第4章 第1节 第1课时 原子结构(Word教参)-【精讲精练】2025-2026学年高中化学必修第一册（人教版2019 单选）

第一节　原子结构与元素周期表 第1课时　原子结构 [素养目标]　1.了解原子的构成，能从微观角度了解原子核外电子的排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图，促进宏观辨识与微观探析化学核心素养的发展。2.能理解、表示原子结构和核外电子排布的模型，能根据原子的结构特征确定元素，培养证据 推理与模型认知的化学核心素养。 知识点一　原子的构成、质量数 1．构成原子的粒子 原子 2．质量数 (1)定义：质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值。 (2)数值关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 (3)数量关系：核电荷数＝质子数＝原子的核外电子数。 3．原子的表示方法 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。 1．根据元素的原子序数可推知原子的哪些数据？ ①质子数　②中子数　③质量数　④核电荷数 ⑤核外电子数 提示：①④⑤。元素的原子序数＝质子数＝核电荷数＝核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，所以由原子序数可以推知原子的质子数、核电荷数、核外电子数。 2．一种中子数为9的氧原子的质量数为 ，核外电子数为 ，其二价氧离子的质量数为 ，核外电子数为 。 提示：17　8　17　10 3．原子的质量主要由原子核决定。已知质量数为A的某阳离子Rn＋，核外有X个电子，则核内中子数为 。 提示：A－X－n 1．原子的构成微粒及作用 2．构成离子的粒子间的关系 (1)阴离子(Rn－)：质子数(Z)＝核外电子数－n。 (2)阳离子(Rn＋)：质子数(Z)＝核外电子数＋n。 1．(2025·福建泉州月考)下列关于77Ir的说法不正确的是(　　) A．核内质子数是77　　 B．核内中子数是192 C．核外电子数是77 D．质量数是192 解析　由原子符号77Ir可知，质量数是192，核内质子数是77，核内中子数是192－77＝115，核外电子数是77，故选B。 答案　B 2．带有2个单位正电荷的粒子X2＋，它的质量数等于137，中子数是81，则其核外电子数为(　　) A．56　　　 B．54 C．58　　　 D．137 解析　X2＋的质子数＝质量数－中子数＝137－81＝56，则X2＋的核外电子数＝56－2＝54。 答案　B 知识点二　原子核外电子排布规律 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电 子层 由内 到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 2.原子核外电子的排布规律 3．粒子结构表示方法 (1)原子(或离子)结构的表示方法，如图所示： (2)原子结构示意图中，核内质子数等于核外电子数，而在离子结构示意图中，二者则不相等，如Na＋；Cl－。 阳离子：核外电子数小于核电荷数。 阴离子：核外电子数大于核电荷数。 1．M电子层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是而是？ 提示：若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这和原子核外电子排布规律中的“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾，不符合原子核外电子排布的规律，即M层不是最外层时可排18个电子，而它作为最外层时最多只能排8个电子。 2．在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)： (1)最外层电子数为1的原子有 ；最外层电子数为2的原子有 。 (2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有 。 (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有 ，3倍的原子有 。 (4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有 。 (5)电子层数与最外层电子数相等的原子有 。 (6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有 。 提示：(1)H、Li、Na　He、Be、Mg　(2)Be、Ar (3)C　O　(4)Li、Si　(5)H、Be、Al　(6)He、C、S 1．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，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多可以排布8个电子。 2．电子不一定排满M层才排N层，如Ca的核外电子排布情况为。 1．某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法正确的是(　　) A．该粒子为阳离子　 B．最外层电子数为2 C．核外电子数为8 D．已形成相对稳定的结构 解析　该粒子为Cl－，核外电子数为18，最外层电子数为8。 答案　D 2．(2024·北京第六中学期末)下列叙述正确的是(　　) A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．某原子K层上只有一个电子 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排18个电子 解析　在多电子原子中，电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误；氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误；由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但其作为最外层时，最多可排8个电子，D错误。 答案　B 3．在1～18号元素中，最外层电子数是其电子层数3倍的元素共有(　　) A．1种　　　　　　　 B．2种 C．3种 D．4种 解析　前18号元素中，电子层数只能为1、2、3，最外层电子数不能超过8个(K层作最外层不能超过2个)，符合题意的元素只有氧元素，故选A。 答案　A 1．(2025·四川绵阳段考)硒(Se)是人体必须微量元素之一，下列关于Se的说法不正确的是(　　) A．质量数为46　　 　 B．质子数为34 C．中子数为46 D．核外电子数为34 解析　根据原子符号各个角标的含义可知Se元素质子数为34，核外电子数为34，质量数等于80，中子数等于80－34＝46；故选A。 答案　A 2．下列说法正确的是(　　) A．有一种氢原子的原子核中有2个中子，1个质子，则其质量数为3 B．钠原子和钠离子质量相差很大 C．在原子中质子数一定等于中子数 D．所有的原子都是由质子、中子、电子构成 解析　质量数＝质子数＋中子数，故A正确；钠原子失去1个电子形成钠离子，电子的质量很小，可以忽略，所以钠原子和钠离子的质量几乎相等，故B错误；在原子中质子数不一定等于中子数，例如Na中质子数就不等于中子数，故C错误；并不是所有的原子都是由质子、中子、电子构成，例如H中不含有中子，故D错误。 答案　A 3．(2024·福建福州高一期末)下列各组微粒具有相同质子数和电子数的是(　　) A．F－和OH－ B．H2O和NH C．OH－和NH3 D．O2－和NH 解析　F－和OH－质子数都为9，电子数都为10，A正确；H2O和NH质子数分别为10、11，电子数都为10，B错误；OH－和NH3质子数分别为9、10，电子数都为10，C错误；O2－和NH质子数分别为8、11，电子数都为10，D错误。 答案　A 4．某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是K层电子数的2倍，则该元素的符号是(　　) A．Li B．Si C．Al D．K 解析　根据原子核外电子的排布规律可知，K层排满2个电子后再排L层，L层需排满8个电子后再排M层，M层的电子数是K层电子数的2倍，即M层电子数为4，则该元素的核外电子数是2＋8＋4＝14，即原子序数为14，该元素是Si元素。 答案　B 5．根据下列叙述，画出对应微粒的结构示意图。 (1)A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍： 。 (2)与Ar原子电子层结构相同的－1价阴离子： 。 (3)质量数为23、中子数为12的原子： 。 解析　(1)根据核外电子排布规律可知，原子的最外层电子数不超过8，A元素原子的最外层电子数为电子层数的3倍，则A只能是O元素。 (2)与Ar原子的电子层结构相同的－1价阴离子为Cl－。 (3)质量数为23、中子数为12的原子，质子数为23－12＝11，即为Na原子。 答案　(1)　(2)　(3) [基础训练] 1．(2024·南京五中高一月考)工业焊接钢管常用55Cs进行“无损探伤”。下列有关说法正确的是(　　) A．137表示质量数 B．137表示中子数 C．该原子质子数大于中子数 D．该原子的K、L层共容纳了11个电子 解析　55Cs的质子数为55、质量数为137、中子数为137－55＝82，则质子数小于中子数。由核外电子排布规律可知，K层最多只能容纳2个电子、L层最多只能容纳8个电子，最多共容纳10个电子，故选A。 答案　A 2．下列关于核外电子排布的说法不正确的是(　　) A．第二电子层最多可容纳的电子数为8 B．次外层最多可容纳的电子数为18 C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层 D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层 解析　根据核外电子排布规律可知，第二电子层最多可容纳的电子数为8，A正确；次外层最多可容纳的电子数为18，B正确；最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，即K层，C正确；由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，D错误。 答案　D 3．(2024·上海行知中学高一月考)下列微粒中，最外层是8个电子，并与H＋相差两个电子层的是(　　) A．H－　　　　　　　 B．Mg2＋ C．S2－ D．Li＋ 解析　H＋核外电子数为0，相差两个电子层，最外层是8个电子的微粒核外有10个电子，H－核外有2个电子；Mg2＋核外有10个电子；S2－核外有18个电子；Li＋核外有2个电子；故选B。 答案　B 4．(2024·甘肃高一月考)钍(90Th)是一种放射性金属元素，232Th是钍的一种核素，232Th经过中子轰击，可得233U，因此232Th是潜在的核燃料。下列有关Th的说法不正确的是(　) A．质量数是232 B．中子数为90 C．核外电子数为90 D．中子数与质子数之差为52 解析　Th的质量数为232，A正确；Th的中子数为232－90＝142，B错误；Th的质子数为90，核外电子数为90，C正确；Th的中子数为142，质子数为90，中子数与质子数之差为52，D正确 。 答案　B 5．(2024·北京丰台十二中高一段考习)全氮类物质具有高密度、超高能量及爆轰产物无污染等优点。中国科学家成功合成全氮阴离子N，N是制备全氮类物质NN的重要中间体。下列说法中，不正确的是(　　) A．全氮类物质属于绿色能源 B．每个N中含有35个质子 C．每个N中含有35个电子 D．NN是N2的一种同素异形体 解析　全氮类物质具有超高能量，产物无污染，所以全氮类物质属于绿色能源，A正确；N原子序数为7，质子数＝原子序数，每个N中含质子数为35，B正确；N原子序数为7，核外电子数＝原子序数，每个N中含有36个电子，C错误；根据题干信息，NN是由N元素组成的单质，与N2互为同素异形体，D正确。 答案　C 6．某粒子(原子或离子)的结构示意图如图所示，下列说法错误的是(　　) A．若n＝8，则该粒子所对应元素的符号一定为Ar B．若该粒子带两个单位负电荷，且n＝8，则该粒子的符号为S2－ C．若m－n＜10，则该粒子是一个阴离子 D．若m－n＝10，则该粒子一定是原子 解析　若n＝8，则该粒子所对应元素的符号不一定为Ar，可能是K＋、Ca2＋等，A错误；若该粒子带两个单位负电荷，且n＝8，说明原子的最外层电子数为6，是硫元素原子形成的阴离子，则该粒子的符号为S2－，B正确；若m－n＜10，说明核电荷数小于核外电子数，则该粒子是一个阴离子，C正确；若m－n＝10，说明核电荷数等于核外电子数，则该粒子一定是原子，D正确。 答案　A 7．(2024·深圳高一期末)下列关于X－说法正确的是(　　) A.X－的质子数为b B.X－的电子数为a C.X－的质量数为a＋b D．一个X原子的质量约为 g 解析　X－的质量数为b，质子数为a，电子数为a＋1，A、B、C错误；一个X原子的质量约为 g＝ g，D正确。 答案　D 8．以下是四种粒子的结构示意图： (1)上述粒子中其单质既能与酸反应又能与碱反应的元素是 (填字母)，将其单质加入氢氧化钠溶液反应的离子方程式为 。 (2)B单质与水发生反应的离子方程式为 。 (3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是 ，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因 。 (4)在核电荷数1～10的元素内，列举两个与C的电子层结构相同的离子，写出离子的符号： 。 解析　四种粒子按A～D的顺序依次是C、Cl、Na＋、Al3＋，其中单质既能与酸反应又能与碱反应的元素为Al，Al能与NaOH溶液反应生成H2；Cl2能与水反应生成HCl和HClO；电子层结构与Na＋相同的原子为Ne，其最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定；在核电荷数1～10的元素内，O原子的核外共有8个电子，其最外层上是6个电子，O原子得到2个电子后形成的O2－与C的电子层结构相同；F原子的核外共有9个电子，其最外层上是7个电子，F原子得到1个电子后形成的F－与C的电子层结构相同。 答案　(1)D　2Al＋2OH－＋6H2O===2[Al(OH)4]－＋3H2↑ (2)Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO (3)10　该原子最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定 (4)O2－、F－ [能力提升] 9．(2024·河北邯郸段考)下列叙述中正确的是(　　) A．中子数为10的氟原子的原子：F B．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 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 解析　F的质子数为9，中子数为10的氟原子质量数为10＋9＝19，表示为F，A错误；某负离子和某正离子，若其质子数相同则电子数一定不同，B错误；两种微粒的电子层结构相同，则化学性质不一定相同，如氯离子和氩原子，C错误；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。 答案　D 10．下列有关1～18号元素的原子核外电子排布规律的描述正确的是(　　) A．最外层电子数为1的金属元素有3种 B．最外层电子数为2的元素一定是金属元素 C．第一电子层与第二电子层电子数之比为1∶2的元素有2种 D．最外层电子数为8的元素一定是稀有气体元素 解析　1～18号元素中最外层电子数为1的金属元素有Li和Na，共2种，A错误；1～18号元素中最外层电子数为2的元素有He、Be和Mg，其中He是非金属元素，B错误；1～18号元素中第一电子层与第二电子层电子数之比为1∶2的元素只有碳，C错误；1～18号元素中最外层电子数为8的元素有Ne、Ar，均为稀有气体元素，D正确。 答案　D 11．下列说法正确的是(　　) A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子 B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 C．F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是与Ne原子具有相同电子层结构的离子 D．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 解析　电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2－、Cl－等，A错误；O2－、F－、Cl－、Li＋、Na＋、Mg2＋等微粒最外层电子数均达到了稳定结构，B错误；F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋核外电子排布均为2、8结构，与Ne原子的电子层结构相同，C正确；He原子的最外层只有2个电子，但He元素是稀有气体元素，D错误。 答案　C 12．(2024·重庆期末)RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a g RO中含有质子的物质的量为(　　) A.mol B. mol C. mol D. mol 解析　RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则RO的摩尔质量为(A＋48)g·mol－1，RO的质子数等于其电子数减去所带负电荷数，为x－n，则a g RO中含有质子的物质的量为×(x－n)＝(x－n)mol，故选D。 答案　D 13．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的说法错误的是(　　) A．X不能形成化学式为X(OH)3的碱 B．X可能形成化学式为KXO3的物质 C．X原子的最外层电子数一定比核电荷数少10 D．X可能形成化学式为KX的物质 解析　假设n＝1时，最外层电子数为3，不符合题意；n＝2时，最外层电子数为5，质子数为7，符合题意；n＝3时，最外层电子数为7，质子数为17，符合题意。由于元素X可能为氮元素或氯元素，因此不可能形成X(OH)3的碱，A正确；元素X可能为氮元素或氯元素，可形成KNO3或KClO3，B正确；如X为N元素，则最外层电子数比核电荷数少2，C错误；如为Cl，则可生成KCl，D正确。 答案　C 14．按要求填写下列空白。 (1)ARn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为 。 (2)AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为 。 (3)已知R原子有b个中子，R2＋核外有a个电子，则R原子的组成符号是 。 (4)A2－原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2－所含电子的物质的量为 。 解析　(1)ARn＋中的质子数＝核外电子数＋电荷数＝x＋n，中子数＝质量数－质子数＝A－x－n。 (2)AXn－中的质子数＝核外电子数－电荷数＝x－n，中子数＝质量数－质子数＝A－x＋n。 (3)阳离子R2＋中的质子数＝核外电子数＋电荷数＝a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，表示元素R的原子组成符号为。 (4)n g A2－中所含电子的物质的量为(m－x＋2)mol。 答案　(1)A－x－n　(2)A－x＋n　(3) (4)(m－x＋2)mol 15．A、B、C、D是四种元素的原子，质子数都小于20。A原子与B原子的最外层电子数相同，B原子与C原子的核外电子层数相同，0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应时放出H2 6.72 L(标准状况)，A原子最外层上的电子数比次外层上的电子数多5个，C原子与D原子的质子数之和为32。 (1)A、B、C、D的元素符号分别为 、 、 、 。 (2)A的离子结构示意图为 ，C的原子结构示意图为 。 (3)C的硫酸盐的化学式为 ， C单质与稀硫酸反应的化学方程式为 。 解析　由A原子最外层上的电子数比次外层电子数多5个，可推知A元素为F；又由A原子与B原子的最外层电子数相同，则B元素为Cl；根据0.2 mol C单质与足量稀硫酸反应放出0.3 mol H2可判断C单质与酸反应时生成了＋3价的化合物，C元素为Al；再由C原子与D原子的质子数之和为32，可得D元素为K。 答案　(1)F　Cl　Al　K　(2)　 (3)Al2(SO4)3　2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑ 学科网（北京）股份有限公司 $