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- 2021-07-02 发布
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考点一 原子构成 核素 同位素
[考试标准]
知识条目
必考要求
加试要求
1.原子结构模型的演变
a
a
2.原子的构成,原子符号
b
b
3.核素、同位素的概念
a
b
(一)原子结构
1.原子结构模型的演变
人类对原子结构的认识是逐渐深入的,每前进一步,都建立在实验研究的基础之上。科学研究是揭示原子结构奥秘的重要手段。
(1)用短线连接科学家与其提出的原子结构模型
(2)20世纪20年代,随着科学技术的发展,用量子力学来描述的微观粒子具有量子化特征和波粒二象性,从而建立了近代原子结构的________________。
答案 (1)
(2)量子力学模型
2.构成原子的微粒及作用
原子(X)
3.微粒之间的关系
(1)原子中:质子数(Z)=核电荷数=核外电子数;
(2)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N);
(3)阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带的电荷数;
(4)阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带的电荷数。
4.表示原子结构的“三种方式”
(1)X着重描述原子核的结构。
例:
(2)原子结构示意图着重描述核外电子排布情况。
例:
(3)电子式着重描述原子构成的物质中最外层电子的成键情况。
例:
(二)核素 同位素
1.元素、核素、同位素之间的关系
2.同位素的“六同三不同”
3.几种重要的核素
核素
U
C
H
H
O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
正误辨析
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)质量数就是元素的相对原子质量( )
(2)质子数相同的粒子一定属于同一种元素( )
(3)1个NH中含有11个质子和10个电子( )
(4)34S原子核内中子数为16( )
(5)13C和15N核内中子数相差1( )
(6)一种单质中可能含有多种核素,如O2中含16O、17O、18O三种核素( )
(7)H+、H+和H+互称同位素( )
(8)自然界中原子种类多于元素种类( )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√ (7)× (8)√
题组一 原子构成中微粒间关系判断
1.(2016·金华市高一期末)下列说法不正确的是( )
A.2H+核外电子数为2
B.13C和15N核内中子数相差1
C.H3O+和OH-中具有相同的电子数
D.O和S2-具有相同的质子数和电子数
答案 A
2.下列原子结构示意图中,正确的是( )
答案 B
3.现有bXn-和aYm+两种离子,它们的电子层结构相同,则a与下列式子有相等关系的是( )
A.b-m-n B.b+m+n
C.b-m+n D.b+m-n
答案 B
4.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.(A-N+m)mol B.(A-N)mol
C.(A-N)mol D.(A-N+m)mol
答案 A
解析 X原子的质子数为(A-N)个,一个HmX中所含的质子数为(A-N+m)个,HmX的摩尔质量为(A+m)g·mol-1,所以a g HmX中所含质子的物质的量为(A-N+m)mol。
规避4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-。
(4)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。
题组二 以同位素为中心的概念辨析
5.(2016·慈溪3月模拟)由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子,下列说法不正确的是 ( )
A.可以用KSCN溶液检验FeCl3和FeCl3
B.Fe与Fe的电子数相同
C.Fe与Fe互为同位素
D.Fe的中子数小于质子数
答案 A
解析 同位素的化学性质基本相同,A项错误;Fe和Fe的电子数均为26,B项正确;根据同位素的定义,Fe与Fe互为同位素,C项正确;Fe的中子数为45-26=19,D项正确。
6.(2016·奉化高一期末训练)下列说法不正确的是( )
A.一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子
B.不同的核素可能具有相同的质子数,可能具有相同的中子数,可能具有相同的质量数,也可能质子数、中子数、质量数均不相同
C.核素的种类比元素的种类多
D.所有元素的原子核均由质子和中子构成,每种元素也均具有同位素
答案 D
7.(2016·三门县9月测试)从宏观方面看物质是由元素组成的,从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是( )
A.元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的
B.元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数
C.只由一种分子构成的物质一定是纯净物
D.质子数等于电子数的微粒,可能是一种分子和一种离子
答案 D
解析 A项,原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子,原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的,正确;B项,发生化学变化时,一般是原子的最外层电子数发生变化,所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数,正确;C项,只由一种分子构成的物质即只含一种物质,一定是纯净物,正确;D项,分子或原子的质子数等于电子数,离子的质子数不等于电子数,不正确。
8.填空
(1)有5种单核粒子,它们分别是□、□、□+、□2+、□(“□”内元素符号未写出),则它们所属元素的种类有______种。
(2)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。
(3)在H、H、H、C、C、C、N、N中,核素、元素的种数分别为______种、______种。
(4)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________。
答案 (1)3
(2)氢元素 核电荷数(质子数)
(3)8 3
(4)互为同位素 相同的质子数和不同的中子数 相同
考点二 核外电子排布
[考试标准] 必考要求b级,加试要求c级。
1.能量规律
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.排布规律
特别提醒 核外电子的排布规律是相互联系的,不能孤立地理解,必须同时满足各项要求,如M层不是最外层时,最多能容纳18个电子,当M层为最外层时,最多容纳8个电子。
正误辨析
正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)S2-的结构示意图:( )
(2)氯原子的结构示意图:( )
(3)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同( )
(4)短周期第ⅣA与ⅦA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( )
(5)LiCl中各原子均满足8电子稳定结构( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
题组一 正确理解原子(或离子)结构示意图
1.下图为几种粒子的结构示意图,回答下列问题。
(1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号,下同)。
(2)具有稳定性结构的原子是__________________。
(3)只能得电子的粒子是______________;只能失电子的粒子是______________;既能得电子,又能失电子的粒子是____________________。
(4)③粒子半径________(填“大于”、“小于”或“等于”)④粒子半径。
(5)某元素R形成的氧化物为R2O3,则R的离子结构示意图可能是________。
答案 (1)③⑤⑧ (2)② (3)③⑤ ①④⑥ ⑦⑧
(4)小于 (5)⑤
题组二 核外电子排布规律判断
2.在第n电子层中,当它作为原子的最外层时,容纳电子数最多与(n-1)层相同。当它作为原子的次外层时,其电子数比(n-1)层多10个,则此电子层是( )
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
答案 C
3.两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
答案 B
解析 H和Be、He和C,共2对。
题组三 核外电子排布规律应用
4.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(2n+1),原子核内质子数为(2n2-1)。下列有关X的说法中不正确的是 ( )
A.X能形成化学式为X(OH)3的碱
B.X能与某些金属元素形成化合物
C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数
D.X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项不正确。
5.(2016·金华4月模拟)某元素X,其原子的电子层数为(n-1),最外层电子数为(2n-1)。下列有关元素X的说法中正确的是( )
A.X可能是金属元素
B.由X形成的含氧酸均为强酸
C.X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐
D.元素X的气态氢化物一定极易溶于水
答案 D
解析 由X原子的最外层电子数为(2n-1)可以推知n≤4,则X的电子层数≤3,X为短周期元素。当n=4时,X为Cl元素;当n=3时,X为N元素;当n=2时,不符合题意,A错误;HNO2和HClO均为弱酸,B错误;Cl元素能形成KClO4,C错误;NH3和HCl均极易溶于水,D正确。
题组四 破解“10电子”、“18电子”微粒的应用
6.A+、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:
①A++C-===D+E↑;②B++C-===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____________。
(4)除A+、B+外,请再写出两种含10个电子的阳离子________。
答案 (1)[H]- (2)NH+H2ONH3·H2O+H+ H3O++NH3===NH+H2O (3)CH4、Ne(答案合理即可) (4)Na+、Mg2+(答案合理即可)
解析 本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知,10电子的粒子中,原子有Ne;阴离子有N3-、O2-、F-、OH-、NH,阳离子有Na+、Mg2+、Al3+、NH、H3O+;分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有:①A++C-===D+E↑,推知A+应为NH、C-为OH-、D为H2O、E为NH3,将其结果代入②B++C-===2D,推知B+应为H3O+。
7.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,则A与B在溶液中反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。
答案 (1)
(2)H2S+2OH-===S2-+H2O(或HS-+OH-===S2-+H2O,答案合理即可)
1.寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法
(1)“10电子”微粒
(2)“18电子”微粒
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
2.记忆其他等电子微粒
(1)“14电子”微粒:Si、N2、CO、C2H2、C
(2)“16电子”微粒:S、O2、C2H4、HCHO
课时训练
1.(2016·宁波效实中学高一期中)某元素二价阴离子核外有18个电子,质量数为32,该元素原子的原子核中的中子数( )
A.12 B.14 C.16 D.18
答案 C
解析 阴离子中核内质子数=核外电子数-电荷数=18-2=16,中子数=质量数-质子数=32-16=16,故选C。
2.(2016·余姚市3月模拟)下列说法正确的是( )
A.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同
B.Cl与 Cl得电子能力相同
C.氯原子的结构示意图:
D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子:U
答案 B
3.某元素的一个原子形成的离子可表示为 Xn-,下列说法正确的是 ( )
A.Xn-含有的中子数为a+b
B.Xn-含有的电子数为a-n
C.X原子的质量数为a+b+n
D.1个X原子的质量约为 g
答案 D
解析 Xn-中a表示质子数,b表示质量数,“n-”表示X得到n个电子,则其含有的中子数为(b-a),电子数为(a+n);1 mol Xn-的质量约为b g,则1个X原子的质量约为 g。
4.两种微粒含有相同的质子数和电子数,这两种微粒可能是( )
①互为同位素的两种不同的原子 ②两种不同元素的原子 ③一种原子和一种分子 ④一种原子和一种离子 ⑤两种不同分子 ⑥一种分子和一种离子 ⑦两种不同阳离子 ⑧两种不同阴离子 ⑨一种阴离子和一种阳离子
A.①③⑤⑦⑧ B.①③⑤⑥⑦⑧
C.①③④⑤⑦ D.全部都是
答案 A
解析 分子或原子中质子数=核外电子数,阳离子中质子数=核外电子数+电荷数,阴离子中质子数=核外电子数-电荷数,同位素的不同核素具有相同的质子数和核外电子数。①互为同位素的原子含有相同的质子数和电子数,正确;②不同元素的原子其质子数(或电子数)一定不同,错误;③氖原子和水分子具有相同的质子数和电子数,正确;④一种原子和一种离子其质子数相同时,电子数一定不同,错误;⑤H2O和NH3具有相同的质子数和电子数,正确;⑥一种分子和一种离子含有的质子数相同时,电子数一定不同,错误;⑦钠离子和铵根离子具有相同的质子数和电子数,正确;⑧氢氧根离子和氟离子具有相同的质子数和电子数,正确;⑨一种阴离子和一种阳离子含有的电子数相同,则质子数一定不同,错误。
5.在短周期元素中,若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等,则符合条件的元素有( )
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
答案 C
解析 当电子层数为1时,为H元素;当电子层数为2时,为Be元素;当电子层数为3时,为Al元素。
6.下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )
A.H3O+ 和OH- B.CO和N2
C.HNO2和NO D.CH 和NH
答案 D
解析
本题考查微粒中电子数目的计算。中性微粒:核外电子数等于核内质子数;阳离子:电子数等于质子数减所带的电荷数;阴离子:电子数等于质子数加所带的电荷数。CH中的电子数为8,NH中电子数为10,二者不相等。
7.(2015·上海市闸北区高三上学期期末)已知钡的某种同位素是Ba,用学过的知识无法推断出的信息是( )
A.钡元素的相对原子质量
B.钡元素在周期表中的位置
C.钡原子的核电荷数
D.钡原子的核外电子排布
答案 A
8.(2015·上海,1)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为。关于 Lv的叙述错误的是( )
A.原子序数116 B.中子数177
C.核外电子数116 D.相对原子质量293
答案 D
解析 A项,元素符号左下角表示的是原子核内的质子数,原子核内的质子数等于该元素的原子序数,所以该元素的原子序数是116,正确;B项,在元素符号的左上角表示的是该元素原子的质量数,质量数就是质子数与中子数的和,所以该原子的中子数是293-116=177,正确;C项,对于元素的原子来说,原子核内的质子数等于原子核外的电子数,等于元素的原子序数,所以该原子的原子核外电子数为116,正确;D项,293只表示该同位素原子的质量数,由于不知道该元素有几种同位素原子,各种同位素原子的含量是多少,因此不能确定该元素的相对原子质量,错误。
9.氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素,在计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%≈35.453中,下列说法正确的是( )
A.75.77%表示35Cl的质量分数
B.24.23%表示35Cl的丰度
C.35.453表示氯元素的相对原子质量
D.36.966表示37Cl的质量数
答案 C
解析 在计算式中,34.969、36.966分别表示35Cl和37Cl的相对原子质量,75.77%表示35Cl的丰度(即原子个数百分率或原子物质的量百分率),24.23%表示37Cl的丰度;35.453表示氯元素的相对原子质量。
10.下列微粒的结构示意图中,表示氟离子的是( )
答案 A
11.科学家对原子结构的认识从早到晚顺序正确的是( )
①道尔顿原子模型 ②汤姆生原子模型 ③卢瑟福原子模型 ④电子云模型
A.①③②④ B.④①②③
C.④②③① D.①②③④
答案 D
12.(2015·浙江1月学考模拟)下列各组中互为同位素的是( )
A.氕(H)和氘(H) B.碘晶体和碘蒸气
C.O2和O3 D.SO2和SO3
答案 A
13.原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念,原子的构成属于重要的化学基本理论。下列有八种化学符号:H、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。
(1)涉及的核素共有________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是________和________。
(4)中子数相等,但质子数不相等的是______________________和____________________。
答案 (1)8 (2)Li Li (3)C N (4)Na
Mg
解析 (1)一种核素就是一种原子,八种符号中,H2涉及的核素是 H,其余七种原子各为一种核素。
(2)Li和 Li是质子数相同、中子数不同的原子,它们互为同位素。
(3)质量数相等,但不能互称为同位素的是质量数相同、质子数不同的原子,即 C和 N。
(4)中子数等于质量数减去质子数,故中子数相同,但质子数不相等的是 Na和 Mg。
14.应用原子核外各电子层的电子数推断下列各元素并回答下列问题:
元素编号
元素信息
A
元素原子的M层上的电子数是K层电子数的3倍
B
元素原子最外层电子数是次外层电子数的一半,是K层的2倍
C
元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍
(1)元素A为________(写元素符号),属于________元素(填“金属”或“非金属”)。
(2)元素B为________(写名称),其氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)元素C的单质与A的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
答案 (1)S 非金属 (2)硅 SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O (3)C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
解析 (1)A元素原子的K层一定有2个电子,则M层上有6个电子,L层上有8个电子,则A元素原子核外有2+8+6=16个电子,则质子数为16,为硫元素,属于非金属元素。
(2)由于B元素原子最外层电子数是K层电子数的2倍,最外层为第三层含有4个电子,次外层有8个电子,因此B元素原子核外有2+8+4=14个电子,其核内有14个质子,为硅元素。SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O。
(3)因C元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,最外层电子数不超过8,则C元素次外层只能为K层(2个电子),最外层(第二层)有4个电子,因此C元素原子核外电子数为2+4=6,质子数为6,为碳元素,碳与浓硫酸加热时反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O。
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