第25讲 原子结构、核外电子排布（解析版）- 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练

这是一份第25讲 原子结构、核外电子排布（解析版）- 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练，共10页。
【复习目标】
1．掌握原子结构示意图的表示方法。
2．掌握元素、核素和同位素的含义。
3．掌握原子的构成，质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。
4．掌握原子核外电子排布规律。
【知识精讲】
考点一 原子结构、核素、同位素
1．原子结构
（1）原子的构成
（2）原子结构中微粒之间的关系
①eq \\al(A,Z)X中，质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数。
②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
③阳离子eq \\al(A,Z)Xn＋的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数(Z－n)。
④阴离子eq \\al(A,Z)Xm－的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数(Z＋m)。
（3）元素符号周围数字的意义
2．元素、核素、同位素
（1）元素、核素、同位素的关系
（2）同位素的特征
①当某种元素具有多种天然、稳定的核素时，无论是游离态还是化合态，其各核素在自然界中所占的原子个数百分比一般是不变的。
②同一元素的各种核素形成的同种物质的化学性质相同，物理性质不同。
（3）氢元素的三种核素
eq \\al(1,1)H：名称为氕，不含中子；
eq \\al(2,1)H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
eq \\al(3,1)H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
（4）常见的重要核素及其应用
3．相对原子质量
（1）原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的eq \f(1,12)的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。
（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百分比算出的平均值。
如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。
（3）核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
【拓展】抓住描述对象，突破“四同”判断
（1）同位素——原子，如 eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H。
（2）同素异形体——单质，如O2、O3。
（3）同系物——化合物，如CH3CH3、CH3CH2CH3。
（4）同分异构体——化合物，如正戊烷、新戊烷。
【例题1】核泄漏地区可检测到的放射性元素有137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是( )
A．eq \\al(134, 55)Cs和eq \\al(137, 55)Cs形成的单质物理性质相同
B．eq \\al(134, 55)Cs比eq \\al(131, 53)I多3个中子
C．eq \\al(134, 55)Cs和eq \\al(137, 55)Cs形成的单质化学性质相同
D．eq \\al(134, 55)Cs与eq \\al(137, 55)Cs都是铯的同素异形体
【答案】C
【解析】同位素原子形成的单质，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，A错误，C正确；eq \\al(134, 55)Cs的中子数为134－55＝79，eq \\al(131, 53)I的中子数为131－53＝78，二者中子数相差1，B错误；eq \\al(134, 55)Cs和eq \\al(137, 55)Cs互为同位素，而不是同素异形体，D错误。
【例题2】某元素的一个原子形成的离子可表示为 eq \\al(b,a)Xn－，下列说法正确的是( )
A．eq \\al(b,a)Xn－含有的中子数为a＋b
B．eq \\al(b,a)Xn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为eq \f(b,6.02×1023) g
【答案】D
【解析】A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b。
【例题3】已知阴离子R2－的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则w g R2－所含有电子的物质的量是( )
A.eq \f(m－n－2,wm) ml B.eq \f(w（m－n）,n) ml
C.eq \f(w,m)(m－n－2) ml D.eq \f(w,m)(m－n＋2) ml
【答案】D
【解析】R原子的质子数为m－n，R2－的核外电子数为m－n＋2，而w g R原子的物质的量为eq \f(w,m) ml，所以形成的R2－含有电子的物质的量为eq \f(w,m)(m－n＋2) ml。
【例题4】现有下列9种微粒：eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、13 6C、14 6C、14 7N、eq \\al(56,26)Fe2＋、eq \\al(56,26)Fe3＋、16 8O2、16 8O3。按要求完成以下各题：
(1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是______________。
(3)eq \\al(56,26)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为________。
(4)上述9种微粒中有________种核素，含有________种元素。
【答案】(1)核素 同位素 (2)16 8O2、16 8O3 (3)30 24 (4)7 5
考点二 原子核外电子排布
1．原子核外电子排布
2．核外电子排布的表示方法：原子或离子结构示意图
3．原子核外电子排布与元素性质的关系
(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。
(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。
(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。
【易错提醒】原子结构与同位素的认识误区
(1)原子不一定都有中子，如eq \\al(1,1)H。
(2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NHeq \\al(＋,4)与OH－等。
(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(16, 8)O；也可能具有相同的质量数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, 7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(12, 6)C。
(5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。
(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
【例题5】(2018·静安区一模)下列有关短周期元素原子的说法正确的是( )
A．当原子形成简单离子后，其最外层上的电子数可超过8个
B．原子最外层上的电子数少于4个时，电子数越多，还原性越强
C．原子核外电子中，最外层上的电子能量最高
D．当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构
【答案】C
【解析】A项，原子形成简单离子，最外层应满足稳定的结构，可为2或8等，如He、Ar等，错误；C项，原子核外电子离核越远，能量越高，正确；D项，最外层上的电子轨道全充满时达到稳定结构，可为2或8，错误。
【例题6】已知某粒子的结构示意图为。
试回答：
(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。
(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：_______________。
【答案】
(1)原子
(2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(答案合理即可)
(3)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O
【解析】(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，应为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。(3)y＝3时粒子为铝原子，y＝7时粒子为氯原子，其最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化铝和高氯酸，反应的离子方程式为Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
4．10e－和18e－微粒的判断与应用
（1）寻找10电子微粒和18电子微粒的方法
①10电子微粒：以Ne为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。
②18电子微粒：以Ar为核心，推断同周期的非金属元素的化合物和下一周期的金属元素的化合物。

CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……
（2）记忆其他等电子微粒
“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。
“14电子”的粒子：Si、N2、CO。
“16电子”粒子：S、O2、C2H4、HCHO。
5．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系
(1)可以是两种原子，如同位素原子。
(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。
(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NHeq \\al(＋,4)、H3O＋。
(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。
【例题7】下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )
A．H3O＋和OH－ B．CO和N2
C．HNO2和NOeq \\al(－,2) D．CHeq \\al(＋,3)和NHeq \\al(＋,4)
【答案】D
【例题8】用A＋、B－、C2－、D、E分别表示含有18个电子的五种微粒(离子或分子)，请回答下列问题：
(1)A元素是______、B元素是______、C元素是________。(用元素符号表示)
(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________，含有的化学键是________。
(3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是__________，其与水反应的化学方程式为________________________________。
【答案】
(1)K Cl S
(2)HCl 极性共价键
(3)F2 2F2＋2H2O===4HF＋O2
【例题9】已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子。它们之间存在如图所示转化关系。
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出：
A的化学式：________；D的化学式：________。
(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出A与B在溶液中反应的离子方程式：_____________________________________________。
【答案】
(1)NHeq \\al(＋,4)(或HF) H2O
(2)H2S＋OH－===HS－＋H2O(或HS－＋OH－===S2－＋H2O)
【解析】
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，结合10电子粒子的结构性质特征判断：A为NHeq \\al(＋,4)，B为OH－，C为NH3，D为H2O(或A为HF，B为OH－，C为F－，D为H2O)。
(2)如果A和C是18电子的粒子， B和D是10电子的粒子，观察框图，容易想到H2S＋OH－===HS－＋H2O(或HS－＋OH－===S2－＋H2O)，则A为H2S(或HS－)，B为OH－，C为HS－(或S2－)，D为H2O，所以A与B在溶液中反应的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O(或HS－＋OH－===S2－＋H2O)。
【例题10】A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大；A是周期表中原子半径最小的元素；B元素的最高价氧化物的水化物与其简单氢化物能相互反应生成盐；C元素原子的最外层电子数是其内层电子数的3倍；D元素的主族序数等于其周期数；E元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍。试回答下列问题：
(1)A元素的同位素有__________________(写原子符号)。
(2)写出四种B、C元素形成的化合物的化学式________________________。
(3)质量数为37的F的原子符号为________。
(4)D、E的离子结构示意图分别为________、________。
(5)实验室中制取B的简单氢化物的化学反应方程式为__________________。
(6)写出D的单质与NaOH溶液反应的离子方程式______________________。
(7)A与B、C形成的两种18电子分子分别为________、________(写分子式)。
【答案】
(1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H(或eq \\al(1,1)H、D、T)
(2)NO、NO2、N2O3、N2O5、N2O、N2O4(任选四种)
(3)eq \\al(37,17)Cl
(4)
(5)2NH4Cl＋Ca(OH)2NH3↑＋CaCl2＋2H2O
(6)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑
(7)N2H4 H2O2
【解析】
由原子半径最小可知A为H，B元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物能相互反应生成盐可知B为N，C元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍为O，D元素的主族序数等于其周期数为Al，E元素原子的最外层电子数是其电子层数的2倍为S，F为Cl。
【真题演练】
1．（2022·山东·高考真题）、的半衰期很短，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．X的中子数为2
B．X、Y互为同位素
C．、可用作示踪原子研究化学反应历程
D．自然界不存在、分子是因其化学键不稳定
【答案】B
【详解】根据质量守恒可知，X微粒为，Y微粒为，据此分析解题。
A. 由分析可知，X微粒为，根据质量数等于质子数加中子数可知，该微粒的中子数为4，A错误；
B. 由分析可知，X微粒为，Y微粒为，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位素，B正确；
C.由题干信息可知，与的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，C错误；
D.自然界中不存在与并不是其化学键不稳定，而是由于与的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为气体其他原子，O=O的键能与形成该键的核素无关，D错误；
故答案为：B。
2．（2022·浙江·高考真题）下列说法不正确的是（ ）
A．乙醇和丙三醇互为同系物
B．和互为同位素
C．和互为同素异形体
D．丙酮()和环氧丙烷()互为同分异构体
【答案】A
【详解】
A．结构相似，组成上相差若干个CH2原子团的有机化合物为同系物，乙醇(CH3CH2OH)是饱和一元醇，丙三醇是饱和三元醇，两者所含官能团数目不同，不互为同系物，A错误；
B．质子数相同、中子数不同的同种元素互为同位素，35Cl的质子数为17，中子数为18，37Cl的质子数为17，中子数为20，两者质子数相同、中子数不同，互为同位素，B正确；
C．由同种元素组成的不同的单质互为同素异形体，O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，两者互为同素异形体，C正确；
D．分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体，丙酮和环氧丙烷的分子式相同、结构不同，两者互为同分异构体，D正确；
答案选A。
3．（2022·浙江·高考真题）下列说法不正确的是（ ）
A．32S和34S互为同位素
B．C70和纳米碳管互为同素异形体
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2互为同分异构体
D．C3H6和C4H8一定互为同系物
【答案】D
【详解】
A．32S和34S是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故A正确；
B．C70和纳米碳管是由碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B正确；
C．CH2ClCH2Cl和CH3CHCl2的分子式相同、结构不同，互为同分异构体，故C正确；
D．C3H6和C4H8可能为烯烃或环烷烃，所以不一定是同系物，故D错误；
选D。
4．（2021·辽宁·高考真题）下列化学用语使用正确的是（ ）
A．基态C原子价电子排布图：
B．结构示意图：
C．形成过程：
D．质量数为2的氢核素：
【答案】D
【详解】
A．基态C原子价电子排布图为： ，A错误；
B．结构示意图为：，B错误；
C．形成过程为：，C错误；
D．质量数为2的氢核素为：，D正确；
故答案为：D。
5．（2021·天津·高考真题）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()是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是（ ）
A．的中子数为2B．的核电荷数为1
C．是自然界中最轻的原子D．是氢元素的一种同素异形体
【答案】B
【详解】
A．的中子数为2-1=1，故A错误；
B．的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确；
C．自然界中最轻的原子是，不是，故C错误；
D．是氢元素的一种同位素，故D错误；
故选B。
6．（2021·北京·高考真题）下列有关放射性核素氚（H）的表述不正确的是（ ）
A．H原子核外电子数为1B．H原子核内中子数为3
C．与H2化学性质基本相同D．具有放射性
【答案】B
【详解】
A．放射性核素H，质量数是3，质子数是1，质子数等于核外电子数，所以核外电子数等于1，故A正确；
B．放射性核素H，质量数是3，质子数是1，所以中子数等于3-1=2，故B错误；
C．与H2的相对分子质量不同，二者的沸点不同，但二者同属于氢气，化学性质基本相同，故C正确；
D．H是放射性核素，所以3H2O也具有放射性，故D正确；
故选B。
7．（2021·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A． C60和C70互为同位素
B． C2H6和C6H14互为同系物
C． CO和CO2互为同素异形体
D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
【答案】B
【详解】
A．同种元素的不同种核素互称同位素，C60和C70为C元素的两种不同单质，不能互称同位素，A错误；
B．C2H6和C6H14均为烷烃，二者结构类似，分子组成上相差4个CH2基团，二者互为同系物，B正确；
C．同种元素的不同种单质互称同素异形体，CO和CO2为C元素的两种不同氧化物，二者不是单质，不能互称同素异形体，C错误；
D．两种物质的结构不同，不是同一种物质，二者互称同分异构体，D错误；
故答案选B。
8．（2021·广东·高考真题）“天问一号”着陆火星，“嫦娥五号”采回月壤。腾飞中国离不开化学，长征系列运载火箭使用的燃料有液氢和煤油等化学品。下列有关说法正确的是（ ）
A．煤油是可再生能源
B．燃烧过程中热能转化为化学能
C．火星陨石中的质量数为20
D．月壤中的与地球上的互为同位素
【答案】C
【详解】
A．煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；
B．氢气的燃烧过程放出热量，将化学能变为热能，故B错误；
C．元素符号左上角数字为质量数，所以火星陨石中的20Ne 质量数为20，故C正确；
D．同位素须为同种元素，3He 和 3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误；
故选C。
9．（2021·河北·高考真题）用中子轰击X原子产生α粒子(即氦核He)的核反应为：X+n→Y+He。已知元素Y在化合物中呈+1价。下列说法正确的是（ ）
A．H3XO3可用于中和溅在皮肤上的NaOH溶液
B．Y单质在空气中燃烧的产物是Y2O2
C．X和氢元素形成离子化合物
D．6Y和7Y互为同素异形体
【答案】A
【分析】根据核反应为：可知，X的质量数N为4+7-1=10，又因为Y在化合物中呈价，则推知Y位于IA族，质量数=质子数+中子数，Y的质量数为7，所以得出Y为Li，其质子数p=3，所以X的质子数Z=3+2-0=5，核电荷数=原子序数=核内质子数=5，则推知X属于B元素，据此分析解答。
【详解】
A．为硼酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹，以中和碱液，A正确；
B．Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；
C．X为B，与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物，B元素与H元素以共价键结合，属于共价化合物，C错误；
D．和两者的质子数均为3，中子数不同，所以两者互为同位素，D错误；
故选A。
10．（2021·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．14N2和15N2互为同位素B．间二甲苯和苯互为同系物
C．Fe2C和Fe3C互为同素异形体D．乙醚和乙醇互为同分异构体
【答案】B
【详解】
A．14N2和15N2均为氮气分子，不能互称同位素，同位素指的是同一种元素的不同原子，A不正确；
B．间二甲苯和苯结构相似，分子中均含有1个苯环，两者在分子组成上相关2个“CH2”原子团，因此，两者互为同系物，B正确；
C．Fe2C和Fe3C均为化合物，不能互称同素异形体，同素异形体的研究对象是单质，C不正确；
D．乙醚的分子式为C4H10O，乙醇的分子式为C2H6O，两者分子式不同，因此，两者不能互称同分异构体，D不正确。
综上所述，本题选B。
11．（2020·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ）
A．和是两种不同的元素B．单晶硅和石英互为同素异形体
C．和互为同系物D．H与在元素周期表中处于同一主族
【答案】D
【详解】
A．35Cl和37Cl是Cl元素的两种不同核素，属于同种元素，A选项错误；
B．同素异形体是指同种元素组成的不同种单质，而单晶硅为硅单质，而石英是SiO2，两者不属于同素异形体，B选项错误；
C．同系物是指结构相似，分子组成上相差若干个CH2的有机化合物，HCOOH和HOCH2CHO结构不相似，不属于同系物，C选项错误；
D．H和Na在元素周期表种均处于第IA族，D选项正确；
答案选D。
12．（2020·全国·高考真题）NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）
A．22.4 L(标准状况)氮气中含有7NA个中子
B．1 ml重水比1 ml水多NA个质子
C．12 g石墨烯和12 g金刚石均含有NA个碳原子
D．1 L 1 ml·L−1 NaCl溶液含有28NA个电子
【答案】C
【详解】
A．标准状况下22.4L氮气的物质的量为1ml，若该氮气分子中的氮原子全部为14N，则每个N2分子含有(14-7)×2=14个中子，1ml该氮气含有14NA个中子，不是7NA，且构成该氮气的氮原子种类并不确定，故A错误；
B．重水分子和水分子都是两个氢原子和一个氧原子构成的，所含质子数相同，故B错误；
C．石墨烯和金刚石均为碳单质，12g石墨烯和12g金刚石均相当于12g碳原子，即=1mlC原子，所含碳原子数目为NA个，故C正确；
D．1mlNaCl中含有28NA个电子，但该溶液中除NaCl外，水分子中也含有电子，故D错误；
故答案为C。
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·全国·高三专题练习）随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，N、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法中，正确的是（ ）
A．N离子中含有36个电子B．O2与O4属于同位素
C．C60属化合物D．H2与H3属于同素异形体
【答案】D
【详解】
A．N离子中含有5×7－1=34个电子，A错误；
B．O2与O4均是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，B错误；
C．C60是碳元素形成的单质，不属于化合物，C错误；
D．H2与H3均是氢元素形成的不同单质，互为同素异形体，D正确。
故选D。
2．（2022·全国·高三专题练习）据中新网报道，嫦娥二号月球探测器获得了7m分辨率全月球影像图，该月球探测器使用钚元素的同位素电池来提供稳定、持久的能源。下列关于Pu的说法正确的是（ ）
A．Pu和Pu的质子数之差为2B．Pu和Pu是两种不同的核素
C．Pu的中子数与质子数之差为144D．Pu和Pu互为同素异形体
【答案】B
【详解】
A．Pu和Pu的质量数之差为2，A项错误；
B．Pu和Pu的质子数均为94，中子数(或质量数)不同，属于钚的两种核素，B项正确；
C．Pu的中子数为44，质子数为94，两者之差为50，C项错误；
D．Pu和Pu互为同位素，D项错误；
答案选B。
3．（2022·全国·高三专题练习）最近，科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐)进行掺杂和改进，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。LiTFSI的结构如图所示，其中A、B、C、D为同一短周期元素，C与E位于同一主族。
下列叙述正确的是（ ）
A．C是空气中含量最高的元素
B．简单气态氢化物的稳定性：D>C>E
C．该化合物中只有A、C、D元素原子的最外层满足8电子稳定结构
D．Al3+与E的简单阴离子在溶液中能大量共存
【答案】B
【分析】依据LiTFSI的结构图，初步判断A、B、C、D、E的共价键的成键数目分别为4、2、2、1、6；结合C与E位于同一主族，首先明确C为O，E为S；再依据A、B、C、D为同一短周期元素，明确A为C，D为F；回看LiTFSI的结构图，它是由和带一个单位负电荷的阴离子形成，由此可见B已经形成的共价键数目为2，但是带有一个单位负电荷，故B为N；
【详解】
A．空气中含量最高的元素为N，而C为O元素，B才是N元素，A错误；
B．D、C、E的简单气态氢化物分别为、、，F和O同周期，非金属性F>O，则相应的气态氢化物稳定性为>；O和S同主族，非金属性O>S，则相应的气态氢化物稳定性为>，故D、C、E的简单气态氢化物的稳定性为>>，B正确；
C．8电子稳定结构即每个原子最外层都有8个电子，A为C，成键数为4，最外层电子数为4，和为8，满足8电子稳定结构；C为O，成键数为2，最外层电子数为6，和为8，满足8电子稳定结构；D为F，成键数为1，最外层电子数为7，和为8，满足8电子稳定结构；B为N，成键数为2，带一个单位负电荷，最外层电子数为5，和为8，满足8电子稳定结构；E为S，成键数为6，最外层电子数为6，和不为8，不满足8电子稳定结构；故该化合物中只有A、B、C、D元素原子的最外层满足8电子稳定结构，C错误；
D．与在溶液中相互促进水解，趋于完全，离子方程式为 不能共存，D错误；
故合理选项为B。
4．（2022·全国·高三专题练习）X、Z、Q、R+、M 5种微粒，所属元素的种类有（ ）
A．2种B．3种C．4种D．5种
【答案】B
【详解】X、Q的质子数相同，所以是同一元素；R+、M的质子数相同，所以是同一元素；Z是质子数为18的元素；所以共有3种元素，质子数分别为18、19、20.
故选B。
5．（2022·全国·高三专题练习）下列关于碘元素(原子序数53)的放射性同位素131I的叙述中正确的是（ ）
A．一个此碘原子中含有131个质子
B．131I位于元素周期表中第4周期ⅦA族
C．其氢化物为HI，比HCl的稳定性弱
D．最高价氧化物的水化物为HIO4，比HClO4的酸性强
【答案】C
【详解】
A．131I 原子中含有53个质子，质量数131，A错误；
B．131I位于元素周期表中第五周期ⅦA族，B错误；
C．同主族元素从上而下非金属性依次减弱，非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，则碘的氢化物为HI，比HCl的稳定性弱，C正确；
D．非金属性越强，最高价氧化物的水化物的酸性越强，最高价氧化物的水化物为HIO4，比HClO4的酸性弱，D错误；
综上，本题选C。
6．（2022·青海·模拟预测）我国在科技、国防、航天航空等领域取得了举世瞩目的成绩，下列说法正确的是（ ）
A．我国成功研制出光刻胶用线性酚醛树脂，该树脂属于天然有机高分子化合物
B．“嫦娥五号”携带月壤样本成功返回地球，完成中国探月工程的收官之战，月壤中含有珍贵的 3He，3He 与4He 互为同位素
C．我国发射的火星探测器——“祝融号”火星车使用的太阳能电池板将电能转化为化学能
D．中国科学院化学研究所利用二氧化碳和水转化为“液态阳光”(乙醇和液氧)，可以实现碳中和，此过程中可同时释放能量
【答案】B
【详解】
A．线性酚醛树脂属于合成有机高分子化合物，故A错误；
B．3He 与4He的质子数相同、中子数不同，互为同位素，故B正确；
C．太阳能电池板是光能转化为电能的装置，故C错误；
D．二氧化碳和水转化为乙醇和液氧的反应是吸热反应，转化过程中吸收能量，故D错误；
故选B。
7．（2022·山西大同·高三期末）下列说法正确的是（ ）
A．C2H6和C6H14互为同系物
B．14N2和15N2互为同位素
C．CO和CO2互为同素异形体
D．CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
【答案】A
【详解】
A．C2H6和C6H14都属于烷烃，后者比前者多4个“CH2”，二者互为同系物，A正确；
B．14N2和15N2是氮气的两种分子，不属于氮原子，所以二者不互为同位素，B不正确；
C. CO和CO2都属于化合物，不属于单质，所以不互为同素异形体，C不正确；
D．CH3COOH属于羧酸，H3COOCH属于酯，二者属于不同的物质，D不正确；
故选A。
8．（2022·河南安阳·高三阶段练习）约里奥-居里夫妇发现经过α粒子轰击的金属X中含有放射性核素，即，下列叙述错误的是（ ）
A．30Y和31Y互为同素异形体
B．30Y中质子数与中子数相等
C．金属X可分别与盐酸和NaOH溶液反应放出气体
D．Y的最高价氧化物可用于干燥酸性气体
【答案】A
【详解】
A．30Y和31Y互为同位素，A错误；
B．30Y中质子数为15，中子数也是15，二者相等，B正确；
C．金属X为铝，铝能和盐酸反应生成氢气，也能和氢氧化钠反应生成氢气，C正确；
D．Y为磷，最高价氧化物为五氧化二磷，可以做干燥剂，能干燥酸性气体，D正确；
故选A。
9．（2022·全国·高三专题练习）在元素周期表中，铂元素如图所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．铂是非金属元素，在常温下呈固态
B． Pt和Pt的核外电子数相同，互为同位素
C．“195.1”是铂的质量数
D．由78可以推出Pt为第5周期元素
【答案】B
【详解】
A．根据元素周期表中元素的表示方法可知，中间的汉字表示元素名称，该元素的名称是铂，带“金”字旁，属于金属元素，故A错误；
B．和的质子数相同，中子数不同，是两种不同的核素，二者互为同位素，故B正确；
C．根据元素周期表中元素的表示方法可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为195.1，故C错误；
D．由质子数78推出Pt的原子结构示意图为，Pt有6个电子层，位于第六周期(或第五、六周期稀有气体的原子序数依次为54、86，78介于54和86之间，则Pt位于第六周期)，故D错误；
故选：B。
10．（2022·全国·高三专题练习）地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大，氢包括两种稳定核素：H和D，氧常见的核素16O、17O和18O，下列有关说法正确的是（ ）
A．H2和D2互为同分异构体，其化学性质完全相同
B．H2O、H2O、H2O互为同位素，都能与金属钠发生反应
C．O2和O3互为同素异形体，其密度之比为2∶3
D．电解一定量的D2O时，阴、阳两极所得气体的质量之比约为2∶9
【答案】D
【详解】
A．同分异构体一般指分子式相同，结构不同的化合物，H2和D2为组成和结构都相同的无机物，A错误；
B．16O、17O、18O互为同位素，H216O、H217O、H218O既不互为同位素，也不是同素异形体，B错误；
C．18O2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下，它们的密度之比才为2∶3，C错误；
D．电解一定量的D218O时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D2和18O2，其质量之比约为2∶9，D正确；
故选D。
11．（2022·全国·高三专题练习）NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．4.6gC2H5OH含有的化学键数为0.7NA
B．0.1mlNa2CO3溶于水所得溶液中的阴离子数是0.2NA
C．标准状况下，22.4L氯气溶于足量水，转移的电子数为0.1NA
D．0.2gD216O中含有的质子数、中子数和电子数均为0.1NA
【答案】D
【详解】
A．乙醇的结构式为，分子中含有8个共价键，则4.6g乙醇中含有共价键的数目为×8×NAml—1=0.8NA，故A错误；
B．碳酸根离子部分水解，0.1ml碳酸钠溶于水所得溶液中的阴离子数小于0.2NA，故B错误；
C．氯气与水的反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，所以标准状况下，22.4L氯气溶于足量水转移的电子数小于×1×NAml—1=0.1NA，故C错误；
D．D216O的质子数、中子数和电子数均为10，则0.2gD216O中含有的质子数、中子数和电子数均为×10×NAml—1=0.1NA，故D正确；
选D。
12．（2022·贵州遵义·三模）a、b、c、d是原子序数依次增大的短周期元素，甲、乙、丙、丁、戊、己是由这四种元素组成的单质或化合物。它们之间有如下反应：①甲+乙→戊+己；②甲+丙→丁+己。已知己是由c元素形成的常见单质，常温时，0.01ml/L戊溶液的pH=12。下列说法中不正确的是（ ）
A．b是第二周期元素
B．甲中有非极性共价键，且lml甲中含有4ml离子
C．己在自然界中有同素异形体
D．c、d形成的简单离子，它们的电子层结构相同
【答案】B
【分析】常温下，0.01ml/L戊溶液的pH=12说明戊为一元强碱，短周期中只有Na可形成一元强碱，故戊为NaOH，甲能与乙、丙分别反应生成单质己，可推断甲为Na2O2，乙为H2O，丙为CO2，丁为Na2CO3，则a、b、c、d分别为H、C、O、Na四种元素，据此可分析解答。
【详解】
A．碳元素是6号元素，位于第二周期IVA族，A选项正确；
B．Na2O2中含有O-O非极性键，1ml Na2O2中含有2mlNa+和1mlO共3ml离子，B选项错误；
C．O2在自然界中有同素异形体O3，C选项正确；
D．O、Na形成的简单离子核外电子数均为10，电子层结构相同，D选项正确；
答案选B。
13．（2021·天津静海·高三阶段练习）下列化学用语和描述均正确的是（ ）
A．空气中电子式为的分子含量过多会造成温室效应
B．原子价电子轨道表示式
C．比例模型为的分子可发生加成反应
D．核内质子数为117，核内中子数为174的核素可表示为：
【答案】C
【详解】
A．CO2过多会造成温室效应，CO2是共价化合物，其结构式为O=C=O，碳原子和氧原子之间有2对电子，其电子式为，故A错误；
B．该表达式违背了洪特规则，基态P原子的价电子排布式是3s23p3，轨道表示式为，故B错误；
C．为乙烯的比例模型，乙烯含有碳碳双键，可发生加成反应，故C正确；
D．核内质子数为117，核内中子数为174核素的质量数为117+174=291，核素Ts可表示为，故D错误；
故选：C。
14．（2022·广东·深圳市光明区高级中学高三阶段练习）以FeTiO3(铁显+2价)为原料，利用等离子体法生产纳米级TiO2已经实现大规模生产，基本流程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．O8+粒子不含电子，一定含8个质子和8个中子
B．实验室进行上述蒸馏操作时，可用球形冷凝管冷凝产生的蒸汽
C．“淬冷”时发生的反应为2O8++16e-+TiCl4=TiO2+2Cl2
D．“焙烧”时，氧化剂与还原剂物质的量之比为7：6
【答案】C
【分析】本流程题中“焙烧”发生的方程式为：2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO，通过蒸馏操作分离出TiCl4和FeCl3，O2经过高温电弧加热产生O8+和e-，TiCl4和O8+和e-进行“淬冷”生成TiO2和Cl2，反应原理为：2O8++16e-+TiCl4=TiO2+2Cl2，据此分析解题。
【详解】
A．已知O为8号元素，其原子核外有8个电子，则O8+粒子不含电子，一定含8个质子，但中子数不一定为8个，A错误；
B．球形冷凝管一般由于冷凝回流不用于蒸馏操作，否则球形冷凝管内将残留部分冷凝液，减弱冷凝效果和产品回收率，B错误；
C．由分析可知，“淬冷”时发生的反应为2O8++16e-+TiCl4=TiO2+2Cl2，C正确；
D．由分析可知，“焙烧”时反应方程式为：2FeTiO3+6C+7Cl22TiCl4+2FeCl3+6CO，反应中Cl2为氧化剂，FeTiO3和C为还原剂，则氧化剂与还原剂物质的量之比为7：8，D错误；
故答案为：C。
15．（2022·上海南汇中学高三阶段练习）有科学研究提出：锂电池负极材料(Li)由于生成LiH而不利于电池容量的保持。一定温度下，利用足量重水(D2O)与含LiH的Li负极材料反应，通过测定n(D2)/n(HD)可以获知n(Li)/n(LiH)
已知：
①LiH+H2O→LiOH+H2↑
②2Li(s)+H2(g)2LiH(s)+Q(Q>0)
下列说法不正确的是（ ）
A．D2和HD化学性质相同
B．Li与D2O的反应：2Li+2D2O→2LiOD+D2↑
C．若n(Li)/n(LiH)越大，则n(D2)/n(HD)越小
D．80℃反应所得n(D2)/n(HD)比25℃反应所得n(D2)/n(HD)大
【答案】C
【详解】
A．D2和HD都是氢气单质分子，都是由两个氢原子构成的，化学性质相同，A正确；
B．类似于钠和水的反应， Li与D2O反应生成LiOD与D2，化学方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B正确；
C．D2由Li与D2O反应生成，HD 通过反应LiH+D2O=LiOD+HD，n(D2)/n(HD)越大，n(Li)/n(LiH)越大，C错误；
D．升温，2LiH⇌2Li+H2 △H>0平衡右移，Li增多LiH 减少，则结合选项C可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)，D正确；
故选C。
16．（2022·全国·高三专题练习）某研究团队提出的SO2烟气脱硫工艺流程如图所示，该流程中脱硫剂反复循环，可实现对烟气中SO2的持续脱除。已知：脱硫塔中发生的主要反应为2CaS+3SO2=2CaSO3+3S，2CaSO3+O2=2CaSO4。下列有关说法正确的是（ ）
A．静电除尘的原理是用SO2烟气中灰尘胶体粒子带电性加以清除
B．经冷凝器得到的S2、S4、S6和S8互为同位素
C．脱硫塔中反应生成的CaSO3为氧化产物
D．再生塔中得到的X主要成分为CaSO3
【答案】A
【详解】
A．静电除尘的原理是使灰尘带电后在电场力的作用下奔向电极并吸附于电极上，可利用SO2烟气中灰尘胶体粒子带电性加以清除，选项A正确；
B．S2、S4、S6和S8都为硫的不同单质，互为同素异形体，选项B错误；
C．脱硫塔中发生反应2CaS+3SO2 =2CaSO3+3S， 则S为氧化产物和还原产物，CaSO3既不是氧化产物也不是还原产物，选项C错误；
D．“再生塔”中C与CaSO4反应生成CO2和X，根据原子守恒、电子守恒规律及脱硫剂反复循环的信息，可判断X为CaS，选项D错误；
答案选A。
第II卷（非选择题）
17．下图为几种粒子的结构示意图，完成以下填空。
(1)属于阴离子结构的粒子是________(填编号，下同)。
(2)形成物质种数最多的元素的原子是________。
(3)对应单质常温下能与水发生反应的微粒是________。
(4)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。
【答案】(1)② (2)① (3)②③⑦ (4)⑤
18．现有下列9种微粒：eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(13, 6)C、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(56,26)Fe2＋、eq \\al(56,26)Fe3＋、eq \\al(16, 8)O2、eq \\al(16, 8)O3。按要求完成以下各题：
(1)eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。
(2)互为同素异形体的微粒是________。
(3)eq \\al(56,26)Fe2＋的中子数为________，核外电子数为_______。
(4)上述9种微粒中有______种核素，含有______种元素。
【答案】(1)核素 同位素 (2)eq \\al(16, 8)O2和eq \\al(16, 8)O3 (3)30 24 (4)7 5
19．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原子构成HmX分子，在a g HmX中所含原子的物质的量为________，所含中子的物质的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。
【答案】eq \f(a,A＋m) (m＋1) ml eq \f(a,A＋m)N ml eq \f(a,A＋m)(m＋A－N)NA eq \f(a,A＋m)(m＋A－N)NA
20．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
请回答：
(1)C－的电子式是________________。
(2)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：
_______________________、________________________。
(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：________(写分子式)。
(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：________。
【答案】
(1)
(2)NHeq \\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋ H3O＋＋NH3===NHeq \\al(＋,4)＋H2O
(3)CH4、HF(答案合理即可)
(4)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)
【解析】
本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NHeq \\al(－,2)，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq \\al(＋,4)、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NHeq \\al(＋,4)、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。
21．已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的，它们之间有如图所示的转化关系，且A是一种含有18电子的粒子，C是一种含有10电子的粒子。请完成下列问题：
(1)若A、D均是气态单质分子，写出A与B反应的化学反应方程式：________________。
(2)若B、D属同主族元素的单质分子，写出C的电子式：________。
(3)若B是一种四核含18电子的分子，D是一种气态单质分子，则A的化学式为____________，B的结构式为______________。
(4)若A、B均是含2个原子核的粒子，其中B中含有10个电子，D中含有18个电子，则A、B之间发生的离子反应方程式为________________。
(5)若D是一种含有22个电子的分子，则符合如图关系的A的物质有________________(写物质的化学式，如果是有机物则写相应的结构简式)。
【答案】
(1)2F2＋2H2O===4HF＋O2
(2)HOH (3)N2H4 H—O—O—H
(4)HS－＋OH－===S2－＋H2O
(5)CH3CH3、CH3OH
【解析】
(1)18电子的气态单质分子为F2，则C为HF、B为H2O、D为O2，反应方程式为2F2＋2H2O===4HF＋O2。
(2)B、D为同主族元素的单质，且A含有18电子，C含有10个电子，则B为O2、A为H2S、C为H2O、D为S。
(3)一种四核含18个电子的分子为H2O2，C是一种含有10个电子的粒子，则C为H2O。D是一种气态单质分子，则D可能为N2，那么A为N2H4。
(4)含2个原子核的18电子的粒子为HS－，10电子的粒子为OH－，离子反应方程式为HS－＋OH－===S2－＋H2O。
(5)含22个电子的分子为CO2，则A为含18个电子的含C、H或C、H、O的化合物，可能为CH3CH3和CH3OH。
22．A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大。
则：
(1)B的原子结构示意图为_____________________________________。
(2)B、C、E分别与A形成的化合物中最稳定的是__________________(写化学式)。
(3)C与D形成的化合物的化学式是____________，它的性质决定了它在物质的分类中应属于____________；请写出该化合物对应水化物与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________________________。
(4)F的单质在反应中常作________剂，该单质的水溶液与E的低价氧化物反应的离子方程式为____________________________________。
【答案】
(1)
(2)H2O
(3)Al2O3 两性氧化物 Al(OH)3＋OH－===AlOeq \\al(－,2)＋2H2O
(4)氧化 Cl2＋SO2＋2H2O===4H＋＋2Cl－＋SOeq \\al(2－,4)
【解析】
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，原子序数依次增大，X的水溶液显碱性，则A为H，B为N；D的简单阳离子与X的电子数相同，且D是同周期中简单阳离子中半径最小的，则D为Al；E元素原子最外层比次外层少2个电子，则E为S，F为Cl；C、F两种元素的原子最外层共有13个电子，则C为O核素
eq \\al(235,92)U
eq \\al(eq \\al(14, ),6)C
eq \\al(2,1)H
eq \\al(3,1)H
eq \\al(eq \\al(18, ),8)O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
电子层数(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
电子离核远近
近→远
电子能量高低
低→高
数量规律
①每层最多容纳的电子数为2n2个。
②最外层电子数不超过8个(K层为最外层时电子数不超过2个)。
③次外层电子数不超过18个，倒数第三层不超过32个
元素
信息
B
其单质在常温下为双原子分子，与A可形成分子X，X的水溶液呈碱性
D
其简单阳离子与X具有相同的电子数，且是同周期中简单阳离子中半径最小的
E
元素原子最外层比次外层少2个电子
C、F
两种元素的原子最外层共有13个电子