高考化学备考-考点24 原子结构

考点24原子结构一、微粒的组成与结构１。原子的构成2．原子内的等量关系（１)质量数（A)＝质子数＋中子数(2)质子数=核电荷数=原子序数＝核外电子数3．同位素、核素(1)概念辨析（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用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子４．同位素、同素异形体、同分异构体、同系物同位素同素异形体同分异构体同系物概念质子数相同,中子数不同的同一种元素的不同原子之间互为同位素同种元素组成的结构不同的单质之间互为同素异形体分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体结构相似,在分子组成上相差一个或若干个ＣH２原子团的物质互称同系物对象原子之间单质之间一般为有机化合物之间有机化合物之间化学性质几乎完全相同相似,一定条件下可以相互转变可能相似也可能不同相似实例金刚石与石墨、Ｃ60；红磷与白磷CH3ＣＯOＨ与HCOOCH3甲烷、乙烷、丙烷；乙烯、丙烯；甲酸、乙酸二、核外电子排布1。核外电子排布规律2。原子结构示意图3。１～1８号元素原子结构的特点归纳(1）原子核中无中子的原子：H。(2)最外层有1个电子的元素：H、Lｉ、Na。（3）最外层有２个电子的元素：Ｂe、Ｍg、He。（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：Bｅ、Ａr。（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素:C；最外层电子数是次外层３倍的元素:Ｏ;最外层电子数是次外层4倍的元素：Ne。（6)电子层数与最外层电子数相等的元素:H、Be、Al.（7)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。（8)次外层电子数是最外层电子数２倍的元素:Li、Si。(9)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素:Lｉ、Ｐ.(10）电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li。（１1）最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。(1２)最外层电子数是电子层数3倍的元素：O.考向一原子中各种微粒数目之间的关系及计算典例１现有下列几组粒子：①N2、CO、C2Ｈ2；②ＮHeq\o\al(＋，4)、H3Ｏ+、OH-；③Cｅq\o\ａl（２－，２）、Ｏeq＼o\ａl(２＋,2）、CN-;④POeq\ｏ＼al（3—，４）、SOeq\o\ａl（２－,4)、CｌＯｅq\o\al（－，４）。对上述四组粒子归类正确的是A．质子数相等、电子数和原子数不相等:①Ｂ.质子数和电子数相等、原子数不相等：②Ｃ．电子数相等、质子数和原子数不相等:③D。原子数和电子数相等、质子数不相等:④【解析】阳离子:电子总数＝质子总数－所带的电荷总数;阴离子:电子总数=质子总数＋所带的电荷总数。①N2、CＯ、C2H2的质子数和电子数都等于14，原子数不等;②NＨeq＼o\al（＋，4)、Ｈ3O+、ＯH-的原子数和质子数不等，电子数都为10;③Ceq\ｏ\aｌ(2－,2）、Oeq\ｏ＼al（2＋,２)、ＣN－的原子数和电子数都相等，质子数不同;④P、S、Ｃｌ所含的电子数分别为1５、16、１７，酸根离子中所含氧原子数均相等,所带负电荷数依次为３、2、１，三种酸根离子所含的总电子数相等（18＋３2)、原子数都为5，但三种酸根离子的质子数不相等.【答案】Ｄ1．下列说法正确的是①1Ｈ、2H、3H为三种不同的核素②1H、2Ｈ、3H互为同位素③1H、2H、3Ｈ互为同素异形体④11４号元素位于周期表第七周期ⅤA族⑤氢元素质量数为1⑥同位素的“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占相同的位置⑦互为同位素的原子性质相同A。①②④⑥⑦ ﻩ B。①②③⑤⑥C.①②⑥ﻩ ﻩD。①②③⑥⑦考向二核外电子排布规律典例1X、Ｙ、Ｚ、W是短周期主族元素，原子序数依次增大。X是原子半径最小的元素；Y元素原子的最外层电子数是电子层数的2倍；Z元素的－1价阴离子、W元素的＋3价阳离子的核外电子排布均与氖原子相同.下列说法正确的是Ａ。X的三种核素为氕、氘、氚,三者均含有中子和质子B。Ｗ离子结构示意图为C.X与Y只能形成一种化合物Ｄ．Z的氢化物的水溶液与ＳiO2可以反应【解析】由题可知X为H，Y为C，Ｚ为F，Ｗ为Aｌ。【答案】D2．短周期主族元素W、X、Ｙ、Z原子序数依次增大，W原子的最外层电子数是X原子最外层电子数的两倍，质子数比X原子少5个，Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,Z和W在同一主族.下列说法正确的是A．原子半径：W〈Ｘ〈Ｙ<ZB．X2W3和YW２既溶于强碱溶液，也溶于强酸C.简单气态氢化物的热稳定性：Ｙ<Z<WD．Z元素的最高价氧化物对应水化物的分子中存在非极性共价键短周期元素原子核外电子排布的特征BeQUOTECQUOTEO←最外层电子数是次外层电子数的3倍Ne←最外层电子数是次外层电子数的４倍考向三“等电子微粒”的判断与应用典例１已知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:(1）如果A、B、C、Ｄ均是10电子的粒子,请写出：A与B反应的离子方程式为___＿________＿__＿__＿_＿_＿_＿_______＿。(２）如果A和C是1８电子的粒子，B和D是１0电子的粒子，举例写出:①Ａ与B在溶液中反应的离子方程式为_______＿＿_______________。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）已知肼（Ｈ2Ｎ—NＨ2）和甲胺（H３C—NＨ２【解析】（1)若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）若A、C为18ｅ-粒子，B、D为10e-粒子,由图示可知A可以为Ｈ2S，B为OH-，则C为ＨＳ-，D为H2O。(３)根据Ｈ2N—ＮＨ2、H３C-NH2均为18e－的分子，可得—ＮH2、—CH３均为9ｅ－基团，其他为9e—基团的还有—ＯH、—F。故构成１8e－的有机分子为ＣＨ3-OH、CH３—Ｆ、ＣＨ3—ＣH3【答案】（1)NＨeｑ\o\ａｌ(＋，4)+OＨ－eq\o(＝==＝=,\s\uｐ1０（△))ＮＨ３↑＋H２O（2）①H2S＋OH－==＝ＨS－＋H2O②OH－〉HＳ-（答案合理即可)(3）CH３-CH3、CH3—F、ＣH3—ＯH（任写两个)3.X、Ｙ、Z三种短周期元素，原子半径的大小关系为ｒ（Y)＞r(Ｘ)〉r(Z)，原子序数之和为1６。Ｘ、Y、Ｚ三种元素的常见单质在适当条件下发生如图所示变化，其中乙和丙均为10电子分子。下列说法不正确的是A。元素X位于第ⅥＡ族Ｂ．甲不能溶解于乙中C．甲和丙在一定条件下能发生氧化还原反应D.乙的沸点低于丙的沸点推断１0ｅ−和18ｅ−微粒的思维模型1．1０电子微粒2．18电子微粒（1)(２）“双九”微粒:—F、—OH、—NH2、—ＣＨ3的相互组合，如:Ｆ2、H２Ｏ2、N2H4、C2Ｈ6、ＣH3F、CH3OH、CＨ３NＨ21．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。下列有关叙述正确的是A.14C与12B．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2。地表水和地下水都来源于大气降水，但重水和轻水中同位素含量是不同的，有时差别还相当大,氢包括两种稳定核素：H和D,氧常见的核素16Ｏ、17O和１8O,下列有关说法正确的是A.H2和D２互为同分异构体，其化学性质完全相同Ｂ.、、互为同位素，都能与金属钠发生反应C。18Ｏ２和18O３互为同素异形体,其密度之比为2∶3D．电解一定量的时,阴、阳两极所得气体的质量之比约为２∶93．短周期元素X和Y,元素Ｘ原子的最外层电子数为a，次外层电子数为b；元素Y原子的M层电子数为（ａ—b），L层电子数为（a＋b）。则X、Ｙ两元素形成的化合物可能具有的性质是A．和水反应 B。和硫酸反应Ｃ．和氢氧化钠反应ﻩD。和氯气反应4．如图所示，a、b、ｃ均为非金属单质，ｄ、ｅ均为含有10个电子的共价化合物，且分子中所含原子个数：d>e，f为离子化合物。则下列说法错误的是A。常温下，单质a呈气态B。单质c具有强氧化性C.稳定性：d〉ｅD.ｆ受热易分解为d和e5.设X、Y、Z代表元素周期表中前４周期的三种元素，已知X+和Y－具有相同的电子层结构;Ｚ元素的原子核内质子数比Ｙ元素的原子核内质子数少9;Y和Z两种元素可形成含4个原子核、42个电子的负一价阴离子。下列说法不正确的是A．元素Z的气态氢化物分子中含有１0个电子B．元素Y的气态氢化物分子中含有１8个电子C.元素Ｚ与元素X形成的化合物X2Ｚ中离子都达到稳定结构Ｄ.元素Y、Z组成的化合物属于离子化合物6。已知阴离子R2−的原子核内有n个中子，R原子的质量数为m，则ωgＲ原子完全转化为R２−时,含有电子的物质的量是Ａ．mol ﻩ ﻩ B．ｍolC.ｍｏl ﻩﻩＤ。mｏl７。短周期主族元素X、Ｙ、Ｚ、R的原子序数依次增大，核电荷数之和为３６;Ｘ、Z原子的最外层电子数之和等于Ｙ原子的次外层电子数；Ｒ原子的质子数是Ｙ原子质子数的两倍.下列有关这四种元素的相关叙述正确的是A.X的三种核素中均含有质子和中子B.X与Ｒ组成的化合物溶于水呈碱性C．R的离子结构示意图为D．Y与Z可形成两种氧化物8．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应的化学方程式为___＿_＿_______＿___________。（5）A单质与浓硫酸共热的化学方程式为_________＿___＿__＿__＿__＿__。9。元素Ｘ、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大.已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，Ｍ元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为３∶4，且M原子的质子数是Ｙ原子的2倍;Ｎ－、Z+、X+的半径逐渐减小；化合物ＸN在常温下为气体。据此回答下列问题。（１）写出Z与Ｎ形成的化合物的电子式_____＿＿___＿_＿___。

（２)Ｘ与Y可分别形成10电子和１8电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式_＿_＿____＿_＿_____（分解反应)。

（3)如图表示由上述元素组成的两种气体分子在一定条件下的密闭容器中充分反应前后的转化关系，请写出该转化过程的化学方程式：__＿＿＿_______＿___。

(4)A、B均为由上述五种元素中的三种元素组成的强电解质，且组成元素的原子个数之比为１∶1∶1.若在各自的水溶液中,A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则A的化学式为_____＿___＿_＿__，B的化学式为____＿＿____＿___.１．［20１9江苏]反应ＮH4Cｌ＋ＮａＮO２ＮaCl+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A．中子数为18的氯原子:B.N2的结构式:N=ＮＣ．Ｎa+的结构示意图：Ｄ.H2O的电子式：2。［2０18江苏]用化学用语表示NＨ3＋HClNH４Ｃｌ中的相关微粒,其中正确的是Ａ.中子数为8的氮原子： ﻩB．HＣl的电子式:C．NH３的结构式:ﻩﻩD．Cl−的结构示意图：3。［2018新课标Ⅲ］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４。[２017北京]20１６年IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”,tｉáｎ）,Tｓ的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是Ａ．Tｓ是第七周期第ⅦＡ族元素ﻩ ﻩﻩB。Ｔs的同位素原子具有相同的电子数Ｃ．Ts在同族元素中非金属性最弱ﻩ D．中子数为１７6的Ｔs核素符号是５.[２01６·江苏]下列有关化学用语表示正确的是A．中子数为１0的氧原子:B.Mg2+的结构示意图:Ｃ．硫化钠的电子式：D.甲酸甲酯的结构简式:C2H４O2６.［2015·上海］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.关于的叙述错误的是A。原子序数１16ﻩB．中子数１７7C．核外电子数11６ Ｄ．相对原子质量293变式拓展变式拓展１.【答案】C【解析】1Ｈ、２H、3H,质子数均为１,中子数分别为０、1、２，是氢元素的三种不同的核素，故①正确;1H、2Ｈ、3H是氢元素的三种不同的核素，互为同位素，故②正确;1H、2Ｈ、3H是三种不同的核素,不是单质，因此不是同素异形体，故③错误;114号元素位于周期表第七周期ⅣA族,故④错误；质量数是指某种原子的质子数与中子数之和,对元素无意义，⑤错误；同位素的“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占相同的位置,故⑥正确；互为同位素的原子化学性质相同，物理性质不同,故⑦错误。2．【答案】Ｃ【解析】W原子的最外层电子数是Ｘ原子最外层电子数的两倍,质子数比X少5，则应为第二周期元素,X为第三周期元素，设W的最外层电子数为2x，则X的最外层电子数为x，则有(2+8+x)−5=2+2x，x=3，则Ｗ的原子序数为8，为O元素,Ｘ的原子序数为１3，为Al元素,Z和Ｗ在同一主族,则Ｚ为S元素；Y原子的最外层电子数是次外层电子数的一半,则为Ｃ或Sｉ元素,由于Y的原子序数大于O，所以Ｙ为Ｓi；电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时,原子序数越大半径越小，则原子半径：W<Ｚ＜Y<Ｘ,故A错误；SｉO２（ＹW２）在硫酸、硝酸等强酸中不溶解,故Ｂ错误;元素的非金属性越强，其氢化物越稳定,则简单气态氢化物的热稳定性：Y<Ｚ<W,故Ｃ正确；Z为S，Ｓ元素的最高价氧化物对应水化物为硫酸,其分子中只有极性键,不存在非极性共价键，故D错误。３．【答案】D【解析】由题给信息和框图可以推出,X为O，Y为N，Z为Ｈ,甲为ＮO，乙为H2Ｏ，丙为NH3。Ｏ位于第ⅥA族，Ａ正确；NO不溶于水，B正确；NO和NH3在一定条件下能发生氧化还原反应，C正确；Ｈ2O的沸点高于NH3的沸点,D错误。考点冲关考点冲关1.【答案】Ｄ【解析】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2．【答案】Ｄ【解析】本题以科技知识为背景，重点考查同位素、同素异形体等概念，同分异构体一般指分子式相同，结构不同的有机物，H２和D2为组成和结构都相同的无机物,Ａ错误;16O、17O、１８Ｏ互为同位素，、、既不互为同位素,也不是同素异形体，B错误；１8Ｏ2和18O3互为同素异形体，但只有在同温同压下,它们的密度之比才为2∶3，C错误;电解一定量的时，阴、阳两极会收集到物质的量之比为2∶1的D２和18O2，其质量之比约为2∶9，D正确。３.【答案】Ｃ【解析】根据Ｙ原子的L层电子数为(a+b），Ｍ层电子数为（a－b），知a＋b=8，再根据Ｘ原子次外层电子数为b，可知b=2，则a＝6，进而确定X为氧（O），Y为硅（Ｓi).两元素形成ＳiＯ2，ＳiO2为酸性氧化物，可与NaOH反应.４．【答案】Ｃ【解析】非金属单质形成的含有10个电子的共价化合物有ＣH4、NH3、Ｈ２O、HF。由于f为离子化合物且分子中所含原子个数：ｄ>e，则d是NH３，e是HF，f是NH4F。因此a、b、ｃ分别是N2、H2、Ｆ2。根据元素周期律可知HＦ的稳定性大于NH35。【答案】D【解析】由“X+和Ｙ-具有相同的电子层结构”知X+和Y—的最外层都是8电子,推知Ｘ为ⅠA族元素、Y为ⅦA族元素;又因“Z元素的原子核内质子数比Y元素的原子核内质子数少9”，故Y为氯、Z为氧、X为钾。水分子中含有１0个电子，氯化氢分子中含有1８个电子，K2O中的钾离子、氧离子均达到最外层8电子稳定结构，氯、氧组成的化合物为共价化合物。６．【答案】D【解析】R原子的质子数为ｍ−ｎ，其核外电子数也为m−n，所以Ｒ2−的核外电子数为m−ｎ＋2,而ωgR原子的物质的量为ｍol,所以形成的R2−含有的电子的物质的量为mol，故选D.【名师点睛】求一定质量的某物质中微粒数的答题模板７。【答案】D【解析】短周期主族元素X、Y、Z、R的原子序数依次增大,核电荷数之和为36;Ｘ、Ｚ原子的最外层电子数之和等于Y原子的次外层电子数；Ｒ原子的质子数是Ｙ原子质子数的两倍,由原子序数关系可知X、Z原子的最外层电子数之和应为2，Y原子的次外层电子数为2，则Ｘ为H元素，Z为Na元素,Y为O元素,Ｒ为S元素。8.【答案】(1)SClＫＣa（２)(4）2Cｌ2+2Ca（ＯH）２=＝＝CaCl2+Cａ（ＣlＯ)2+2Ｈ2Ｏ（5)S+2H2SO4(浓）ｅq\o(=====,\ｓ＼up１0（△）)3SO2↑+2H2O【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。9.【答案】(1）(２)2H2Ｏ22H２O+O2↑(3）2ＳO2＋O２2SO3(4)NａOＨＮaClO或NaHS【解析】根据Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，则Y是O；M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶４，则Ｍ是S；N为短周期主族元素，原子序数大于Ｓ,Ｎ为Cl；根据化合物XN在常温下为气体，推断X为H；根据N-、Ｚ+、X+的半径逐渐减小，推断Z为Nａ.(1)Na与Cl形成的化合物是NａＣl,其电子式为（2）H与O形成的１0电子分子是H2O，形成的１8电子分子是H2O2，二者之间的转化为2H２Ｏ22H２O+Ｏ2↑.(３）由图示可知图中表示的是SO2与O2反应生成SO3,即2SO2+O2２ＳO３。（4）A能抑制水的电离，且三种元素的原子个数比为1∶1∶1,则A是NａOH；B能促进水的电离,则是能水解的盐，且组成元素的原子个数比也为1∶1∶1,则是NａClO或ＮaHS.直通高考直通高考1.【答案】Ｄ【解析】【分析】此题考查化学用语，化学用语包括：化学式,结构式,电子式，原子(或离子)结构示意图以及不同核素的表达等，根据各化学用语的书写要点分析。【详解】A.核素的表达式中Ａ表示X原子的质量数,Z表示X原子的质子数,则中子数=Ａ-Z，中子数为1８的氯原子为，A项错误；Ｂ。氮原子最外层电子数为5,还需要3个电子（或形成３对共用电子对）达到８电子稳定结构，所以两个氮原子共用3对电子，氮气的结构式为N≡N，Ｂ项错误；C．钠原子的核外有11个电子,钠离子是由钠原子失去一个电子形成的，则钠离子核外有10个电子,Na+的结构示意图为，C项错误；D。氧原子最外层有6个电子,两个氢原子分别和氧原子形成1对共用电子对，D项正确。故选D。2．【答案】C【解析】A项,中子数为8的氮原子的质量数为1５，表示为,Ａ项错误；Ｂ项,HCｌ中只含共价键,HCl的电子式为，B项错误；C项,ＮH3中含３个N—H键，NＨ3的结构式为，C项正确；Ｄ项，Cｌ—最外层有８个电子，Cl-的结构示意图为，D项错误;故选C.点睛：本题考查化学用语,侧重考查原子结构、离子结构示意图、电子式和结构式，注意它们之间的区别是解题的关键,如原子结构示意图与离子结构示意图的区别、共价化合物和离子化合物电子式的区别、电子式与结构式的区别等。３．【答案】B【解析】本题考查的是物质结构，需要先分析该物质中含有的微观粒子或组成的情况,再结合题目说明进行计算。Ａ．1个Mｇ原子中有12个质子,1个Ａl原子中有13个质子。24ｇ镁和２７ｇ铝各自的物质的量都是１mol，所以24g镁含有的质子数为12mｏl,27g铝含有的质子的物质的量为13ｍｏl，选项A错误.B．设氧气和臭氧的质量都是Xg,则氧气（Ｏ2）的物质的量为mｏl，臭氧(O3）的物质的量为mol，所以两者含有的氧原子分别为×２=mol和×3=mｏl，即此时氧气和臭氧中含有的氧原子是一样多的,而每个氧原子都含有8个电子，所以同等质量的氧气和臭氧中一定含有相同的电子数，选项B正确。Ｃ.重水为，其中含有1个中子，含有8个中子,所以1个重水分子含有1０个中子，１mol重水含有10moｌ中子。水为,其中没有中子,含有８个中子,所以1个水分子含有8个中子,1mｏl水含有8mol中子。两者的中子数之比为1０:8=５：4，选项C错误。D.乙烷（Ｃ2H6）分子中有６个C－Ｈ键和1个C－C键，所以1mol乙烷有7moｌ共价键。乙烯（C2H4)分子中有４个C—H键和１个Ｃ＝C,所以1ｍol乙烯有６ｍol共价键，选项D错误。点睛：本题考查的是物质中含有的各种粒子或微观结构的问题，一般来说先计算物质基本微粒中含有多少个需要计算的粒子或微观结构,再乘以该物质的物质的量，就可以计