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人教版(2024)九年级上册 第三单元 物质构成的奥秘课题2 原子结构 题型专练(参考答案)
【题型1】原子中各类微粒的数值关系及其应用
【典例】铷原子钟被称为北斗卫星的心脏。铷原子的核电荷数为37,相对原子质量为85,有关铷原子的说法中错误的是( )
A.质子数为37
B.中子数为49
C.核外电子数为37
D.质子数和中子数之和为85
【答案】B
【解析】铷原子的核电荷数为37,根据原子中质子数=核电荷数可知,铷原子中质子数为37,A正确;铷原子的相对原子质量为85,其质子数=核电荷数=37,则铷原子中的中子数=相对原子质量﹣质子数=85﹣37=48,B错误;铷原子的核电荷数为37,根据原子中核外电子数=质子数=核电荷数可知,铷原子中核外电子数为37,C正确;铷原子的相对原子质量为85,相对原子质量=质子数+中子数,则铷原子中质子数和中子数之和为85,D正确。
【强化训练1】2023年10月5日至10月23日,日本再一次不顾国际反对,启动第二轮核污水排海计划,将福岛核污水排入大海。核污水中有碳﹣14(质子数为6,相对原子质量为14)等难以去除的放射性物质。下列说法错误的是( )
A.碳﹣14原子不显电性
B.碳﹣14原子的质量主要集中在原子核上
C.碳﹣14原子中,质子数等于中子数
D.碳﹣14的中子数为8
【答案】C
【解析】原子不显电性,则碳﹣14原子不显电性,故A正确;电子的质量很小,碳﹣14原子的质量主要集中在原子核上,故B正确;碳﹣14的质子数为6,相对原子质量为14,相对原子质量≈质子数+中子数,碳﹣14原子中,中子数=14﹣6=8,质子数不等于中子数,故C错误;碳﹣14的质子数为6,相对原子质量为14,相对原子质量≈质子数+中子数,碳﹣14原子中,中子数=14﹣6=8,故D正确。
【强化训练2】碳﹣14常用于测量古生物的生活年代。碳﹣14原子的核电荷数为6,中子数为8。下列关于碳﹣14原子的说法中,正确的是( )
A.最外层电子数为6
B.质子数为8
C.核外电子数为8
D.质子数和中子数之和为14
【答案】D
【解析】因质子数等于电子数,质子数为6,则电子数为6,根据电子的排布,最外层电子数为4,A错误;由碳﹣14原子的核电荷数为6,核内质子数=核电荷数,质子数为6,B错误;由碳﹣14原子的核电荷数为6,根据质子数等于核外电子数,则电子数为6,C错误;因核电荷数为6,根据质子数等于核电荷数,则质子数为6,质子数和中子数之和为14,D正确。
【强化训练3】原子是化学变化中的最小粒子,在化学反应中,原子可能发生变化的是其( )
A.质子数
B.中子数
C.核外电子数
D.相对原子质量
【答案】C
【解析】化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,原子可能会得失电子形成离子,所以原子可能发生变化的是其核外电子数,而核内质子数、中子数不变,根据相对原子质量=质子数+中子数,则相对原子质量也不变。
【题型2】原子模型的演变
【典例】下列关于原子模型发展史及原子结构的说法错误的是( )
A.英国科学家汤姆孙提出“葡萄干布丁”模型
B.扫描隧道显微镜可以观察到原子的内部结构
C.原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D.道尔顿提出原子是构成物质的最微小的粒子
【答案】B
【解析】1897年英国科学家汤姆生发现了电子,他认为电子是均匀镶嵌在原子内部的,提出了著名的“葡萄干布丁”模型,故A说法正确;借助扫描隧道显微镜观察到原子在物质表面的排列状况,但是扫描隧道显微镜不能观察到原子的内部结构,故B说法错误;原子核是由质子和中子构成的,质子带正电,质子不导电,电子带负电,原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引,故C说法正确;1803年,道尔顿提出原子是构成物质的最微小的粒子,故D说法正确。
【强化训练1】2023年8月24日,日本福岛第一核电站启动核污水排海,核污染水含有较高浓度的放射性氚,氚原子含有1个质子和2个中子。如图所示示意图能正确表示氚原子结构的是( )
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
【答案】A
【解析】氚原子含有1个质子和2个中子,原子中核内质子数=核外电子数,则其原子核外电子数为1。即氚原子中核内质子数为1、中子数为2,核外电子数为1,能正确表示氚原子结构的是A。
为了揭示原子结构的奥秘,人类经历了漫长的探索。
材料一:1808年,道尔顿在原子论中提出:物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二:1897年,汤姆孙发现原子内有带负电的微观粒子,否定了“原子不可再分”。
材料三:1911年,卢瑟福进行了α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,但是有少数粒子却发生了较大角度的偏转,并且有极少数α粒子的偏转角度超过90°,像是被金箔弹了回来。
材料四:1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,发现一个α粒子留在了一个氮原子中,使氮原子变成了氧原子,同时有微观粒子从氮原子中被打出。
【强化训练2】(1)汤姆孙发现的带负电的微观粒子是______________。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由______________(填“分子”“原子”或“离子”)构成的;通过卢瑟福实验,可推出的原子结构模型为 (填图甲中字母)。
(3)当α粒子轰击金箔时,图乙所示的运动轨迹不可能是 (填图乙中字母)。
【答案】(1)电子 (2)原子 C (3)BC
【强化训练3】请用线段连接有对应关系的相邻两列间的点(每个点只能连接1次)
【答案】
卢瑟福通过“α 粒子轰击金箔”实验(见第 87 页图 3-13)发现了原子核。
试解释卢瑟福“α 粒子轰击金箔”实验的现象:
(1) 大多数 α 粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明了什么?
(2) 小部分 α 粒子改变了原来的运动方向,说明了什么?
(3) 极少数 α 粒子被弹了回来,说明了什么?
【答案】
(1)原子内部大部分是空的 (2)原子内部有带正电荷的微观粒子存在 (3)原子核体积很小但是几乎集中了原子的全部质量
【题型3】原子的结构
【典例】下列关于物质构成的说法正确的是( )
A. 分子是由原子构成的
B. 分子是化学变化中的最小微观粒子
C. 同种原子无法构成不同种分子
D. 原子是最小的微观粒子
【答案】A
【强化训练1】氧原子中构成其原子核的微观粒子为( )
A.电子、质子
B.质子、中子
C.电子、中子
D.质子、中子、电子
【答案】B
【解析】原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的,原子核一般是由质子和中子构成;氧原子的质子数=原子序数=8,相对原子质量为16,中子数=16﹣8=8,原子核中无电子,原子核中有8个质子、8个中子。
【强化训练2】下列叙述中错误的是( )
① 原子是化学变化中的最小微观粒子
② 原子是不能再分的微观粒子
③ 一切物质都是由原子直接构成的
④ 一切原子核都是由质子和中子构成的
⑤原子不显电性
⑥ 原子的质量主要集中在原子核上
A.①②
B.③⑥
C.③⑤
D.②③④
【答案】D
【强化训练3】填写下表中的空格。
【答案】
【强化训练4】 C﹣14是含有6个质子和8个中子的碳原子,通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。宇宙射线由宇宙天体发出的高能粒子组成,它们在撞击地球大气层时,跟空气中氮原子发生碰撞,氮原子就会“捕捉”一个中子,“释放”一个质子,变成了C﹣14原子。C﹣14具有放射性,经过约5 730年,C﹣14会减少一半。再经过约 5 730年,又会减少一半,这个时间就是C﹣14的半衰期。科学家利用C﹣14来测定古代遗存物的“年龄”。大气中的C﹣14能与氧气发生反应,生成物先被植物吸收,后被动物纳入。只要植物或动物生存着,伴随新陈代谢,C﹣14就会在有机体内保持一定的平衡。而当有机体死亡后,其组织内的C﹣14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定剩余放射性C﹣14的含量,再结合其半衰期,就可推断出年代。
请根据短文回答下列问题:
(1)与作为相对原子质量标准的C﹣12原子相比,C﹣14原子结构上的不同是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
A.C﹣14原子比C﹣12原子的质量大
B.只要测出C﹣14的半衰期就可推断古代遗存物的“年龄”
【答案】(1)中子数不同 (2)A
【解析】(1)碳﹣12原子含有6个质子和6个中子,碳﹣14原子含有6个质子和8个中子,碳﹣12原子与碳﹣14原子相比,它们结构上的不同是中子数不同;(2)原子的质量主要集中在原子核上,也就是质子和中子的质量,碳﹣12原子含有6个质子和6个中子,碳﹣14原子含有6个质子和8个中子,因此碳﹣14比普通碳原子质量大,故A正确;对于任何含碳物质,只要测定剩余放射性碳﹣14的含量,再结合其半衰期,就可推断出年代,故B错误。
【题型4】原子核外电子排布与原子结构示意图
【典例】如图为钠的原子结构示意图,从图中可获得的信息是( )
A.钠原子的核外第一层有1个电子
B.钠原子在化学反应中容易得到1个电子
C.钠原子核内的质子数为11、中子数为0
D.钠原子的核外有3层电子
【答案】D
【解析】由钠的原子结构示意图可知,钠原子的核外第一层有2个电子;钠原子的最外层有1个电子,在化学反应中易失去最外层的1个电子;钠原子核内的质子数为11,无法确定中子数。
【强化训练1】如图是硅的原子结构示意图,下列相关说法正确的是 ( )
A. 硅原子带14个单位的正电荷
B. 硅原子的最外层电子数为2
C. 硅元素在元素周期表中位于第三周期
D. 硅在地壳中的元素含量位居第一位
【答案】C
【强化训练2】氯原子、碘原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.氯元素和碘元素的化学性质相似
B.符号“2Cl”可表示2个氯元素
C.图中“+”表示两种原子带正电荷
D.碘原子在化学反应中易失去电子
【答案】A
【解析】决定元素化学性质的是原子的最外层电子数,氯原子和碘原子的最外层电子数相同都有7个电子,氯元素和碘元素的化学性质相似,A正确。
符号“2Cl”可表示2个氯原子,元素只讲种类、不讲个数,不能表示2个氯元素,B错误。
原子是不带电的,根据题图可知,圆圈表示原子核,图中“+”表示两种原子的原子核带正电荷,C错误。
碘原子的最外层电子数是7,多于4,在化学反应中易得到1个电子而形成阴离子,D错误。
【强化训练3】如图是硫原子的结构示意图,下列由图中获取的信息错误的是( )
A.硫原子的核电荷数为16
B.硫原子在化学反应中易失去电子
C.硫原子结构示意图中的x等于8
D.硫原子核外有三个电子层
【答案】B
【解析】硫原子核内有16个质子,故硫原子的核电荷数为 16,A正确;硫原子的结构示意图中,最外层电子数为6,在化学反应中易得到电子,B错误;硫原子核内有16个质子,原子中核内质子数等于核外电子总数,即:2+x+6=16,则x=8,C正确;由硫原子的结构示意图可知,硫原子核外有三个电子层,D正确。
【强化训练4】氟元素是人体必需的微量元素。氟原子结构示意图如图所示。
(1)图中m值为 。
(2)氟原子在化学反应中容易 电子。
【答案】(1)7 (2)得到
【解析】(1)原子中,质子数=核外电子数,由此得:9=2+m,m=7。(2)氟原子的最外层电子数是7,在化学反应中易得到1个电子而形成相对稳定结构。
【强化训练5】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)氢气是由 (填“氢分子”或“氢原子”)构成的。
(2)根据如图原子结构示意图,回答问题:
①图中,最外层达到相对稳定结构的原子是 。
②在化学反应中,锂原子容易 (填“得到”或“失去”)电子。
【答案】(1)氢分子 (2)①Ne ②失去
【解析】(1)氢气属于气态非金属单质,是由氢分子构成的。
(2)①若原子的最外层电子数为8(氦为2个),属于相对稳定结构,图中,最外层达到相对稳定结构的原子是Ne。②锂原子的最外层电子数是1,少于4,在化学反应中易失去1个电子而形成阳离子。
【强化训练6】如图为几种元素的原子结构示意图。据图回答下列问题。
(1)x=_____,y=_____。
(2)氧原子的核外电子数为_______,其在化学反应中容易_______电子。
(3)上述三种元素中,化学性质相似的元素是_______ (填元素名称)。
【答案】(1)11 6 (2)8 得到 (3)氧、硫
【强化训练7】氧原子结构示意图为,其最外层有 个电子,在化学反应中 易 电子。
【答案】6 得到
【解析】原子结构示意图中,弧线表示电子层,弧线上的数字表示该层上的电子数,离圆圈最远的弧线表示最外层,则其最外层有6个电子,多于4,在化学反应中易得到2个电子而形成阴离子。
【题型5】离子的形成与离子结构示意图
【典例】下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】质子数=11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,A为阳离子;质子数=核外电子数=10,B为原子;质子数=核外电子数=8,C为原子;质子数=9,核外电子数=10,质子数<核外电子数,D为阴离子。故选A。
【强化训练1】元素X的核电荷数为a,它的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn﹣电子层结构相同,则元素Y的核电荷数是( )
A.a+m+n
B.a﹣m﹣n
C.m+n﹣a
D.m﹣n﹣a
【答案】B
【解析】设元素Y的核电荷数是b,因为X的核电荷数为a,它的阳离子Xm+,所以它的离子中带有(a﹣m)个电子,因为阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn﹣电子层结构相同,即核外电子数相同,所以b+n=a﹣m,即b=a﹣m﹣n。
【强化训练2】下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】质子数=核外电子数=11,A为原子;质子数=核外电子数=10,B为原子;质子数=核外电子数=8,C为原子;质子数=11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,D为阳离子,故选D。
【强化训练3】公园里含有丰富的负氧离子(),负氧离子是通过氧分子得到电子形成的。一个负氧离子与一个氧分子比较,不相同的是( )
A.质子数
B.相对原子质量之和
C.含氧原子个数
D.电子数
【答案】D
【强化训练4】下列结构示意图中,属于离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】质子数=核外电子数=9,A为原子;质子数=核外电子数=11,B为原子;质子数=核外电子数=17,C为原子;质子数=13,核外电子数=10,质子数>核外电子数,D为阳离子。故选D。
【强化训练5】建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。请根据信息回答下列问题:
(1)图甲为粒子之间的转化关系图,其中①表示的是 。
(2)图乙中D为某粒子的结构示意图,当X= 时,该粒子是原子。
(3)图乙中C属于同种元素,因为 相同。
(4)由B形成的化合物的化学符号为 。
【答案】(1)原子 (2)18 (3)质子数 (4)MgF2
【解析】(1)分子是由原子构成的,原子得失电子形成离子,①表示的是原子。
(2)当质子数=核外电子数,为原子,当X=2+8+8=18时,该粒子是原子。
(3)元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,图乙中C属于同种元素,因为质子数相同。
(4)B分别是氟原子和镁原子,形成的化合物是氟化镁,氟原子的最外层电子数为7,在化学反应中易得到1个电子而形成1个单位负电荷的阴离子,化合价的数值等于离子所带电荷的数值,且符号一致,则该元素的化合价为﹣1价;镁元素显+2价,氟元素显﹣1价,镁和氟组成化合物的化学符号为MgF2。
【强化训练6】如图是钠离子和氯离子的形成过程,请回答相关问题。
(1)钠原子 (填“失去”或“得到”)1个电子而带上1个单位的 (填“负电荷”或“正电荷”),形成 (填“阴”或“阳”)离子。
(2)根据(1)写出氯原子形成离子的过程:氯原子 1个电子而带上1个单位的 ,形成 (填“阳”或“阴”)离子。
(3)由上图可总结出原子和离子的区别是 (写出一点)。
【答案】(1)失去 正电荷 阳 (2)得到 负电荷 阴 (3)原子呈中性,离子带电荷(或原子中质子数=核外电子数,离子中质子数与核外电子数不相等,合理即可)
【强化训练7】如图1是工业上“分离液态空气法”制氧气的微观示意图。
(1)图2能表示液态空气微观示意图的是 (填序号)。
(2)“分离液态空气法”制氧的原理是利用氮气和氧气的 不同,从微观角度说明该制氧方法属于物理变化的本质原因: 。
(3)氧气化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应。如图是氧气和金属铍(Be)反应生成氧化铍的示意图,请将其补充完整① 、② 、③ 。
【答案】(1)B (2)沸点 分子种类没有改变 (3)Be2+ BeO
【解析】(1)空气中氮气和氧气的体积比约为4:1,液态空气中分子种类与数目不变,只是分子间隔变小,故B能表示液态空气微观示意图。
(2)“分离液态空气法”制氧的原理是利用氮气和氧气的沸点不同,从微观角度说明该制氧方法属于物理变化的本质原因是分子种类没有改变。
(3)①该粒子的质子数为4,属于铍元素,铍原子的最外层电子数是2,小于4,失去2个电子形成铍离子,符号为:Be2+。
②氧离子的质子数为8,核外电子数为8,第一层电子数为2,第二层电子数为8,离子结构示意图为:。
【题型6】离子符号的含义及书写
【典例】某简单离子R2- 核外电子数为10,则不能确定的是( )
A.该粒子含的中子数
B.离子的名称
C.离子的符号
D.原子核内质子数
【答案】A
【解析】依据R2-的核外电子数为10,可推知该粒子含的质子数为8,故该离子为氧离子,符号为O2-,但不能确定中子数。
【强化训练1】已知M2+核外有x个电子,其相对原子质量为a,则该粒子含有的中子数为( )
A.a-x-2
B.x+2
C.a+x-2
D.x-2
【答案】A
【解析】已知M2+ 核外有x个电子,其相对原子质量为a, M2+是M原子失去两个电子形成的,故M原子核外电子数为x+2;根据在原子中核内质子数=核外电子数,故M原子核内质子数为x+2 ;根据相对原子质量≈质子数 + 中子数,故该粒子含有的中子数=相对原子质量 − 质子数 =a−(x+2)=a−x-2。
【强化训练2】清新的空气中存在负氧离子,有利人体健康,负氧离子是指氧分子获得1个或1个以上电子后形成的粒子,下列表示一个氧分子得到1个电子后形成的负氧离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】氧分子表示为O2;负氧离子是指氧分子获得1个或1个以上电子后形成的粒子,则表示一个氧分子得到1个电子后形成的负氧离子的符号是。
【强化训练3】手机中使用的是锂离子电池。已知锂离子(Li+)的原子核中质子数为3,中子数为4。下列关于锂离子的说法,正确的是 ( )
A.相对原子质量为7
B.核电荷数为+1
C.在化学反应中容易失去电子
D.核外电子数为3
【答案】A
【解析】相对原子质量≈质子数+中子数,锂离子的相对原子质量约为3+4=7,A正确;Li⁺的原子核中质子数为3,核电荷数为3, B错误;锂离子(Li+)的最外层也是第一层,有2个电子,属于相对稳定结构,在化学反应中不易失去电子,C错误;锂离子是锂原子失去1个电子后形成的,锂原子的核外电子数为3,所以锂离子的核外电子数为2,D错误。
【强化训练4】化学用语是学习化学的工具。下列表示三个氧离子的是( )
A.3O﹣2
B.
C.3O﹣
D.3O2﹣
【答案】D
【解析】离子的表示方法:在表示该离子的元素符号右上角,标出该离子所带的正负电荷数,数字在前,正负符号在后,带1个电荷时,1要省略,若表示多个该离子,就在其离子符号前加上相应的数字,所以三个氧离子的符号为:3O2﹣。
【强化训练5】古人所言:“茶者水之神,水者茶之体”,泡茶之水以山上之水为上佳,以江河之水为次佳,以井口之水为下品。请按要求回答下列问题。
(1)保持水的化学性质的最小微粒是 (填微粒名称)。
(2)山泉水中含有微量的氯化镁,氯化镁中阳离子的符号为 。
【答案】(1)水分子
(2)Mg2+
【解析】(1)由分子构成的物质中分子是保持其化学性质的最小粒子,水是由水分子构成的,则保持水的化学性质的最小微粒是水分子;
(2)氯化镁是由镁离子和氯离子构成的,其中镁离子为阳离子,符号为Mg2+。
【强化训练6】说出符号的意义或用符号表示。
(1)Hg 表示 ,还表示 ,也可表示 。
(2)3H+ 表示 ;Cl 表示 、 。
(3)2 个氮原子 。
【答案】(1)汞元素 1个汞原子 金属汞
(2)3个氢离子 1个氯原子 氯元素 (3)2N
【强化训练7】汞在元素周期表中的相关信息及汞原子结构示意图如下图所示。
由图B可知,汞原子失去2个电子后形成微粒的符号是 。
【答案】Hg2+
【解析】由图B可知,汞原子的最外层电子数为2,汞原子容易失去2个电子而形成带2个正电荷的汞离子,其离子的符号是Hg2+。
【题型7】分子、原子、离子之间的关系
【典例】下列有关分子、原子和离子的说法,正确的是( )
A.分子的质量一定比原子的大
B.分子是保持物质化学性质的唯一粒子
C.离子是由原子得失电子形成的
D.原子都是由质子、中子、电子构成的
【答案】C
【解析】分子的质量一定比构成它的原子大,但不能笼统地比较分子与原子的质量大小。物质的化学性质由构成微粒保持,构成物质的微粒有分子、原子、离子,故分子不是保持物质化学性质的唯一粒子。
【强化训练1】下列有关粒子的说法中正确的是 ( )
A.原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.分子可分,而原子不可再分
C.原子可转化成离子,离子不能转化为原子
D.钠原子和钠离子核电荷数相同
【答案】D
【强化训练2】下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.原子得失电子变成离子后,质量几乎不变,但化学性质差别很大
B.同种原子通过不同方式结合成的分子化学性质不同
C.在化学变化中,分子既可以被创造也可以被消灭
D.同种分子排列方式不同则化学性质不同
【答案】D
【解析】原子得失电子变成离子后,电子的质量很小,可以忽略不计,由于他们的最外层电子数不同,则质量几乎不变,但化学性质差别很大,A正确;同种原子通过不同方式结合成的分子,分子的构成不同,故化学性质不同,B正确;化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,在化学变化中,分子可以被创造也可以被消灭,C正确;同种分子排列方式不同,只改变物质的状态,分子构成不变,化学性质相同,D不正确。
【强化训练3】下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.原子,分子不带电,离子带电
B.原子不能直接构成分子
C.原子得失电子变成离子
D.分子、原子、离子是构成物质的基本粒子
【答案】B
【解析】分子是由原子构成的,原子不显电性,原子、分子不带电,离子带电,A说法正确;分子是由原子构成的,原子能直接构成分子,B说法错误;原子得失电子变成离子,C说法正确;分子、原子、离子是构成物质的基本粒子,D说法正确。
【强化训练4】下列有关原子与离子的说法不正确的是( )
A.原子得失电子变成离子,电子层数一定发生改变
B.原子、离子都可以构成物质
C.同种元素的原子与离子的化学性质是不同的
D.离子是指带电荷的原子或原子团
【答案】A
【强化训练5】不同种类的金属化合物在燃烧时,会发出不同颜色的光芒,这就是焰色反应。例如:氯化钠和硫酸钠在燃烧时会发出金黄色火焰;硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。利用这种原理,烟花引爆后能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案。请用化学用语表示:
(1)两个钠离子: 。
(2)3个氯原子: 。
(3)氯原子的结构示意图: 。
【答案】(1)2Na+ (2)3Cl (3)
【强化训练6】2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,表明中国航天科技迈入世界先进行列。
(1)用钛镍合金制作飞船卫星天线。图1是镍元素的原子结构示意图,则x的数值是 。
(2)图2是四种粒子的结构示意图,其中粒子A的符号为 ,与镍原子化学性质更为相似的是 。
【答案】(1)2 (2)O2- D
【解析】(1)原子中核内质子数=核外电子数,所以x的数值是28-2-8-16=2。(2)粒子A是氧离子,符号为O2-;A、B、C、D四种粒子的结构示意图中和镍原子化学性质更为相似的是D,因为它们最外层电子数相等。
【强化训练7】不同种类的金属化合物在燃烧时,会发出不同颜色的光芒,这就是焰色反应。例如:氯化钠和硫酸钠在燃烧时会发出金黄色火焰;硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。利用这种原理,烟花引爆后能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案。请用化学用语表示:
(1)两个钠离子: 。
(2)3个氯原子: 。
(3)氯原子的结构示意图: 。
【答案】(1)2Na+ (2)3Cl (3)
【题型8】原子与离子的相互转化
【典例】某元素原子失去1个电子后形成的粒子与Ne有相同的核外电子数,下列说法正确的是( )
A.该粒子核内有11个中子
B.该粒子为阴离子
C.该粒子核电荷数为10
D.该粒子质子数为11
【答案】D
【解析】氖原子的核外有10个电子,某元素原子失去1个电子后形成的粒子与Ne有相同的核外电子数,则该元素的原子核外有11个电子,其核内质子数为11,不能判断出该粒子核内的中子数,失去1个电子后形成的粒子,带1个单位的正电荷,为阳离子。
【强化训练1】下列有关粒子的说法正确的是( )
A.原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.分子可分,而原子不可再分
C.原子可转化成离子,离子不能转化为原子
D.钠原子和钠离子核电荷数相同
【答案】D
【解析】原子的原子核不都是由质子和中子构成的,如氢原子中没有中子;分子可分,原子也可再分,能分成原子核和电子;原子可转化成离子,离子也能转化为原子;1个钠原子失去1个电子变为1个钠离子,只是核外电子数发生了改变,核内质子数(即核电荷数)不变,则钠原子和钠离子核电荷数相同。
【强化训练2】下列关于镁原子和镁离子的说法中,正确的是( )
A.它们的核外电子数相同
B.镁原子的质量比镁离子大得多
C.它们的性质完全相同
D.它们的质子数和中子数都相同
【答案】D
【解析】镁原子核外电子数为12,镁原子失去2个电子形成镁离子,则镁离子核外电子数为10,所以它们的的核外电子数不相同;镁原子失去最外层的2个电子后得到镁离子,电子的质量很小,可以忽略不计,则镁原子和镁离子的质量几乎一样大;决定元素化学性质的是最外层电子数,镁原子失去最外层的2个电子后得到镁离子,最外层电子数发生了改变,镁原子和镁离子的化学性质不同;镁原子失去2个电子形成镁离子,原子核不变,故原子核内的质子数和中子数不变。
【强化训练3】下列关于Na、Na+两种微粒的说法错误的是( )
A.核外电子数不相同
B.核内质子数相同
C.化学性质相同
D.在一定条件下可以转化
【答案】C
【解析】钠原子失去1个电子形成Na+,则核外电子数不相同,核内质子数相同,最外层电子数不同,则化学性质不相同,钠原子和Na+,在一定条件下可以转化。
【强化训练4】下列关于镁原子和镁离子的说法中,正确的是( )
A.它们的核外电子数相同
B.镁原子的质量比镁离子大得多
C.它们的性质完全相同
D.它们的质子数和中子数都相同
【答案】D
【解析】镁原子核外电子数为12,镁原子失去2个电子形成镁离子,则镁离子核外电子数为10,所以它们的的核外电子数不相同;镁原子失去最外层的2个电子后得到镁离子,电子的质量很小,可以忽略不计,则镁原子和镁离子的质量几乎一样大;决定元素化学性质的是最外层电子数,镁原子失去最外层的2个电子后得到镁离子,最外层电子数发生了改变,镁原子和镁离子的化学性质不同;镁原子失去2个电子形成镁离子,原子核不变,故原子核内的质子数和中子数不变。
【题型9】相对原子质量的概念及其计算
【典例】不久前,某国决定将核废水排放入海引发国际争论。核废水中含有氚、锶、铯等放射性元素。已知氚原子的核内质子数为1,中子数为2。下列关于氚、氢两种原子的说法正确的是( )
A.核电荷数不同
B.都有中子,但数目不同
C.最外层电子数相同
D.相对原子质量相同
【答案】C
【解析】氚原子的核电荷数等于核内质子数等于1,氢原子的核电荷数等于核内质子数等于1,A错误;氚原子的核内质子数为1,中子数为2,氢原子的核内质子数为1,中子数为0,氢原子不含中子,B错误;氚原子的核内质子数为1,氢原子的核内质子数为1,原子中核内质子数=核外电子数,则氚原子与氢原子的最外层电子数相同,均为1,C正确;相对原子质量=质子数+中子数,氚原子的相对原子质量=1+2=3,氢原子的相对原子质量=1+0=1,相对原子质量不同,D错误。
【强化训练1】中国的一位科学家精确测定了某些金属原子的相对原子质量,这位科学家的名字是( )
A.道尔顿
B.张青莲
C.拉瓦锡
D.屠呦呦
【答案】B
【强化训练2】已知一个碳12 原子的质量为m kg,镁原子核内质子数为 12,且质子数和中子数相等,则镁原子的相对原子质量约是 ,一个镁原子的实际质量约是 kg。
【答案】24 2 m
【解析】镁原子核内质子数为 12,且质子数 和中子数相等,相对原子质量≈质子数+中子数,则镁原子的相对原子质量约为24,一个镁原子的实际质量是 24×kg=2m kg。
【强化训练3】“天宫课堂”中,航天员王亚平用视频展示了在无容器材料实验柜中进行的“锆金属熔化与凝固”实验。已知锆原子的核电荷数为40,1个锆原子的质量为1.51×10-25kg,1个碳-12原子的质量为1.993×10-26kg。求:
(1)锆的相对原子质量(写出计算过程,结果保留整数)。
(2)锆原子核内的中子数为 ,核外电子数为 。
【答案】(1)解:1个锆原子的质量为1.51×10-25kg,1个碳-12原子的质量为1.993×10-26kg,则锆的相对原子质量为 ≈91。
答:锆的相对原子质量为91。
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人教版(2024)九年级上册 第三单元 物质构成的奥秘课题2 原子结构 题型专练
【题型1】原子中各类微粒的数值关系及其应用
【典例】铷原子钟被称为北斗卫星的心脏。铷原子的核电荷数为37,相对原子质量为85,有关铷原子的说法中错误的是( )
A.质子数为37
B.中子数为49
C.核外电子数为37
D.质子数和中子数之和为85
【强化训练1】2023年10月5日至10月23日,日本再一次不顾国际反对,启动第二轮核污水排海计划,将福岛核污水排入大海。核污水中有碳﹣14(质子数为6,相对原子质量为14)等难以去除的放射性物质。下列说法错误的是( )
A.碳﹣14原子不显电性
B.碳﹣14原子的质量主要集中在原子核上
C.碳﹣14原子中,质子数等于中子数
D.碳﹣14的中子数为8
【强化训练2】碳﹣14常用于测量古生物的生活年代。碳﹣14原子的核电荷数为6,中子数为8。下列关于碳﹣14原子的说法中,正确的是( )
A.最外层电子数为6
B.质子数为8
C.核外电子数为8
D.质子数和中子数之和为14
【强化训练3】原子是化学变化中的最小粒子,在化学反应中,原子可能发生变化的是其( )
A.质子数
B.中子数
C.核外电子数
D.相对原子质量
【题型2】原子模型的演变
【典例】下列关于原子模型发展史及原子结构的说法错误的是( )
A.英国科学家汤姆孙提出“葡萄干布丁”模型
B.扫描隧道显微镜可以观察到原子的内部结构
C.原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D.道尔顿提出原子是构成物质的最微小的粒子
【强化训练1】2023年8月24日,日本福岛第一核电站启动核污水排海,核污染水含有较高浓度的放射性氚,氚原子含有1个质子和2个中子。如图所示示意图能正确表示氚原子结构的是( )
A.答案A
B.答案B
C.答案C
D.答案D
为了揭示原子结构的奥秘,人类经历了漫长的探索。
材料一:1808年,道尔顿在原子论中提出:物质由微小的不可再分的原子构成。
材料二:1897年,汤姆孙发现原子内有带负电的微观粒子,否定了“原子不可再分”。
材料三:1911年,卢瑟福进行了α粒子(α粒子由2个质子和2个中子构成)轰击金箔实验。结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,但是有少数粒子却发生了较大角度的偏转,并且有极少数α粒子的偏转角度超过90°,像是被金箔弹了回来。
材料四:1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,发现一个α粒子留在了一个氮原子中,使氮原子变成了氧原子,同时有微观粒子从氮原子中被打出。
【强化训练2】(1)汤姆孙发现的带负电的微观粒子是______________。
(2)卢瑟福实验中使用的金箔是由______________(填“分子”“原子”或“离子”)构成的;通过卢瑟福实验,可推出的原子结构模型为 (填图甲中字母)。
(3)当α粒子轰击金箔时,图乙所示的运动轨迹不可能是 (填图乙中字母)。
【强化训练3】请用线段连接有对应关系的相邻两列间的点(每个点只能连接1次)
卢瑟福通过“α 粒子轰击金箔”实验(见第 87 页图 3-13)发现了原子核。
试解释卢瑟福“α 粒子轰击金箔”实验的现象:
(1) 大多数 α 粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明了什么?
(2) 小部分 α 粒子改变了原来的运动方向,说明了什么?
(3) 极少数 α 粒子被弹了回来,说明了什么?
【题型3】原子的结构
【典例】下列关于物质构成的说法正确的是( )
A. 分子是由原子构成的
B. 分子是化学变化中的最小微观粒子
C. 同种原子无法构成不同种分子
D. 原子是最小的微观粒子
【强化训练1】氧原子中构成其原子核的微观粒子为( )
A.电子、质子
B.质子、中子
C.电子、中子
D.质子、中子、电子
【强化训练2】下列叙述中错误的是( )
① 原子是化学变化中的最小微观粒子
② 原子是不能再分的微观粒子
③ 一切物质都是由原子直接构成的
④ 一切原子核都是由质子和中子构成的
⑤原子不显电性
⑥ 原子的质量主要集中在原子核上
A.①②
B.③⑥
C.③⑤
D.②③④
【强化训练3】填写下表中的空格。
【强化训练4】 C﹣14是含有6个质子和8个中子的碳原子,通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。宇宙射线由宇宙天体发出的高能粒子组成,它们在撞击地球大气层时,跟空气中氮原子发生碰撞,氮原子就会“捕捉”一个中子,“释放”一个质子,变成了C﹣14原子。C﹣14具有放射性,经过约5 730年,C﹣14会减少一半。再经过约 5 730年,又会减少一半,这个时间就是C﹣14的半衰期。科学家利用C﹣14来测定古代遗存物的“年龄”。大气中的C﹣14能与氧气发生反应,生成物先被植物吸收,后被动物纳入。只要植物或动物生存着,伴随新陈代谢,C﹣14就会在有机体内保持一定的平衡。而当有机体死亡后,其组织内的C﹣14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质,只要测定剩余放射性C﹣14的含量,再结合其半衰期,就可推断出年代。
请根据短文回答下列问题:
(1)与作为相对原子质量标准的C﹣12原子相比,C﹣14原子结构上的不同是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
A.C﹣14原子比C﹣12原子的质量大
B.只要测出C﹣14的半衰期就可推断古代遗存物的“年龄”
【题型4】原子核外电子排布与原子结构示意图
【典例】如图为钠的原子结构示意图,从图中可获得的信息是( )
A.钠原子的核外第一层有1个电子
B.钠原子在化学反应中容易得到1个电子
C.钠原子核内的质子数为11、中子数为0
D.钠原子的核外有3层电子
【强化训练1】如图是硅的原子结构示意图,下列相关说法正确的是 ( )
A. 硅原子带14个单位的正电荷
B. 硅原子的最外层电子数为2
C. 硅元素在元素周期表中位于第三周期
D. 硅在地壳中的元素含量位居第一位
【强化训练2】氯原子、碘原子结构示意图如图所示。下列说法正确的是( )
A.氯元素和碘元素的化学性质相似
B.符号“2Cl”可表示2个氯元素
C.图中“+”表示两种原子带正电荷
D.碘原子在化学反应中易失去电子
【强化训练3】如图是硫原子的结构示意图,下列由图中获取的信息错误的是( )
A.硫原子的核电荷数为16
B.硫原子在化学反应中易失去电子
C.硫原子结构示意图中的x等于8
D.硫原子核外有三个电子层
【强化训练4】氟元素是人体必需的微量元素。氟原子结构示意图如图所示。
(1)图中m值为 。
(2)氟原子在化学反应中容易 电子。
【强化训练5】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)氢气是由 (填“氢分子”或“氢原子”)构成的。
(2)根据如图原子结构示意图,回答问题:
①图中,最外层达到相对稳定结构的原子是 。
②在化学反应中,锂原子容易 (填“得到”或“失去”)电子。
【强化训练6】如图为几种元素的原子结构示意图。据图回答下列问题。
(1)x=_____,y=_____。
(2)氧原子的核外电子数为_______,其在化学反应中容易_______电子。
(3)上述三种元素中,化学性质相似的元素是_______ (填元素名称)。
【强化训练7】氧原子结构示意图为,其最外层有 个电子,在化学反应中 易 电子。
【题型5】离子的形成与离子结构示意图
【典例】下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练1】元素X的核电荷数为a,它的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn﹣电子层结构相同,则元素Y的核电荷数是( )
A.a+m+n
B.a﹣m﹣n
C.m+n﹣a
D.m﹣n﹣a
【强化训练2】下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练3】公园里含有丰富的负氧离子(),负氧离子是通过氧分子得到电子形成的。一个负氧离子与一个氧分子比较,不相同的是( )
A.质子数
B.相对原子质量之和
C.含氧原子个数
D.电子数
【强化训练4】下列结构示意图中,属于离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练5】建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。请根据信息回答下列问题:
(1)图甲为粒子之间的转化关系图,其中①表示的是 。
(2)图乙中D为某粒子的结构示意图,当X= 时,该粒子是原子。
(3)图乙中C属于同种元素,因为 相同。
(4)由B形成的化合物的化学符号为 。
【强化训练6】如图是钠离子和氯离子的形成过程,请回答相关问题。
(1)钠原子 (填“失去”或“得到”)1个电子而带上1个单位的 (填“负电荷”或“正电荷”),形成 (填“阴”或“阳”)离子。
(2)根据(1)写出氯原子形成离子的过程:氯原子 1个电子而带上1个单位的 ,形成 (填“阳”或“阴”)离子。
(3)由上图可总结出原子和离子的区别是 (写出一点)。
【强化训练7】如图1是工业上“分离液态空气法”制氧气的微观示意图。
(1)图2能表示液态空气微观示意图的是 (填序号)。
(2)“分离液态空气法”制氧的原理是利用氮气和氧气的 不同,从微观角度说明该制氧方法属于物理变化的本质原因: 。
(3)氧气化学性质活泼,能与许多物质发生化学反应。如图是氧气和金属铍(Be)反应生成氧化铍的示意图,请将其补充完整① 、② 、③ 。
【题型6】离子符号的含义及书写
【典例】某简单离子R2- 核外电子数为10,则不能确定的是( )
A.该粒子含的中子数
B.离子的名称
C.离子的符号
D.原子核内质子数
【强化训练1】已知M2+核外有x个电子,其相对原子质量为a,则该粒子含有的中子数为( )
A.a-x-2
B.x+2
C.a+x-2
D.x-2
【强化训练2】清新的空气中存在负氧离子,有利人体健康,负氧离子是指氧分子获得1个或1个以上电子后形成的粒子,下列表示一个氧分子得到1个电子后形成的负氧离子的是( )
A.
B.
C.
D.
【强化训练3】手机中使用的是锂离子电池。已知锂离子(Li+)的原子核中质子数为3,中子数为4。下列关于锂离子的说法,正确的是 ( )
A.相对原子质量为7
B.核电荷数为+1
C.在化学反应中容易失去电子
D.核外电子数为3
【强化训练4】化学用语是学习化学的工具。下列表示三个氧离子的是( )
A.3O﹣2
B.
C.3O﹣
D.3O2﹣
【强化训练5】古人所言:“茶者水之神,水者茶之体”,泡茶之水以山上之水为上佳,以江河之水为次佳,以井口之水为下品。请按要求回答下列问题。
(1)保持水的化学性质的最小微粒是 (填微粒名称)。
(2)山泉水中含有微量的氯化镁,氯化镁中阳离子的符号为 。
【强化训练6】说出符号的意义或用符号表示。
(1)Hg 表示 ,还表示 ,也可表示 。
(2)3H+ 表示 ;Cl 表示 、 。
(3)2 个氮原子 。
【强化训练7】汞在元素周期表中的相关信息及汞原子结构示意图如下图所示。
由图B可知,汞原子失去2个电子后形成微粒的符号是 。
【题型7】分子、原子、离子之间的关系
【典例】下列有关分子、原子和离子的说法,正确的是( )
A.分子的质量一定比原子的大
B.分子是保持物质化学性质的唯一粒子
C.离子是由原子得失电子形成的
D.原子都是由质子、中子、电子构成的
【强化训练1】下列有关粒子的说法中正确的是 ( )
A.原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.分子可分,而原子不可再分
C.原子可转化成离子,离子不能转化为原子
D.钠原子和钠离子核电荷数相同
【强化训练2】下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.原子得失电子变成离子后,质量几乎不变,但化学性质差别很大
B.同种原子通过不同方式结合成的分子化学性质不同
C.在化学变化中,分子既可以被创造也可以被消灭
D.同种分子排列方式不同则化学性质不同
【强化训练3】下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.原子,分子不带电,离子带电
B.原子不能直接构成分子
C.原子得失电子变成离子
D.分子、原子、离子是构成物质的基本粒子
【强化训练4】下列有关原子与离子的说法不正确的是( )
A.原子得失电子变成离子,电子层数一定发生改变
B.原子、离子都可以构成物质
C.同种元素的原子与离子的化学性质是不同的
D.离子是指带电荷的原子或原子团
【强化训练5】不同种类的金属化合物在燃烧时,会发出不同颜色的光芒,这就是焰色反应。例如:氯化钠和硫酸钠在燃烧时会发出金黄色火焰;硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。利用这种原理,烟花引爆后能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案。请用化学用语表示:
(1)两个钠离子: 。
(2)3个氯原子: 。
(3)氯原子的结构示意图: 。
【强化训练6】2022年3月23日,“天宫课堂”第二课在中国空间站开讲,表明中国航天科技迈入世界先进行列。
(1)用钛镍合金制作飞船卫星天线。图1是镍元素的原子结构示意图,则x的数值是 。
(2)图2是四种粒子的结构示意图,其中粒子A的符号为 ,与镍原子化学性质更为相似的是 。
【强化训练7】不同种类的金属化合物在燃烧时,会发出不同颜色的光芒,这就是焰色反应。例如:氯化钠和硫酸钠在燃烧时会发出金黄色火焰;硝酸钙和碳酸钙在燃烧时会发出砖红色火焰。利用这种原理,烟花引爆后能在漆黑的天空中绽放出鲜艳夺目、五彩缤纷的图案。请用化学用语表示:
(1)两个钠离子: 。
(2)3个氯原子: 。
(3)氯原子的结构示意图: 。
【题型8】原子与离子的相互转化
【典例】某元素原子失去1个电子后形成的粒子与Ne有相同的核外电子数,下列说法正确的是( )
A.该粒子核内有11个中子
B.该粒子为阴离子
C.该粒子核电荷数为10
D.该粒子质子数为11
【强化训练1】下列有关粒子的说法正确的是( )
A.原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.分子可分,而原子不可再分
C.原子可转化成离子,离子不能转化为原子
D.钠原子和钠离子核电荷数相同
【强化训练2】下列关于镁原子和镁离子的说法中,正确的是( )
A.它们的核外电子数相同
B.镁原子的质量比镁离子大得多
C.它们的性质完全相同
D.它们的质子数和中子数都相同
【强化训练3】下列关于Na、Na+两种微粒的说法错误的是( )
A.核外电子数不相同
B.核内质子数相同
C.化学性质相同
D.在一定条件下可以转化
【强化训练4】下列关于镁原子和镁离子的说法中,正确的是( )
A.它们的核外电子数相同
B.镁原子的质量比镁离子大得多
C.它们的性质完全相同
D.它们的质子数和中子数都相同
【题型9】相对原子质量的概念及其计算
【典例】不久前,某国决定将核废水排放入海引发国际争论。核废水中含有氚、锶、铯等放射性元素。已知氚原子的核内质子数为1,中子数为2。下列关于氚、氢两种原子的说法正确的是( )
A.核电荷数不同
B.都有中子,但数目不同
C.最外层电子数相同
D.相对原子质量相同
【强化训练1】中国的一位科学家精确测定了某些金属原子的相对原子质量,这位科学家的名字是( )
A.道尔顿
B.张青莲
C.拉瓦锡
D.屠呦呦
【强化训练2】已知一个碳12 原子的质量为m kg,镁原子核内质子数为 12,且质子数和中子数相等,则镁原子的相对原子质量约是 ,一个镁原子的实际质量约是 kg。
【强化训练3】“天宫课堂”中,航天员王亚平用视频展示了在无容器材料实验柜中进行的“锆金属熔化与凝固”实验。已知锆原子的核电荷数为40,1个锆原子的质量为1.51×10-25kg,1个碳-12原子的质量为1.993×10-26kg。求:
(1)锆的相对原子质量(写出计算过程,结果保留整数)。
(2)锆原子核内的中子数为 ,核外电子数为 。
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