（课标版）高考化学一轮复习 核心突破练案（14）原子结构 核外电子排布（含解析）新人教版-新人教版高三化学试题

第14讲原子结构核外电子排布A组基础必做题1．(2020·辽宁沈阳第一次教学质量监测)2016年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布了113号、115号、117号、118号四种新元素的元素符号，元素周期表第七周期被全部填满。2017年中国科学院、全国科学技术名词审定委员会和国家语言文字工作委员会共同发布了这四种元素的中文名称。根据元素周期律，117号元素对应的元素名称和元素符号是(C)A．镆Mc B．NhC．Ts D．Og[解析]根据元素周期表的排布规律可知，118号元素在第七周期0族，则117号元素应在第七周期ⅦA族，属于卤族元素，根据卤族元素递变规律可知该元素单质呈固态，结合碘和砹均为固态，且均为“石”字旁，则117号元素也应为“石”字旁，C项正确。2．(2019·江苏单科，2,2分)反应NH4Cl＋NaNO2=NaCl＋N2↑＋2H2O放热且产生气体，可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是(D)A．中子数为18的氯原子：eq\o\al(18,17)ClB．N2的结构式：N=NC．Na＋的结构示意图：D．H2O的电子式：H﹕eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())﹕H[解析]本题涉及原子的表示、分子的结构式、离子的结构示意图、分子的电子式等知识，通过对化学用语的正误判断，考查了分析和解决化学问题的能力，以一个化学方程式为信息引出几种常见微粒，体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。A项，中子数为18的氯原子应表示为eq\o\al(35,17)Cl，错误；B项，氮原子最外层为5个电子，N2的结构式为N≡N，错误；C项，Na＋的结构示意图为，错误；D项，依据H、O原子的最外层电子数可知该项正确。3．(2020·陕西咸阳一模)下列化学用语表述正确的是(A)A．原子结构示意图可以表示35Cl，也可以表示37ClB．次氯酸的电子式可表示为H﹕eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())﹕eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())﹕C．Ceq\o\al(2,1)H4和Ceq\o\al(3,1)H4互为同分异构体D．16O与18O互为同位素；Heq\o\al(16,2)O、Deq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(18,2)O、Deq\o\al(18,2)O互为同素异形体[解析]35Cl、37Cl的核电荷数等于核外电子总数，均等于17，二者原子结构示意图均为，故A正确；次氯酸为共价化合物，结构式为H—O—Cl，电子式为H﹕eq\o(O,\s\up6(),\s\do4())﹕eq\o(Cl,\s\up6(),\s\do4())﹕，故B错误；Ceq\o\al(2,1)H4和Ceq\o\al(3,1)H4都是甲烷，不互为同分异构体，故C错误；16O与18O互为同位素，但Heq\o\al(16,2)O、Deq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(18,2)O、Deq\o\al(18,2)O都是水，属于化合物，同素异形体为同种元素形成的不同单质，因此不互为同素异形体，故D错误。4．(2020·福建晋江期末)某元素的一个原子形成的离子可表示为eq\o\al(b,a)Xn－，下列说法正确的是(D)A.eq\o\al(b,a)Xn－含有的中子数为a＋bB.eq\o\al(b,a)Xn－含有的电子数为a－nC．X原子的质量数为a＋b＋nD．一个X原子的质量约为eq\f(b,6.02×1023)g[解析]该微粒中中子数＝质量数－质子数＝b－a，故A错误；该微粒的核外电子数＝核内质子数＋电荷数＝a＋n，故B错误；该微粒的质量数为b，故C错误；D正确。5．(2020·安徽无为月考)科学家宣布发现了铝的“超级原子”结构——Al13和Al14。已知这类“超级原子”最外层电子数之和为40时处于相对稳定状态。下列说法中，正确的是(D)A．Al13、Al14互为同位素B．Al13超原子中Al原子间通过离子键结合C．Al13和Al14都具有较强的还原性，容易失去电子生成阳离子D．Al14最外层电子数之和为42，与第ⅡA族元素原子的性质相似[解析]质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，同位素研究的对象是原子，Al13、Al14不互为同位素，A错误；Al13超原子中Al原子间通过共价键结合，B错误；Al13最外层电子数之和为13×3＝39，需要获得1个电子达到稳定结构，因此表现出较强的氧化性，C错误；Al14最外层电子数之和为14×3＝42，由于这类“超级原子”最外层电子数之和为40时处于相对稳定状态，因此该微粒需要失去2个电子才能达到稳定结构，这说明Al14与第ⅡA族元素原子的化学性质相似，D正确。6．(2020·广东三校模拟)已知短周期元素的离子：aAm＋、bBn＋、cCm－dDn－(m>n)都具有相同的电子层结构，则下列叙述正确的是(D)①原子半径：A>B>C>D②离子半径：C>D>B>A③原子序数：d>c>b>a④最外层电子数：D>C>B>A⑤a－b＝m＋n⑥b－c＝m＋nA．②④⑥ B．②⑤⑥C．①③⑥ D．②⑥[解析]本题考查元素周期表和元素周期律。已知短周期元素的离子：aAm＋、bBn＋、cCm－、dDn－(m>n)都具有相同的电子层结构，则有：a－m＝b－n＝c＋m＝d＋n，原子序数：a>b>d>c，A、B为同周期金属元素，C、D为同周期非金属元素，且A、B在周期表中C、D的下一周期。同周期自左而右原子半径减小，同主族自上而下原子半径增大，故原子半径：B>A>C>D，①错误；电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：C>D>B>A，②正确；由上述可知，原子序数：a>b>d>c，③错误；A最外层含有m个电子，B最外层含有n个电子，C最外层含有8－m个电子，D最外层含有8－n个电子，且4>m>n，则最外层电子数：D>C>A>B，④错误；离子核外电子数相等，则a－m＝b－n，a－b＝m－n，⑤错误；同理可得b－c＝m＋n，⑥正确；故选D。7．(2020·试题调研)据媒体报道，日本食品巨头明治公司生产的“明治STEP”奶粉中检测出含量超标的放射性元素铯(Cs)。铯较为稳定的核素有eq\o\al(133,55)Cs、eq\o\al(134,55)Cs、eq\o\al(135,55)Cs、eq\o\al(137,55)Cs。下列判断不正确的是(C)A.eq\o\al(133,55)Cs、eq\o\al(134,55)Cs、eq\o\al(135,55)Cs、eq\o\al(137,55)Cs互为同位素B.eq\o\al(133,55)Cs、eq\o\al(134,55)Cs、eq\o\al(135,55)Cs、eq\o\al(137,55)Cs的核外电子排布相同C.eq\o\al(133,55)Cs、eq\o\al(134,55)Cs、eq\o\al(135,55)Cs、eq\o\al(137,55)Cs的性质和用途相同D.eq\o\al(133,55)Cs、eq\o\al(134,55)Cs、eq\o\al(135,55)Cs、eq\o\al(137,55)Cs的质量数和中子数均不同[解析]本题考查同位素、核素及原子结构知识，意在考查考生的知识迁移能力。选项A，相同元素的不同核素互为同位素，A项判断正确；选项B，这四种核素是相同的元素，核外电子数相同，B项判断正确；选项C，不同核素的物理性质有差异，用途也不同，C项判断错误；选项D，相同元素的不同核素，其质子数、核外电子数均相同，但中子数、质量数均不同，D项判断正确。8．(2020·山东东营模拟)五种短周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A和C同族，B和D同族，C离子和B离子具有相同的电子层结构。A和B、D、E均能形成共价型化合物。A和B形成的化合物在水中呈碱性，C和E形成的化合物在水中呈中性。回答下列问题：(1)五种元素中，原子半径最大的是Na，非金属性最强的是Cl。(填元素符号)(2)由A和B、D、E所形成的共价型化合物中，热稳定性最差的是PH3(用化学式表示)。(3)A和E形成的化合物与A和B形成的化合物反应，产物的化学式为NH4Cl，其中存在的化学键类型为离子键和共价键。(4)D最高价氧化物的水化物的化学式为H3PO4。(5)单质D在充足的单质E中燃烧，反应的化学方程式为2P＋5Cl2eq\o(=,\s\up7(点燃))2PCl5；D在不充足的E中燃烧，生成的主要产物的化学式为PCl3。(6)单质E与水反应的离子方程式为Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO。[解析]由A与B、D、E三种元素均能形成共价化合物可知，该四种元素为非金属元素，结合A和B形成化合物的水溶液显碱性可知，A为H元素，B为N元素，则C为Na元素，D为P元素；又因为C和E形成的化合物呈中性，可知E为Cl元素。(1)依据原子半径变化规律，先看电子层数，再看核电荷数，可确定原子半径最大的为Na，依据元素周期律可确定非金属性最强的为Cl。(2)H和N、P、Cl形成的共价化合物中稳定性最差的为PH3。(3)NH3与HCl反应生成离子化合物NH4Cl，含离子键和共价键。(4)P的最高价氧化物对应水化物为磷酸。(5)P与Cl2反应，Cl2足量时生成PCl5；Cl2不足时，生成PCl3。(6)氯气溶于水后有一部分生成盐酸和次氯酸，但次氯酸是弱酸，离子方程式中保留分子式。B组能力提升题9．(2020·吉林长春实验中学检测)有a、b、c、d四种元素，均为原子序数依次增大的前20号元素。a存在a＋和a－两种离子，b和c为同一主族元素，c的次外层有8个电子，c2－和d2＋的电子层结构相同。下列叙述正确的是(B)A．b、c与a形成化合物的稳定性一定为c>bB．a和d形成的化合物与水反应产生的气体可以作燃料C．c、a和b可形成离子化合物D．a、b、c、d四种元素组成的化合物的水溶液可以为酸性、也可以为碱性[解析]a、b、c、d为原子序数依次增大的前20号元素，a存在a＋和a－两种离子，且原子序数最小，应该为H元素；b和c为同一主族元素，c的次外层有8个电子，则b为第二周期、c为第三周期元素，c2－和d2＋的电子层结构相同，则c为S元素、d为Ca元素，b为O元素。元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O>S，水的稳定性强于硫化氢，但双氧水的稳定性弱于硫化氢，A错误；H元素和Ca元素形成的化合物是氢化钙，氢化钙能和水反应生成可燃性气体氢气，B正确；H、O、S三种元素形成的化合物可能是亚硫酸或硫酸，硫酸和亚硫酸都是共价化合物，C错误；a、b、c、d四种元素组成的化合物可能是硫酸氢钙，也可能是亚硫酸氢钙，硫酸氢钙和亚硫酸氢钙溶液都呈酸性，D错误。10．(2020·河北衡水检测)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C相邻，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质，且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物。D元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知：甲＋E2→丙＋B2，甲＋丙→丁，下列说法中正确的是(B)A．离子半径：D>C>BB．A与C两种元素共同形成的10电子粒子有3种C．D元素在周期表中的位置是第二周期第ⅡA族D．丁物质均由非金属元素构成，只含共价键[解析]A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质，且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物，则A为氢元素，10电子化合物可能为CH4、NH3、H2O、HF等；已知甲＋E2→丙＋B2，甲＋丙→丁，则E的单质为双原子分子，故E为Cl元素，则B为N元素，因B、C相邻，则C为O元素，故甲为NH3、乙为H2O、丙为HCl、丁为NH4Cl；D元素的最外层电子数与核外电子层数相等，原子序数大于氧元素，处于第三周期，最外层电子数为3，故D为Al元素。N3－、O2－、Al3＋电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，故离子半径：N3－>O2－>Al3＋，A错误；H和O两种元素共同形成的10电子粒子有H2O、H3O＋、OH－3种，B正确；Al元素在元素周期表中的位置是第三周期第ⅢA族，C错误；丁为NH4Cl，含有离子键、共价键，D错误。11．(2019·河北衡水检测)氧元素有三种核素16O、17O、18O，它们在自然界中所占的原子个数百分比分别为a%、b%、c%，则下列说法正确的是(B)A．一个16O原子的质量为16gB．17O的相对原子质量约为17C．氧元素的相对原子质量为eq\f(16＋17＋18,3)D．氧元素的相对原子质量为(16a%＋17b%＋18c%)[解析]1mol16O原子的质量近似等于16g，A项错误；某一核素原子的相对原子质量在数值上近似等于其质量数，所以B项正确；氧元素的相对原子质量为16O、17O、18O的相对原子质量与其含量乘积后加和，近似与(16a%＋17b%＋18c%)相等，C、D两项错误。12．(2020·江西南昌第一次模拟)A、B、C、D、E为五种短周期主族元素，原子序数依次增大。A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等；B的单质分子中有三对共用电子；C、D同主族，且核电荷数之比为1﹕2。下列有关说法不正确的是(C)A．C、D、E的简单离子半径：D>E>CB．A与B、C、D、E四种元素均可形成18电子分子C．由A、B、C三种元素形成的化合物均能促进水的电离D．分子D2E2中原子最外层均满足8电子稳定结构，则分子中存在非极性键[解析]根据A元素的一种核素质子数与质量数在数值上相等，可推出A为H；根据C、D同主族，且核电荷数之比为1﹕2，可推出C为O，D为S，则E为Cl；B的单质分子中有三对共用电子，说明B最外层有5个电子，故B为N。根据提供信息，可以推断A为H，B为N，C为O，D为S，E为Cl。简单离子半径：S2－>Cl－>O2－，A项正确；H与N、O、S、Cl四种元素分别形成的N2H4、H2O2、H2S、HCl均为18电子分子，B项正确；H、N、O形成的HNO3、HNO2均能抑制水的电离，C项错误；S2Cl2中原子最外层均满足8电子稳定结构，则其结构式为Cl—S—S—Cl，分子中含有S—S非极性键，D项正确。13．(2020·河北衡水检测)如图为元素周期表短周期的一部分，Z原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1。下列叙述错误的是(D)RWXYZA.R、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强B．R、W和氢三种元素形成的阴离子有2种以上C．RY2分子中每个原子的最外层均为8电子稳定结构D．X和Z的简单氢化物的热稳定性和还原性均依次减弱[解析]由题图为元素周期表短周期的一部分，可知Z位于第三周期，Z原子的电子层数为n，最外层电子数为2n＋1，则n＝3，最外层电子数为7，Z为Cl元素，结合元素在周期表中的位置可知，X为F元素，W为O元素，Y为S元素，R为C元素。非金属性越强，元素对应最高价含氧酸的酸性越强，则R、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物的酸性依次增强，故A正确；R、W和氢三种元素形成的阴离子有HCOeq\o\al(－,3)、HCOO－、CH3COO－等，故B正确；RY2分子的结构式为S=C=S，每个原子的最外层均为8电子稳定结构，故C正确；非金属性F>Cl，则X和Z的简单氢化物的热稳定性依次减弱，而还原性：HF<HCl，故D错误。14．(2020·山东滨州检测)杜布纳联合核研究所使用粒子回旋加速器，用由20个质子和28个中子组成的A原子，轰击含有97个质子和152个中子的D原子，生成了6个拥有117个质子的新原子，其中的5个E原子有176个中子，另一个G原子有177个中子。回答下列问题：(1)写出A的元素符号和原子结构示意图Ca、，A原子轰击D原子生成新原子的变化不是(填“是”或“不是”)化学变化。(2)D位于元素周期表第七周期ⅢB族，是(填“是”或“不是”)放射性元素。(3)新原子E与G的关系是互为同位素，G原子的质量数为294，117号元素位于元素周期表ⅦA族，若A与E能形成化合物，其化学式为CaE2(或AE2)。[解析](1)20号元素是钙(Ca)，原子结构示意图为。A原子轰击D原子生成117号元素原子的过程中没有新物质生成，不是化学变化。(2)居里夫人发现的88号元素镭在周期表中的位置为第七周期ⅡA族，它右边是ⅢB族锕系，包含15种元素(原子序数为89～103)，据此可推知D位于第七周期ⅢB族。84号元素钋及后面的元素都是放射性元素，所以D是放射性元素，(3)新原子E与G的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。质量数等于质子数与中子数之和，故G的质量数＝117＋177＝294由“尾数吻合”知，117号元素位于周期表中第七周期ⅦA族。E是卤素新成员，显－1价，与＋2价的钙形成化合物的化学式为CaE2或AE2。15．砷(As)是第四周期ⅤA族元素，砷(As)及其化合物在制备农药、合金、半导体材料中有广泛的应用。回答下列问题：(1)砷的原子结构示意图为，指出砷元素的常见化合价－3、0、＋3、＋5。砷的不同核素75As、74As、73As互称为同位素，砷的不同单质灰砷、黄砷、黑砷互称为同素异形体。(2)砒霜(As2O3)是制备含砷杀虫农药的原料。含砷锌(含少量As2O3)制H2会产生有毒的砷化氢，因此实验室必须用无砷锌来制备H2。写出含砷锌与稀硫酸反应生成少量砷化氢的离子方程式：As2O3＋6Zn＋12H＋=2AsH3↑＋6Zn2＋＋3H2O。(3)比较还原性强弱：砷化氢强于(填“强于”或“弱于”)硒化氢；比较热稳定性强弱：砷化氢弱于(填“强于”或“弱于”)磷化氢。砷化氢分子的空间构型为三角锥形。砷化氢在空气中自燃生成砒霜(As2O3)，写出砷化氢自燃的化学方程式：2AsH3＋3O2=As2O3＋3H2O。(4)砷化镓是除硅之外的最重要半导体材料，由化合物X和砷化氢在500～800℃反应制得，11.5gX与足量砷化氢反应产生6.72L(标准状况)甲烷。(Ga的相对原子质量为70)①X的化学式为Ga(CH3)3。②写出该反应的化学方程式：Ga(CH3)3＋AsH3eq\o(=,\s\up7(500～800℃))GaAs＋3CH4。[解析](1)砷在周期表中位于第四周期ⅤA族，原子序数为33，原子结构示意图为，砷的常见化合价与氮相似，有－3、0、＋3、＋5。同种元素的不同核素互称为同位素。同种元素形成的具有不同性