第1 讲 原子结构 核外电子排布
【高考考向预测】
原子结构与核外电子排布围绕原子构成、同位素概念、核素相关计算、核外电子排布规律与
能级排布规则展开，结合微粒半径比较、等电子粒子推导考查，是元素推断的基础；近三年常在
选择题元素推断小问中出现，单独或综合命题频次平稳；预测2027 年趋向结合新型核素、短周期
陌生元素情境命题，联动元素周期律综合设问，侧重利用电子排布特征进行元素快速推断。
考点一 原子结构 核素与同位素
【核心梳理●明考点】
1.原子的构成
(1)构成原子的微粒及作用
(2)微粒之间的数量关系
①原子中:质子数(Z)=核电荷数=核外电子数。
②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数。
④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数。
(3)微粒符号周围数字代表的信息
2.元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)元素、核素、同位素的理解
①同位素的特征
同一元素的各种核素的中子数不同,质子数相同,化学性质几乎完全相同,物理性质差异较大;同一元
素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
②同位素之间的转化,既不是物理变化也不是化学变化,是核反应。
(3)氢元素的三种核素
1
1H:名称为氕,不含中子;
1
2H:用字母D 表示,名称为氘或重氢;
1
3H:用字母T 表示,名称为氚或超重氢。
(4)几种重要核素的用途
核素
92
235U
6
14C
1
2H
1
3H
8
18O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
【考点突破●明方向】
(一)元素、核素、同位素概念辨析
1.据科学家推测,月球的土壤吸附着数百万吨的 2
3He,在地球上氦元素主要以 2
4He 的形式存在,下列
有关 2
3 He和 2
4He 的说法正确的是( )
A.属于同一种核素
B.质量数相同
C.2
3 He与 2
4He 互为同素异形体
D.2
3 He和 2
4He 互为同位素
【答案】D
【解析】两者的中子数不同,质量数不同,属于不同的核素,故A 错误;2
3 He 的质量数是3,2
4He 的质量
数是4,二者质量数不同,故B 错误;2
3 He和 2
4He 质子数相同,中子数不同,互为同位素,故C 错误、D
正确。
2.科技发展与化学密切相关。下列说法错误的是( )
A.TiO2光催化乙苯脱氢转化为苯乙烯,两种有机物互为同分异构体
B.科研团队合成环状的C10和C14,C10和C14互为同素异形体
C.铌酸锂(LiNbO3)纳米超材料具有独特光学特性,41
93Nb 的中子数为52
D.我国首次获得公斤级丰度99% 100Mo 产品,100Mo 与98Mo 互为同位素
【答案】A
【解析】A.乙苯和苯乙烯的分子式不同,不互为同分异构体,A 错误;B.C10和C14均为碳的单质,互为
同素异形体,B 正确;C.41
93Nb 的中子数为52,C 正确;D.100Mo 与98Mo 质子数相同,中子数不同,互为同位
素,D 正确。
抓住描述对象突破“四同”判断
(1)同位素——原子,如 1
1 H 、1
2H;
(2)同素异形体——单质,如O2、O3;
(3)同系物——化合物,如CH3CH3、CH3CH2CH3;
(4)同分异构体——化合物,如正戊烷、新戊烷。
(二)原子(离子)、分子中各微粒关系
3.我国玉兔二号月球车是采用核能来提供能量的,它的核能电池系统主要包括两个组成部分:一个装
填钚(94
238Pu)二氧化物的热源和一组固体热电偶。该装置使钚238 衰变产生的核能转化为电能,其反
应可以表示为 94
238Pu――→
m
zU +2
4He2++2e-+γ 光子,其中γ 光子是一种电磁波,它具有一定的波长和频率,
静止质量为零。下列说法不正确的是( )
A. z
mU 的中子比钚238 的中子少2 个
B.z
mU 与 94
238Pu 互为同位素
C.z
mU 与 92
235U 含有相同的电子数
D.2
4 He2+与 2
4He 含有相同的质子数
【答案】B
【解析】根据质量数守恒和质子数守恒,钚238 发生衰变时产生的 z
mU 的质量数m 为234,质子数z
为92,故 z
mU 的中子数为142,而 94
238Pu 中子数为144, 92
234U 的中子比钚238 的中子少2 个,故A 正确
;92
234U 与 94
238Pu 质子数不相同,不属于同位素关系,故B 错误;92
234U 与 92
235U 为质子数相同的电中性原
子,所以含有相同的电子数,故C 正确;2
4 He2+与 2
4He 为氦元素的两种不同粒子,其质子数均为2,故
D 正确。
4.(1)1 mol H 2
18O 与1 mol D2
16O 的中子数之比为 。
(2)已知阴离子R2-的原子核内有n 个中子,R 原子的质量数为m,则w g R 原子完全转化为R2-后,含有
电子的物质的量是 。
【答案】(1)1∶1 (2)w(m−n+2)
m
考点二 原子核外电子排布
【核心梳理●明考点】
1.核外电子运动状态
(1)电子云
由于核外电子的概率密度分布看起来像一片云雾,因而被形象地称作电子云。
(2)核外电子运动状态
核外电子按能量不同分成能层,同一能层的电子,还被分成不同能级。量子力学把电子在原子核外的
一个空间运动状态称为一个原子轨道。
2.基态与激发态 原子光谱
(1)基态与激发态
①基态原子:处于最低能量状态的原子。
②激发态原子:基态原子吸收能量,它的电子会跃迁到较高能级,变为激发态原子。
(2)原子光谱
不同元素原子的电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光,用光谱仪记录下来便得到原子光谱。利用
原子光谱上的特征谱线可以鉴定元素,称为光谱分析。
3.基态原子核外电子排布
(1)构造原理——电子填充顺序
(2)基态原子核外电子排布规律
①能量最低原理:在构建基态原子时,电子将尽可能地占据能量最低的原子轨道,使整个原子的能量
最低。
②泡利原理:在一个原子轨道里,最多只能容纳2 个电子,它们的自旋相反。
③洪特规则:基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行。
④洪特规则特例
当能量相同的原子轨道在全充满(p6、d10、f14)、半充满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时,体系的
能量最低, 如基态24Cr 原子的核外电子排布式不应写为1s22s22p63s23p63d44s2 正确的是
1s
2 2s
2 2p
6 3s
2 3p
6 3d
5 4s
1 。
(3)基态原子核外电子排布表示方法(以硫原子为例)
电子排布式
1s22s22p63s23p4
简化电子排布式
[Ne]3s23p4
轨道表示式
价层电子排布式
3s23p4
【考点突破●明方向】
1.判断电子的运动状态
(1)基态F 原子核外电子的运动状态有 种。
(2)基态钛原子的价层电子排布式为 ,其原子核外电子的空间运动状态有 种,共有
种运动状态不同的电子。
(3)基态Si 电子排布式表示为[Ne]3s23px
2违背了 。
【答案】(1)9 (2)3d24s2 12 22 (3)洪特规则
【解析】(1)基态F 原子共有9 个核外电子,则每个电子都有对应的轨道和自旋状态,所以核外电子的
运动状态有9 种。(2)基态Ti 原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价层电子排布式为
3d24s2;s 轨道有一种空间运动状态,p 轨道有三种空间运动状态,d 轨道有五种空间运动状态,3d 轨道
只有两个电子,有两种空间运动状态,因此基态Ti 原子的核外电子的空间运动状态有12 种;核外有
22 个电子,就有22 种运动状态不同的电子。
2.判断原子中未成对电子数目。
(1)基态Ti3+中未成对电子数有 个;与Ti 同族相邻的元素Zr 的基态原子价层电子排布式为
。与钛同周期元素的基态原子中,未成对电子数与钛相同的元素有 种。
(2)血红蛋白中的铁处于基态时,其最高级中的单电子数为 。
(3)Cr 与Ni 的基态原子核外未成对电子数之比为 。
【答案】(1)1 4d25s2 3 (2)4 (3)3∶1
【解析】(1)Ti 位于第四周期,Ti 的基态原子未成对电子数是2,与钛同周期的所有元素的基态原子中,
未成对电子数与钛相同的元素有Ni、Ge、Se。(3)基态铬原子价层电子排布式为3d54s1,核外有6 个
未成对电子,基态镍原子价层电子排布式为3d84s2,核外有2 个未成对电子,则铬与镍的基态原子核外
未成对电子数之比为3∶1。
3.Fe3+ 比Fe2+ 的稳定性更 ( 填“ 强” 或“ 弱” ), 从结构上分析原因是
。
【答案】强 Fe3+的价层电子排布式为3d5,处于“半充满状态”,故Fe3+比Fe2+更稳定
4.核外电子排布与元素推断(按要求填空)。
(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 元素的负一价离子和C 元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B 的元素符号为 ,
C 的元素符号为 。
(3)D 元素的正三价离子的3d 轨道为半充满,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
。
【答案】(1)N (2)Cl K
(3)Fe 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2
(4)Cu 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
【解析】(1)A 元素原子核外共有7 个电子,则其核内有7 个质子,因此A 元素为N。(2)B、C 分别为
17、19 号元素,即分别为Cl、K。(3)D3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,可知D 为26 号元素,即
Fe,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。(4)E 元素原子核外共有29 个电
子,第29 号元素为Cu,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【真题再现●明考向】
1.(2025·河南卷)下列化学用语或图示正确的是( )
A.CaO 的电子式:Ca2+[︰O
‥
‥
︰]2-
B. Li+的结构示意图:
C.中子数为38 的镓原子:31
38Ga
D.
的化学名称:2-乙基戊烷
【答案】A
【解析】A.CaO 是离子化合物,电子式为Ca2+[︰O
‥
‥
︰]2-,故A 正确;B.Li+核外有2 个电子,结构示意图
为
,故B 错误;C.中子数为38 的镓原子,质量数为69:31
69
Ga,故C 错误;D.
主链有6 个碳原
子,3 号碳原子上连有1 个甲基,化学名称:3-甲基己烷,故D 错误。
2.(2024·河北卷)钒原子的价层电子排布式为 ;
焙烧生成的偏钒酸盐中钒的化合价为 。
【答案】3d34s2 +5
【解析】V 为23 号元素,价层电子排布式为3d34s2;焙烧后V 的存在形式为VO3
−,V 为+5 价。
3.按要求填空。
(1)(2024·新课标卷)Ni 基态原子价电子的轨道表示式为 。
(2)(2024·湖北卷)基态Be2+的轨道表示式为 。
(3)(2023·全国乙卷)基态Fe 原子的价电子排布式为 。
(4)(2023·北京卷)基态S 原子价层电子排布式是 。
【答案】(1)
(2)
(3)3d64s2
(4)3s23p4
高考热点总结
【限时训练】
（60 分钟）
一、单选题
1．（2025·江苏·高考真题）科学家通过核反应❑0
1n+3
6Li→1
3H+2
4 He发现氚(❑1
3 H)。下列说法正确的
是
A．❑0
1n表示一个质子
B．❑3
6Li的基态原子核外电子排布式为1s
12s
2
C．❑1
3H与❑1
2H互为同位素
D．
❑2
4 He
的原子结构示意图为
【答案】C
【详解】A．❑0
1n质量数为1，质子数为0，中子数为1，因此其表示一个中子，A 错误；
B．❑3
6Li的基态原子核外电子排布式为1s
22s
1，B 错误；
C．质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，❑1
3H与❑1
2H质子数相同、中子
数不同，二者互为同位素，C 正确；
D．
❑2
4 He
原子核外只有2 个电子，原子结构示意图为
，D 错误。
故选C。
2．（2025·甘肃·高考真题）马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物，陶制文物的主要成
分为硅酸盐，下列有关表述错误的是
A．基态Si 原子的价层电子排布图：
B．❑8
16O的同位素❑8
18O可作为有机反应示踪原子
C．
SiCl4
的电子式为：
D．
SiO2
的球棍模型为：
【答案】D
【详解】A．Si 为14 号元素，其基态价电子排布式为3s23p2，故其基态价电子排布图为
，A 项正确；
B．16O 和18O 为氧元素的两种同位素，18O 常用作同位素标记，可作为有机反应的示踪原子，B 项
正确；
C．SiCl4为分子晶体，Si 与Cl 形成一对共用电子对，故SiCl4的电子式为
，C 项正确；
D．SiO2为共价晶体，其球棍模型应为立体网状结构，
不能表示SiO2，D 项错误；
故选D。
3．（2025·山东·高考真题）第70 号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f
146s
2。下列说法正确
的是
A．❑70
174 Yb的中子数与质子数之差为104B．❑70
174 Yb与❑70
176Yb是同一种核素
C．基态Yb原子核外共有10 个d 电子
D．Yb位于元素周期表中第6 周期
【答案】D
【详解】A．中子数=174-70=104，与质子数70 的差为104-70=34，而非104，A 错误；
B．同位素之间质子数相同，但中子数不同，两者属于不同核素，B 错误；
C．根据构造原理可知，Yb 的电子排布为[Xe]4f146s2，在3d 和4d 轨道上有电子，共20 个d 电子，
C 错误；
D．根据Yb 的价电子排布式可知，其有6s 轨道，说明其有6 个电子层，其位于第6 周期，D 正
确；
故选D。
4．（2024·重庆·高考真题）R、X、Y 和Z 为短周期元素，XY3ZR3的分子结构如下所示。R 中电子只
有一种自旋取向，X、Y 和Z 处于同一周期，X 的核外电子数等于Y 的最高能级电子数，且等于Z
的最外层电子数。下列说法正确的是
A．原子半径：Z<X
B．非金属性：Y<Z
C．单质的沸点：X<Y
D．最高正化合价：X<R
【答案】A
【分析】R、X、Y 和Z 为短周期元素，R 中电子只有一种自旋取向，R 为H 元素；X、Y 和Z 处于同
一周期，X 的核外电子数等于Y 的最高能级电子数，且等于Z 的最外层电子数，XY3ZR3的分子中
X、Z 均形成4 个共价键，则X 为B 元素、Z 为N 元素；Y 只形成1 个共价键，结合位置可知Y 为F
元素，以此来解答。
【详解】A．X 为B 元素、Z 为N 元素，同周期主族元素从左向右原子半径减小，则原子半径：Z＜
X，故A 正确；
B．Y 为F 元素、Z 为N 元素，同周期主族元素从左向右非金属性增强，则非金属性：Y＞Z，故B
错误；
C．X 为B 元素、Y 为F 元素，X 的单质为共价晶体，Y 的单质为分子晶体，单质的沸点：X＞Y，故
C 错误；
D．R 为H 元素、X 为B 元素，最高正化合价：X(+3)＞R(+1)，故D 错误；
故选：A。
5．（2024·贵州·高考真题）我国科学家首次合成了化合物[K(2，2，2-crypt)]5[K@Au12Sb20]。其阴离
子[K@Au12Sb20]5-为全金属富勒烯(结构如图)，具有与富勒烯C60相似的高对称性。下列说法错误的
是
A．富勒烯C60是分子晶体
B．图示中的K+位于Au 形成的二十面体笼内
C．全金属富勒烯和富勒烯C60互为同素异形体
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则其基态原子价层电子排布式是5s25p3
【答案】C
【详解】A．富勒烯C60是由C60分子通过范德华力结合形成的分子晶体，A 正确；
B．由题图可知，中心K+周围有12 个Au 形成二十面体笼(每个面为三角形，上、中、下层分别有
5、10、5 个面)，B 正确；
C．全金属富勒烯不是碳元素的单质，因此其与富勒烯C60不能互为同素异形体，C 错误；
D．锑(Sb)位于第五周期第ⅤA 族，则根据元素位置与原子结构关系可知：其基态原子价层电子排
布式是5s25p3，D 正确；
故合理选项是C。
6．（2026·山东济宁·三模）合成超铀元素❑93
239Np、❑b
a Pu是核反应堆中的重要反应之一，以下说法
正确的是
A．以上反应均为化学变化
B．❑92
238U与X 互为同素异形体
C．X 的质子数与中子数相差147
D．a=94、b=239
【答案】D
【分析】根据核反应质量数守恒、电荷数守恒，❑92
238U吸收中子生成X 的过程中，质量数总和为
238+1=239，电荷数总和为92+0=92，故X 为❑92
239U；β
−衰变过程中原子核释放电子，质量数不
变，质子数增加1，第一次β
−衰变质子数从92 变为93 得到❑93
239 Np，第二次β
−衰变质子数从93 变
为94，质量数仍为239，故Pu 的质子数a=94，质量数b=239。
【详解】A．化学变化中原子种类保持不变，题述反应为原子核发生变化的核反应，不属于化学
变化，A 错误；
B．同素异形体是同种元素组成的不同单质，❑92
238U与X 均为铀元素的核素，互为同位素，B 错
误；
C．X 为❑92
239 U，质子数为92，中子数为239-92=147，二者差值为147-92=55，C 错误；
D．β
−衰变过程质量数不变，质子数增加1，故Pu 的质量数b=239，质子数a=93+1=94，D 正确；
故选 D。
7．（2026·广东湛江·二模）某种+2价钴(Co)的配合物能够高效催化炔烃向酮的转化，其结构如图
所示(L为甲基)。X、Y、Z、W、R是原子序数依次增大的短周期元素，其中X的价电子结构为ns
2np
1
，Z的核外电子数等于R的最外层电子数，Z、W和R的原子序数之和为24。下列说法正确的是
A．第一电离能：Z>W >X
B．XR3为极性分子
C．ZW3
−的空间结构为三角锥形
D．最简单氢化物的沸点：Y>R
【答案】A
【分析】由图中配合物的结构可推断R是卤族元素，其最外层电子数为7；已知Z的核外电子数等
于R的最外层电子数，由此可推断Z为N元素；已知X的价电子结构为ns
2np
1，且其原子序数小于N
元素的，由此可推断X为B元素；Y位于B元素和N元素之间，由此可推断Y为C元素；由图中配合物
的结构可推断W是O元素；Z、W和R的原子序数之和为24，则R为F元素。
【详解】A．同一周期主族元素从左到右电离能呈增大趋势，但是N 的最高能级2p 能级电子半
满，更稳定，第一电离能比相邻元素大，故第一电离能：N >O>B，A 正确；
B．BF3的中心原子为B，B有3 个σ键电子对（B−F），中心原子上的孤电子对数= 1
2 (3−3×1)=0
，B原子上的价层电子对数=3+0=3，根据VSEPR 模型，BF3的空间构型为平面三角形，为非极性
分子，B 错误；
C．NO3
−的中心原子为N，N有3 个σ键电子对，中心原子上的孤电子对数= 1
2 (5+1−3×2)=0，N原
子上的价层电子对数=3+0=3，根据VSEPR 模型，NO3
−的空间构型为平面三角形，C 错误；
D．HF分子间会形成氢键，其沸点较高，最简单氢化物的沸点：CH4(−164° C)<HF(20° C)，D 错
误；
故答案选A。
8．（2026·天津河东·二模）对下列物质性质的解释错误的是
选项
物质性质
解释
A
K 与Na 的化学性质有差异
最外层电子能量
B
MgCl2晶体熔点714℃、AlCl3晶体熔点192℃
晶体类型
C
金属有良好的延展性
离子键
D
SiH4的沸点高于CH4
分子间作用力
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】C
【详解】A．Na 和K 同为碱金属元素，最外层电子数相同，但原子半径不同，导致K 原子核对最
外层电子的吸引力更弱，更容易失电子，因此两种元素化学性质有所不同，A 正确；
B．AlCl3是分子晶体，分子间作用力只有范德华力，MgCl2是离子晶体，Mg
2+与Cl
-间作用力为离子
键，熔化过程中，范德华力更容易克服，因此AlCl3的熔点低于MgCl2，B 正确；
C．根据“电子气理论”，当金属受到外力作用时，晶体中的各原子层间会发生相对滑动，但不
会改变原来的排列方式，而且弥漫在金属原子间的电子气可以起到类似轴承中滚珠之间润滑剂的
作用，所以金属有良好的延展性，金属的该性质与离子键无关，C 错误；
D．SiH4分子量大于CH4，分子间作用力更强，因此SiH4沸点更高，D 正确；
故答案选C。
9．（2026·陕西咸阳·二模）某化合物的晶胞结构(正六棱柱)如图所示。下列说法错误的是
A．基态B 原子含有1 个未成对电子
B．晶胞中含有3 个Mg 原子
C．晶体密度为138×10
21
3 ❑√3a
2b N A
g⋅cm
−3
D．Mg 位于元素周期表中的s 区
【答案】C
【详解】A．B 为5 号元素，基态原子核外电子排布为1s
22s
22 p
1，2p 轨道只含1 个未成对电子，A
说法正确；
B．用均摊法计算晶胞中Mg 原子数：正六棱柱共12 个顶点的Mg，每个顶点分摊1
6，得12× 1
6 =2
；上下底面面心各1 个Mg，每个分摊1
2，得2× 1
2 =1；Mg 原子总数为2+1=3，B 说法正确；
C．计算晶体密度： 晶胞含3 个Mg、6 个B，晶胞总质量m= 3×24+6×11
N A
= 138
N A
g； 正六边形底
面积S =6×
❑√3
4 a
2= 3 ❑√3
2
a
2nm
2，晶胞体积V = S⋅b= 3 ❑√3a
2b
2
nm
3= 3 ❑√3a
2b
2
×10
−21cm
3； 密度
ρ= m
V =
138
N A
3 ❑√3a
2b×10
−21
2
= 92×10
21
❑√3a
2b N A
g·cm
−3，选项给出的表达式错误，C 说法错误；
D．Mg 为第ⅡA 族元素，元素周期表中s 区包含ⅠA、ⅡA 族，因此Mg 位于s 区，D 说法正确；
故选C。
10．（2026·江苏镇江·一模）2026 年1 月13 号，我国研制的遥感五十号卫星发射成功。卫星由钛
合金、铝合金和碳化硅等材料构成。下列元素基态原子最外层电子数最少的是
A．C
B．Al
C．Si
D．Ti
【答案】D
【详解】A．碳(C)位于第二周期IVA 族，最外层电子数为4，A 不符合题意；
B．铝(Al)位于第三周期IIIA 族，最外层电子数为3，B 不符合题意；
C．硅(Si)位于第三周期IVA 族，最外层电子数为4，C 不符合题意；
D．钛(Ti)位于第四周期IVB 族，价电子排布式为3d
24 s
2，其最外层电子数为2（指4s 轨道电
子），D 符合题意；
故选D。
11．（2026·河北·一模）烟酸铬（III）可促进动物生长发育和蛋白质合成，在工业上主要用作饲料
添加剂、医药保健品、食品添加剂等，其结构如图所示。下列说法正确的是
A．基态原子的未成对电子数：C<O<N <Cr
B．基态原子的第一电离能：C<N <O
C．烟酸铬（III）中的配位键是N 和O 原子提供孤电子对
D．烟酸铬（III）配位体为
，配位体数为6
【答案】C
【详解】A．C 的基态电子排布为1s22s22p2，有2 个未成对电子；O 的基态电子排布为1s22s22p4，
有2 个未成对电子；N 的基态电子排布为1s22s22p3，有3 个未成对电子；Cr 的基态电子排布为
[Ar]3d54s1，有6 个未成对电子，基态原子的未成对电子数：C = O < N < Cr，A 错误；
B．第一电离能总体随原子序数递增，但N 为半充满稳定结构，正确顺序为C < O < N ，B 错误；
C．烟酸铬（III）中，N 和O 均含孤电子对，可与Cr3+形成配位键，C 正确；
D．由图可知，烟酸铬（III）配位体为
，属于双齿配体，配位体数为3，D 错误；
故选C。
12．（2026·江苏盐城·模拟预测）反应Na2CO3+SiO2
高温
¿ Na2SiO3+CO2↑
¿
可用于生产玻璃。下列说法正
确的是
A．中子数为10 的氧原子：O
8
10
B．Na
+
的结构示意图：
C．1 mol SiO2晶体含有4 mol Si−O键
D．CO2的空间构型为V 形
【答案】C
【详解】A．中子数=质量数-质子数，氧的质子数为8，若中子数为10，则质量数18，对应的核素
符号应为O
8
18 ，A 错误；
B．Na+是钠原子（质子数11）失去1 个电子形成的阳离子，其核电荷数仍为+11，正确的结构示
意图为
，B 错误；
C．在SiO2晶体中，每个Si原子与4 个O 原子形成共价键。1 molSiO2晶体中含有1 molSi原子，因
此Si-O 键的物质的量为1mol×4 = 4 mol，C 正确；
D．CO2分子中，中心C 原子的价层电子对数为2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论，其空
间构型为直线形，D 错误；
故答案选C。
13．（2026·浙江·模拟预测）“千篇一律”中往往可能蕴含着“万里挑一”。高中化学中存在着
许多组“同与不同”。下列关于“不同”产生的原因的推测中，合理的是
选
项
“同与不同”
“不同”产生的原因
A
将SO2气体与H2S混合，可得到淡黄色的硫；而将硫代硫酸钠溶
液与稀硫酸混合，反应生成的硫使溶液出现乳白色浑浊
两种反应得到的硫单质
是同分异构体
B
六方氮化硼被称为“白石墨”，与石墨的结构相似。石墨具有
良好的导电性，但六方氮化硼不能导电
六方氮化硼层内不存在
相互平行的p轨道
C
O3和SO2结构相似。O3在有机溶剂中的溶解度大于在水中的溶解
度，但SO2恰好相反
O3是非极性分子，SO2极
性强且可与水反应
D
C 和Si是同主族元素。在常温常压下，CO2以小分子形式存在，
而SiO2以坚实的共价晶体的形式存在
Si 的原子半径大于C，与
O形成的π键强度低
A．A
B．B
C．C
D．D
【答案】D
【详解】A．同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物，硫单质属于单质，两种硫为同素异
形体，A 错误；
B．六方氮化硼层内存在相互平行的p轨道，不导电是因为B、N 原子电负性差异较大，层内π电子
定域在极性的B-N 键中，无法自由移动，B 错误；
C．O3为V 形结构，正负电荷中心不重合，属于极性分子，C 错误；
D．Si的原子半径大于C，p轨道肩并肩重叠程度小，与O 形成的π键强度低，难以形成类似CO2的
双键小分子，因此SiO2为空间网状的共价晶体，D 正确；
故选D。
14．（2025·河北·模拟预测）我国科学家用重离子加速器研究装置提供的束流轰击金属钍(Th)靶，
成功制得医用同位素锕−225(❑89
225 Ac)。下列说法正确的是
A．钍有多种同位素，如❑
232Th和❑
230Th，它们的质子数不同但电子数相同
B．❑89
225 Ac的质子数为89，中子数为136
C．钍元素主要用于制造烟花，因为其燃烧时能产生绚丽的色彩
D．金属钍靶发生衰变生成锕，这种变化属于化学变化
【答案】B
【详解】A．同位素的质子数相同，原子核外电子数等于质子数，A 错误；
B．质子数为89，质量数为225，中子数为225−89=136，B 正确；
C．钍为放射性元素，主要用于核能领域，不能用于制造烟花，C 错误；
D．金属钍衰变生成锕的过程中原子核发生变化，产生了新元素，属于核物理变化，化学变化中
原子种类不变，因此该变化不属于化学变化，D 错误；
故选 B。
15．（2026·河南新乡·模拟预测）下列化学用语表示正确的是
A．用电子式表示HCl 的形成过程：
B．H2O2的球棍模型：
C．中子数为4 的锂离子：L
3
7 i
+
D．
NH3
和
H2O
之间最强烈的氢键作用：
【答案】C
【详解】
A．用电子式表示HCl 的形成过程时，HCl 形成需要H 原子和Cl 原子，正确的形成过程为：
，A 错误；
B．H2O2分子的结构式为H-O-O-H，但由于中心O 原子存在孤电子对，所以H2O2分子结构不呈直线
形，而呈书页形(或二面角形)，所以
H2O2
分子的球棍模型：
，B 错误；C．中子数为4
的锂离子其质量数为3+4=7，带1 个单位正电荷，则可表示为：L
3
7 i
+，C 正确；
D．NH3和H2O之间最强烈的氢键是H2O 中O-H 的H 与NH3中N 形成的作用：O-H⋅⋅⋅N，D 错误；
故选C。
16．（2026·河北唐山·二模）下列化学用语表述正确的是
A．中子数为8 的碳原子：❑8
14C
B．甲醛分子的空间填充模型：
C．四氯化碳的电子式：
D．
Cl2分子中共价键的电子云图：
【答案】D
【详解】A．碳的质子数是6，中子数是8，所以质量数 = 质子数+中子数 =6+8= 14，左下角标应
该写质子数，所以应该是❑6
14C，A 错误；
B．甲醛分子的空间填充模型应该是
，题中为甲醛分子的球棍模型，B 错误；
C．四氯化碳的电子式应该为：
，C 错误；
D．Cl2分子中两个 Cl 原子之间形成一对共用电子对，电子云主要集中在两个原子核之间，表示
的是Cl-Cl 共价键的电子云重叠情况，D 正确；
故答案选D。
17．（2026·河南驻马店·模拟预测）下列化学用语表述错误的是
A．
SO3
2−
的VSEPR 模型：
B．基态溴原子的核外电子排布式：[Ar]4s24p5
C．质量数为32 的磷原子：❑15
32P
D．CaH2的电子式：
【答案】B
【详解】A．SO3
2−中S 原子的价层电子对数为3+ 6+2−3×2
2
=3+1= 4，含有1 对孤电子对，VSEPR
模型为四面体型，A 正确；
B．Br 是35 号元素，基态溴原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p5，B 错误；
C．质量数为32 的磷原子为❑15
32P，C 正确；
D．CaH2为离子化合物，电子式为
，D 正确；
故答案选B。
18．（2026·湖南邵阳·三模）下列化学用语表述正确的是
A．❑
16O2和❑
18O2互为同位素
B．反-2-丁烯的结构简式：
C．P4(白磷)为正四面体结构的分子，其键角：109°28
′
D．H2S的球棍模型：
【答案】B
【详解】A．两者为由不同同位素构成的同种物质，A 错误；
B．甲基位于双键的两侧，为反式结构，B 正确；
C．白磷为正四面体结构，4 个P 原子位于正四面体的顶点，键角为60°，C 错误；
D．H2S分子和H2O结构类似，为角形，不是直线形，该模型错误，D 错误；
故选B。
二、填空题
（2025·上海闵行·一模）嫦娥六号探测器成功完成人类首次月球背面采样返回任务，其搭载的新
型材料和推进系统蕴含丰富的化学知识。请从微观角度结合原子结构及核外电子排布相关知识回
答下列问题。
19．探测器返回器外壁的高温结构陶瓷含硅元素，硅常与氧元素结合形成二氧化硅(SiO2)。请写出
硅原子的结构示意图_______；氧离子的电子式_______。
20．关于核外电子排布的说法中不正确的是_______。
A．第二层最多可容纳的电子数为8
B．次外层最多可容纳的电子数为18
C．最多可容纳2 个电子的电子层一定是第一电子层
D．最多可容纳8 个电子的电子层一定是第二电子层
21．科学家通过核反应n
0
1 + L
3
6 i→
❑
❑
H
1
3 + H
2
4 e发现氚( H
1
3 )。下列说法正确的是_______。
A．n
0
1 表示一个质子
B．该反应属于化学变化
C．
H
1
3
与
H
1
2
互为同位素
D．
H
2
4 e
的原子结构示意图为
22．在月壤样本中发现一种非金属元素R，其最外层电子数为n，其气态氢化物的核外电子总数为
a，R 的某种核素核内中子数为b，则该核素的符号是_______。
A．
R
n
a+n
B．
R
a+n
a+b+n
C．
R
a−n+8
a+b−n+8
D．
R
a+n−8
a+b+n−8
23．已知在自然界中铱(Ir)有两种质量数分别为191 和193 的核素，而铱元素的近似相对原子质量
为192.22，则这两种核素的原子个数比为_______。
24．X 元素组成的三种气态单质都是双原子分子，它们的相对分子质量分别是32、34、36。现有
这三种单质的混合气体，分子数之比为15:4:1，下列说法正确的是_______。
A．若该容器中的X2全部转化为同素异形体X3，则X3的分子有21 种
B．质量数为16 的核素的丰度为85%
C．该元素的近似相对原子质量为17
D．该元素所含三种核素的原子数之比为15:4:1
【答案】19．
20．D 21．C 22．D 23．39:61
24．B
【解析】19．
硅为14 号元素，原子的结构示意图
；氧原子得到2 个电子形成氧离子，氧离子的电
子式
；
20．A．由构造原理，第二层最多可容纳的电子数为8，正确；
B．由构造原理，次外层最多可容纳的电子数为18，正确；
C．每层最多容纳2n2个电子，最多可容纳2 个电子的电子层一定是第一电子层，正确；
D．最多可容纳8 个电子的电子层不一定是第二电子层，也可能是最外层，错误；
故选D；
21．A．核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数；n
0
1 表示一个中子，错
误；
B．该反应为核素种类的变化，不属于化学变化，错误；
C．H
1
3 与H
1
2 质子数相同，中子数不同，互为同位素，正确；
D．
H
2
4 e
的原子结构示意图为
，错误；
故选C；
22．非金属元素R，其最外层电子数为n，则其可以结合8-n 个氢原子形成氢化物，其气态氢化物
的核外电子总数为a，则R 原子质子数、电子数为a-(8-n)=a+n-8，R 的某种核素核内中子数为b，
则质量数为a+b+n-8，该核素的符号是
R
a+n−8
a+b+n−8 ；故选D；
23．设两种核素的原子个数比为a：b，则191a+193b
a+b
=192.22，a：b=39:61；
24．X 元素组成的三种气态单质都是双原子分子，它们的相对分子质量分别是32、34、36，则X
存在的两种核素质量数分别为16、18，三种分子分别为❑
16 X 2、❑
16 X
18 X、❑
18 X 2；
A．X 存在的两种核素质量数分别为16、18，若该容器中的X2全部转化为同素异形体X3，根据排
列组合，则X3的分子有2×2×2=8 种，错误；
B．质量数为16 的核素的丰度为
15×2+ 4
(15+ 4 +1)×2 ×100%=85 %，正确；
C．该元素的近似相对原子质量为15×32+34×4+36×1
(15+ 4+1)×2
=16.3，错误；
D．该元素所含两种核素而非三种，错误；
故选B；
三、解答题
25．（2026·广西百色·二模）钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源，电池中含有少量的
铝、铁、碳等单质，对废旧钴酸锂电池回收再利用的处理流程如下：
已知：①还原性：Cl
−>Co
2+；
②Fe
3+和C2O4
2−结合生成较稳定的[Fe(C2O4)3)
3−，在强酸性条件下分解重新生成Fe
3+；
③Li2CO3的溶度积常数K sp=8.64×10
−4，溶液中某离子浓度≤10
−5 mol⋅L
−1，认为该离子沉淀完
全。
回答下列问题：
(1)Co 的简化电子排布式为_______。
(2)碱浸泡铝单质发生反应的离子方程式为_______。
(3)滤液A 中主要的阳离子有H
+、Li
+、_______，写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式：_______。
(4)从滤液C 中分离出FeCl3⋅6 H2O的系列操作方法为_______。
(5)将浓度为0.02mol⋅L
−1的Li2SO4和浓度为0.02mol⋅L
−1的Na2CO3溶液等体积混合，_______(填
“是”或“否”)有沉淀生成，请通过计算说明原因：_______。
(6)LiN3在军事和汽车安全气囊上有重要的应用，LiN3晶胞结构如下图所示，该晶体的密度为
ρg⋅cm
−3，N A为阿伏加德罗常数的值，则晶体中Li
+与N3
−最短的距离为_______pm。
【答案】(1)[ Ar ]3d
74 s
2
(2)2 Al+2OH
−+6 H 2O =2[ Al(OH )4]
−+3 H 2↑
(3) Co
2+、Fe
3+； 2LiCoO2+8 HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+ 4 H2O
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
(5) 否； 等体积混合后，c(Li
+)=0.02mol·L
−1，c(CO3
2−)=0.01mol·L
−1，离子积
Qc =c
2(Li
+)·c(CO3
2−)=(0.02)
2×0.01= 4×10
−6，Qc< K sp(Li2CO3)=8.64×10
−4
(6)
❑√2
2 ×
3√
98
ρ N A
×10
10 pm
【分析】废旧钴酸锂电池粉末碱浸时，铝单质与氢氧化钠溶液反应进入含铝废液，铁、钴、碳等
单质留在固体残渣中。固体残渣加盐酸溶解，LiCoO2与盐酸发生氧化还原反应，Co
3+被还原为Co
2+
，Cl
−被氧化为Cl2，铁单质被氧化为Fe
3+，滤液A 含H
+、Li
+、Co
2+、Fe
3+。滤液A 加草酸铵，Co
2+
生成CoC2O4·2H2O沉淀，Fe
3+与C2O4
2−结合生成稳定的[ Fe(C2O4)3]
3−留在滤液B 中。滤液B 加Na2CO3
，Li
+生成Li2CO3沉淀，滤液C 中[Fe(C2O4)3]
3−在一定条件下分解重新生成Fe
3+，经蒸发浓缩、冷
却结晶等操作得到FeCl3·6 H2O。
【详解】（1）Co 为27 号元素，核外电子排布为[ Ar ]3d
74 s
2。
（2）碱浸时铝单质与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为
2 Al+2OH
−+6 H 2O =2[ Al(OH )4]
−+3 H 2↑。
（3）固体残渣加盐酸溶解，铁单质被氧化为Fe
3+，LiCoO2与盐酸反应时，还原性Cl
−>Co
2+，Co
3+
将Cl
−氧化为Cl2，自身被还原为Co
2+，因此滤液A 中主要阳离子有H
+、Li
+、Co
2+、Fe
3+。LiCoO2与
盐酸反应的化学方程式为2LiCoO2+8 HCl=2LiCl+2CoCl2+Cl2↑+ 4 H2O。
（4）FeCl3为强酸弱碱盐，直接加热蒸发会促进其水解生成氢氧化铁，因此从滤液C 中分离出
FeCl3·6 H2O的系列操作方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
（5）将浓度为0.02mol·L
−1的Li2SO4和浓度为0.02mol·L
−1的Na2CO3溶液等体积混合，混合后溶
液体积加倍，离子浓度减半，c(Li
+)=0.02mol·L
−1，c(CO3
2−)=0.01mol·L
−1。离子积
Qc =c
2(Li
+)·c(CO3
2−)=(0.02)
2×0.01= 4×10
−6，K sp(Li2CO3)=8.64×10
−4，Qc< K sp，没有沉淀生成。
（6）由晶胞结构可知，Li
+位于晶胞的顶点和面心，数目为8× 1
8 +2× 1
2 =2，N3
−位于晶胞的面心，
数目为4× 1
2 =2，因此晶胞中含有2 个LiN3。晶胞的质量m= 2×49
N A
g= 98
N A
g。设晶胞边长为acm，
晶胞体积V =a
3cm
3，密度ρ= m
V = 98
N Aa
3，解得a=
3√
98
ρ N A
cm。晶体中Li
+与N3
−的最短距离为晶胞面对
角线的一半，即
❑√2a
2
=
❑√2
2 ×
3√
98
ρ N A
cm，转换为pm：
❑√2
2 ×
3√
98
ρ N A
×10
10 pm。
26．（2026·山东德州·三模）镍的化合物应用广泛。回答下列问题：
(1)在元素周期表中，镍位于第______周期______族。基态Ni
2+的价电子轨道表示式为______。
(2)[Ni(PH3)2CO2)是一种配合物。
①该配合物所含元素中，电负性最大的是______。
②PH3中P 原子采取______杂化。
③[Ni(PH3)2CO2)中Ni的配位数为4，碳氧键键长不同，该配合物的结构示意图为______。
(3)Nix Cu y Nz晶体的立方晶胞中原子所处位置如图。已知：同种位置原子相同，相邻原子间的最近
距离之比，dCu−N∶dCu−Ni= ❑√3∶❑√2，则晶体化学式为______；晶体中与Ni原子最近且等距离的Ni
原子的数目为______。
【答案】(1) 4
Ⅷ
(2) O
sp
3
(3) Ni3CuN 8
【详解】（1）
Ni 原子序数为28，核外有4 个电子层，位于第四周期，价电子排布为3d
84s
2，属于VIII 族。基态
Ni
2+
失去4s 轨道的2 个电子，价电子排布为
3d
8
，价电子轨道表示式为
。
（2）① 配合物含有的元素为H、C、O、P、Ni，同周期元素电负性从左到右逐渐增大，同主族从
上到下逐渐减小，故电负性最大的是O。
② PH3中P 原子的价层电子对数为σ 键数加孤电子对数，σ 键数为3，孤电子对数为5−3×1
2
=1，
故采取sp
3杂化。
③ Ni 配位数为4，为四面体构型，结合题意，碳氧键的键长不同，说明只有一个氧原子参与配
位，即
。
（3）立方晶胞边长为a，顶点与体心的最近距离为体对角线的一半，即
❑√3a
2 ，顶点与面心的最近
距离为面对角线的一半，即
❑√2a
2 ，二者比值为
❑√3:❑√2，与题目给出的dCu-N:dCu-Ni完全匹配，因此确
定顶点原子为Cu，体心原子为N，面心原子为Ni。
采用均摊法计算晶胞内各原子的数目，顶点Cu的分摊数为8× 1
8 =1，面心Ni的分摊数为6× 1
2 =3，
体心N的分摊数为1，因此Ni、Cu、N的原子个数比为3:1:1，晶体化学式为Ni3CuN。
Ni位于晶胞面心，以任意一个面心Ni为研究对象，与其最近且等距离的Ni为本晶胞及相邻晶胞中
与该面垂直方向的相邻面的面心Ni，总数目为8。
