2023届新高考化学一轮复习原子结构与性质(一)学案

原子结构与性质【学科素养】1．宏观辨识与微观探析：能从能层、能级等不同层次认识原子的结构，以及核外电子的排布规律，能从宏观和微观相结合的视角分析原子结构与元素性质的关系。2．证据推理与模型认知：能运用构造原理和能量最低原理，揭示元素原子核外电子排布的规律。3．变化观念与平衡思想：能多角度、动态地分析核外电子的运动状态及原子结构的变化规律，认识元素性质的变化规律。考点考题考点一：原子结构核素同位素2021广东选择考第3题2021河北选择考第5题2021湖南选择考第5题2020全国Ⅰ卷第11题2020北京等级考第4题2020海南等级考第3题考点二：原子核外电子排布2021全国甲卷第35题(1)2021全国乙卷第35题(1)2021山东等级考第16题(1)2021广东选择考第20题(1)2021湖南选择考第18题(1)2021河北选择考第17题(1)2020全国Ⅰ卷第35题(1)2020全国Ⅱ卷第35题(1)分析近五年全国卷高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题、非选择题呈现，考查内容主要有以下3个方面：(1)元素、核素、同位素、同素异形体概念的辨析。(2)原子中质量数、质子数、中子数、核外电子数之间的相互关系及计算。(3)根据原子核外电子排布判断元素种类、书写电子排布式和电子排布图。2．从命题思路上看，主要以选择题的形式为主。(1)选择题以最新的科技成果、新闻事件为背景，考查原子结构、同位素、核素知识，核外电子排布表达式的正误判断。(2)非选择题直接考查电子排布式和电子排布图的书写，利用核外电子排布推断元素等。3．从考查学科素养的角度看，注重考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想等。根据高考命题的特点和规律，复习时要注意以下几个方面：(1)同位素和同素异形体的概念分析、原子构成微粒之间的关系。(2)原子结构及核外电子排布特性(全空、半充满、全充满的稳定性)。(3)规范化学术语的书写，重点掌握第四周期过渡元素的电子排布式和电子排布图。考点一：原子结构核素同位素(基础性考点)一、从微观层面认识原子结构1．原子结构(1)构成原子的微粒及作用(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系。①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②原子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数。③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数。④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带电荷数。2．核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。微点拨(1)原子中不一定都含有中子，如eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H中没有中子。(2)电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。(3)破坏原子结构的核裂变不属于化学变化。(4)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F和OH－。二、从微观层面认识同位素1．同位素的概念：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同核素的互称。实例比较(氢元素的三种核素)：符号名称质子数中子数eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H或H氕10eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H或D氘或重氢1eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H或T氚或超重氢2助理解同位素的“六同三不同”(1)“六同”归纳(2)“三不同”辨析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)天然存在的同一元素的各核素所占的原子百分数一般不变。3．常见的重要核素及其应用核素eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))Ueq\o\al(\s\up1(14),\s\do1(6))Ceq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))Heq\o\al(\s\up1(18),\s\do1(8))O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子辨易错(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。(√)(2)核聚变如eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。(×)(3)eq\o\al(\s\up1(35),\s\do1(17))Cl与eq\o\al(\s\up1(37),\s\do1(17))Cl得电子能力几乎相同。(√)(4)一种核素只有一个质量数。(√)(5)氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同。(√)能力点一：原子构成的判断1．我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所构成的气体单质。18O是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是()A．1.8g18O2气体的物质的量是0.05molB.0.1mol重氧水中的18O所含的中子数约为6.02×1023C.0.2mol18O2气体的体积约为4.48LD．18O2气体的摩尔质量为36g·mol－1【解析】选C。A中1.8g18O2的物质的量为0.05mol，正确；B中18O中所含的中子数为18－8＝10，所以，0.1mol18O的中子数为0.1×10NA＝NA，正确；C中0.2mol18O2气体在标准状况下体积为4.48L，错误；D中18O2的摩尔质量为36g·mol－1，正确。2．(2022·广州模拟)2020年12月4日我国自主研制的核聚变关键装置——“中国环流器二号M”装置实现首次放电，标志着我国核聚变发展取得重大突破。其原理为eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→AZX＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n，下列叙述正确的是()A．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H的中子数为1B．AZX的质子数为4C．eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H与eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H是两种不同的核素D．上述核聚变属于化学变化【解析】选C。eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H的中子数为2，A错误；核聚变的过程中质子数和中子数守恒，Z＝2，A＝4，X为He，其质量数为4，质子数为2，B错误；eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H与eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H是氢元素的不同原子(即核素)，互为同位素，C正确；化学反应前后元素种类不变，但核聚变元素种类发生变化，不属于化学变化，D错误。【加固训练】1．质子数和中子数相同的原子A，其阳离子An＋核外共有x个电子，则A的质量数为()A．2(x＋n) B．2(x－n)C．2x D．n＋2x【解析】选A。已知阳离子An＋中：质子数＝核外电子数＋n。则A的质子数＝中子数＝x＋n，故其质量数＝2(x＋n)。2．下列各组微粒中，具有相同质子数和电子数的一组微粒是()A．H2O、CH4、NH3、NeB．OH－、F－、Ne、O2－C．H3O＋、Na＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Mg2＋D．O2－、F－、Mg2＋、Al3＋【解析】选A。H2O、CH4、NH3、Ne的质子数都是10，电子数都为10，故A正确；OH－、F－、Ne、O2－的质子数分别为9、9、10、8，电子数分别为10、10、10、10，故B错误；H3O＋、Na＋、NHeq\o\al(\s\up1(＋),\s\do1(4))、Mg2＋的质子数分别为11、11、11、12，电子数分别为10、10、10、10，故C错误；O2－、F－、Mg2＋、Al3＋的质子数分别是8、9、12、13，电子数都是10，故D错误。能力点二：元素、核素、同位素的比较项目元素核素同位素定义具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)范畴同类原子，存在游离态和化合态两种形式原子原子决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数举例H、C、N三种元素、、三种核素、、互为同位素联系(1)同位素属于同一种元素，但不是同种原子。(2)同位素化学性质基本相同。(3)元素、核素与同位素之间的包含与被包含关系如图所示1．(2022·深圳模拟)“华龙一号”是我国自主研制的核电技术，其使用后的乏燃料中含有Pu和Pu。下列有关说法错误的是()A．Pu中所含中子数为144B．Pu和Pu互为同位素C．由U转化为Pu的过程属于化学变化D．Pu和Pu的核外电子数均为94【解析】选C。Pu中所含中子数为238－94＝144，A正确；Pu和Pu质子数相同，中子数不同，互为同位素，B正确；由U转化为Pu的过程原子核发生变化，属于核变，C错误；Pu和Pu的核外电子数等于质子数，质子数相同，则电子数相同，D正确。2．(2022·珠海模拟)2020年12月27日，长征四号丙遥三十五运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，以“一箭双星”的方式成功将遥感三十三号卫星和微纳技术试验卫星送入预定轨道。下列有关说法错误的是()A．氕、氘、氚互为同位素B．火箭中的助燃剂14N16O2分子的中子总数为23C．利用微纳技术研发的高端芯片，其组成为单晶硅，硅原子核外的L能层电子数为M能层电子数的2倍D．eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋18.4MeV为氧化还原反应【解析】选D。氕、氘、氚为H的同位素，互为同位素，A正确；1个N中含有7个中子，1个O中含有8个中子，则14N16O2分子的中子总数为7＋8×2＝23，B正确；硅原子为14号元素，原子结构示意图为，L能层有8个电子，M能层有4个电子，则L能层电子数为M能层电子数的2倍，C正确；eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(1))H＋18.4MeV为核反应，不是化学反应，D错误。【加固训练】1．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()A．氘(D)原子核外有1个电子B．1H与D互称同位素C．H2O与D2O互称同素异形体D．1H218O与D216O的相对分子质量相同【解析】选C。A正确；同位素是同种元素不同核素间的互称，B正确；同素异形体是同一元素的不同单质，C错误；相对分子质量都是20，D正确。2．稀土元素镝(Dy)在许多高新技术领域起着越来越重要的作用。下列关于156Dy和158Dy的说法正确的是()A．156Dy的原子核中有156个中子B．156Dy和158Dy是同一种核素C．158Dy的原子核中有158个质子D．156Dy和158Dy互为同位素【解析】选D。A.元素符号左上角为质量数，156Dy的原子质量数为156，质子数为66，中子数＝156－66＝90，故A错误；B.156Dy和158Dy中子数分别为156－66＝90、158－66＝92，不是同一种核素，故B错误；C.稀土元素镝(Dy)原子序数为66，158Dy的原子核中有66个质子，故C错误；D.156Dy和158Dy的质量数不同，质子数相同，中子数分别为156－66＝90、158－66＝92，互为同位素，故D正确。考点二：原子核外电子排布(应用性考点)一、能层和能级1．能层与能级微点拨各能级所在能层的取值(1)ns(n≥1)，如1s、2s、…；(2)np(n≥2)，如2p、3p、…；(3)nd(n≥3)，如3d、4d、…；(4)nf(n≥4)，如4f、5f、…。2．电子云与原子轨道(1)电子云——核外电子的概率密度分布“看”起来像一片云雾，因而被形象地称作电子云。(2)原子轨道——电子云轮廓图原子轨道轨道形状轨道个数s球形1p哑铃形3深思考(1)相同能层上原子轨道的能量高低如何？提示：ns＜np＜nd＜nf……(2)形状相同的原子轨道的能量高低如何？提示：1s＜2s＜3s＜4s……辨易错(1)电子云中的小黑点代表一个电子(×)(2)s电子云的形状为圆形(×)二、基态原子核外电子排布1．构造原理基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：2．排布规则微点拨洪特规则特例当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)、全空(p0、d0、f0)时原子的能量最低，如24Cr的电子排布式为[Ar]3d54s1，29Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1。3．电子能量高低的比较4．基态原子核外电子排布的表示方法表示方法以硫原子为例原子结构示意图电子排布式1s22s22p63s23p4简化电子排布式[Ne]3s23p4电子排布图(轨道表示式)价电子排布式3s23p4三、基态与激发态原子光谱1．原子状态2．原子光谱(1)成因和分类：(2)光谱分析：利用原子光谱的特征谱线可以鉴定元素，称为光谱分析。能力点一：电子排布原理与应用1．玻尔提出了核外电子分层排布的原子结构模型。下列各项叙述正确的是()A．镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子释放能量，由基态转化成激发态B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第ⅠA族，是s区元素C．所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，但球的半径大小不同D．24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d44s2【解析】选C。镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时，原子吸收能量，由基态转化成激发态，A错误；价电子排布为5s25p1的元素，位于第五周期第ⅢA族，是p区元素，B错误；所有原子任一能层的s电子云轮廓图都是球形，能层越大，球的半径越大，C正确；24Cr原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s1，半充满轨道能量较低，D错误。2．(2022·日照模拟)下列叙述正确的是()A．可能存在核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s24p1的原子B．当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相反C．1个原子轨道里最多容纳2个电子，且自旋方向相同D．基态原子的电子获得一定能量变为激发态原子，而激发态原子变为基态原子，则要放出能量【解析】选D。按照各能级能量的大小顺序，原子中电子排满4s轨道后应排布3d轨道，A项错误；根据洪特规则，电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，B项错误；根据泡利原理，同一轨道上的2个电子自旋方向相反，C项错误。3．已知Na的核外电子排布式为1s22s22p63s1，通常可把内层已达稀有气体原子的电子层结构的部分写成“原子实”，如Na的核外电子排布式可写成[Ne]3s1。用“原子实”表示的30号元素锌的原子核外电子排布式正确的是()A．[Ne]3d104s2 B．[Ar]3d104s24p2C．[Ar]3d84s24p2 D．[Ar]3d104s2【解析】选D。根据构造原理可知，锌元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，除3d104s2外，锌原子内层电子的排布与稀有气体原子Ar的电子排布相同，因此锌的核外电子排布式可写为[Ar]3d104s2。能力点二：核外电子排布的表示方法1．电子排布式书写方法——“三步法”第一步：按照构造原理写出电子填入能级的顺序，1s→2s→2p→3s→3p→4s→3d→4p→5s→4d→5p→6s……第二步：根据各能级容纳的电子数填充电子。第三步：去掉空能级，并按照能层顺序排列即可得到电子排布式。2．价电子的位置及表示(1)对于主族元素和零族元素来说，价电子就是最外层电子。表示方法：nsx或nsxnpy。(2)对于过渡元素来说，价电子除最外层电子外，还可能包括次外层电子。表示方法：(n－1)dxnsy或ndx(钯4d10)或(n－2)fx(n－1)dynsz或(n－2)fxnsy。1．“胃舒平”的主要成分是氢氧化铝，同时含有三硅酸镁(Mg2Si3O8·nH2O)等化合物。下列叙述错误的是()A．镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2B．铝元素原子核外共有5种不同运动状态的电子C．钠离子半径比铝离子半径大D．金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑【解析】选B。镁元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s2，A正确；铝元素原子核外共有13种不同运动状态的电子，B错误；钠离子半径比铝离子半径大，C正确；金属铝与钠的最高价氧化物对应的水化物溶液发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlOeq\o\al(\s\up1(－),\s\do1(2))＋3H2↑，D正确。2．(1)(2021·山东等级考T35)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题：基态F原子核外电子的运动状态有________种。(2)(2021·全国乙卷T35(1))过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，对于基态Cr原子，轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为____________。(3)(2019·江苏高考，21A(1))Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备CuO。其中Cu2＋基态核外电子排布式为________________。【解析】(1)基态F原子共有9个核外电子，则每个电子都有对应的轨道和自旋状态，所以核外电子的运动状态有9种。(2)基态原子满足能量最低原理，Cr有24个核外电子，轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1。(3)Cu位于第四周期ⅠB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9。答案：(1)9(2)[Ar]3d54s1或1s22s22p63s23p63d54s1(3)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9【加固训练】1．(2022·长沙模拟)下列叙述正确的是()A．基态铝原子核外有三个单电子B．[Ar]3d24s2是基态钛原子的电子排布式C．基态铜原子的价电子排布式是3d94s2D．基态铬原子的电子排布式是1s22s22p63s23p64s13d5【解析】选B。基态铝原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，有1个单电子，故A错误；钛为22号元素，基态电子排布式为[Ar]3d24s2，故B正确；基态铜原子的价电子排布式是3d104s1，而不是3d94s2，故C错误；Cr元素为24号元素，原子核外有24个电子，所以核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，故D错误。能力点三：基态与激发态1．(2022·中山模拟)下列碳原子轨道表示式表示的状态中能量关系正确的是()A．①＝②＝③＝④B．③＞④＞①＞②C．④＞③＞①＝②D．②＞①＞④＞③【解析】选D。电子能量为1s＜2s＜2p，则2p轨道上电子越多、1s、2s轨道上电子越少，其能量越高，则能量由高到低的顺序是②＞①＞④＞③，故合理选项是D。2．(1)(2019·全国卷Ⅰ节选)在普通铝中加入少量Cu和Mg后，形成一种称为拉维斯相的MgCu2微小晶粒，其分散在Al中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝”，是制造飞机的主要材料。回答下列问题：下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是__________(填标号)。(2)(2018·全国卷Ⅰ节选)Li是最轻的固体金属，采用Li作为负极材料的电池具有小而轻、能量密度大等优良性能，得到广泛应用。回答下列问题：下列Li原子电子排布图表示的状态中，能量最低和最高的分别为__________、________(填标号)。【解析】(1)A.[Ne]3s1属于基态的Mg＋，由于Mg的第二电离能高于其第一电离能，故其再失去一个电子所需能量较大；B.[Ne]3s2属于基态Mg原子，其失去一个电子变为基态Mg＋；C.[Ne]3s13p1属于激发态Mg原子，其失去一个电子所需能量低于基态Mg原子；D.[Ne]3p1属于激发态Mg＋，其失去一个电子所需能量低于基态Mg＋，综上所述，电离最外层一个电子所需能量最大的是[Ne]3s1，答案选A；(2)根据核外电子排布规律可知Li的基态核外电子排布式为1s22s1，则D项排布能量最低；选项C中有2个电子处于2p能级上，能量最高。答案：(1)A(2)DC【加固训练】(1)下列原子的最外层电子排布式(或轨道表示式)中，哪一种状态的能量较低？①氮原子：()②钠原子：A.3s1B．3p1()③碳原子：()(2)原子序数为24的元素原子中有____________个能级，____________个价电子，____________个未成对电子。【解析】(1)①根据洪特规则，电子在能量相同的各个轨道上排布时尽可能分占不同的原子轨道，且自旋方向相同，故①选B，③选A。据能量最低原理，核外电子先占据能量低的轨道，再占据能量高的轨道，由于②中s轨道的能量低于p轨道的能量，故选A。(2)某元素的原子序数为24，基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，原子核外电子排布分成4层，有4个能层，K能层上有1个能级1s，L能层上有2个能级，分别为2s、2p能级，M能层上有3个能级，分别为3s、3p、3d能级，N能层上有1个能级，为4s，共7个能级，价电子排布式为3d54s1，有6个价电子，3d能级有5个未成对电子，4s能级有1个未成对电子，共有6个未成对电子。答案：(1)①B②A③A(2)766【科技前沿】在国家自然科学基金项目和中国地质调查局能源矿产调查项目的联合资助下，我国学者发现自然界新矿物——Taipingite－(Ce)(太平石)，是一种含氟稀土硅酸盐矿物，晶体化学式为(Ce7Ca2)Σ9Mg(SiO4)3[SiO3(OH)]4F3，属于三方晶系，晶胞参数a＝10.7246(3)Å，c＝37.953(1)Å，Z＝6。其结构如下：太平石的发现，不仅丰富了我国稀土矿物种类与研究资料，对深入研究稀土矿的矿床成因和提升矿床价值具有重要意义，同时也会为人工合成稀土纳米材料技术提供新的参考。命题视角1：元素、核素、同位素阅读素材回答下列问题：(1)太平石中共含有几种元素？按原子序数由小到大的顺序排列。提示：根据太平石的化学式可以得出，其中共含有7种元素，按原子序数由小到大的顺序为H、O、F、Mg、Si、Ca、Ce。(2)铈(Ce)是一种稀土元素，它的一种核素中含有58个质子和80个中子，写出其原子符号。提示：eq\o\al(\s\up1(138),\s\do1(58))Ce。含有58个质子说明质子数为58，质量数＝质子数＋中子数＝58＋80＝138，因此可表示为eq\o\al(\s\up1(138),\s\do1(58))Ce。(3)硅有23种核素，其中有3种核素是稳定的，分别为28Si、29Si、30Si，判断这三种核素之间的关系，并计算这三种核素的中子数。提示：28Si、29Si、30Si属于同一种元素，但是它们的质量数不同，因此互为同位素。根据质量数＝质子数＋中子数，可以判断28Si、29Si、30Si的中子数分别为14、15、16。命题视角2：原子核外电子排布的表示方法阅读素材回答下列问题：(1)画出下列微粒的原子结构示意图。Ca、Mg2＋、Si、O2－提示：Ca，Mg2＋，Si，O2－。(2)基态的O原子中有多少种不同运动形态的电子，其中能量最高的电子的电子云在空间中有几种方向，其原子轨道呈什么形状？提示：基态O原子核外有8个电子，因此共有8种不同运动形态的电子，按照核外电子排布规律，能量最高的电子在2p能级上，p能级的原子轨道有3种不同的伸展方向，呈哑铃状。(3)写出下列微粒的电子排布式。微粒电子排布式CaCa2＋SiO2－F提示：按照核外电子的排布规律，可以得出：Ca：1s22s22p63s23p64s2；Ca2＋：1s22s22p63s23p6；Si：1s22s22p63s23p2；O2－：1s22s22p6；F：1s22s22p5。(4)某同学将基态Mg原子的核外电子排布图写为，该同学所写的电子排布图是否正确，为什么？提示：不正确，违背了泡利原理。正确的电子排布图为。1．[“源”来如此](2019·北京高考)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．eq\o\al(\s\up1(115),\s\do1(49))In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【解析】选D。In为49号元素，根据元素周期表中元素的排布规律，In是第五周期第ⅢA族元素，故A正确；eq\o\al(\s\up1(115),\s\do1(49))In的中子数为115－49＝66，电子数为49，中子数与电子数的差值为66－49＝17，故B正确；In是第五周期第ⅢA族元素，Al为第三周期第ⅢA族元素，依据元素周期律，原子半径：In＞Al，故C正确；In是第五周期第ⅢA族元素，Rb为第五周期第ⅠA族元素，金属性In<Rb，依据元素周期律，碱性：In(OH)3＜RbOH，故D错误。2．[变换有道](2021·广东选择考)“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．H2燃烧过程中热能转化为化学能C．火星陨石中的20Ne质量数为20D．月壤中的3He与地球上的3H互为同位素【解析】选C。煤油来源于石油，属于不可再生能源，故A错误；氢气的燃烧过程放出热量，将化学能转化为热能，故B错误；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；同位素须为同种元素，即质子数相等，3He和3H的质子数不同，不可能为同位素关系，故D错误。eq\a\vs4\al(点睛：)两题均以有关科学探究成果为载体，考查核素的原子构成粒子及同位素的判断。但是两题有明显的不同：第1题考查了元素周期律的应用，属于物质结构模块内的综合。第2题涉及了能源的类型、能量的转化，综合性更强。1．(2021·河北选择考)用中子轰击NZX原子产生α粒子(即氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)的核反应为eq\o\al(\s\up1(N),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(P))Y＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))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【解析】选A。根据核反应为eq\o\al(\s\up1(N),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(7),\s\do1(P))Y＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He可知，X的质量数N为4＋7－1＝10，又因为Y在化合物中呈＋1价，则Y位于ⅠA族，Y的质量数为7，得出Y为Li，其质子数P＝3，所以X的质子数Z＝3＋2－0＝5，X是硼元素。H3BO3为弱酸，氢氧化钠溶液具有腐蚀性，若不慎将NaOH溶液溅到皮肤上，则需用大量水冲洗，同时涂抹H3BO3，以中和碱液，A正确；Y为Li，在空气中燃烧的产物只有Li2O，B错误；B与氢元素会形成BH3或B2H4等硼氢化合物以共价键结合，属于共价化合物，C错误；6Li和7Li互为同位素，D错误。2．(2020·全国Ⅰ卷)1934年约里奥—居里夫妇在核反应中用α粒子(即氦核eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He)轰击金属原子eq\o\al(\s\up1(W),\s\do1(Z))X，得到核素eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(Z＋2))Y，开创了人造放射性核素的先河：eq\o\al(\s\up1(W),\s\do1(Z))X＋eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He→eq\o\al(\s\up1(30),\s\do1(Z＋2))Y＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n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．eq\o\al(\s\up1(W),\s\do1(Z))X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【解析】选B。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的最外层电子数为a＋2，解得a＝3，因此X为Al，Y为P，以此解答。eq\o\al(\s\up1(27),\s\do1(13))Al的质量数为27，则该原子相对原子质量为27，故A错误；Al元素可形成AlCl3，P元素可形成PCl3，故B正确；Al原子与P原子位于同一周期，且Al原子序数小于P原子序数，故原子半径Al>P，故C错误；P的含氧酸有H3PO4、H3PO3、H3PO2等，故D错误。【加固训练】1．(2018·江苏高考)用化学用语表示NH3＋HCl=NH4Cl中的相关微粒，其中正确的是()A．中子数为8的氮原子：eq\o\al(\s\up1(8),\s\do1(7))NB．HCl的电子式：C．NH3的结构式：D．Cl－的结构示意图：【解析】选C。A项，中子数为8的N，其质量数为15，故应写成eq\o\al(\s\up1(15),\s\do1(07))