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16講 原子結(jié)構(gòu)（含詳解）

第16講原子結(jié)構(gòu)eq\a\vs4\al\co1(基礎(chǔ)熱身)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(cè)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()A．4He、18O、24MgB．10B、12C、31PC．2H、14N、40KD．7Li、27Al、28Si2．一定量的锎(eq\o\al(252,98)Cf)是醫(yī)學(xué)上常用作治療惡性腫瘤的中子源，1mg(eq\o\al(252,98)Cf)每秒約放出2.34×109個(gè)中子。下列有關(guān)锎的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，中子數(shù)為154B．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，質(zhì)子數(shù)為98C．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，電子數(shù)為98D．锎元素的相對(duì)原子質(zhì)量為2523．簡(jiǎn)單原子的原子結(jié)構(gòu)可用如圖K16－1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K16－1A．①②③互為同位素B．①②③互為同素異形體C．①②③是三種化學(xué)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(duì)體液無(wú)毒且有惰性，能與肌肉和骨骼生長(zhǎng)在一起，因而有“生命金屬”之稱。下列有關(guān)eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的說(shuō)法中正確的是()A.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti中均含有22個(gè)中子B.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti核外均有4個(gè)電子層C．分別由eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti組成的金屬鈦單質(zhì)互稱為同分異構(gòu)體D.eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti的性質(zhì)完全相同5．[2012·福建廈門(mén)檢測(cè)]長(zhǎng)征2號(hào)火箭承擔(dān)運(yùn)載“神六”的使命，氕化鋰、氘化鋰、氚化鋰可以作為啟動(dòng)長(zhǎng)征2號(hào)(CZ2F)火箭的優(yōu)良炸藥。下列說(shuō)法正確的是()A．LiH、LiD、LiT的摩爾質(zhì)量之比為1∶2∶3B．它們都是強(qiáng)氧化劑C．H、D、T之間互稱為同素異形體D．它們都是強(qiáng)還原劑6．具有廣泛用途的eq\o\al(60,27)Co放射源首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)批量生產(chǎn)。另外，鈷還有多種原子eq\o\al(56,27)Co、eq\o\al(57,27)Co、eq\o\al(58,27)Co和eq\o\al(59,27)Co。以下關(guān)于鈷原子的說(shuō)法正確的是()A.eq\o\al(56,27)Co、eq\o\al(57,27)Co、eq\o\al(58,27)Co、eq\o\al(59,27)Co和eq\o\al(60,27)Co是摩爾質(zhì)量不同的五種同素異形體B.eq\o\al(60,27)Co放射源可以用來(lái)治療癌癥，其中中子數(shù)與電子數(shù)之差等于6C.eq\o\al(56,27)Co、eq\o\al(57,27)Co、eq\o\al(58,27)Co、eq\o\al(59,27)Co和eq\o\al(60,27)Co互為同位素，物理性質(zhì)幾乎相同，化學(xué)性質(zhì)不同D.eq\o\al(56,27)Co、eq\o\al(57,27)Co、eq\o\al(58,27)Co、eq\o\al(59,27)Co和eq\o\al(60,27)Co互為同分異構(gòu)體7．某元素原子的最外層電子數(shù)是次外層的a倍(a>1)，則該原子的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是()A．2a＋2B．2a＋10C．a(chǎn)＋2D．2a8．有下列微粒：①eq\o\al(1,1)H；②eq\o\al(2,1)H；③eq\o\al(3,1)H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；?37Cl2。回答以下問(wèn)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。eq\a\vs4\al\co1(能力提升)9．[2012·臨沂一模]下列說(shuō)法中，正確的是()A．34S原子核內(nèi)的中子數(shù)為16B．1H和2H的化學(xué)性質(zhì)相同C．Heq\o\al(16,2)O與Heq\o\al(18,2)O互為同素異形體D．Na和Na＋屬于同種元素，且性質(zhì)相同10．[2012·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X(jué)m＋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＋nB．a(chǎn)＝b－m＋nC．a(chǎn)＝b＋m－nD．a(chǎn)＝b－m－n12．下列離子中，所帶電荷數(shù)與該離子的核外電子層數(shù)相等的是()A．S2－B．Mg2＋C．Be2＋D．H＋13．兩種元素原子的核外電子層數(shù)之比與最外層電子數(shù)之比相等，則在周期表的前10號(hào)元素中，滿足上述關(guān)系的元素共有()A．1對(duì)B．2對(duì)C．3對(duì)D．4對(duì)14．不具有放射性的同位素稱之為穩(wěn)定同位素，穩(wěn)定同位素分析法近20年來(lái)在植物生理學(xué)、生態(tài)學(xué)和環(huán)境科學(xué)研究中獲得廣泛應(yīng)用。如在陸地生態(tài)系統(tǒng)研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作環(huán)境分析指示物。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．34S原子核內(nèi)中子數(shù)為16B．1Heq\o\al(16,2)O和1Heq\o\al(18,2)O的相對(duì)分子質(zhì)量不同C．13C和15N原子的原子序數(shù)相差2D．2H＋結(jié)合OH－的能力比1H＋的更強(qiáng)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(gè)；③Y和Z兩種元素可以形成4核42個(gè)電子的負(fù)一價(jià)陰離子。據(jù)此，請(qǐng)?zhí)羁眨?1)寫(xiě)出X、Y、Z三種元素的名稱X________，Y________，Z________。(2)寫(xiě)出X、Y兩種元素最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物相互反應(yīng)的離子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．原子序數(shù)小于18的三種元素X、Y、Z，原子序數(shù)依次變小，原子核外電子層數(shù)之和是5。X元素原子最外電子層上的電子數(shù)是Y和Z兩元素原子最外電子層上的電子數(shù)的總和；Y元素原子的最外電子層上的電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍，X和Z可以形成XZ3的化合物。請(qǐng)回答：(1)X元素的名稱是____________；Y元素的名稱是________；Z元素的名稱是________。(2)XZ3化合物的分子式是________，電子式是________。(3)分別寫(xiě)出X、Y的含氧酸的分子式________、________。eq\a\vs4\al\co1(挑戰(zhàn)自我)17．現(xiàn)有部分元素的原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如表：XL層電子數(shù)是K層電子數(shù)的3倍Y核外電子層數(shù)等于原子序數(shù)ZL層電子數(shù)是K層和M層電子數(shù)之和W最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的2.5倍(1)畫(huà)出W原子結(jié)構(gòu)示意圖____________。(2)元素X與元素Z相比，非金屬性較強(qiáng)的是________，寫(xiě)出一個(gè)能表示X、Z非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________________________________________________。(3)X、Y、Z、W四種元素形成的一種離子化合物，其水溶液顯強(qiáng)酸性，該化合物的化學(xué)式為_(kāi)_______。(4)元素X和元素Y以原子個(gè)數(shù)比1∶1化合形成的化合物Q，元素W和元素Y化合形成的化合物M，Q和M的電子總數(shù)相等。以M為燃料，Q為氧化劑，可作火箭推進(jìn)劑，最終生成無(wú)毒的，且在自然界中穩(wěn)定存在的物質(zhì)，寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。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eq\o\al(4,2)He、eq\o\al(56,28)Ni、eq\o\al(132,50)Sn、eq\o\al(208,82)Pb等尤為穩(wěn)定。據(jù)此信息回答下列問(wèn)題：(1)寫(xiě)出前三種幻數(shù)為質(zhì)子數(shù)時(shí)的元素原子結(jié)構(gòu)示意圖：__________、__________、__________。(2)已知氧有eq\o\al(16,8)O、eq\o\al(17,8)O、eq\o\al(18,8)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，eq\o\al(298,114)R位于元素周期表的第________周期________族，原子核穩(wěn)定性eq\o\al(298,114)R________eq\o\al(289,114)R(填“<”、“>”或“＝”)。

1．C[解析]A項(xiàng)，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(xiàng)，12C原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)；C項(xiàng)，2H、14N、40K三種原子的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均為奇數(shù)；D項(xiàng)，28Si原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均為偶數(shù)。2．D[解析]252只代表锎元素中某同位素的質(zhì)量數(shù)，而不是锎元素的相對(duì)原子質(zhì)量。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eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H。4．B[解析]eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)Ti互為同位素，中子數(shù)必定不相等，故A錯(cuò)誤。同分異構(gòu)體必須是化合物，C錯(cuò)誤。eq\o\al(48,22)Ti和eq\o\al(50,22)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(cuò)誤。5．D[解析]LiH、LiD、LiT的摩爾質(zhì)量之比等于它們的相對(duì)分子質(zhì)量之比，應(yīng)為8∶9∶10，A錯(cuò)；氕化鋰、氘化鋰、氚化鋰中氕、氘、氚均為－1價(jià)，處于最低價(jià)態(tài)，具有強(qiáng)還原性，B錯(cuò)；H、D、T之間互稱同位素，C錯(cuò)。6．B[解析]eq\o\al(56,27)Co、eq\o\al(57,27)Co、eq\o\al(58,27)Co、eq\o\al(59,27)Co和eq\o\al(60,27)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(cuò)；eq\o\al(60,27)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．A[解析]最外層電子數(shù)大于次外層電子數(shù)，則該元素位于第二周期。8．(1)116(2)eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)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(hào)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：eq\o\al(1,1)Heq\o\al(16,2)O、eq\o\al(2,1)Heq\o\al(16,2)O、eq\o\al(3,1)Heq\o\al(16,2)O、eq\o\al(1,1)H16Oeq\o\al(2,1)H、eq\o\al(1,1)H16Oeq\o\al(3,1)H、eq\o\al(2,1)H16Oeq\o\al(3,1)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(cuò)誤；B．1H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)，Heq\o\al(16,2)O與Heq\o\al(18,2)O不是同素異形體，錯(cuò)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(cuò)誤。10．D[解析]本題主要信息是原子的電子排布特點(diǎn)?？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(gè)電子，當(dāng)其他層共有4個(gè)電子時(shí)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(shí)，K層的2個(gè)電子已填入，此時(shí)L層應(yīng)有4個(gè)電子，碳符合條件，則甲、乙指的是碳和鎂，D選項(xiàng)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(yáng)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?yàn)閄m＋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．B[解析]本題主要考查元素周期表中元素離子的電子層排布與離子所帶電荷數(shù)的關(guān)系。S2－的核外電子排布為：，Mg2＋的核外電子排布為：，Be2＋的核外電子排布為：，H＋的所帶電荷數(shù)為1，其離子的核外電子層數(shù)為0。13．B[解析]解答此類習(xí)題時(shí)，首先把指定范圍內(nèi)的元素符號(hào)、原子序數(shù)寫(xiě)出，然后根據(jù)指定條件和要求進(jìn)行聯(lián)想、重組得出結(jié)論。在周期表的前10號(hào)元素中，電子層數(shù)之比只有1∶2，最外層電子數(shù)之比與之相等，若為1∶2，則為H和Be；若為2∶4，則為He和C。14．B[解析]A項(xiàng)中34S的中子數(shù)為34－16＝18，不正確；B項(xiàng)中H2O的相對(duì)分子質(zhì)量由H和O的質(zhì)量數(shù)決定，兩個(gè)分子中O的質(zhì)量數(shù)不同，故B項(xiàng)正確；C項(xiàng)中原子序數(shù)之差由質(zhì)子數(shù)決定，應(yīng)該為1，C項(xiàng)不正確；D中2H＋和1H＋化學(xué)性質(zhì)相同，故D項(xiàng)不正確。15．(1)鉀氯氧(2)OH－＋H＋=H2O[解析]由②③推測(cè)4核4