【创新设计】（江西版）高考化学总复习 第五章 物质结构元素周期律(1).doc

【创新设计】（江西版）2015届高考化学总复习 第五章 物质结构元素周期律课时1原子结构最新考纲1了解元素、核素、同位素的含义。2.了解原子构成。3.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。4.了解原子核外电子排布。考点一原子的构成及其微粒间的数量关系1原子的构成原子2原子结构中的微粒关系(1)原子(2)离子的核外电子数核外电子数3元素符号周围数字的意义探究思考1填空(1)ti的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。(2)27al3的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。(3)35cl的质子数为_、中子数为_、电子数为_、质量数为_。答案(1)22262248(2)13141027(3)171818352某元素形成的离子为xn，则：xn含有的中子数为_。xn含有的电子数为_。x原子的质量数为_。1个x原子的质量约为_。答案baanb g【示例1】 下列说法正确的是()。a.u和u是中子数不同质子数相同的同种核素(2012天津，3c)b同种元素的原子均有相同的质子数和中子数(2012山东，9c)c质子数为53，中子数为78的碘原子：i(2011江苏，2c)d通过化学变化可以实现16o与18o间的相互转化(2010山东，9c)思维启迪 16o与18o之间的转化属于核变化，o2与o3之间的转变属于化学变化，注意元素、核素、同位素的区别。解析u和u是同一元素的两种核素，a错误；同种元素的不同原子均有相同的质子数和不同的中子数，b错误；核变化不属于化学变化，通过化学变化不可实现16o和18o之间的转化，d错误。答案c【示例2】 (2011海南，4)i是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中i的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关i的叙述中错误的是()。a.i的化学性质与i相同b.i的原子序数为53c.i的原子核外电子数为78d.i的原子核内中子数多于质子数解析i与i互为同位素，化学性质相同，故a对；i的质子数(z)为53，质量数(a)为131，中子数(n)1315378，故b对、d对；核外电子数应为53，故c错。答案c1(2013启东模拟)已知r元素的某种同位素能形成化合物amrn，其中a的化合价为n。该化合物中一个r微粒的核外电子数为a，核内中子数为b，则该同位素的原子符号是()。a.r b.rc.r d.r解析amrn中r的化合价为m，所以r原子的质子数为(am)，其核内中子数为b，r的质量数为(amb)，所以答案为d。答案d2下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是()。ad3o bli cod doh解析电子数大于质子数，则为阴离子，由于h中含有一个质子不含中子，所以d项正确。答案d3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所含有电子的物质的量是()。a. mol b.molc.(mn2)mol d.(mn2)mol解析r原子的质子数为(mn)，其核外电子数也为(mn)，所以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含有的电子为(mn2)mol，故选d。答案d1规避3个易失分点(1)任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。(2)有质子的微粒不一定有中子，如1h，有质子的微粒也不一定有电子，如h。(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如f与oh。2掌握质子数和核外电子数分别相等的不同微粒(1)同位素原子如：h、h、h。(2)分子如：ch4、nh3、h2o、hf、ne。(3)带电荷数相同的阳离子，如：nh、h3o。(4)带电荷数相同的阴离子，如：oh、f。考点二“三素”、“四量”的辨析1“三素”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)几种重要的核素核素uchho用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子特别提醒“三素”研究的范围不同：(1)元素是宏观概念，对质子数相同的一类原子而言。(2)核素是微观概念，对元素的某种原子而言。(3)同位素是微观概念，对同种元素的几种不同原子间的关系而言。2“四量”原子质量、原子的相对原子质量、元素的相对原子质量、质量数原子质量原子的相对原子质量元素的相对原子质量质量数定义指某元素某种核素的一个原子的真实质量一个原子的真实质量与一个c原子质量的的比值该元素各种核素的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和一个原子的质子数与中子数的和实例一个o原子的质量是2.6571026 kgo的相对原子质量约为16mrmr1a%mr2b%(其中a%b%1)o的质量数为16 探究思考1用元素、核素和同位素等概念描述h、h、h、o四者之间的关系。答案h、h、h、o为四种核素，前三种属于氢元素，o属于氧元素。h、h、h互为氢元素的同位素。2已知碳有三种同位素：c、c、c，氧有三种同位素：o、o、o则co2可能有_种相对分子质量。答案73(1)1h、2h、3h三种微粒都属于_，因为它们是具有相同_的同一类原子。(2)在h、h、h、c、c、c、n、n中，核素、元素的种数分别为_种、_种。(3)c、c、c的关系为_，因为它们是具有_的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。答案(1)氢元素核电荷数(质子数)(2)83(3)互为同位素相同的质子数和不同的中子数【示例3】 (2013上海，3)230th和232th是钍的两种同位素，232th可以转化成233u。下列有关th的说法正确的是()。ath元素的质量数是231bth元素的相对原子质量是231c232th转换成233u是化学变化d230th和232th的化学性质相同思维启迪 元素的相对原子质量的概念；化学变化与核变化的区别；同位素原子的性质。解析232th、230th的质量分别是232、230，a项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量的平均值，b项错误；同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同，d项正确；化学变化是生成新物质的变化，参加反应原子的原子核不变，而c项的原子核发生了变化，错误。答案d【示例4】 (2013海南，3)重水(d2o)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()。a氘(d)原子核外有1个电子b1h与d互称同位素ch2o与d2o互称同素异形体d1ho与do的相对分子质量相同解析同位素是同种元素不同种原子间的互称。答案c1(2013日照模拟)下列说法不正确的是()。质子数相同的粒子一定是同种元素同位素的性质几乎完全相同质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定是同一种元素一种元素只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数a bc d解析粒子包括原子、分子、离子等。h2o与ne的电子数、质子数均相同，故错、对；一种分子和一种离子，如果质子数相等，其电子数一定不相等，故对；同位素化学性质几乎完全相同，物理性质不同，故错；质量数是针对某原子而言的，一种元素往往有几种同位素原子，它们的质量数各不相同，故、错。答案c2(2013人大附中月考)某高校化学工作者创建了“元素立体周期律”，在原来二维周期表横列(x轴)和纵列(y轴)基础上，增加了一个竖列(z轴)。z轴按“中质差”(中子数和质子数之差znp)自上而下递增顺序排列。原“二维元素周期表”中的相对原子质量由同位素“中质和”(中子数和质子数之和anp)替代。下列说法正确的是()。a“中质和”相同的核素一定是同一元素b“中质差”相同的核素一定是同一元素cn2p2azd至2008年，人们发现108种元素有m种同位素，说明“中质差”一定有m种解析“中质和”即质量数，质量数相同的核素不一定是同一元素，例如c和n，a项错；“中质差”相同的核素不一定是同一元素，例如h、c和n，其“中质差”均为0，b项错；az(np)(np)n2p2，c项对；有的同位素其“中质差”相等，例如h、c和n，说明“中质差”的数目小于同位素的数目，d项错。答案c3(2011上海，9)氯元素在自然界有35cl和37cl两种同位素，在计算式34.96975.77%36.96624.23%35.453中()。a75.77%表示35cl的质量分数b24.23%表示35cl的丰度c35.453表示氯元素的相对原子质量d36.966表示37cl的质量数解析a项中75.77%表示35cl的丰度；b项中24.23%表示37cl的丰度；d项37cl的质量数为37。答案c4(2009广东，1)我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素sm与sm的说法正确的是()。a.sm与sm互为同位素b.sm与sm的质量数相同c.sm与sm是同一种核素d.sm与sm的核外电子数和中子数均为62解析本题考查同位素的概念，意在考查考生概念的辨析能力。sm与sm是质子数为62的两种不同核素，二者互为同位素。答案a1同位素的“六同三不同”六同三不同原子核内质子数相同核电荷数相同原子的核外电子数相同属于同一种元素在元素周期表中位置相同化学性质基本相同中子数不同质量数不同物理性质不同2.纠错笔记(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素；(2)有多少种核素就有多少种原子；(3)同位素：“位”即核素在元素周期表中的位置相同；(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如h与h；也可能具有相同的中子数，如c与o；也可能具有相同的质量数，如c与n；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如h与c。(5)核变化不属于物理变化，也不属于化学变化。考点三原子核外电子排布的规律1电子层的表示方法及能量变化2核外电子排布规律(1)能量最低原则核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。(2)分层排布原理每层最多容纳的电子数为2n2个。最外层不超过8个(k层为最外层时不超过2个)。次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。3核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。探究思考1核外电子排布相同的微粒，化学性质是否相同？答案不一定。核外电子排布相同的微粒，有中性原子和离子。若是属于同位素的不同核素，化学性质相同；若是不同元素的原子和离子，则化学性质不同。2下图为四种粒子的结构示意图，完成以下填空：(1)属于阳离子结构的粒子是_(填字母序号，下同)。(2)b粒子的半径_c粒子的半径(填“大于”、“小于”或“等于”)。(3)某元素r形成的氧化物为r2o3，则r的原子结构示意图可能是_。答案(1)b(2)小于(3)d【示例5】 (2012全国大纲，10)元素x形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且x的离子半径小于负二价硫离子的半径。x元素为()。aal bp car dk思维启迪 掌握微粒半径的比较在元素推断中的应用解析具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。选项a，al3具有第二周期稀有气体电子层结构；选项b，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；选项c，ar为稀有气体元素，不能形成离子；选项d，k具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。答案d【示例6】 (2012浙江，9)x、y、z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与ca2的核外电子数相等，x、z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。下列说法正确的是()。a原子半径：zyxbz与x形成化合物的沸点高于z的同族元素与x形成化合物的沸点ccay2与水发生氧化还原反应时，cay2只作氧化剂dcax2、cay2和caz2等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为 12解析本题应首先对元素作出准确的推断，然后再解答问题。ca2为18电子微粒，则x和z的核外电子数只能分别为2和10，故x为h，z为f，y的核外电子数应为18198，故y为o。a项，原子半径ofh，故a错；b项，在hf、hcl、hbr和hi中，因hf中存在氢键，故沸点最高，b正确；c项，2cao22h2o=2ca(oh)2o2，cao2中1价的氧，一部分降低为2价，一部分升高为0价，cao2既作氧化剂，又作还原剂，故c错；d项，在cah2、cao2和caf2中，cao2的电子式为，所以阳离子与阴离子个数之比为11，故d错。答案b1(2013西安师大模拟)下列叙述中，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一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同解析na和f核外电子排布相同，但化学性质不同，a错误；fe2、h等不具有稀有气体元素的核外电子排布，b错误。阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，d错误。答案c2核电荷数小于18的某元素x，其原子核外电子层数为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，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)解析若a2，则x为n，若a3，则x为cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知a、b、c项正确；d项氯离子最外层电子数未达到2n2个。答案d3(2013四川，4改编)短周期主族元素w、x、y、z的原子序数依次增大，w、x原子的最外层电子数之比为43，z原子比x原子的核外电子数多4。则w、x、y、z分别为(写元素符号)：_、_、_、_。答案calsi(p、s)cl核外电子排布与元素推断规律素养11常见的等电子微粒及其在解题中的应用知 识 探 究常见的等电子微粒(1)“18电子”的微粒分子离子一核18电子ark、ca2、cl、s2二核18电子f2、hclo、hs三核18电子h2s四核18电子ph3、h2o2五核18电子sih4、ch3f、nh2oh六核18电子n2h4、ch3oh其他微粒c2h6、ch3nh2n2h、n2h(2)其他等电子的微粒“10电子”的微粒：ch4、nh3、h2o、hf、ne、nh、h3o、oh、o2、f、na、mg2、al3等。“9电子”的微粒：f、oh、nh2、ch3(取代基)“14电子”的微粒：si、n2、co、c2h2“2电子”的微粒：he、h、li、be2、h2特别提醒稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子、下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同，如f、ne和na的电子层结构相同。当 场 指 导【典例】 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_。(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_。(4)f是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是_。(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_。解析含有18个电子的简单阳离子为ca2和k，简单阴离子为cl、s2等，氢化物有hcl、h2s、ph3、h2o2、c2h6等，其他的如f2、ar等。答案(1)kcls(2)hcl(3)f2(4)h2s(5)h2o2(或ph3)(6)c2h6【应用】 已知a、b、c、d是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系(反应条件已经略去)：(1)如果a、b、c、d均是10电子的粒子，请写出a、d的电子式：a_；d_。(2)如果a和c是18电子的粒子，b和d是10电子的粒子，请写出：a与b在溶液中反应的离子方程式为_ _。根据上述离子方程式，可以判断c与b结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)_。答案(1) (2)hsoh=s2h2oohs2寻找10电子微粒和18电子微粒的方法110电子微粒218电子微粒ch3ch3、h2nnh2、hooh、ff、fch3、ch3oh(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每题6分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。)1据科学家预测，月球的土壤中蕴含着数百万吨的he，每百吨he核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的总能量。在地球上氦元素主要以he的形式存在。下列说法正确的是 ()。a.he原子核内含有4个质子b.he原子核内含有3个中子c.he和he互为同位素d.he的最外层电子数为2，所以he在反应中容易失去电子解析a选项中he质量数为4，质子数为2；b选项中he原子核内含有1个中子；c选项中he和he属于同种元素的不同核素，互称同位素；d选项中he的最外层电子数为2，但he的原子核外只有一个电子层，为饱和结构，故不易失去电子，很难参加化学反应。答案c2简单原子的原子结构可用下图形象地表示：其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关的叙述正确的组合是()。a互为同位素b互为同素异形体c是三种化学性质不同的粒子d具有相同的质量数e具有相同的质量f是三种不同的原子aa、f bb、c cd、e de、f解析由题图可知所给出的是三种不同的原子，这三种原子都有1个质子，分别是h、h、h，它们是氢的三种同位素；同素异形体是指同种元素组成的结构不同的单质；同位素物理性质不同，化学性质几乎相同。答案a3.cnmr(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析。下列有关c的说法正确的是 ()。a.c的质量数是13，原子序数是6，核内有6个中子b.c与金刚石、石墨、c60等互为同素异形体c碳元素的相对原子质量为13d.c是碳的一种核素，与c互为同位素解析a中，c核内有7个中子；b中，金刚石、石墨、c60为碳的不同单质，而c为核素；c中，碳元素的相对原子质量是各种同位素相对原子质量的平均值。答案d4下列有关说法正确的是 ()。a.cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55b.u和u是同位素，核反应属于化学变化c40ca2与18o具有相同的电子数dsi2o中质子总数为80解析cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，a错误；核反应是物理变化，b错误；40ca2和18o的电子数都是18，c正确；si2o中电子总数为80，质子总数为76，d错误。答案c5今有a、b两种原子，a原子的m层电子数比b原子的m层少3个电子，b原子的l层电子数恰为a原子l层电子数的2倍。a和b分别是 ()。a硅原子和钠原子 b硼原子和氦原子c氯原子和碳原子 d碳原子和铝原子解析设原子a的l、m两层电子数分别为x、y，依题意，a、b两原子的电子层结构：klma 2 x yb 2 2x y3原子b的m层至少有3个电子，因而其l层的电子数必然是8个，求得x4。对原子a来说，l层有4个电子时，l层只能是最外层，即y0，y33。因此，这两个原子核外电子排布：klma 2 4 0b 2 8 3故这两种原子分别为碳原子和铝原子。答案d6(2013北京朝阳区模拟)据报道，2012年俄罗斯科学家再次合成117号元素。本次试验中生成了6个新原子，包括5个x和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电子数相差1解析原子中核外电子数等于其质子数，所以两种核素的电子数相等。答案d7近20年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态研究中，2h、13c、15n、18o、34s等被视为环境分析指示原子。下列说法正确的是 ()。a34s原子核内的中子数为16b1ho的摩尔质量为20 gmol1c13c和15n核内的质子数相差2d2h的核外电子数为2解析a项中s为16号元素，质量数为34，则中子数为341618，错误；b项中1ho的摩尔质量(1218)gmol120 gmol1，正确；c项中c为6号元素，n为7号元素，质子数相差1，错误；d项中2h的核外电子数为0，错误。答案b8长征2号火箭承担运载“神六”的使命，氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动长征2号(cz2f)火箭的优良炸药。下列说法正确的是 ()。alih、lid、lit的摩尔质量之比为123b它们都是强氧化剂ch、d、t之间互称为同素异形体d它们都是强还原剂解析lih、lid、lit的摩尔质量之比等于它们的相对分子质量之比，应为8910，a错；氕化锂、氘化锂、氚化锂中氕、氘、氚均为1价，处于最低价态，具有强还原性，是强还原剂，故b错，d对；h、d、t之间互称同位素，c错。答案d9短周期主族元素a、b、c、d的原子序数依次增大，a、b、c原子的最外层电子数之和为12，b、c、d位于同一周期，c原子的最外层电子数既是a原子内层电子数的3倍又是b原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是()。a原子半径：ba，离子半径：cd，选项c中mgcl2是离子化合物，选项d中cl2无漂白性。答案b10已知x、y是原子核电荷数不大于18的元素。x原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a2；y原子的最外层电子数为b5，次外层电子数为b。则x、y两元素形成化合物的组成是 ()。axy2 by4x cy2x3 dyx3解析x、y的次外层(a0，a22；b50，b5)不可能是k层，即最外层为第3层(x、y核电荷数小于18)，这样得出x的核外电子排布为2、8、6，为硫，y的核外电子排布为2、8、3，为铝，形成化合物为al2s3，所以选c。答案c二、非选择题(本题共5个小题，共40分)11(7分)现有下列9种微粒：h、h、c、c、n、fe2、fe3、o2、o3。按要求完成以下各题：(1)h、h、h分别是氢元素的一种_，它们互称为_。(2)互为同素异形体的微粒是_。(3)对于x，按下列要求各举一例(要求：每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)：z、n、b相同而a不同：_；a、n、b相同而z不同：_：a、z、b相同而n不同：_；z、n、a相同而b不同：_。解析第(1)题，考查核素、同位素的区别。第(2)题，同种元素的不同单质互为同素异形体，只有o2和o3符合要求。第(3)题，要求z、n、b相同而a不同，应该是同位素原子。要求z不同而a、n、b相同，应该是质量数相同的不同元素的原子。n是微粒的电荷数，要求z、a、b相同而n不同，应该是同一元素的不同价态的离子。b是原子个数，要求z、n、a相同而b不同，应该是同素异形体。答案(1)核素同位素(2)o2和o3(3)h、h(或c、c)c、nfe2、fe3o2、o312(6分)元素x、y、z、m、n均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为34，m元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为34，且m原子的质子数是y原子的2倍；n、z、x的半径逐渐减小；化合物xn在常温下为气体。据此回答下列问题：(1)写出z与n形成的化合物的电子式_。(2)x与y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式_(分解反应)。解析由题意知y是氧元素，m是硫元素，n是氯元素，x是氢元素，z是钠元素。(1)na与cl形成的化合物是nacl，其电子式为na。(2)h与o形成的10电子分子是h2o，形成的18电子分子是h2o2，二者之间的转化为2h2o22h2oo2。答案(1)na(2)2h2o22h2oo213(9分)有原子序数