2019届一轮复习苏教版专题5第1单元原子结构核外电子排布学案 10页

专题 微观结构与物质的多样性 第一单元 原子结构 核外电子排布 考纲定位 全国卷 5 年考情 1.了解元素、核素和同位素的含义。 2.了解原子构成。了解原子序数、 核电荷数、质子数、中子数、核外 电子数及它们之间的相互关系。 3.了解原子的核外电子排布规律。 掌握原子结构示意图、原子符号、 离子符号、元素符号的表示方法。 2017 年：Ⅱ卷 T9；Ⅲ卷 T10(A)、T28(1) 2016 年：Ⅱ卷 T9；Ⅲ卷 T12 2015 年：Ⅰ卷 T8(A)、T12；Ⅱ卷 T9、 T10(D) 2014 年：Ⅰ卷 T10 2013 年：Ⅱ卷 T9(D) 考点 1| 原子结构和核素、同位素 (对应学生用书第 90 页) [考纲知识整合] 1．原子结构 (1)原子的构成 (2)核素(原子)符号表示 AZX 表示质子数为 Z、质量数为 A、中子数为 A－Z 的核素原子，如氘 21H。 (3)微粒中的“各数”间的关系 ①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) ②电性关系 原子AZX：核外电子数＝质子数Z＝ 核电荷数＝原子序数 阴离子AZXn－：核外电子数＝Z＋n 阳离子AZXn＋：核外电子数＝Z－n [示例] 31H 的质子数为________，中子数为________，质量数为________； 5626Fe2＋的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________； 3717Cl－的中子数为________，质子数为________，核外电子数为________。 【提示】 1 2 3 30 26 24 20 17 18 2．元素、核素、同位素 (1)“三素”关系及含义 (2)几种重要的核素及其应用 核素 23592U 146C 21H 31H 188O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 (3)氢元素的三种核素 11H：名称为氕，不含中子。 21H：用字母 D 表示，名称为氘或重氢，含 1 个中子。 31H：用字母 T 表示，名称为氚或超重氢，含 2 个中子。 提醒：同位素的特征 (1)同位素在周期表中位置相同，如氕、氘、氚均在第 1 周期ⅠA 族。 (2) 化学性质几乎完全相同，物理性质不同。 (3)天然存在的同一元素各核素所 占的原子百分数一般不变。 [应用体验] 正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)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。( ) (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不 相同。( ) (3)核聚变如 21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化。 ( ) (4)核外电子排布相同的微粒，其质子数一定相同。( ) (5)H＋与质子的相对质量相同。( ) (6)任何核素原子均含质子和中子。( ) (7)11H2 与 21H2 互为同位素。( ) (8)总质量为 2.0 g 的 H182 O 与 D2O 相互混合，所含中子数为 NA。( ) (9)(2015·全国Ⅰ卷)18 g D2O 和 18 g H2O 中含有的质子数均为 10NA。( ) (10)(2014·江苏高考)质子数为 35、中子数为 45 的溴原子：8035Br。( ) 【提示】 (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× (8)√ (9)× (10)√ [高考命题点突破] 命题点 1 原子的构成及粒子的数目关系 1．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 D [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，质子数等于电子数的微粒不可能是一种分子和一种离 子，错误。] 2．铁 60 同位素的显身，揭秘了超新星爆炸历史的真相。下列说法中正确的是 ( ) 【导学号：91720187】 A．铁元素的质量数为 60 B.6026Fe 的核内质子数比中子数多 8 C.6026Fe 与 5826Fe 的核外电子数相同，属于同一种核素 D．30 g 铁 60 中含有的中子约为 17 mol D [6026Fe 这种铁原子的质量数为 60，而不是铁元素的质量数，A 错；6026Fe 的 核内质子数(26)比中子数(34)少 8，B 错；6026Fe 与 5826Fe 的质子数相同但中子数 不同，是两种不同的核素，C 错；30 g 60Fe 中含有的中子约为30 60 ×34 mol＝ 17 mol，D 正确。] 3．某元素的一种同位素 X 原子的质量数为 A，含 N 个中子，它与 1H 原子构成 HmX 分子，在 a g Hm X 中所含原子的物质的量为________，所含中子的物质 的量为________，所含质子数为________，所含电子数为________。 【答案】 a A＋m(m＋1) mol a A＋mN mol a A＋m(m＋A－N)NA a A＋m(m＋A －N)NA [思维建模] 求一定质量的某物质中微粒数的思维模板 物 质 的 质 量 ―――――――――――→÷摩尔质量来自质量数 物 质 的 量 ―――――――――――――――→ ×一个分子或离子中含某粒子个数 指定粒子的物质的量――→ ×NA 粒子数 命题点 2 元素、核素和同位素的含义及关系 4．同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列 有关叙述正确的是( ) A．14C 与 12C 是两种不同的元素或核素 B．通过化学变化可以实现 16O 与 18O 之间的相互转化 C．35Cl2 与 37Cl2 互为同素异形体 D．铯元素的两种同位素中 137Cs 比 133Cs 多 4 个中子 D [A 项，14C 与 12C 是同种元素的不同核素，错误；B 项，16O 与 18O 之间 的相互转化实际上是改变原子核的结构，不属于化学变化的范围，错误；C 项，35Cl2 与 37Cl2 都是 Cl2 的单质，不是同素异形体，错误；D 项，铯元素的 两种同位素中 137Cs 比 133Cs 多 4 个中子，正确。] 5．下列有关 18274W、18474W、18674W 的说法正确的是( ) A．它们是钨的三种元素 B．它们互为同位素 C.18474W 的中子数与质子数之差为 110 D．它们的所有性质几乎完全相同 B [它们是钨的三种核素，A 项错误；它们的质子数相同、中子数不同，互 为同位素，B 项正确；18474W 的质量数与质子数之差为 110，中子数与质子数 之差为 36，C 项错误；它们的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，D 项错误。] 6．H、D 与 16O、17O、18O 形成的不同水分子的分子式为___________________ _______________________________________________________________， 有________种不同的相对分子质量。 【答案】 H162 O、H172 O、H182 O、D162 O、D172 O、D182 O、HD16O、HD17O、 HD18O 5 [易错防范] 原子结构与同位素的认识 5 误区 (1)原子不一定都有中子，如 11H。 (2)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如 F 与 OH－。 (3)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 ＋ 4 与 OH－等。 (4)不同的核素可能具有相同的质子数，如 11H 与 31H；也可能具有相同的中子数， 如 146C 与 168O；也可能具有相同的质量数，如 146C 与 147N；也可能质子数、中子 数、质量数均不相同，如 11H 与 126C。 (5)不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 考点 2| 核外电子排布 (对应学生用书第 91 页) [考纲知识整合] 1．核外电子排布规律 2．原子或离子结构示意图 (1)下面为钠的原子结构示意图： (2) 分别表示粒子的符号为 S，Cl－，K＋。 [示例] 根据 1～18 号元素，确定符合下列条件的原子或元素 (1)原子核中无中子的原子：________。 (2)最外层有 1 个电子的元素：________。 (3)最外层有 2 个电子的元素：________。 (4)最外层电子数等于次外层电子数的元素：________。 (5)最外层电子数是次外层电子数 2 倍的元素：________；最外层电子数是次 外层电子数 3 倍的元素：________；最外层电子数是次外层电子数 4 倍的元 素：________。 (6)电子层数与最外层电子数相等的元素：________。 (7)电子总数为最外层电子数 2 倍的元素：________。 (8)次外层电子数是最外层电子数 2 倍的元素：________。 (9)内层电子总数是最外层电子数 2 倍的元素：________。 (10)电子层数是最外层电子数 2 倍的元素：________。 (11)最外层电子数是电子层数 2 倍的元素：________。 (12)最外层电子数是电子层数 3 倍的元素：________。 【提示】 (1)11H (2)H、Li、Na (3)He、Be、Mg (4)Be、Ar (5)C O Ne (6)H、Be、Al (7)Be (8)Li、Si (9)Li、P (10)Li (11)He、C、S (12)O 3．“10 电子”和“18 电子”微粒 (1)“10 电子”微粒 (2)“18 电子”微粒 H3C—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、H3C—OH…… 提醒： “2 电子”微粒：He、H－、Be2＋、Li＋ “14 电子”微粒：Si、N2、CO、C2H2 “16 电子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO [高考命题点突破] 命题点 1 利用电子排布规律推断元素和结构示意图的书写与判断 1．下列表示或说法正确的是( ) A．(2016·江苏高考)Mg2＋的结构示意图： B．(2015·江苏高考)氯离子(Cl－)的结构示意图： C．(2014·江苏高考)硫离子(S2－)的结构示意图： D．(2014·山东高考)核外电子排布相同的微粒化学性质也相同 A [B 项，Cl－的最外层为 8 电子；C 项，S2－的最外层为 8 电子；D 项， Na＋与 O2－的核外电子排布相同，但化学性质不同。] 2．原子核电荷数小于 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 A [当 n＝1 时，最外层电子数为 2＋1＝3，不合理；当 n＝2 时，最外层电 子数为 2×2＋1＝5，质子数为 2×22－1＝7，X 为 N；当 n＝3 时，最外层电子 数为 2×3＋1＝7，质子数为 2×32－1＝17，X 为 Cl。] 3．A、B、C、D 四种元素的核电荷数依次增大，它们的离子的电子层数相同且 最外层电子数均为 8。A 原子的 L 层电子数与 K、M 层电子数之和相等，D 原子的 K、L 层电子数之和等于电子总数的一半。 (1)则四种元素的元素符号依次是 A________，B________，C________， D________。 (2)C 的原子结构示意图为________。 (3)D 的离子结构示意图为________。 (4)B 的单质与 D 的最高价氧 化物对应的水化物 反应的化学方程式 为 ______________________________________________________________。 (5)A 单质与浓 H2SO4 共热的化学方程式为____________________________ ______________________________________________________________。 【解析】 A 原子的 L 层电子数与 K、M 层电子数之和相等，所以 A 的核电 荷数为 2×8＝16，A 为硫元素。D 原子的 K、L 层电子数之和等于电子总数 的一半，所以 D 原子的核电荷数是(2＋8)×2＝20，D 为钙元素。根据核电荷 数依次增大，它们的离子的电子层数相同且最外层电子数均为 8，可以判断 出 B 为氯元素，C 为钾元素。 【答案】 (1)S Cl K Ca (4)2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O (5)S＋2H2SO4(浓)===== △ 3SO2↑＋2H2O 命题点 2 “10e－”“18e－”等电子粒子的判断 4．下列各微粒：①H3O＋、NH＋ 4 、Na＋；②OH－、NH－ 2 、F－；③O2－ 2 、Na＋、 Mg2＋；④CH4、NH3、H2O。其中具有相同质子数和电子数的一组是( ) A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ B [①组质子数均为 11，电子数均为 10；②组质子数均为 9，电子数均为 10；③组质子数依次为 16、11、12，电子数依次为 18、10、10；④组质子 数、电子数均为 10。] 5．已知 A、B、C、D 是中学化学中常见的四种不同多核粒子，它们之间存在如 下关系： 【导学号：91720188】 (1)如果 A、B、C、D 均是 10 电子的粒子。请写出： A 与 B 反应的离子方程式为__________________________________________ ________________。 (2)如果 A 和 C 是 18 电子的粒子，B 和 D 是 10 电子的粒子。请写出： ①A 与 B 在溶液中反应的离子方程式为_______________________________ _______________________________________________________________。 ②根据上述离子方程式，可以判断 C 与 B 结合质子的能力大小是(用化学式 或离子符号表示)__________________________________________________。 (3)已知肼(H2N—NH2)和甲胺(H3C—NH2)都是 18 电子的分子。分析肼和甲胺 的结构特点并从中受到启发，写出与其具有相同电子数的有机化合物的结构 简式：__________________________________(至少写两个)。 【解析】 (1)若 A、B、C、D 均为 10e－粒子，根据图可知 A 为 NH＋ 4 ，B 为 OH－，C 为 NH3，D 为 H2O。 (2)若 A、C 为 18e－粒子，B、D 为 10e－粒子，由图示可知 A 为 H2S，B 为 OH－，C 为 HS－，D 为 H2O。 (3)根据 H2N—NH2、H3C—NH2 均为 18e－的分子，可得—NH2、—CH3 均为 9e－基团，其他为 9e－基团的还有—OH、—F。故构成 18e－的有机分子为 CH3—OH、CH3—F、CH3—CH3。 【答案】 (1)NH＋ 4 ＋OH－===== △ NH3↑＋H2O (2)①H2S＋OH－===HS－＋H2O ②OH－>HS－ (3)CH3—CH3、CH3—F、CH3—OH(任写 2 个) 1．两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 B [前 10 号元素中，氦原子与碳原子的核外电子层数之比与最外层电子数之 比相等，均为 1∶2，氢原子与铍原子的核外电子层数之比与最外层电子数之 比相等，均为 1∶2，故共有 2 对。] 2．(2018·太原模拟)短周期主族元素 X、Y、Z、R 的原子序数依次增大，核电荷 数之和为 36；X、Z 原子的最外层电子数之和等于 Y 原子的次外层电子数； R 原子的质子数是 Y 原子质子数的两倍。下列有关这四种元素的相关叙述正 确的是( ) A．X 的三种核素中均含有质子和中子 B．X 与 R 组成的化合物溶于水呈碱性 C．R 的离子结构示意图为 D．Y 与 Z 可形成两种氧化物 D [短周期主族元素 X、Y、Z、R 的原子序数依次增大，核电荷数之和为 36； X、Z 原子的最外层电子数之和等于 Y 原子的次外层电子数；R 原子的质子数 是 Y 原子质子数的两倍，由原子序数关系可知 X、Z 原子的最外层电子数之 和应为 2，Y 原子的次外层电子数为 2，则 X 为 H 元素，Z 为 Na 元素，Y 为 O 元素，R 为 S 元素。]