2020高考化学一轮复习 专题10 原子结构学案（无答案）苏教版

考点10 原子结构 考纲要求1、了解原子、离子、元素及同位素等概念。2、掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数、以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。3、以短同期的元素为例，了解原子核外电子排布规律。4、掌握电子式、原子结构示意图、和原子组成的表示方法。5、掌握有关相对原子质量的计算方法。考点透视一、原子的构成（图1-7-1）二、构成原子或离子微粒间的数量关系一个原子中：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数。离子电荷=质子数核外电子数。质子数（A）=质子数（Z）+中子数（N）。质子数（Z）=阳离子的核外电子数+阳离子的电荷数。质子数（Z）=阴离子的核外电子数阴离子的电荷数某同位素相对原子质量近似等于质量数。三、核外电子排布规律1）核外电子总是尽先排布在能理最低的电子层里，然后由里向外，依次排布在能升高的电子层里（能量最低原理）。各电层能量由低到高的顺序是：KLMNOPMgAlSiPSCl同主族原子半径随原子序数的递增逐渐增大。如A族中：LiNaKRbCs 同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小。如第三周期中：Na+Mg2+S2-Cl-同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大，如第A族中：NA+K+Rb+Cs+同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大，如第A族中：F-Cl-Br-I-阳离子半径总比相应原子半径小。如：Na+Na 、Fe2+S、Cl-Cl电子层结构相同的离子半径随核电荷的增而减小（称为“序小径大”）。如：S2-Cl-K+Ca2+.、Al3+Mg2+Na+Fe2+Fe3+、H-HH+五、电子式的书写阴离子和复杂阳离子（如:OH-、CH3+）要加括号，并注明所带电荷数。如：，等要注意化学键中原子直接相邻的事实。如：MgBr2的电子式，不能写作要注意书写单质、化合物的电子式与单质、化合物形成过程电子式的差别。如：CO2的电子式为：，CO2的形成过各的电子式为：要熟练掌握一些重要物质电子式的书写。如：HClO ；NaH ；Na2O2 ；HCl ；NH3：；NH4Cl六、核外电子数相同的粒子规律核外电子总数为10个电子的微粒共有15种。阳离子有：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+；阴离子有：N3-、O2-、F-、OH-、NH2-、；分子有：Ne、HF、NH3、CH4核外电子总数为18个电子的粒子共有16种。阳离子有：K+、Ca2+；阴离子有：P3-、S2-、HS-、Cl-、O22-；分子有Ar、HCl、H2S、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4种核外电子总数及质子总数均相同的离子有：阳离子（Na+、NH4+、H3O+）、阴离子（或F-、OH-、NH2-）难点释疑两组概念的比较1.元素与同位素元素：具有相同荷电数（即质子数）的一类原子的总称。同位素：具有相同质子数而有不同中子数的同一元素的原子互称为同位素。注：同一元素的各同位素原子质量数不同，核外电子数相同，化学性质几乎完全相同。同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。（如：H2、D2、T2）同位素的不同原子构成的化合物是不同的化合物，它们物理性质不同，化学性质几乎相同。（如：H2O、D2O、T2O）2.质量数与同位数的相对原子质量、近似相对原子质量、元素的相对原子质量。 质量数：将原子核中所有质子和中子的相对质量的近似整数值加起来，所得数值叫质量数。 同位素的相对原子质量的计算式： 同位素的近似相对原子质量是指同位素原子的近似相对原子质量，数值上等于该同位素原子的质量数。 元素（精确）的相对原子质量是根据各种核素的相对原子质量和它们在原子质量，数值上等于该同位素原子的质量数。其计算公式为：Mr=Aa%+Bb%+Cc%+其中A、B、C分别为各同位素的相对原子质量；a%、b%、c%分别为自然界中各同位素所占的原子的个数的百分比。元素近似的相对原子质量是根据各种核素（同位素）的质量数按上法计算出来的。命题趋势化学试卷对原子结构和同位素的考查，经常以重大科技成果为背景，寓教于考，充分突出化学的教育实践统一的特点。2020年上海、辽宁、黑龙江分别有两个选择题，北京、江苏、广东、天津、卷中有一选择题。北京、天津、广东考查的内容都是有关同位素、同素异形体概念。其他考查内容有微粒半径比较、分子或离子中质子数、中子数、电子数的关系、原子结构示意图等知识。典型例析【例1】(2020年天津高考)核磁共振(NMR)技术已广泛应用于复杂分子或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有NMR现象试判断下列哪组原子均可产生NMR现象 ( ) A180、31P、19Sn B27A1、19F、12C C元素周期表中VA族所有元素的原子 D元素周期表中第1周期所有元素的原子【解析】180、12C中质子数和中子数都是偶数，第1周期中He质子数也是偶数。【答案】C【例2】(2020年江苏高考)我国的“神舟五号”载入飞船已发射成功“嫦娥”探月工程也正式启动据科学家预测，月球的土壤吸附着数百万吨的，每百吨3核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量在地球上。氦元素主要以e的形式存在，下列说法正确的是 （ ）Ae原子核内含有4个质子B和e互为同位素C原子核内含有3个中子De的最外层电子数为2，所以e具有较强的金属性【解析】和e含有的质子数都是2，中子数分别为1、2，质量数分别为3、4，互称为同位数。【答案】B【例3】（2020年江苏）A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小，A与C的核电荷数之比为34，D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。下列叙述正确的是A X、Y、Z的稳定性逐渐减弱B A、B、C、D只能形成5种单质C X、Y、Z三种化合物的熔、沸点逐渐升高D 自然界中存在多种由A、B、C、D四种元素组成的化合物【解析】由A与C的核电荷数之比为34，且都是短周期元素知A与C分别是碳和氧，则D是氢。因为A、B、C、D四种短周期元素的原子半径依次减小，且D能分别与A、B、C形成电子总数相等的分子X、Y、Z。所以B是氮，X、Y、Z分别是CH4、NH3、H2O。【答案】CD【例4】有A、B、C、D四种元素，A元素的原子得2个电子，B元素的原子失去2个电子后所形成的微粒均与氖原子具有相同的电子层结构。C元素的原子只有1个电子，D元素原子的M电子层电子数比 N层电子数多6个。试写出A、B、C、D的元素符号和名称，并画出A、B二元素离子结构示意图。【解析】A原子得和B原子失去形成的阴、阳离子和氖原子具有相同的电子层结构，（即核外有 ），所以A的核电荷数为102=8；B的核电荷数为10+2=12，因此A为氧元素、B为镁元素，C的原子只有 ，所以C为氢元素。而D原子第M层电子数比N层电子数多6个，因此D原子的K层有 ，L层有 ，M层有 ，N层有 ，核外共有 ，质子数为20，应为钙元素。【答案】A:O(氧) B:Mg(镁) C:H(氢) D:C(钙) A2-:B2+:【例5】设X、Y、Z代表三种元素。已知： X+和Y-两种离子具有相同的电子层结构；Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空：Y元素 ，Z元素 。由X、Y、Z三种元素所形成的含68个电子的盐类化合物的化学式 。依题意，假设元素Y的原子序数为y，则元素Z的原子序数为（y9）。若以（YmZn）-表示由这两种元素所形成的4核42个电子的负一价离子，则下列关系式成立：m+n=4 my+n(Y-9)+1=42 因n为整数，将其可能的取值1、2和3分别代入上式，经检验确定：n=3，y=17。所以，元素Y的原子序数为17，它是氯（Cl），而元素Z的原子序数为（179）=8，它是氧（O），进而可知元素X为钾（K），这三种元素所形成的含68个电子的盐的化学式为KClO4（所含电子数为：19+17+48=68）。【答案】Cl，OKClO4【例6】下列电子式中错误的是（）A.Na+ B. C. D.【解析】电子式是用“”或“”来表示最外层电子的式子，粒子有分子、原子、离子等。Na+电子式就是Na+，OH-电子式，CH3Cl电子式为，NH3电子式为，必须满足是H两电子，其他原子八电子稳定结构。【答案】C【例7】下列分子中所有原子都满足最外层8个电子结构的是（ ）A.光气（COCl2）B.六氟化硫C.二氟化氙 D.三氟化硼【解析】光气（COCl2）的电子式是 。而六氟化硫与二氟化氙的硫、氙最外层电子数超过8个电子，三氟化硼中硼原子不满足8个电子稳定结构。答案：A【例8】已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子。它们之间存在如右图所示关系如果A、B、C、D均是10个电子的粒子，请写出：A的结构式 ；D的电子式 。如果A和C是18电子粒子，B和D是10电子粒子，请写出：A与B在溶液中反应的离子反应方程式 。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） 。已知肼（H2N-NH2 ）和甲铵（CH3NH2）都是含18个电子的分子。分析肼和甲铵的结构特点并从中受到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构简式（至少写两个）： 。【解析】观察框图，容易想到NH4+OHNH3+H2O或HF+OH-H2O+F-反应。18个电子粒子很多，酸碱中和还是容易想到的：H2S+OH-HS-+H2O 或HS-+OH-S2-+H2O。联想强酸制弱酸的道理，可得过强碱制弱碱，结合质子的能力显然BC。按C、F、O、F替换即可。【答案】(1) HF;(2) H2S+OH-HS-+H2O 或HS-+OH-S2-+H2O (3)CH3CH3,CH3OH,CH3F【例9】设某元素原子的核内质子数为m，中子数为n，则下列论断正确的是（ ）A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为m+nC.若碳原子质量为w g，此原子的质量为（m+n） w gD.核内中子的总质量小于质子的总质量【解析】依题意，只能确定该元素的同位素的质量数，不能确定该元素的相对原子质量。由左栏可知，此原子的质量为（m+n）w1/12g。原子核外的质子、中子质量的大小无法判断。【答案】A【例10】氯只有37 Cl 35 Cl和两种稳定同位素，在氯气中原子数之比为3：1。则相对分子质量为70、72、74的氯气分子数之比可能是（）A.5：2：1 B.5：2：2 C.9：3：1 D.9：3：2用试探法解决比较简便。相对分子质量为70的分子是由两个35 Cl原子构成的，相对分子质量为72的是由一个37 Cl和一个35 Cl原子构成的，相对分子质量为74的分子是由两个37Cl原子构成的，由此可以计算出每个选项中分子数比对应的与原子个数比值。分子数为 。【答案】A、D过关检测1(2020年北京高考)下列指定微粒的个数比为2：l的是 （ ) ABe2+离子中的质子和电子 B12H原子中的中子和质子 cNaHC03晶体中的阳离子和阴离子 DBa02(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子中的阴离子和阳离子个数之比为1：1。2(2020年上海高考)据报道，月球上有大量3He存在以下关于3He的说法正确的是 ( ) A是4He的同分异构体 B比4He多一个中子 C是4He的同位素 D比4He少一个质子32020年河南高考)下列离子中。所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是 ( ) AA13+ BMg2+ CBe2+ DH+4(2020广东高考)下列各组物质中，互为同位紊 的是 ( ) A重氢、超重氢 B氧、臭氧 C红磷、白磷 D乙酸、丙酸5.a、b、c、d、e、f是同周期的五种元素，比较a和b的最高价氧化物对应水化物的碱性，是d的c的：五种元素的原子得到或失去电子后所形成的简单离子中，e的离子半径最小，则它们的原子序数由小到大的顺序是（ ）A.abdce B.baedc C.ebadc D.cdeab6.短周期的三种元素分别为X、Y和Z，已知X元素的原子最外层只有一个电子，Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半，Z元素原子的L电子层上的电子书3比Y元素原子的L电子层上电子数少2个，则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是（ ）A.X2YZ4 B.XYZ3 C.X3YZ4 D.X4Y2Z77.元素X有质量数为79和81的两种同位素，先测得X元素的相对原子质量为79.9，则同位素81X在X元素中的质量分数是（ ）A.54.4% B.45.6% C.55% D.45%8两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有（ ）A.1对 B.2对 C.3对 D.4对9.下列四组物质中，两种分子不具有相同核外电子数的是（ ）A.H2O2和CH3OH B.HNO2与HClO C.H2O和CH4 D.H2S和F210.已知自然界氧的同位素有16O 17O 18O，氢的同位素有H,D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有（ ）A.3种 B.6种 C.9种 D.12种11.正电子、反质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电量等相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质一反物质。1998年，欧洲和美国的科研机构先后宣布，他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步，你推测反氢原子的结构是（ ）A.由1个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子构成B.由1个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构成C.由1个不带电荷的中子与1个带负电荷的电子构成D.由1个带负电荷的质子与1个带负电荷的电子构成12.氰（CN）2、硫氰（SCN）2、氧氰（OCN）2的性质相似，在化学上称为拟卤素。 的性质与卤素离子相似。已知：不同卤素原子能组成卤素互化物，如 为强酸， 为弱酸。试回答下列题。下列物质的电子式错误的是（ ）A.IBr B.HClO C.CN- D.MgO 已知（OCN）2的电子式为，则SCN-的电子式正确的是（ ）A. B.C. D. 13.已知短周期元素的离子都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是（ ）A.原子半径ABDC B.原子序数dcbaC.离子半径CDBA D.单质的还原性ABDC14. 人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为（ ）A. B. C. D.15（2020年上海）下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（ ）A D3O B Li C OD D OH16、（2020年广东）Se是人体必需微量元素，下列有关Se和Se的说法正确的是（ ） A、Se 和Se互为同素异形体 B、Se和 Se互为同位素C、Se和 Se 分别含有44和46个质子 D、Se和 Se都含有34个中子17在下图所表示的微粒中，氧化性最强的是（ ）18（2020全国高考理综）下列说法中正确的是A最外层有2个电子的原子都是金属原子B非金属元素呈现的最低化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数C非金属元素呈现的最高化合价不超过该元素原子的最外层电子数D最外层有5个电子的原子都是非金属原子19（2020全国高考理综）分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg，该同位素的原子核内的中子数是A12 B14 C16 D1820（2020广东高考）Se是人体必需微量元素，下列关于的说法正确的是 A互为同素异形体 B互为同位素C分别含有44和46个质子 D都含有34个中子21（2020上海高考）据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4的说法正确的是AN4是N2的同素异形体 BN4是N2的同分异构体C相同质量的N4和N2所含原子个数比为12 DN4的摩尔质量是56g22（2020上海高