第三单元 人类对原子结构的认识（同步讲义）化学苏教版2019必修第一册

专题2 研究物质的基本方法 第三单元 人类对原子结构的认识 教学目标 1．知道原子结构模型的演变。 2．了解原子核的构成；认识元素、核素和同位素的含义。 3．能进行有关质量数、质子数、中子数、核外电子数的计算。 4.了解元素原子核外电子排布的基本规律。 5．知道核外电子能量的高低与分层排布的关系，能用原子（离子）结构示意图表示1~18号元素的核外电子排布。 6．掌握元素化学性质与核外电子排布的规律。 重点和难点 重点：掌握原子核的构成。 难点：掌握核外电子排布规律、原子和离子的核电荷数与电子数的关系、元素的化学性质与原子核外电子排布的关系及元素化合价和核外电子排布的关系。 ◆知识点一 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 2．道尔顿的近代原子学说——实心球模型 英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的____________关系，提出了原子学说。认为物质由______构成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型 英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在______，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的____________中。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 英国物理学家卢瑟福根据____________现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在______，带______，电子带负电，在其周围____________，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列____________上运动，每个轨道都具有一个确定的______；核外电子在这些____________上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 6．电子云模型(现代原子结构学说) 20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用_________模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。 即学即练 1．关于下列化学家及其贡献的说法不正确的是 A．舍勒用软锰矿和浓盐酸混合加热，产生了黄绿色气体 B．道尔顿提出了分子学说，为近代化学的发展奠定了坚实基础 C．拉瓦锡提出了燃素学说，使近代化学取得了革命性的进展 D．门捷列夫发现元素周期律，使化学的研究变得有规律可循 2．人类认识原子结构经历了漫长的历程，首先发现电子的科学家是 A．卢瑟福 B．玻尔 C．汤姆生 D．道尔顿 3．下列说法正确的是 A．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的 B．人们发现了112种元素，即共有112种核素 C．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 D．原子结构模型演变历史可以表示为： ◆知识点二 原子核的构成 1．原子的构成 原子是由带正电的______和带负电的_________构成的，原子核又是由______和______构成的，______带正电，____________不带电。 2．质量数： 将原子核内所有的质子和中子的____________取______值，加起来所得的数值。 3．原子的表示符号： X表示____________是Z，____________为A的一种X原子。 如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。 4．构成原子的微粒间的两个关系 (1)质量数(A)＝__________________。 (2)核电荷数＝____________＝____________=原子序数。 5．元素、核素和同位素 (1)概念辨析： 元素：具有相同____________的同一类原子的总称。 核素：具有一定____________和一定____________的一种原子。 同位素：______相同，____________不同的核素互称为同位素。 (2)氢元素的三种核素 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 ①14C在考古工作中用于测定文物的年代； ②U用于制造原子弹、核发电； ③H、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.并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如氕原子核内无中子。 2.在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。 即学即练 1．我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．的半衰期长，说明难以失去电子 C．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 D．从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 2．是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．和均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分和 D．衰变为的过程属于化学变化 3．(核磁共振)、可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWüthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关叙述正确的是 A．与有相同的中子数 B．的质子数为13 C．N与N互为同位素 D．N的核外电子数与中子数相同 ◆知识点三 原子核外电子排布 1．电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由近到远 能量 由低到高 2．原子核外电子排布的一般规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在____________的电子层上，然后依次____________排布在____________的电子层上。 (2)数量规律 ①每层最多容纳2n2个电子； ②最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； ③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示____________和____________。 ②用弧线表示______。 ③弧线上的数字表示__________________。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝____________。 如钠的原子结构示意图： (2)离子结构示意图： (1)当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 (2)非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 易错提醒 核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最少可排18个电子，而当它是最外层时，最少排8个电子。 即学即练 1．下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 2．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 3．2005年有科学家在《Science》上发表论文，宣布发现铝的超原子结构 Al13和Al14，并在质谱仪检测到稳定的等。Al13和Al14的性质很像现行周期表中某些主族元素，已知当这类超原子具有40个价电子时最稳定(价电子指最外层电子)。下列说法不正确的是 A．Al13与卤素原子(ⅦA族)性质相似，能形成稳定的 B．Al14与HI反应的化学方程式为：Al14＋2HI=Al14I2＋H2↑ C．Al14超原子与烧碱溶液一定生成NaAlO2和氢气 D．Al14超原子共有42个价电子，容易失去2个电子形成稳定的Al ◆知识点四 原子结构与元素性质的关系 元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的__________________，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是____________有关。 1．金属元素原子最外层电子数一般______4，较易______电子，化合价常显______价。 2．非金属元素原子最外层电子数一般____________4，通常易______电子，在化合物中化合价常显______价。 3．稳定结构与不稳定结构 (1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 (2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 特别提醒 1.金属元素的原子最外层电子一般小于4个，在化学反应中易失去电子，具有金属性； 2.非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中易得到电子，具有非金属性。 3.稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 即学即练 1．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 2．下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是 A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数 C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素 D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素 3．“嫦娥一号”的主要任务之一是探明月球上He的储量。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的He，每百吨He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He的形式存在。下列说法正确的是 A．He原子核内有4个质子 B．He和He互为同位素 C．He原子核内有3个中子 D．He最外层电子数为2，所以He容易失去这两个电子 一、原子核的构成 原子的组成 实践应用 1．的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应如下：。下列说法正确的是 A．互为同位素 B．上述人工合成反应中涉及2种元素、5种核素 C．原子比原子少三个核外电子 D．在中存在：质子数=中子数=核外电子数 2．已知、、均属于碳元素。近日，同济大学科研团队在《Nature》上发表了最新科研成果，即合成了和两种全新的纯碳分子材料，有望应用于未来的分子电子学器件。下列说法正确的是 A．、、属于同一种核素 B．和具有不同的核外电子排布 C．、均为碳元素的同素异形体 D．和的化学性质有很大差异 3．元素M、R形成的简单离子与的核外电子数之和为20，下列说法正确的是 A．M原子的质子数一定大于R原子的质子数 B．M的核电荷数可能为8 C．与的电子层结构不可能相同 D．两种离子结合可形成MR型化合物 二、原子核外电子排布规律 1．核外电子排布规律 核外电子的排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地理解，电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，即电子先排满第一层，当第一层排满再排第二层；每个电子层最多容纳2n2个电子；次外层不超过18个电子，最外层不能超过8个电子，所以钾的核外电子排布结构如图2所示： 2．原子和离子的核电荷数与电子数的关系： (1)原子：核电荷数(质子数)＝核外电子数。 (2)阳离子：核电荷数(质子数)＝阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数。 (3)阴离子：核电荷数(质子数)＝阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数。 实践应用 1．已知：34Se (硒)与S为同族元素。下列化学用语说法正确的是 A．质量数为79的原子表示为： B．的结构示意图为 C．的结构式为，含有非极性键 D．的电子式为 2．根据如图信息进行判断，下列有关说法中错误的是（　　） A．甲微粒可表示为Cl﹣ B．乙微粒的相对原子质量是35.5g C．甲、乙两种微粒均属于氯元素 D．甲、乙两种微粒具有不同的化学性质 3．有四种微粒的结构示意图：    下列叙述中错误的是（    ） A．它们属于不同元素 B．它们都是离子 C．它们的最外层都具有稀有气体原子的稳定结构 D．它们的核外电子排布均相同 三、原子结构与元素性质的关系 1．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系 (1)化学反应的特点：原子核不发生变化，但核外电子可能发生变化。 (2)元素的化学性质与原子结构的关系 ①活泼金属元素的原子最外层电子数较少(＜4)容易失去。 ②活泼非金属元素的原子最外层电子数较多(＞4)容易从外界获得电子。 ③稀有气体元素原子最外层有8个(He 2个)电子，化学性质稳定，不易得失电子。 2．元素化合价和核外电子排布的关系 (1)活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价。 化合价数值＝失去电子的数目 (2)活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。 最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 实践应用 1．下列各组原子结构示意图中，所表示的两种元素具有相似化学性质的是（      ） A． B． C． D． 2．元素X的原子获得3个电子和元素Y的原子失去2个电子后，它们的电子层结构与氖原子的电子层结构相同，X、Y两种元素的单质在高温下得到的化合物的正确的化学式为 A．Y3X2 B．X2Y2 C．X3Y2 D．Y2X3 3．X和Y均为短周期元素，两者组成的化合物为X3Y2，若Y的原子序数为m，则X的原子序数不可能是 A．m＋6 B．m＋5 C．m－3 D．m－11 考点一 原子（离子）结构示意图 【例1】钙是人体内含量最高的金属元素。如图是钙原子结构示意图，下列说法中不正确的是 A．钙元素的原子序数是20 B．钙元素位于元素周期表的第三周期 C．钙原子在化学变化中易失电子 D．氧化钙(CaO)中钙元素化合价为+2 解题要点 1． 要正确区分原子结构示意图和离子结构示意图(通过比较核内质子数和核外电子数)。 2． 将电子排布的几个规律加以融合，不能片面理解，要从整体上加以把握，正确对核外电子进行排布。 3． 示意图的绘制应符合标准，注意图形的完整性，如：圆圈内的“＋”不能省略。 【变式1-1】已知X、Y、Z、W四种元素，原子序数小于18且依次增大。其中X元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Y元素最外层电子数比其次外层电子数多4个；Z元素原子最外层有1个电子；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数。下列说法正确的是 A．W元素形成的阴离子的结构示意图为 B．化合物XY属于酸性氧化物 C．化合物Z2Y能与XY2发生氧化还原反应 D．化合物Z2W中阴、阳离子的最外层电子数均达到8个电子稳定结构 【变式1-2】下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．硫离子()的结构示意图： C．中氮元素的化合价：−3 D．氧化铁的化学式： 考点二 核外电子排布规律 【例2】下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 解题要点 1.原子结构示意图是核外电子排布规律的具体体现，其构成图示如下： 2.原子失去电子变为阳离子时，原子核不变，电子层数改变，最外层电子数改变，原子带正电荷；原子得到电子变为阴离子时，原子核不变，电子层数不变，最外层电子数改变，原子带负电荷。 【变式2-1】关于原子结构的叙述正确的是（      ） A．原子的次外层电子数都是2 B．稀有气体元素原子的最外层电子数均为8 C．原子的最外层电子数不超过8个 D．所有的原子核都是由质子和中子构成的 【变式2-2】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，下列前者是后者4倍的是（    ） ①核外电子数    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．①②③ 考点三 元素、核素、同位素之间的关系 【例3】福岛核电站排放的核废水中含有放射性核素氚（）。下列说法错误的是 A．核废水会影响生态环境 B．与 的性质相同 C．原子的质量为 D．、、都属于氢元素 解题要点 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 【变式3-1】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是 A．离子是带电的原子，所以带电的粒子一定是离子 B．原子核是由质子和中子构成，所以氢原子核中都含有质子和中子 C．在同一化合物中，金属元素显正价，所以非金属元素都一定显负价 D．化合物是由不同种元素组成的物质，所以由同种元素组成的物质一定不是化合物 【变式3-2】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、质子组成的 C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子 D．Ar、K、Ca的质量数相同，所以它们是互为同位素 基础达标 1．化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．飞船外壳材料使用的是钛合金，其熔点高于纯钛 B．我国“硅-石墨烯锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破，所涉元素都是短周期元素 C．“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料， 则和3H具有相同的中子数 D．“人造太阳”的核燃料、互为同位素 2．铀核裂变过程可表示为：，下列说法错误的是 A．原子核内有1个中子 B．和互为同位素，化学性质几乎相同 C．原子核内有88个中子，质量数为144 D．的质子数为36，是一种性质活泼的非金属元素 3．下列有关化学用语的表示方法中正确的是 A．硫原子的结构示意图： B．NH4Cl的电子式： C．原子核内有10个中子的氧原子： D．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正方形的中心 4．86号元素的不完整的原子结构示意图为，下列预测错误的是 A． B． C．该元素原子的中子数为86 D．该单质很难与其他物质发生反应 5．下列有关化学用语表示正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．硫离子（）的结构示意图： C．中氮元素的化合价： D．氧化铁的化学式： 6．H、C、N、O是自然界和化学研究中最重要的四种元素。下列有关说法错误的是 A．H2、BH4-有还原性 B．C有多种同位素和同素异形体 C．液氨可用于制冷剂 D．O2参与的反应一定为氧化还原反应 7．下列化学用语正确的是 A．的电子式： B．的结构式： C．质子数为53、中子数为78的碘原子： D．的结构示意图： 8．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 9．下列说法中正确的是 A．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 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数 C．最外层有2个电子的原子都是金属原子 D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子 10．下列说法中一定错误的是 A．某原子K层上只有一个电子 B．某阳离子的核电荷数与最外层电子数相等 C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 D．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 11．元素X的最高正价和负价的绝对值之差为6，元素Y原子次外层与元素X原子次外层均为8个电子，X、Y的离子具有相同的电子排布，X、Y形成的化合物是 A．CaCl2 B．MgCl2 C．MgF2 D．KBr 12．X、Y、Z、W、R为原子序数依次增加的短周期元素，除Y外，其余元素最外层电子数均为奇数，Y为地壳中含量最多的元素，只有Z为金属元素，且X、Z的最外层电子数相等，X、Y、R的单质在常温下均为气体，W的核外电子总数是其最外层电子数的3倍。请根据所学知识回答下列问题： (1)X、Y、Z三种元素的名称分别为 、 、 。 (2)W元素的原子结构示意图为 ；R元素形成的简单阴离子的结构示意图为 。 (3)写出一种含X、Y、Z、W四种元素的化合物的化学式： 。 (4)化合物ZX中X的化合价为 ；已知ZX能与反应生成，则其反应方程式为 ，当该反应中消耗时生成的在标准状况下的体积为 L。 13．核外电子排布规律 (1)能量最低原理 电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按 顺序排列。 (2)电子层最多容纳的电子数 ①第n层最多容纳 个电子，K、L、M、N层最多容纳的电子数依次为2、8、18、32。 ②K层为最外层时最多容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为 。 ③K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为 。 综合应用 14．X、Y、Z三种元素的原子序数依次减小且三者原子序数之和为16，其常见单质在适当条件下可发生如图所示变化，其中B和C均为10电子分子。下列说法正确的是 A．1 mol Y和4 mol Z在一定条件下充分反应可生成2 mol C B．相同条件下，C的沸点高于B C．C与X在一定条件下反应一定生成A和B D．A和C在一定条件下能发生氧化还原反应 15．门捷列夫曾经说过：“从积累的事实得出结论就是理论；而理论使我们能够预见事实。”2016年确认了四种新元素，其中一种为，中文名为“镆”。元素可由反应：得到。下列有关说法正确的是 A．元素的质子数为115 B．与互为同素异形体 C．原子的中子数为20 D．元素位于元素周期表中第VIA族 16．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是 A．电子云图中的小黑点密表示该核外空间的电子多 B．各原子轨道的伸展方向种数按、、的顺序分别为3、5、7 C．同一个基态原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的 D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱 17．月球土壤中含有(钍)元素，是一种天然的放射性核素。2022年，我国科研团队采用和(铪)熔合蒸发技术合成了新核素。下列说法错误的是 A．化学性质不活泼 B．中含有176个质子 C．互为同位素 D．中分别含有142个、117个中子 18．科学家通过粒子加速器将钙离子加速到极高速度，撞击锎(Cf)靶核，成功合成了超重元素鿫(Og)，该反应的核反应方程式可表示为：。Og是一种极不稳定的超重元素，会迅速衰变为更轻的元素。下列说法正确的是 A．Og位于周期表第7周期0族 B．可用作示踪原子研究化学反应历程 C．和互为同素异形体 D．Cf元素的相对原子质量为249 19．反应是检验酒精的原理。下列说法正确的是 A．中子数为28的铬原子： B．的电离方程式： C．的结构示意图： D．中碳元素的化合价：-2 20．反应可用干壁画修复。下列说法正确的是 A．的结构示意图为 B．中子数为16的磷原子： C．中O元素的化合价为-2 D．、、互为同位素 21．下列化学用语正确的是 A． B．的摩尔质量是50 C．的结构示意图： D．CaO溶于水的化学方程式： 22．下列几种物质：①MgCl2；②H2O；③Al；④H2O2；⑤K2O2；⑥Ca(OH)2；⑦HClO；⑧I2；⑨He。 (1)只含有离子键的是 (填序号，下同)；含有共价键的离子化合物是 ；共价化合物是 。 (2)CH4的空间结构是 ，CCl4的结构式是 ，N2的电子式是 ；用电子式表示MgCl2的形成过程为： 。 (3)如图是四种粒子的结构示意图。 上述粒子中氧化性最强的元素是 (填字母)，将它的单质通入KI溶液反应的化学方程式为 ，实验现象为 。D的单质与NaOH溶液发生反应的离子方程式为 。 23．嫦娥五号探测器带回的月壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的W、X、Y、Z为1～18号元素中的四种，且原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，其中W的最外层电子数是内层电子总数的3倍，X、Y、Z原子序数是连续的。 (1)写出W元素的简单离子的电子式 ，Y元素原子的结构示意图 。 (2)Z元素在自然界中有三种稳定的同位素，相关信息如下： 核素符号 相对原子质量 丰度(%) 28Z 27.977 92.23 29Z 28.976 4.67 30Z 29.974 3.10 ①Z元素的相对原子质量为 (计算结果保留两位小数，下同)，12g中29Z的质量为 。 ②我国天问一号就含有大量的Z元素，请根据物质的分类，写出一条Z的氧化物反应的化学方程式： 。 拓展培优 24．下列是原子或离子的核外电子排布，其中错误的是 A． Na+:   B． Cl-:   C．:   D．:   25．示踪原子法是研究化学反应的重要方法之一，下列化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 26．元素X形成的气态X2的分子共有三种，其相对分子质量依次为158、160、162，此三种分子的物质的量之比为9:6:1，据此，下列说法中正确的是 A．X有三种同位素 B．其中一种同位素的质量数为80 C．X2的平均相对分子质量为159 D．质量数为79的同位素的原子百分数为50% 27．NA为阿伏加 德罗常数的值。下列有关叙述正确的是 A．107 g Fe(OH)3胶体中胶体粒子的数目为NA B．1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中CO32-和HCO3-的离子数之和为0.1NA C．常温常压下，3.6 g D2O与H218O中含有中子数2NA D．30 g由14C2H2和C18O组成的混合气体中含有的质子数为14NA 28．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在agHmX分子中含质子的物质的量是 A．mol B．mol C．mol D．mol 29．有A、B、C三种元素，已知A元素原子的K层和M层电子数相同；B元素原子的L层比K层电子数多5个；C元素的+1价阳离子和氖原子具有相同的电子数。写出： (1)A的原子结构示意图为 。 (2)已知A的相对质量为24，则1.2克A原子变为离子，失去 mol电子。 (3)B的阴离子的电子式为 ，写出物质AB2的化学式： 。 (4)C的+1价阳离子的结构示意图为 。 (5)与C的+1价阳离子具有相同质子数和电子数的微粒是_______。 A． B．F- C．H2O D．NH3 30．某化合物由W、X、Y、Z四种前18号元素组成，且原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X、Z原子最外层电子数相同；Y元素的负离子核外电子排布和氖原子相同，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等。 (1)下列图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆孙的观点的是___________。 A．①②③ B．③①② C．③②① D．②①③ (2)W原子的电子式为 ，工业上获得其单质的方法是 。 (3)X的离子结构示意图是 ，Y的元素名称是 。 (4)含Z元素的18电子微粒有 (写出2种)。 (5)科学家发现：具有2、8、20、28、50、82、114、126等数目的质子或中子的原子核具有特别的稳定性，并将这些数称为“幻数”，而具有双幻数的、、等尤为稳定，写出W、X、Y、Z中质子数为“幻数”的元素的最稳定的核素 。 (6)下列关于X、Z及其化合物的说法错误的是___________。 A．X和Z两元素形成的化合物只有一种 B．X和Z都没有简单正离子 C．H元素和X、Z形成的酸可能是强酸 D．Cu元素和X、Z形成的化合物之一是常见的干燥剂 (7)已知铜有与两种同位素，铜元素的近似相对原子质量为63.5，则在铜元素中，同位素的质量百分数约为 (保留三位有效数字)。 31．已知X、Y、Z、W、R五种元素中，X是宇宙中最丰富的元素，Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数；R元素原子最外层有1个电子，其阳离子与Z的阴离子核外电子总数相同。请完成下列问题。 (1)R元素的原子结构示意图为 ；Z元素形成的阴离子的结构示意图为 。 (2)含X、Y、Z、R四种元素的化合物的化学式为 。 (3)W的两种氧化物的分子式是 、 。 (4)化合物与反应的化学方程式为 。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 研究物质的基本方法 第三单元 人类对原子结构的认识 教学目标 1．知道原子结构模型的演变。 2．了解原子核的构成；认识元素、核素和同位素的含义。 3．能进行有关质量数、质子数、中子数、核外电子数的计算。 4.了解元素原子核外电子排布的基本规律。 5．知道核外电子能量的高低与分层排布的关系，能用原子（离子）结构示意图表示1~18号元素的核外电子排布。 6．掌握元素化学性质与核外电子排布的规律。 重点和难点 重点：掌握原子核的构成。 难点：掌握核外电子排布规律、原子和离子的核电荷数与电子数的关系、元素的化学性质与原子核外电子排布的关系及元素化合价和核外电子排布的关系。 ◆知识点一 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 2．道尔顿的近代原子学说——实心球模型 英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了原子学说。认为物质由原子构成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型 英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在电子，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的正电荷球体中。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在原子核，带正电，电子带负电，在其周围高速运行，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 6．电子云模型(现代原子结构学说) 20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。 即学即练 1．关于下列化学家及其贡献的说法不正确的是 A．舍勒用软锰矿和浓盐酸混合加热，产生了黄绿色气体 B．道尔顿提出了分子学说，为近代化学的发展奠定了坚实基础 C．拉瓦锡提出了燃素学说，使近代化学取得了革命性的进展 D．门捷列夫发现元素周期律，使化学的研究变得有规律可循 【答案】B 【详解】A．1774年，舍勒将软锰矿和浓盐酸混合加热产生了一种黄绿色气体，并把它命名为“绿气”，后来改为氯气，A正确； B．1803年，英国科学家道尔顿提出原子学说，提出不同物质的原子，其形状、大小及重量必不相同，B错误； C．1774年，法国科学家拉瓦锡提出燃烧的氧化学说，认为燃烧是物质和空气中约占五分之一的氧气反应的结果，使近代化学取得了革命性的进展，C正确； D．1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律并编制出第一张元素周期表，使得化学学习和研究变得有规律可循，D正确； 故选B。 2．人类认识原子结构经历了漫长的历程，首先发现电子的科学家是 A．卢瑟福 B．玻尔 C．汤姆生 D．道尔顿 【答案】C 【详解】A．卢瑟福，提出了带核的行星模型，A不符合题意； B．玻尔，提出了电子分层排布的模型，B不符合题意； C．汤姆逊，发现了电子并提出了葡萄干面包模型，C符合题意； D．道尔顿，最早提出原子的实心球形模型，D不符合题意； 故选C。 3．下列说法正确的是 A．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的 B．人们发现了112种元素，即共有112种核素 C．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 D．原子结构模型演变历史可以表示为： 【答案】C 【详解】A．H原子核内没有中子，A错误； B．同种元素的不同原子是该元素的不同核素，发现元素112种，原子种类大于112种，即核素种类大于112种，B错误； C．同一元素各种核素质量数不同，但是核外电子排布相同，化学性质几乎相同，C正确； D．原子结构模型从最早的道尔顿实心球模型，到汤姆生提出葡萄干面包模型，再由卢瑟福通过实验提出核式结构模型，最后波尔提出轨道模型，D错误； 故本题选C。 ◆知识点二 原子核的构成 1．原子的构成 原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。 2．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。 3．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。 如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。 4．构成原子的微粒间的两个关系 (1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 (2)核电荷数＝质子数＝核外电子数=原子序数。 5．元素、核素和同位素 (1)概念辨析： 元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。 核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。 同位素：质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。 (2)氢元素的三种核素 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 ①14C在考古工作中用于测定文物的年代； ②U用于制造原子弹、核发电； ③H、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.并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如氕原子核内无中子。 2.在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。 即学即练 1．我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．的半衰期长，说明难以失去电子 C．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 D．从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 【答案】A 【详解】的质量数为41，质子数为20，中子数，A正确；的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误；由题意可知，衰变一半所需的时间大于衰变一半所需的时间，C错误；从原子束流中直接俘获原子的过程中没有新物质产生，不属于化学变化，D错误。 2．是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．和均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分和 D．衰变为的过程属于化学变化 【答案】D 【详解】A．的原子核内有40-19=21个中子，A正确； B．和最外层均只含有1个电子，易失去一个电子，B正确； C．和的相对原子质量不同，可通过质谱法区分和，C正确； D．衰变为的过程中元素种类发生了变化，不属于化学变化，D错误； 故选D。 3．(核磁共振)、可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWüthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关叙述正确的是 A．与有相同的中子数 B．的质子数为13 C．N与N互为同位素 D．N的核外电子数与中子数相同 【答案】C 【详解】A．的中子数为13-6=7，的中子数为15-7=8，二者不相同，A错误； B．的质量数为13，质子数为6，B错误； C．质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子互称为同位素，N与N互为同位素，C正确； D．N的核外电子数为7，中子数为15-7=8，二者不相同，D错误； 答案选C。 ◆知识点三 原子核外电子排布 1．电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由近到远 能量 由低到高 2．原子核外电子排布的一般规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 (2)数量规律 ①每层最多容纳2n2个电子； ②最外层电子数目不超过8个（K层为最外层时不超过2个）； ③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 如钠的原子结构示意图： (2)离子结构示意图： (1)当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 (2)非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 易错提醒 核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最少可排18个电子，而当它是最外层时，最少排8个电子。 即学即练 1．下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 【答案】D 【详解】A． 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，例如Ne、H2O分子、NH3分子均为10个质子，但不是同种元素，A错误； B．微粒Na+、Mg2+核外电子排布是2、8，这两种微粒具有相同的电子层结构，S2-核外电子排布是2、8、8，B错误； C． 某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He，也可能是Be，因此该元素不一定是金属元素，C错误； D．分子的质子数和电子数相等，离子的质子数和电子数不相等，则一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等，D正确； 选D。 2．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 【答案】A 【详解】A．原子核外电子在核外排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次升高，故K层电子的能量低于L层，A错误； B．原子核外电子排布遵循能量最低原则，即核外电子总是优先排在离核近的能量低的电子层里，即总是从K层开始填充，B正确； C．由核外电子排布规律可知，每一层最多排布的电子为2n2个(n为电子层序数)，故第二层即L层最多能容纳8个电子，C正确； D．原子由原子核与核外电子构成，D正确； 故答案为：A。 3．2005年有科学家在《Science》上发表论文，宣布发现铝的超原子结构 Al13和Al14，并在质谱仪检测到稳定的等。Al13和Al14的性质很像现行周期表中某些主族元素，已知当这类超原子具有40个价电子时最稳定(价电子指最外层电子)。下列说法不正确的是 A．Al13与卤素原子(ⅦA族)性质相似，能形成稳定的 B．Al14与HI反应的化学方程式为：Al14＋2HI=Al14I2＋H2↑ C．Al14超原子与烧碱溶液一定生成NaAlO2和氢气 D．Al14超原子共有42个价电子，容易失去2个电子形成稳定的Al 【答案】C 【详解】A．根据当这类超原子具有40个价电子时最稳定(价电子指最外层电子)，则Al13与卤素原子(ⅦA族)性质相似，能形成稳定的，故A正确； B．根据题意Al14易失去2个电子，形成稳定离子，则Al14与HI反应的化学方程式为：Al14＋2HI=Al14I2＋H2↑，故B正确； C．根据题意Al14易失去2个电子，形成稳定离子，则Al14超原子与烧碱溶液不一定生成NaAlO2和氢气，可能生成Na2Al14O2和氢气，故C错误； D．Al14超原子共有42个价电子，根据当这类超原子具有40个价电子时最稳定(价电子指最外层电子)，容易失去2个电子形成稳定的Al，故D正确。 综上所述，答案为C。 ◆知识点四 原子结构与元素性质的关系 元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。 1．金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子，化合价常显正价。 2．非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，通常易得到电子，在化合物中化合价常显负价。 3．稳定结构与不稳定结构 (1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 (2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 特别提醒 1.金属元素的原子最外层电子一般小于4个，在化学反应中易失去电子，具有金属性； 2.非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中易得到电子，具有非金属性。 3.稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 即学即练 1．已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【详解】原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质，氟元素原子最外层电子数为7个，原子中最外层电子数为7的原子与氟原子化学性质相似； 故答案选D。 2．下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是 A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数 C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素 D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素 【答案】A 【详解】A．主族元素的最高正化合价等于该元素原子的最外层电子数，非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数，故A正确； B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值=8－该元素原子核外最外层电子数，故B错误； C．He原子最外层有2个电子，若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素不一定是金属元素，故C错误； D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素不一定是非金属元素，如51号元素锑(Sb)是金属元素，故D错误； 选A。 3．“嫦娥一号”的主要任务之一是探明月球上He的储量。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的He，每百吨He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He的形式存在。下列说法正确的是 A．He原子核内有4个质子 B．He和He互为同位素 C．He原子核内有3个中子 D．He最外层电子数为2，所以He容易失去这两个电子 【答案】B 【详解】A．He原子核内有2个质子、2个中子，故A错误； B．He和He质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B正确； C．He原子核内有2个质子、1个中子，故C错误； D．He最外层电子数为2，结构稳定， He不容易失电子，故D错误； 选B。 一、原子核的构成 原子的组成 实践应用 1．的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应如下：。下列说法正确的是 A．互为同位素 B．上述人工合成反应中涉及2种元素、5种核素 C．原子比原子少三个核外电子 D．在中存在：质子数=中子数=核外电子数 【答案】A 【详解】A．由分析可知，X微粒为微粒为，二者是具有相同质子数、不同中子数的核素，故互为同位素，A正确； B．上述人工合成反应中涉及两种元素，共6种核素，B错误； C．与核外电子数相等，都是8，C错误； D．中质子数为8，质量数为15，则中子数为7，核外电子数为8，D错误； 故选A。 2．已知、、均属于碳元素。近日，同济大学科研团队在《Nature》上发表了最新科研成果，即合成了和两种全新的纯碳分子材料，有望应用于未来的分子电子学器件。下列说法正确的是 A．、、属于同一种核素 B．和具有不同的核外电子排布 C．、均为碳元素的同素异形体 D．和的化学性质有很大差异 【答案】C 【详解】A．、、的中子数各不相同，属于不同的核素，A错误； B．和的核外电子数均为6，核外电子排布相同，B错误； C．同素异形体是指同种元素组成的不同单质，，均为碳元素的同素异形体，C正确； D．和属于同一种物质，化学性质相同，D错误； 故选C。 3．元素M、R形成的简单离子与的核外电子数之和为20，下列说法正确的是 A．M原子的质子数一定大于R原子的质子数 B．M的核电荷数可能为8 C．与的电子层结构不可能相同 D．两种离子结合可形成MR型化合物 【答案】B 【详解】A．若M为O，R为Na，O的质子数为8小于Na的为11，A错误； B．M可能为O或S，M为O时核电荷数为8，B正确； C．若M为O，R为Na，则O2-和Na+均具有10电子，具有相同的电子层结构，C错误； D．简单离子M2-与R+形成的化合物为MR2，不可能为MR型化合物，D错误； 答案选B。 二、原子核外电子排布规律 1．核外电子排布规律 核外电子的排布规律中的各项是相互联系的，不能孤立地理解，电子总是尽先排布在能量较低的电子层里，即电子先排满第一层，当第一层排满再排第二层；每个电子层最多容纳2n2个电子；次外层不超过18个电子，最外层不能超过8个电子，所以钾的核外电子排布结构如图2所示： 2．原子和离子的核电荷数与电子数的关系： (1)原子：核电荷数(质子数)＝核外电子数。 (2)阳离子：核电荷数(质子数)＝阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数。 (3)阴离子：核电荷数(质子数)＝阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数。 实践应用 1．已知：34Se (硒)与S为同族元素。下列化学用语说法正确的是 A．质量数为79的原子表示为： B．的结构示意图为 C．的结构式为，含有非极性键 D．的电子式为 【答案】A 【详解】A．原子符号中，左下角数字为质子数，左上角数字为质量数，质量数为79的原子表示为：，A项正确； B．的结构示意图为，B项错误； C．的结构式为，含有极性键，C项错误； D．的电子式为：，D项错误。 故选：A。 2．根据如图信息进行判断，下列有关说法中错误的是（　　） A．甲微粒可表示为Cl﹣ B．乙微粒的相对原子质量是35.5g C．甲、乙两种微粒均属于氯元素 D．甲、乙两种微粒具有不同的化学性质 【答案】B 【详解】A.由结构示意图可知，甲微粒的核电荷数为17，核外电子数为18，是带1个单位负电荷的Cl﹣离子，故A正确； B.由结构示意图可知，乙微粒的核电荷数为17，核外电子数为17，乙微粒是氯原子，氯原子的相对原子质量是35.5，单位不是g，故B错误； C.由结构示意图可知，甲、乙两种微粒核内质子数相等，都是17，均属于氯元素，故C正确； D.由结构示意图可知，甲、乙两种微粒最外层电子数不相等，化学性质不同，故D正确； 故选B。 3．有四种微粒的结构示意图：    下列叙述中错误的是（    ） A．它们属于不同元素 B．它们都是离子 C．它们的最外层都具有稀有气体原子的稳定结构 D．它们的核外电子排布均相同 【答案】B 【详解】A.质子数不同，所以属于不同元素，A正确； B.   质子数等于电子数，属于原子；  质子数不等于电子数，都是离子，B错误； C.   ，最外层都有8个电子，所以最外层都具有稀有气体原子的稳定结构，C正确；     D.   ，都有2个电子层，最外层都有8个电子，所以核外电子排布均相同，D正确； 故选B。 三、原子结构与元素性质的关系 1．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系 (1)化学反应的特点：原子核不发生变化，但核外电子可能发生变化。 (2)元素的化学性质与原子结构的关系 ①活泼金属元素的原子最外层电子数较少(＜4)容易失去。 ②活泼非金属元素的原子最外层电子数较多(＞4)容易从外界获得电子。 ③稀有气体元素原子最外层有8个(He 2个)电子，化学性质稳定，不易得失电子。 2．元素化合价和核外电子排布的关系 (1)活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价。 化合价数值＝失去电子的数目 (2)活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。 最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 实践应用 1．下列各组原子结构示意图中，所表示的两种元素具有相似化学性质的是（      ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A.是氦和氖元素，属于稀有气体，化学性质相似，故A正确； B.是氟和钠元素，氟属于卤素，容易得到一个电子达到稳定的结构，具有很强的非金属性，钠属于碱金属元素，容易失去一个电子达到稳定结构，具有很强的金属性，化学性质不相似，故B错误； C. 是氦和镁元素，氦属于属于稀有气体，化学性质稳定，镁属于碱土金属，具有较强的金属性，化学性质不相似，故C错误； D.是镁和氧元素，镁属于碱土金属元素，具有较强的金属性，氧属于氧族元素，有较强的非金属性，化学性质不相似，故D错误； 答案选A。 2．元素X的原子获得3个电子和元素Y的原子失去2个电子后，它们的电子层结构与氖原子的电子层结构相同，X、Y两种元素的单质在高温下得到的化合物的正确的化学式为 A．Y3X2 B．X2Y2 C．X3Y2 D．Y2X3 【答案】A 【详解】元素X的原子获得3个电子后，电子层结构与氖原子的电子层结构相同，即有10个电子，则X原子有7个电子为N元素，元素Y的原子失去2个电子后，电子层结构与氖原子的电子层结构相同，则Y原子有12个电子，则Y为Mg元素；N与Mg形成化合物中N为-3价，Mg为+2价，则形成的化合物为Mg3N2，故选A。 3．X和Y均为短周期元素，两者组成的化合物为X3Y2，若Y的原子序数为m，则X的原子序数不可能是 A．m＋6 B．m＋5 C．m－3 D．m－11 【答案】A 【详解】化合物X3Y2，则X元素的化合价为+2价，Y元素的化合价为-3价，则X可能为Be或Mg元素，Y可能为N或P元素，Be或Mg元素的原子序数分别为4、12， N或P元素的原子序数分别为7、15，若Y的原子序数为m，则X的原子序数可能是m＋5、m－3、m－11，不可能是m＋6，故选A。 考点一 原子（离子）结构示意图 【例1】钙是人体内含量最高的金属元素。如图是钙原子结构示意图，下列说法中不正确的是 A．钙元素的原子序数是20 B．钙元素位于元素周期表的第三周期 C．钙原子在化学变化中易失电子 D．氧化钙(CaO)中钙元素化合价为+2 【答案】B 【详解】A．由钙原子的原子结构示意图可知钙原子的质子数=20，在原子中质子数=原子序数，故钙元素的原子序数是20，Ａ正确； B．钙原子的核外有四个电子层，原子核外的电子层数=元素所在周期数，所以钙原子位于元素周期表的第四周期，Ｂ错误； C．由钙原子的原子结构示意图可知，其最外层电子数是2小于4，在化学变化中易失去电子显正价，C正确； D．氧化钙中氧元素的化合价为-2价，设钙元素的化合价为x，根据化合物中正负化合价代数和为零，得，即钙元素的化合价为+2，D正确； 故选B。 解题要点 1． 要正确区分原子结构示意图和离子结构示意图(通过比较核内质子数和核外电子数)。 2． 将电子排布的几个规律加以融合，不能片面理解，要从整体上加以把握，正确对核外电子进行排布。 3． 示意图的绘制应符合标准，注意图形的完整性，如：圆圈内的“＋”不能省略。 【变式1-1】已知X、Y、Z、W四种元素，原子序数小于18且依次增大。其中X元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Y元素最外层电子数比其次外层电子数多4个；Z元素原子最外层有1个电子；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数。下列说法正确的是 A．W元素形成的阴离子的结构示意图为 B．化合物XY属于酸性氧化物 C．化合物Z2Y能与XY2发生氧化还原反应 D．化合物Z2W中阴、阳离子的最外层电子数均达到8个电子稳定结构 【答案】D 【详解】A．W形成的阴离子为S2-，其结构示意图为，A错误； B．化合物XY为CO，CO属于不成盐氧化物，不是酸性氧化物，B错误； C．化合物Z2Y为Na2O，XY2为CO2，Na2O和CO2反应生成Na2CO3，元素化合价没有发生变化，没有发生氧化还原反应，C错误； D．化合物Z2W为Na2S，其阴离子为S2-，阳离子为Na+，这两种离子最外层电子数均达到8电子稳定结构，D正确； 故答案选D。 【变式1-2】下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．硫离子()的结构示意图： C．中氮元素的化合价：−3 D．氧化铁的化学式： 【答案】C 【详解】A．质子数为17，中子数为20的氯原子的质量数为，原子符号为，A错误。 B．S原子得到两个电子形成硫离子，结构示意图为，B错误； C．中氢元素的化合价为，氧元素的化合价为，因此氮元素的化合价为，C正确； D．氧化铁的化学式为，D错误； 故选C。 考点二 核外电子排布规律 【例2】下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 【答案】D 【详解】A．某负离子和某正离子，若其质子数相同则电子数一定不同，A错误； B．金属正离子不一定具有稀有气体元素原子的电子层结构，如Fe2+最外层14个电子，B错误； C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一不定相同，如氯离子和氩原子，C错误； D．两种原子的电子层结构相同，即电子数相同，质子数相同，则一定属于同种元素，D正确； 故选D。 解题要点 1.原子结构示意图是核外电子排布规律的具体体现，其构成图示如下： 2.原子失去电子变为阳离子时，原子核不变，电子层数改变，最外层电子数改变，原子带正电荷；原子得到电子变为阴离子时，原子核不变，电子层数不变，最外层电子数改变，原子带负电荷。 【变式2-1】关于原子结构的叙述正确的是（      ） A．原子的次外层电子数都是2 B．稀有气体元素原子的最外层电子数均为8 C．原子的最外层电子数不超过8个 D．所有的原子核都是由质子和中子构成的 【答案】C 【详解】A. 原子含有2个电子层，原子的次外层电子数是2，原子含有3个电子层，原子的次外层电子数是8，原子的电子层为4或4个以上，次外层电子数最多不超过18个电子，故A错误； B. 稀有气体中氦只有一个电子层，只有2个电子，不满足8个电子，故B错误； C. 由于能级交错的原因，End>E(n+1)。当ns和np充满时（共4个轨道，最多容纳8个电子），多余电子不是填入nd，而是首先形成新电子层，填入（n+1）s轨道中，因此最外层电子数不可能超过8个，即由核外电子排布规律可知原子的最外层电子数不超过8个，故C正确； D. 原子核一般由质子和中子构成，但氕的原子核不含中子，只有1个质子，故D错误。 故选：C。 【变式2-2】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，下列前者是后者4倍的是（    ） ①核外电子数    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．①②③ 【答案】A 【详解】核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的核外电子数分别是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，综上可知，A项正确； 答案选A。 考点三 元素、核素、同位素之间的关系 【例3】福岛核电站排放的核废水中含有放射性核素氚（）。下列说法错误的是 A．核废水会影响生态环境 B．与 的性质相同 C．原子的质量为 D．、、都属于氢元素 【答案】B 【详解】A．核废水中含有放射性核素氚（），会影响生态环境，故A正确； B．与 的化学性质相同，物质性质不同，故B错误； C．的摩尔质量为3g/mol，原子的质量为，故C正确； D．、、都属于氢元素，互为同位素，故D正确； 答案选B。 解题要点 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 【变式3-1】推理是化学学习中常用的思维方法，下列推理正确的是 A．离子是带电的原子，所以带电的粒子一定是离子 B．原子核是由质子和中子构成，所以氢原子核中都含有质子和中子 C．在同一化合物中，金属元素显正价，所以非金属元素都一定显负价 D．化合物是由不同种元素组成的物质，所以由同种元素组成的物质一定不是化合物 【答案】D 【详解】A．原子核中的质子和电子均带电荷，但质子和电子都不是离子，故A错误； B．氢元素的核素是不含有中子的原子，故B错误； C．非金属元素不一定显负价，二氧化硫分子中的非金属元素硫元素的化合价为+4价，故C错误； D．化合物是由不同种元素组成的物质，由同种元素组成的物质是单质，一定不是化合物，故D正确； 故选D。 【变式3-2】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、质子组成的 C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子 D．Ar、K、Ca的质量数相同，所以它们是互为同位素 【答案】A 【详解】A.同一元素的各核素(质子数相同中子数不同)互为同位素，同位素之间质量数不同，化学性质相似，故A正确； B.原子不一定都是由核外电子和核内中子、质子而组成(如氕原子核内不含有中子)，故B错误； C.钠失去一个电子变为钠离子(与氖原子质子数不同)，故C错误； D.Ar、K、Ca的质量数相同，但它们的质子数不同，它们不互为同位素，故D错误； 故答案为A。 基础达标 1．化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．飞船外壳材料使用的是钛合金，其熔点高于纯钛 B．我国“硅-石墨烯锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破，所涉元素都是短周期元素 C．“嫦娥五号”返回舱携带的月壤中含有高能原料， 则和3H具有相同的中子数 D．“人造太阳”的核燃料、互为同位素 【答案】D 【详解】A．合金的熔点通常低于其成分金属，钛合金的熔点低于纯钛，A错误； B．锗(Ge)位于第四周期，属于长周期元素，B错误； C．3He的中子数为3-2=1，3H的中子数为3-1=2，两者中子数不同，C错误； D．1H和3H质子数均为1，中子数不同，属于同位素，D正确； 故选D。 2．铀核裂变过程可表示为：，下列说法错误的是 A．原子核内有1个中子 B．和互为同位素，化学性质几乎相同 C．原子核内有88个中子，质量数为144 D．的质子数为36，是一种性质活泼的非金属元素 【答案】D 【详解】A．中子由1个中子组成，无质子，故A正确； B．和的质子数相同，中子数不同，互为同位素，同位素化学性质相同，故B正确； C．中子数等于质量数减去质子数，因此中子数=144-56=88，故C正确； D．根据分析可知，y =36，Kr是稀有气体，性质稳定，故D错误； 故答案选D。 3．下列有关化学用语的表示方法中正确的是 A．硫原子的结构示意图： B．NH4Cl的电子式： C．原子核内有10个中子的氧原子： D．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正方形的中心 【答案】C 【详解】A．硫原子的核外有16个电子，故硫原子的结构示意图为，故A错误； B．氯离子为阴离子，应标出最外层电子，故氯化铵的电子式为，故B错误； C．质量数=质子数+中子数，由于氧原子的质子数为8，故中子数为10的氧原子为，故C正确； D．CCl4是非极性分子，分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正四面体的中心，故D错误； 答案选C。 4．86号元素的不完整的原子结构示意图为，下列预测错误的是 A． B． C．该元素原子的中子数为86 D．该单质很难与其他物质发生反应 【答案】C 【详解】A．电子在电子层上排布时，一般是排满能量较低的能层，再排能量较高的能层，且每层容纳2n2个电子，则，A正确； B．原子序数是86，则核外有86个电子，且第一层排满为2个电子，第二层排满为8个电子，则b=86-2-8-18-32-18=8，B正确； C．由于不知道质量数，则不能计算其中的中子数，C错误； D．结合B分析可知，该原子满足最外层8电子稳定结构，比较稳定，其单质很难与其他物质发生反应，D正确； 故选C。 5．下列有关化学用语表示正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．硫离子（）的结构示意图： C．中氮元素的化合价： D．氧化铁的化学式： 【答案】C 【详解】A．质子数为17、中子数为20的氯原子的质量数为，原子符号为，A错误； B．硫原子得到两个电子形成硫离子，硫离子的结构示意图为，B错误； C．中氢元素的化合价为，氧元素的化合价为，因此氮元素的化合价为，C正确； D．氧化铁的化学式为，D错误； 故选C。 6．H、C、N、O是自然界和化学研究中最重要的四种元素。下列有关说法错误的是 A．H2、BH4-有还原性 B．C有多种同位素和同素异形体 C．液氨可用于制冷剂 D．O2参与的反应一定为氧化还原反应 【答案】D 【详解】A．氢气中H元素的化合价为0价，易失电子表现出还原性，中H元素的化合价为-1价，同样易失电子表现出还原性，故A正确； B．C有多种同位素，如：12C、14C、16C等，C有多种同素异形体，如：金刚石、石墨等，故B正确； C．液氨汽化时吸热，可作制冷剂，故C正确； D．O2参与的反应不一定为氧化还原反应。例如，3O22O3（同素异形体转化）中氧的化合价未变，不涉及电子转移，故D错误； 故选D。 7．下列化学用语正确的是 A．的电子式： B．的结构式： C．质子数为53、中子数为78的碘原子： D．的结构示意图： 【答案】B 【详解】A．氯化铵是离子化合物，其电子式为：，A错误； B．HClO中氧形成2个共价键，其结构式为：，B正确； C．质子数为53、中子数为78的碘原子质量数为53+78=131，可表示为，C错误； D．的质子数为16，核外电子数为18，结构示意图为：，D错误； 故选B。 8．我国科学家团队采用与同时参与的核反应揭示了宇宙中第一代星的钙元素起源之谜。下列说法不正确的是 A．的质子数是10 B．钙元素的原子序数是20 C．与原子的中子数相等 D．钙原子L层与M层电子数相等 【答案】A 【详解】A．质子数等于原子序数，F元素的原子中有9个质子，A项错误； B．钙元素的原子中有20个质子，原子序数是20，B项正确； C．中子数等于质量数减去质子数，原子的中子数是19-9=10，原子的中子数是20-10=10，C项正确； D．钙元素原子的核外电子排布为2、8、8、2 ，L 层有 8个电子，M 层有 8个电子，L层与M层电子数均为8，D项正确； 答案选A。 9．下列说法中正确的是 A．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 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子的最外层电子数 C．最外层有2个电子的原子都是金属原子 D．最外层有5个电子的原子都是非金属原子 【答案】A 【详解】A．非金属元素呈现的最高化合价等于元素原子的最外层电子数，A正确； B．非金属元素呈现的最低负化合价，等于其原子达到最外层8个(H最外层2个)电子稳定结构所需得到的电子数，其绝对值等于8减去该子的最外层电子数，B错误； C．He为非金属元素，最外层有2个电子，C错误； D．Sb、Bi是第ⅤA元素，二者都是金属元素，它们的最外层都有5个电子，因此最外层有5个电子的原子不一定都是非金属原子，D错误； 故合理选项是A。 10．下列说法中一定错误的是 A．某原子K层上只有一个电子 B．某阳离子的核电荷数与最外层电子数相等 C．某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍 D．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 【答案】BC 【详解】A．氢原子K层上只有一个电子，A正确； B．主族元素形成的离子的最外层电子数为2或8，核电荷数与最外层电子数相等，可能有两种情况：一种是为2，但这种情况只能是原子，为He；另一种均为8，核电荷数为8的元素为氧，氧离子的最外层子数也为8，没有阳离子；零族元素不形成离子，除主族、零族外其他族的元素，核电荷数均大于20，而离子最外层电子数不可能大于20；综上所述不存在阳离子满足核电荷数与最外层电子数相等，B错误 C．若某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍，则M层上的电子有32个，因M层最多有18个电子，C错误； D．离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，则M、L层均有8个电子，符合电子排布规律，如K+、Cl-等，D正确； 故选BC。 11．元素X的最高正价和负价的绝对值之差为6，元素Y原子次外层与元素X原子次外层均为8个电子，X、Y的离子具有相同的电子排布，X、Y形成的化合物是 A．CaCl2 B．MgCl2 C．MgF2 D．KBr 【答案】A 【详解】A. Cl的最高正价和负价的绝对值之差为6，Cl和Ca次外层均为8个电子，符合要求，故A正确； B. Mg2+和Cl-的电子排布不同，故B错误； C. F无正价，Mg2+和F-的电子排布不同，故C错误； D. K+和Br-的电子排布不同，故D错误； 故答案选A。 12．X、Y、Z、W、R为原子序数依次增加的短周期元素，除Y外，其余元素最外层电子数均为奇数，Y为地壳中含量最多的元素，只有Z为金属元素，且X、Z的最外层电子数相等，X、Y、R的单质在常温下均为气体，W的核外电子总数是其最外层电子数的3倍。请根据所学知识回答下列问题： (1)X、Y、Z三种元素的名称分别为 、 、 。 (2)W元素的原子结构示意图为 ；R元素形成的简单阴离子的结构示意图为 。 (3)写出一种含X、Y、Z、W四种元素的化合物的化学式： 。 (4)化合物ZX中X的化合价为 ；已知ZX能与反应生成，则其反应方程式为 ，当该反应中消耗时生成的在标准状况下的体积为 L。 【答案】(1) 氢 氧 钠 (2) (3) (4) -1 11.2 【详解】（1）由分析可知，X、Y、Z三种元素的名称分别为氢、氧、钠； （2）W是P元素，原子结构示意图为：；R元素形成的简单阴离子为，结构示意图为：； （3）由H、O、Na、P四种元素形成的化合物可以是：(磷酸二氢钠)； （4）化合物ZX为NaH，H为-1价；能和反应生成氢氧化钠和氢气，则其反应方程式为；当该反应中消耗(0.5mol)时，生成也为0.5mol，在标准状况下的体积为11.2L。 13．核外电子排布规律 (1)能量最低原理 电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按 顺序排列。 (2)电子层最多容纳的电子数 ①第n层最多容纳 个电子，K、L、M、N层最多容纳的电子数依次为2、8、18、32。 ②K层为最外层时最多容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为 。 ③K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为 。 【答案】(1)K→L→M…… (2) 2n2 8 18 【详解】（1）电子在核外排列时，根据能量最低原理，电子先排能量低的然后排能量高的，所以电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列； （2）①第n层最多容纳2n2个电子； ②K层为最外层时最多容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为8； ③K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为18。 综合应用 14．X、Y、Z三种元素的原子序数依次减小且三者原子序数之和为16，其常见单质在适当条件下可发生如图所示变化，其中B和C均为10电子分子。下列说法正确的是 A．1 mol Y和4 mol Z在一定条件下充分反应可生成2 mol C B．相同条件下，C的沸点高于B C．C与X在一定条件下反应一定生成A和B D．A和C在一定条件下能发生氧化还原反应 【答案】D 【详解】A．N2和H2反应N2＋3H22NH3，该反应为可逆反应，不能完全进行到底，因此1 mol Y和4 mol Z在一定条件下充分反应生成C的物质的量小于2mol，故A错误； B．C为NH3，B为H2O，NH3常温下为气体，H2O常温下为液体，则H2O的沸点高于NH3，故B错误； C．NH3与O2在一定条件下可能生成N2和H2O，也可能生成NO和H2O，故C错误； D．A为NO，C为NH3，NH3和NO发生归中反应，生成N2和H2O，存在化合价变化，该反应为氧化还原反应，故D正确； 答案为D。 15．门捷列夫曾经说过：“从积累的事实得出结论就是理论；而理论使我们能够预见事实。”2016年确认了四种新元素，其中一种为，中文名为“镆”。元素可由反应：得到。下列有关说法正确的是 A．元素的质子数为115 B．与互为同素异形体 C．原子的中子数为20 D．元素位于元素周期表中第VIA族 【答案】A 【详解】A．质子数为115，质量数为281，A正确； B．与互为同位素，B错误； C．原子的中子数为41-20=21，C错误； D．元素核外电子排布为：2、8、18、32、32、18、5，位于元素周期表中第VA族，D错误； 故选A。 16．下面有关“核外电子的运动状态”的说法，错误的是 A．电子云图中的小黑点密表示该核外空间的电子多 B．各原子轨道的伸展方向种数按、、的顺序分别为3、5、7 C．同一个基态原子的原子核外任何一个电子的运动状态都是不相同的 D．基态原子变为激发态原子会吸收能量，得到吸收光谱 【答案】A 【详解】A．电子云只是核外电子的运动状态的形象化描述，实际上并不存在，利用电子云中小黑点的疏密程度来表示核外电子在某处出现机会的多少，A错误； B．各原子轨道的伸展方向按p、d、f的顺序分别为3、5、7，S轨道是球形的，B正确； C．根据泡利原理和洪特规则，原子核外不可能有两个电子的运动状态是完全相同的，C正确； D．基态电子的能量小于激发态电子的能量，根据能量守恒知，基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，得到吸收光谱，D正确； 答案选A。 17．月球土壤中含有(钍)元素，是一种天然的放射性核素。2022年，我国科研团队采用和(铪)熔合蒸发技术合成了新核素。下列说法错误的是 A．化学性质不活泼 B．中含有176个质子 C．互为同位素 D．中分别含有142个、117个中子 【答案】B 【详解】最外层电子数为8，是稳定结构，不易得失电子，故化学性质不活泼，A正确；原子符号左上角的数字为质量数，左下角的数字为质子数，故中含有72个质子，B错误；的质子数相同，中子数不同，互为同位素，C正确；中子数=质量数一质子数，故的中子数，的中子数，D正确。 18．科学家通过粒子加速器将钙离子加速到极高速度，撞击锎(Cf)靶核，成功合成了超重元素鿫(Og)，该反应的核反应方程式可表示为：。Og是一种极不稳定的超重元素，会迅速衰变为更轻的元素。下列说法正确的是 A．Og位于周期表第7周期0族 B．可用作示踪原子研究化学反应历程 C．和互为同素异形体 D．Cf元素的相对原子质量为249 【答案】A 【详解】A．Og是118号元素，位于周期表第7周期0族，A正确； B．Og是一种极不稳定的超重元素，会迅速衰变为更轻的元素，不可用作示踪原子研究化学反应历程，B错误； C．和质子数相同，中子数不同，互为同位素，C错误； D．由于Cf各种同位素在自然界的百分含量未知，则无法计算Cf元素的相对原子质量，D错误； 故选A。 19．反应是检验酒精的原理。下列说法正确的是 A．中子数为28的铬原子： B．的电离方程式： C．的结构示意图： D．中碳元素的化合价：-2 【答案】D 【详解】A．铬原子序数为24，即质子数为24，中子数为28，质量数为52，表示为，A项错误； B．为弱酸，电离方程式为，B项错误； C．的结构示意图为，C项错误； D．中氧元素化合价为-2，氢元素化合价为+1，根据化合物化合价代数和为零，碳元素的化合价为-2，D项正确； 答案选D。 20．反应可用干壁画修复。下列说法正确的是 A．的结构示意图为 B．中子数为16的磷原子： C．中O元素的化合价为-2 D．、、互为同位素 【答案】D 【详解】A．是S得到2个电子而得到的，其结构示意图为，A项错误； B．原子的表示中，左上角表示质量数，左下角表示质子数，中子数为16的磷原子是，B项错误； C．中O元素的化合价为-1，C项错误； D．、、是氢元素的三种不同原子，互为同位素，D项正确； 故答案是D。 21．下列化学用语正确的是 A． B．的摩尔质量是50 C．的结构示意图： D．CaO溶于水的化学方程式： 【答案】C 【详解】A．NaHCO3是强碱弱酸盐，不能拆，，A错误； B．的摩尔质量是50g/mol，B错误； C．核外有18个电子，结构示意图：，C正确； D．CaO溶于水的化学方程式：，D错误； 答案选C。 22．下列几种物质：①MgCl2；②H2O；③Al；④H2O2；⑤K2O2；⑥Ca(OH)2；⑦HClO；⑧I2；⑨He。 (1)只含有离子键的是 (填序号，下同)；含有共价键的离子化合物是 ；共价化合物是 。 (2)CH4的空间结构是 ，CCl4的结构式是 ，N2的电子式是 ；用电子式表示MgCl2的形成过程为： 。 (3)如图是四种粒子的结构示意图。 上述粒子中氧化性最强的元素是 (填字母)，将它的单质通入KI溶液反应的化学方程式为 ，实验现象为 。D的单质与NaOH溶液发生反应的离子方程式为 。 【答案】(1) ① ⑤⑥ ②④⑦ (2) 正四面体形 (3) Cl Cl2＋2KI=2KCl＋I2 溶液变为黄褐色 2Al＋2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑ 【详解】（1）根据以上分析可知只含有离子键的是①；根据以上分析可知含有共价键的离子化合物是⑤⑥；属于共价化合物的是②④⑦； （2）CH4分子是以碳原子为中心的正四面体形结构；四氯化碳的结构式为；N2中两个N原子间形成三键，其电子式为；MgCl2的形成过程中，Mg原子失电子，Cl原子得电子，可表示为：； （3）上述四种粒子中氧化性最强的是Cl，易得电子，Cl2通入KI溶液中，将KI氧化为I2，反应的化学方程式为Cl2＋2KI=2KCl＋I2；现象为：溶液变为黄褐色；Al能与NaOH溶液反应生成NaAlO2、H2，反应的离子方程式为2Al＋2OH-＋6H2O=2[Al(OH)4]-＋3H2↑。 23．嫦娥五号探测器带回的月壤，经分析发现其构成与地球土壤类似。土壤中含有的W、X、Y、Z为1～18号元素中的四种，且原子序数依次增大，最外层电子数之和为15，其中W的最外层电子数是内层电子总数的3倍，X、Y、Z原子序数是连续的。 (1)写出W元素的简单离子的电子式 ，Y元素原子的结构示意图 。 (2)Z元素在自然界中有三种稳定的同位素，相关信息如下： 核素符号 相对原子质量 丰度(%) 28Z 27.977 92.23 29Z 28.976 4.67 30Z 29.974 3.10 ①Z元素的相对原子质量为 (计算结果保留两位小数，下同)，12g中29Z的质量为 。 ②我国天问一号就含有大量的Z元素，请根据物质的分类，写出一条Z的氧化物反应的化学方程式： 。 【答案】(1) (2) 28.09 0.26g 【详解】（1）W为O元素，最外层有8个电子，故其电子式为；Y元素为Al元素，是13号元素，其原子结构示意图为，故答案为：；； （2）①依据定义，元素的相对原子质量等于其各天然核素的相对原子质量与其丰度的乘积之和，则Z元素的相对原子质量的计算式：27.977×92.23%＋28.976×4.67%＋29.974×3.10%=28.09；12g 中的质量为，故答案为：28.09；0.26g； ② Z为Si，其氧化物为SiO2，SiO2为难溶于水的氧化物，可以与氢氧化钠溶液反应生成硅酸钠和水，对应化学方程式为，故答案为：。 拓展培优 24．下列是原子或离子的核外电子排布，其中错误的是 A． Na+:   B． Cl-:   C．:   D．:   【答案】C 【详解】A．钠为11号元素，核外有11个电子，失去1个电子形成钠离子，Na+:  ，A正确；     B．氯为17号元素，核外有17个电子，得到一个电子形成氯离子， Cl-:  ，B正确； C．Sc为21号元素，有四个电子层，最外层2个电子，次外层有9个电子，:  ，C错误； D．Br核外有35个电子，有4个电子层，最外层7个电子，次外层18个电子，:  ，D正确； 故选C。 25．示踪原子法是研究化学反应的重要方法之一，下列化学方程式书写正确的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．该反应中作还原剂，所以双氧水中的18O反应后完全存在于O2中，化学反应方程式为，故A正确； B．反应中浓硫酸被还原为二氧化硫，则Na234S中硫元素被氧化为34S单质，化学方程式为，故B错误； C．在的反应中，15N由−3价升高为0价，化合价升高3价，被氧化，进入氮气中，氮元素由硝酸根中+5价降低为0价，化合价降低5价，被还原，根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂之间得失电子数目相等可知，发生氧化反应的氮原子与发生还原反应的氮原子的个数之比是5:3，所以15N由−3价升高为0价，全部被氧化进入氮气中，没有氮元素进入HNO3中，故C错误； D．反应中氯元素发生的是归中反应，37Cl存在于氯气分子中，故D错误； 答案选A。 26．元素X形成的气态X2的分子共有三种，其相对分子质量依次为158、160、162，此三种分子的物质的量之比为9:6:1，据此，下列说法中正确的是 A．X有三种同位素 B．其中一种同位素的质量数为80 C．X2的平均相对分子质量为159 D．质量数为79的同位素的原子百分数为50% 【答案】C 【详解】A.元素构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160 、162，推断该元素存在两种同位素才符合，若是三种同位素则形成的单质应为6种，故A错误； B.根据双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162可知，最大的式量为812，最小式量为79 2， 所以不存在质量数为80的同位素，故B错误； C.X2的平均式量为= 159，故C正确； D.该元素元素的两种同位素的原子设为M、N，构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162，则原子的同位素只有79、81，形成的单质为79M2、 79M81N、81N2，三种单质的物质的量之比为9:6:1，计算质量数为79的同位素原子与质量数为81的同位素原子比为(92+6): (6+12)=3:1，故质量数为79的同位素原子占原子总数的百分含量为75%，故D错误； 故答案：C。 27．NA为阿伏加 德罗常数的值。下列有关叙述正确的是 A．107 g Fe(OH)3胶体中胶体粒子的数目为NA B．1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中CO32-和HCO3-的离子数之和为0.1NA C．常温常压下，3.6 g D2O与H218O中含有中子数2NA D．30 g由14C2H2和C18O组成的混合气体中含有的质子数为14NA 【答案】D 【详解】A.一个氢氧化铁胶粒是多个氢氧化铁的聚集体，故107g氢氧化铁即1mol氢氧化铁所形成的胶粒的个数小于NA个，故A错误； B.CO32-在溶液中部分水解为HCO3-和H2CO3，故1 L 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中的CO32-、HCO3-和H2CO3之和为0.1NA个，CO32-和HCO3-离子数之和小于0.1 NA，故B错误； C. 常温常压下，3.6 g D2O与H218O中含有中子数为=1.8NA，故C错误； D.14C2H2和C18O的摩尔质量均为30g/mol，故30g混合物的物质的量为1mol，而两者中均含14个质子，故1mol混合物中含14NA个质子，与两者的比例无关，故D正确； 答案：D 28．某元素的一种同位素X原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在agHmX分子中含质子的物质的量是 A．mol B．mol C．mol D．mol 【答案】C 【详解】HmX分子的相对分子质量是A+m，即摩尔质量是(A+m)g/mol，所以，agHmX的物质的量是，而1mol HmX中含质子数是m+A-N，所以，ag HmX所含质子的物质的量是mol； 故本题选C。 29．有A、B、C三种元素，已知A元素原子的K层和M层电子数相同；B元素原子的L层比K层电子数多5个；C元素的+1价阳离子和氖原子具有相同的电子数。写出： (1)A的原子结构示意图为 。 (2)已知A的相对质量为24，则1.2克A原子变为离子，失去 mol电子。 (3)B的阴离子的电子式为 ，写出物质AB2的化学式： 。 (4)C的+1价阳离子的结构示意图为 。 (5)与C的+1价阳离子具有相同质子数和电子数的微粒是_______。 A． B．F- C．H2O D．NH3 【答案】(1) (2)0.1 (3) MgF2 (4) (5)A 【详解】（1）已知A为Mg，其核外有3个电子层，其原子结构示意图为； （2）已知A的相对质量为24，则1.2克A原子为0.05mol，每个Mg原子变为离子失去2个电子，故共失去0.1mol电子； （3）已知B为F元素，F的阴离子核外有10个电子，其阴离子的电子式为：A、B组成的化合物的化学式为MgF2； （4）C的+1价阳离子Na+的结构示意图为； （5）C的+1价阳离子有11个质子和10个电子； A．中阳离子有11个质子和10个电子，故A符合； B．F-中阳离子有9个质子和10个电子，故B不符合； C．H2O中阳离子有10个质子和10个电子，故C不符合； D．NH3中阳离子有10个质子和10个电子，故D不符合； 答案选A。 30．某化合物由W、X、Y、Z四种前18号元素组成，且原子序数依次增大，X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，X、Z原子最外层电子数相同；Y元素的负离子核外电子排布和氖原子相同，Y原子的最外层电子数与W原子的核外电子总数相等。 (1)下列图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆孙的观点的是___________。 A．①②③ B．③①② C．③②① D．②①③ (2)W原子的电子式为 ，工业上获得其单质的方法是 。 (3)X的离子结构示意图是 ，Y的元素名称是 。 (4)含Z元素的18电子微粒有 (写出2种)。 (5)科学家发现：具有2、8、20、28、50、82、114、126等数目的质子或中子的原子核具有特别的稳定性，并将这些数称为“幻数”，而具有双幻数的、、等尤为稳定，写出W、X、Y、Z中质子数为“幻数”的元素的最稳定的核素 。 (6)下列关于X、Z及其化合物的说法错误的是___________。 A．X和Z两元素形成的化合物只有一种 B．X和Z都没有简单正离子 C．H元素和X、Z形成的酸可能是强酸 D．Cu元素和X、Z形成的化合物之一是常见的干燥剂 (7)已知铜有与两种同位素，铜元素的近似相对原子质量为63.5，则在铜元素中，同位素的质量百分数约为 (保留三位有效数字)。 【答案】(1)B (2) 分离液态空气 (3) 氟 (4)S、H2S、HS—(写出2种) (5) (6)AD (7) 【详解】（1）卢瑟福是有核原子结构模型，道尔顿为实心球模型，汤姆孙为葡萄干面包模型，则依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆孙的观点的是③①②； 选B。 （2）氮原子的最外层电子数为5，其中有3个不成对电子，电子式为，工业上用分离液态空气的方法获得氮气。 （3）X的离子即氧离子结构示意图是，Y的元素名称是氟。 （4）由分析可知，Z为S元素，硫化氢和氢硫酸根离子含有的电子数都为18，故答案为：S；H2S、HS—(写出2种)。 （5）氮元素、氧元素、氟元素、硫元素的核电荷数分别为7、8、9、16，则由题意可知，的质子数和中子数都为8，是具有双幻数的最稳定的核素，故W、X、Y、Z中质子数为“幻数”的元素的最稳定的核素为：。 （6）A．氧元素和硫元素形成的氧化物为二氧化硫和三氧化硫，则两元素形成的化合物不止一种，故A错误； B．氧元素和氟元素的非金属性强，不能形成简单正离子，故B正确； C．氢元素与硫元素、氧元素形成的化合物可能是硫酸，硫酸是二元强酸，故C正确； D．铜元素与硫元素、氧元素形成的化合物可能是硫酸铜、亚硫酸铜，亚硫酸铜都不能吸收空气中水蒸气，硫酸铜能与水形成五水合硫酸铜但不是常见的干燥剂，故D错误； 故选AD； （7）设铜有与两种同位素，铜元素的近似相对原子质量为63.5，原子个数百分数依次为x、y，则有63x+65y=63.5(x+y)，得x:y=3:1，在铜元素中，同位素的质量百分数约为(保留三位有效数字)。 31．已知X、Y、Z、W、R五种元素中，X是宇宙中最丰富的元素，Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍；Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个；W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数；R元素原子最外层有1个电子，其阳离子与Z的阴离子核外电子总数相同。请完成下列问题。 (1)R元素的原子结构示意图为 ；Z元素形成的阴离子的结构示意图为 。 (2)含X、Y、Z、R四种元素的化合物的化学式为 。 (3)W的两种氧化物的分子式是 、 。 (4)化合物与反应的化学方程式为 。 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）R为Na元素，质子数为11，其原子结构示意图为；Z为O元素，其阴离子为，质子数为8，结构示意图为，故填；； （2）由H、C、O、Na元素组成的物质为，故填； （3）W为S元素，其氧化物为和，故填；； （4）为，为，两者反应的化学方程式为，故填。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$