天然存在的核素In 的质量数与其丰度的乘积之和，故D 符合题意；故选：D。
9．（2022·上海徐汇·统考二模）高纯度的锗是一种半导体材料，下图是锗在元素周期表中的信息，下列说
法正确的是
A．位于VIA 族，处于金属元素与非金属元素分界处
B．原子序数为32
C．最外层电子数为2
D．原子的相对原子质量为72.61
【答案】B
【解析】A．根据价电子排布式4s24p2，可得Ge 位于IVA 族，位于金属元素与非金属元素分界处，故A 错
误；B．根据锗在元素周期表中的信息，可知原子序数为32，故B 正确；C．根据价电子排布式4s24p2，最
外层电子数为4，故C 错误；D．锗元素的相对原子质量为72.61，故D 错误；故选B。
10．（2023·全国·高三专题练习）核外电子的能量不仅与电子所处的能层、能级有关，还与核外电子的数
目及核电荷数有关。氩原子与硫离子的核外电子排布相同，都是1s22s22p63s23p6
。下列说法中正确的是
A．两粒子的1s 能级上电子的能量相同
B．两粒子的3p 能级上的电子离核的距离相同
C．两粒子的电子发生跃迁时，产生的光谱不同
D．两粒子都达8 电子稳定结构，化学性质相同
【答案】C
【解析】A．Ar 与S2-的原子核电荷数不同，1s 能级上电子的能量不相同，A 错误；B．Ar 与S2-的原子核电
荷数不同，半径不同，3p 能级上电子离核的距离不相同，B 错误；C．Ar 与S2-的原子核电荷数不同，电子
跃迁产生的光谱都不相同，C 正确；D．Ar 与S2-的原子核电荷数不同，化学性质不相同，D 错误；故选
C。
11.已知某原子结构示意图为
，下列有关说法不正确的是( )
A．结构示意图中x＝2
B．该原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2
C．该原子的轨道表示式为
D．该原子结构中共有5 个能级上填充有电子
【答案】C
4
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【解析】由原子结构示意图可知，K 层电子排满时为2 个电子，故x＝2，该元素为硅，故A 正确；该原子
的电子排布式为1s22s22p63s23p2 ，故B 正确；硅原子核外电子的轨道表示式为
，故C 错误；原子结构中共有1s、2s、2p、3s、3p 这5 个能级上填充有电子，
故D 正确。
12.下列各项叙述中，正确的是( )
A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态
B．价层电子排布式为6s26p3的元素位于第六周期第ⅢA 族，是s 区元素
C．所有原子任一能层的s 电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同
D．24Cr 原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2
【答案】C
【解析】A 项镁原子由基态转化为激发态时吸收能量；B 项价电子排布为6s26p3 的元素位于第六周期第
ⅤA 族，是p 区元素；D 项原子轨道处于全空、全满或半充满状态时，能量最低，故24Cr 原子的核外电子
排布式应是1s22s22p63s23p63d54s1。
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．（12 分）完成下列问题
(1)[2021 全国乙]对于基态
原子，下列叙述正确的是_______(填标号)。
A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为
B．
电子能量较高，总是在比
电子离核更远的地方运动
(2)[2021 河北]原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用
表示，与之相反的用
表
示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态的磷原子，其价层电子自旋磁量子数的代数和为_______。
(3)镁元素基态原子核外M 层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。
(4)[2018 全国Ⅱ]基态S 原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______形。
(5)[2013 上海高考]铝原子核外电子云有_______种不同的伸展方向，有_______种不同运动状态的电子。
【答案】（每空2 分）(1)A
(2)
(或
)
(3)相反
(4)哑铃(纺锤)
(5)4 13
【详解】（1）A．
是24 号元素，基态
原子核外电子排布式为
，
和
轨道均处于半充满
状态，此时体系总能量低，A 正确；
B．
电子能量较高，但其并不总是在比
电子离核更远的地方运动，B 错误；
故答案为：A；
5
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（2）基态磷原子的价层电子的轨道表示式为
，
能级的3 个原子轨道上的电子自旋平
行，故基态磷原子的价层电子自旋磁量子数的代数和为
或
；
（3）
为12 号元素，M 层只有2 个电子，排布在
轨道上，基态镁原子核外M 层电子的轨道表示式为
，电子自旋状态相反；
（4）基态
原子的核外电子排布式为
，电子占据的最高能级为
，
能级的电子云轮廓图
形状为哑铃(纺锤)形；
（5）基态铝原子的核外电子排布式为
，有
、
、
、
、
共5 个能级，
、
电
子云分别有1 种、3 种伸展方向，共有4 种种不同的伸展方向；核外13 个电子的运动状态各不相同，有13
种不同运动状态的电子。
14.（12 分）(1)锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛，则基态Ge 原子的核外电子排
布式为[Ar]________，有________个未成对电子。
(2)碳及其化合物广泛存在于自然界中，则处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可
用________形象化描述。在基态原子中，核外存在________对自旋相反的电子。
(3)基态铁原子有________个未成对电子，三价铁离子的电子排布式为：______________，可用硫氰化钾检
验三价铁离子，形成配合物的颜色为________。
(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同，则其基态
原子的价层电子排布式为______________。
(5)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________、________(填标号)。
【答案】（除标注外，每空1 分）(1)3d104s24p2 2
(2)电子云 2
(3)4 1s22s22p63s23p63d5（2 分） 红色
(4)3d84s2（2 分）
(5)D C
【解析】(1)Ge 是32 号元素，位于第四周期第ⅣA 族，基态Ge 原子核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2，在最外层的4s 能级上2 个电子为成对电子，4p 轨道中2 个电子分
别处以不同的轨道内，有2 个未成对电子；(2)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分
6
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布可用电子云形象化描述，离核近的区域电子云密度较大，离核远的区域电子云密度较小，C 原子核外电
子排布式为1s22s22p2，轨道表示式为：
，则在基态C 原子中，核外存在2 对自旋
相反的电子；(3)26 号元素Fe 基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe 原子核外处在能量
最高的能级为3d，排布了6 个电子，有6 种不同的运动状态，可知在3d 上存在4 个未成对电子，失去电子
变为铁离子时，三价铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，可用硫氰化钾检验三价铁离子，形成配合
物的颜色为红色；(4)某元素位于第四周期第Ⅷ族，其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子
数相同，C 原子的电子排布为1s22s22p2，未成对电子数为2，则该元素为Ni，其基态原子的价层电子排布
式为3d84s2；(5)原子核外电子排布中，如果电子所占的轨道能级越高，该原子能量越高，根据图知，电子
排布能量最低的是1s、2s 能级，能量最高的是2s、2p 能级。
15．(16 分)(1)氮元素在元素周期表中的位置为_______。
(2)氮元素原子核外电子排布式为_______，有_______种形状的电子云。
(3)氮元素气态氢化物的电子式为_______。
与氮元素同主族的磷元素化合物有如下反应，其中反应物有：PH3、H2SO4、KClO3；生成物有：K2SO4、
H3PO4、H2O 和一种未知物质 X。
(4)已知 KClO3 在反应中得到电子，则该反应的还原剂是_______。
(5)已知 0.2mol KClO3 在反应中得到 1mol 电子生成 X，则 X 的化学式为_______。
(6)完成并配平上述反应的化学方程式，标出电子转移方向和数目：_______。
(7)根据上述反应可推知_______。(填序号)
A．氧化性：KClO3 > H3PO4 B．氧化性：KClO3 > H2O
C．还原性：PH3 > X D．还原性：PH3 > K2SO4
(8)在该反应中转移电子 2mol 时，生成H3PO4_______mol。
【答案】(1)第二周期VA 族（2 分）
(2)1s22s22p3（1 分） 2（1 分）
(3)
（2 分）
(4)PH3 （2 分）
(5)Cl2（2 分）
(6)
（2 分）
(7)AC （2 分）
(8)0.25（2 分）
【解析】(1)氮在周期表中第二周期VA 族，所以答案为：第二周期VA 族；
(2)氮元素原子核外电子排布式为1s22s22p3可知氮原子核外有s、p 两种不同的电子云形状，故答案为：
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1s22s22p3、2；
(3)氮元素气态氢化物为NH3其电子式为
，所以答案为：
；
(4) 反应前后磷元素化合价升高（-3 到+5），所以还原剂是PH3，所以答案为：PH3；
(5)已知 0.2mol KClO3在反应中得到 1mol 电子，所以一个氯原子得5 个电子，化合价降低5，所以生成物
中氯元素为零价，所以答案为：Cl2；
(6)根据得失电子数目相等，可配平方程式，所以答案为：
；
(7)由反应可以判断氧化剂是KClO3，氧化产物是H3PO4，氧化剂氧化性大于氧化产物，所以A 正确，还原
剂是PH3，还原产物是X，还原剂的还原性大于还原产物，所以C 正确，故答案为：AC；
(8)由
，可知每转移40 摩尔电子，生成磷酸5 摩
尔，所以转移电子 2mol 时，生成H3PO40.25mol，所以答案为：0.25。
1．（2023·湖南·统考高考真题）下列化学用语表述错误的是
A．HClO 的电子式：
B．中子数为10 的氧原子：
O
C．NH3分子的VSEPR 模型：
D．基态N 原子的价层电子排布图：
【答案】C
【解析】A．HClO 中O 元素成负化合价，在结构中得到H 和Cl 共用的电子，因此HClO 的电子式为
，A 正确；B．中子数为10，质子数为8 的O 原子其相对原子质量为10+8=18，其原子表
示为
O，B 正确；C．根据VSEPR 模型计算，NH3分子中有1 对故电子对，N 还连接有3 和H 原子，因此
NH3的VSEPR 模型为四面体型，C 错误；D．基态N 原子是价层电子排布为2s22p3，其电子排布图为
8
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，D 正确；故答案选C。
2．（2022·浙江·统考高考真题）下列说法不正确的是
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．
和
互为同位素
C．
和
互为同素异形体
D．丙酮(
)和环氧丙烷(
)互为同分异构体
【答案】A
【解析】A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一
元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A 错误；B．质子数相同、中子
数不同的同种元素互为同位素，
35Cl 的质子数为17，中子数为18，
37Cl 的质子数为17，中子数为20，两者
质子数相同、中子数不同，互为同位素，B 正确；C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2
和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C 正确；D．分子式相同、结构不同的化合物
互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D 正确；答案选A。
3．（2023·辽宁·统考高考真题）下列化学用语或表述正确的是
A．BeCl2的空间结构：V 形
B．P4中的共价键类型：非极性键
C．基态Ni 原子价电子排布式：3d10
D．顺—2—丁烯的结构简式：
【答案】B
【解析】A．BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR 模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为
直线型分子，A 错误；B．P4分子中相邻两P 原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性
共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B 正确；C．Ni 原子的原子序数为28，其基态原子的价
电子排布为3d84s2，C 错误；D．顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为
，D 错误；故答案选B。
4．（2022·北京·高考真题）下列化学用语或图示表达不正确的是
A．乙炔的结构简式：
B．顺
丁烯的分子结构模型：
C．基态
原子的价层电子的轨道表示式：
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D．
的电子式：
【答案】C
【解析】A．乙炔中含有碳碳三键，其结构简式为
，A 项正确；B．顺
丁烯中两个甲基位于
双键同侧，其结构模型为
，B 项正确；C．基态
原子的价层电子排布式为3s23p2，其轨道表
示式为
，C 项错误；D．
是离子化合物，其电子式为
，D
项正确；答案选C。
5．（2022·天津·统考高考真题）下列叙述错误的是
A．
是极性分子
B．
原子的中子数为10
C．
与
互为同素异形体
D．
和
互为同系物
【答案】D
【解析】A．
是“V”形结构，不是中心对称，属于极性分子，故A 正确；B．
原子的中子数
18−8=10，故B 正确；C．
与
是氧元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，故C 正确；D．
属于酚，
属于醇，两者结构不相似，因此两者不互为同系物，故D 错误。综上
所述，答案为D。
6．（2022·山东·高考真题）
、
的半衰期很短，自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：
；
。下列说法正确的是
A．X 的中子数为2
B．X、Y 互为同位素
C．
、
可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在
、
分子是因其化学键不稳定
【答案】B
【解析】根据质量守恒可知，X 微粒为
，Y 微粒为
，据此分析解题。
A. 由分析可知，X 微粒为
，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为4，A 错误；B.
由分析可知，X 微粒为
，Y 微粒为
，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位
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素，B 正确；C.由题干信息可知，
与
的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C
错误；D.自然界中不存在
与
并不是其化学键不稳定，而是由于
与
的半衰期很短，很容易发
生核变化，转化为气体其他原子，O=O 的键能与形成该键的核素无关，D 错误；故答案为：B。
11
