2021版浙江高考选考化学一轮复习教师用书：专题51　第一单元　原子结构

第一单元　原子结构 [考点分布]知识内容考试要求2016年2017年2018年2019年2020年4月10月4月11月4月11月4月1月(1)原子结构模型的演变a        (2)原子的构成，原子符号bT7     T7T6(3)核素、同位素的概念bT10T11T11T11 T11T10T7(4)原子核外电子排布的基本规律(1～18号元素原子结构)cT7 T7T8、T20T8T7 T6、T16　原子结构　原子核外电子排布一、原子结构1．原子结构模型的演变道尔顿原子结构模型→汤姆生原子结构模型→卢瑟福原子结构模型→玻尔原子结构模型→电子云模型2．构成原子的微粒及作用原子(X)3．微粒之间的关系(1)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)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数。(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。4．一个信息丰富的符号规避4个易失分点(1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。(2)有质子的微粒不一定有中子，如1H；有质子的微粒不一定有电子，如H＋。(3)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－，NH与OH－等。二、原子核外电子排布1．电子层的表示方法及能量变化2．核外电子排布规律(1)能量最低原则核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。(2)分层排布原则①每层最多容纳的电子数为2n2个。②最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。③次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。　核外电子排布的几条规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。题组一有关原子结构的计算1．(2020·金华高一期中)某元素离子Am－ 的核内有n个中子，核外有x个电子。该元素原子的质量数为(　　)A．x－m＋n　　　　　　　　 B．x＋m＋nC．m＋n－x   D．x－n＋m解析：选A。由Am－核外有x个电子可知，其核电荷数为x－m，由质量数＝质子数＋中子数。2．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)A.(A－N＋m) mol   B.(A－N) molC.(A－N) mol   D.(A－N＋m) mol解析：选A。X原子的质子数为(A－N)，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX的摩尔质量为(A＋m) g·mol－1，所以a g HmX中所含质子的物质的量为(A－N＋m) mol。题组二核外电子排布规律的判断和应用3．在第n电子层中，当它作为原子的最外层时，容纳电子数最多与(n－1)层相同。当它作为原子的次外层时，其电子数比(n－1)层多10个，则此电子层是(　　)A．K层   B．L层C．M层   D．N层答案：C4．原子的核电荷数小于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的说法中不正确的是(　　)A．X能形成化学式为X(OH)3的碱B．X能与某些金属元素形成化合物C．X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D．X可能形成化学式为KXO3的盐解析：选A。符合题意的元素X可能是氮或氯，A项不正确。题组三破解“10电子”“18电子”微粒的应用5．(2020·嘉兴校级期末)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)A＋中的键角为__________。(3)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式：__________________________、________________________________________________________________________。(4)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式：____________。(5)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：________________。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－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。答案：(1)[H]－　(2)109.5°(3)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(4)CH4、Ne(答案合理即可)(5)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)6．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的转化关系(反应条件已经略去)：(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：A________；D________。(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：①A与B在溶液中反应的离子方程式为________________________________________________。②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是________________________________________________________________________(用化学式或离子符号表示)。答案：(1) (2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O(或H2S＋OH－===HS－＋H2O)②OH－>S2－(或OH－＞HS－) 1．寻找“10电子”微粒和“18电子”微粒的方法(1)“10电子”微粒(2)“18电子”微粒2．记忆其他等电子微粒(1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、C。(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。　元素　核素　同位素1．元素、核素、同位素的概念及相互关系2．同位素的性质同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。3．几种重要的核素核素UCHH用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子4.“四量”比较类别定义实例原子质量某元素某种核素的一个原子的真实质量一个O原子的质量是2.657×10－26 kg原子的相对原子质量一个原子的质量与一个C原子质量的的比值O的相对原子质量约为16元素的相对原子质量元素的各种天然同位素的相对原子质量与其在自然界中所占的物质的量分数(或称丰度)计算出的平均值Ar＝Ar(A)·a%＋Ar(B)·b%＋…(其中a%＋b%＋…＝1)质量数某原子核内质子数与中子数之和O的质量数为18备注某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量题组一以同位素为核心的概念辨析1．(2016·浙江4月选考，T10)下列说法不正确的是(　　)A.C和C是同一种核素B．红磷和白磷互为同素异形体C．CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同种物质D．CH3CH2OH可看成是由—C2H5和—OH两种基团组成解析：选A。C和C是两种不同的核素，它们互为同位素。2．具有广泛用途的Co放射源已实现了国内批量生产。另外，钴还有多种原子，如 Co、Co、Co和 Co。下列关于钴原子的说法正确的是(　　)A.Co、Co、Co、Co和 Co是摩尔质量不同的五种同素异形体B.Co放射源可以用来治疗癌症，其中子数与电子数之差等于6C.Co、Co、Co、Co和 Co互为同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同D.Co、Co、Co、Co和 Co互为同分异构体解析：选B。 Co、Co、Co、Co和 Co互为同位素，物理性质不同，化学性质几乎完全相同，A、C、D错误；Co的中子数为60－27＝33，与电子数之差为33－27＝6，B正确。 (1)同位素是指具有相同的质子数、不同的中子数原子之间的互称。由于它们在周期表中的位置相同，占据同一空格，故有“同位”之称。同位素的化学性质相似，物理性质不同。(2)同位素针对的对象是同种元素的不同原子，而同素异形体针对的对象是同种元素的不同单质。题组二相对原子质量的含义及辨析3．(2020·嘉兴一中高一期中)230Th和 232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成 233U。下列有关Th的说法正确的是(　　)A．Th元素的质量数是232B．Th元素的相对原子质量是231C．232Th转换成 233U是化学变化D．230Th和 232Th的化学性质相同解析：选D。232Th、230Th的质量数分别是230、232，A项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量取得的平均值，B项错误；同位素原子之间的变化属于核聚变，不属于化学变化，C项错误；同位素的物理性质不同，化学性质几乎相同，D项正确。              课后达标检测一、选择题1．下列各组中，互为同位素的是(　　)A．氕(H)和氘(H)B．O2和O3C．碘晶体和碘蒸气D．SO2和SO3答案：A2．(2020·温州选考模拟)重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是(　　)A．重水是原子反应堆的导热剂B．氘(D)原子核内有1个中子C．H2O与D2O的物理性质不相同D．1H、D与16O、18O形成的水分子，有5种不相同的相对分子质量解析：选A。原子反应堆的导热剂是钠钾合金；D项，1HO(18)、1HO(20)、DO(20)、DO(22)、HD16O(19)、HD18O(21)，有5种不相同的相对分子质量。3．科研人员最近发现放射性元素钬(Ho)可有效治疗肝癌。下列说法正确的是(　　)A．该原子的相对原子质量为166B．该原子中含有的质子数为99C．该原子含有的电子数为67D．该原子的质子数比中子数多32解析：选C。该原子的质量数为166，为该原子的相对原子质量近似整数值，A错误；该原子中含有的质子数为67，中子数为99，中子数比质子数多32，B、D错误；由原子中，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数，可知钬原子含有的电子数为67，C正确。4．下列说法不正确的是(　　)①质子数相同的粒子一定是同种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的粒子不一定是同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数A．②③⑤⑥　　　　　　　　 B．①②④⑤C．①②⑤⑥   D．③④⑤⑥解析：选C。粒子包括分子、离子、原子、质子、中子等，如H2O与Ne电子数、质子数均相同，故①错，④对；一种分子和一种离子，如果质子数相等，其电子数一定不相等，故③对；同位素化学性质几乎相同，物理性质不相同，故②错；针对某原子而言，一种元素往往有几种同位素原子，它们的质量数各不相同，故⑤、⑥错。5．(2020·温州选考模拟)医学界通过用14C标记的C60发现一种羧酸衍生物，在特定条件下，它可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖。下列有关叙述中，正确的是(　　)A．14C与 12C的化学性质完全不同B．14C与 14N含有的中子数相同C．14C60和 12C60是碳元素的同素异形体D．14C与 12C、13C互为同位素解析：选D。A项，化学性质取决于最外层电子数，14C与12C的最外层电子数相同，两者化学性质相同，错误。B项，前者中子数为8，后者为7，错误。C项，同素异形体指的是同种元素形成的结构不同的单质，14C60和 12C60是由两种不同碳原子形成的结构相同的碳单质，错误。6．(2020·浙江1月选考,T6)下列表示不正确的是(　　)A．羟基的电子式：B．乙烯的结构简式：CH2CH2C．氯原子的结构示意图：D．NH3分子的球棍模型：答案：B7．下列关于原子结构的说法正确的是(　　)A．质子数为17、中子数为20的氯原子：ClB.U和U的中子数相同C．13C和15N核内中子数相差1D．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化答案：C8．(2020·金华东阳二中选考模拟)雷雨天闪电时空气中有臭氧(O3)生成，下列说法正确的是(　　)A．O2和O3互为同位素B．O2和O3的相互转化是化学变化C．O3是由3个氧原子构成的化合物D．等物质的量的O2和O3含有相同的质子数答案：B9．元素X的一种核素的质量数为A，中子数为N，下列推断中不正确的是(　　)A．这种核素的符号可表示为XB．A可以表示这种核素的近似相对原子质量C．A可能小于X元素的相对原子质量D．A可表示X元素的近似相对原子质量解析：选D。A只能表示该核素的近似相对原子质量，元素的近似相对原子质量是根据各同位素计算的平均值。故D不正确。10．同温同压下，等容积的两个密闭容器中分别充满了12C18O 和14N2两种气体。关于这两个容器中气体的说法正确的是(　　)A．质子数、原子数相等，质量不相等B．分子数和质量均不相等C．质量、分子数、原子数均相等D．原子数、中子数和质子数都相等解析：选A。因两个容器容积相等且同温同压，根据阿伏加德罗定律可知，它们所含的分子数相同，因均为双原子分子，原子数也相同。12C18O和14N2分子里的质量数之和分别为30和28，12C18O分子中的质子数为14，中子数为16，而14N2分子中质子数、中子数均为14，故选A。11．(2020·台州选考模拟)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 R原子完全转化为R2－时，含有电子的物质的量是(　　)A. mol   B. molC．w() mol   D.(m－n＋2) mol解析：选D。R原子的质子数为(m－n)，其核外电子数也为(m－n)，所以R2－的核外电子数为(m－n＋2)，而w g R原子的物质的量为 mol，所以形成的R2－含有的电子的物质的量为(m－n＋2) mol，故选D。12．如图所示，a、b、c均为非金属单质，d、e均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d＞e，f为离子化合物。则下列说法错误的是(　　)A．常温下，单质a呈气态B．单质c具有强氧化性C．稳定性：d＞eD．f受热易分解为d和e解析：选C。非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有CH4、NH3、H2O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数：d＞e，则d是NH3，e是HF，f是NH4F。因此a、b、c分别是N2、H2、F2。根据元素周期律可知HF的稳定性大于NH3，故C错误。二、非选择题13．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：(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________。(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________。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是______，电子式是________。(5)G分子中含有4个原子，其分子式是________________________________。(6)H分子中含有8个原子，其分子式是____________。解析：18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第3周期元素的气态氢化物及其氢化物失去H＋的对应离子；二是第4周期的金属阳离子；三是由第2周期元素气态氢化物去掉氢原子后，两两结合得到的分子。阳离子有K＋、Ca2＋；阴离子有P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。答案：(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)F2(4)H2S　(5)H2O2(或PH3)　(6)C2H614．(2020·舟山校级期末)已知元素周期表中，四种非金属元素a、b、c、d均与元素e相邻，其原子序数按a、b、e、c、d的顺序依次增大，a元素的原子结构示意图可表示为。请回答下列问题：(1)请用元素符号表示a、b、c、d在元素周期表中的相对位置。(2)写出b2H6的结构式：__________________(用元素符号表示)。(3)e的单质与氯气反应可生成化合物Z，Z分子中各原子都达到8电子稳定结构，Z与水反应可生成两种酸，该反应不属于氧化还原反应。写出Z与水反应的化学方程式：________________________________________________________________________。解析：(1)由a的原子结构示意图可知a为N，四者均与e相邻，则分别在e的上、下、左、右，e为P，b、c、d分别为Si、S、As。(2)类比C2H6，可写出Si2H6的结构式。(3)P与氯气反应可生成PCl3和PCl5，PCl3各原子均达到8电子稳定结构，其中P显＋3价，Cl显－1价，PCl3与水反应相当于PCl3发生水解反应。答案：(1)　　 N Si S As  (2) (3)PCl3＋3H2O===H3PO3＋3HCl15．原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、Q、R，已知X与Q同主族，Y、Z原子序数之比为3∶4，Z的最外层电子数是Q的最外层电子数的6倍，R为同周期中原子半径最小的元素(稀有气体元素除外)，X与R形成的化合物常温下为气态。(1)Q与Z形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式是____________。(2)A＋B―→C＋D＋H2O为中学化学常见的反应形式，A、B、C、D均为由上述五种元素组成的单质或化合物。①如A为NaOH、B为CO2时，可写成aNaOH＋bCO2===cNa2CO3＋dNaHCO3＋nH2O，a与b的物质的量之比应满足的关系是________。现向100 mL 3 mol·L－1的NaOH溶液中缓慢通入标准状况下4.48 L的CO2气体，用一个化学方程式表示以上反应：________________________________________________________________________________________________(化学计量数为最简整数)。②请任写一个符合A＋B―→C＋D＋H2O形式的氧化还原反应方程式，其中C、D均为盐：________________________________________________________________________________________________。解析：Z的最外层电子数是Q的最外层电子数的6倍，则Q最外层为1个电子，Z最外层为6个电子，由原子序数关系可知，Z为氧，Q为钠，则R为氯，X为氢，Y为碳。(2)①若只生成Na2CO3，a∶b＝2∶1；若只生成NaHCO3，则a∶b＝1∶1；若两者均有，则a∶b介于1～2之间。答案：(1) (2)①1＜a∶b＜2　3NaOH＋2CO2===Na2CO3＋NaHCO3＋H2O②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O(其他合理答案也可)16．X、Y、Z、M、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知：Y的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成一种盐；Z原子的最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M可与Z形成阴、阳离子个数之比均为1∶2的两种化合物；Q原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4；YX3常温下为气体。(1)化合物A、B均是由X、Z、M、Q四种元素中的三种元素组成的强电解质，且这两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比为1∶1∶1，若A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则化合物A的化学式为________，化合物B的化学式为________________。(2)X与Z、X与Q分别形成18电子分子甲和乙，写出甲、乙两种分子在水溶液中反应生成Q单质的化学方程式：________________________，X和Y也可形成具有18电子的分子丙，它是一种液态火箭燃料。25 ℃、常压下，3.2 g丙在氧气中完全燃烧并生成稳定的化合物，放出的热量为62.4 kJ，请写出丙完全燃烧的热化学方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)X、Y两种元素形成的离子化合物的电子式为____________________。解析：由题意可知Y为N元素，形成的盐为NH4NO3；Z原子的核外电子排布式为，Z为O元素；Na2O和Na2O2中阴、阳离子个数之比均为1∶2，则M为Na元素；Q原子的核外电子排布式为，为S元素；X的原子序数最小，由题意知X为H元素。(1)由H、O、Na、S四种元素中的三种元素形成两种物质的水溶液酸碱性相同，则确定溶液为碱性。组成元素的原子数目之比为1∶1∶1，抑制水电离的是碱，化合物A为NaOH；促进水电离的为弱酸强碱盐，确定化合物B为NaHS。(2)甲、乙、丙分别为H2O2、H2S、N2H4；H2O2能将H2S氧化为S。(3)N和H形成的离子化合物为NH4H。其中阳离子为NH，阴离子为H－。答案：(1)NaOH　NaHS　(2)H2O2＋H2S===S↓＋2H2O　N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－624 kJ·mol－1(3) 17．(2020·温州月考)A、B、C、D、E、F、G、L、I九种主族元素分别位于三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B、C、D位于同一周期，A与E、B与G、D与L分别位于同一主族，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，F的质子数比D多5，D的最外层电子数是F最外层电子数的2倍，C和D的最外层电子数之和为11。请回答下列问题：(1)以上元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是__________(填化学式)，E、F、L所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为________________________________________________________________________(用离子符号表示)。(2)L、I两元素可按原子个数比1∶1组成化合物X，化合物X中各原子均满足8电子的稳定结构，则X的电子式为____________________。(3)固体化合物E2D2投入到化合物E2L的水溶液中，只观察到有沉淀产生，写出该反应的离子方程式：___________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：由于九种主族元素位于三个不同的短周期，而B、C、D位于同一周期，可以知道A为氢元素，B、C、D位于第2周期，E、F、G、L、I则位于第3周期；由A与E为同一主族元素，可确定E为钠元素；由F的质子数比D多5，D的最外层电子数是F最外层电子数的2倍，可推知D、F为氧元素和铝元素；由C、D、F三种元素的原子序数之和为28，可推知C为氮元素；由D与L位于同一主族，可推知L为硫元素；由其原子序数关系和B与G位于同一主族可知，I只能是氯元素，B、G分别为碳元素和硅元素。即A、B、C、D、E、F、G、L、I分别对应H、C(碳)、N、O、Na、Al、Si、S、Cl。(1)题述非金属元素除H外，C(碳)、N、O、Si、S、Cl中硅元素的非金属性最弱，故形成的最简单的气态氢化物中SiH4的稳定性最弱。E、F、L所形成的简单离子中S2－与氩原子的核外电子排布相同，而Na＋和Al3＋则与氖原子核外电子排布相同，故离子半径大小顺序为S2－＞Na＋＞Al3＋。(2)L、I两元素按原子个数比1∶1组成的化合物应该是S2Cl2，其中硫原子和硫原子之间、硫原子和氯原子之间均以共价单键的形式结合。(3)Na2O2和Na2S的水溶液发生氧化还原反应，生成NaOH，同时有S沉淀析出。答案：(1)SiH4　S2－＞Na＋＞Al3＋(2)(3)Na2O2＋S2－＋2H2O===S↓＋2Na＋＋4OH－