2019-2020年高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 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(xué)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()A4He、18O、24MgB10B、12C、31PC2H、14N、40K D7Li、27Al、28Si2基態(tài)原子的4s能級中只有1個電子的元素共有()A1種 B2種C3種 D8種3簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用如圖K141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)的敘述正確的是()圖K141A互為同位素B互為同素異形體C是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子D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52011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(yán)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78C.Cs中137為銫元素的相對原子質(zhì)量DCsI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6C.Co、Co、Co、Co和Co互為同位素，物理性質(zhì)幾乎相同，化學(xué)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(xué)用語中，對電子運動狀態(tài)描述最詳盡的是()8有下列微粒：H；H；H；16O；18O；12C；14C；40K；40Ca；35Cl2；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。9xx臨沂一模 下列說法中，正確的是()A34S原子核內(nèi)的中子數(shù)為16B1H和2H的化學(xué)性質(zhì)相同CHO與HO互為同素異形體DNa和Na屬于同種元素，且性質(zhì)相同10xx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()AabmnBabmnCabmnDabmn12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14xx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gC.Nd原子的中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為80D14 g釹含有6 mol電子15設(shè)X、Y、Z代表3種元素。已知：X和Y兩種離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)；Z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；Y和Z兩種元素可以形成4核42個電子的負(fù)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。回答下列問題：(1)若X、Y均為非金屬元素，寫出你所知道的XY2的化學(xué)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。17XN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XYZMN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(fù)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(fù)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(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_L。(5)已知：Z2(g)O2(g)=2ZO(g)H180 kJmol1；2ZO2(g)=Z2(g)2O2(g)H67.8 kJmol1。則反應(yīng)4ZO(g)=2ZO2(g)Z2(g)的H為_。18科學(xué)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“”)。1C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)。2C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：K：Ar4s1；Cr：Ar3d54s1；Cu：Ar3d104s1。3A解析 從圖示知、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。4B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(xué)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。5A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。6B解析Co、Co、Co、Co和Co互為同位素，物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)相同，故A、C、D錯；Co的中子數(shù)為602733，與電子數(shù)之差為33276，故B正確。7D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)116(2)H、H、H16O、18O12C、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。9B解析 A34S原子核內(nèi)的中子數(shù)為341618，錯誤； B1H和2H互為同位素，化學(xué)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。10D解析 本題主要信息是原子的電子排布特點?？梢韵雀鶕?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(dāng)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(dāng)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。11A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am，bYn的核外電子數(shù)為：bn，則：ambn。12C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。13B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。14B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)OHH=H2O解析 由推測4核42電子的負(fù)一價陰離子為ClO，則Y為Cl，Z為O，那么X為K。16(1)CO2SO2SiO2CS2(2)FCl(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A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，A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)Al33H2OAl(OH)33H(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)，同樣反應(yīng)熱也符合該計算關(guān)系。18(1)(2)8O(3)七A>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(jìn)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A族。