2018届高考一轮复习人教版物质结构元素周期律原子结构学案(1)

2018届高考一轮复习人教版物质结构元素周期律原子结构学案(1)

第一讲　原子结构 ‎[2017高考导航]‎ 考纲要求 真题统计 命题趋势 ‎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。‎ ‎2015，卷Ⅰ 8T(A)、12T；‎ ‎2015，卷Ⅱ 9T、10T(D)；‎ ‎2014，卷Ⅰ 10T；‎ ‎2013，卷Ⅰ 9T；‎ ‎2013，卷Ⅱ 9T(D)‎ ‎　　预计2017年高考对本部分的考查仍将集中在各微粒数量间的关系，元素、核素、同位素三个基本概念的辨析，核外电子排布的表示方法，应用核外电子排布规律进行元素推断等。复习备考时注重原子结构示意图的书写及粒子“量”之间的关系，注意加强核素、同位素的概念辨析。‎ 考点一　原子结构[学生用书P115]‎ ‎1．原子的构成 ‎2．原子结构中的微粒关系 ‎(1)原子内的等量关系 ‎①质子数＝核电荷数＝核外电子数。‎ ‎②质量数＝质子数＋中子数。‎ ‎(2)离子内的等量关系 ‎①阳离子的核外电子数＝质子数－电荷数。‎ ‎②阴离子的核外电子数＝质子数＋电荷数。‎ ‎3．元素符号周围数字的意义 ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)‎ ‎(1)(2015·高考江苏卷)质子数为17、中子数为20的氯原子：Cl。(　　)‎ ‎(2)(2014·高考江苏卷)质子数为35、中子数为45的溴原子：Br。(　　)‎ ‎(3)U和 U是中子数不同质子数相同的同种核素。(　　)‎ ‎(4)‎13C和15N核内中子数相差1。(　　)‎ ‎(5)在氮原子中，质子数为7而中子数不一定为7。(　　)‎ ‎(6)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化。(　　)‎ ‎(7)1HO的摩尔质量为‎20 g·mol－1。(　　)‎ ‎(8)2H＋核外电子数为2。(　　)‎ 答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)√　(6)×‎ ‎(7)√　(8)×‎ ‎2．元素X的一种核素的质量数为A，中子数为N，下列推断中不正确的是(　　)‎ A．这种核素的符号可表示为X B．A可以表示这种核素的近似相对原子质量 C．A可能小于X元素的相对原子质量 D．A可表示X元素的近似相对原子质量 解析：选D。A只能表示该核素的近似相对原子质量，元素的近似相对原子质量是根据各同位素计算的平均值。故D不正确。‎ ‎3．(2014·高考重庆卷)(1)3He是高效核能原料，其原子核内中子数为________。‎ ‎(2)Na的原子结构示意图为________________，Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为__________________。‎ 答案：(1)1　(2) 　Na＋[]2－Na＋‎ 名师点拨 (1)并不是所有的原子都由质子和中子构成，如oal(1,1)H中不含中子。 (2)核素是具有固定质子数和中子数的原子，同位素是具有相同质子数的不同核素的互称。‎ (3)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。‎ ‎　(2016·最新调研题)目前俄罗斯科学家宣称已合成了119号元素，其质量数为299，下列有关说法不正确的是(　　)‎ A．该元素原子的质子数为119‎ B．该元素原子的中子数与电子数之差为180‎ C．该元素位于元素周期表中第八周期ⅠA族 D．该元素的原子的最外层电子数为1‎ ‎[解析]　原子序数＝质子数＝核外电子数＝119，A项说法正确；根据质量数＝质子数＋中子数可得，中子数＝质量数－质子数＝299－119＝180，故中子数与电子数之差为180－119＝61，B项说法不正确；元素周期表中前7个周期最多容纳的元素种数分别是2、8、8、18、18、32、32，前7个周期共118种元素，则119号元素应该位于元素周期表中第八周期ⅠA族，C项说法正确；由主族序数＝最外层电子数，可知该元素的原子的最外层电子数为1，D项说法正确。‎ ‎[答案]　B YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于Y的说法正确的是(　　)‎ A.Y的质子数与中子数之差为50‎ B.Y和Y互为同位素 C.Y和Y的核外电子数不相等 D.Y和Y是钇元素的两种不同的核素，具有不同的化学性质 解析：选B。 Y的核内质子数为39，质量数为89，中子数为89－39＝50，质子数与中子数之差为50－39＝11，A项错误；Y和Y具有相同的质子数(39)，不同的中子数(分别为50和51)，是钇元素的两种不同的核素，它们互为同位素，化学性质相同，B项正确、D项错误；对原子来说，核外电子数等于核内质子数，故Y和Y的核外电子数均为39，C项错误。‎ 规避3个易失分点 ‎(1)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与核外电子数不一定相等，如阴、阳离子中。‎ ‎(2)有质子的微粒不一定有中子，如1H；有质子的微粒不一定有电子，如H＋。‎ ‎(3)质子数相同的微粒有可能是分子、原子或离子，微粒类型可能不同。‎ ‎ ‎ 题组一　粒子中微粒数的确定 ‎1．(教材改编)(1)18O中的质子数为________，中子数为________。‎ ‎(2)53I中的中子数与质子数之差为________。‎ ‎(3)D3O＋中的质子数为________，电子数为________，中子数为________。‎ ‎(4)CO中的质子数为________，电子数为________。‎ 答案：(1)8　10　(2)25　(3)11　10　11　(4)30　32‎ ‎2．下列各项中的两个分子核外电子总数不同的是(　　)‎ A．H2O2和CH3OH B．HNO2和HClO C．H2O和CH4‎ D．HCl和F2‎ 解析：选B。A、D项中分子核外电子总数都为18个，C项中分子核外电子总数均为10个。‎ 题组二　粒子中微粒数的计算 ‎3．假设R元素无同位素，其原子的质量数为A，Rm－的核外电子数为x，则W g Rm－所含中子的物质的量为(　　)‎ A．(A－x＋m) mol B．(A－x－m) mol C.(A－x＋m) mol D.(A－x－m) mol 解析：选C。根据n(Rm－)＝≈ mol，所以W g Rm－所含中子的物质的量为(A－x＋m) mol。‎ ‎4．某元素的一种原子X的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)‎ A.(A－N＋m) mol B.(A－N) mol C.(A－N) mol D.(A－N＋m) mol 解析：选A。X原子的质子数为(A－N)，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)，HmX的摩尔质量为(A＋m) g·mol－1，所以a g HmX中所含质子的物质的量为(A－N＋m) mol。‎ 求一定质量的某物质中微粒数的思维程序 物质的质量物质的量 指定粒子的物质的量微粒数。‎ 考点二　“三素四量”的辨析[学生用书P116]‎ 一、“三素”——元素、核素、同位素 ‎1．元素、核素、同位素的概念及相互关系 ‎2．同位素的性质 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。‎ ‎3．几种重要的核素 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考 古断代 制氢弹 示踪原子 二、“四量”——原子质量、原子的相对原子质量、元素的相对原子质量、原子的质量数 原子质量 原子的相对原子质量 元素的相对原子质量 原子的质量数 定义 指某元素的某种核素的一个原子的真实质量 一个原子的真实质量与一个C 原子质量的的比值 该元素各种核素的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和 一个原子的质子数与中子数的和 实例 一个O原子的质量是2.657×10－‎‎26 kg O的相对原子质量约为16‎ Ar＝Ar1·a%＋Ar2·b%＋…(其中a%＋b%＋…＝1)‎ O的质量数为16‎ ‎1.H、H、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 解析：选D。 H、H、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离子。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。‎ ‎2．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(即在自然界中所占原子个数百分比)‎ 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 解析：选C。在计算式中，34.969、36.966分别表示35Cl和37Cl的相对原子质量，75.77%表示35Cl的丰度，24.23%表示37Cl的丰度。35.453表示氯元素的相对原子质量。‎ ‎3．(2014·高考上海卷)“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 解析：选D。A.质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，Pu与U的质子数不同，不互为同位素，错误；B.由同一种元素形成的不同单质互为同素异形体，Pu与Pu 均是核素，不是单质，不互为同素异形体，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，错误；D.Pu与Pu的质子数相同、中子数不同，互为同位素，具有相同的最外层电子数，正确。‎ 名师点拨 (1)同一元素的不同核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同。‎ (2)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与 ；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。,(3)1H2和2H2既不是同位素，也不是同素异形体，是同种分子。‎ ‎　(2016·最新调研题)氕化锂(LiH)、氘化锂(LiD)、氚化锂(LiT)在一定条件下都可产生极高的能量，被广泛应用在火箭推进剂和核反应中。下列有关说法中正确的是(　　)‎ A．LiH、LiD、LiT互为同素异形体 B．LiH、LiD、LiT中氢元素的化合价均为＋1‎ C．H、D、T互为同位素 D．LiH、LiD、LiT在反应中常作氧化剂 ‎[解析]　同素异形体是由同种元素组成的不同单质，LiH、LiD、LiT都是化合物，不是单质，所以LiH、LiD、LiT不互为同素异形体，A项说法错误；LiH、LiD、LiT都是离子化合物，其中金属元素Li显＋1价，所以H、D、T均显－1价，B项说法错误；H、D、T分别代表H、H、H，是氢元素的三种不同核素，它们互为同位素，C项说法正确；H、D、T的最外层电子数相同，它们的化学性质相同，所以LiH、LiD、LiT的化学性质相似，在化学反应中－1价的氢容易发生氧化反应生成H2，故LiH、LiD、LiT在反应中常作还原剂，D项说法错误。‎ ‎[答案]　C H2、D2和T2都是氢元素的单质，它们互为同素异形体吗？‎ 答案：不是。因为同素异形体是同种元素形成的结构不同的单质，H2、D2和T2虽然是氢元素的单质，但分子结构相同，是同一种物质，不符合同素异形体的概念。‎ 同位素的“六同、三不同”‎ 六同 三不同 ‎①原子核内质子数相同 ‎②核电荷数相同 ‎③原子的核外电子数相同 ‎④属于同一种元素 ‎⑤在元素周期表中位置相同 ‎⑥化学性质基本相同 题组一　“三素”(元素、核素、同位素)概念辨析 ‎1．(2016·惠州高三一模)美国夏威夷联合天文中心的科学家发现了新的氢微粒，该微粒是由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成的，关于这种微粒的下列说法中正确的是(　　)‎ A．是氢元素的一种新的同素异形体 B．是氢元素的一种新的同位素 C．该微粒比普通氢分子多一个氢原子核 D．该微粒的组成可用H3表示 解析：选C。A.同素异形体的分析对象为单质，由题意知该微粒是带1个单位正电荷的粒子，所以不是氢元素的同素异形体，故A错误；B.相同质子数不同中子数的原子互为同位素，该微粒与H的质子数不同，故不是氢元素的同位素，故B错误；C.普通H2分子有2个原子核，而这种新微粒有3个氢原子核，故C正确；D.该微粒是由3个氢原子核(只含质子)和2个电子构成的，应表示为H，而H3是由3个氢原子核(只含质子)和3个电子构成，故D错误。‎ ‎2．(教材改编)下列有关说法中正确的是(　　)‎ ‎①‎12C和‎14C的化学性质相同　②37Cl原子核内中子数为17‎ ‎③12CO2与14CO2互为同位素　④Ca和Ca2＋是同种元素，且性质相同 A．①③　　　　　　　　　　 B．②③‎ C．① D．④‎ 解析：选C。 ‎12C与‎14C互为同位素，化学性质相同，①对；②37Cl 的核内中子数为37－17＝20，②错；CO2为分子，12CO2 与14CO2不可能互为同位素，都是二氧化碳分子，③错；Ca与Ca2＋都属于钙元素，但是两者的性质不同，Ca2＋在反应中不能失电子，Ca却容易失去电子，④错。‎ 题组二　“四量”(原子质量、原子的相对原子质量、‎ 元素的相对原子质量和原子的质量数)概念辨析 ‎3．16O中的“‎16”‎表示的含义是(　　)‎ ‎①氧元素的相对原子质量　②氧元素的一种同位素的近似相对原子质量　③氧元素的近似相对原子质量　④氧元素的一种同位素的质量数 A．①③ B．②④‎ C．①④ D．②③‎ 解析：选B。元素的相对原子质量是该元素的各种同位素的相对原子质量(Ar)与其丰度(n%)乘积的和的值，故①错误；同位素的相对原子质量是该同位素一个原子的真实质量与一个‎12C原子质量的1/12的比值，同位素的近似相对原子质量是该同位素一个原子的真实质量与一个‎12C原子质量的1/12的比值的近似整数倍，在数值上与同位素的质量数相等，故②④正确；元素的近似相对原子质量是各同位素的近似相对原子质量(即质量数)与其丰度乘积的和的值，故③错误。‎ ‎4．(2016·无锡高三检测)某元素(X)构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，在天然单质中，这三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，由此推断以下结论正确的是(　　)‎ A．此元素有3种不同的同位素 B．其中一种同位素质量数为80‎ C．其同位素79X占原子总数的 D．单质X2的平均相对分子质量为162‎ 解析：选C。A.该元素构成的双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162，推断该元素存在2种不同的同位素，若是3种不同的同位素则形成的单质应为6种，故A不正确；B.根据双原子单质分子有三种，其相对分子质量分别为158、160、162可知，这三种分子分别为79X2、79X81X、81X2，所以其同位素质量数不可能为80，故B不正确；C.三种单质的物质的量之比为1∶1∶1，质量数为79的同位素原子占原子总数的百分含量＝×100%＝50%，故C正确；D.X2的平均相对分子质量＝＝160，故D不正确。‎ ‎(1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素；‎ ‎(2)有多少种核素就有多少种原子；‎ ‎(3)同位素：“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置；‎ ‎(4)核变化不属于物理变化，也不属于化学变化。‎ ‎ ‎ 考点三　原子核外电子排布[学生用书P118]‎ ‎1．核外电子排布规律 ‎2．原子结构示意图 ‎1．下图为几种粒子的结构示意图，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________。‎ ‎(4)③粒子半径________④粒子半径(填“大于”“小于”或“等于”)。‎ ‎(5)某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的离子结构示意图可能是________。‎ 答案：(1)③⑤⑧　(2)②　(3)③⑤　①④⑥　⑦⑧　(4)小于　(5)⑤‎ ‎2．(2016·潍坊高三模拟)下列叙述中，正确的是(　　)‎ A．两种微粒，若核外电子排布相同，则其化学性质一定相同 B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素 D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同 解析：选C。Na＋、Mg2＋、Al3＋、F－、O2－、Ne的核外电子排布均完全相同，但化学性质不同，A不正确；某些单原子形成的离子如H＋、Fe2＋、Fe3＋等均不具有稀有气体元素原子的核外电子排布，B不正确；阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，而主族元素阳离子的核外电子排布才与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D不正确。‎ 名师点拨 ‎(1)核外电子排布的几条规律之间既相互独立又相互统一，不能孤立地应用其中一条。如当M层不是最外层时，最多排布的电子数为2×32＝18个；而当它是最外层时，则最多只能排布8个电子。‎ ‎(2)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。‎ ‎(3)非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，活泼非金属元素原子易形成阴离子，在化合物中主要显负化合价。‎ ‎(4)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。‎ ‎　(2016·邯郸一模)短周期元素X、Y、Z的原子序数依次增大，其原子的最外层电子数之和为13，X与Y、Z位于相邻周期，Z原子最外层电子数是X原子内层电子数的3倍或是Y原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是(　　)‎ A．X的最高价氧化物对应的水化物显弱酸性 B．Z的氢化物的水溶液在空气中存放不易变质　‎ C．Y与X可生成Y3X2型化合物 D．Z的单质在氧气中燃烧可以生成两种酸性氧化物 ‎[解析]　Z原子最外层电子数为X原子内层电子数或Y原子最外层电子数的3倍，则X的内层电子数为2，Z的最外层电子数为6，Y的最外层电子数为2；再由X、Y、Z的原子的最外层电子数之和为13，知X的最外层电子数为13－6－2＝5，据X与Y、Z位于相邻周期推知X为N，Y为Mg，Z为S。氮元素的最高价氧化物对应的水化物是硝酸，硝酸是强酸，A错；硫的氢化物H2S的水溶液在空气中易被氧化，B不正确；氮元素和镁元素可生成Mg3N2，C正确；S在氧气中燃烧只能生成SO2，D错。‎ ‎[答案]　C 若某短周期元素的原子的最外层电子数是其次外层电子数的3倍，试确定该元素。‎ 答案：该短周期元素原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，可知它只有两个电子层，K层必满，则排2个电子，进而知L层排了6个电子，所以该元素为O。‎ 核外电子排布规律的应用 解答核外电子排布规律的应用类试题的一般步骤：首先，确定原子的内层电子数，如例3中“Z原子的最外层电子数是X原子内层电子数的3倍”，由此可知X原子内层电子数只能为2；其次，根据最外层不超过8个电子判断最外层电子数；再次，由原子核外电子排布情况确定原子的原子序数或原子结构，进而确定元素种类；最后，结合元素及其化合物的相关知识进行解题。‎ ‎ ‎ 题组　核外电子排布的规律 ‎1．(2016·最新改编题)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，它们形成的简单离子分别为W2－、X＋、Y3＋、Z2－，下列选项中都能破坏水的电离平衡的是(　　)‎ A．W2－、X＋　　　　　　　　 B．X＋、Y3＋‎ C．Y3＋、Z2－ D．X＋、Z2－‎ 解析：选C。根据“短周期元素”“原子序数依次增大”和离子所带的电荷数，可以判断出四种元素对应的离子分别是O2－、Na＋、Al3＋和S2－，其中Al3＋、S2－能破坏水的电离平衡，故选C。‎ ‎2．(2015·高考全国卷Ⅱ，9,6分)原子序数依次增大的元素a、b、c、d，它们的最外层电子数分别为1、6、7、1。a－的电子层结构与氦相同，b和c的次外层有8个电子，c－和d＋的电子层结构相同。下列叙述错误的是(　　)‎ A．元素的非金属性次序为c＞b＞a B．a和其他3种元素均能形成共价化合物 C．d和其他3种元素均能形成离子化合物 D．元素a、b、c各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6‎ 解析：选B。由a的最外层电子数为1，a－的电子层结构与氦相同可知，a为H。b和c的次外层有8个电子，则b、c处于第三周期，又知b、c的最外层电子数分别为6、7，从而推知，b、c分别为S、Cl。由c－和d＋的电子层结构相同可知，d为K。‎ A项，S、Cl处于第三周期，Cl的原子序数大于S，则Cl的非金属性强于S；由H2S中S元素显－2价、H元素显＋1价可知，S的非金属性强于H，因此三种元素的非金属性次序为Cl＞S＞H。B项，H和S、Cl可形成共价化合物H2S和HCl，而H与K则形成离子化合物KH。C项，K和H、S、Cl均可形成离子化合物，分别为KH、K2S和KCl。D项，H、S、Cl的最高化合价分别为＋1、＋6和＋7，最低化合价分别为－1、－2和－1，因此三种元素各自最高和最低化合价的代数和分别为0、4、6。‎ ‎3．A、B、C、D都是短周期元素，原子半径：D>C>A>B。已知：A、B同周期，A、C处于同一主族；C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和；C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍。试回答：‎ ‎(1)写出A元素的名称：________。‎ ‎(2)写出由B、D组成的两种化合物的化学式：________________________________________________________________________、‎ ‎____________。‎ ‎(3)C的氧化物属于________化合物(填“离子”或“共价”)。‎ ‎(4)写出C的最高价氧化物与D的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：________________________________________________________________________。‎ 解析：4种元素都是短周期元素，原子半径：D>C>A>B，A、C处于同一主族，所以D、C在第三周期(D排在C前面)，A、B在第二周期(A排在B的前面)。C原子最外层电子数是D原子最外层电子数的3倍，则D原子最外层电子数小于3，若D原子最外层电子数为1(即D为钠)，则C原子最外层电子数为3(即C为铝)，此时A为硼，结合C原子核内的质子数等于A、B原子核内的质子数之和，可知B为氧。当D原子的最外层电子数为2时(即D为镁)，则C为硫，A为氧，此时没有能够满足条件的B。从而确定A为硼、B为氧、C为铝、D为钠。‎ 答案：(1)硼　(2)Na2O　Na2O2　(3)离子　(4)Al2O3＋2OH－===2AlO＋H2O 短周期元素原子的特征电子排布 ‎(1)原子核中无中子的原子：H。‎ ‎(2)最外层有一个电子的元素：H、Li、Na。‎ ‎(3)最外层有两个电子的元素：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倍的元素是C；是次外层电子数3倍的元素是O。‎ ‎(6)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。‎ ‎(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。‎ ‎ ‎ 考点四　常见等电子微粒[学生用书P119]‎ ‎1．“18电子”微粒 分子 离子 一核18电子 Ar K＋、Ca2＋、Cl－、S2－、P3－‎ 二核18电子 F2、HCl O、HS－‎ 三核18电子 H2S 四核18电子 PH3、H2O2‎ 续　表 分子 离子 五核18电子 SiH4、CH‎3F、NH2OH 六核18电子 N2H4、CH3OH 其他微粒 C2H6、CH3NH2‎ N2H、N2H ‎2.其他等电子微粒 ‎“10电子”微粒：CH4、NH3、H2O、HF、Ne、NH、H3O＋、OH－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。‎ ‎“9电子”微粒：—F、—OH、—NH2、—CH3(甲基)。‎ ‎“14电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2。‎ ‎“2电子”微粒：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。‎ ‎1．具有双核10个电子的共价化合物分子的电子式是________________________________________________________________________；‎ 四核10个电子的共价化合物分子的化学式是________________________________________________________________________；‎ 以上两种化合物的热稳定性由小到大的顺序是________________________________________________________________________。‎ 答案：H　NH3　NH3______(用化学式表示)。‎ ‎(3)d溶于水呈______性(填“酸”或“碱”)，写出其溶质的电离方程式：________________________________________________________________________。‎ ‎(4)g粒子是由___________键构成的__________分子。‎ ‎(5)c粒子是_____________，f粒子是________。(用化学式表示)‎ ‎[解析]　根据表格中各粒子的构成和电荷数知，a是Ne，b是Na＋，c是OH－，d是NH3，e是Mg2＋，f是H3O＋，g是CH4。‎ ‎[答案]　 (1)不存在　(2)NaOH　Mg(OH)2‎ ‎(3)碱　NH3·H2ONH＋OH－‎ ‎(4)极性　非极性　(5)OH－　H3O＋‎ 常见的电子数和质子数都是10个的微粒都有哪些？电子数和质子数都是18个的微粒都有哪些？‎ 答案：常见的电子数和质子数都是10个的微粒有Ne、HF、H2O、NH3、CH4；电子数和质子数都是18个的微粒有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等。‎ 寻找10电子和18电子微粒的思维模板 ‎(1)10电子微粒：以Ne为核心，推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。‎ ‎(2)18电子微粒：以Ar为核心，推断同周期的非金属元素形成的微粒和下一周期的金属元素形成的微粒。‎ ‎ ‎ 题组　等电子微粒的考查 ‎1．(2014·高考上海卷)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与N2‎ C．HNO2和NO D．CH和NH 解析：选D。中性微粒的电子数＝质子数，阳离子的电子数＝质子数－所带电荷数，阴离子的电子数＝质子数＋所带电荷数。A.H3O＋和OH－均含有10个电子，A不正确；B.CO和N2均含有14个电子，B不正确；C.HNO2和NO均含有24个电子，C不正确；D.CH含有8个电子，而NH含有10个电子，D正确。‎ ‎2．(2016·最新改编题)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是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。‎ ‎(4)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是____________；电子式是______________。‎ ‎(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________。‎ 解析：18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第三周期的气态氢化物及失去H＋的对应离子；二是第四周期的金属阳离子；三是由第二周期简单气态氢化物去掉一个氢原子后，两两结合得到的分子。阴离子有P3－、S2－、HS－、Cl－；阳离子有K＋、Ca2＋‎ ‎；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。‎ 答案：(1)K　Cl　S　(2)HCl　(3)F2‎ ‎(4)H2S　HH　(5)H2O2(或PH3)　(6)C2H6‎ ‎3．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)如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：A____________；D____________。‎ ‎(2)如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子。‎ ‎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)________________________________________________________________________。‎ 解析：(1)由框图可知，结合10电子微粒可联想到NH＋OH－NH3↑＋H2O或HF＋OH－===F－＋H2O，故A为NH或HF，D为H2O。(2)①结合OH－和H2O属于10电子微粒，联想酸碱中和反应，可知A与B在溶液中的离子方程式为H2S＋OH－===HS－＋H2O或HS－＋OH－===S2－＋H2O或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O；②由反应A＋B===C＋D看出，A中的质子被B结合，A失去质子变成了C，易知结合质子的能力：B>C。‎ 答案：(1) 　HH ‎(2)①HS－＋OH－===S2－＋H2O(或H2S＋2OH－===S2－＋2H2O或H2S＋OH－===HS－＋H2O)　②OH－>S2－(或OH－>HS－)‎ ‎(1)注意10电子和18电子微粒的记忆方法，简单粒子和复杂粒子分开记忆，简单粒子在Ne、Ar的两边，复杂粒子需单独记忆。‎ ‎(2)在做10电子和18电子微粒的题目时要综合考虑，除无机粒子外，还要考虑有机分子，如10电子的CH4、18电子的C2H6等。‎ ‎ ‎ 一、选择题 ‎1．下面是四位同学学习原子结构后，对这节内容的认识，你认为不正确的是(　　)‎ 解析：选C。 1H不含中子。‎ ‎2．有5种单核粒子，它们分别是□、□、□＋、□2＋、□(“□”内元素符号未写出)，则它们所属元素的种类有(　　)‎ A．2种　　　　　　　　 B．3种 C．4种 D．5种 解析：选B。质子数决定元素的种类，质子数有19、18、20，共3种。‎ ‎3．一定量的锎( Cf)在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是(　　)‎ A.Cf原子中，中子数为154‎ B.Cf原子中，质子数为98‎ C.Cf原子中，核外电子数为98‎ D．锎元素的相对原子质量为252‎ 解析：选D。Cf是锎元素的一种同位素，其质量数为252，核外电子数＝核内质子数＝98，中子数＝252－98＝154。锎元素的相对原子质量等于锎元素的各种同位素的相对原子质量与它们的原子个数百分比之积的和，而不等于某一核素的质量数，故D项错误。‎ ‎4．已知R元素的某种同位素能形成化合物AmRn，其中A的化合价为＋n。该化合物中一个R微粒的核外电子数为a，核内中子数为b，则该同位素的原子符号是(　　)‎ A.R B.R C.R D.R 解析：选D。由题意可知，在化合物AmRn中，R的化合价为－m，其离子符号为Rm－，已知一个Rm－的核外电子数为a，则该同位素的核内质子数为a－m，质量数＝质子数＋中子数＝a－m＋b，D正确。‎ ‎5．某短周期非金属元素的原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，该元素(　　)‎ A．在自然界中只以化合态的形式存在 B．单质常用作半导体材料和光导纤维 C．最高价氧化物不与酸反应 D．气态氢化物比甲烷稳定 解析：选A。该短周期非金属元素为硅，硅在自然界中只以化合态形式存在，A项正确；单质硅可用作半导体材料，而光导纤维的主要成分是SiO2，B项错误；Si的最高价氧化物为SiO2，其可以与氢氟酸反应，C项错误；由于非金属性：SiA，离子半径：CD，选项C中MgCl2是离子化合物，选项D中Cl2无漂白性。‎ 二、非选择题 ‎10．现有下列9种微粒：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：‎ ‎(1)H、H、H分别是氢元素的一种____________，它们互称为____________。‎ ‎(2)互为同素异形体的微粒是____________。‎ ‎(3)对于X，按下列要求各举一例(每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)：‎ ‎①Z、n、b相同而A不同：__________________；‎ ‎②A、n、b相同而Z不同：__________________；‎ ‎③A、Z、b相同而n不同：__________________；‎ ‎④Z、n、A相同而b不同：__________________。‎ 答案：(1)核素　同位素 ‎(2)O2和O3‎ ‎(3)①H、H(或C、C)　②C、N ‎③Fe2＋、Fe3＋　④O2、O3‎ ‎11．A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题：‎ ‎(1)写出五种元素的元素符号：‎ A．_________，B._________，C._________，D._________，‎ E．__________。‎ ‎(2)画出B、C的原子结构示意图：B.________________________________________________________________________，‎ C．________；画出D的离子结构示意图：________________________________________________________________________。‎ ‎(3)从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么显＋1价？‎ 解析：由A为最外层电子数为1的非金属元素，知A为氢元素；由B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，知B为氧元素；又D和B元素原子的最外层电子数相同，核电荷数小于20，知D为硫元素；由C的核电荷数介于B(O)与D(S)之间，其原子的最外层电子数为1，知C为钠元素；由E的核电荷数大于D(S)小于20，且该元素最外层电子数比次外层电子数少1，知E为氯元素。‎ 答案：(1)H　O　Na　S　Cl ‎(2) ‎ ‎(3)钠元素原子的最外层只有1个电子，易失去而形成最外层为8个电子的稳定结构，故表现为＋1价。‎ ‎12．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形成的化合物的化学式：________。‎ ‎(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)下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________。‎ 解析：由题意知Y只能为O元素，M为S元素，结合N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小，XN常温下为气体，可判断出N为Cl元素，Z为Na元素，X为H元素。‎ 答案：(1)NaCl　(2)2H2O2MnO2,2H2O＋O2↑‎ ‎(3)2SO2＋O2一定条件,2SO3‎ ‎(4)NaOH　NaClO(或NaHS)‎ ‎13．A、B、C、D、E、F、G、L、I九种主族元素分别位于三个不同的短周期，它们的原子序数依次增大，其中B、C、D位于同一周期，A与E、B与G、D与L分别位于同一主族，C、D、F三种元素的原子序数之和为28，F的质子数比D多5，D的最外层电子数是F最外层电子数的2倍，C和D的最外层电子数之和为11。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)以上元素中非金属所形成的最简单气态氢化物稳定性最弱的是________________(填化学式)，E、F、L所形成的简单离子的半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。‎ ‎(2)L、I两元素可按原子个数比1∶1组成化合物X，化合物X中各原子均满足8电子的稳定结构，则X的电子式为________________。‎ ‎(3)固体化合物E2D2投入到化合物E‎2L的水溶液中，只观察到有沉淀产生，写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)由A、B、C、D按原子个数比4∶1∶1∶2形成一种化合物Y，则Y的化学式为__________________，向Y中加足量稀硫酸后，再加高锰酸钾溶液，高锰酸钾溶液褪色。写出使高锰酸钾溶液褪色的反应的离子方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 解析：由于九种主族元素位于三个不同的周期，而B、C、D位于同一周期，可以知道A为氢元素，B、C、D位于第二周期，E、F、G、L、I则位于第三周期；由A与E为同一主族元素，可确定E为钠元素；由F的质子数比D多5，D的最外层电子数是F最外层电子数的2倍，可推知D、F为氧元素和铝元素；由C、D、F三种元素的原子序数之和为28，可推知C元素为氮元素；由D与L位于同一主族，可推知L为硫元素；由其原子序数关系和B与G位于同一主族可知，I只能是氯元素，B、G分别为碳元素和硅元素。即A、B、C、D、E、F、G、L、I分别对应H、C(碳)、N、O、Na、Al、Si、S、Cl。(1)题述非金属元素除H外，C(碳)、N、O、Si、S、Cl中硅元素的非金属性最弱，故形成的最简单的气态氢化物中SiH4的稳定性最弱。E、F、L所形成的简单离子中S2－与氩原子的核外电子排布相同，而Na＋和Al3＋则与氖原子核外电子排布相同，故离子半径大小顺序为r(S2－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋)。(2)L、I 两元素按原子个数比1∶1组成的化合物应该是S2Cl2，其中硫原子和硫原子之间、硫原子和氯原子之间均以共价单键的形式结合。(3)Na2O2和Na2S的水溶液发生氧化还原反应，生成NaOH，同时有S沉淀析出。(4)由A、B、C、D按原子个数比4∶1∶1∶2形成的化合物为(NH4)‎2C2O4。C2O具有还原性，能够被酸性KMnO4溶液氧化，反应的离子方程式为2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。‎ 答案：(1)SiH4　r(S2－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋)‎ ‎(2) ‎(3)Na2O2＋S2－＋2H2O===S↓＋2Na＋＋4OH－‎ ‎(4)(NH4)‎2C2O4　2MnO＋5H‎2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O