(同步课堂)2014届高中化学 人类对原子结构的认识章节精细讲解期末专练 苏教版必修1

第第三三单单元元 人人类类对对原原子子结结构构的的认认识识 1 原子Error 2 原子中 质子数 核电荷数 核外电子数 3 元素 具有相同核电荷数 即核内质子数 的一类原子的总称 一 原子结构模型的演变 1 古希腊原子学说 万物由间断的 不可分的原子构成 原子的结合和分离是万物变化的根本原因 2 道尔顿原子学说 19 世纪初 道尔顿认为 物质由原子组成 原子不能被创造 不能被毁灭 在化学变 化中不可再分割 3 汤姆生原子结构模型 1897 年 汤姆生发现原子中存在电子 并提出了一个 葡萄干面包式 的原子结构模 型 4 卢瑟福原子结构模型 原子由原子核和核外电子构成 原子核带正电荷 电子带负电荷 在原子核周围做高 速运动 5 玻尔原子结构模型 原子核外 电子在一系列稳定的轨道上运动 每个轨道都有一个确定的能量值 6 现代原子结构学说 电子云模型 原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理 必须用量子力学方法描述核外电子的运 动 二 原子核外电子排布 1 原子结构 2 表示方法 原子结构示意图 3 原子结构与性质关系 在化学反应过程中 原子核不发生变化 但原子的最外层电 子数可能会发生变化 金属元素的原子最外层电子数一般 4 个 易失去 而非金属元素的 原子最外层电子数一般 4 个 易从外界获得电子 稀有气体原子最外层有 8 个 He 2 个 电子 化学性质稳定 不易得失电子 三 核素 1 定义 具有一定质子数和一定中子数的一种原子 如 氢元素的三种核素为 H H H 碳元素的三种核素为 C C C 1 12 13 112 613 614 6 2 质量数 1 定义 将原子核内所有质子和中子的相对质量取整数值加起来所得数值 叫做质量 数 质量数用符号A表示 2 与质子数 Z 中子数 N 的关系 A Z N 3 同位素 质子数相同 中子数不同的核素之间的互称 1 所有的原子核都是由质子和中子构成的吗 答案 不一定 H 原子核中只有质子没有中子 1 1 2 判断正误 1 元素的化学性质由该元素原子的电子数决定 2 元素的种类由质子数决定 3 原子的种类由质子数和中子数决定 4 具有相同质子数的微粒一定属于同种元素 5 质量数由中子数和电子数决定 答案 1 2 3 4 5 3 16O2和 18O2互为同位素吗 答案 不是 16O2和 18O2为两种单质分子 而同位素讨论的是同一元素形成的不同原 子 或核素 4 已知氢元素有 3 种同位素 则氢分子最多有 种 有 种不同的相对 分子质量 解析 由于质量数为连续数 1 2 3 所以各种氢气分 子的相对分子质量也应是一 组连续数 最小为 2 最大为 6 答案 6 5 原子结构 1 原子的构成 原子 XError A Z 质子数决定元素的种类 中子数决定元素的同位素 2 质量关系 质量数 A 质子数 Z 中子数 N 3 数量关系 原子 核电荷数 Z 核内质子数 核外电子数 阳离子 核电荷数 Z 核内质子数 核外电子数 核电荷数 Z 核外电子数 电荷数 阴离子 核电荷数 Z 核内质子数 核外电子数 核电荷数 Z 核外电子数 电荷数 例 1 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 则该同位素原子符号是 A R B R b m na ma b ma m C R D R a baa m ba m 解析 由题意可知在离子化合物 AmRn中 R 的化合价为 m 其离子符号为 Rm 已知 一个 Rm 的核外电子数是a 则其核内质子数为a m 质量数 质子数 中子数 a m b 即可得出正确答案为 D 答案 D 解答本题的关键 一是弄清粒子符号 X 表示的意义 二是原子得到或失去电子变成离 A Z 子时 只是最外层电子数变化 一般 而原子核内的质子数和中子数不变 元素 核素 同位素辨析 1 元素 核素 同位素的比较 元素同位素核素 概 念 具有相同核电荷数 质子数 的同一类原子的总称 质子数相同而中子数不同 的核素 具有一定质子数和中子数 的一种原子 范 围 宏观概念 对同一类原子 而言既有游离态又有化合 态 微观概念 对某种元素的 原子而言 因同位素的存 在 所以原子种类多于元 素种类 指具体的原子 特 性 主要通过形成的单质或化 合物来体现 同位素的质量数不同 化 学性质相同 天然存在的 各种同位素所占原子百分 比一般不变 同位素构成 的化合物 如 H2O D2O T2O 是不同的化 合物 物理性质不同 化 学性质几乎相同 元素不同 核素不同 且 核素之间当质子数相同而 中子数不同时 互称同位 素 2 元素 核素 同位素三者之间的关系 例 2 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 1446215062 A Sm 与Sm 互为同位素 1446215062 B Sm 与Sm 的质量数相同 1446215062 C Sm 与Sm 是同一种核素 1446215062 D Sm 与Sm 的核外电子数和中子数均为 62 1446215062 解析 由稀土元素Sm Sm 可知 二者是含有相同质子数 不同中子数的同种 1446215062 元素 其中Sm 的质量数为 144 中子数为 82 Sm 的质量数为 150 中子数为 88 1446215062 故 B D 项错 根据核素的定义 含有一定数目的质子和一定数目的中子 可知Sm 14462 Sm 为两种核素 故 C 错 15062 答案 A 1 对应考点一 C NMR 核磁共振 可用于含碳化合物的结构分析 C 表示的碳原 13 613 6 子 A 核外有 13 个电子 核内有 13 个质子 B 核内有 6 个质子 核外有 7 个电子 C 质量数为 13 原子序数为 6 核内有 7 个质子 D 质量数为 13 原子序数为 6 核内有 7 个中子 解析 C 表示质子数为 6 质量数为 13 的碳原子 且核外电子数 质子数 6 中子 13 6 数 质量数 质子数 13 6 7 答案 D 2 对应考点一 核磁共振 NMR 技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等 高科技领域 已知只有质子数或中子数为奇数的原子核才有 NMR 现象 试判断下列哪组原 子均可产生 NMR 现象 A 18O 31P 119Sn B 27Al 19F 12C C 7N 15P 33As 51Sb 83Bi D 只有 1 个电子层的原子 解析 A 中 18O B 中12C 质子数 中子数均为偶数 D 中 He 不符合题意 4 2 答案 C 3 对应考点二 下列关于78Pt 和78Pt 的说法正确的是 202198 A 78Pt 和78Pt 的质子数相同 互称为同位素 202198 B 78Pt 和78Pt 的中子数相同 互称为同位素 202198 C 78Pt 和78Pt 的核外电子数相同 是同一种核素 202198 D 78Pt 和78Pt 的质量数不同 不能互称为同位素 202198 解析 本题主要考查核素 同位素的概念 以及构成原子的各微粒数目的关系 二者 质子数相同 但质量数不同 故核外电子数相同 中子数不同 二者互称为同位素 A 项 正确 答案 A 4 对应考点二 下列关于Bi 和Bi 的说法正确的是 2098321083 A Bi 和Bi 都含有 83 个中子 2098321083 B Bi 和Bi 是同一种元素 2098321083 C Bi 和Bi 的核外电子数不同 2098321083 D Bi 和Bi 分别含有 126 和 127 个质子 2098321083 解析 Bi 原子中核外电子数 质子数 83 中子数 209 83 126 Bi 原子 2098321083 中核外电子数 质子数 83 中子数 210 83 127 它们的质子数相同 电子数相同 中子数不同 所以Bi 和Bi 互为同位素 属于同一种元素 2098321083 答案 B 5 探究题 用下面的原子或离子结构示意图的编号 A B C D 填空 1 电子层排布相同的是 2 属于同种元素的是 3 属于金属元素的是 4 属于稀有气体元素的是 稀有气体一般不参加化学反应的原因是 5 写出 D 参加化学反应后所得离子的结构示意图 解析 电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同 决定元素种类的 是核内质子数 即核电荷数 金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少 稀有气体 原子最外电子层上一般为 8 个电子 He 最外层为 2 个电子 已达稳定结构 答案 1 BC 2 AB 3 D 4 C 原子的最外层电子已达到 8 或 2 个电子稳定结构 既不易得电子也不易失电子 所以一般不参加化学反应 5 1 原子结构模型先后经历了道尔顿 汤姆生 卢瑟福 玻尔等多位科学家的研究 2 在化学反应中原子核不发生变化 原子的最外层电子数可能发生变化 3 X 表示一个质量数为A 质子数为Z的原子 其中子数为A Z A Z 4 同种元素 质子数相同 的不同原子 中子数不同 互称同位素 核素的种类与原子种 类相同 一 选择题 本题包括 5 小题 每小题 4 分 共 20 分 1 提出原子结构模型的科学家 从时间的先后顺序来看 下列排列正确的是 A 汤姆生 玻尔 卢瑟福 道尔顿 B 汤姆生 玻尔 道尔顿 卢瑟福 C 卢瑟福 道尔顿 汤姆生 玻尔 D 道尔顿 汤姆生 卢瑟福 玻尔 解析 19 世纪初 道尔顿提出了原子学说 1904 年汤姆生提出了一个被称为 葡萄干 面包式 的原子结构模型 1911 年卢瑟福提出了带核的原子结构模型 1913 年玻尔提出了 新的原子结构模型 答案 D 2 2011 海南高考 有改动 I 是常规核裂变产物之一 可以通过测定大气或水 13153 中的I 含量变化来检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 1315313153 的是 A I 的化学性质与I 相同 1315312753 B I 的核电荷数为 53 13153 C I 的原子核外电子数为 78 13153 D I 的原子核内中子数多于质子数 13153 解析 本题是相关同位素 核素考查 A 选项中考查同位素化学性质的相同点 B 选项 落在考查 X 上 C 中电子数为 53 因而错 D 是中子数的计算 A Z 答案 C 3 双选题 关于 H H H H H 五种微粒 下列说法中正确的是 1 12 13 1 A 五种氢元素 B 氢元素的五种同位素 C 氢元素的五种不同微粒 D 它们的质子数均相同 解析 氢元素只有一种 A 项不正确 五种微粒都属于氢元素 质子数均为 1 C D 项正确 H 和 H 是氢元素的两种不同离子 H H H 是氢元素的三种同位素 B 项不 1 12 13 1 正确 答案 CD 4 科学家对中国第二次探月卫星发回的数据进行了分析 月球的土壤中吸附着数百万 吨的 3He 每百吨3He 核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量 下列说法中 正确的是 A 3He 原子中的质子在原子核外空间内一定轨道上绕核做高速运动 B 3He 原子不是微小的实心球体 C 3He 原子是不能再分的微粒 D 3He 的最外层电子数为 2 故 3He 具有较强的金属性 解析 电子在原子核外空间内一定轨道上绕核做高速运动 A 不正确 原子中原子核 的体积只占原子体积的几千亿分之一 所以原子不是微小的实心球体 B 正确 原子可分 为原子核和核外电子 原子核又可分为质子和中子 所以 C 不正确 3He 是非金属 没有 较强的金属性 所以 D 不正确 答案 B 5 核内中子数为N的 R2 质量数为A 则n g 它的氧化物中所含质子的物质的量是 A A N 8 mol n A 16 B A N 10 mol n A 16 C A N 2 mol D A N 6 mol n A 解析 首先应运用质量数 A 质子数 Z 中子数 N 求出 R 原子所含质子数 把电 子的质量忽略不计 R2 的质量数为A 则 R 原子的质量数也是A 所以在 R 原子中 Z A N 由 R2 所带的电荷数可知 R 显 2 价 其氧化物为 RO 摩尔质量为 A 16 g mol 1 n g RO 物质的量为 mol 1 mol RO 中所含质子的物质的量为 A N 8 n A 16 mol 则 mol RO 中所含质子的物质的量为 A N 8 mol n A 16 n A 16 答案 A 二 非选择题 本题包括 3 小题 共 30 分 6 13 分 用 A 表示质子数 B 表示中子数 C 表示核外电子数 D 表示最外层电子数 E 表示电子层数 填写下列空格 1 同位素种类由 决定 2 元素种类由 决定 3 某元素有无同位素由 决定 4 质量数由 决定 5 元素的化学性质主要由 决定 6 核电荷数由 决定 解析 1 同位素指质子数相同 中子数不同的同一元素的不同原子的互称 故同位 素由质子数 中子数决定 2 元素指具有一定核电荷数 质子数 的一类原子 3 中子数决定了元素有无同位素 4 由于电子的质量很小 原子的质量主要集中在原子核上 故质量数由质子数和