2019版高考化学一轮复习第5章物质结构元素周期律第1节原子结构学案11180.doc

第1节原子结构考试说明1了解原子结构示意图、分子式、结构式和结构简式的表示方法。2了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。3了解元素、核素和同位素的含义。4了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。5了解原子核外电子排布。命题规律本部分内容是高考的常考点，高考中常以选择题型出题。考查原子(离子)的结构及微粒间的数量关系，也常考查对元素、核素、同位素概念的理解以及结合元素周期表的推断等。考点1原子结构同位素1原子结构(1)原子的构成决定元素种类的是质子数(核电荷数)。决定元素化学性质的是最外层电子数。决定原子种类的是质子数和中子数。(2)原子结构中微粒之间的关系X中，质子数(Z)核电荷数核外电子数。质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。阳离子Xn的核外电子数质子数阳离子所带的电荷数Zn。阴离子Xm的核外电子数质子数阴离子所带的电荷数Zm。(3)元素符号周围数字的意义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)同位素的性质当某种元素具有多种天然、稳定的核素时，无论是游离态还是化合态，其各核素的原子个数百分比一般是不变的。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。(3)几种重要的核素(1)并不是所有的原子都由质子和中子构成，如H中不含中子。(2)质子数相同的粒子不一定属于同种元素，如Ne和H2O。(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3和Na、F等，NH与OH等。(4)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。(5)2H2和3H2既不是同位素，也不是同素异形体，而是同种分子，同位素是原子的互称。(6)核聚变、核裂变属于核反应，既不是物理变化，也不是化学变化。【基础辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数。()(2)16O和18O是氧元素的两种核素，16O2与18O2互为同分异构体。()(3)14C可用于文物的年代鉴定，14C与13C互为同素异形体。()(4)35Cl与37Cl的原子核外电子排布不同，得电子能力相同。()(5)最外层只有1个电子的原子一定是金属元素的原子。()(6)原子中都含有质子、中子和电子。() 题组一 元素、核素、同位素的概念辨析1“钚239”是氢弹的重要原料。下列有关说法正确的是()A239Pu原子的原子核中含有239个质子B238Pu、239Pu和241Pu属于不同的核素C238Pu与238U在元素周期表中的位置相同D239Pu衰变成235U属于化学变化答案B解析239Pu中的239表示的是其质量数，A错误；核素的种类是由质子数和中子数共同决定的，238Pu、239Pu和241Pu属于同种元素的不同核素，B正确；238Pu与238U核电荷数不同，属于不同的元素，在元素周期表中的位置不同，C错误；由于化学变化不涉及原子核的变化，故元素的衰变不是化学变化，D错误。2月球表面土壤里有一种非常有用的资源3He，它是可控核聚变的原料，关于3He的叙述正确的是()A3He和4He是同种原子B3He和4He互为同位素C核聚变时，原子核发生了变化，发生的是化学变化D在3He中存在：质子数中子数核外电子数 答案B解析3He和4He的质子数相同，质量数、中子数不同，属于同种元素的不同原子，A错误；3He和4He是氦元素的两种核素，互为同位素，B正确；核聚变是核反应，不属于化学变化，C错误；3He的质子数、中子数、核外电子数分别为2、1、2，D错误。题组二 原子中各种微粒数目之间的关系与计算3一定量的锎(Cf)在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是()A.Cf原子中，中子数为154B.Cf原子中，质子数为98C.Cf原子中，核外电子数为98D锎元素的相对原子质量为252答案D解析锎(Cf)是锎元素的一种同位素，其质量数为252，核外电子数核内质子数98，中子数25298154。锎元素的相对原子质量等于锎元素的各种同位素的相对原子质量与它们的原子个数百分比之积的和，而不等于某一核素的质量数，故D错误。4.Fe的现身揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是()A.Fe的核内质子数比中子数多8B.FeFe原子核发生了变化，属于化学反应C1 mol Fe与1 mol Fe与足量盐酸反应时均可得到1 mol H2D等物质的量的Fe与Fe，前者质量比后者多2 g答案C解析Fe的核内质子数比中子数少8，A错误；原子核发生了改变属于核反应，不是化学反应，B错误；Fe、Fe与盐酸反应时均被氧化成Fe2，C正确；“等物质的量”并不能确定物质的量是多少，D错误。考点2原子核外电子排布1原子核外电子排布2核外电子排布的表示方法：原子或离子结构示意图(1)核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。如当M层不是最外层时，最多排布的电子数为23218个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。(2)核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2、Cl。(3)10电子微粒确定方法：【基础辨析】判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)多电子原子中，在离核较近的区域内运动的电子能量较高。()(2)某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a1)，则该原子核外电子排布只有两层。()(3)1.00 mol NaCl中，所有Na的最外层电子总数为86.021023。()(4)离子结构示意图可以表示32S2，也可以表示34S2。()(5)镁离子的结构示意图为。() 题组一 等电子粒子的判断与应用1A、B、C、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子，已知：AC=DE；BC=2D。请回答：(1)C的电子式是_。(2)分别写出A和D反应、B和E反应的离子方程式：_、_。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式_。答案(1) H(2)NHH2ONH3H2OHH3ONH3=NHH2O(3)CH4、HF解析因A、C、D、E均为10电子粒子，且AC=DE，则A为NH，C为OH，E为NH3，D为H2O，进而推知B为H3O。2用A、B、C2、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：(1)A元素是_、B元素是_、C元素是_。(用元素符号表示)(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是_，含有的化学键是_。(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是_，其与水反应的化学方程式为_。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_，其电子式和电离方程式分别为_、_。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是_。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是_。答案(1)KClS(2)HCl极性共价键(3)F22F22H2O=4HFO2(4)H2SHHH2SHHS(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6解析18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。阴离子有P3、S2、HS、Cl；阳离子有K、Ca2；分子有HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。题组二 核外电子排布规律的应用元素推断3原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为2n1，原子核内质子数为2n21。下列有关X的说法中不正确的是()AX能形成化学式为X(OH)3的碱BX能与某些金属元素形成化合物CX原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数DX可能形成化学式为KXO3的盐答案A解析符合题意的元素X可能是氮或氯，故A不正确。4A、B、C、D 4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。则4种元素的元素符号依次是A_，B_，C_，D_。答案SClKCa解析A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2816，A为S元素；D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D的核电荷数是(28)220，D为Ca元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为Cl元素，C为K元素。18e微粒的寻找方法CH3CH3、H2NNH2、HOOH、FF、FCH3、CH3OH1.高考集萃判断正误，正确的画“”，错误的画“”。(1)2017江苏高考质量数为31的磷原子：P。()(2)2017江苏高考氟原子的结构示意图：。()(3)2016江苏高考中子数为10的氧原子：O。()(4)2016江苏高考Mg2的结构示意图：。()(5)2015江苏高考质子数为17、中子数为20的氯原子：Cl。()(6)2014江苏高考质子数为35、中子数为45的溴原子可表示为Br。()(7)2014江苏高考硫离子的结构示意图为 。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)解析(1)磷原子质子数为15，质量数为31，可表示为P，正确；(2)氟原子的结构示意图为，错误；(3)中子数为10的氧原子，质量数为18，应表示为O，错误；(5)元素的左上角表示质量数，应为172037，错误。22016全国卷a、b、c、d为短周期元素，a的原子中只有1个电子，b2和c离子的电子层结构相同，d与b同族。下列叙述错误的是()Aa与其他三种元素形成的二元化合物中其化合价均为1Bb与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物Cc的原子半径是这些元素中最大的Dd与a形成的化合物的溶液呈弱酸性答案A解析由题中信息可知，a、b、c、d分别是H、O、Na、S。H与Na形成的二元化合物NaH中，H元素的化合价为1，A错误；O与其他三种元素可分别形成H2O、H2O2，Na2O、Na2O2，SO2、SO3等，B正确；Na元素位于第三周期第A族，在四种元素中原子半径最大，C正确；氢硫酸是一种弱酸，D正确。32015全国卷原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c和d的电子层结构相同。下列叙述错误的是()A元素的非金属性次序为cbaBa和其他3种元素均能形成共价化合物Cd和其他3种元素均能形成离子化合物D元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6答案B解析H与He的电子层结构相同，所以a为H；b、c的次外层电子数为8，最外层电子数分别为6、7，所以b、c分别为S和Cl；Cl与d的电子层结构相同，所以d为K。非金属性强弱顺序为ClSH，A正确；H2S、HCl为共价化合物，KH为离子化合物，B错误；KH、K2S、KCl均为离子化合物，C正确；最高化合价和最低化合价分别是：H为1和1，代数和为0，S为6和2，代数和为4，Cl为7和1，代数和为6，D正确。42014上海高考“玉兔”号月球车用238 94Pu作为热源材料。下列关于238 94Pu的说法正确的是()A238 94Pu与238 92U互为同位素B238 94Pu与239 94Pu互为同素异形体C238 94Pu与238 92U具有完全相同的化学性质D238 94Pu与239 94Pu具有相同的最外层电子数答案D解析238 94Pu与238 92U的质子数不同，不是同位素，A错误；238 94Pu与239 94Pu互称同位素，不是同素异形体，B错误，D正确；238 94Pu与238 92U中电子数不同，最外层电子数也不同，化学性质不同，C错误。52015福建高考研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。(1)硫离子的结构示意图为_。(2)加热时，硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为_。答案(1)(2)C2H2SO4(浓)2SO2CO22H2O解析(1)S2核外有18个电子，结构示意图为。(2)加热时，C和浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O。时间：45分钟满分：100分 一、选择题(每题6分，共72分)1据报道，俄罗斯科学家再次合成117号元素，其中有5个X,1个X。下列关于X和X的说法，不正确的是()A是两种核素 B互为同位素C中子数分别为176和177 D核外电子数相差1答案D解析X和X的质子数都是117，中子数分别是176、177，是两种核素，A、C说法正确；X和X具有相同的质子数，不同的中子数，二者互为同位素，B说法正确；原子核外电子数等于质子数等于117，故两种核素的核外电子数相等，D说法错误。2下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()AH3O和OH BCO和N2CHNO2和NO DCH和NH答案D解析CH中电子数为8，NH中电子数为10，二者不相等。3人民网报道：在巴勒斯坦已故领导人阿拉法特的遗物中检出超过正常标准的高放射性元素Po。下列有关叙述正确的是()APo的相对原子质量为210B.Po与Po互为同素异形体CPo位于第六周期A族D.Po原子核内的中子数为84答案C解析210是该核素(Po)的质量数，A错误；Po与Po互为同位素，B错误；Po原子核内的中子数为21084126，D错误。42017河北定州中学月考科学家最近发现了一种只由四个中子构成的粒子R，这标志着人类对化学微观世界的研究又取得了新的进展。下列有关R的说法不正确的是()AR与其他原子一样呈电中性BR的质量数与4He相同C与氢元素的质子数相同DR中不含质子可称为“零号元素”答案C解析根据题意，该粒子只由四个中子构成，中子不带电，故该粒子不显电性，A正确；质量数质子数中子数044，B正确；氢元素的质子数为1，该粒子只含有中子，不含有质子，C错误；该粒子质子数为0，可称为“零号元素”，D正确。5有以下六种原子：Li、Li、Na、Mg、6C、7N，下列相关说法不正确的是()A.Li和Li在元素周期表中所处的位置相同B.6C和7N质量数相等，二者互为同位素C.Na和Mg的中子数相同但不属于同种元素D.Li的质量数和7N的中子数相等答案B解析Li和Li互为同位素，A正确；6C和7N的质子数不相等，二者不互为同位素，B错误；Na和Mg质子数不相同，属于不同种元素，C正确；Li的质量数为7，N的中子数也为7，D正确。6下列有关叙述正确的是()ADO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7C.X和A1ZX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DbXn和aYm两种离子，当abmn时，则它们的核外电子总数相同答案D解析在DO中，其质量数之和为22，其质子数之和为10，A错误；含有7个质子的原子都是氮原子，但氮元素也有质量数不为14(即中子数不为7)的核素，B错误；X和A1 ZX两种微粒的核电荷数相等(均为Z)，核外电子数、质量数、中子数均不相等，C错误；若bXn和aYm两种离子的核外电子总数相同，则有ambn，即abmn，D正确。7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。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3.5C.He的相对原子质量为D.He的摩尔质量为bNA答案C解析He比He少一个中子，A错误；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氦元素的近似相对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个6C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量，因此He的相对原子质量为，C正确；He的摩尔质量为bNA gmol1，D错误。8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 R2含有电子的物质的量是()A. mol B. molCw mol D.(mn2) mol答案D解析R原子的质子数为mn，其核外电子数也为mn，R2的核外电子数为mn2，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2含有电子的物质的量为(mn2) mol。9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(140 60Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。下列说法中正确的是()A140 60Nd和142 60Nd是同一核素B一个140 60Nd原子的质量约为 g(NA表示阿伏加德罗常数的值)C140 60Nd原子的中子数与质子数之差为80D14 g钕元素含有6 mol电子答案B解析140 60Nd和142 60Nd是不同的核素，A错误；1 mol 140 60Nd原子的质量约为140 g，一个原子的质量约为 g，B正确；140 60Nd原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C错误；元素的相对原子质量是该元素的各种天然同位素的相对原子质量和所占的物质的量分数算出的平均值，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错误。10下列说法不正确的是()A.Ca2的中子数比核外电子数多10B同种元素的原子均有相同的质子数和中子数C微粒Na、Mg2、O2具有相同的电子层结构D第A与A族元素的原子间构成的分子均满足原子最外层8电子结构答案B解析Ca2的中子数为28，核外电子数为18，中子数比核外电子数多10，A正确；同种元素的不同原子具有相同的质子数，但中子数不同，B错误；Na、Mg2、O2的核外电子排布均为2、8，C正确；A族与A族元素形成的分子为AB4型，如CF4、SiCl4等，各原子最外层均为8电子结构，D正确。11核电荷数小于18的某元素X，其原子的核外电子层数为a，最外层电子数为(2a1)。下列有关元素X的说法中，不正确的是()A元素X的原子核内质子数为(2a21)B元素X的原子半径一定小于钠的原子半径C由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用D元素X形成的简单离子，各电子层的电子均达到2n2个(n表示电子层序数)答案D解析若a2，则X为N；若a3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及其化合物的性质推知A、B、C项均正确；D项，氯离子的最外层电子数未达到2n2个，错误。12某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是()A.(ANm) mol B.(AN) molC.(AN) mol D.(ANm) mol答案A解析X原子的质子数为(AN)，一个HmX分子中所含的质子数为(ANm)，HmX的摩尔质量为(Am) gmol1，所以a g HmX中所含质子的物质的量为(ANm) mol。二、非选择题(共28分)13(12分)X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是7价。回答下列问题：(1)元素X原子结构示意图为_。(2)元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是_。(3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子，该阴离子的电子总数是_，与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是_。(4)ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，反应的化学方程式为_。(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是_(用酸的分子式表示)。答案(1)(2)C(3)10NH、NH3(4)NCl34H2O=3HClONH3H2O(5)H2CO3解析X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，说明X共有3个电子层，且M层上有6个电子，即，为硫元素；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，说明Y只有2个电子层，且最外层有4个电子，Y为碳元素；Z的氢化物水溶液显碱性，则此氢化物为NH3，因此Z为氮元素；W的最高正价为7，而F元素无正价，因此W为氯元素。(2)碳的放射性同位素C可用于考古。(3)氮元素与氢元素形成1价阴离子，由于氮元素显3价，氢显1价，因此该阴离子为NH，其电子总数是10，与该离子电子总数相等的还有NH3、NH。(4)NCl3与H2O反