新高考化学一轮考点复习第5章 第1讲 原子结构 核外电子排布 讲义 （含答案解析）

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考点一 原子结构与核素、同位素
1．原子的构成
2．“三素”——元素、核素、同位素
(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系
(2)核素和元素的相对原子质量
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)的比值即为该原子的相对原子质量，即：M(核素)＝eq \f(m核素,\f(1,12)m12C)，取该值的正整数即为该核素的质量数。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：因天然元素往往不只一种原子，因而用上述方法定义元素的相对原子质量就不合适了。元素的相对原子质量是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值
如：A、B、C…为某元素的不同核素，其原子数百分比分别为a%、b%、c%…则该元素的相对原子质量为
MA·a%＋MB·b%＋MC·c%＋…其中MA、MB、MC…分别表示核素A、B、C…的相对原子质量
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③元素的近似相对原子质量：若用同位素的质量数替代其相对原子量进行计算，其结果就是元素的近似相对原子质量(计算结果通常取整数)。我们通常采用元素的近似相对原子质量进行计算
注意
①并不是所有的原子都由质子和中子构成，如eq \\al(1,1)H中没有中子
②核素是具有固定质子数和中子数的原子，同位素是具有相同质子数的不同核素的互称
③只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量
④质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－
= 5 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑤核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－，NHeq \\al(＋,4)与OH－
= 6 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑥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, )6C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
= 7 \* GB3 \* MERGEFORMAT ⑦同位素的物理性质不同但化学性质几乎相同
3．核反应方程
①卢瑟福发现质子：eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
②查德威克发现中子：eq \\al(9,4)Be＋eq \\al(4,2)H→eq \\al(12, 6)C＋eq \\al(1,0)n
③铀核裂变反应：eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(89,36)Kr＋eq \\al(144, 56)Ba＋3eq \\al(1,0)n
④氘核与氚核聚变反应：eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n
4．等电子粒子的寻找规律
(1)10电子微粒
(2)18电子微粒
(3)记忆其他等电子粒子
①“14电子”粒子：Si、N2、CO、C2H2、Ceq \\al(2－,2)
②“16电子”粒子：S、O2、C2H4、HCHO
【逐点训练1】
1．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
2．放射性元素碘131(eq \\al(131, 53)I)和铯137(eq \\al(137, 55)Cs)是核反应物中的主要元素。下列叙述正确的是( )
A．eq \\al(137, 53)I和eq \\al(131, 53)I的所有性质都相同 B．eq \\al(137, 55)Cs中含有的中子数比质子数多27
C．eq \\al(137, 55)Cs与eq \\al(131, 53)I的中子数相同 D．eq \\al(137, 53)I与eq \\al(131, 53)I是同素异形体
3.（2024·浙江杭州·模拟预测）下列说法不正确的是( )
A．和互为同位素 B．石墨烯和丙烯互为同系物
C．氧气和臭氧互为同素异形体 D．乙酸甲酯和甲酸乙酯互为同分异构体
4.（2024·江西宜春·模拟预测）科技发展与化学密切相关。下列说法错误的是( )
A．TiO2光催化乙苯脱氢转化为苯乙烯，两种有机物互为同分异构体
B．科研团队合成环状的C10和C14，C10和C14互为同素异形体
C．铌酸锂(LiNbO3)纳米超材料具有独特光学特性，的中子数为52
D．通过原电池原理将氮气和氢气转化为NH3同时放出电能，该过程属于人工固氮的过程
5.（2024·广东东莞·模拟预测）科学技术是第一生产力，下列说法正确的是( )
A．“海基一号”成功从深海开采石油和天然气水合物，天然气属于新能源
B．我国首次获得公斤级丰度99%100M产品，100M与98M互为同位素
C．“煤制烯现代化成套技术开发及应用”中煤的气化属于物理变化
D．“歼-35”战斗机机翼所使用的“碳纤维布”(聚丙烯腈经碳化而成)与金刚石互为同素异形体
6．假设R元素无同位素，元素R原子的质量数为A，Rm－的核外电子数为x，则W g Rm－所含中子的物质的量为( )
A．(A－x＋m)ml B．(A－x－m)ml
C．eq \f(W,A)(A－x＋m)ml D．eq \f(W,A)(A－x－m)ml
7．钼元素为人体及动植物必需的微量元素，也在钢铁工业中有着重要的作用，钼作为钢的合金化元素，可以提高钢的强度，特别是高温强度和韧性。我国钼元素的储量丰富，在世界上占第二位。如图所示是钼元素的相关信息，下列有关钼的说法错误的是( )
A．95M18Oeq \\al(2－,4)(钼酸根离子)中共计有76个电子
B．M元素是第五周期的主族元素
C．92M、95M、98M互为同位素，化学性质几乎相同
D．98M的原子核内中子数比质子数多14
8.（2024·山东泰安·三模）核反应和为研究原子结构和发现新原子做出了重要贡献。下列说法错误的是( )
A．c=13b
B．X、Y、Z形成的单质分子均为非极性分子
C．Q、R 为质量数相同的不同核素
D．基态 W 与Z原子核外电子的空间运动状态种类相等
9. 卢瑟福发现质子的核反应为；卢瑟福的学生查德威克发现中子的核反应为。下列说法错误的是( )
A．Y元素的第一电离能高于同周期相邻元素的
B．元素的电负性：
C．和的简单氢化物中中心原子的价层电子对数目相同
D．的空间结构为直线形
10．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)
考点二 原子核外电子排布
1．能层与能级
(1)能层(n)(即电子层)
原子核外的电子是分层排布的，根据电子的能量差异，可将核外电子分成不同的能层(电子层)。由里向外，分别用字母：K、L、M、N、O、P、Q表示相应的第一、二、三、四、五、六、七能层。各能层最多容纳的电子数为2n2；在同一个原子中，离核越近，电子能量越低
(2)能级
同一能层的电子，能量也可能不同，不同能量的电子分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序升高，即：E(s)