2024高考化学一轮复习第16讲原子结构教案鲁科版

PAGE10-第16讲原子结构[考纲要求]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、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布。考点一原子结构、核素1．原子构成(1)构成原子的微粒及作用eq\a\vs4\al(原子,\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子Z个——确定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,确定核素种类)同位素)),核外电子Z个——最外层电子数确定元素的,化学性质))(2)微粒之间的关系①原子中：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－电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋电荷数。(3)符号中各数字的含义2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。②自然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。(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；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。(4)几种重要核素的用途(4)几种重要核素的用途核素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(1)并非全部的原子都含有中子，eq\o\al(1,1)H原子核中只有一个质子，没有中子。(2)一种元素可有若干种不同的核素，也可只有一种核素，因此，核素的种类大于元素的种类。(3)1H2和2H2既不是同位素，也不是同素异形体。3．两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的1/12的比值。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：是按该元素各种自然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。1．推断正误，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，所以该改变是化学改变()(4)中子数不同而质子数相同的微粒肯定互为同位素()(5)通过化学改变可以实现16O与18O间的相互转化()(6)eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子实力几乎相同()答案：(1)√(2)√(3)×(4)×(5)×(6)√2．填空。(1)有5种单核粒子，它们分别是eq\o\al(40,19)eq\x()、eq\o\al(40,18)eq\x()、eq\o\al(40,19)eq\x()＋、eq\o\al(40,20)eq\x()2＋、eq\o\al(41,20)eq\x()(“eq\x()”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有________种。(2)1H、2H、3H三种微粒都属于________，因为它们是具有相同________的同一类原子。(3)在eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C、eq\o\al(14,)7N、eq\o\al(15,)7N中，核素、元素的种数分别为________种、________种。(4)eq\o\al(12,)6C、eq\o\al(13,)6C、eq\o\al(14,)6C的关系为________，因为它们是具有____________________的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。答案：(1)3(2)氢元素核电荷数(质子数)(3)83(4)互为同位素相同的质子数和不同的中子数1．(2024·贵州织金一中月考)由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了特别罕见的eq\o\al(45,26)Fe原子，下列说法不正确的是()A．可以用KSCN溶液鉴别eq\o\al(45,26)FeCl3和eq\o\al(56,26)FeCl3B.eq\o\al(45,26)Fe与eq\o\al(56,26)Fe的电子数相同C.eq\o\al(45,26)Fe与eq\o\al(56,26)Fe互为同位素D.eq\o\al(45,26)Fe的中子数小于质子数A[同位素的化学性质基本相同，无法用KSCN溶液鉴别eq\o\al(45,26)FeCl3和eq\o\al(56,26)FeCl3，A错误；eq\o\al(56,26)Fe和eq\o\al(45,26)Fe的电子数均为26，B正确；eq\o\al(56,26)Fe和eq\o\al(45,26)Fe的质子数相同，中子数不同，所以互为同位素，C正确；eq\o\al(45,26)Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，中子数小于质子数，D正确。]2.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、H＋、H2是()A．氢的五种同位素 B．五种氢元素C．氢的五种核素 D．氢元素的五种不同粒子D[eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种微粒质子数相同，都为1；但中子数分别为0、1、2，它们是同一种元素的三种不同核素，互为同位素。H＋是质子数为1，电子数为0，带一个单位正电荷的微粒。H2是由两个H原子构成的分子。总之，它们属于氢元素的五种不同粒子。]3．氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.453中()A．75.77%表示35Cl的质量分数B．24.23%表示35Cl的丰度C．35.453表示氯元素的相对原子质量D．36.966表示37Cl的质量数C4．(2024·河北武邑中学月考)某元素的一种核素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，agHmX中所含质子的物质的量是()A.eq\f(aA－N＋m,A＋m)mol B．eq\f(aA－N,m)molC.eq\f(aA－N,A＋m)mol D．eq\f(aA－N＋m,m)molA[HmX的相对分子质量为A＋m，agHmX分子的物质的量n＝eq\f(ag,A＋mg·mol－1)；X原子的质量数为A，含N个中子，则质子数为A－N，所以agHmX分子中含质子的物质的量为eq\f(a,A＋m)mol×(A－N＋m)＝eq\f(aA－N＋m,A＋m)mol，A正确。]求肯定质量的某物质中微粒数的答题模板物质的质量eq\o(→,\s\up7(÷摩尔质量来自质量数))物质的量eq\o(→,\s\up7(×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\up7(×NA))粒子数考点二原子核外电子排布1．核外电子排布规律电子层的表示方法1234567KLMNOPQ能量规律数量规律①每层最多容纳的电子数为2n2。②最外层电子数不超过8(K层为最外层电子数不超过2)。③次外层电子数不超过18。2.原子结构示意图3．核外电子排布与元素性质的关系(1)金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。(2)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子。在化合物中主要显负化合价。(3)稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。1．推断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。(1)硫离子的结构示意图：()(2)最外层电子数为8的粒子肯定是稀有气体元素原子()(3)非金属元素原子的核外电子数一般大于或等于4()(4)核外电子首先占据能量较高的电子层()(5)某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍()(6)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同()(7)NHeq\o\al(＋,4)与Na＋的质子数与电子数均相同()(8)16O与18O是氧元素的两种核素，16O与18O核外电子排布方式相同()答案：(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√(8)√2．下图为几种粒子结构示意图，完成以下填空。(1)属于阳离子结构的粒子是________(填编号，下同)。(2)具有稳定性结构的原子是______________。(3)只能得电子的粒子是________；只能失电子的粒子是________；既能得电子，又能失电子的粒子是________________________________________________________________________。答案：(1)③⑤⑧(2)②(3)③⑤①④⑥⑦⑧3．按要求填空(均为短周期元素)。(1)最外层电子数为1的元素有________(填元素符号，下同)。(2)最外层电子数为2的元素有________。(3)最外层电子数与次外层电子数相等的元素有________。(4)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素是________。(5)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是________。(6)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有________。(7)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有________。(8)电子层数与最外层电子数相等的元素有________。(9)最外层电子数是电子层数2倍的元素有________。(10)最外层电子数是电子层数3倍的元素有________。答案：(1)H、Li、Na(2)He、Be、Mg(3)Be、Ar(4)C(5)O(6)Li、Si(7)Li、P(8)H、Be、Al(9)He、C、S(10)O题组一核外电子排布规律1．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C2．两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满意上述关系的元素共有()A．1对 B．2对C．3对 D．4对B[在周期表的前10号元素中，电子层数之比和最外层电子数之比若为1∶1，则为H和Be；若为1∶2，则为He和C，故选B。]题组二依据核外电子排布推断元素3．两种元素原子X和Y，X原子的M层比Y原子的M层少3个电子，Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍，则X、Y分别是()A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氮原子C．氮原子和碳原子 D．碳原子和铝原子D[由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子，说明Y的M层电子数至少有3个，那么Y的L层必定有8个电子，则X的L层只有4个电子，M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13，X的核外电子总数为6。所以X、Y的核电荷数分别是6和13，即为碳原子和铝原子，D项正确。]4．已知某离子的结构示意图为。试回答：(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、________、________、________、________。(3)写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应的水化物之间发生反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)原子(2)氩原子氯离子硫离子钾离子钙离子(答案合理即可)(3)Al(OH)3＋3H＋=Al3＋＋3H2O找寻“等电子”粒子的思维方法1．找寻“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CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……2．记忆其他等电子微粒(1)“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、Ceq\o\al(2－,2)。(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。3．质子数和核外电子数分别相等的两种微粒关系(1)可以是两种原子，犹如位素原子。(2)可以是两种分子，如CH4、NH3等。(3)可以是两种带电荷数相同的阳离子，如NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋。(4)可以是两种带电荷数相同的阴离子，如OH－、F－。[集训1]下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是()A．H3O＋和OH－ B．CO和N2C．HNO2和NOeq\o\al(－,2) D．CHeq\o\al(＋,3)和NHeq\o\al(＋,4)D[A.H3O＋和OH－均含有10个电子；B.CO和N2均含有14个电子；C.HNO2和NOeq\o\al(－,2)均含有24个电子；D.CHeq\o\al(＋,3)中含有8个电子，而NHeq\o\al(＋,4)含有10个电子。][集训2]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)分别写出A＋和D反应、B＋和E反应的离子方程式________________、________________________________________________________________________。(3)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子的分子式__________。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学问可知，10个电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)；阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。依据题意有①A＋＋C－=D＋E↑，推知A＋应为NHeq\o\al(＋,4)，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)[eq\a\vs4\al(\o(\s\up7(·),\s\do5(·))\o(O,\s\up6(··),\s\do4(··))\o(\s\up7(·),\s\do5(·)))H]－(2)NHeq\o\al(＋,4)＋H2O⇌NH3·H2O＋H＋H3O＋＋NH3=NHeq\o\al(＋,4)＋H2O(3)CH4、Ne、HF(任选两种)[集训3]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是全部含18个电子的微粒中氧化实力最强的分子，其分子式是__________。(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式为______。(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________。答案：(1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6[集训4]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)假如A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：A____________；D____________。(2)假如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依据上述离子方程式，可以推断C与B结合质子的实力大小是____________(用化学式或离子符号表示)。答案：(1)[Heq\o(\s\up7(·),\s\do5(·))N··eq\o(,,\s\up6(\o(··))eq\o(\s\up7(·),\s\do5(·))H,\s\up6(H),\s\do4(H))]＋Heq\o(\s\up7(·),\s\do5(·))O··eq\o(,,\s\up6(··))eq\o(\s\up7(·),\s\do5(·))H(2)①HS－＋OH－=S2－＋H2O②OH－>S2－1．(2024·全国卷Ⅲ，8)下列叙述正确的是()A．24g镁与27g铝中，含有相同的质子数B．同等质量的氧气和臭氧中，电子数相同C．1mol重水与1mol水中，中子数比为2∶1D．1mol乙烷和1mol乙烯中，化学键数相同B[B对：等质量的氧气和臭氧，所含氧原子数相等，故电子数相同。A错：24gMg、27gAl的物质的量均为1mol,1个Mg原子和1个Al原子所含的质子数分别为12、13，故24