（山东专用）2022届高三化学一轮复习专讲专练 （基础热身+能力提升+挑战自我）第16讲 原子结构（含详解）

第16讲　原子结构1．核磁共振技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核才有此性质。下列各组原子均可产生核磁共振现象的是(　　)A．4He、18O、24Mg　　　　　B．10B、12C、31PC．2H、14N、40KD．7Li、27Al、28Si2．一定量的锎(Cf)是医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源，1mg(Cf)每秒约放出2.34×109个中子。下列有关锎的说法错误的是(　　)A．(Cf)原子中，中子数为154B．(Cf)原子中，质子数为98C．(Cf)原子中，电子数为98D．锎元素的相对原子质量为2523．简单原子的原子结构可用如图K16－1所示的方法形象地表示：其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是(　　)图K16－1A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体C．①②③是三种化学性质不同的粒子D．①②③具有相同的质量数4．金属钛对体液无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生命金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法中正确的是(　　)A.Ti和Ti中均含有22个中子B.Ti和Ti核外均有4个电子层C．分别由Ti和Ti组成的金属钛单质互称为同分异构体D.Ti和Ti的性质完全相同5．[2022·福建厦门检测]长征2号火箭承担运载“神六”的使命，氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动长征2号(CZ2F)火箭的优良炸药。下列说法正确的是(　　)A．LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为1∶2∶3B．它们都是强氧化剂C．H、D、T之间互称为同素异形体D．它们都是强还原剂6．具有广泛用途的Co放射源首次实现了国内批量生产。另外，钴还有多种原子Co、Co、Co和Co。以下关于钴原子的说法正确的是(　　)A.Co、Co、Co、Co和Co是摩尔质量不同的五种同素异形体B.Co放射源可以用来治疗癌症，其中中子数与电子数之差等于6C.Co、Co、Co、Co和Co互为同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同D.Co、Co、Co、Co和Co互为同分异构体7．某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子的核内质子数是(　　)A．2a＋2　　　　　B．2a＋10C．a＋26\nD．2a8．有下列微粒：①H；②H；③H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；⑪37Cl2。回答以下问题：(1)以上11种微粒共含有__________种核素，属于________种元素。(2)互为同位素的是________；________；________。(3)质量数相等的微粒是__________。(4)形成的水分子共有________种。(5)核外电子数相等的粒子共有________组。9．[2022·临沂一模]下列说法中，正确的是(　　)A．34S原子核内的中子数为16B．1H和2H的化学性质相同C．HO与HO互为同素异形体D．Na和Na＋属于同种元素，且性质相同10．[2022·威海一模]甲、乙两元素原子的L层电子数都是其他层电子总数的2倍。下列推断正确的是(　　)A．甲与乙电子层数相同B．甲与乙最外层电子数相同C．甲与乙的单质都是非金属D．甲与乙的原子序数之和为偶数11．已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是(　　)A．a＝b＋m＋nB．a＝b－m＋nC．a＝b＋m－nD．a＝b－m－n12．下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是(　　)A．S2－B．Mg2＋C．Be2＋D．H＋13．两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14．不具有放射性的同位素称之为稳定同位素，稳定同位素分析法近20年来在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态系统研究中，2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。下列有关说法正确的是(　　)A．34S原子核内中子数为16B．1HO和1HO的相对分子质量不同C．13C和15N原子的原子序数相差26\nD．2H＋结合OH－的能力比1H＋的更强15．设X、Y、Z代表3种元素。已知：①X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；②Z元素原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；③Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空：(1)写出X、Y、Z三种元素的名称X________，Y________，Z________。(2)写出X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：________________________________________________________________________________________________________________________________________________。16．原子序数小于18的三种元素X、Y、Z，原子序数依次变小，原子核外电子层数之和是5。X元素原子最外电子层上的电子数是Y和Z两元素原子最外电子层上的电子数的总和；Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，X和Z可以形成XZ3的化合物。请回答：(1)X元素的名称是____________；Y元素的名称是________；Z元素的名称是________。(2)XZ3化合物的分子式是________，电子式是________。(3)分别写出X、Y的含氧酸的分子式________、________。17．现有部分元素的原子结构特点如表：XL层电子数是K层电子数的3倍Y核外电子层数等于原子序数ZL层电子数是K层和M层电子数之和W最外层电子数是次外层电子数的2.5倍(1)画出W原子结构示意图____________。(2)元素X与元素Z相比，非金属性较强的是________，写出一个能表示X、Z非金属性强弱关系的化学反应方程式________________________________________________________________________。(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为________。(4)元素X和元素Y以原子个数比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的电子总数相等。以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式________________________________________________________________________________________________________________________________________________。18．科学家们发现：具有2、8、20、28、50、82、114、126等数目的质子或中子的原子核具有特别的稳定性，并将这些偶数称为“幻数”，而具有双幻数的He、Ni、Sn、Pb等尤为稳定。据此信息回答下列问题：(1)写出前三种幻数为质子数时的元素原子结构示意图：__________、__________、__________。(2)已知氧有O、O、O三种同位素，根据上述幻数规律，氧的同位素中原子核最稳定的是__________。6\n(3)根据现有元素周期律推算，R位于元素周期表的第________周期________族，原子核稳定性R________R(填“<”、“>”或“＝”)。6\n1．C　[解析]A项，4He、18O、24Mg三种原子的质子数和中子数均为偶数；B项，12C原子的质子数和中子数均为偶数；C项，2H、14N、40K三种原子的质子数、中子数均为奇数；D项，28Si原子的质子数和中子数均为偶数。2．D　[解析]252只代表锎元素中某同位素的质量数，而不是锎元素的相对原子质量。3．A　[解析]从图示知①、②、③中的质子数等于电子数且都等于1，可知分别为H、H、H。4．B　[解析]Ti和Ti互为同位素，中子数必定不相等，故A错误。同分异构体必须是化合物，C错误。Ti和Ti的电子层结构相同，化学性质几乎完全相同，但物理性质不完全相同(如密度)，故D错误。5．D　[解析]LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比等于它们的相对分子质量之比，应为8∶9∶10，A错；氕化锂、氘化锂、氚化锂中氕、氘、氚均为－1价，处于最低价态，具有强还原性，B错；H、D、T之间互称同位素，C错。6．B　[解析]　Co、Co、Co、Co和Co互为同位素，物理性质不同，化学性质相同，故A、C、D错；Co的中子数为60－27＝33，与电子数之差为33－27＝6，故B正确。7．A　[解析]最外层电子数大于次外层电子数，则该元素位于第二周期。8．(1)11　6(2)H、H、H　16O、18O　12C、14C(3)40K、40Ca　(4)12　(5)4[解析](1)质子数和中子数只要其一不相同就属于不同核素；(2)质子数相同，而中子数不同的核素互称为同位素；(3)原子符号左上角的数字为质量数；(4)每种氧原子(如16O)可与三种氢的同位素形成的水分子分别是：HO、HO、HO、H16OH、H16OH、H16OH，所以两种氧的核素与三种氢的核素可形成12种水分子。(5)同位素的核外电子数相等；由同位素构成的原子数相同的分子中核外电子数相等。9．B　[解析]A．34S原子核内的中子数为34－16＝18，错误；B．1H和2H互为同位素，化学性质相同，正确；C.同素异形体指的是单质，HO与HO不是同素异形体，错误；D.Na和Na＋属于同种元素，但由于核外电子数不同，所以性质不同，错误。10．D　[解析]本题主要信息是原子的电子排布特点。可以先根据核外电子排布规律确定可能的元素名称，再确定位置，从而推断单质的性质等。L层最多可有8个电子，当其他层共有4个电子时符合题意，根据核外电子排布规律，Mg符合条件；当L层未填满电子时，K层的2个电子已填入，此时L层应有4个电子，碳符合条件，则甲、乙指的是碳和镁，D选项符合题意。11．A　[解析]在原子中，核电荷数等于核外电子数；在阳离子中，核电荷数减去离子所带电荷数等于核外电子数；在阴离子中，核电荷数加上离子所带电荷数等于核外电子数。因为Xm＋和Yn－具有相同的核外电子排布，所以，Xm＋和Yn－具有相同的核外电子数，aXm＋的核外电子数等于a－m，bYn－的核外电子数为：b＋n，则：a－m＝b＋n。12．B　[解析]本题主要考查元素周期表中元素离子的电子层排布与离子所带电荷数的关系。S2－的核外电子排布为：，Mg2＋的核外电子排布为：，Be2＋的核外电子排布为：，H＋的所带电荷数为1，其离子的核外电子层数为0。13．B　[解析]解答此类习题时，首先把指定范围内的元素符号、原子序数写出，然后根据指定条件和要求进行联想、重组得出结论。在周期表的前10号元素中，电子层数之比只有1∶2，最外层电子数之比与之相等，若为1∶2，则为H和Be；若为2∶4，则为He和C。6\n14．B　[解析]A项中34S的中子数为34－16＝18，不正确；B项中H2O的相对分子质量由H和O的质量数决定，两个分子中O的质量数不同，故B项正确；C项中原子序数之差由质子数决定，应该为1，C项不正确；D中2H＋和1H＋化学性质相同，故D项不正确。15．(1)钾　氯　氧　(2)OH－＋H＋===H2O[解析]由②③推测4核42电子的负一价阴离子为ClO，则Y为Cl，Z为O，那么X为K。16．(1)氮　碳　氢　(2)NH3　H∶N,,H∶H(3)HNO3或HNO2　H2CO3或H2C2O4等有机酸[解析]由Y入手进行推断，Y元素原子的最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍，可推断Y为C，不可能是S(S为3个电子层，若为S，另外两种元素只可能为H和He，与题意不符)，由XZ3结合题设可推断为NH3。17．(1)(2)X(或氧)　S＋O2SO2或2H2S＋O2===2H2O＋2S↓(3)NH4HSO4(4)N2H4＋2H2O2N2＋4H2O[解析]首先推断四种元素是什么。X元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍，根据核外电子排布规律，可知L层为6个电子，所以X为氧元素。Y元素原子的核外电子层数等于原子序数，Y只能是H元素。Z元素原子的L层电子数是K层和M层电子数之和，其M层电子数为6，所以Z是S元素。W元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍，其次外层只能是K层，所以W为N元素。18．(1)(2)8O　(3)七　ⅣA　>[解析](1)、(2)根据题意不难完成；(3)根据元素在周期表中的位置进行推断：原子序数为2、10、18、36、54、86、118，分别对应元素为第一、二、三、四、五、六、七周期的0族元素，114号可看成在118号元素的位置(第七周期的0族)再往前数四个位置，即为114号元素所在的位置，它为第七周期ⅣA族。6