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第五章原子结构元素周期律课时1原子结构(时间：45分钟分值：100分)一、选择题(本题共10个小题，每题6分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。)1．据科学家预测，月球的土壤中蕴含着数百万吨的32He，每百吨32He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的总能量。在地球上氦元素主要以42He的形式存在。下列说法正确的是()。A.42He原子核内含有4个质子B.32He原子核内含有3个中子C.32He和42He互为同位素D.42He的最外层电子数为2，所以42He在反应中容易失去电子解析A选项中42He质量数为4，质子数为2；B选项中32He原子核内含有1个中子；C选项中32He和42He属于同种元素的不同核素，互称同位素；D选项中42He的最外层电子数为2，但42He的原子核外只有一个电子层，为饱和结构，故不易失去电子，很难参加化学反应。答案C2．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的组合是()。a．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e．①②③具有相同的质量f．①②③是三种不同的原子A．a、fB．b、cC．d、eD．e、f解析由题图可知所给出的是三种不同的原子，这三种原子都有1个质子，分别是11H、21H、31H，它们是氢的三种同位素；同素异形体是指同种元素组成的结构不同的单质；同位素物理性质不同，化学性质几乎相同。答案A3．(2014·山东省齐鲁名校高三年级联合测试，9)下列说法正确的是()。A.23592U与23892U互为同位素B．S2－的结构示意图：C．CaCl2中含有离子键和共价键D．M层电子数为奇数的主族元素的族序数，与该元素原子的M层电子数不一定相等解析S的核电荷数为16，B错误；CaCl2中含有离子键，但不含共价键，C错误；M层电子数为奇数的主族元素的族序数，与该元素原子的M层电子数一定相等，D错误。答案A4.136C—NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析。下列有关136C的说法正确的是()。A.136C的质量数是13，原子序数是6，核内有6个中子B.136C与金刚石、石墨、C60等互为同素异形体C．碳元素的相对原子质量为13D.136C是碳的一种核素，与126C互为同位素解析A中，136C核内有7个中子；B中，金刚石、石墨、C60为碳的不同单质，而136C为核素；C中，碳元素的相对原子质量是各种同位素相对原子质量的平均值。答案D5．今有A、B两种原子，A原子的M层电子数比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍。A和B分别是()。A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子C．氯原子和碳原子D．碳原子和铝原子解析设原子A的L、M两层电子数分别为x、y，依题意，A、B两原子的电子层结构：KLMA2xyB22xy＋3原子B的M层至少有3个电子，因而其L层的电子数必然是8个，求得x＝4。对原子A来说，L层有4个电子时，L层只能是最外层，即y＝0，y＋3＝3。因此，这两个原子核外电子排布：KLMA240B283故这两种原子分别为碳原子和铝原子。答案D6．据媒体报道，日本食品巨头明治公司生产的部分奶粉在检测中发现含有放射性元素铯(13755Cs)。下列有关说法正确的是()。A.13755Cs的中子数和核外电子数均为82B．Cs原子最外层只有1个电子，与H同主族，均属于碱金属元素C．相同质量的13555Cs和13755Cs的单质与足量水反应，失去的电子数相同D.13555Cs和13755Cs是两种不同的原子，但二者质子数相同解析本题考查原子结构，意在考查考生对原子结构相关知识的理解判断能力。选项A，13755Cs的中子数为82，核外电子数为55，A项错误。选项B，H位于ⅠA族，但不属于碱金属元素，B项错。选项C，相同质量的13555Cs和13755Cs的单质的物质的量不同，与足量水反应，失去的电子数不同，C项错。选项D，13555Cs和13755Cs是铯元素两种不同原子，二者质子数均为55，D项正确。答案D7．近20年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学研究中获得广泛应用。如在陆地生态研究中，2H、13C、15N、18O、34S等被视为环境分析指示原子。下列说法正确的是()。A．34S原子核内的中子数为16B．1H182O的摩尔质量为20g·mol－1C．13C和15N核内的质子数相差2D．2H＋的核外电子数为2解析A项中S为16号元素，质量数为34，则中子数为34－16＝18，错误；B项中1H182O的摩尔质量＝(1×2＋18)g·mol－1＝20g·mol－1，正确；C项中C为6号元素，N为7号元素，质子数相差1，错误；D项中2H＋的核外电子数为0，错误。答案B8．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，是强还原剂，故B错，D对；H、D、T之间互称同位素，C错。答案D9．氯的原子序数为17,35Cl是氯的一种同位素。下列说法正确的是()。A．35Cl原子所含质子数为18B．1/18mol的1H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023C．3.5g35Cl2气体的体积约为22.4LD．35Cl2气体的摩尔质量为70解析35Cl所含质子数为17，A错误；1个1H35Cl分子中含有18个中子，B正确；C项无所处状态，错误；摩尔质量有单位，单位为g·mol－1，D错误。答案B10．已知X、Y是原子核电荷数不大于18的元素。X原子的最外层电子数为a，次外层电子数为a＋2；Y原子的最外层电子数为b－5，次外层电子数为b。则X、Y两元素形成化合物的组成是()。A．XY2B．Y4XC．Y2X3D．YX3解析X、Y的次外层(a≠0，a＋22；b－50，b5)不可能是K层，即最外层为第3层(X、Y核电荷数小于18)，这样得出X的核外电子排布为2、8、6，为硫，Y的核外电子排布为2、8、3，为铝，形成化合物为Al2S3，所以选C。答案C二、非选择题(本题共5个小题，共40分)11．(7分)现有下列9种微粒：11H、21H、136C、146C、147N、5626Fe2＋、5626Fe3＋、168O2、168O3。按要求完成以下各题：(1)11H、21H、31H分别是氢元素的一种________，它们互称为________。(2)互为同素异形体的微粒是________。(3)对于AZXnb，按下列要求各举一例(要求：每小题分别写出符合题意的两种粒子，且从以上所给微粒中选择)：①Z、n、b相同而A不同：_______________________________________；②A、n、b相同而Z不同：____________________________________________：③A、Z、b相同而n不同：____________________________________；④Z、n、A相同而b不同：_______________________________。解析第(1)题，考查核素、同位素的区别。第(2)题，同种元素的不同单质互为同素异形体，只有168O2和168O3符合要求。第(3)题，①要求Z、n、b相同而A不同，应该是同位素原子。②要求Z不同而A、n、b相同，应该是质量数相同的不同元素的原子。③n是微粒的电荷数，要求Z、A、b相同而n不同，应该是同一元素的不同价态的离子。④b是原子个数，要求Z、n、A相同而b不同，应该是同素异形体。答案(1)核素同位素(2)168O2和168O3(3)①11H、21H(或136C、146C)②146C、147N③5626Fe2＋、5626Fe3＋④168O2、168O312．(6分)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4，M元素原子的最外层电子数与次外层电子数之比为3∶4，且M原子的质子数是Y原子的2倍；N－、Z＋、X＋的半径逐渐减小；化合物XN在常温下为气体。据此回答下列问题：(1)写出Z与N形成的化合物的电子式____________。(2)X与Y可分别形成10电子和18电子的分子，写出该18电子分子转化成10电子分子的化学方程式________________________________(分解反应)。解析由题意知Y是氧元素，M是硫元素，N是氯元素，X是氢元素，Z是钠元素。(1)Na与Cl形成的化合物是NaCl，其电子式为Na＋[··Cl······]－。(2)H与O形成的10电子分子是H2O，形成的18电子分子是H2O2，二者之间的转化为2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑。答案(1)Na＋[··Cl······]－(2)2H2O2=====MnO22H2O＋O2↑13．(9分)(2014·枣庄三中月考)有原子序数依次增大的4种短周期元素X、Y、Z、W，已知：①X与Z、Y与W分别具有相同的最外层电子数；②X与Y能形成X2Y、X2Y2两种共价化合物；③Y的阴离子(单核)与Z的阳离子的核外电子数都为10；④W原子的最外层电子数为K层电子数的3倍。请根据以上叙述填空：(1)W的原子结构示意图为________；X、Y与Z形成的化合物的电子式为________。(2)Z与W的离子半径大小为Z________W(填“”、“”或“＝”)。(3)Z与W形成的化合物溶于水显________性(填“酸”或“碱”)，原因是(用离子方程式表示)___________________________________________。解析X与Y能形成X2Y、X2Y2两种共价化合物，则X为氢，Y为氧，Z为钠，W为硫。答案(1)(2)(3)碱S2－＋H2OHS－＋OH－14．(10分)现有部分短周期元素的性质或原子(或分子)的结构如下表所示：元素编号部分短周期元素的性质或原子(或分子)的结构T最外层电子数是次外层电子数的3倍X常温下单质为双原子分子，分子中含有3对共用对电子YM层比K层少1个电子Z第3周期元素的简单离子中半径最小回答下列问题：(1)写出元素T的原子结构示意图：____________。(2)元素Y与元素Z相比，金属性较强的是________(用元素符号表示)，下列表述中能证明这一事实的是________(填序号)。A．Y单质的熔点比Z单质的低B．Y的化合价比Z的低C．Y单质与水反应比Z单质与水反应剧烈D．Y的最高价氧化物对应水化物的碱性比Z的强(3)T、X、Y、Z中有两种元素能形成既含有离子键又含有共价键的化合物，写出该化合物的化学式：_____________________________，该化合物与CO2反应的化学方程式为______________________________。(4)元素T和氢元素以原子个数之比1∶1形成化合物Q，元素X与氢元素以原子个数之比1∶2形成常用作火箭燃料的化合物W，Q与W发生氧化还原反应生成X单质和T的另一种氢化物，写出该反应的化学方程式：_______________________________________。解析由表中信息可知T为氧元素，X为氮元素，Y为钠元素，Z为铝元素。Na比Al的金属性强，与水反应时Na比Al剧烈，最高价氧化物对应水化物的碱性NaOH比Al(OH)3强。这四种元素中，由其中两种元素形成的既含有离子键又含有共价键的化合物是Na2O2。氧元素与氢元素形成的原子个数之比为1∶1的化合物Q是H2O2，氮元素与氢元素形成的原子个数之比为1∶2的化合物是N2H4，两者