内容正文:
第11讲 原子结构
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 原子的构成
1.原子核的构成
(1)原子的构成:按照现代原子结构理论,原子是由带正电的 和带负电的 构成。如碳原子:
(2)原子核的构成:原子核是由 (质子数决定 的种类)和 (中子数与质子数共同决定 的种类)构成的,质子带 电,中子不带电。
(3)质量数:将原子核内所有的 和 的相对质量取整数值, 所得的数值。
(4)原子的表示符号:X表示质子数是 ,质量数为 的一种X原子。
2.两个主要关系
(1)质量关系:质量数(A)= 。
(2)电性关系:
原子:原子序数= ;
阴离子:质子数= ;
阳离子:质子数= 。
3.原子结构的探索历程
(
认为万物都是由间断的、不可分割的微粒即
构成的,
的结合和分离是万物变化的根本原因。
) (
古代原子学说
德谟克利特
(
古希腊)
)
(
原子学说,他认为原子是
球体,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中
并保持本性不变。
) (
近代原子学说
道尔顿
(
英国)
)
(
1897
年发现了原子中存在
,
他认为原子是由更小的微粒构成的,使人们认识到原子是
再分的
。
) (
“葡萄干面包式”
汤姆生
(
英国)
)
(
根据α粒子散射现象,指出原子是由
和
构成的,
带正电荷,它几乎集中了原子的全部质量,但只占有很小的
体积,
带负电荷,在原子核周围空间作
高速运动。
)
(
带核原子结构模型
卢瑟福
(
英国)
)
(
原子核外电子在原子核外空间内一系列稳定的轨道上
作高速运动,每个轨道都具有一个确定的
值,运动时,既不放出
,也不吸收
。
) (
轨道原子结构模型
玻尔
(
丹麦)
)
(
20世纪末和21世纪初
,
在原子核外很小的空间内做高速运动,其运动规律与一般物体不同,没有确定的
。
) (
电子云模型
薛定谔(奥地利)
)
【易错提醒】①原子的结构:原子是由 以及 构成的,而原子核又由 和 构成。相对于原子而言,原子核的体积很小, 都在核外进行高速运动。原子的质量几乎都集中在原子核上,电子的质量可以忽略,而质子和中子的质量近似相等。
②原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析,通过对原子结构的 而建构的揭示原子本质的认知模型,人类认识原子的历史是漫长的,也是无止境的。
③目前,科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片,随着现代科学技术的发展,人类对原子的认识过程还会不断深化。
知识点2 核素
1.元素、核素、同位素的概念辨析
元 素
核 素
同位素
概
念
具有相同 ( 数)的同一类
的总称
具有一定数目的 和一定数目的 的一种
相同而 不同的同一种元素的不同 或同一种元素的不同
范
围
宏观概念,对同类原子而言,既有游离态又有化合态
微观概念,对某种元素的一种原子而言
微观概念,对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类 于元素种类
联系
特
性
主要通过形成的单质或化合物来体现
不同的核素可能质子数 ,或中子数 ,或质量数 ,或各数均
同位素(之间)质量数 ,化学性质基本
实
例
氢元素、氧元素
H、H、N、C、
Mg是不同的核素
H、H、H为氢元素的同位素
2.氢元素的三种核素比较
H(氕)
H(氘)
H(氚)
俗称
-
重氢
超重氢
符号
H
D
T
质子数
中子数
3.同位素的应用
(1)14C在考古工作中用于测定文物的年代;
(2)U用于制造原子弹、核发电;
(3)H、H用于制造氢弹;
(4)放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
【易错提醒】①同位素是针对于不同 而言的,同素异形体是针对不同 而言。
②同一元素的各种同位素虽然质量数不同,但它们的化学性质几乎完全 。同位素的不同原子构成的单质(或化合物)是化学性质几乎 而物理性质 的不同种单质(或化合物)。
③天然存在的某种元素里,各种同位素所占的原子个数百分比一般是 。
知识点3 相对原子质量
1.概念辨析
(1)原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与_____原子质量的的比值。如一个12C
的质量约为 1.993×10—26 kg,一个16O 的质量约为 2.656×10—26 kg,则该氧原子的相对原子质量是:
2.656×10—26 kg/( 1.993×10—26 kg×1/12)≈15.992
(2)元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的 百分比算出的平均值 M=M1×a1%+M2×a2%+ M3×a3%+ Mn×an%。如Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
(3)原子的近似相对原子质量:原子相对原子质量取 ,相当于 ,等于质子数与中子数之和。
(4)元素的近似相对原子质量:用元素各核素 算出的 值。如氯有和两种氯原子(核素),则氯元素的近似相对原子质量Ar(Cl)=35×a%+37×b%。(其中,a%和b%为两种氯原子的原子个数百分比)。
2.微粒间的数量关系
(1)阳离子的核外电子数= -所带电荷数。
(2)阴离子的核外电子数= +所带电荷数。
3.元素“位、构、性”三者的关系
(1)“位、构、性”关系:元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的 ,而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的 和 ,三者之间的关系如图所示。
(2)解答元素推断题的一般思路
①由元素原子或离子的核外电子排布推断
②由元素单质或化合物的性质(特性)推断
③由元素在周期表中的位置推断
教材习题01(P125)
下列叙述中,符合现代原子结构理论的是( )
(A) 原子核显电中性
(B) 原子核一般由质子和中子构成
(C) 原子核内中子数与核外电子数相等
(D) 原子的质量主要由质子和电子决定
解题方法
【解析】现代原子结构理论在新的实验基础上保留了玻尔模型的合理部分,并赋予其新的内容。主要包括:原子的基本构成;原子核的结构和性质;电子云的分布和能级结构;原子之间的相互作用等。因此,选项B符合题意,选项A、C、D不符合题意。故选B。
【答案】B
教材习题03(P125)
完成下表:
核素符号
核电荷数
质子数
中子数
O
10
12
解题方法
【解答】重点掌握下列微粒间关系:
①原子的核外电子数=质子数=质量数-中子数
②阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数。
③阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数。
核素符号
核电荷数
质子数
中子数
O
8
8
10
10
10
12
11
11
12
【答案】见“解答”
考点一 原子的结构
1.下列不符合化学史实的是
A.瑞典科学家舍勒首次发现了氯气
B.意大利科学家阿伏加德罗提出了原子学说
C.俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律
D.我国科学家侯德榜发明了“侯氏制碱法”
2.用符号表示12个质子,12个中子的原子,应该是
A. B. C. D.
3.已知R2+核外有a个电子,核内有b个中子。表示R原子符号正确的是
AR BR CR DR
4.稀有金属铟由于其良好的性能常用于生产液晶显示器和平板屏幕,如图是铟元素的相关信息,下列说法中不正确的是
A.铟元素的原子序数是49 B.铟元素的相对原子质量是114.8
C.、互为同素异形体 D.原子最外层有3个电子
考点二 核素与同位素
5.下列说法不正确的是
A.C和N互为同位素 B.石墨和C60互为同素异形体
C.37Cl的质子数为17 D.氘(D)原子核外有1个电子
6.核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘(H)是核聚变反应的主要原料,下列有关叙述正确的是
A.H的中子数为2 B.H的核电荷数为1
C.H是自然界中最轻的原子 D.H是氢元素的一种同素异形体
7.下列叙述中正确的是
A.H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数
B.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
C.235U和238U互为同位素,化学性质几乎相同,物理性质不同
D.Li、Na、K的金属性和密度均随原子序数的增加而增大
8.化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅—石墨烯—储(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
C.“人造太阳”的核燃料是氘、氚,、互为同素异形体
D.1938年德国物理学家进行中子撞击铀核的实验,生成的钡元素与同主族相邻周期元素的原子序数差值均为32,其单质可与水发生置换反应
考点三 相对原子质量的概念及计算
9.原子质量的数值太小,所以通常采用以碳-12 原子质量的 1/12 为标准,其他原子质量与标准的比值记作该原子的相对原子质量进行使用,下列哪种质量标准也有类似效果(注:碳-12 原子为 6 个中子,6 个质子的碳原子)
A.氢-1 原子的质量 B.碳-13 原子质量的 1/12
C.氮-13 原子质量的 1/13 D.氧-16 原子质量的 1/1610.10.
10.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,说法不正确的是
A.75.77%表示35Cl的质量分数 B.24.23%表示37Cl的丰度
C.35. 453表示氯元素的相对原子质量 D.36.966表示37Cl的相对原子质量
11.对于质量相同的CH4和O2,下列比较中正确的是
A.所含原子个数之比为5:1 B.二者物质的量相等
C.二者所含分子个数相等 D.二者摩尔质量的数值相等
12.规范的化学试卷的上方总有相对原子质量一项,如Na-23;Cl-35.5;Br-80;I-127等,这些数值确切地说是
A.核素的相对原子质量 B.元素的近似平均相对原子质量
C.元素的平均相对原子质量 D.元素的平均相对原子质量的近似值
考点四 元素“位、构、性”关系及应用
13.已知某元素的原子序数为12,该元素在周期表中位于
A.第三周期第ⅡA族 B.第二周期第Ⅷ族
C.第二周期第ⅡA族 D.第四周期第ⅡB族
14.如图所示,A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是
A.A、E原子序数之差可能为2 B.D、E原子序数之差可能为18或32
C.B、C原子序数之差一定是2 D.B、D原子序数之差大于8
15.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是
Y
Z
X
W
A.原子半径:X<Y<Z B.气态氢化物的稳定性:X>Z
C.非金属性:Y>Z D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
16.甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
(
质子:带1个单位正电荷,质子数=核电荷数
→
决定
种类
)知识导图记忆
(
中子:不带电,中子数=质量数-质子数
) (
原子核
) (
→
决定
种类
)
(
带1个单位负电荷,质量很小。最外层电子数决定主族元素的
性质。
关系:
原子序数=
核电荷数=
质量数(
A
)=
) (
原子的构成
)
(
核外电子
)
(
概念:
具有相同
数)的同一类
的总称
。
特征:
通过形成的单质或化合物来体现
。
)
(
原子结构
X
) (
元素
)
(
概念:
具有一定数目的
和一定数目的
的一种
。
特征:
不同核素可能质子数
、
中子或质量数
,
也可能
各数均
。
) (
核素
) (
核素
)
(
概念:
相同而
不同的同种元素的不同
或同种元素的不同
。
特征:
同位素(之间)质量数
,化学性质基本
。
) (
同位素
)
(
原子:
一个原子(即核素)的质量与
______
原子质量的
1/12
的比值
。
) (
定义
)
(
相对原子质量
) (
元素:
按该元素各种天然同位素原子所占的
百分比算出的平均值
。
)
(
计算式:元素相对原子质量(
M
)
=M
1
×a
1
%+M
2
×a
2
%+ M
3
×a
3
%+ M
n
×a
n
%
。
)
(
计算
) (
含义:M
1
.......为同位素相对原子质量,a为对应丰度
。
)
知识目标复核
【学习目标】
1.通过旧知回顾,进一步了解构成原子的基本微粒。
2.依据原子呈电中性,结合原子的构成,理解构成原子的微粒数之间的关系。
3.利用宏微结合的思想,通过对比分析,知道元素、核素、同位素的含义。
4.从定义出发,通过实例分析,能理解和计算元素的相对原子质量。
【学习重难点】
1.构成原子的微粒及相互关系
2.相对原子质量的概念及计算
1.2019年诺贝尔化学奖获得者Whittlingham博士用二硫化钛(TiS2)与锂造出了锂电池的雏形。Ti的一种核素为,下列有关的说法错误的是
A.原子序数为22 B.质子数为22
C.中子数为26 D.电子数为48
2.下列各组微粒中属于同位素的是
A.D2O和H2O B.O2和O3 C.40Ar和40Ca D.35Cl和37Cl
3.是重要的核工业原料。下列有关U说法错误的是
A.质量数为235 B.核外有92个电子
C.含有143个中子 D.与互为同素异形体
4.下列关于说法中不正确的是
A.C60、金刚石互为同素异形体
B.同素异形体彼此间物质性质是有差异的
C.由同种元素组成的物质一定为纯净物
D.同素异形体之间的转化是化学变化
5.下列粒子半径大小的比较正确的是
A.原子半径:
B.原子半径:
C.离子半径:
D.第三周期元素简单离子的半径从左到右逐渐减小
6.下列关于化学与职业的说法错误的是
A.营养师会根据食品科学、营养学和医学专业知识,结合服务对象的特殊需求进行膳脱食指导
B.水质检验员对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验评定
C.化学科研工作者是指从事与化学有关的基础研究和应用研究的专业技术人员
D.科技考古研究人员利用对文物进行年代测定
7.可控核聚变的原料3He是一种安全高效而又清洁无污染的物质,据统计,月球土壤的3He含量可达500万吨。关于3He的叙述正确的是
A.3He和4He两种核素互为同素异形体
B.3He和4He两种核素互为同位素
C.核聚变时,原子核发生了变化,发生了化学反应
D.在3He中存在:质子数=中子数=核外电子数
8.下列说法中正确的是
A.12C和14C互为同素异形体
B.H2O和H2O2互为同素异形体
C.金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同
D.金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳
9.下列说法正确的是
A.同一元素各核素的质量数不同,但它们的化学性质几乎完全相同
B.任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成
C.原子失去一个电子后的电子数与原子相同,所以变成原子
D.的质量数相同,它们互为同位素
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X和Z位于同一主族,Z元素原子最外层电子数是最内层电子数的3倍,Y是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.简单气态氢化物的热稳定性: D.X分别与Z、W都不能形成多种化合物
11.已知X、Y、Z、W原子序数都不超过18,它们的离子aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dWn-具有相同的电子层结构,则下列说法正确的是
A.原子序数:a>b>d>c B.离子半径:X(n+1)+>Yn+>Z(n+1)->Wn-
C.离子氧化性:Yn+>X(n+1)+ D.单质氧化性:Z>W
12.X元素组成三种气态单质都是双原子分子,它们的相对分子质量分别是32、34、36。现有这三种单质的混合气体,分子数之比为15:4:1,下列说法正确的是
A.若该容器中的全部转化成同素异形体,则的分子有21种
B.质量数为16的同位素的丰度为85%
C.该元素的近似相对原子质量为17
D.该元素所含三种同位素的原子数之比为15:4:1
13.下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是
族
周期
2
丙
丁
3
甲
乙
戊
己
A.戊的氢化物比丁的氢化物稳定
B.甲、乙、戊三种元素的原子半径:戊>乙>甲
C.六种元素中,丙元素单质的化学性质最活泼
D.丙、戊、己的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
14.回答下列问题
I.在、、、、、中:
(1)_______和_______互为同位素;
(2)_______和_______的质量数相等,但不能互称同位素;
(3)_______和_______的中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素。
(4)由碳元素组成的同素异形体有_______、_______(任写两种)。
II.根据你所学氧化还原反应的知识,回答下列问题:
已知:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。
(5)该反应中,氧化剂是_______,还原剂是_______。
(6)反应生成2molN2,转移_______mol的电子。
(7)氧化剂与氧化产物的物质的量比为_______。
(8)当生成28gN2时,被氧化的物质的质量是_______g。
15.Ⅰ、一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入,甲室中充入、的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g。回答下列问题:
(1)甲室中气体的物质的量为___________mol。
(2)甲室中气体的质量为___________g。
(3)甲室中、的平均相对分子质量为___________。
(4)经过查资料知道(常温下是固体),如果将隔板a去掉,当与完全反应后,隔板b将静置于刻度“___________”处(填数字)。
Ⅱ、现有下列基本粒子:、、、、、、、,回答下列问题:
(5)有___________种不同的核素。互为同素异形体的粒子为___________。
(6)中子数相等的是___________和___________。
16.A、B、C、D、E均为短周期主族元素。已知:①氢化物的稳定性:;②、具有相同的电子层结构;③A与B在同一周期,在该周期所有主族元素中,A的原子半径最大,B的氧化物既可以与强酸反应,又可以与强碱反应;④A与B质子数之和是D质子数的3倍。依据上述信息用相应的化学用语回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:B ,D 。
(2)C元素在元素周期表中的位置为 ,A、B、C、D四种元素的离子半径由大到小的顺序为 。
(3)、两种离子的还原性较强的是 ,能证明两者还原性强弱的离子方程式为 。
(4)在A、B、E三种单质中,符合下列转化关系的单质是 。
单质化合物1化合物2最高价氧化物对应的水化物
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第11讲 原子结构
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第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 原子的构成
1.原子核的构成
(1)原子的构成:按照现代原子结构理论,原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。如碳原子:
(2)原子核的构成:原子核是由质子和中子构成的,质子带正电,中子不带电。
(3)质量数:将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值,加起来所得的数值。
(4)原子的表示符号:X表示质子数是Z,质量数为A的一种X原子。
2.两个主要关系
(1)质量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
(2)电性关系:
原子:原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数;
阴离子:质子数=核外电子数-电荷数;
阳离子:质子数=核外电子数+电荷数。
3.原子结构的探索历程
(
认为万物都是由间断的、不可分割的微粒即
原子
构成的,
原子
的结合和分离是万物变化的根本原因。
) (
古代原子学说
德谟克利特
(
古希腊)
)
(
原子学说,他认为原子是
实心
球体,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中
不可再分割
并保持本性不变。
) (
近代原子学说
道尔顿
(
英国)
)
(
1897
年发现了原子中存在
电子
,
他认为原子是由更小的微粒构成的,使人们认识到原子是
可以
再分的
。
) (
“葡萄干面包式”
汤姆生
(
英国)
)
(
根据α粒子散射现象,指出原子是由
原子核
和
核外电子
构成的,
原子核
带正电荷,它几乎集中了原子的全部质量,但只占有很小的
体积,
核外电子
带负电荷,在原子核周围空间作
高速运动。
)
(
带核原子结构模型
卢瑟福
(
英国)
)
(
原子核外电子在原子核外空间内一系列稳定的轨道上
绕核
作高速运动,每个轨道都具有一个确定的
能量
值,运动时,既不放出
能量
,也不吸收
能量
。
) (
轨道原子结构模型
玻尔
(
丹麦)
)
(
20世纪末和21世纪初
,
电子
在原子核外很小的空间内做高速运动,其运动规律与一般物体不同,没有确定的
轨道
。
) (
电子云模型
薛定谔(奥地利)
)
【易错提醒】①原子的结构:原子是由原子核以及核外电子构成的,而原子核又由质子和中子构成。相对于原子而言,原子核的体积很小,电子都在核外进行高速运动。原子的质量几乎都集中在原子核上,电子的质量可以忽略,而质子和中子的质量近似相等。
②原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析,通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型,人类认识原子的历史是漫长的,也是无止境的。
③目前,科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片,随着现代科学技术的发展,人类对原子的认识过程还会不断深化。
知识点2 核素
1.元素、核素、同位素的概念辨析
元 素
核 素
同位素
概
念
具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素
范
围
宏观概念,对同类原子而言,既有游离态又有化合态
微观概念,对某种元素的一种原子而言
微观概念,对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
联系
特
性
主要通过形成的单质或化合物来体现
不同的核素可能质子数相同,或中子数相同,或质量数相同,或各数均不相同
同位素(之间)质量数不同,化学性质基本相同
实
例
氢元素、氧元素
H、H、N、C、
Mg是不同的核素
H、H、H为氢元素的同位素
2.氢元素的三种核素比较
H(氕)
H(氘)
H(氚)
俗称
-
重氢
超重氢
符号
H
D
T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2
3.同位素的应用
(1)14C在考古工作中用于测定文物的年代;
(2)U用于制造原子弹、核发电;
(3)H、H用于制造氢弹;
(4)放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
【易错提醒】①同位素是针对于不同原子而言的,同素异形体是针对不同单质而言。
②同一元素的各种同位素虽然质量数不同,但它们的化学性质几乎完全相同。同位素的不同原子构成的单质(或化合物)是化学性质几乎相同而物理性质不同的不同种单质(或化合物)。
③天然存在的某种元素里,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。
知识点3 相对原子质量
1.概念辨析
(1)原子(即核素)的相对原子质量:一个原子(即核素)的质量与12C原子质量的的比值。如一个12C
的质量约为 1.993×10—26 kg,一个16O 的质量约为 2.656×10—26 kg,则该氧原子的相对原子质量是:
2.656×10—26 kg/( 1.993×10—26 kg×1/12)≈15.992
(2)元素的相对原子质量:是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值 M=M1×a1%+M2×a2%+ M3×a3%+ Mn×an%。如Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。
(3)原子的近似相对原子质量:原子相对原子质量取整数,相当于质量数,等于质子数与中子数之和。
(4)元素的近似相对原子质量:用元素各核素质量数算出的平均值。如氯有和两种氯原子(核素),则氯元素的近似相对原子质量Ar(Cl)=35×a%+37×b%。(其中,a%和b%为两种氯原子的原子个数百分比)。
2.微粒间的数量关系
(1)阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数。
(2)阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数。
3.元素“位、构、性”三者的关系
(1)“位、构、性”关系:元素在周期表中的位置,反映了元素的原子结构和元素的性质,而根据元素的原子结构又可推测它在元素周期表中的位置和性质,三者之间的关系如图所示。
(2)解答元素推断题的一般思路
①由元素原子或离子的核外电子排布推断
②由元素单质或化合物的性质(特性)推断
③由元素在周期表中的位置推断
教材习题01(P125)
下列叙述中,符合现代原子结构理论的是( )
(A) 原子核显电中性
(B) 原子核一般由质子和中子构成
(C) 原子核内中子数与核外电子数相等
(D) 原子的质量主要由质子和电子决定
解题方法
【解析】现代原子结构理论在新的实验基础上保留了玻尔模型的合理部分,并赋予其新的内容。主要包括:原子的基本构成;原子核的结构和性质;电子云的分布和能级结构;原子之间的相互作用等。因此,选项B符合题意,选项A、C、D不符合题意。故选B。
【答案】B
教材习题03(P125)
完成下表:
核素符号
核电荷数
质子数
中子数
O
10
12
解题方法
【解答】重点掌握下列微粒间关系:
①原子的核外电子数=质子数=质量数-中子数
②阳离子的核外电子数=质子数-所带电荷数。
③阴离子的核外电子数=质子数+所带电荷数。
核素符号
核电荷数
质子数
中子数
O
8
8
10
10
10
12
11
11
12
【答案】见“解答”
考点一 原子的结构
1.下列不符合化学史实的是
A.瑞典科学家舍勒首次发现了氯气
B.意大利科学家阿伏加德罗提出了原子学说
C.俄国科学家门捷列夫发现了元素周期律
D.我国科学家侯德榜发明了“侯氏制碱法”
【答案】B
【解析】A.18世纪70年代瑞典科学家舍勒首次发现了氯气,故A选项正确;B.意大利科学家阿伏加德罗在化学上的主要贡献是首先提出了分子的概念,并创立了分子学说,英国科学家道尔顿在化学上的主要贡献是提出了近代原子学说,故B选项错误;C.俄国化学家门捷列夫在化学上的主要贡献是发现了元素周期律,并编制出第一张元素周期表,故C选项正确;D.1926年我国科学家侯德榜发明了“侯氏制碱法”,故D选项正确;
故选B。
2.用符号表示12个质子,12个中子的原子,应该是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】核素可用表示,其中A为质量数,等于质子数与中子数的和,Z为质子数,据此分析。
【解析】根据题意知,该核素原子的质子数为12,为镁原子,质量数为12+12=24,故可表示为,C项符合题意。答案选C。
3.已知R2+核外有a个电子,核内有b个中子。表示R原子符号正确的是
AR BR CR DR
【答案】D
【解析】1个R原子失去2个电子形成R2+,故R原子核外有a+2个电子,核内有b个中子,a+2个质子,表示R原子符号正确的是R。
4.稀有金属铟由于其良好的性能常用于生产液晶显示器和平板屏幕,如图是铟元素的相关信息,下列说法中不正确的是
A.铟元素的原子序数是49 B.铟元素的相对原子质量是114.8
C.、互为同素异形体 D.原子最外层有3个电子
【答案】C
【解析】A.根据元素周期表元素信息可知,铟元素的原子序数是49,A正确;B.根据元素周期表元素信息可知,铟元素的相对原子质量是114.8,B正确;C.115In、113In的质子数相同,中子数不同,两者互为同位素,C错误;D.铟元素的原子序数是49,则核外电子排布为,115In原子最外层有3个电子,D正确;故选C。
考点二 核素与同位素
5.下列说法不正确的是
A.C和N互为同位素 B.石墨和C60互为同素异形体
C.37Cl的质子数为17 D.氘(D)原子核外有1个电子
【答案】A
【解析】A.C和N的质子数不同,不是同位素关系,故A错误;B.石墨和C60都是碳元素组成的单质,互为同素异形体,故B正确;C.37Cl的质子数等于原子序数,为17,故C正确;D.氘(D)原子核外电子数等于核电荷数,等于原子序数,则有1个电子,故D正确;故选:A。
6.核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一。氘(H)是核聚变反应的主要原料,下列有关叙述正确的是
A.H的中子数为2 B.H的核电荷数为1
C.H是自然界中最轻的原子 D.H是氢元素的一种同素异形体
【答案】B
【解析】H的中子数为2-1=1,故A错误;H的质子数为1,则核电荷数为1,故B正确;自然界中最轻的原子是H,不是H,故C错误;H是氢元素的一种同位素,故D错误。
7.下列叙述中正确的是
A.H3O+和OH-中具有相同的质子数和电子数
B.第三周期非金属元素含氧酸的酸性从左到右依次增强
C.235U和238U互为同位素,化学性质几乎相同,物理性质不同
D.Li、Na、K的金属性和密度均随原子序数的增加而增大
【答案】C
【解析】A.1个H3O+有11个质子和10个电子,1个OH-有9个质子和10个电子数,两者质子数不相等,选项A错误;B.第三周期非金属元素最高价含氧酸的酸性从左到右依次增强,选项B错误;C.互为同位素的原子,核外电子排布相同,最外层电子数决定其化学性质,因此同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性质不同,选项C正确;D.Li、Na、K的金属性随原子序数的增加而增大,但K的密度比Na小,选项D错误;答案选C。
8.化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A.我国“硅—石墨烯—储(Ge)晶体管”技术获得重大突破,所涉元素都是短周期元素
B.“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料,是一种核素,3g的和2g的具有相同的中子数
C.“人造太阳”的核燃料是氘、氚,、互为同素异形体
D.1938年德国物理学家进行中子撞击铀核的实验,生成的钡元素与同主族相邻周期元素的原子序数差值均为32,其单质可与水发生置换反应
【答案】B
【解析】A.Si和C是短周期元素,Ge是长周期元素,A错误;B.3g的3He的物质的量为1mol,含有1mol中子;2g的H的物质的量为1mol,含有1mol中子,B正确;C.H、H互为同位素,C错误;D.钡元素与锶元素的原子序数差值为18,钡元素与镭元素的原子序数差值为32,D错误;故选B。
考点三 相对原子质量的概念及计算
9.原子质量的数值太小,所以通常采用以碳-12 原子质量的 1/12 为标准,其他原子质量与标准的比值记作该原子的相对原子质量进行使用,下列哪种质量标准也有类似效果(注:碳-12 原子为 6 个中子,6 个质子的碳原子)
A.氢-1 原子的质量 B.碳-13 原子质量的 1/12
C.氮-13 原子质量的 1/13 D.氧-16 原子质量的 1/1610.10.
【答案】D
【解析】A.氢-1原子中质子数为1,中子数为0,所以与碳-12无类似效果,A错误;B.碳-13原子中质子数为6,中子数为13-6=7,质子数与中子数不相等,B错误;C.氮-13原子中质子数为7,中子数为13-7=6,质子数与中子数不相等,C错误;D.氧-16原子中质子数为8,中子数为16-8=8,质子数与中子数相等,D正确;故选D。
10.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,说法不正确的是
A.75.77%表示35Cl的质量分数 B.24.23%表示37Cl的丰度
C.35. 453表示氯元素的相对原子质量 D.36.966表示37Cl的相对原子质量
【答案】A
【解析】A、75.77%表示35Cl的丰度,不是质量分数,故A错误;B、24.23%表示37Cl的丰度,故B正确;C、氯元素的相对原子质量是用两种同位素的相对原子质量分别乘以各自的丰度,故C正确;D、36.966表示37Cl的相对原子质量,故D正确。答案选A。
11.对于质量相同的CH4和O2,下列比较中正确的是
A.所含原子个数之比为5:1 B.二者物质的量相等
C.二者所含分子个数相等 D.二者摩尔质量的数值相等
【答案】A
【解析】A.假设CH4和O2的质量均为1g,物质的量分别为1/16mol、1/32mol,其原子个数之比=(1/16×5):(1/32×2)=5:1,故A正确;B.根据n=m/M知,相同质量时,二者的物质的量之比等于其摩尔质量的反比,为32g/mol:16g/mol=2:1,故B错误;C.根据N=nNA=NA×m/M知,相同质量时,二者的分子个数之比等于其摩尔质量的反比,为32g/mol:16g/mol=2:1,故C错误;D.摩尔质量在数值上等于相对分子质量,CH4和O2的摩尔质量的数值分别为16、32,故D错误;故选:A。
12.规范的化学试卷的上方总有相对原子质量一项,如Na-23;Cl-35.5;Br-80;I-127等,这些数值确切地说是
A.核素的相对原子质量 B.元素的近似平均相对原子质量
C.元素的平均相对原子质量 D.元素的平均相对原子质量的近似值
【答案】D
【解析】同种元素可能有多种核素,不同核素的相对原子质量不同,Na-23;Cl-35.5;Br-80;I-127等,这些数值是元素的平均相对原子质量的近似值,故选D。
考点四 元素“位、构、性”关系及应用
13.已知某元素的原子序数为12,该元素在周期表中位于
A.第三周期第ⅡA族 B.第二周期第Ⅷ族
C.第二周期第ⅡA族 D.第四周期第ⅡB族
【答案】A
【解析】原子序数为12的元素为Mg,为主族元素,核外电子数为12,电子分排在三层,内向外分别为2、8、2,故位于周期表第三周期第ⅡA族,A符合题意;答案选A。
14.如图所示,A、B、C、D、E是元素周期表中的5种主族元素。下列说法中不正确的是
A.A、E原子序数之差可能为2 B.D、E原子序数之差可能为18或32
C.B、C原子序数之差一定是2 D.B、D原子序数之差大于8
【答案】A
【解析】A.由题给5种元素的位置关系可以看出﹐A不是第一周期元素。因为A若为氢元素,则其位于最左侧的ⅠA族,那么就不应有B,所以A、E原子序数之差不可能为2,故A错误;B.A、E、D可能为ⅣA、ⅤA或ⅥA族元素,以ⅥA族元素为例,由如表原子序数之差可知D、E原子序数之差可能为18或32,故B正确;
元素符号
O
S
Se
Te
Po
原子序数
8
16
34
52
84
原子序数之差
8 18 18 32
C.B、C之间仅隔有1种E元素,故其原子序数之差一定为2,故C正确;D.根据B选项,D、E原子序数之差可能为8或18或32,B原子序数比E小1,所以B,D原子序数之差应大于8,故D正确;选A。
15.短周期元素X、Y、Z、W在元素周期表中的相对位置如图所示。已知Y、W的原子序数之和是Z的3倍,下列说法正确的是
Y
Z
X
W
A.原子半径:X<Y<Z B.气态氢化物的稳定性:X>Z
C.非金属性:Y>Z D.最高价氧化物对应水化物的酸性:W>X
【答案】D
【解析】由元素在周期表的位置可知,X为Si元素、Y为N元素、Z为O元素、W为Cl元素;A.同周期自左而右原子半径减小,电子层越多原子半径越大,所以原子半径的大小顺序为:X>Y>Z,故A错误;
B.同一周期中,元素的非金属性随着原子序数的增大而增强,同一主族中,元素的非金属性随着原子序数的增大而减小,元素的非金属性越强,其氢化物越稳定,X是Si元素,Z是N元素,N元素的非金属性大于P元素,P元素的非金属性大于Si,所以N元素的非金属性大于Si元素,则气态氢化物的稳定性:Z>X,故B错误;C.同一周期中,元素的非金属性随着原子序数的增大而增强,非金属性:Y<Z,故C错误;D、同一周期中,元素的非金属性随着原子序数的增大而增强,元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,Y的非金属性小于W,所以W的最高价氧化物的水化物酸性大于Y,故D正确;故选D。
16.甲~戊均为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是
A.原子半径:丁>戊>乙
B.非金属性:戊>丁>丙
C.甲的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸
D.丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【解析】戊的最高价氧化物对应水化物为强酸,戊可能是S,也可能为Cl,如果戊是S,则乙为O,丁为P,丙为Si,甲为C,如果戊是Cl,则乙为F,丁为S,丙为P,甲为N,据此分析。A.同主族从上到下,原子半径依次增大,同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外),原子半径大小顺序是丁>戊>乙,故A正确;B.同主族从上到下,非金属性依次减弱,同周期从左向右非金属性逐渐增强,非金属性:戊>丁>丙,故B正确;C.由分析可知,甲可能为C或N,HNO3是强酸,H2CO3是弱酸,故C错误;D.若丙为Si,最高价氧化物对应水化物是H2SiO3,能与碱反应,若丙为P,最高价氧化物对应水化物是H3PO4,也能与碱反应,故D正确;故选C。
(
质子:带1个单位正电荷,质子数=核电荷数
→
决定
元素
种类
)知识导图记忆
(
中子:不带电,中子数=质量数-质子数
) (
原子核
) (
→
决定
核素
种类
)
(
带1个单位负电荷,质量很小。最外层电子数决定主族元素的
化学
性质。
关系:
原子序数=
核电荷数=
质子数=核外电子数
;
质量数(
A
)=
质子数(
Z
)+中子数(
N
)
) (
原子的构成
)
(
核外电子
)
(
概念:
具有相同
核电荷数
(
质子
数)的同一类
原子
的总称
。
特征:
通过形成的单质或化合物来体现
。
)
(
原子结构
X
) (
元素
)
(
概念:
具有一定数目的
质子
和一定数目的
中子
的一种
原子
。
特征:
不同核素可能质子数
、
中子或质量数
相同
,
也可能
各数均
不相同
。
) (
核素
) (
核素
)
(
概念:
质子数
相同而
中子数
不同的同种元素的不同
原子
或同种元素的不同
核素
。
特征:
同位素(之间)质量数
不同
,化学性质基本
相同
。
) (
同位素
)
(
定义
) (
原子:
一个原子(即核素)的质量与
12
C
原子质量的
的比值
。
)
(
相对原子质量
) (
元素:
按该元素各种天然同位素原子所占的
原子
个数
百分比算出的平均值
。
)
(
计算式:元素相对原子质量(
M
)
=M
1
×a
1
%+M
2
×a
2
%+ M
3
×a
3
%+ M
n
×a
n
%
。
)
(
计算
) (
含义:M
1
.......为同位素相对原子质量,a为对应丰度
。
)
知识目标复核
【学习目标】
1.通过旧知回顾,进一步了解构成原子的基本微粒。
2.依据原子呈电中性,结合原子的构成,理解构成原子的微粒数之间的关系。
3.利用宏微结合的思想,通过对比分析,知道元素、核素、同位素的含义。
4.从定义出发,通过实例分析,能理解和计算元素的相对原子质量。
【学习重难点】
1.构成原子的微粒及相互关系
2.相对原子质量的概念及计算
1.2019年诺贝尔化学奖获得者Whittlingham博士用二硫化钛(TiS2)与锂造出了锂电池的雏形。Ti的一种核素为,下列有关的说法错误的是
A.原子序数为22 B.质子数为22
C.中子数为26 D.电子数为48
【答案】D
【解析】A.原子序数等于质子数,由该核素符号知其质子数为22,即原子序数22,A正确;B.由该核素符号知其质子数为22,B正确;C.中子数加质子数等于质量数,即中子数=48-22=26,C正确;D.该核素电子数为22,D错误; 故选D。
2.下列各组微粒中属于同位素的是
A.D2O和H2O B.O2和O3 C.40Ar和40Ca D.35Cl和37Cl
【答案】D
【解析】A.同位素是质子数相同、中子数不同的原子,D2O和H2O是分子,D2O和H2O不属于同位素,故不选A;B.O2和O3是氧元素组成的不同单质,属于同素异形体,故不选B;C.同位素是质子数相同、中子数不同的原子,40Ar和40Ca质子数不同,40Ar和40Ca不是同位素,故不选C;D.35Cl和37Cl是质子数相同、中子数不同的原子,属于同位素,故选D;选D。
3.是重要的核工业原料。下列有关U说法错误的是
A.质量数为235 B.核外有92个电子
C.含有143个中子 D.与互为同素异形体
【答案】D
【解析】A.中92代表质子数,235代表质量数,故A正确;B.原子中质子数等于电子数,质子数为92,则原子核外有92个电子,故B正确;C.的中子数=质量数-质子数=235-92=143,故C正确;D.同种元素的不同单质互为同素异形体,与质子数相同、中子数不同,互为同位素,不是同素异形体,故D错误;故选:D。
4.下列关于说法中不正确的是
A.C60、金刚石互为同素异形体
B.同素异形体彼此间物质性质是有差异的
C.由同种元素组成的物质一定为纯净物
D.同素异形体之间的转化是化学变化
【答案】C
【解析】A.C60、金刚石是由碳元素组成的单质,两者互为同素异形体,A正确;B.同素异形体之间的性质差异主要表现在物理性质上,化学性质上也有着活性的差异,B正确;C.C60、金刚石是由碳元素组成,两者混在一起,组成元素是C,但为混合物,C错误;D.同素异形体之间的转化生成了新的物质,是化学变化,D正确;故选C。
5.下列粒子半径大小的比较正确的是
A.原子半径:
B.原子半径:
C.离子半径:
D.第三周期元素简单离子的半径从左到右逐渐减小
【答案】B
【解析】A.F与Cl属于同一主族元素,随着电子层数的递增,原子半径逐渐增大,所以原子半径:Cl>F,故A错误;B.Na、S、Cl属于同一周期元素,随着原子序数的递增,原子半径逐渐减小,故B正确;C.电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故C错误;D.第三周期元素简单阳离子的半径从左到右逐渐减小,但简单阴离子的半径大于简单阳离子的半径,故D错误;答案选B。
6.下列关于化学与职业的说法错误的是
A.营养师会根据食品科学、营养学和医学专业知识,结合服务对象的特殊需求进行膳脱食指导
B.水质检验员对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验评定
C.化学科研工作者是指从事与化学有关的基础研究和应用研究的专业技术人员
D.科技考古研究人员利用对文物进行年代测定
【答案】D
【解析】A.营养师会根据食品科学、营养学和医学专业知识,结合服务对象的特殊需求进行膳食指导,保持营养均衡,故A正确;B.水质检验员是指对天然水、工业用水、生活用水等的物理性质、化学性质及生物性质进行检验和评定的专业技术人员,一般检验氯离子、硫酸根离子、微生物、有机物等,故B正确;C.化学科研工作者是指从事与化学有关的基础研究和应用研究的专业技术人员,故C正确;D.科技考古研究人员利用14C对文物进行年代测定,故D错误;选D。
7.可控核聚变的原料3He是一种安全高效而又清洁无污染的物质,据统计,月球土壤的3He含量可达500万吨。关于3He的叙述正确的是
A.3He和4He两种核素互为同素异形体
B.3He和4He两种核素互为同位素
C.核聚变时,原子核发生了变化,发生了化学反应
D.在3He中存在:质子数=中子数=核外电子数
【答案】B
【解析】A.3He和4He质子数相同,中子数不同,属于同位素,A错误;B.3He和4He质子数相同,中子数不同,属于同位素,B正确;C.发生化学反应时原子的种类并没有发生改变,核聚变不属于化学反应,C错误;D.因在原子中:质子数=原子序数=核电荷数=核外电子数,3He质子数为2,中子数为1,两者不等,D错误;故选B。
8.下列说法中正确的是
A.12C和14C互为同素异形体
B.H2O和H2O2互为同素异形体
C.金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是所含碳原子的数目不同
D.金刚石、石墨和C60在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳
【答案】D
【解析】A.12C和14C为碳原子,互为同位素,同种元素形成的不同单质互为同素异形体,故A错误;B.同种元素形成的不同单质互为同素异形体,H2O和H2O2为两种不同的化合物,故B错误;C.金刚石、石墨和C60性质不同的根本原因是金刚石、石墨、C60的内部结构不同,所以三者的性质不同,故C错误;D.金刚石、石墨和C60都是碳元素的单质,在氧气中完全燃烧都生成二氧化碳,故D正确;故选:D。
9.下列说法正确的是
A.同一元素各核素的质量数不同,但它们的化学性质几乎完全相同
B.任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成
C.原子失去一个电子后的电子数与原子相同,所以变成原子
D.的质量数相同,它们互为同位素
【答案】A
【解析】A.质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,因此同一元素各核素的质量数不同,但它们的化学性质几乎完全相同,A正确;B.例如氕原子中没有中子,B错误;C.钠失去电子,带1个正电荷,变为钠离子,C错误;D.三者的质子数不同,是不同的元素,不是同位素,D错误;故选A。
10.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X和Z位于同一主族,Z元素原子最外层电子数是最内层电子数的3倍,Y是地壳中含量最高的金属元素。下列说法正确的是
A.原子半径: B.最高价氧化物对应水化物的酸性:
C.简单气态氢化物的热稳定性: D.X分别与Z、W都不能形成多种化合物
【答案】B
【解析】短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Z原子的最外层电子数是其内层电子总数的3倍,Z有3个电子层,最外层电子数为6,故Z为S元素,X与Z属于同一主族,故X为O元素,Y是地壳中含量最高的金属元素,故Y为Al元素,W的原子序数比硫元素大且是短周期主族元素,则W为Cl,以此解答该题。由题给信息可推知,X为O元素、Y为Al元素、Z为S元素、W为Cl元素。A.同一周期元素原子半径随着原子序数增大而减小,原子半径:r(X)<r(Z)<r(Y),A错误;B.非金属性:S<Cl,最高价氧化物对应水化物的酸性中硫酸的酸性弱于高氯酸,即Z<W,B正确; C.非金属O>S,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,简单气态氢化物水的热稳定性强于硫化氢,即X>Z,C错误;D.O分别与S、Cl能够形成的化合物有SO2、SO3,Cl2O、ClO2、Cl2O7等,都能形成多种化合物,D错误;故选:B。
11.已知X、Y、Z、W原子序数都不超过18,它们的离子aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dWn-具有相同的电子层结构,则下列说法正确的是
A.原子序数:a>b>d>c B.离子半径:X(n+1)+>Yn+>Z(n+1)->Wn-
C.离子氧化性:Yn+>X(n+1)+ D.单质氧化性:Z>W
【答案】A
【解析】aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dWn-具有相同的电子层结构,则X、Y为第三周期元素,Z、W为第二周期元素,且X在Y的右边,Z在W的左边,且原子序数:a>b>d>c,A.aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dWn-具有相同的电子层结构,则有:a-n-1=b-n=c+n+1=d+n,根据分析,X、Y处于周期表中Z、W的下一周期,且原子序数:a>b>d>c,A正确;B.具有相同电子层结构的离子,原子序数越大,离子半径越小,则离子半径:Z(n+1)->Wn->Yn+>X(n+1)+,B错误;C.元素的金属性越强,对应离子的氧化性越弱,则离子氧化性:Yn+<X(n+1)+,C错误;D.同周期元素从左向右非金属性逐渐增强,其单质的氧化性逐渐增强,根据原子序数:d>c,故单质的氧化性:W>Z,D错误;答案选A。
12.X元素组成三种气态单质都是双原子分子,它们的相对分子质量分别是32、34、36。现有这三种单质的混合气体,分子数之比为15:4:1,下列说法正确的是
A.若该容器中的全部转化成同素异形体,则的分子有21种
B.质量数为16的同位素的丰度为85%
C.该元素的近似相对原子质量为17
D.该元素所含三种同位素的原子数之比为15:4:1
【答案】B
【解析】X元素组成三种气态单质都是双原子分子,它们相对分子质量分别 32、34、36,则X元素应有两种核素,16X、18X,据此分析A.构成成X3,应是16X3、16X218X、16X18X2、18X3,共有4种形式,故A错误;B.三种双原子气态单质分别为16X2、16X18X、18X2,分子数之比为15∶4∶1,因此质量数为16同位素的丰度为=85%,故B正确;C.元素的近似相对原子质量为16×85%+18×15%=16.3,故C错误;D.根据上述分析,X有两个同位素,故D错误;答案为B。
13.下表是元素周期表的一部分,有关说法正确的是
族
周期
2
丙
丁
3
甲
乙
戊
己
A.戊的氢化物比丁的氢化物稳定
B.甲、乙、戊三种元素的原子半径:戊>乙>甲
C.六种元素中,丙元素单质的化学性质最活泼
D.丙、戊、己的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强
【答案】D
【解析】根据周期表位置关系可知甲乙丙丁戊己分别为Na、Mg、C、O、S、Cl。A.非金属性:O>S,非金属性越强,对应的氢化物热稳定性越强,故戊的氢化物H2S比丁的氢化物H2O更不稳定,A错误;B.同周期主族元素原子半径从左往右原子半径递减,故甲、乙、戊三种元素的原子半径:Na> Mg >S,B错误;C.六种元素中,丁元素单质氧气的化学性质最活泼,C错误;D.非金属性越强,对应的最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,因非金属性:Cl >S>C,故丙、戊、己的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强,D正确。故选D。
14.回答下列问题
I.在、、、、、中:
(1)_______和_______互为同位素;
(2)_______和_______的质量数相等,但不能互称同位素;
(3)_______和_______的中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素。
(4)由碳元素组成的同素异形体有_______、_______(任写两种)。
II.根据你所学氧化还原反应的知识,回答下列问题:
已知:8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2。
(5)该反应中,氧化剂是_______,还原剂是_______。
(6)反应生成2molN2,转移_______mol的电子。
(7)氧化剂与氧化产物的物质的量比为_______。
(8)当生成28gN2时,被氧化的物质的质量是_______g。
【答案】(1) (2)
(3) (4)金刚石 石墨、C60
(5)Cl2 NH3 (6)12
(7)3:1 (8)34
【解析】(1)质子数相同,而中子数不同的同一元素的原子互称为同位素,故和互为同位素;
(2)质量数相等,但不能互称同位素的为:和;
(3)中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素的是:和;
(4)同素异形体是指同种元素形成的不同单质,由碳元素形成的同素异形体有金刚石、石墨、等;
(5)根据化合价的变化,8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2,化合价升高,被氧化,作还原剂;,化合价降低,被还原,作氧化剂;
(6),生成1moN2l,转移6mol电子,反应生成2molN2,转移12mol的电子;
(7)氧化剂为3molCl2与氧化产物为1molN2,二者物质的量比为3:1;
(8)当生成2molN2时,被氧化的物质为2molNH3,质量为34g。
15.Ⅰ、一密闭容器被无摩擦、可滑动的两隔板a和b分成甲、乙两室。标准状况下,在乙室中充入,甲室中充入、的混合气体,静止时隔板位置如图。已知甲、乙两室中气体的质量之差为10.9g。回答下列问题:
(1)甲室中气体的物质的量为___________mol。
(2)甲室中气体的质量为___________g。
(3)甲室中、的平均相对分子质量为___________。
(4)经过查资料知道(常温下是固体),如果将隔板a去掉,当与完全反应后,隔板b将静置于刻度“___________”处(填数字)。
Ⅱ、现有下列基本粒子:、、、、、、、,回答下列问题:
(5)有___________种不同的核素。互为同素异形体的粒子为___________。
(6)中子数相等的是___________和___________。
【答案】(1)1.0 (2)11.0
(3)11g/mol (4)2
(5)5 O2、O3 (6)H 2H+
【解析】(1)相同条件下,气体的物质的量之比等于其体积之比,看图可知甲、乙两室气体的体积比为5:3,故其物质的量之比为5:3,所以甲室中气体为1.0mol,故答案为:1.0;
(2)结合(1)可知甲中气体质量应介于2g——17g之间,HCl气体的质量为0.6mol×36.5g/mol=21.9g,则甲室中气体的质量为21.9g-10.9g=11.0g,故答案为:11.0;
(3)甲室中NH3、H2的总物质的量为1mol,总质量为11.0g,摩尔质量M==11g/mol,故答案为:11g/mol;
(4)设甲中氨气的物质的量分数为x,则17×x+2×(1-x)=11,解得x=,则甲室中NH3的物质的量为1.0mol×=0.6mol,恰好等于HCl的物质的量,所以二者恰好完全反应生成NH4Cl固体,剩余H2的物质的量为0.4mol,相同条件下,气体的体积之比等于其物质的量之比,所以活塞b将会左移至“2”处,故答案为:2;
(5)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子,上述基本粒子中有1H、2H、3H、14N、14C共5种核素;同素异形体是指由同样的单一化学元素组成,因排列方式不同,而具有不同性质的单质,、O3是互为同素异形体的粒子,故答案为:5;O2、O3;
(6)H、2H+的质量数都是2,质子数都是1,二者中子数相等,都是1,故答案为:H、2H+。
16.A、B、C、D、E均为短周期主族元素。已知:①氢化物的稳定性:;②、具有相同的电子层结构;③A与B在同一周期,在该周期所有主族元素中,A的原子半径最大,B的氧化物既可以与强酸反应,又可以与强碱反应;④A与B质子数之和是D质子数的3倍。依据上述信息用相应的化学用语回答下列问题:
(1)写出下列元素的名称:B ,D 。
(2)C元素在元素周期表中的位置为 ,A、B、C、D四种元素的离子半径由大到小的顺序为 。
(3)、两种离子的还原性较强的是 ,能证明两者还原性强弱的离子方程式为 。
(4)在A、B、E三种单质中,符合下列转化关系的单质是 。
单质化合物1化合物2最高价氧化物对应的水化物
【答案】(1)铝 氧
(2)第三周期第ⅥA族 S2->O2->Na+>Al3+
(3)S2- Cl2+S2-=2Cl-+S↓ (或者Cl2+H2S=2Cl-+S↓+2H+)
(4)Na
【解析】A、B、C、D、E均为短周期主族元素。已知:③A与B在同一周期,在该周期所有主族元素中,A的原子半径最大,B的氧化物既可以与强酸反应,又可以与强碱反应,则B为铝,A为钠;④A与B质子数之和是D质子数的3倍,则D的质子数为=8,D为氧。①氢化物的稳定性:,则C为硫;②Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构,则E为氯。从而得出A、B、C、D、E分别为Na、Al、S、O、Cl。
(1)由分析可知,B为铝,D为氧。
(2)C为16号元素硫,原子结构示意图为,则在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族,A、B、C、D四种元素分别为Na、Al、S、O,Na+、Al3+、O2-的电子层结构相同,核电荷数越小,离子半径越大,S2-电子层数最多,则离子半径由大到小的顺序为S2->O2->Na+>Al3+。
(3)Cm-、E(m-1)-两种离子分别为S2-、Cl-,非金属性S<Cl,则还原性较强的是S2-;可利用置换反应证明两者还原性强弱,离子方程式为Cl2+S2-=2Cl-+S↓(或者Cl2+H2S=2Cl-+S↓+2H+)。
(4)在Na、Al、Cl三种单质中,Al与O2反应生成的Al2O3不能再与O2反应,Cl2与O2不能直接反应,只有Na能发生图中转化:NaNa2ONa2O2NaOH,则符合下列转化关系的单质是Na。
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