2019-2020年高三化學一輪復(fù)習 專講專練（基礎(chǔ)熱身+能力提升+挑戰(zhàn)自我）第14講 原子結(jié)構(gòu)、核素（含詳解）.doc

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2019-2020年高三化學一輪復(fù)習 專講專練（基礎(chǔ)熱身+能力提升+挑戰(zhàn)自我）第14講 原子結(jié)構(gòu)、核素（含詳解） 1．核磁共振技術(shù)已廣泛應(yīng)用于復(fù)雜分子結(jié)構(gòu)的測定和醫(yī)學診斷等高科技領(lǐng)域。已知只有質(zhì)子數(shù)或中子數(shù)為奇數(shù)的原子核才有此性質(zhì)。下列各組原子均可產(chǎn)生核磁共振現(xiàn)象的是(　　) A．4He、18O、24Mg　　　　　 B．10B、12C、31P C．2H、14N、40K D．7Li、27Al、28Si 2．基態(tài)原子的4s能級中只有1個電子的元素共有(　　) A．1種 B．2種 C．3種 D．8種 3．簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用如圖K14－1所示的方法形象地表示：其中表示質(zhì)子或電子，表示中子，則下列有關(guān)①②③的敘述正確的是(　　) 圖K14－1 A．①②③互為同位素 B．①②③互為同素異形體 C．①②③是三種化學性質(zhì)不同的粒子 D．①②③具有相同的質(zhì)量數(shù) 4．金屬鈦對體液無毒且有惰性，能與肌肉和骨骼生長在一起，因而有“生命金屬”之稱。下列有關(guān)Ti和Ti的說法中正確的是(　　) A.Ti和Ti中均含有22個中子 B.Ti和Ti核外均有4個電子層 C．分別由Ti和Ti組成的金屬鈦單質(zhì)互稱為同分異構(gòu)體 D.Ti和Ti的性質(zhì)完全相同 5．2011年3月11日，日本發(fā)生里氏9級大地震并引發(fā)海嘯，福島核電站發(fā)生泄漏。其中I和銫Cs等放射性元素泄漏嚴重。下列敘述正確的是(　　) A．碘有28種同位素，因此碘元素相對原子質(zhì)量為上述多種同位素的核素相對原子質(zhì)量的個數(shù)百分比的平均值 B.I的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之差為78 C.Cs中137為銫元素的相對原子質(zhì)量 D．CsI為共價化合物 6．具有廣泛用途的Co放射源首次實現(xiàn)了國內(nèi)批量生產(chǎn)。另外，鈷還有多種原子Co、Co、Co和Co。以下關(guān)于鈷原子的說法正確的是(　　) A.Co、Co、Co、Co和Co是摩爾質(zhì)量不同的五種同素異形體 B.Co放射源可以用來治療癌癥，其中中子數(shù)與電子數(shù)之差等于6 C.Co、Co、Co、Co和Co互為同位素，物理性質(zhì)幾乎相同，化學性質(zhì)不同 D.Co、Co、Co、Co和Co互為同分異構(gòu)體 7．以下表示氦原子結(jié)構(gòu)的化學用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是(　　) 8．有下列微粒：①H；②H；③H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；?37Cl2。 回答以下問題： (1)以上11種微粒共含有__________種核素，屬于________種元素。 (2)互為同位素的是________；________；________。 (3)質(zhì)量數(shù)相等的微粒是__________。 (4)形成的水分子共有________種。 (5)核外電子數(shù)相等的粒子共有________組。 9．[xx臨沂一模] 下列說法中，正確的是(　　) A．34S原子核內(nèi)的中子數(shù)為16 B．1H和2H的化學性質(zhì)相同 C．HO與HO互為同素異形體 D．Na和Na＋屬于同種元素，且性質(zhì)相同 10．[xx威海一模] 甲、乙兩元素原子的L層電子數(shù)都是其他層電子總數(shù)的2倍。下列推斷正確的是(　　) A．甲與乙電子層數(shù)相同 B．甲與乙最外層電子數(shù)相同 C．甲與乙的單質(zhì)都是非金屬 D．甲與乙的原子序數(shù)之和為偶數(shù) 11．已知元素X、Y的核電荷數(shù)分別是a和b，它們的離子Xm＋和Yn－的核外電子排布相同，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．a(chǎn)＝b＋m＋n B．a(chǎn)＝b－m＋n C．a(chǎn)＝b＋m－n D．a(chǎn)＝b－m－n 12．基態(tài)碳原子的最外能層的各能級中，電子排布的方式正確的是(　　) A. B. C. D. 13．若某基態(tài)原子的價電子排布式為4d15s2，則下列說法正確的是(　　) A．該元素基態(tài)原子中共有3個電子 B．該元素原子核外有5個電子層 C．該元素原子最外層共有3個電子 D．該元素原子M能層共有8個電子 14．[xx合肥三模] 我國限制稀有金屬對外出口，此舉對我國戰(zhàn)略安全具有重要意義，稀土元素釹(Nd)是制造導(dǎo)彈合金材料的重要元素。下列說法中正確的是(　　) A．釹原子的摩爾質(zhì)量等于其相對原子質(zhì)量 B．一個Nd原子的質(zhì)量約為g C.Nd原子的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為80 D．14 g釹含有6 mol電子 15．設(shè)X、Y、Z代表3種元素。已知： ①X＋和Y－兩種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)； ②Z元素原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比Y原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)少9個； ③Y和Z兩種元素可以形成4核42個電子的負一價陰離子。 據(jù)此，請?zhí)羁眨? (1)寫出X、Y、Z三種元素的名稱X________，Y________，Z________。 (2)寫出X、Y兩種元素最高價氧化物對應(yīng)水化物相互反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 16．已知元素X、Y的核電荷數(shù)小于31，且能形成XY2型的化合物?；卮鹣铝袉栴}： (1)若X、Y均為非金屬元素，寫出你所知道的XY2的化學式________、________、________、________________________________________________________________________等。 (2)若X原子的外圍電子層排布為3d104s2，Y可能是________元素或________元素(寫元素符號)。 (3)若Y的陰離子與Ar有相同的電子層結(jié)構(gòu)，則X的原子外圍電子層排布構(gòu)型有：________、________________________________________________________________________、 ________、________、________、________等。 17．X～N是元素周期表中的短周期元素，其性質(zhì)或結(jié)構(gòu)信息如下表： 元素 X Y Z M N 性質(zhì) 或結(jié) 構(gòu)信 息　 單質(zhì)為有 色氣體， 有毒，也 可用于自 來水消毒 其單質(zhì)是 日常生活 中常見金 屬，用電 解熔融的 氧化物法 得到　　 原子核外 p電子數(shù) 比s電子 數(shù)少1　 帶二個單 位負電荷 的陰離子 其核外電 子層結(jié)構(gòu) 與Ar原 子相同　 基態(tài)原子 最外層電 子排布為 nsnnpn　 回答下列問題： (1)X在元素周期表中的位置是______________，M2－核外電子排布式為________。 (2)Z的單質(zhì)特別穩(wěn)定，原因在于________________________________________________________________________； X、M和N三種元素中電負性最大的是________。 (3)X和Y形成的化合物的水溶液呈酸性，其原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (用離子方程式說明)。 (4)NM2常溫下呈液態(tài)，是一種常見的溶劑。已知NM2在氧氣中完全燃燒，生成M和N的＋4價氧化物，若0.1 mol NM2在1 mol O2中完全燃燒，則所得氣體混合物在標準狀況下的體積為________L。 (5)已知： ①Z2(g)＋O2(g)===2ZO(g)　 ΔH＝＋180 kJmol－1； ②2ZO2(g)===Z2(g)＋2O2(g)　 ΔH＝－67.8 kJmol－1。 則反應(yīng)4ZO(g)===2ZO2(g)＋Z2(g)的ΔH為________。 18．科學家們發(fā)現(xiàn)：具有2、8、20、28、50、82、114、126等數(shù)目的質(zhì)子或中子的原子核具有特別的穩(wěn)定性，并將這些偶數(shù)稱為“幻數(shù)”，而具有雙幻數(shù)的He、Ni、Sn、Pb等尤為穩(wěn)定。據(jù)此信息回答下列問題： (1)寫出前三種幻數(shù)為質(zhì)子數(shù)時的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖：__________、__________、__________。 (2)已知氧有O、O、O三種同位素，根據(jù)上述幻數(shù)規(guī)律，氧的同位素中原子核最穩(wěn)定的是__________。 (3)根據(jù)現(xiàn)有元素周期律推算，R位于元素周期表的第________周期________族，原子核穩(wěn)定性R________R(填“<”、“>”或“＝”)。 1．C　[解析] A項，4He、18O、24Mg三種原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)；B項，12C原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)；C項，2H、14N、40K三種原子的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均為奇數(shù)；D項，28Si原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)。 2．C　[解析] 根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律和構(gòu)造原理可知符合條件的有如下幾種元素：①K：[Ar]4s1；②Cr：[Ar]3d54s1；③Cu：[Ar]3d104s1。 3．A　[解析] 從圖示知①、②、③中的質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)且都等于1，可知分別為H、H、H。 4．B　[解析] Ti和Ti互為同位素，中子數(shù)必定不相等，故A、C錯誤。Ti和Ti的電子層結(jié)構(gòu)相同，化學性質(zhì)幾乎完全相同，但物理性質(zhì)不完全相同(如密度)，故D錯誤。 5．A　[解析] 同位素問題一直是高考題的熱點，特別是發(fā)生了日本福島核泄漏之后，更應(yīng)該成為高考熱點，A選項正是元素相對原子質(zhì)量的定義；B、C選項圍繞質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的計算，質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，故都不正確；D選項由于金屬銫的活潑性極強，故為離子化合物。 6．B　[解析]　Co、Co、Co、Co和Co互為同位素，物理性質(zhì)不同，化學性質(zhì)相同，故A、C、D錯；Co的中子數(shù)為60－27＝33，與電子數(shù)之差為33－27＝6，故B正確。 7．D　[解析] A項只能表示核外電子數(shù)；B項只表示核外電子分層排布情況；C項具體到亞層電子數(shù)；而D項則包含了能層、能級、軌道以及軌道內(nèi)電子自旋方向，故該項正確。 8．(1)11　6 (2)H、H、H　16O、18O　12C、14C (3)40K、40Ca　(4)12　(5)4 [解析] (1)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)只要其一不相同就屬于不同核素；(2)質(zhì)子數(shù)相同，而中子數(shù)不同的核素互稱為同位素；(3)原子符號左上角的數(shù)字為質(zhì)量數(shù)；(4)每種氧原子(如16O)可與三種氫的同位素形成的水分子分別是：HO、HO、HO、H16OH、H16O H、H16O H，所以兩種氧的核素與三種氫的核素可形成12種水分子。(5)同位素的核外電子數(shù)相等；由同位素構(gòu)成的原子數(shù)相同的分子中核外電子數(shù)相等。 9．B　[解析] A．34S原子核內(nèi)的中子數(shù)為34－16＝18，錯誤； B．1H和2H互為同位素，化學性質(zhì)相同，正確；C.同素異形體指的是單質(zhì)，HO與HO不是同素異形體，錯誤；D.Na和Na＋ 屬于同種元素，但由于核外電子數(shù)不同，所以性質(zhì)不同，錯誤。 10．D　[解析] 本題主要信息是原子的電子排布特點。可以先根據(jù)核外電子排布規(guī)律確定可能的元素名稱，再確定位置，從而推斷單質(zhì)的性質(zhì)等。L層最多可有8個電子，當其他層共有4個電子時符合題意，根據(jù)核外電子排布規(guī)律，Mg符合條件；當L層未填滿電子時，K層的2個電子已填入，此時L層應(yīng)有4個電子，碳符合條件，則甲、乙指的是碳和鎂，D選項符合題意。 11．A　[解析] 在原子中，核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)；在陽離子中，核電荷數(shù)減去離子所帶電荷數(shù)等于核外電子數(shù)；在陰離子中，核電荷數(shù)加上離子所帶電荷數(shù)等于核外電子數(shù)。因為Xm＋和Yn－具有相同的核外電子排布，所以，Xm＋和Yn－具有相同的核外電子數(shù)，aXm＋的核外電子數(shù)等于a－m，bYn－的核外電子數(shù)為：b＋n，則：a－m＝b＋n。 12．C　[解析] A項違反泡利不相容原理和能量最低原理；B項違反泡利不相容原理；D項違反能量最低原理。 13．B　[解析] 該元素基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p64d15s2。由此可見：該元素原子中共有39個電子，分5個電子層，其中M能層(即第三層)上有18個電子，最外層上有2個電子。 14．B　[解析] 摩爾質(zhì)量和相對原子質(zhì)量的單位不同，A錯；1 mol Nd原子質(zhì)量約為140 g，一個原子的質(zhì)量為 g，B對；Nd原子的中子數(shù)為80、質(zhì)子數(shù)為60，二者之差為20，C錯；元素的平均相對原子質(zhì)量是各種核素共同表現(xiàn)出來的，因此14 g釹對應(yīng)的釹原子的物質(zhì)的量并非0.1 mol，電子也不是6 mol，D錯。 15．(1)鉀　氯　氧　 (2)OH－＋H＋===H2O [解析] 由②③推測4核42電子的負一價陰離子為ClO，則Y為Cl，Z為O，那么X為K。 16．(1)CO2　SO2　SiO2　CS2 (2)F　Cl (3)2s2、3s2、4s2、3d54s2、3d64s2、3d104s1、3d104s2 [解析] 由題意可知： (1)X、Y能形成的XY2型化合物，Y只能是第ⅥA族的O或S，X可能是C、Si、S元素，可組合成四種物質(zhì)。 (2)可推知X是Zn元素，這樣Y只能是F或Cl元素。 (3)與Ar原子電子層結(jié)構(gòu)相同又是陰離子則Y可以是S2－或Cl－，則X可能是Be、Mg、Ca、C、Si、Mn、Fe、Cu和Zn等元素。 17．(1)第三周期，ⅦA族　1s22s22p63s23p6 (2)氮氣分子中氮氮鍵為氮氮三鍵，鍵長短，鍵能大，難斷裂　X(或Cl) (3)Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ (4)22.4 (5)－292.2 kJ/mol [解析] 短周期中有色氣體有氟氣和氯氣，氯氣用于自來水消毒，則X是氯。因Y是常見金屬且用電解法制取，故Y是鋁。從Z原子核外電子的數(shù)據(jù)可以看出，該元素是氮。因M2＋的離子結(jié)構(gòu)與Ar相同，故M是硫。因s最多容納2個電子，故N的核外電子排布式為2s22p2，所以N是碳。(4)CS2燃燒是氣體體積不變的反應(yīng)。(5)根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)物關(guān)系符合－(②＋①2)，同樣反應(yīng)熱也符合該計算關(guān)系。 18．(1) (2)8O　(3)七?、鬉　> [解析] (1)、(2)根據(jù)題意不難完成；(3)根據(jù)元素在周期表中的位置進行推斷：原子序數(shù)為2、10、18、36、54、86、118，分別對應(yīng)元素為第一、二、三、四、五、六、七周期的0族元素，114號可看成在118號元素的位置(第七周期的0族)再往前數(shù)四個位置，即為114號元素所在的位置，它為第七周期ⅣA族。