（全国通用）2023版高考化学一轮复习第5章物质结构元素周期律第1节原子结构核外电子排布学案

PAGEPAGE1第一节原子结构核外电子排布考纲定位全国卷5年考情1.了解元素、核素和同位素的含义。2．了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数及它们之间的相互关系。3．了解原子的核外电子排布规律。掌握原子结构示意图、原子符号、离子符号、元素符号的表示方法。2022年：Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T10(A)、T28(1)2022年：Ⅱ卷T9；Ⅲ卷T122022年：Ⅰ卷T8(A)、T12；Ⅱ卷T9、T10(D)2022年：Ⅰ卷T102022年：Ⅱ卷T9(D)考点1|原子结构和核素、同位素(对应学生用书第93页)[考纲知识整合]1．原子结构 (1)原子的构成 (2)核素(原子)符号表示 eq\o\al(A,Z)X表示质子数为Z、质量数为A、中子数为A－Z的核素原子，如氘eq\o\al(2,1)H。 (3)微粒中的“各数〞间的关系 ①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) ②电性关系eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子\o\al(A,Z)X：核外电子数＝质子数Z＝,核电荷数＝原子序数,阴离子\o\al(A,Z)Xn－：核外电子数＝Z＋n,阳离子\o\al(A,Z)Xn＋：核外电子数＝Z－n)) [例如]eq\o\al(3,1)H的质子数为________，中子数为________，质量数为________；eq\o\al(56,26)Fe2＋的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________； eq\o\al(37,17)Cl－的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________。 【提示】1233026242017182．元素、核素、同位素 (1)“三素〞关系及含义 (2)几种重要的核素及其应用核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子 (3)氢元素的三种核素 eq\o\al(1,1)H：名称为氕，不含中子。 eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名称为氘或重氢，含1个中子。 eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名称为氚或超重氢，含2个中子。 提醒：同位素的特征 (1)同位素在周期表中位置相同，如氕、氘、氚均在第一周期ⅠA族。(2)化学性质几乎完全相同，物理性质不同。(3)天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。[应用体验]正误判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞)。 (1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。() (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同。() (3)核聚变如eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。() (4)核外电子排布相同的微粒，其质子数一定相同。() (5)H＋与质子的相对质量相同。() (6)任何核素原子均含质子和中子。() (7)eq\o\al(1,1)H2与eq\o\al(2,1)H2互为同位素。() (8)总质量为2.0g的Heq\o\al(18,2)O与D2O相互混合，所含中子数为NA。() (9)(2022·全国Ⅰ卷)18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA。() (10)(2022·江苏高考)质子数为35、中子数为45的溴原子：eq\o\al(80,35)Br。() 【提示】(1)√(2)√(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√(9)×(10)√[高考命题点突破]命题点1原子的构成及粒子的数目关系1．从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。以下有关说法不正确的选项是() A．元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的 B．元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数 C．只由一种分子构成的物质一定是纯洁物 D．质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子 D[A项，原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子，原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；B项，发生化学变化时，一般是原子的最外层电子数发生变化，所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，正确；C项，只由一种分子构成的物质即只含一种物质，一定是纯洁物，正确；D项，分子或原子的质子数等于电子数，离子的质子数不等于电子数，质子数等于电子数的微粒不可能是一种分子和一种离子，错误。]2．铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史的真相。以下说法中正确的选项是()【导学号：97500087】 A．铁元素的质量数为60 B．eq\o\al(60,26)Fe的核内质子数比中子数多8 C．eq\o\al(60,26)Fe与eq\o\al(58,26)Fe的核外电子数相同，属于同一种核素 D．30g铁60中含有的中子约为17mol D[eq\o\al(60,26)Fe这种铁原子的质量数为60，而不是铁元素的质量数，A错；eq\o\al(60,26)Fe的核内质子数(26)比中子数(34)少8，B错；eq\o\al(60,26)Fe与eq\o\al(58,26)Fe的质子数相同但中子数不同，是两种不同的核素，C错；30g60Fe中含有的中子约为eq\f(30,60)×34mol＝17mol，D正确。]3．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agHmX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)moleq\f(a,A＋m)Nmoleq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NAeq\f(a,A＋m)(m＋A－N)NA[思维建模]求一定质量的某物质中微粒数的思维模板物质的质量eq\o(→,\s\up8(÷摩尔质量来自质量数))物质的量eq\o(→,\s\up8(×一个分子或离子中含某粒子个数))指定粒子的物质的量eq\o(→,\s\up8(×NA))粒子数命题点2元素、核素和同位素的含义及关系4．同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。以下有关表达正确的选项是() A．14C与12 B．通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化 C．35Cl2与37Cl2互为同素异形体 D．铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子 D[A项，14C与12C是同种元素的不同核素，错误；B项，16O与18O之间的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；C项，35Cl2与37Cl2都是Cl2的单质，不是同素异形体，错误；D项，铯元素的两种同位素中137Cs比5．以下有关eq\o\al(182,74)W、eq\o\al(184,74)W、eq\o\al(186,74)W的说法正确的选项是() A．它们是钨的三种元素 B．它们互为同位素 C．eq\o\al(184,74)W的中子数与质子数之差为110 D．它们的所有性质几乎完全相同 B[它们是钨的三种核素，A项错误；它们的质子数相同、中子数不同，互为同位素，B项正确；eq\o\al(184,74)W的质量数与质子数之差为110，中子数与质子数之差为36，C项错误；它们的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，D项错误。]6．H、D与16O、17O、18O形成的不同水分子的分子式为_______________________ ________________________________________________________________， 有________种不同的相对分子质量。 【答案】Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O、Deq\o\al(16,2)O、Deq\o\al(17,2)O、Deq\o\al(18,2)O、HD16O、HD17O、HD18O5eq\a\vs4\al([易错防范]原子结构与同位素的认识5误区)1原子不一定都有中子，如eq\o\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＋和Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)与OH－等。4不同的核素可能具有相同的质子数，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq\o\al(14,6)6C与eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的质量数，如eq\o\al(14,6)C与eq\o\al(14,7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(12,6)C。5不同核素之间的转化属于核反响，不属于化学反响。考点2|核外电子排布(对应学生用书第94页)[考纲知识整合]1．核外电子排布规律2．原子或离子结构示意图 (1)下面为钠的原子结构示意图： (2)分别表示粒子的符号为S，Cl－，K＋。 [例如] 根据1～18号元素，确定符合以下条件的原子或元素。 (1)原子核中无中子的原子：________。 (2)最外层有1个电子的元素：________。 (3)最外层有2个电子的元素：________。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：________。 (5)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：________。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素：________。 (7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：________。 (8)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：________。 (9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：________。 (10)电子层数是最外层电子数2倍的元素：________。 (11)最外层电子数是电子层数2倍的元素：________。 (12)最外层电子数是电子层数3倍的元素：________。 【提示】(1)eq\o\al(1,1)H(2)H、Li、Na(3)He、Be、Mg(4)Be、Ar(5)CONe(6)H、Be、Al(7)Be(8)Li、Si(9)Li、P(10)Li(11)He、C、S(12)O3．“10电子〞和“18电子〞微粒 (1)“10电子〞微粒 (2)“18电子〞微粒提醒：eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(“2电子〞微粒：He、H－、Be2＋、Li＋,“14电子〞微粒：Si、N2、CO、C2H2,“16电子〞微粒：S、O2、C2H4、HCHO))[高考命题点突破]命题点1利用电子排布规律推断元素和结构示意图的书写与判断1．以下表示或说法正确的选项是() A．(2022·江苏高考)Mg2＋的结构示意图： B．(2022·江苏高考)氯离子(Cl－)的结构示意图： C．(2022·江苏高考)硫离子(S2－)的结构示意图： D．(2022·山东高考)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 A[B项，Cl－的最外层为8电子；C项，S2－的最外层为8电子；D项， Na＋与O2－的核外电子排布相同，但化学性质不同。]2．原子核电荷数小于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。以下有关X的说法中不正确的选项是() 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 A[当n＝1时，最外层电子数为2＋1＝3，不合理；当n＝2时，最外层电子数为2×2＋1＝5，质子数为2×22－1＝7，X为N；当n＝3时，最外层电子数为2×3＋1＝7，质子数为2×32－1＝17，X为Cl。]3．A、B、C、D4种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8。A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半。 (1)这4种元素的元素符号依次是A________，B________，C________，D________。 (2)C的原子结构示意图为________。 (3)D的离子结构示意图为________。 (4)B的单质与D的最高价氧化物对应的水化物反响的化学方程式为_______。 (5)A单质与浓H2SO4共热的化学方程式为____________________________ ________________________________________________________________。 【解析】A原子的L层电子数与K、M层电子数之和相等，所以A的核电荷数为2×8＝16，A为硫元素。D原子的K、L层电子数之和等于电子总数的一半，所以D原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D为钙元素。根据核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为8，可以判断出B为氯元素，C为钾元素。 【答案】(1)SClKCa (4)2Cl2＋2Ca(OH)2=CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (5)S＋2H2SO4(浓)eq\o(=,\s\up8(△))3SO2↑＋2H2O命题点2“10e－〞“18e－〞等电子粒子的判断4．以下各微粒：①H3O＋、NHeq\o\al(＋,4)、Na＋；②OH－、NHeq\o\al(－,2)、F－；③Oeq\o\al(2－,2)、Na＋、 Mg2＋；④CH4、NH3、H2O。其中具有相同质子数和电子数的一组是() A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ B[①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10。]5．A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同多核粒子，它们之间存在如下关系：【导学号：97500088】 (1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出： A与B反响的离子方程式为________________________________________。 (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在溶液中反响的离子方程式为_______________________________ ________________________________________________________________。 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)_________________________________________________。 (3)肼(H2N—NH2)和甲胺(H3C—NH2)都是18电子的分子。分析肼和甲胺的结构特点并从中得 【解析】(1)假设A、B、C、D均为10e－粒子，根据图可知A为NHeq\o\al(＋,4)，B为OH－，C为NH3，D为H2O。 (2)假设A、C为18e－粒子，B、D为10e－粒子，由图示可知A为