原子结构与性质（专项训练）-2026年高考化学一轮复习（天津专用）

第02讲原子结构与性质

目录

01课标达标练

题型01微粒中“粒子数”的确定

题型02元素、核素和同位素的概念

题型03原子核外电子的表示方法

题型04原子轨道的能量和原子光谱

02核心突破练

03真题溯源练

01

课标达标练

观型

1.某元素R的阴离子R2一核外有。个电子，核内有6个中子，则R原子的正确表示是（）

A.*RB.噤"

C.a^22RD.

答案D

解析某元素R的阴离子R2—核外有〃个电子，则核内质子数为〃一2,核内有〃个中子，则R原子的质

量数为〃十力一2,故R原子的正确表示是，纥尔，D项符合题意。

11微粒子的计算与阿伏加德罗常数融合】月球上的每百吨Me聚变所释放出的能量相当于

FI前人类一年消耗的能量，地球上氮元素主要以犯e的形式存在。已知一个咪C原子的质量为ag,

一个汨c原子的质量为bg,M\为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（）

A.gHe比如e少一个质子

B.氮元素的近似相对原子质量为3.5

C.Me的相对原子质量为华

Ci

D.SHe的摩尔质量为〃NA

答案C

解析犯。比拍c少一个中子，A不正确；不能确定核素的原子百分含量，因此不能计算氮元素的近似相

对原子质量，B错误；一个原子的真实质量与一个YC原子质量的七的比值是该核素的相对原子质量，因

此！He的相对原子质量为华，C1E确；汨e的摩尔质量为Z?NAg.molID错误。

四三巴3.【核反应+粒子数的确定】用中子轰击9'X原子产生Q粒子（即氮核犯e）的核反应为夕X+J

n―^Y+^He.已知元素Y在化合物中呈+I价。下列说法正确的是（）

A.H3XO3可川于中和溅在皮肤上的NaOH溶液

B.Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2

C.X和氢元素形成离子化合物

D.6丫和勺互为同素异形体

答案A

［解析］根据元素Y在化合物中呈+I价及S'X+Jn―>%Y+|He可知，X为B元素、Y为Li元素。H3BO3

为弱酸，可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液，A正确；Li单质在空气中燃烧的产物是Li2O,B错误；

B元素与H元素可形成多种共价化合物，如B2H6、B4H10等，C错误；，和？Y不互为同素异形体，二者

互为同位素，D错误。

元素、核素和同位素的概念

4.查德威克通过用a粒子轰击9'X原子的实验发现了中子，核反应为夕X+|He―>%Y+Jn。已知步（原子

核内质子数比中子数少一个，已知在元素周期表中，对角线上元素的化学性质相似，如对角线上氧

和氯的化学性质相似。下列说法正确的是（）

A.X的最高价氧化物对应的水化物能与NaOH溶液反应生成盐和水

B.X单质可与强酸溶液反应，但不能与强碱溶液反应

C.Y的主族序数与X中子数相等

D.壮丫和"Y互为同素异形体

答案A

解析根据核反应为9'X+?He―^Y+而，N+4=12+l,所以N=9,已知外（原子核内质子数比中子数

少一个，则Z+（Z+1）=9,解得Z=4,可知X为Be元素。4+2=。+0,则0=6,Y为C元素。X为

Be元素，Be与A1属于对角线关系，元素周期表中对角线上元素的化学性质相似，Be的最高价氧化物对

应的水化物具有两性，可与NaOH溶液反应生成盐和水，A正确；Be与AI化学性质相似，既可与强酸

反应，又可与强碱反应，B借误；Y是C元素，位于元素周期表笫二周期第IVA族；X中子数为9-4=

5,两者数值不相等，C错误；陛丫和"Y质子数相同，都是6个，但中子数不同，分别是6、8,囚此二

者互为同位素，D错误。

5.甘C的衰变反应为？C-44X+-?e,其半衰期（反应物的量被消耗到其初始量的一半需要的时间）为5

73（）年。下列说法正确的是（）

A.牛C与片X互为同位素

B.?C与）4X的中子数相同

C.WC和YC的价层电子数相差2

D.某考古样品中KC的量应为其11460年前的;

答案D

解析根据质子数守恒和质量数守恒，衰变反应为？C—>,^N+-?e,所以题中的Z=7,片X就是舟儿用C

与fN两者质子数不同，不互为同位素，A错误；两者中子数分别为8、7,B错误；和9C都有4个

价层电子，价层电子数相等，C错误；"C经过5730年衰变为原来的一半，再经过5730年衰变为原来

的;，D正确。

6.钿（Bi）在医药方面有重要应用.下列关于锣Bi和殁Bi的说法正确的是（）

A.两者互为同素异形体

B.鬻Bi转化成锣Bi是化学变化

C.第）Bi和耨Bi的物理性质往往不同

D.两者分别含有126和127个质子

答案C

解析猾Bi和耙Bi质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，A错误；锣Bi转化成轴Bi中子数发生了

变化，没有新物质的生成，不属于化学变化，B错误；同位素的化学性质相似，物理性质如放射性等有较

大的差别，C正确；锣Bi的中子数为209—83=126,锣Bi的中子数为21（）—83=127,两者的质子数都是

83,中子数分别为126、127,D错误。

重敢型原子核外电子排布的表示方法

7.下列关于能层与能级的说法正确的是（）

A.同一原子中，符号相同的能级上排布电子的能量一定相同

B.任意能层的能级总是从小能级开始，且能级总数一定等于该能层序数

C.同样是p能级，在不同的能层中所容纳的最多电子数是不同的

D.多电子原子中，同一•能层上排布电子的能量一定相同

答案B

解析同一原子中，符号相同的能级上排布电子的能量不一定相同，如Is、2s>3s、4s能级上排布电子

的能量逐渐升高，A错误；任意能层的能级总是从〃s能级开始，〃p、〃d、4能级不〜定存在，但能级

答案(1)C(2)Is22s22P63s23P63dg4sl

Tl|tl|ti|T|1|QI

⑶(4)C(5)C

解析（1）基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，说明B原子激发后的三个轨道能量相

同，B原子中的2s轨道中的1个电子激发到2p轨道上，激发后能与C1形成3个相同的共价键，故激发

时B原子的价电子轨道表示式可能为Co

（2）Cu的原子序数为29,基态Cu原子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63dM）4s\

（3）Ni为28号元素，核外有28个电子，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,则其价层电子的电子

3d

ti|ti|n|r111Q

排布图为o

4(1

tItItItIt!

（4）基态Pd原子的价电子排布式为4d'°,所以Pd的价电子排布图中能量最低的为

（5）基态Cr原子核外电子排布为[Ar]3d54sl有6个未成对电子，基态Mn原子核外电子排布为[Ar]3d54s

有5个未成对电子，未成对电子数之比为6：5。

重敢型!L04原子轨道的能量和原子光谱

10.下列有关原子光谱的说法不正确的是（）

A.原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射），这也是原子光谱

产生的原因

B.原子光谱只有发射光谱

C.通过原子光谱可以发现新的元素

D.通过光谱分析可以鉴定某些元素

答案B

解析电子在基态和激发态之间的跃迁会引起能量的变化，并以光的形式体现，用光谱仪摄取得到光

谱，电子从基态向激发态的跃迁会吸收能量，形成吸收光谱；巨子从激发态向基态的跃迁会放出能量,

形成发射光谱。原子中的电子在跃迁时会发生能量的变化，能量的表现形式之一是光（辐射），这也是原

子光谱产生的原因，选项A正确；原子光谱既有发射光谱乂有吸收光谱，选项B不正确；通过原子光

谱可以发现新的元素，选项C正确；通过光谱分析可以鉴定某些元素，选项D正确。

11.卜.列碳原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是（）

p-r]|n|t|t

Is2s2p

②

HI0T

Is2s2p

④

A.①二②:③=④B.③②

C.④>③②D.②》①>（£»③

答案D

解析电子能量为ls<2s<2p,则2P轨道上电子越多，Is、2s轨道上电子越少，其能审越高，则能量由

高到低的顺序是②>①>④>③，故合理选项是D。

02

1.（2025・天津•二模）“中国名片”、“中国制造”在众多领域受到世界瞩目，它们与化学有着密切联系。

下列说法正确的是（）

A.“福建舰”航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯是乙烯的同系物

B.“华龙一号”核反应堆采用二氧化铀（UCh）陶瓷芯块，中子数为92

C.“蛟龙”载人潜水器的耐压球壳使用了钛合金，钛合金的硬度比钛大

D.“神舟号”载人飞船上常携带一定量的活性炭，利用活性炭的还原性去除呼吸废气中的异味

答案C

解析A.石墨烯是碳的单质，乙烯是燃类有机物，结构不同，不是同系物，A错误；B.的中子数

为235-92=143,而非92,B错误；C.合金的硬度通常高于其成分金属，钛合金硬度比纯钛大，C正

确；D.活性炭通过吸附性去除异味，与还原性无关，D错误；故选C。

2.（2025・天津•二模）化学学科的特征是从宏观和微观两个角度认识物质。下列化学用语表述正确的是

（）

A.含8个中子的碳原子；「C

B.HC1O结构式：H-CI-0

C.CaJ的电子式：Ca2+［：C1^2'

D.基态伸原子的价层电子的轨道表示式：向日书

答案A

解析A.质量数等于质子数加中子数，因此含8个中子的碳原子表示为：：C,A正确；B.根据化合

价片之i与共用电子对的关系，H。。的结构式为H-O-Cl,B错误；C.CaC%是离子化合物，多个

离子的要分开书写，则其电子式为C错误；D.研।为33号元素，基态碎原子价层电子

排布式为：4s24p\根据洪特规则可知，其基态碑原子价层电子的轨道表示式为：向国萤王|，D

错误；故答案为：Ao

%^境％（2025•天津河西•三模）【考占+元素和核素】三星堆考古挖掘出土的商代铜人铜像填补

了我国考古学诸多空白。下列说法错误的是（）

A.青铜是铜、锡等金属的合金，合金硬度会增强

B.X射线衍射实验可以对青铜器微观结构进行分析

C.铜像表面的铜绿［C%（OH）2co3］，能用盐酸洗除

D.测定出土文物年代的3。，与口C两种核素中子数相等

答案D

解析A.合金硬度一般大于成分金属，A正确：B.X射线衍射法可研究晶体结构，可用X射线衍射实

验时青铜器微观晶体结构进行分析，B正确：C.铜绿［C%（OH）2coJ会和盐酸反应生成氯化铜、水和

二氧化碳，能用盐酸洗除铜像表面的铜绿，C正确；D.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；me、12c两种核素中子数分别为8、6,D错误；故选D。

4.2016年RJPAC确认了四种新元素，其中一种为Me,中文名为“镶”。元素Me可由反应：翁Am+况

1

Ca—^fSMc+311n得到。下列有关说法正确的是（）

A.Me（镇）是长周期元素

B.将Me与津Me互为同素异形体

C.先Ca?+核内质子数为18

D.钳Am原子的核外电子数为148

答案A

解析镁元素的原子序数为115,位于元素周期表第七周期第VA族，属于长周期元素，故A正确；常

Me与港Me的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B错误；比Ca?'核内质子数为20,故C错

误；镌Am原子的核外电子数与质子数相同，都为95,故D错:吴。

5.第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有（）

A.2种B.3种C.4种D.5种

答案B

解析第四周期元素中基态原子核外有3个未成对电子的共有3种，分别是V（3d34s2）、Co（3d74s1

As（4s24P3）,故选Bo

6.1934年约里奥-居里夫妇在核反应中用a粒子（即氮核报e）轰击金属原子蚁，得到核素z??Y,开创了人

造放射性核素的先河：

^X+iHc—>z^Y+6no

其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是（）

A.2X的相对原子质量为26

B.X、Y均可形成三氯化物

C.X的质子数大于Y的

D.Y仅有一种含氧酸

答案B

解析由守恒关系可知元素X的质量数为27,X与Y最外层电子数之和为8,质子数相差2,且X为金

属元素，可推知X为A1元素，Y为P元素，二者都有+3价，都可以形成三氯化物，A项错误，B项正

确；A1原子质子数为13,P原子质子数为15,故质子数：X<Y,C项错误：P元素的含氧酸有HSPOJ、

H3Po3、H3P02等，D项错误。

7.已知阴离子R2的原子核内有〃个中子，R原子的质量数为〃?，则wgR原子完全转化为R?一时，含

有电子的物质的量是（）

m—n—1

A.-------------molB.,nol

win

“'（〃?一〃一2）卬（〃?一〃+2）

C.----------------molD.----------------mol

答案D

解析R原子的质子数为〃?一〃，其核外电子数也为/〃一〃，所以R"的核外电子数为加一〃+2,而wgR

原子的物质的量为]mol,所以wgR原子完全转化为R?一时含有电子的物质的量为*户mol,故

选D.

8.下列化学用语书写正确的是（）

A.过氧化钠的电子式是Na:°°:Na

HH

II

H—C—C—H

II

B.乙烷的结构式是14H

onnnnnnED

C.基态磷原子的轨道表示式：ls2s2P3s3p

D.中子数为7的碳原子是

答案B

Na+[:0:0:]2-Na+

解析过氧化钠是离子化合物，电子式是••••,故A错误；乙烷中碳碳以单键连

HH

II

H—C—C—II

II

接，碳的其他键都与H原子连接，结构式是HH，故B正确；根据洪特规则，基态璘原子的

OO|HQulO|t|t|t

轨道表示式为Is2s2p3s3p，故c错误；中子数为7的碳原子，质量数是

13.该原子表示为FC,故D错误。

9.1919年卢瑟福在核反应中用a粒子《lie）轰击非金属原子XX发现了质子；％X+?Ile―>,国丫+|”,

X、Y的最外层电子数之和为II。下列叙述不正确的是（）

A.；J,X的质量数为14

B.J7|Y的中子数为9

C.X与Y可形成三种以上的化合物

D.X的氧化物对应的水化物一定为强酸

答案D

僚析用a粒子轰击非金属原子公，得到核素/Y：笈X+?He一,*Y+IH,由〃4丫的质量数为17可

知，X、Y两种元素只能位于第二周期，其中X、Y的最外层电子数之和为II,二者最外层电子数只能

为5、6,则X为N,Y为0,以此分析解答。〃为1+17—4=14,故A正确；"田Y的中子数为17—8

=9,故B正确；N和O能形成NO、N2O3、NO2、N2O5等共价化合物，故C正确；N的氧化物对应的

水化物不一定为强酸，如HNCh为弱酸，故D错误。

10.下列说法正确的是（）

A.R?+的最外层电子排布式为3s23P'3（1'

B.高温时CuO比CU2O稳定

2s2P

c.基态碳原子的价电子的轨道表示式为《』—

D.元素周期表中每一周期元素原子的最外层电子排布均是从HS1过渡到7小〃p6

答案A

解析Cu+的价电子排布式为3』i3d轨道全充满，较稳定，B项错误；基态碳原子的价电子的轨道表示

2s2p

式为叵IL1H_I,c项错误；第一周期元素原子的最外层电子排布为从3到Is2,D项错误。

11.下列说法错误的是（）

A.电子排布式（23V）Is22s22P63s23P63d5违反了洪特规则

nnin

B.Is2s2P违反了泡利不相容原理

C.原子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低的状态”为总原则

D.同一原子中，2p、3d、4f能级的轨道数依次增多

答案A

解析电子排布式（23V）1S22522P63s23P63d5违反了能量最低原理，故A错误；根据泡利不相容原理，每个

ooiti।

轨道最多容纳两个电子，且自旋相反，Is2s2p违反了泡利不相容原理，故B正确；原

子核外电子排布遵循“使整个原子处于能量最低的状态”为总原则，故C正确：同一原子中，2P轨道有3

个，3d轨道有5个，4f轨道有7个，轨道数依次增多，故D正确。

巴炉”12.【白磷的性质+化学用语】白磷（P4）有剧毒，白磷中毒一般用一定浓度的CUS04溶液解

毒，向磷与硫酸铜可以发生如下两个反应：①11P+15CUSO4+24H2O=5CBP+6H3PO4+

15H2so4;②2P+5CuSO4+8H2O=5Cu+2H3Po,+5H2sCL。下列有关说法正确的是（）

nnio

A.基态P原子的价电子排布图：3s3P

B.P01中P的杂化类型与H2O中的0相同

C.电负性：S>O>P>Cu

D.基态原子未成对电子数目：S=O>P>Cu

答案B

OltltltI

解析不符合洪特规则，基态P原子的价电子排布图为3s3P,A错误；P0「中P和H2O

中O的杂化类型均为sp\B正确；电负性：O>S>P>Cu,C错误；基态原子未成对电子数：P>S=

0>Cu,D错误。

13.38Sr（锢）的8?Sr、的Sr稳定同位素在同一地域土壤中8勺「产值不变。土壤生物中87$小吆「值与土壤

中87sl/6sr值有效相关。测定土壤生物中87Si/6Sr值可进行产地溯源。下列说法不正确的是（）

A.Sr位于元素周期表中第六周期、第IIA族

B.可用质谱法区分为r和8%

C.87Sr和86Sr含有的中子数分别为49和48

D.同一地域产出的同种土壤生物中87sM6sr值相同

答案A

解析Sr位于元素周期表中第五周期、第UA族，A不正确；87Sr与%Sr相对原子质量不同，可用质谱

法区分，B正确；Sr原子质子数为38,则87Sr和％Sr的中子数分别为87—38=49、86—38=48,C正

确；同一地域土壤中87s/6sr值不变，所以同一地域产出的同种土壤生物中87s/6sr值相同，D正确.

14.（1）①基态Cu原子有种不同能级的电子。

②N原子中最高能级的电子的电子云轮廓图为。

③在空气中FeO稳定性小于Fez。?，从电子排布的角度分析，其主要原因是

(2)元素X位于笫四周期，共基态原子有4个未成对电子，基态X?+的价层电子排布式是；X3+

的价层电子排布式为。

(3)M是第四周期元素，最外层只有1个电子，次外层的所有原子轨道均充满电子，M元素基态原子的电

子排布式为，M'的价层电子排布式为,M2+的电子

排布式为。

答案(1X1)7②哑铃形③Fe2+价层电子排布式为3d%而F,+的价层电子排布式为3d5,为半充满稳

定结构，故FcO稳定性小于Fe2()3(2)3d63d5

⑶Is22s22P63s23P63』°4sl(或[Ar]3di°4s])3d10Is22s22P63s23P63d北或[Ar]3d。

解析(2)第四周期元素中，未成对电子数为4的元素为Fe。(3)第四周期元素，最外层为笫四能层，只有

1个电子，故为4sl次外层的所有原子轨道都充满电子，次外层的电子排布式为3s23P63d。，该元素为

Cu。

6(1)氮化铝在现代工业中发挥更重要的作用，请写出C产的价电子轨道表示式：；

基态格、氮原子的未成对电子数之比为。

(2)氧原子核外有种运动状态不同的电子；碘原子最外层电子的排布式为。

(3)5G芯片主要材质是高纯硅。基态Si原子价层电子的运动状态有种，若其电子排布式表示为

[Ne]3s2P三违背\o

(4)基态镁原子的价电子排布图为:测定水样中镁元素的含量常用光谱分析法，原子产生

发射光谱是核外电子(填字母)的过程。

A.放出能量B.吸收能量

C.从内层向外层跃迁D.从激发态跃迁到基态

IMEII

答案(1)3d2：1

(2)85s25P*

(3>4洪特规则

O

(4)3sAD

1小刀II

解析(1)三价铭离子的价电子排布式为3d3,则其价电子轨道表示式为3d；基态铭原子的

|T|T|t|t|Tim

价电子轨道表示式为3d4s,核外有6个未成对电子，基态氮原子的价电子轨道表示式

为2s2p,核外有3个未成对电子，因此基态铭、氮原子的未成对电子数之比为2:1。

(2)0是8号元素，氧原子核外有8个电子，则O原子核外有8种不同运动状态的电子；碘是第五周期第

V11A族元素，所以碘原子最外层电子排布式是5s25P5。

(3)Si是14号元素，其价层电子排布式为3s23P2,基态Si原子价层电了•有4个，则运动状态有4种；洪

特根据大量光谱实验数据总结出一个规律，即电子分布到能量简并的原子轨道时，优先以自旋相同的方

式分别占据不同的轨道，因此电子排布式表示为［Ne］3s2p?违背了洪特规则。

(4)镁为12号元素，原子最外层有2个电子，基态镁原子的价电子排布图为3s；金属元素原子核外电子

吸收能量跃迁至较高能级，此时电子处于激发态，不稳定，会从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激

发态乃至基态并释放能量，此时检测到的光谱称为发射光谱，所以选AD。

16.(1)写出基态As原子的核外电子排布式：,根据元素周期律，原子半

径Ga(填“大于”或“小于"，下同)As,第一电离能GaAs。

(2)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为；H、0、S电负性由大到小的顺序是

B和N相比，电负性较大的是；BN中B元素的化合价为；从电负性角度分

析，C、Si、0的非金属活泼性由强至弱的顺序为c

(3)铭、铜、钵基态原子的电子排布式分别为,氯元素

的基态原子的价层电子排布式是,与铭同周期的所有元素的基态原子中最外层电子

数与格原子相同的元素有(填元素符号)。

(4)基态Fe3+的M层电子排布式为,基态铝原子核外自旋平行的电子最多有个,

与铝同族的第四周期元素原子的价层电子排布式为,基态磷原子的核外电子运动状

态共有种，其价层电子排布式为。在硼、氯、氟、氮中第一电离能由大到

小的顺序是(用元素符号表示)。

(5)C、N、O、Al、Si、Cu是常见的六种元素。

©Si位于元素周期表第周期________族。

®N的基态原子核外电子排布式为,Cu的基态原子最外层有个电子。

③用或“V”填空：

原子半径熔点沸点

金刚石一晶体硅

Al___SiCH4___SiH4

(6)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e,原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的

价层电子中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外

层只有I个电子，但次外层有18个电子。b、c、d中第一电离能最大的是(填元素符

号)，e的价层电子的轨道表示式为。

答案⑴Is22s22P63s23P63/。4s24P3(或版］3心4s24P3)大于小于⑵N>O>C0>S>HN+30>

C>Si(3)铭：Is22s22P63s23P63d，4s।、铜：Is22s22P63s23P63dg4s;镒：Is22s22P63s23P63d54s23s23PsK、

Cu

(4)3s23P63ds74s24Pl153s23P3F>N>O>B(5)①三NA②Is22s22P31③>><

__M

解析（7）由核外电子总数与其周期数相同，确定a为H元索，由价层电子中的未成对电子有3个，确定

b为N元素，由最外层电子数为其内层电子数的3倍，确定c为0元素，由d与c同主族，确定d为S

元素，由e的最外层只有1个电子且次外层有18个电子，确定e为Cu元素。

03♦

I.（天津卷2024,T4）我国学者在碳化硅（SiC）表面制备出超高迁移率半导体外延石墨烯。下列说法正

确的是

A.SiC是离子化合物B.SiC晶体的熔点高、硬度大

C.核素3c的质子数为8D.石墨烯属于烯危

【答案】B

【解析】A.SiC晶体结构与金刚石相似，属于共价晶体，A错误；B.SiC晶体结构与金刚石用似，属于

共价晶体，熔点高、硬度大，B正确；C.C元素为6号元素，改核素14c的质子数为6,C错误；D.石

墨烯是碳元素构成的单质，不属于烯煌，D错误；故选B。

2.（天津卷2023,T7）利用这。示踪技术研究H2O2与C12的反应历程，结果如下：

①Cl?+H2n产H++C1+W8OI8OC1

②NoPcMr+ci+出0?

下列叙述正确的是

A.反应①是置换反应

B.18。