山东省2024年高考化学一轮复习专题4.1原子结构核外电子排布考点扫描含解析

PAGEPAGE1专题1原子结构核外电子排布【名师预料】本专题内容为高考的高频考点，卷均分为3～6分；考查点主要有结构和组成，包括原子、分子和物质的结构，重点是原子结构，通常从核素、核外电子数目与排布等角度来考查。通过分析历年各省高考题，一般都有考查本部分学问的单独题目，比如考查常见物质的化学用语的选择题，另外其他题目中也占有确定的比例，属于比较重要的学问，复本部分学问的考查主要集中在两方面：①核素与同位素的概念及表示方法；②原子结构示意图的书写及粒子“量”之间的关系，题型主要以选择题形式出现，难度中等，复习时要留意概念间的辨析。【学问精讲】一、体系构建二、原子结构、核素1.原子构成(1)构成原子的微粒及作用原子(eq\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,确定原子种类)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－阳离子所带的电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。(3)微粒符号四周数字的含义(4)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eq\f(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%。2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)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3.核外电子排布(1)核外电子排布规律(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。4．常见“10电子”“18电子”微粒(1)“10电子”的微粒：(2)常见的“18电子”的微粒：5．其他等电子数的粒子“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)。“14电子”的粒子：Si、N2、CO、Ceq\o\al(2－,2)、CN－。“16电子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。6．质子数及核外电子总数均相等的粒子①Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋；②HS－、Cl－；③F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)；④N2、CO等。三、化学键、物质构成1、体系构建2.化学键(1)化学键的定义及分类(2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。3.离子键、共价键的比较离子键共价键非极性键极性键概念带相反电荷离子之间的相互作用原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的相互作用成键粒子阴、阳离子原子成键实质阴、阳离子的静电作用共用电子对不偏向任何一方原子共用电子对偏向一方原子形成条件活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离子键同种元素原子之间成键不同种元素原子之间成键形成的物质离子化合物非金属单质(稀有气体除外)；某些共价化合物或离子化合物共价化合物或某些离子化合物4.电子式的书写方法(1)概念：在元素符号四周用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。(2)书写方法(3)用电子式表示化合物的形成过程①离子化合物如NaCl：。②共价化合物如HCl：＋→5.化学键与化合物的关系【典题精练】考点1、考查原子的表示方法及各微粒数目之间的关系例1．下列说法正确的是()A．235g核素eq\o\al(235,92)U发生裂变反应：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up14(裂变))eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，净产生的中子(eq\o\al(1,0)n)数为10NAB．eq\o\al(35,17)Cl与eq\o\al(37,17)Cl得电子实力相同C．中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：eq\o\al(146,92)UD.eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是中子数不同，质子数相同的同种核素解析：核素eq\o\al(235,92)U发生裂变反应，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up14(裂变))eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，净产生的中子(eq\o\al(1,0)n)数为10－1＝9,235g核素eq\o\al(235,92)U的物质的量为1mol，则产生裂变时净产生的中子数为9NA，A错误；C项中表示铀原子为eq\o\al(235,92)U，错误；D项中eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是不同核素，D错误。答案：B易错警示：原子结构与同位素的相识误区(1)原子不确定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(2)质子数相同的微粒不确定属于同一种元素，如F与OH－。(3)核外电子数相同的微粒，其质子数不确定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)与OH－等。(4)不同的核素可能具有相同的质子数，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq\o\al(14,6)C与eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的质量数，如eq\o\al(14,6)C与eq\o\al(14,7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq\o\al(1,1)H与eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。(6)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。考点2、考查元素、核素、同位素概念的辨析例2．“玉兔”号月球车用eq\o\al(238,94)Pu作为热源材料。下列关于eq\o\al(238,94)Pu的说法正确的是()A.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U互为同位素B.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu互为同素异形体C.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化学性质D.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外层电子数解析：A.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U的质子数不同，不能互为同位素，错误；B.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu均是核素，不是单质，不能互为同素异形体，错误；C.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(238,92)U的质子数不同，属于不同的元素，不行能具有完全相同的化学性质，错误；D.eq\o\al(238,94)Pu与eq\o\al(239,94)Pu的质子数相同，具有相同的最外层电子数，正确。答案：D练后归纳：“同位素”的特点(1)在元素周期表中处于同一位置一般运用同一元素符号。但如氕、氘、氚在周期表中都处于同一位置，氢的同位素一般可用不同的符号来表示，如eq\o\al(1,1)H、D(eq\o\al(2,1)H)、T(eq\o\al(3,1)H)。(2)同位素的化学性质几乎完全相同，缘由是核外电子排布相同。(3)同位素之间的转化，既不是物理改变也不是化学改变，是核反应。(4)同位素是指同一元素的不同“原子”间的关系，同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。(5)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(一般的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子，相对分子质量不同。它们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。考点3、考查核外电子排布规律推断及其应用例3．某元素X，其原子的电子层数为(n－1)，最外层电子数为(2n－1)。下列有关元素X的说法中正确的是()A．X可能是金属元素B．由X形成的含氧酸均为强酸C．X不能形成化学式为KXO4的含氧酸盐D．元素X的气态氢化物确定极易溶于水解析：由X原子的最外层电子数为(2n－1)可以推知n≤4，则X的电子层数≤3，X为短周期元素。当n＝4时，X为Cl元素；当n＝3时，X为N元素；当n＝2时，不符合题意，A错误；HNO2和HClO均为弱酸，B错误；Cl元素能形成KClO4，C错误；NH3和HCl均极易溶于水，D正确。答案：D特殊提示：1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必需同时满意各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不确定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H。考点4、考查化学用语的正确运用例4、1.下列化学用语表示正确的是()A.F－的结构示意图为B.CO2的电子式为C.NaCl的电子式为D.N2的结构式为N=N解析：CO2的电子式为，B项错误；NaCl的电子式为，C项错误；N2的结构式为N≡N，D项错误。答案：A误区警示：电子式书写常见的四大误区考点5、考查化学键类型与物质类别的关系例5、下列关于化学键的说法正确的是()①含有金属元素的化合物确定是离子化合物②第ⅠA族和第ⅦA族元素原子化合时，确定形成离子键③由非金属元素形成的化合物确定不是离子化合物④活泼金属与活泼非金属化合时，能形成离子键⑤含有离子键的化合物确定是离子化合物⑥离子化合物中可能同时含有离子键和共价键A．①②⑤B．④⑤⑥C．①③④ D．②③⑤解析：AlCl3属于共价化合物，①错；第ⅠA族的H元素和第ⅦA族卤素化合时形成共价键，②错；非金属元素形成的铵盐都是离子化合物，③错；活泼金属与活泼非金属化合时，分别形成阳离子和阴离子，因此形成离子键，④正确；⑤正确；含有原子团的离子化合物如NH4Cl、NaOH既含有离子键又含有共价键，⑥正确。答案：B特殊提示：(1)物质中不确定含有化学键，如单原子分子He等稀有气体分子中不含化学键。(2)并非活泼金属与活泼非金属相互化合确定形成离子键，如AlCl3中没有离子键，只有共价键。(3)非金属元素的两个原子之间确定形成共价键，但多个非金属原子间可以形成离子键，如NH4Cl。(4)存在离子键的化合物确定是离子化合物，但存在共价键的化合物不确定是共价化合物，如NaOH、Na2O2等。(5)化学键被破坏的改变，不确定是化学改变，如NaCl、SiO2受热熔化、NaCl溶于水等。考点6、考查化学键类型的推断例6．下列说法正确的是()A．Na在Cl2中燃烧的生成物含离子键B．碳酸亚乙烯酯()分子中只有极性键C．60g丙醇(CH3CH2CH2OH)中存在的共价键总数为10NAD．氧分别与Mg、Si形成的化合物中化学键类型相同解析：B项中含有C—C非极性键；C项中60g丙醇中含有共价键总数为11NA；D项中形成的化合物中MgO、SiO2，前者含有的化学键为离子键，后者含有的为共价键。答案：A练后归纳：化学键类型的推断方法(1)从物质构成角度推断(2)从物质类别角度推断【名校新题】1．（2024·山东高考模拟）用化学用语表示Cl2+H2OHClO+HCl中的相关微粒，其中正确的是A．Cl-的结构示意图：B．HClO的电子式：C．H2O的结构式：H—O—HD．中子数为18的氯原子：【答案】C【解析】A.Cl原子最外层有7个电子，获得一个电子变为Cl-，故Cl-的结构示意图：，A错误；B.HClO分子中O原子分别与H、Cl原子形成一个共用电子对，其电子式：，B错误；C.水分子中O原子与2个H原子形成2个共用电子对，结构式为H—O—H，C正确；D.中子数为18的氯原子，质量数为35，故可表示为：，D错误；故合理选项是C。2．（2024·山东高三期末）2024年11月30日，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og，至此元素周期表的七个周期均已填满。下列关于的说法错误的是A．原子序数为118 B．中子数为179C．核外电子数为118 D．Og的相对原子质量为297【答案】D【解析】A.原子序数就是依据元素原子核内质子数多少命名的，118号元素原子序数就我118，A正确；B.质子数是118，质量数是297，所以中子数=297-118=179，B正确；C.原子核内质子数等于原子核外电子数，等于原子序数，所以该原子核外电子数为118，C正确；D.该元素有几种同位素原子不清晰，每种原子在该元素中所占比例也不知道，因此不能确定该元素的相对原子质量，D错误；故合理选项是D。3．（2024·日照青山学校高三月考）2024年1月，南京理工高校胡炳成教授团队胜利合成世界首个全氮阴离子盐，全氮阴离子化学式为N5-。下列关于全氮阴离子盐的说法正确的是A．每个N5-含有26个电子B．N5-的摩尔质量为71g·mol-1C．全氮阴离子盐既含离子键又含共价键D．全氮阴离子盐可能属于电解质，也可能属于非电解质【答案】C【解析】每个N5-含有36个电子，故A错误；N5-的摩尔质量为70g·mol-1，故B错误；N5-含有共价键，全氮阴离子与金属离子之间存在离子键，故C正确；盐都是电解质，所以全氮阴离子盐属于电解质，故D错误。4．（2024·山东省临沂市第十九中学高考模拟）下列说法正确的是A．离子化合物只含离子键B．在熔融状态下能导电的化合物为离子化合物C．强电解质溶液的导电实力确定强D．CO2、NO2、P2O5均为酸性氧化物，Na2O、Na2O2为碱性氯化物【答案】B【解析】离子化合物确定含有离子键，可能含有共价键，如过氧化钠，A项错误；熔融状态能导电的化合物确定是离子化合物,只有离子化合物在熔融状态下电离出自由移动的离子，B项正确；电解质的强弱在于是否完全电离，与导电实力强弱无必定联系。强电解质稀溶液中溶质虽完全电离，但离子浓度小，导电实力也会很弱，C项错误。酸性氧化物指的是与碱反应生成盐和水的氧化物，NO2不属于酸性氧化物，碱性氧化物指的是与酸反应生成盐和水的氧化物，Na2O2不属于碱性氧化物，D项错误。5．（2024·阜新市海州高级中学高三月考）下列各组物质中化学键的类型相同的是()A．HClMgCl2NH4Cl B．H2O

Na2O

CO2C．CaCl2NaOHH2O D．NH3

H2O

CO2【答案】D【解析】A.HCl中为共价键，MgCl2中为离子键，NH4Cl中既有离子键和共价键，故A不选；B.H2O中为共价键，Na2O中为离子键，CO2中含共价键，故B不选；C.CaCl2中为离子键，NaOH中既有离子键又有共价键，H2O中为共价键，故C不选；D.NH3中为共价键，H2O中为共价键，CO2中含共价键，故D选。故选D。6．（2024·山东济南外国语学校高一期中）下列性质中，可以证明某化合物内确定存在离子键的是（）A．可溶于水B．具有较高的熔点C．水溶液能导电D．熔融状态能导电【答案】D【解析】A.可溶于水的物质不确定含有离子键，如硫酸，故A错误；B.具有较高熔点的物质不确定含有离子键，如二氧化硅，故B错误；C.水溶液能导电的物质不确定含有离子键，故HCl，故C错误；D.固态不导电，但熔融状态能导电，说明该化合物熔融状态能电离出阴阳离子，含有离子键，故D正确；答案：D7．（2024·山东聊城一中高三月考）下列关于化学键的说法正确的是()A．C、N、O、H四种元素形成的化合物确定既有离子键，又有共价键B．不同元素的原子构成的分子不确定只含极性共价键C．含极性键的共价化合物确定是电解质D．HF的分子间作用力大于HCl，故HF比HCl更稳定【答案】B【解析】A、C、N、O、H四种元素形成的化合物不确定既有离子键，又有共价键，例如尿素分子中只有共价键，A错误；B、不同元素的原子构成的分子不确定只含极性共价键，例如双氧水中还含有非极性键，B错误；C、含极性键的共价化合物不确定是电解质，例如乙醇是非电解质，C错误；D、分子间作用力不能影响分子的稳定性，分子的稳定性与共价键有关系，D错误，答案选B。8．（2024·山东高一月考）下列过程中，共价键被破坏的是A．碘升华B．溴蒸气被木炭吸附C．酒精溶于水D．HCl气体溶于水【答案】D【解析】共价化合物溶于水并电离，以及发生化学反应都存在共价键的断裂过程。A.碘升华克服的是范德华力，共价键没有被破坏，A项错误；B.溴蒸气被木炭吸附，分子间作用力被破坏，发生的是物理改变，没有化学键的破坏，B项错误；C.酒精溶于水后，酒精在水中以分子形式存在，所以没有化学键的破坏，C项错误；D.氯化氢气体溶于水，氯化氢在水分子的作用下发生电离，电离出氯离子和氢离子，所以有化学键的破坏，D项正确；答案选D。9．（2024·山东高考模拟）电影《流浪地球》讲解并描述了太阳即将爆发氦闪”(3HeC)，人类飞离太阳系的艰辛历程.太阳质量中氢占71%，氦26%，氧、碳、铁等元素占2%左右.下列说法正确的是A．核素的中子数比电子数多2B．上述元素除氮之外仅能形成6种单质和4种氧化物C．碳、氢、氧元素组成的糖类物质均可发生水解D．上述元素组成的草酸亚铁(FeC2O4)中碳元素的化合价为+3【答案】D【解析】A.核素的中子数为2个，电子数为2个，中子数等于电子数，故A错误；B.由于某些元素能形成多种同素异形体，如氧元素能形成O2、O3两种同素异形体，碳元素能形成金刚石、石墨、C60等多种同素异形体，则上述元素除氮之外能形成的单质不止6种，故B错误；C.碳、氢、氧元素组成的葡萄糖不能发生水解，故C错误；D.依据化合物中元素化合价代数和为零原则，上述元素组成的草酸亚铁(FeC2O4)中铁元素为+2价，氧元素为-2价，则碳元素的化合价为+3，故D正确。答案选D。10．（2024·山东济南外国语学校高一期中）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【答案】C【解析】A．氘(D)原子核外有1个电子，正确；B．中1H与D质子数同，中子数不同，1H与D互称同位素，正确；C．同素异形体都是单质，不是化合物，错误；D．1H218O与D216O的相对分子质量都是20，正确。答案选C。11．（2024·黑龙江牡丹江一中高三开学考试）下列叙述中，正确的是（）A．两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质确定相同B．凡单原子形成的离子，确定具有稀有气体元素原子的核外电子排布C．两原子，假如核外电子排布相同，则确定属于同种元素D．阴离子的核外电子排布确定与比它原子序数小的稀有气体元素原子的核外电子排布相同【答案】C【解析】A.两种粒子，若核外电子排布完全相同，则其化学性质不确定相同，例如钠离子和氟离子，A项错误；B.凡单原子形成的离子，不确定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，例如H+确定不满意稀有气体的核外电子排布，B项错误；C.两原子，假如核外电子排布相同，那么质子数相同，则确定属于同种元素，C项正确；D.阴离子是原子得电子后的离子，则阴离子的核外电子排布与比同周期的稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误；答案选C。12．（2024·峨山彝族自治县第一中学高三月考）美日科学家因在探讨“钯催化交叉偶联反应”所作出的杰出贡献，曾获得诺贝尔化学奖。钯(Pd)元素的原子序数为46，下列叙述错误的是()A．10246Pd和10346Pd互为同位素B．钯是第五周期元素C．Pd2＋核外有48个电子D．10846Pd的原子核内有62个中子【答案】C【解析】A.10246Pd和10346Pd两种原子的质子数相同，中子数不同，互为同位素，故A叙述正确；B.钯原子核外有五个电子层，位于第五周期，故B叙述正确；C.Pd原子核外有46个电子，则Pd2＋核外有44个电子，故C叙述错误；D.10846Pd的原子核内中子数为：108-46=62，故D叙述正确；答案选C。13．（2024·海南高考真题）自门捷列夫发觉元素周期律以来，人类对自然的相识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：(1)2024年确认了四种新元素，其中一种为，中文名为“”。元素可由反应：+=+3得到。该元素的质子数为______，与互为_________。(