十年（2014-2023）高考化学真题分项汇编（全国）专题28 原子结构与性质（解析卷）

专题28原子结构与性质专题28原子结构与性质1．【2023年全国新课标卷】一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。下列说法正确的是A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能：C．基态原子未成对电子数： D．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同【答案】A【解析】A．由晶体结构图可知，中的的与中的形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A说法正确；B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N，B说法不正确；C．B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N，C说法不正确；D．为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为；综上所述，晶体中B、О和N原子轨道的杂化类型不相同，D说法不正确；综上所述，本题选A。2．【2023年全国乙卷】一种矿物由短周期元素W、X、Y组成，溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是A．X的常见化合价有、 B．原子半径大小为C．YX的水合物具有两性 D．W单质只有4种同素异形体【答案】A【解析】W、X、Y为短周期元素，原子序数依次增大，简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构，则它们均为10电子微粒，X为O，Y为Mg，W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生，则W为C，产生的气体为二氧化碳，据此解答。A．X为O，氧的常见价态有-1价和-2价，如H2O2和H2O，A正确；B．W为C，X为O，Y为Mg，同主族时电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，原子序数越小，原子半径越大，所以原子半径大小为：Y＞W＞X，B错误；C．Y为Mg，X为O，他们可形成MgO，水合物为Mg(OH)2，Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水，不能与碱反应，所以YX的水合物没有两性，C错误；D．W为C，碳的同素异形体有：金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等，种类不止四种，D错误；故选A。3．【2022年北京卷】(锶)的、稳定同位素在同一地域土壤中值不变。土壤生物中值与土壤中值有效相关。测定土壤生物中值可进行产地溯源。下列说法不正确的是A．位于元素周期表中第六周期、第ⅡA族B．可用质谱法区分和C．和含有的中子数分别为49和48D．同一地域产出的同种土壤生物中值相同【答案】A【解析】A．位于元素周期表中第五周期、第ⅡA族，故A错误；B．质谱法可以测定原子的相对原子质量，和的相对原子质量不同，可以用质谱法区分，故B正确；C．的中子数为87-38=49，的中子数为86-38=48，故C正确；D．由题意可知，(锶)的、稳定同位素在同一地域土壤中值不变，故D正确；故选A。4．（2021·北京真题）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1 B．H原子核内中子数为3C．与H2化学性质基本相同 D．具有放射性【答案】B【解析】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。5．【2022年湖北卷】和的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是A．与都能在水中与氨形成配合物B．和的熔点都比的低C．和均可表现出弱酸性D．和的氢化物都不能在酸中稳定存在【答案】A【解析】A．半径小，不能容纳6个氮原子和它配位，则不能在水中与氨形成配合物，A项错误；B．和属于分子晶体，而属于离子晶体，则和的熔点都比的低，B项正确；C．和均为两性氢氧化物，则均可表现出弱酸性，C项正确；D．和的氢化物与酸反应，生成对应的盐和氢气，则都不能在酸中稳定存在，D项正确；答案选A。6．（2021·天津真题）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2 B．的核电荷数为1C．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【解析】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。7．（2021·湖北真题）金属Na溶解于液氨中形成氨合钠离子和氨合电子，向该溶液中加入穴醚类配体L，得到首个含碱金属阴离子的金黄色化合物[NaL]+Na-。下列说法错误的是A．Na-的半径比F-的大 B．Na-的还原性比Na的强C．Na-的第一电离能比H-的大 D．该事实说明Na也可表现出非金属性【答案】C【解析】A．核外有3个电子层、核外有2个电子层，故的半径比的大，A项正确；B．的半径比Na的大，中原子核对最外层电子的引力小，易失电子，故的还原性比Na的强，B项正确；C．的1s上有2个电子，为全充满稳定结构，不易失去电子，故的第一电离能比的小，C项错误；D．该事实说明Na可以形成，得电子表现出非金属性，D项正确。故选C。8．【2022年山东卷】、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2B．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【解析】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。9．（2021·广东真题）“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20D．月壤中的与地球上的互为同位素【答案】C【解析】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。10．（2019·北京高考真题）2019年是元素周期表发表150周年，期间科学家为完善周期表做出了不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟（49In）等9种元素相对原子质量的新值，被采用为国际新标准。铟与铷（37Rb）同周期。下列说法不正确的是A．In是第五周期第ⅢA族元素B．11549In的中子数与电子数的差值为17C．原子半径：In>AlD．碱性：In(OH)3>RbOH【答案】D【解析】A．根据原子核外电子排布规则，该原子结构示意图为，因此In位于元素周期表第五周期第IIIA族，不符合题意；B．质量数＝质子数+中子数，元素符号的左上角为质量数、左下角为质子数，因此该原子的质子数=电子数=49，中子数为115-49=66，所以中子数与电子数之差为66-49=17，不符合题意；C．Al位于元素周期表的三周期IIIA族，In位于元素周期表第五周期IIIA族，同主族元素的原子，从上到下，电子层数逐渐增多，半径逐渐增大，因此原子半径In＞Al，不符合题意；D．In位于元素周期表第五周期，铷（Rb）位于元素周期表第五周期第IA族，同周期元素，核电荷数越大，金属性越越弱，最高价氧化物对应水化物的碱性越弱，因此碱性：In(OH)3＜RbOH，符合题意；综上所述，本题应选D。11．（2015·上海高考真题）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝，关于核素Lv的叙述错误的是A．原子序数为116 B．中子数为177C．核外电子数为116 D．该元素的相对原子质量为293【答案】D【解析】A．第116号元素Lv的原子序数为116，正确；B．中子数=质量数-质子数=293-116=177，正确；C．原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数，所以核外电子数为116，正确；D．293代表该原子的质量数，数值约等于相等原子质量，错误；答案选D。12．（2013·上海高考真题）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232 B．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【答案】D【解析】A、232Th的质量数是232，错误；B、Th元素的相对原子质量是Th各种同位素相对原子质量的平均值，错误；C、232Th转换成233U是原子核变属于物理变化，错误；D、230Th和232Th核外电子排布相同，所以化学性质相同，正确；故选D。13．（2020·全国高考真题）1934年约里奥–居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核)轰击金属原子，得到核素，开创了人造放射性核素的先河：+→+。其中元素X、Y的最外层电子数之和为8。下列叙述正确的是A．的相对原子质量为26B．X、Y均可形成三氯化物C．X的原子半径小于Y的D．Y仅有一种含氧酸【答案】B【解析】原子轰击实验中，满足质子和质量数守恒，因此W+4=30+1，则W=27，X与Y原子之间质子数相差2，因X元素为金属元素，Y的质子数比X大，则Y与X位于同一周期，且Y位于X右侧，且元素X、Y的最外层电子数之和为8，设X最外层电子数为a，则Y的最外层电子为a+2，解得a=3，因此X为Al，Y为P，以此解答。A．的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，错误；B．Al元素均可形成AlCl3，P元素均可形成PCl3，正确；C．Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数大于P原子序数，故原子半径Al>P，错误；D．P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，错误；故答案为：B。14．（2021·河北真题）用中子轰击X原子产生α粒子(即氮核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Y2O2C．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【解析】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。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。15．（2020·浙江高考真题）下列说法正确的是（）A．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，先排满M层再排N层C．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐增大D．同一周期中，ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1【答案】A【解析】A．电子能量越低，挣脱原子核束缚的能力弱，在距离原子核近的区域运动；电子能量高，挣脱原子核束缚的能力强，在距离原子核远的区域运动，正确；B．M能层中d能级的能量高于N能层中s能级能量，填充完4s能级后才能填充3d能级，错误；C．同一周期中，主族元素随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐减小，错误；D．第四周期中，ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数相差11，错误；故答案为A。16．（2018·上海高考真题）2018年3月《Nature》杂志上刊登了通过测量行星物质中48Ca/44Ca的比值，揭示了行星演变的关系。48Ca和44Ca具有（）A．相同的质量数 B．不同的质子数C．相同的中子数 D．相同的电子数【答案】D【解析】A．48Ca和44Ca的质量数分别为48、44，质量数不相同，错误；B．48Ca和44Ca为Ca的同位素，Ca是20号元素，故48Ca和44Ca质子数均为20，质子数相同，错误；C．质量数=质子数+中子数，则48Ca和44Ca的中子数分别为28、24，中子数不同，错误；D．原子核外电子数=质子数，故48Ca和44Ca的电子数均为20，电子数相同，正确；答案选D。17．（2014·上海高考真题）“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是A．Pu与U互为同位素 B．Pu与Pu互为同素异形体C．Pu与U具有完全相同的化学性质 D．Pu与Pu具有相同的最外层电子数【答案】D【解析】A．Pu与U的质子数不同，不能互为同位素，A错误；B．Pu与Pu均是核素，不是单质，不能互为同素异形体，B错误；C．Pu与U的质子数不同，属于不同的元素，不可能具有完全相同的化学性质，C错误；D．Pu与Pu的质子数相同，原子具有相同的最外层电子数，D正确；故答案选D。18．（2012·上海高考真题）元素周期表中铋元素的数据如图，下列说法正确的是（）A．Bi元素的质量数是209B．Bi元素的相对原子质量是209.0C．Bi原子6p亚层有一个未成对电子D．Bi原子最外层有5个能量相同的电子【答案】B【解析】A．Bi元素没有同位素，核素才有同位素，A不正确；B．根据图示，Bi元素的相对原子质量是209.0，B正确；C．Bi原子6p亚层有三个未成对电子，C不正确；D．s能级和p能级的能量是不相同的，所以Bi原子最外层的5个电子能量不相同，D不正确；故选B。19．（2018·上海高考真题）下列关于含氮微粒的表述正确的是（）A．N2的电子式为 B．N3-的最外层电子数为6C．N3-的质子数是20 D．氮原子未成对电子的电子云形状相同【答案】D【解析】A．N2分子中N原子之间形成三对共用电子对，每个氮原子还剩一对孤对电子，其电子式为：，错误；B．N原子得到3个电子形成N3-，其最外层电子数为8，错误；C．质子数=原子序数=核电荷数，N3-的质子数为7，错误；D．N原子中未成对电子处于2p轨道，p轨道的电子云形状都为哑铃形，正确；答案选D。20．（2020·浙江高考真题）下列说法正确的是（）A．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层，先排满M层再排N层C．同一周期中，随着核电荷数的增加，元素的原子半径逐渐增大D．同一周期中，ⅡA与ⅢA族元素原子的核电荷数都相差1【答案】A【解析】A．电子能量越低，挣脱原子核束缚的能力弱，在距离原子核近的区域运动；电子能量高，挣脱原子核束缚的能力强，在距离原子核远的区域运动，正