第三单元 人类对原子结构的认识（4大题型专项训练，江苏专用） 化学苏教版必修第一册

第三单元　人类对原子结构的认识 题型01 人类认识原子结构的历程 题型02 原子的组成 题型03 原子核外电子排布 题型04 元素、核素和同位素的区别与关系 题型01 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 古希腊哲学家德谟克利特认为物质都是由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。 2．道尔顿的近代原子学说 19世纪初，英国科学家道尔顿提出了原子学说。他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”的原子结构模型 1904年，英国物理学家汤姆生提出“葡萄干面包式”原子结构模型，他在1897年发现了原子中存在电子。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 1911年，英国物理学家卢瑟福提出“有核模型”或“行星模型”。 他通过“α粒子散射实验”，推测原子中心存在原子核，带正电。电子带负电，在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 1913年，丹麦物理学家玻尔引入量子论观点。 他提出了新的原子结构模型：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．现代原子结构学说——电子云模型 原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。 【典例1】人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。“原子”一词源自古希腊，希腊语中ATOM是不可再分的意思，古希腊哲学家认为原子是世间万物最小的粒子。对原子结构的认识以下模型说法错误的是 A．英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体 B．英国科学家汤姆孙提出“葡萄干布丁”的原子结构模型 C．英国物理学家拉瓦锡提出了原子结构核式模型 D．丹麦物理学家玻尔提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型 【答案】C 【解析】A．英国科学家道尔顿认为，原子是不可分割的实心球体，A正确； B．英国科学家汤姆孙，在道尔顿对原子结构研究的基础上，提出“葡萄干布丁”的原子结构模型，B正确； C．提出原子结构核式模型的科学家是英国物理学家卢瑟福，拉瓦锡是法国化学家，主要贡献是提出质量守恒定律和推翻燃素说提出燃烧是物质与氧气结合的过程，揭示了氧气的核心作用‌，并未涉及原子结构模型的建立，C错误； D．丹麦物理学家玻尔在卢瑟福研究原子结构的基础上，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型，D正确； 故选C。 【变式1-1】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 【解析】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。 【变式1-2】进入近代，化学科学体系逐渐形成。下列关于化学发展史的说法正确的是 人物 拉瓦锡 阿伏加德罗 门捷列夫 道尔顿 贡献 A．提出原子学说 B．提出元素的概念 C．发现元素周期律 D．提出分子学说 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【解析】A．拉瓦锡提出氧化学说，使近代化学取得了革命性进展，A错误； B．阿伏加德罗提出分子学说，系统地解决了在物质组成和原子量测定方面存在的混乱问题，B错误； C．门捷列夫发现元素周期律，使化学研究变得有规律可循，C正确； D．道尔顿1803年提出原子学说，D错误； 故选C。 【变式1-3】原子结构模型的演变顺序正确的是 ①道尔顿模型  ②有核模型  ③葡萄干面包模型  ④德谟克利特的古典原子论 A．④①③② B．①②③④ C．①③②④ D．①③④② 【答案】A 【解析】④德谟克里特（约公元前460-公元前370）提出的古典原子论； ①1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论； ③1904年汤姆孙提出的葡萄干面包原子模型； ②1911年卢瑟福提出原子结构有核模型； 故各阶段的先后顺序是④①③②。 故选A。 题型02 原子的组成 1.原子的构成 原子的质量几乎都集中在原子核上。 2.质量数 ①质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为质量数。用符号A表示。 ②等量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 3. 符号X、、Xd＋、Xe中各个字母的含义 ①a表示元素X的质子数； ②b表示元素X的质量数； ③＋c表示元素X的化合价为＋c； ④d＋表示该离子带有d个单位的正电荷； ⑤e表示1个分子中含有e个X原子。 【典例2】（24-25高一上·江苏常州·阶段检测）钇耐高温和耐腐蚀，可作核燃料的包壳材料。关于的说法中正确 A．中子数是39 B．质子数与电子数之差为50 C．核外电子数是89 D．和是两种不同的核素 【答案】D 【解析】A．中子数为89－39＝50，故A错误； B．原子中核内质子数等于核外电子数，故B错误； C．核外电子数=质子数=39，故C错误； D．和的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素，故D正确； 故选：D。 【变式2-1】（23-24高一上·江苏连云港·期中）有和两种元素的简单离子，若它们电子层结构相同，则下列关系正确的是 A． B． C．核电荷数Y=X D．核电荷数Y>X 【答案】B 【解析】、两种元素的离子的电子层结构相同，即二者的核外电子数相等，则满足：a-n=b+m，故A错误，B正确；根据题目可知两种简单离子的电子层结构相同，则原子序数X＞Y，核电荷数=原子序数，即核电荷数X＞Y，故C、D错误； 故选B。 【变式2-2】（24-25高一上·江苏·期中）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。下列说法正确的是 A．原子核内中子数为41 B．的核电荷数为21 C．原子的核外电子数为20 D．一个原子的质量为 【答案】C 【解析】A．原子核内中子数为41—20=21，故A错误； B．原子的核电荷数为20，故B错误； C．原子的质子数为20，则核外电子数为20，故C正确； D．一个原子的质量为，故D错误； 故选C。 【变式2-3】（23-24高一上·江苏连云港·期中）近日我国科学家首次获得公斤级高纯度钼-100同位素（）。下列关于该核素的说法正确的是 A．质量数为42 B．中子数为58 C．核外电子数为100 D．所含质子数比的多 【答案】B 【解析】A．质量数为100，质子数为42，A错误； B．中子数等于质量数减去质子数，等于100-42=58，B正确； C．核外电子数等于核内质子数等于42，C错误； D．所含质子数与一样多，D错误； 答案选B。 题型03 原子核外电子排布 1．原子核外电子排布 (1)原子结构 (2)表示方法：原子结构示意图 如O：；　Mg：。 2．核外电子的分层排布 在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下： 电子层 (n)符号 1 　2 　3 　4 　5 　6 　7 K　L　M　N　O　P　Q 离核远近 能量高低 近―→远 低―→高 3.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，但最外层电子数可能发生变化。 (2)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； ②活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。 【典例3】元素X的离子结构示意图为 ，元素Y的原子结构示意图为 ，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为 A．XY和XY2 B．XY2和X2Y C．X2Y和XY D．X2Y和X2Y2 【答案】D 【解析】元素X的离子结构示意图为，该离子为Na+，元素Y的原子结构示意图为，该原子为O原子，则X是Na，Y是O，Na与O可形成Na2O和Na2O2两种化合物； 故选D。 【变式3-1】（24-25高一上·江苏连云港·阶段检测）是一种常用的优质水处理剂，下列有关说法正确的是 A．核外最外层电子数是内层的3倍的原子是 B．中元素的化合价：+3 C．的原子结构示意图 D．的摩尔质量为 【答案】A 【解析】A．原子最外层电子数是次外层的3倍，原子只能有2个电子层，最外层电子数为6，内层电子数为2，为O元素，故A正确； B．中Na为+1价，O为-2价，根据化合价代数和为0，可知Fe为+6价，故B错误； C．钠原子的质子数为11，核外有11个电子，分三层排布，依次为2、8、1，则钠原子结构示意图为，故C错误； D．的摩尔质量为/mol，故D错误； 答案选A。 【变式3-2】（23-24高一上·江苏徐州·期中）下列化学用语表示正确的是 A．质量数为 的碳原子： B． 的结构示意图： C． 溶于水后的电离方程式： D．漂白粉有效成分的化学式： 【答案】C 【解析】A．质量数为14的碳原子，其质子数为6，该氧原子可以表示为：，A错误； B．在氯原子基础上得到1个电子，达到8个电子的稳定结构，结构示意图为：，B错误； C． 在水溶液中完全电离生成 ，电离方程式为 ，C正确； D．漂白粉的主要成分是氯化钙和次氯酸钙，有效成分为，D错误； 答案选C。 【变式3-3】（23-24高一上·江苏·期中）下列叙述正确的是 A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C．存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子 D．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 【答案】D 【解析】A．微粒S2-和K+核外电子排布相同，S2-具有较强的还原性，而K+没有，化学性质不同，A错误； B．副族元素的离子，如Fe2+等不具有稀有气体原子的核外电子排布，B错误； C．阳离子中质子数=电子数+电荷数，阴离子中质子数=电子数-电荷数，所以不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子，C错误；   D．两原子核外电子数相同，所以质子数相同，两原子是同一元素，D正确； 故选D。 题型04 元素、核素和同位素的区别与关系 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 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 【典例4】（23-24高一上·江苏常州·期中）已知和的半衰期很短，不能稳定存在。可通过人工合成反应短暂观察：，（已配平，反应前后总的质子数、中子数不变），下列说法正确的是 A．X的中子数为2 B．X、Y为同种元素 C．和可用作示踪原子研究化学反应历程 D．和互为同位素 【答案】B 【分析】，，反应遵循质量守恒，反应前后总的质子数、中子数不变，得到a=6，b=2，n=2，m=4，据此解答。 【解析】A．X微粒为，X的中子数=6-2=4，故A错误； B．X微粒为，Y微粒为，质子数相同，为同种元素，故B正确； C．已知和的半衰期很短，不能稳定存在，不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，故C错误； D．和是氧气单质，不能互为同位素，故D错误； 故选B。 【变式4-1】（23-24高一上·江苏盐城·期中）发生衰变生，有关与的说法正确的是 A．质子数相同 B．中子数相同 C．质量数相同 D．互为同位素 【答案】C 【解析】A．的质子数是16，的是17，质子数不同，A错误； B．中子数=质量数－质子数，的中子数是19，的是18，中子数不同，B错误； C．的质量数是35，的是35，质量数相同，C正确； D．同位素是同种元素，与与是不同元素，两者不是同位素，D错误； 答案选C。 【变式4-2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）我国科学家在嫦娥五号样品中发现的“嫦娥石”中有大量，可发生核反应。下列说法正确的是 A．该反应是一个化学反应 B．反应产物互为同位素 C．原子核中有2个中子 D．表示一个质子 【答案】B 【解析】A．该反应涉及原子核的变化，属于核反应而非化学反应，A错误； B．反应产物1H和3H质子数相同（均为1），中子数不同（0和2），互为同位素，B正确； C．3He的质子数为2，质量数为3，中子数=3-2=1，C错误； D．表示中子，质子应表示为，D错误； 故选B。 【变式4-3】（24-25高一上·江苏苏州·阶段检测）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 【解析】 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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三单元　人类对原子结构的认识 题型01 人类认识原子结构的历程 题型02 原子的组成 题型03 原子核外电子排布 题型04 元素、核素和同位素的区别与关系 题型01 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 古希腊哲学家德谟克利特认为物质都是由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。 2．道尔顿的近代原子学说 19世纪初，英国科学家道尔顿提出了原子学说。他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”的原子结构模型 1904年，英国物理学家汤姆生提出“葡萄干面包式”原子结构模型，他在1897年发现了原子中存在电子。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 1911年，英国物理学家卢瑟福提出“有核模型”或“行星模型”。 他通过“α粒子散射实验”，推测原子中心存在原子核，带正电。电子带负电，在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 1913年，丹麦物理学家玻尔引入量子论观点。 他提出了新的原子结构模型：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．现代原子结构学说——电子云模型 原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。 【典例1】人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。“原子”一词源自古希腊，希腊语中ATOM是不可再分的意思，古希腊哲学家认为原子是世间万物最小的粒子。对原子结构的认识以下模型说法错误的是 A．英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体 B．英国科学家汤姆孙提出“葡萄干布丁”的原子结构模型 C．英国物理学家拉瓦锡提出了原子结构核式模型 D．丹麦物理学家玻尔提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型 【变式1-1】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 【变式1-2】进入近代，化学科学体系逐渐形成。下列关于化学发展史的说法正确的是 人物 拉瓦锡 阿伏加德罗 门捷列夫 道尔顿 贡献 A．提出原子学说 B．提出元素的概念 C．发现元素周期律 D．提出分子学说 A．A B．B C．C D．D 【变式1-3】原子结构模型的演变顺序正确的是 ①道尔顿模型  ②有核模型  ③葡萄干面包模型  ④德谟克利特的古典原子论 A．④①③② B．①②③④ C．①③②④ D．①③④② 题型02 原子的组成 1.原子的构成 原子的质量几乎都集中在原子核上。 2.质量数 ①质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为质量数。用符号A表示。 ②等量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 3. 符号X、、Xd＋、Xe中各个字母的含义 ①a表示元素X的质子数； ②b表示元素X的质量数； ③＋c表示元素X的化合价为＋c； ④d＋表示该离子带有d个单位的正电荷； ⑤e表示1个分子中含有e个X原子。 【典例2】（24-25高一上·江苏常州·阶段检测）钇耐高温和耐腐蚀，可作核燃料的包壳材料。关于的说法中正确 A．中子数是39 B．质子数与电子数之差为50 C．核外电子数是89 D．和是两种不同的核素 【变式2-1】（23-24高一上·江苏连云港·期中）有和两种元素的简单离子，若它们电子层结构相同，则下列关系正确的是 A． B． C．核电荷数Y=X D．核电荷数Y>X 【变式2-2】（24-25高一上·江苏·期中）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。下列说法正确的是 A．原子核内中子数为41 B．的核电荷数为21 C．原子的核外电子数为20 D．一个原子的质量为 【变式2-3】（23-24高一上·江苏连云港·期中）近日我国科学家首次获得公斤级高纯度钼-100同位素（）。下列关于该核素的说法正确的是 A．质量数为42 B．中子数为58 C．核外电子数为100 D．所含质子数比的多 题型03 原子核外电子排布 1．原子核外电子排布 (1)原子结构 (2)表示方法：原子结构示意图 如O：；　Mg：。 2．核外电子的分层排布 在多电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的，通常在离核近的区域运动；能量高的，通常在离核远的区域运动。核外电子的分层运动，又叫核外电子的分层排布。其关系如下： 电子层 (n)符号 1 　2 　3 　4 　5 　6 　7 K　L　M　N　O　P　Q 离核远近 能量高低 近―→远 低―→高 3.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，但最外层电子数可能发生变化。 (2)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； ②活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。 【典例3】元素X的离子结构示意图为 ，元素Y的原子结构示意图为 ，则元素X与元素Y形成常见化合物的化学式为 A．XY和XY2 B．XY2和X2Y C．X2Y和XY D．X2Y和X2Y2 【变式3-1】（24-25高一上·江苏连云港·阶段检测）是一种常用的优质水处理剂，下列有关说法正确的是 A．核外最外层电子数是内层的3倍的原子是 B．中元素的化合价：+3 C．的原子结构示意图 D．的摩尔质量为 【变式3-2】（23-24高一上·江苏徐州·期中）下列化学用语表示正确的是 A．质量数为 的碳原子： B． 的结构示意图： C． 溶于水后的电离方程式： D．漂白粉有效成分的化学式： 【变式3-3】（23-24高一上·江苏·期中）下列叙述正确的是 A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C．存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子 D．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 题型04 元素、核素和同位素的区别与关系 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 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 【典例4】（23-24高一上·江苏常州·期中）已知和的半衰期很短，不能稳定存在。可通过人工合成反应短暂观察：，（已配平，反应前后总的质子数、中子数不变），下列说法正确的是 A．X的中子数为2 B．X、Y为同种元素 C．和可用作示踪原子研究化学反应历程 D．和互为同位素 【变式4-1】（23-24高一上·江苏盐城·期中）发生衰变生，有关与的说法正确的是 A．质子数相同 B．中子数相同 C．质量数相同 D．互为同位素 【变式4-2】（25-26高一上·江苏苏州·阶段检测）我国科学家在嫦娥五号样品中发现的“嫦娥石”中有大量，可发生核反应。下列说法正确的是 A．该反应是一个化学反应 B．反应产物互为同位素 C．原子核中有2个中子 D．表示一个质子 【变式4-3】（24-25高一上·江苏苏州·阶段检测）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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $