2.3原子结构的模型 同步培优练习（word版 含解析）

2.3原子结构的模型
一、选择题
1．某元素原子A的质子数为a，已知B3＋和A2－具有相同的核外电子数，则B元素的质子数为（???
）
A．a－2＋3
B．a＋2＋3
C．a－2－3
D．a＋2－3
2．22
岁的中国在读博士生曹原被评为
2018
年度影响世界的十大科学人物，并名列首位，
因为他发现了让石墨烯实现超导的方法，为了超导材料的研究打开了一片新天地。石墨烯是从石墨中分离出来的一层或多层碳原子构成的石墨片，下列相关说法正确的是
A．石墨烯不可以转变成金刚石，因为它们组成的元素种类相同
B．超导材料适合用来做家庭电路中输电导线
C．石墨烯属于单质，但不具可燃性
D．石墨烯和石墨互为同位素
3．法国里昂的科学家发现了一种由四个中子构成的微粒，这种微粒被称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”，它与天体中的中子星构成类似。下列有关“四中子”微粒的说法正确的是
A．该微粒是一种原子
B．该微粒不显电性
C．该微粒与普通中子互为同位素
D．该微粒的质量为4克
4．几种微粒具有相同的核电荷数，则可说明（??
）
A．核外电子数一定相等
B．一定是同一元素
C．彼此之间一定是同位素
D．可能是同一元素
5．核外电子数相同，核内质子数不同的两种粒子，它们可能是
①一种元素的原子和另一种元素的离子；②同种元素的原子和离子；③两种不同元素的原子；④两种不同元素的离子
A．①④
B．①②
C．②③
D．③④
6．现代科学家又发现了
H3、C60、C90、C240、N5、N60…据此可作出的正确推测是（
）
①同种元素可以形成多种同素异形体
②单质可能存在复杂的分子结构
③单质的研究具有广阔的研究前景
④同种元素形成的单质之间可能存在更多的互相转化．
A．只有①②
B．只有②③
C．只有③④
D．①②③④
7．具有相同原子数和电子数的分子或离子叫等电子体。已知氢、碳、氮、氧、硫、磷六种元素的原子序数分别为1、6、7、8、15、16，则下列各组粒子中不属于等电子体的是（
）
A．CO和N2
B．H2O和NH3
C．NH4+
和CH4
D．PO43-
和SO42-
8．无放射性的同位素称为“稳定同位素”，在陆地生态系统研究中
等常用作环境分析指示物．下列有关“稳定同位素”的说法正确的是（　　）
A．
与
的化学性质相同
B．
的酸性比
的酸性更强
C．
与
原子核内的质子数相差2
D．
原子核内中子数为16
9．科学家设想宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质--反物质，物质与反物质相遇会释放出巨大的能量，在能源研究领域中前景可观.正电子、负质子等都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质子相比较，质量相等，但电性相反.请你推测反氢原子的结构可能是（　　）
A．由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
B．由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子构成
C．由1个带正电荷的质子和1个带正电荷的电子构成
D．由1个带负电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
10．图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的是（
）
A．原子中a与c的数目一定相同
B．原子中b与c的数目一定相同
C．决定该原子种类的粒子是b
D．原子的质量集中在a和c上
11．1911年，英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，这就是著名的α粒子散射实验。该实验不能证明的是（
）
A．原子核体积很小
B．原子不是实心球体，大部分空间是空的
C．原子核是由质子和中子组成
D．原子核质量比较大
12．1909年卢瑟福领导的团队用一束α粒子（带正电荷）轰击金箔时发现了如图所示的实验现象。由实验得出的结论合理的是（　　）
A．多数α粒子直接穿过，说明原子核外是空的，不存在其他粒子
B．少数α粒子发生偏移，说明原子核外电子质量较大且带负电
C．极少数α粒子被反弹，说明原子核体积很小、质量较大
D．该实验说明α粒子无法穿透原子和原子间空隙
13．下列关于Fe、Fe2+、Fe3+的说法中，正确的是（　　）
①它们的质子数不同　②它们的核外电子排布不同　③它们的最外层电子数不同　④它们的相对原子质量相同　⑤它们的化学性质相同　⑥它们是同种元素
A．①③⑤
B．②④⑤⑥
C．②③④⑥
D．①②③⑥
14．已知R元素的相对原子质量m与其原子核内的质子数和中子数之和在数值上相等。若R2－核外有X个电子，则其原子核内的中子数为（　　）
A．m-x+2
B．m+x-2
C．m-x-2
D．m+x+2
15．重水的主要作用是作为核反应堆的减速剂。一个重水分子是由两个重氢原子和一个氧原子构成，重氢原子的核电荷数是1，相对原子质量是2，下列说法正确的是（
）
A．重氢原子核内有2个中子
B．重氢离子核外有2个电子
C．重氢原子和氢原子是同位素原子
D．重水的相对分子量是18
二、填空题
16．按要求填空
（1）①氕、氘、氚??
②金刚石、石墨??
③35Cl、37Cl??
④H2O、H2D
①互为同位素的是________（填序号，下同）
②互为同素异形体的是________
（2）18O的中子数为________，它与H元素形成的化合物的电子式为________．
17．、、分别表示氢元素的三种原子，其上、下标的意义如图所示。、、可简写成1H、2H、3H。
(1)1H、2H、3H三种原子中，______数目不等（选填“质子”或“中子”或“电子”）；
(2)相同分子数的2H2和3H2分别与足量O2反应全部转化成H2O，生成的质量前者______（选填“大于”或“等于"或“小于”）后者。
18．请从“构成物质微粒”的角度对下列物质进行分类：氢气、水、硫酸铜、汞、氯化钠、氦气。写化学式）
①由原子构成的物质：______；
②由分子构成的物质：______；
③由离子构成的物质：______。
19.建立模型是学习科学的重要方法，
氧原子结构示意图的模型可表示为
（1）你认为与氧原子化学性质相似的是______________
（2）下列原子在化学反应中得失电子后形成的离子与氧离子核外电子数相同的有______________
A．
B．
C．
D．
20．目前许多国家都在大力进行氚氘热核聚变自持反应堆的研究开发，并已取得了重要进展。氚和氘原子在一定条件下发生以下反应：
（1）氦核中质子数是___________，图中属于同种元素的微粒是___________和___________
（2）该核反应不是化学变化，下列原因解释正确的是___________
A．原子种类发生变化
B．元素种类发生变化
C．有能量的变化
三、简答题
21．化学上通常用AZX来表示一种原子的组成。其中X为元素符号,Z为核电荷数，A为相对原子质量(相对原子质量≈质量数)。现有126
C、136C
两种粒子
回答：
（1）它们是否属于同一种元素？为什么？
（2）比较这两种原子的不同点。
22．人们为了揭示原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。以下是英国科学家卢瑟福进行的探究。
（过程与现象）1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子（带正电）轰击金箔实验。结果发现：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
（解释与结论）
(1)绝大多数α粒子穿过金箔后方向不变，说明______；
(2)通过上述实验，可推出的原子结构模型为______；
(3)（分析与应用）当α粒子轰击金箔时，如图所示的运动轨迹不可能是______（填字母）。
四、探究题
23．探究原子结构的奥秘，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的ɑ粒子轰击金箔实验。[实验装置]如图甲所示：①ɑ粒子发生器——放射性物质放出ɑ粒子（带正电荷）质量是电子质量的7000多倍；②金箔——作为靶子，厚度1?m，重叠了3000层左右的原子；③探测屏——ɑ粒子打在上面发出闪光。
[实验现象]如图乙所示：绝大多数ɑ粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数ɑ粒子却发生了的偏转，并且有极少数ɑ粒子发生较大的偏转甚至像是被金箔弹了回来。
[分析解释]
（1）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子结构中的________。
推测原子中存在这个“很小的结构”的证据是_____。
（2）若原子的质量、正电荷在原子内均匀分布，则ɑ粒子___（填“会”或“不会”）发生偏转。
（3）1微米金箔包含了3000层金原子，绝大多数ɑ粒子穿过后方向不变说明：____。
参考答案
1．B
【详解】
设元素B的质子数是y，A元素原子的质子数为a，A原子的核外电子数为a，所以A2-的核外电子数等于a+2，同理阳离子B3+的离子中带有（y-3）个电子。因为B3+和A2-具有相同的核外电子数；所以a+2=y-3，即y=a+2+3。
故选：B。
2．B
【解析】
【详解】
A、石墨烯在一定条件下可以转变成金刚石，因为它们组成的元素种类相同，选项说法错误；故不符合题意；
B、超导体材料的电阻较小或为零，用超导体进行远距离输电可以增加输电效率，选项说法正确；故符合题意；
C、石墨烯属于单质，其组成元素为碳，具有可燃性，选项说法错误；故不符合题意；
D、石墨烯和石墨属于同素异形体，不是同位素，选项说法错误；故不符合题意；
故选B
3．B
【解析】
【详解】
A．该微粒只有中子，不是原子，故A错误；
B．不显电性，因为只有中子，中子不带电，故B正确；
C．该微粒不是原子，同位素必须是原子，故C错误；
D．1个质子的质量=1个中子的质量，微粒的质量数为4，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】
【详解】
A、几种微粒具有相同的核电荷数，核外电子数不一定相等，比如钠原子和钠离子，核电荷数都是11，但核外电子数钠原子是11，而钠离子是10。选项A错误；
B、几种微粒具有相同的核电荷数，不一定是同一元素，如水分子和氖原子，核电荷数都是10，但它们不是同种元素。选项B错误；
C、几种微粒具有相同的核电荷数，彼此之间不一定是同位素，因为同位素同属一种元素，如水分子和氖原子，核电荷数都是10，但它们不是同一种元素。选项C错误；
D、几种微粒具有相同的核电荷数，可能是同一种元素。比如钠原子和钠离子，核电荷数都是11，属同种元素，再如水分子和氖原子，核电荷数都是10，但它们不是同种元素。选项D正确。故选D。
5．A
【解析】
【详解】
①一种元素的原子和另一种元素的离子，符合不同质子数、相同电子数的两种粒子，故正确；
②同一元素，质子数就一定相同，故错误；
③不同元素的原子，电子数肯定不同，故错误；
④不同元素的离子，如Na+?
和
Mg2+，都是离子，而且质子数不同，而电子数相同，故正确。
故选A。
6．D
【详解】
①同一种元素可以组成不同的单质，如碳元素可形成C60、C90、C240多种同素异形体，故①正确；
②单质中每个分子可以含有不同的原子，可能存在复杂的结构，如C240肯定是复杂的分子，故②正确；
③由同一种元素可以组成很多不同的单质，从我们课本熟悉的C60可知这些新物质都有着特殊的性质，所以研究这些物质前景广阔，故③正确；
④同种元素形成的单质之间能相互转化，单质越多，则可能存在更多的相互转化，从我们课本熟悉的氧气和臭氧之间可以相互转换可知，同素异形体之间可以相互转换，
故④正确；
故选：D。
7．B
【详解】
A.
CO和N2
的原子数都是2，电子数都是14，它们是等电子体，故A不合题意；
B.H2O有3个原子，而NH3有4个原子，二者原子数不同，它们不是等电子体，故B符合题意；
C.
NH4+?和CH4
的原子数都是5，电子数都是10，它们是等电子体，故C不合题意；
D.
PO43-?和SO42-
的原子数都是5，电子数都是50，它们是等电子体，故D不合题意。
故选B。
8．A
【详解】
A、
与
的质子数相同，化学性质相同，故A正确；
B、2H+与1H+都是氢离子，化学性质相同，即2H+的酸性与1H+的结合OH-的能力相同，故B不正确；
C、C原子的质子数为6，N原子的质子数为7，则13C和15N原子核内的质子数相差，故C不正确；
D、34S原子核内的中子数为，故D不正确。故选A。
9．B
【解析】
【详解】
A、由一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成的，这是正常氢原子的构成，故A说法错误；
B、由一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成的，符合反氢原子的构成，故B说法正确；
C、由一个带正电荷的质子和一个带正电荷的电子构成的，不正确，因为原子不显电性，不能都带正电荷。故C说法错误；
D、由一个带负电荷的质子和一个带负电荷的电子构成，不正确，原子不显电性，不能都带负电荷。故D说法错误。
故选：B。
10．A
【详解】
A．原子中质子数=电子数，a与c的数目一定相同，故正确；
B．质子数和中子数不一定相等，原子中b与c的数目不一定相同，故错误；
C．质子数决定元素的种类，决定该原子种类的粒子是c，故错误；
D．原子的质量主要集中在原子核上，集中在b和c上，故错误。
故选：A。
11．C
【详解】
A．根据图片可知，只有少数α粒子受到电磁力而发生偏转，这说明原子核体积很小，故A正确不合题意；
B．绝大部分α粒子直接穿过，根本没有受到撞击，这说明原子不是实心球体，大部分空间是空的，故B正确不合题意；
C．α粒子发生偏转，只能说明原子核内含有质子，没有任何现象说明其中后中子，故C错误符合题意；
D．α粒子偏转的角度非常大，说明受到的电磁力很大，即原子核质量比较大，故D正确不合题意。
故选C。
12．C
【详解】
AD．大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向，说明原子核很小，原子核外有很大的空间，不能说明不存在其他粒子，核外有电子质量很小，故AD错误；
B．有少数α粒子发生偏移，说明原子核带正电，但不能说明电子质量较大且带负电，故B错误；
C．极少数α粒子被反弹，说明原子核体积很小、质量较大只有碰到质量比它大很多的物质才被反弹回来，故C正确。
故选C。
13．C
【详解】
①铁原子失去2个电子形成Fe2+、铁原子失去3个电子形成Fe3+，Fe、Fe2+、Fe3+属于同种元素的原子和离子，则质子数相同，故①错误；
②因原子失去电子变为阳离子，Fe2+、Fe3+的电荷不同，则它们由原子变为离子时失去的电子不同，即它们的核外排布不同，故②正确；
③它们的最外层电子数不同，Fe的核外电子数等于核内质子数，Fe2+的核外电子数比核内质子数少2个，Fe3+的核外电子数比核内质子数少3个，故它们的最外层电子数不同，故③正确；
④电子的质量很小，可忽略，则原子和离子的相对原子质量相同，说法正确，故④正确；
⑤因Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子的核外电子数不同，最外层电子数也不同，所以化学性质不同，故⑤错误；
⑥它们都属于同种元素，故⑥正确。
故②③④⑥正确。
故选：C。
14．A
【详解】
R2－是指在原子中得到了两个电子，带了两个单位的负电荷，因此R原子电子数=x-2；由于在原子中核内质子数等于核外电子数，所以R元素的质子数=x-2，根据R元素中子数=相对原子质量-质子数，所以R元素中子数=m-（x-2）=
m-x+2，故选A。
15．C
【详解】
A．根据在原子中：核电荷数=质子数=核外电子数，重氢原子的核电荷数为1，相对原子质量是2，故重氢原子核内有2-1=1个中子，故选项说法错误。
B．重氢原子的核电荷数是1，即其原子核外有1个电子，因此重氢离子核外没有电子，故选项说法错误。
C．重氢原子和氢原子的质子数相同，中子数不同，是同位素原子，故选项说法正确。
D．重水的相对分子质量是：2×2+16=20，故选项说法错误。
故选：C。
16．①④；
③
10；
【详解】
（1）①氕、氘、氚
质子数相同，中子数不同，互为同位素；④35Cl、37Cl质子数相同，中子数不同，互为同位素，故答案为：①④；
②石墨、金刚石是由碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故答案为：③；
（2）中子数=质量数-质子数=18-8=10，H2O中存在两个氧氢键，氧原子最外层达到8电子稳定结构，水的电子式为：，
故答案为：10；．
17．中子
小于
【详解】
（1）在1H、2H、3H三种原子中，质子数都是1，那么中子数分别为：1-1=0，2-1=1，3-1=2，因此中子数目不等；
（2）因为2H的原子质量小于3H，所以它们构成的水分子H2O的质量也是前者小于后者。相同的分子数的2H2和3H2生成的水分子的个数相同，所以最终生成H2O的质量也是前者小于后者。
18．Hg、He
H2、H2O
CuSO4、NaCl
【详解】
（1）因为金属和固态非金属单质以及稀有气体由原子构成，所以由原子构成的有汞、氦气，化学式为：Hg、He。
（2）气态单质、共价化合物一般由分子构成，所以由分子构成的有氢气、水，化学式为：H2、H2O。
（3）金属化合物是由离子构成的，所以由离子构成的有硫酸铜、氯化钠，化学式为：
CuSO4、NaCl。
19．D
BC
【详解】
（1）因为氧原子最外层有6个电子，原子的最外层电子数相同，化学性质相似，D的最外层电子数也为6个，所以氧原子与D的化学性质相似。故选D。
（2）氧原子形成氧离子时会得到2个电子，使最外层达到8个电子的稳定结构，此时氧离子的核外电子总数为10个，由下列结构示意图可知；
A原子时核外电子总数为10个，不符合题意；
B形成离子时会失去1个电子，此时核外电子总数为10个，符合题意；
C选项的原子在得到1个电子后形成离子时，核外的电子总数为10，符合题意；
D形成离子时会得到1个电子，此时核外电子总数为18个，不符合题意；
故选BC。
【点睛】
利用最外层电子数相同，化学性质相似来解答第一小问。
20．2
氚
氘
AB
【详解】
（1）根据氦核的结构图可知，它的原子核由2个中子和2个质子组成；
氚和氘的原子核都具有2个质子，所以它们是同种元素的微粒。
（2）该核反应不是化学变化，原因是：①原子种类发生改变；②元素种类发生变化，故选AB。
21．（1）是；126C、136C
两种粒子的质子数（核电荷数）相同都是6
（2）相对原子质量不同，中子数一定不同
【详解】
由题干的信息进行分析可知
126C、136C
两种粒子的质子数（核电荷数）相同都是6，由于三者具有相同的质子数可判断它们是同种元素．126C、136C
两种粒子的相对原子质量分别是12、13，而原子中相对原子质量=质子数+中子数，由于其核电荷数相同都是6，所以其中子数一定不同．而原子中质子数等于核外电子数，所以三者的电子数一定相同．故其最外层电子数也一定相同，因此其化学性质相同；
故答案为（1）是；126C、136C
两种粒子的质子数（核电荷数）相同都是6；（2）相对原子质量不同，中子数一定不同．
22．原子内部绝大部分是空的
C
BC
【详解】
(1)[1]绝大多数α粒子穿过金箔后方向不变，说明原子内部绝大部分是空的。
(2)[2]根据上述实验可知，原子内部大部分是空的，实心部分占的体积很小，故选C。
(3)[3]原子内部的原子核带正电荷，而α粒子也带正电荷，根据“同种电荷相互排斥”可知，上面的α粒子轨迹向上弯曲，下面的α粒子轨迹向下弯曲，因此运动轨迹不可能是BC。
23．原子核
有极少数ɑ粒子发生较大的偏转甚至被弹了回来
不会
原子内部大部分是“空的”
【解析】
【详解】
(1)
有极少数ɑ粒子发生较大的偏转甚至被弹了回来说明“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”的推测是正确的，由原子的结构可知，原子中“很小的结构”指的是原子核。
（2）极少数α粒子散射的原因是受到了一个体积小但质量相对而言较大的粒子的斥力，这说明原子质量、正电荷在原子内并不是均匀分布的；若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就不会发生大角度散射。
(3)绝大多数α粒子穿过后方向不变，这是由于它们穿过了原子内部的空间，这也说明原子内部绝大部分空间是空的。