2018届一轮复习人教版原子结构与原子核外电子排布学案

2018届一轮复习人教版原子结构与原子核外电子排布学案

考点一　原子构成　核素　同位素 ‎[考试标准]‎ 知识条目 必考要求 加试要求 ‎1.原子结构模型的演变 a a ‎2.原子的构成，原子符号 b b ‎3.核素、同位素的概念 a b ‎(一)原子结构 ‎1.原子结构模型的演变 人类对原子结构的认识是逐渐深入的，每前进一步，都建立在实验研究的基础之上。科学研究是揭示原子结构奥秘的重要手段。‎ ‎(1)用短线连接科学家与其提出的原子结构模型 ‎(2)20世纪20年代，随着科学技术的发展，用量子力学来描述的微观粒子具有量子化特征和波粒二象性，从而建立了近代原子结构的________________。‎ 答案　(1)‎ ‎(2)量子力学模型 ‎2.构成原子的微粒及作用 原子(X) ‎3.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。‎ ‎4.表示原子结构的“三种方式”‎ ‎(1)X着重描述原子核的结构。‎ 例：‎ ‎(2)原子结构示意图着重描述核外电子排布情况。‎ 例：‎ ‎(3)电子式着重描述原子构成的物质中最外层电子的成键情况。‎ 例：‎ ‎(二)核素　同位素 ‎1.元素、核素、同位素之间的关系 ‎2.同位素的“六同三不同”‎ ‎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 正误辨析 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)质量数就是元素的相对原子质量(　　)‎ ‎(2)质子数相同的粒子一定属于同一种元素(　　)‎ ‎(3)1个NH中含有11个质子和10个电子(　　)‎ ‎(4)34S原子核内中子数为16(　　)‎ ‎(5)13C和15N核内中子数相差1(　　)‎ ‎(6)一种单质中可能含有多种核素，如O2中含16O、17O、18O三种核素(　　)‎ ‎(7)H＋、H＋和H＋互称同位素(　　)‎ ‎(8)自然界中原子种类多于元素种类(　　)‎ 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)√　(7)×　(8)√‎ 题组一　原子构成中微粒间关系判断 ‎1.(2016·金华市高一期末)下列说法不正确的是(　　)‎ A.2H＋核外电子数为2‎ B.13C和15N核内中子数相差1‎ C.H3O＋和OH－中具有相同的电子数 D.O和S2－具有相同的质子数和电子数 答案　A ‎2.下列原子结构示意图中，正确的是(　　)‎ 答案　B ‎3.现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子层结构相同，则a与下列式子有相等关系的是(　　)‎ A.b－m－n B.b＋m＋n C.b－m＋n D.b＋m－n 答案　B ‎4.某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子，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 答案　A 解析　X原子的质子数为(A－N)个，一个HmX中所含的质子数为(A－N＋m)个，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。‎ 规避4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)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。‎ ‎(4)核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋和Na＋、F－等，NH与OH－等。‎ 题组二　以同位素为中心的概念辨析 ‎5.(2016·慈溪3月模拟)由德、法、美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的Fe原子，下列说法不正确的是 (　　)‎ A.可以用KSCN溶液检验FeCl3和FeCl3‎ B.Fe与Fe的电子数相同 C.Fe与Fe互为同位素 D.Fe的中子数小于质子数 答案　A 解析　同位素的化学性质基本相同，A项错误；Fe和Fe的电子数均为26，B项正确；根据同位素的定义，Fe与Fe互为同位素，C项正确；Fe的中子数为45－26＝19，D项正确。‎ ‎6.(2016·奉化高一期末训练)下列说法不正确的是(　　)‎ A.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 B.不同的核素可能具有相同的质子数，可能具有相同的中子数，可能具有相同的质量数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同 C.核素的种类比元素的种类多 D.所有元素的原子核均由质子和中子构成，每种元素也均具有同位素 答案　D ‎7.(2016·三门县9月测试)从宏观方面看物质是由元素组成的，从微观方面看物质是由粒子构成的。下列有关说法不正确的是(　　)‎ A.元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的 B.元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数 C.只由一种分子构成的物质一定是纯净物 D.质子数等于电子数的微粒，可能是一种分子和一种离子 答案　D 解析　A项，原子包含不同元素的不同原子和同种元素的不同原子，原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的，正确；B项，发生化学变化时，一般是原子的最外层电子数发生变化，所以元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数，正确；C项，只由一种分子构成的物质即只含一种物质，一定是纯净物，正确；D项，分子或原子的质子数等于电子数，离子的质子数不等于电子数，不正确。‎ ‎8.填空 ‎(1)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______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H、H、H、C、C、C、N、N中，核素、元素的种数分别为______种、______种。‎ ‎(4)C、C、C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________。‎ 答案　(1)3‎ ‎(2)氢元素　核电荷数(质子数)‎ ‎(3)8　3‎ ‎(4)互为同位素　相同的质子数和不同的中子数　相同 考点二　核外电子排布 ‎[考试标准]　必考要求b级，加试要求c级。‎ ‎1.能量规律 核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。‎ ‎2.排布规律 特别提醒　核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，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。‎ 正误辨析 正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”‎ ‎(1)S2－的结构示意图：(　　)‎ ‎(2)氯原子的结构示意图：(　　)‎ ‎(3)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同(　　)‎ ‎(4)短周期第ⅣA与ⅦA族元素的原子间构成的分子，均满足原子最外层8电子结构(　　)‎ ‎(5)LiCl中各原子均满足8电子稳定结构(　　)‎ 答案　(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×‎ 题组一　正确理解原子(或离子)结构示意图 ‎1.下图为几种粒子的结构示意图，回答下列问题。‎ ‎(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________(填“大于”、“小于”或“等于”)④粒子半径。‎ ‎(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 题组二　核外电子排布规律判断 ‎2.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 答案　C ‎3.两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，满足上述关系的元素共有(　　)‎ A.1对 B.2对 C.3对 D.4对 答案　B 解析　H和Be、He和C，共2对。‎ 题组三　核外电子排布规律应用 ‎4.原子的核电荷数小于18的某元素X，其原子的电子层数为n，最外层电子数为(2n＋1)，原子核内质子数为(2n2－1)。下列有关X的说法中不正确的是 (　　)‎ A.X能形成化学式为X(OH)3的碱 B.X能与某些金属元素形成化合物 C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数 D.X可能形成化学式为KXO3的盐 答案　A 解析　符合题意的元素X可能是氮或氯，故A项不正确。‎ ‎5.(2016·金华4月模拟)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的气态氢化物一定极易溶于水 答案　D 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。‎ 题组四　破解“10电子”、“18电子”微粒的应用 ‎6.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____________。‎ ‎(4)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子________。‎ 答案　(1)[H]－　(2)NH＋H2ONH3·H2O＋H＋　H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(3)CH4、Ne(答案合理即可)　(4)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)‎ 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知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。‎ ‎7.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，则A与B在溶液中反应的离子方程式为_____________________________________________________________________。‎ 答案　(1) ‎ ‎(2)H2S＋2OH－===S2－＋H2O(或HS－＋OH－===S2－＋H2O，答案合理即可)‎ ‎1.寻找“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、C ‎(2)“16电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO 课时训练 ‎1.(2016·宁波效实中学高一期中)某元素二价阴离子核外有18个电子，质量数为32，该元素原子的原子核中的中子数(　　)‎ A.12 B.14 C.16 D.18‎ 答案　C 解析　阴离子中核内质子数＝核外电子数－电荷数＝18－2＝16，中子数＝质量数－质子数＝32－16＝16，故选C。‎ ‎2.(2016·余姚市3月模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A.核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 B.Cl与 Cl得电子能力相同 C.氯原子的结构示意图：‎ D.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：U 答案　B ‎3.某元素的一个原子形成的离子可表示为 Xn－，下列说法正确的是 (　　)‎ A.Xn－含有的中子数为a＋b B.Xn－含有的电子数为a－n C.X原子的质量数为a＋b＋n D.1个X原子的质量约为 g 答案　D 解析　Xn－中a表示质子数，b表示质量数，“n－”表示X得到n个电子，则其含有的中子数为(b－a)，电子数为(a＋n)；1 mol Xn－的质量约为b g，则1个X原子的质量约为 g。‎ ‎4.两种微粒含有相同的质子数和电子数，这两种微粒可能是(　　)‎ ‎①互为同位素的两种不同的原子　②两种不同元素的原子　③一种原子和一种分子　④一种原子和一种离子　⑤两种不同分子　⑥一种分子和一种离子　⑦两种不同阳离子　⑧两种不同阴离子　⑨一种阴离子和一种阳离子 A.①③⑤⑦⑧ B.①③⑤⑥⑦⑧‎ C.①③④⑤⑦ D.全部都是 答案　A 解析　分子或原子中质子数＝核外电子数，阳离子中质子数＝核外电子数＋电荷数，阴离子中质子数＝核外电子数－电荷数，同位素的不同核素具有相同的质子数和核外电子数。①互为同位素的原子含有相同的质子数和电子数，正确；②不同元素的原子其质子数(或电子数)一定不同，错误；③氖原子和水分子具有相同的质子数和电子数，正确；④一种原子和一种离子其质子数相同时，电子数一定不同，错误；⑤H2O和NH3具有相同的质子数和电子数，正确；⑥一种分子和一种离子含有的质子数相同时，电子数一定不同，错误；⑦钠离子和铵根离子具有相同的质子数和电子数，正确；⑧氢氧根离子和氟离子具有相同的质子数和电子数，正确；⑨一种阴离子和一种阳离子含有的电子数相同，则质子数一定不同，错误。‎ ‎5.在短周期元素中，若某元素原子的最外层电子数与其电子层数相等，则符合条件的元素有(　　)‎ A.1种 B.2种 C.3种 D.4种 答案　C 解析　当电子层数为1时，为H元素；当电子层数为2时，为Be元素；当电子层数为3时，为Al元素。‎ ‎6.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N2‎ C.HNO2和NO D.CH 和NH 答案　D 解析　‎ 本题考查微粒中电子数目的计算。中性微粒：核外电子数等于核内质子数；阳离子：电子数等于质子数减所带的电荷数；阴离子：电子数等于质子数加所带的电荷数。CH中的电子数为8，NH中电子数为10，二者不相等。‎ ‎7.(2015·上海市闸北区高三上学期期末)已知钡的某种同位素是Ba，用学过的知识无法推断出的信息是(　　)‎ A.钡元素的相对原子质量 B.钡元素在周期表中的位置 C.钡原子的核电荷数 D.钡原子的核外电子排布 答案　A ‎8.(2015·上海，1)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 Lv的叙述错误的是(　　)‎ A.原子序数116 B.中子数177‎ C.核外电子数116 D.相对原子质量293‎ 答案　D 解析　A项，元素符号左下角表示的是原子核内的质子数，原子核内的质子数等于该元素的原子序数，所以该元素的原子序数是116，正确；B项，在元素符号的左上角表示的是该元素原子的质量数，质量数就是质子数与中子数的和，所以该原子的中子数是293－116＝177，正确；C项，对于元素的原子来说，原子核内的质子数等于原子核外的电子数，等于元素的原子序数，所以该原子的原子核外电子数为116，正确；D项，293只表示该同位素原子的质量数，由于不知道该元素有几种同位素原子，各种同位素原子的含量是多少，因此不能确定该元素的相对原子质量，错误。‎ ‎9.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，下列说法正确的是(　　)‎ 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 答案　C 解析　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(即原子个数百分率或原子物质的量百分率)，24.23%表示37Cl的丰度；35.453表示氯元素的相对原子质量。‎ ‎10.下列微粒的结构示意图中，表示氟离子的是(　　)‎ 答案　A ‎11.科学家对原子结构的认识从早到晚顺序正确的是(　　)‎ ‎①道尔顿原子模型　②汤姆生原子模型　③卢瑟福原子模型　④电子云模型 A.①③②④ B.④①②③‎ C.④②③① D.①②③④‎ 答案　D ‎12.(2015·浙江1月学考模拟)下列各组中互为同位素的是(　　)‎ A.氕(H)和氘(H) B.碘晶体和碘蒸气 C.O2和O3 D.SO2和SO3‎ 答案　A ‎13.原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念，原子的构成属于重要的化学基本理论。下列有八种化学符号：H、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。‎ ‎(1)涉及的核素共有________种。‎ ‎(2)互为同位素的是________和________。‎ ‎(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。‎ ‎(4)中子数相等，但质子数不相等的是______________________和____________________。‎ 答案　(1)8　(2)Li　Li　(3)C　N　(4)Na Mg 解析　(1)一种核素就是一种原子，八种符号中，H2涉及的核素是 H，其余七种原子各为一种核素。‎ ‎(2)Li和 Li是质子数相同、中子数不同的原子，它们互为同位素。‎ ‎(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是质量数相同、质子数不同的原子，即 C和 N。‎ ‎(4)中子数等于质量数减去质子数，故中子数相同，但质子数不相等的是 Na和 Mg。‎ ‎14.应用原子核外各电子层的电子数推断下列各元素并回答下列问题：‎ 元素编号 元素信息 A 元素原子的M层上的电子数是K层电子数的3倍 B 元素原子最外层电子数是次外层电子数的一半，是K层的2倍 C 元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍 ‎(1)元素A为________(写元素符号)，属于________元素(填“金属”或“非金属”)。‎ ‎(2)元素B为________(写名称)，其氧化物与NaOH溶液反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(3)元素C的单质与A的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式为 ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)S　非金属　(2)硅　SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O　(3)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O 解析　(1)A元素原子的K层一定有2个电子，则M层上有6个电子，L层上有8个电子，则A元素原子核外有2＋8＋6＝16个电子，则质子数为16，为硫元素，属于非金属元素。‎ ‎(2)由于B元素原子最外层电子数是K层电子数的2倍，最外层为第三层含有4个电子，次外层有8个电子，因此B元素原子核外有2＋8＋4＝14个电子，其核内有14个质子，为硅元素。SiO2与NaOH溶液反应的化学方程式为SiO2＋2NaOH===Na2SiO3＋H2O。‎ ‎(3)因C元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，最外层电子数不超过8，则C元素次外层只能为K层(2个电子)，最外层(第二层)有4个电子，因此C元素原子核外电子数为2＋4＝6，质子数为6，为碳元素，碳与浓硫酸加热时反应的化学方程式为C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。‎