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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
进阶训练A
1.下列说法正确的是( )
A.质子数相同的粒子一定是同种元素的原子
B.同种元素的原子质子数一定相同
C.所有的原子都是由质子、中子、电子构成
D.有氧气参加的反应叫做氧化反应
2.某不带电荷的微粒含有 6 个电子,7 个中子,则它的化学符号可表示为( )
A.13Al B.7N
C.6C D.13C
3.在原子中,下列关系中一定正确的是( )
A.质子数=核电荷数
B.相对原子质量=质子数+中子数
C.质子数≠中子数
D.相对原子质量=质子数+核外电子数
4.关于Xn+的描述,下列正确的是( )
A.该微粒核外有Z个电子
B.该微粒核外有A个电子
C.该微粒核外有Z+n个电子
D.该微粒核外有Z-n个电子
5.关于下面8种微粒中子数相同的微粒是( )
① eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) O ② eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) F ③ eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1()) C ④Mg ⑤Mg
⑥Na ⑦Na+ ⑧Cl
A.④⑦ B.①②③
C.①② D.④⑥⑦
6.下列各组粒子中质子数和电子数均相同的是( )
A.CH4、H2O、Na+ B.F2、Ar、HCl
C.H3O+、NH、Na D.O2-、Mg2+、Ne
7.已知原子M的原子核内有n个中子,M原子的质量数为A,则m g M2+中所含电子的物质的量是( )
A.mol B.mol
C.mol D.mol
8.下列数字为几种元素的核电荷数,其中原子核外最外层电子数最多的是( )
A.8 B.14
C.16 D.17
9.下列各组微粒中,各电子层上的电子数均为2n2的是( )
A.He与H B.F与Na+
C.Ne与Ar D.He与Mg2+
10.已知三种元素,其原子最外层电子数之和为17,核内质子数之和为31,满足上述条件的一组元素是( )
A.N P Cl B.P O S
C.N O S D.O P Cl
11.离子A3+和B2-具有相同的电子层结构,若A的原子序数为n,则A、B的原子核外电子数之和为( )
A.2n-3 B.n-3
C.2n-5 D.2n-8
12.A、B两种原子,A的L电子层比B的M电子层少3个电子,B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的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.碳原子和氯原子 D.碳原子和铝原子
13.下列各分子中,所有原子最外层都满足 8 电子稳定结构的是( )
A.HCl B.CH4
C.BF3 D.PCl3
进阶训练B
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.两种元素原子X和Y,X原子的M层比Y原子的M层少3个电子,Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍,则X、Y分别是( )
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氮原子
C.氮原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
2.下列各组中的物质,含电子数相等的是( )
A.等物质的量的NO和CO
B.等物质的量的CO和N2
C.等电荷数的S2-和K+
D.等质量的Mg和Al
3.下列关于下图所示的四种粒子结构示意图的说法正确的是( )
① ② ③ ④
A.①和④表示的微粒均为离子
B.它们分别属于四种元素
C.在化学反应中②易失电子,③易得电子
D.②对应的元素属于非金属元素
4.下列关于核外电子层结构的说法中错误的是( )
A.N层为最外层时,最多只可容纳8个电子
B.N层为最外层时,最多只可容纳18个电子
C.不管L层是否是最外层,最多可容纳8个电子
D.K层,最多只可容纳2个电子
5.下列微粒的结构示意图中,错误的是( )
①Li ②Cl ③Mg2+
④K ⑤P ⑥F
A.②③④⑥ B.①④⑤⑥
C.①②⑤⑥ D.①②④⑤
6.某元素原子核外L 层电子数是K 层和 M层电子数之和的两倍。则该元素是( )
A.Na B.Mg
C.Ne D.Cl
7.核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子相比较,下列数据中前者是后者4倍的是( )
①电子数 ②最外层电子数 ③电子层数 ④次外层电子数
A.①④ B.①③④
C.①②④ D.①②③④
8.X、Y、Z、R分别代表四种元素,若aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同,且m>n,则下列关系正确的是( )
A.a-b=m+n B.a>b>d>c
C.a>b>c>d D.b+d=m+n
9.两种微粒的核外电子数相同,核电荷数不同,则它们可能是( )
A.两种不同元素的原子
B.两种所带电荷数相同的离子
C.同一元素的原子和离子
D.两种不同元素的原子
二、非选择题
10.回答下列问题
(1)某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图是 。
(2)已知某粒子的结构示意图为。
试回答:①当x-y=10时,该粒子为 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
②当y=8时,粒子可能为 、 、 、 、 (填名称)。
进阶训练C
1.根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确的是( )
A.K层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等
B.L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
C.L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等
D.M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等
2.元素的原子最外层电子得到或失去后,一定不会改变的是( )
①元素种类;②化学性质;③相对原子质量;④微粒电性;⑤原子核;⑥电子层数;⑦最外层电子数;⑧核外电子总数。
A.②③⑤ B.②④⑥⑧
C.②⑤ D.①③⑤
3.简单离子Rn-的两个电子层都已充满,与Rn-电子数相同的简单离子(包含Rn-)通常共有( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
4.Co的衰变方程式为Co→Ni+ eq \o\al(\s\up1(),\s\do1(-1)) e+Ve,其中Ve是反中微子,它的电荷为零,静止质量可以为零。
(1)下列关于Co的叙述中,错误的是 (填字母)。
A.质子数是27 B.电子数是27
C.质量数是27 D.中子数是60
(2)在上述衰变方程式中,衰变产物Ni的质量数A为 ,核电荷数Z为 。
(3)元素的化学性质主要取决于 (填字母)。
A.最外层电子数 B.核内中子数
C.核内质子数 D.质量数
(4)不同种元素的本质区别是 (填字母)。
A.质子数不同 B.中子数不同
C.电子数不同 D.质量数不同
答案与解析
进阶训练A
1.答案:B
解析:质子数相同的粒子不一定是同种元素的原子,如水分子和氨分子是不同的分子,但质子数相等,都为10,故A错误;质子数相同的同一类原子的总称为元素,则同种元素的质子数必定相同,故B正确;所有的原子不一定是由质子、中子、电子构成的,如H不含有中子,故C错误;有氧气参加的反应不一定是氧化反应,如氧气生成臭氧的反应是有氧气参加的反应,但是反应中氧元素的化合价并没有改变,不是氧化还原反应,故D错误。
2.答案:D
解析:微粒不带电荷,则质子数=电子数= 6,为碳元素,含7 个中子,质量数为6+7=13,则它的化学符号为 eq \o\al(\s\up1(13),\s\do1()) C或13C,D符合。
3.答案:A
解析:在原子中质子数一定等于核电荷数,A正确;在原子中,质量数=质子数+中子数,相对原子质量=,近似计算中用质量数代替相对原子质量,B错误;质子数与中子数可能相等、可能不相等,如2H中质子数和中子数相等,1H中质子数和中子数不相等,C错误;相对原子质量=,D错误。
4.答案:D
解析:原子符号左上角数字表示质量数,左下角数字表示质子数,所以该元素的原子核内有Z个质子,原子核外有Z个电子,但该微粒为阳离子,带n个正电荷,所以核外有Z-n个电子。
5.答案:D
解析:根据核素中中子数=质量数-质子数,故① eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) O的中子数=18-8=10,② eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1()) F的中子数=18-9=9,③ eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1()) C的中子数=12-6=6,④Mg的中子数=24-12=12,⑤Mg的中子数=25-12=13,⑥Na的中子数=23-11=12,⑦Na+的中子数=23-11=12,⑧Cl的中子数=35-17=18,综上分析可知,④⑥⑦的中子数均为12。
6.答案:B
解析:C的质子数为6,H的质子数为1,O的质子数为8,Na的质子数为11,所以CH4、H2O、Na+的质子数分别为:10、10、11,电子数分别为10、10、10,故A错误;Cl的质子数为17,H的质子数为1,Ar的质子数为18,F的质子数为9,所以F2、Ar、HCl的质子数分别为:18、18、18,电子数分别为18、18、18,故B正确;N的质子数为7,H的质子数为1,O的质子数为8,Na的质子数为11,所以H3O+、NH、Na的质子数分别为:11、11、11,电子数分别为10、10、11,故C错误;Mg的质子数为12,Ne的质子数为10,O的质子数为8,所以O2-、Mg2+、Ne的质子数分别为:8、12、10,电子数分别为10、10、10,故D错误。
7.答案:C
解析:M原子的中子数为n,质量数为A,则其质子数为(A-n),则M2+离子的电子数为(A-n-2),m g M2+的物质的量为mol,则m g M2+中所含电子的物质的量为mol。
8.答案:D
解析:选项中各原子的最外层电子数分别为6、4、6、7,最外层电子数最多的是7。
9.答案:D
解析:H原子的最外层电子为1个,不满足2n2,A项错误;F原子的最外层电子为7个,不满足2n2,B项错误;Ar原子的第三层电子数为8个,不满足2n2,C项错误;He只有一层,且电子数为2个,满足2n2,Mg2+有两层电子,分别为2和8,满足2n2,D项正确。
10.答案:C
解析:N、P、Cl三种元素原子的最外层电子数为17,但原子核内质子数为39,A不符合题意;P、O、S三种元素原子的最外层电子数为17,但原子核内质子数为39,B不符合题意;N、O、S三种元素原子的最外层电子数为17,原子核内质子数为31,C符合题意;O、P、Cl 三种元素原子的最外层电子数为18,但原子核内质子数为40,D不符合题意。
11.答案:C
解析:离子A3+和B2-具有相同的电子层结构,若A的原子序数为n,即A的原子核内含有n个质子,A原子核外含有n个电子,设B的质子数为b,则有n-3=b+2,得b=n-5,则A、B的原子核外电子数之和为n+b=n+n-5=2n-5。
12.答案:C
解析:A的L层比B的M层少3个电子,B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍,说明A、B的核外电子层数分别为2、3;L层最多排8个电子,B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍,说明B的L层有8个电子,A的L层有4个电子,A是碳原子;A的L层比B的M层少3个电子,B为氯原子。
13.答案:D
解析:HCl中氢原子最外层2个电子,不满足8电子稳定结构,故A错误;CH4中氢原子最外层2个电子,不满足8电子稳定结构,故B错误;BF3中B原子的最外层电子数为3+3=6,不满足8电子稳定结构,故C错误;PCl3中P原子的最外层电子数为5+3=8,Cl原子的最外层电子数为1 +7=8,均满足8电子稳定结构,故D正确。
进阶训练B
1.答案:D
解析:由于Y原子的M层电子比X原子的M层电子多3个电子,说明Y的M层电子数至少有3个,那么Y的L层必定有8个电子;Y原子的L层电子数恰好是X原子L层电子数的两倍,则X的L层只有4个电子,M层无电子。由此推出Y的核外电子总数为13,X的核外电子总数为6;所以X、Y的核电荷数分别是6和13,即为碳原子和铝原子。
2.答案:B
解析:每个NO分子含有15个电子,每个CO含有14个电子,等物质的量的NO和CO所含电子数不同,A不符合题意;每个CO分子含有14个电子,每个N2含有14个电子,等物质的量的CO和N2所含电子数相同,B符合题意;S2-和K+都含有18个电子,等电荷数的S2-和K+物质的量之比为1∶2,因此所含电子数不相等,C不符合题意;Mg原子含有12个电子,Al原子含有13个电子,设Mg和Al的质量均为a g,Mg所含电子的物质的量为×12=,Al所含电子的物质的量为×13=,二者电子数不相等,D不符合题意。
3.答案:C
解析:由①粒子的结构示意图可知,质子数<核外电子数,为阴离子,由④粒子的结构示意图可知,质子数=核外电子数,为原子,故A错误;同种元素质子数一定相同,①③的质子数都是8,所以两者属于同种元素,它们表示三种不同的元素,故B错误;由②结构示意图,最外层电子数是2,小于4,在化学反应中易失去2个电子而形成阳离子,由③结构示意图,最外层电子数是6,多于4,在化学反应中易得到2个电子而形成阴离子,故C正确;由②结构示意图可知,质子数= 12,为镁元素,属于金属元素,故D错误。
4.答案:B
解析:除K层外,当其它电子层为最外层时,最多只可容纳8个电子,A正确;N层是第4层,原子核外最多容纳32个电子,由于原子核外最外层是8个电子时是稳定结构,故当其为最外层时,最多只可容纳8个电子,B错误;L层是第2电子层,最多容纳8个电子,当其为最外层时,最多容纳8个电子,因此不管L层是否是最外层,最多可容纳8个电子,C正确;K层是原子核外的第1电子层,最多只可容纳2个电子,D正确。
5.答案:D
解析:①错误,K层最多只能容纳2个电子;②错误,Cl的核电荷数为17;④错误,最外层电子不能超过8个;⑤错误,M层上电子应为5个。
6.答案:B
解析:L层电子数是K层和M层电子数之和的两倍,L层电子数为8,K层电子数为2,则M层电子数为-2=2,说明该元素原子M层的电子数为2,是镁元素的原子。
7.答案:A
解析:核电荷数为16的元素和核电荷数为4的元素的原子的电子数分别是16和4,最外层电子数分别是6和2,电子层数分别是3和2,次外层电子数分别是8和2,故A正确。
8.答案:C
解析:由题干可知,aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同,即四种离子的核外电子数相等,又原子的核外电子数等于质子数,故有a-m=b-n=c+n=d+m,据此进行解题。由分析可知:a-m=b-n,则a-b=m-n,A错误;由分析可知:a-m=b-n=c+n=d+m且m>n,故a>b>c>d,B错误,C正确;由分析可知:b-n=d+m ,则b-d=m+n,D错误。
9.答案:B
解析:原子中核外电子数等于核电荷数,如果是两种不同元素的原子,核电荷数一定不相等,则核外电子数一定不相同,故A错误;两种不同的离子,如钠离子和氟离子,核外电子数都是10,核电荷数分别为11和9,故B正确;同种元素原子和离子,其核电荷数相等,核外电子数不等,与题干不符,故C错误;两种不同元素的原子,核电荷数一定不相等,核外电子数不可能相等,故D错误。
10.答案;(1) INCLUDEPICTURE "+15285.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\23试吧人教化学必修第一册(成书)\\新建文件夹\\+15285.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\wth\\Desktop\\3\\2023《试吧大考卷》人教化学必修第一册\\+15285.TIF" \* MERGEFORMATINET (2)原子 氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(答案合理即可)
解析:(1)设:核电荷数=质子数=a,元素原子的电子层数为x,最外层电子数为y,依题意:a=5x,a=3y,则5x=3y,x=。因原子的最外层电子数不超过8,即y为1~8的正整数,故仅当y=5,x=3时合理,该元素的核电荷数为15;(2)①当x-y=10时,x=10+y,说明核电荷数等于核外电子数,所以该粒子应为原子;②当y=8时,粒子可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子(答案合理即可)。
进阶训练C
1.答案:C
解析:在C选项中如电子排布为2、8、1,2、8、2等元素不符合。
2.答案:D
解析:元素的原子最外层电子得到或失去后:①元素种类不变;②化学性质发生改变;③相对原子质量与电子数无关,不会改变;④变成阳离子或阴离子,微粒的电性发生改变;⑤原子核不会发生改变;⑥原子失去最外层电子,电子层数减少;⑦最外层电子数一定会变;⑧核外电子总数一定会变;综上所述,元素的原子最外层电子得到或失去后,一定不会改变的是①元素种类、③相对原子质量、⑤原子核。
3.答案:D
解析:Rn-的两个电子层都充满为10e-,则10e-的简单离子包括N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+共6种。
4.答案:(1)CD (2)60 28 (3)A (4)A
解析:(1)Co中质子数为27,电子数为27,质量数为60,中子数为60-27=33;(2)在衰变过程中,衰变出的电子和反中微子质量数都为0,使得衰变产物质量数没变化,但质子数变为27+1=28,核电荷数与质子数相同;(3)元素的化学性质主要由最外层电子数决定;(4)元素是指具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称,故不同种元素的本质区别是质子数不同。
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