内容正文:
假期作业10 原子结构与元素性质
1.原子结构
原子
结构
原子构成
原子核
质子
中子
核外电子
表示方法
用AZX表示一个质量
数为A,质子数为Z
的原子
宏观辨识与微观探析
2.元素性质
核外电子
分层排布
核外电子排布规律→
表示方法:结构示意图
元素性质与原
子结构的关系
↓
宏观辨识与微观探析
推断元素,判断元素及
其化合物的性质
→
证据推理
◆[知识点1] 原子结构
1.作为新的灭菌保鲜技术,辐照已成为当代科
技兴农的重要手段,依靠铯137等电离辐射
出γ射线或X射线,对果蔬的DNA作用而
灭菌.下列关于137Cs的说法正确的是
( )
A.137Cs与131Cs互为同素异形体
B.每个137Cs中含137个质子
C.电离辐射过程中满足质量守恒和电荷守恒
D.与133Cs的化学性质完全不同
2.下列说法正确的是 ( )
A.16O2 与18O2 互为同位素
B.石墨烯、金刚石和C70互为同素异形体
C.23492U、23592U、23892U是同一种核素
D.HD、HT、H2 中含有的电子数不同
3.核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元
素的原子相比较,下列数据中前者是后者4
倍的是 ( )
①电子数 ②最外层电子数 ③电子层数
④次外层电子数
A.①④ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
4.YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中
的重要超导材料,下列关于8939Y的说法中正
确的是 ( )
A.质量数是39 B.质量数是89
C.中子数是39 D.质子数是89
5.放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方
面有着广泛的应用.下列关于同位素的说
法正确的是 ( )
A.11H、21H、31H各为一种核素,它们在周期
表中占有不同的位置
B.188O为氧元素的一种核素,其质子数为8,
中子数为18
C.铀元素有23492U、23592U、23892U等核素,它们互
称同位素
D.考古工作者利用126C衰变测定装置对文
物进行年代测定和研究
◆[知识点2] 核外电子分层排布
6.下列有关原子核外电子的说法错误的是
( )
03
A.每个电子层作为最外层时,最多可容纳8
个电子
B.电子在核外是分层排布的
C.电子不停地做高速运动
D.离原子核近的电子能量低,离原子核远
的电子能量高
7.下列关于原子结构的说法有误的是 ( )
A.原子的种类由质子数和中子数决定
B.3He可发生核聚变反应是化学变化
C.在原子结构分层排布中,M 层(第三层)
容纳电子数最多为18
D.在化学反应过程中,原子核不发生变化,
但原子外层电子可能发生变化
◆[知识点3] 元素性质与原子结构
8.两种元素原子X和Y,X原子的 M 层比Y
原子的 M 层少3个电子,Y原子的L层电
子数恰好是X原子L层电子数的两倍,则
X、Y分别是 ( )
A.硅原子和钠原子
B.硼原子和氮原子
C.氮原子和碳原子
D.碳原子和铝原子
9.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a+2;Y原子的最外层电子数为b-5,
次外层为b.判断X、Y两元素形成的化合
物的组成是 ( )
A.XY2 B.Y4X
C.Y2X3 D.XY5
10.用 中 子 轰 击NZX 原 子 产 生α粒 子(即 氦
核42He)的核反应为:NZX+10n→7pY+
4
2He.
已知元素Y在化合物中呈+1价.下列说
法正确的是 ( )
A.H3XO3 可 用 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.6Y和7Y互为同素异形体
11.某微粒A的结构示意图为:
(1)若x=8,则此阴离子与图中带一个正
电荷的阳离子形成一种常见化合物的化学
式是 .
(2)1mol微粒A含有10mol电子,下列微
粒各1mol,也含有10mol电子的有:
(填序号)
①CH4 ②H2O2 ③HF ④Al3+
⑤Cl- ⑥NH+4
(3)若A的阳离子为An+且质量数为a,则
其质子数为 ,中子数为
(用含有a,n的代数式表达)
13
12.钋(Po)是一种低熔点金属,极其稀有,毒性
和放射性极强.回答下列问题:
(1)21084Po具有放射性,经α衰变成稳定的
铅,在衰变过程中释放一个42He2+,Pb的原
子核中质子数为 ,中子数为 ,Po
元素 能 形 成 较 稳 定 的+4价 离 子,wg
210
84Po4+含有的电子的物质的量为 ;
(2)半衰期是指由大量原子组成的放射性
样品中,放射性元素原子核有50%发生衰
变所需的时间,已知21084Po的半衰期为138
天,质量为64克的21084Po,经276天后,得到
铅的质量为 .
13.有V、W、X、Y、Z五种元素,它们的核电荷
数依次增大,且都小于20.其中只有X、Z
是金属元素;V和Z元素原子的最外层都
只有一个电子;W和Y元素原子的最外层
电子数相同,且 W元素原子的L层电子数
是K层电子数的3倍;X元素原子的最外
层电子数是 Y元素原子最外层电子数的
一半.回答下列问题.
(1)V的一种核素中质子数为中子数的12
,
则该核素的名称为 ,是常用于制
造 的原料.
(2)W元素的原子结构示意图为 .
(3)X元素的离子结构示意图为 .
(4)Y的最高正化合价为 ,最低负
化合价为 .
(5)Z的最高价氧化物对应水化物的化学
式为 .
水晶、玛瑙为什么绚丽多彩
水晶、玛瑙一向以它们的绚丽多彩而博得
人们的喜爱,它们为什么会如此多彩呢? 通过
化学分析和光谱鉴定发现,使其五彩缤纷的是
某些金属元素.由于它们所含的金属量有多
有少,而且有的只含有一种金属元素,有的则
含有几种金属元素,因此颜色也就各不相同.
如翡翠中含有铬元素,朱丹色的红玛瑙里含有
铁元素.这些藏在宝石内部的金属,吸收了光
线里的一部分色光,把其余的色光反射出来,
所以,太阳光谱的所有颜色都在各种宝石的身
上互相替换着.
还有些水晶、玛瑙看起来非常漂亮,有的
却是经过人工染色的,宝石染色的方法有时还
很别致.今天,随着科学技术的不断发展,人
们又邀请了镭射线和紫外线来参加宝石的染
色工作,并且,宝石已不只是充当装饰品,而更
多的作为钟表和精密仪表的轴承材料.
23
16.解析:(1)由图像可知,t1 之前只有 ClO- 生成,故
反应方程式为2Ca(OH)2+2Cl2 Ca(ClO)2+
CaCl2+2H2O.(2)t2 时,生成2molClO- ,1mol
ClO-3 失电子共2×1+1×5=7mole- ,故 Cl- 为
7mol,Ca元素守恒为1+0.5+3.5=5mol,故
Ca(OH)2 为5mol.(3)通入的氯气速率加快,反
应速率加快,反应放出的热量无法很快消散,体系
温度升高,生成的ClO-3 增多,故<2,根据粉尘产
生与温度、反应速率关系分析判断.(4)这是归中
反应的特点,反应中+5价 Cl→0价 Cl,降5价,
-1价Cl变0价升1价,所以1个+5价氯和5个
-1价氯产生3个氯气,再根据元素守恒配平方
程式为 KClO3+6HCl(浓)KCl+3Cl2↑+
3H2O,生成3mol氯气转移5mol电子,有2mol
电子转移时生产氯气1.2mol,标准状况下体积为
26.88L.
(5)根据氧化剂的氧化性>氧化产物的氧化性,
①2FeCl3+2KI2FeCl2+2KCl+I2,氧化性:
FeCl3>I2;②2FeCl2 +Cl2 2FeCl3,氧 化 性:
Cl2 >FeCl3;③K2Cr2O7 +14HCl 2KCl+
2CrCl3+7H2O+3Cl2↑,氧 化 性:K2Cr2O7>Cl2,
FeCl3、I2、Cl2、K2Cr2O7 的氧化性由强到弱依次是
K2Cr2O7>Cl2 >FeCl3 >I2.(6)FeCl3、I2、Cl2、
K2Cr2O7 的氧 化 性 由 强 到 弱 依 次 是 K2Cr2O7>
Cl2>FeCl3>I2,则Cr2O2-7 、Fe3+ 在酸性溶液中均
能将I- 氧化,不能大量共存,Fe2+ 、Cl- 能够与I-
大量共存,故答案为:Fe2+ 、Cl- .
答案:Ⅰ.(1)2Ca(OH)2+2Cl2 Ca(ClO)2+
CaCl2+2H2O (2)5 (3)< 控制通入氯气的
速度;控制反应的温度等(答案合理即可) (4)1
6 1 3 3 2688
Ⅱ.(5)K2Cr2O7>Cl2>FeCl3>I2 (6)Fe2+ 、Cl-
17.解析:该题考查 NO2、SO2、浓硝酸、浓硫酸的性
质,关键是根据题给已知信息,推导出 X 为 NO2,
Y为CO2,Z为 H2O,W 为SO2,甲为浓硝酸,乙为
浓硫酸,M 为C,其余各问便很容易解答了.
答案:(1)H2O (2)吸水 D (3)2∶1
(4)SO2+Br2+2H2O2HBr+H2SO4 强酸
对设备腐蚀
(5)C+4HNO3(浓)
△
CO2↑+4NO2↑+2H2O
18.解析:(1)在 A 装置中,MnO2 与浓盐酸混合加热
发生反应制取氯气,反应的化学方程式是:MnO2
+4HCl(浓)
△
MnCl2+Cl2↑+2H2O;装置甲
中盛装浓盐酸的仪器是分液漏斗,使用前需要检
漏;(2)①氯气的水溶液叫氯水,证明氯水已饱和
的现象是丙中液体呈黄绿色,丙上部空间呈黄绿
色,有黄绿色气体进入丁中;②浓盐酸具有挥发
性,在制取的氯气中混有 HCl杂质,若撤去装置
乙,直接将装置甲和丙相连,HCl溶解在水中使氯
水的酸性增强,导致测得的pH 偏小;(3)①氯气
与水 反 应 Cl2 + H2O HCl+ HClO,生 成
HClO,因为碳酸钙是过量的,并且反应中有二氧
化碳生成,因此碳酸钙和二氧化碳、水反应生成了
可溶于水的碳酸氢钙:CaCO3+H2O+CO2
Ca(HCO3)2,因此第二份与稀盐酸混合时发生:
Ca(HCO3)2+2HClCaCl2+2H2O+2CO2↑,说
明该滤液中除了溶解的极少量氯气外,还含有的
其他溶质为 CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO;②将滤液
的第一份与石灰水混合,立即产生大量白色沉淀,
说明 产 生 了CaCO3 沉 淀,反 应 的 离 子 方 程 式 是
Ca2+ +HCO-3 +OH-CaCO3↓+H2O.
答案:(1)MnO2+4HCl(浓)
△
MnCl2+Cl2↑
+2H2O
分液漏斗
(2)①丙中液体呈黄绿色,丙上部空间呈黄绿色,
有黄绿色气体进入丁中 ②由于氯化氢未除尽会
导致制得的氯水酸性增强,测得的pH 偏小
(3)①CaCl2、Ca(HCO3)2、HClO ②Ca2+ +
HCO-3 +OH-CaCO3↓+H2O
假期作业10
1.C [A.137Cs与131Cs互为同位素,不是同素异形
体,A 错误;B.137Cs中的质量数为137,不是质子
数为137,B错误;C.电离辐射过程中满足质量守
恒和电荷守恒,C 正确;D.137Cs与133Cs互为同位
素,化学性质完全相同,物理性质不同,D错误.]
2.B [A.同位素是质子数相同而中子数不同的原
子,而16O2与18O2 是单质,故 A 错误;B.石墨烯、金
刚石和C70都是碳元素形成不同单质,互为同素异
形体,故 B 正确;C.23492U、23592U、23892U 是同一种元素
的不同核素,故 C错误;D.HD、HT、H2 中含有的
电子数相同,故 D错误.]
88
3.A [核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素
的原子的电子数分别是16和4,最外层电子数分别
是6和2,电子层数分别是3和2,次外层电子数分
别是8和2,综上所述可知,①④符合题意.]
4.B [8939Y表示质子数为39,质量数为89的核素,其
中子数=质量数-质子数=89-39=50,据此分
析,B项符合题意.]
5.C [A.11H、21H、31H 各为一种核素,质子数相同,它
们在周期表中占有相同的位置,故 A 错误;B.188O
为氧元素的一种核素,其质子数为8,中子数为10,
故B错误;C.铀元素有23492U、23592U、23892U 等核素,它
们互称同位素,故C正确;D.146C具有放射性,考古
工作者利用146C衰变测定装置对文物进行年代测定
和研究,故 D错误.]
6.A [A.第一个电子层作为最外层时,最多可容纳
2个电子,如氦原子,故 A 错误;B.电子在原子中处
于不同的能量状态,按照能量不同分层排布,故 B
正确;C.原子核外的电子,在核外不停的作无规则
高速运动,故C正确;D.原子核外区域能量可能不
同,距核由近到远,能量由低到高,即离原子核近的
电子能量低,离核远的电子能量高,故 D正确.]
7.B [A.同种元素的质子数相同,同种元素的原子
由于中子数不同而形成不同的核素,所以原子的种
类由质子数和中子数决定,故 A 正确;B.3He可发
生核聚变反应,原子核发生变化,是核变化,故B错
误;C.在原子结构分层排布中,每个电子层最多容
纳2n2 电子,则 M 层(第三层)容纳电子数最多为
18,故C正确;D.化学变化中最小的微粒是原子,
在化学反应过程中,原子核不发生变化,氧化还原
反应中氧化剂得电子,还原剂失电子,原子外层电
子可能发生变化,故 D正确.]
8.D [由于 Y原子的 M 层电子比 X原子的 M 层电
子多3个电子,说明 Y的 M 层电子数至少有3个,
那么 Y的L层必定有8个电子;Y 原子的 L层电
子数恰好是 X 原子 L层电子数的两倍,则 X 的 L
层只有4个电子,M 层无电子.由此推出 Y 的核
外电子总数为13,X的核外电子总数为6;所以 X、
Y的 核 电 荷 数 分 别 是 6 和 13,即 为 碳 原 子 和 铝
原子.]
9.C [由于 X原子的次外层电子数为a+2,故不可
能为 K层,由于其核电荷数不大于18,故其次外层
应为L层,所以a+2=8,a=6.由于 Y 原子的最
外层电子数为b-5>0,即b>5,其次外层电子数
为b>5,故其次外层只能为 L层,即b=8.所以 X
和 Y的核外电子排布分别为 ,
即 X和 Y 分别为S和 Al,化合价分别为-2价和
+3价,因此易形成化合物 Al2S3.]
10.A [根据核反应为:NZX+10n→7pY+
4
2He可知,X
的质量数 N 为4+7-1=10,又因为 Y 在化合物
中呈+1价,则推知 Y位于ⅠA 族,质量数=质子
数+中子数,Y的质量数为7,所以得出 Y 为 Li,
其质子数p=3,所以 X 的质子数Z=3+2-0=
5,核电荷数=原子序数=核内质子数=5,则推知
X属于 B 元素,据此分析解答.A.H3BO3 为硼
酸,氢氧化钠溶液具有腐蚀性,若不慎将 NaOH
溶液溅到皮肤上,则需用大量水冲洗,同时涂抹
H3BO3,以中和碱液,A 正确;B.Y 为 Li,在空气
中燃烧的产物只有 Li2O,B错误;C.X 为 B,与氢
元素会形成 BH3 或 B2H4 等硼氢化合物,B元素
与 H 元素以共价键结合,属于共价化合物,C 错
误;D.6Li和7Li两者的质子数均为3,中子数不
同,所以两者互为同位素,D错误.]
11.解析:(1)当x=8时,核内质子数小于核外电子
数,该粒子是氧离子,与钠离子形成一种常见化合
物的化学式是 Na2O;(2)①C原子含有6个电子,
H 原子中含有1个电子,CH4 共含有10个电子;
②H 原子中含有1个电子,O 原子中含有8个电
子,H2O2 共含有18个电子;③H 原子中含有1个
电子,F原子含有9个电子,HF 共含有10个电
子;④Al原子含有13个电子,Al失去3个电子形
成 Al3+ ,Al3+ 含有10个电子;⑤Cl原子含有17
个电子,Cl得到1个电子形成Cl- ,Cl- 含有18个
电子;⑥N 原子含有7个电子,H 原子中含有1个
电子,NH+4 带有1个正电荷,所以NH+4 含有10个
电子;答案选①③④⑥;(3)A 失去n 个电子形成
An+ ,An+ 含有10个电子,则 A 中含有10+n个电
子,核外电子数等于质子数,所以质子数为10+
n;中子数+质子数=质量数,所以中子数为a-
(10+n).
答案:(1)Na2O (2)①③④⑥ (3)10+n a-(10
+n)
98
12.解析:(1)Po的质子数是84,它释放出的42He2+ 的
质子数是2,所以Pb的质子数=84-2=82;Po的
中子数是210-84=126,它释放出的42He2+ 的中
子数=4-2=2,所以 Pb的中子数=126-2=
124;21084Po4+ 的质量数为210,所以 Po的摩尔质量
数值为210,质量为 wg的 Po的物质的量为 w210
mol,一个Po原子含的电子数为84,一个Po4+ 离
子含的电子数为84-4=80,所以wg21084Po4+ 所含的
电子的物质的量为 w
210mol×80=
8w
21 mol
;
(2)经过第一个半衰期生成的 Pb的物质的量为
64
210×50% mol
,剩 余 的 Po的 物 质 的 量 为 64210×
50% mol;再经过第二个半衰期生成的 Pb的物质
的量为64
210×50%×50% mol
,所以经过276天所
得Pb的质量为(64210×50%+
64
210×50%×50%
)×
206g/mol=4709g.
答案:(1)82 124 8w21 mol
(2)4709g
13.解析:W 元素原子的L层电子数为2×3=6,故 W
为 O;核电荷数小于8且最外层只有一个电子的
元素有两种:H 和(金属元素),故 V 为 H;Y 元素
原子最外层电子数也为6,故 Y 为S;X 元素原子
最外层电子数为3,且核电荷数大于8小于16,故
X为 Al;Z元素原子最外层只有一个电子,且核电
荷数大于16小于20,故Z为 K.
(1)V 为 H,V 的一种核素中质子数为中子数的
1
2
,即质子数为1,中子数为2,则该核素的名称为
超重氢(氚),是常用于制造氢弹的原料;
(2)W 为 O,核 电 荷 数 为 8,原 子 结 构 示 意 图
为: ;
(3)X为 Al,核电荷数为13,铝离子核外有10个
电子,离子结构示意图为: ;
(4)Y为S;核电荷数为16,位于 VIA 族,S的最高
正化合价为+6,最低负化合价为-2;
(5)Z为 K,Z的最高价氧化物对应的水化物为氢
氧化钾,化学式为 KOH.
答案:(1)超重氢(氚) 氢弹 (2)
(3) (4)+6 -2 (5)KOH
假期作业11
1.A [A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物对
应的水化物的酸性就越强,由于S元素最高价含氧
酸是 H2SO4,不是 H2SO3,因此不能根据元素周期
律判断酸性:HClO4>H2SO3>H2SiO3,A 错误;
B.同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增
强.元素的金属性越强,其最高价氧化物对应的水
化物的碱性就越强.元素的金属性:K>Na>Li,
所以碱性:KOH>NaOH>LiOH,B正确;C.同一
周期元素的非金属性随原子序数的增大而增强;同
一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减弱.
元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越
强.元素的非金属性:O>S>P,所以氢化物的热
稳定性:H2O>H2S>PH3,C正确;D.同一周期元
素的非金属性随原子序数的增大而增强,所以元素
的非金属性:F>O>N,D正确.]
2.C [X、Y、W 在不同周期且为原子序数依次增大
的短周期主族元素,可推测 X为氢元素,Y、W 分别
位于第二、三周期,W 与 X 可以形成五核18电子
分子,可推测 W 为硅元素;Y、Z的最外层电子数之
和是 W 的最外层电子数的3倍,可知,Y、Z的最外
层电子数之和为12,则 Y、Z分别位于第ⅤA 族和
第ⅦA 族,因此可推测 Y、Z分别为氮元素和氟元
素,即 X、Y、Z、W 分别为 H、N、F、Si,以此来解析;
A.由分析可知 X、Y、Z、W 分别为 H、N、F、Si,原子
半径 Si>N>F>H,A 错误;B.氮氢 化 合 物 中,
NH3 中只有极性共价键 N—H,但如 N2H4,则除
了有极性共价键 N—H,还有非极性共价键 N—N,
B错误;C.非金属性越强气态氢化物热稳定性越
强,非金属性 F>N,气态氢化物热稳定性:HF>
NH3,C正确;D.非金属性越强最高价氧化物对应
水化物酸性越强,非金属性 N>Si,最高价氧化物
的水化物酸性 HNO3> H2SiO3,D错误.]
3.D [①的常见最高化合价为+5价,②的常见最高
化合价为0价,③的常见最高化合价为+3价,三
种元素均为1~18号元素,结合原子序数知,①为 N
09