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第一单元 人类对原子结构的生疏
原子核外电子排布规律
(计时：45分钟 满分：100分)
一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)
1．(2022·上海长宁期末)很多国家已停止使用含铊的杀虫剂。元素周期表中铊的数据见下图，下列说法中正确的是( )
A．Tl元素是一种主族元素
B．Tl元素的相对原子质量是204
C．铊元素的质量数是204.4
D．Tl原子最外层有3个能量相同的电子
解析 A项，Tl为p区，为主族元素，正确；B项，元素的相对原子质量为204.4，错误；D项，最外层有3个电子，但在不同能级，能量不同，错误。
答案 A
2．(2022·山东省试验中学模拟)金属钛对体液无毒且惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法中正确的是( )
A.Ti和Ti原子中均含有22个中子
B.Ti和Ti为同一核素
C.Ti和Ti互称同位素，在周期表中位置相同，都在第4纵行
D．分别由Ti和Ti组成的金属钛单质互称为同分异构体
解析 A项，Ti和Ti原子中中子数分别是26和28，故错误。B项，是同一元素的不同核素，故错误。C项，互为同位素，是同一元素，在周期表中位置相同，都在第4纵行，故正确。D项，钛单质是同一物质，故错误。
答案 C
3．我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”年龄，这种测量方法叫“铝铍测年法”。下列有关26Al和10Be的说法正确的是( )
A．10Be和9Be是中子数不同质子数相同的同种核素
B．10Be的原子核内质子数等于中子数
C．5.2 g 26Al3＋中所含的电子数约为1.2×1024
D．26Al和26Mg的质子数和核外电子数均不同，中子数相同
解析 本题以考古中鉴定年月的“铝铍测年法”为背景，考查有关原子组成与结构的学问。10Be和9Be互为同位素，是中子数不同质子数相同的同种元素的不同原子(核素)，A项错误；10Be中质子数、中子数分别为4、6，B项错误；5.2 g 26Al3＋为0.2 mol，即5.2 g 26Al3＋含有2 mol电子，约为1.2×1024个，C项正确；26Al和26Mg的中子数分别为13、14，D项错误。
答案 C
4．(2022·石家庄质检一)原子总数相同，各原子的最外层电子数之和也相同的粒子，互称为等电子体。等电子体之间结构相像、物理性质相近。下列各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A．14CO和14N2 B．O3和SO2
C．CO2和N2O D．N2H4和C2H4
解析 本题考查原子结构。依据等电子体的定义，即可推断。
答案 D
5．下列说法正确的是( )
A．某微粒核外电子排布为2,8,8结构，则该微粒肯定是氩原子
B．Na＋的半径大于F－的半径
C. F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋是与He原子具有相同电子层结构的离子
D．NH与H3O＋具有相同的质子数和电子数
解析 A项中“微粒”可以是离子，比如K＋核外电子排布也是2,8,8结构；B项中r(Na＋)<r(F－)；C项中应当将He原子改为Ne原子。
答案 D
6．下列各组粒子中，各电子层电子数均达到2n2个的是( )
A．Ne，Ar B．Al3＋，S2－
C．F－，Na＋ D．Ne，Cl－
解析 写出各元素粒子结构示意图。
Ne： Ar： Al3＋：
S2－： F－： Na＋：
Cl－：
可知F－、Ne、Al3＋、Na＋符合题意。
答案 C
7．下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是( )
A．37Cl与39K具有相同的中子数
B．第114号元素的一种核素X与82Pb具有相同的最外层电子数
C．H3O＋与OH－具有相同的质子数和电子数
D．O与S2－具有相同的质子数和电子数
解析 37Cl的中子数为20,39K的中子数为20；原子序数为114的元素位于第七周期第ⅣA族，与Pb处于同主族，最外层电子数相等。H3O＋的质子数和电子数分别为11,10，OH－的质子数和电子数分别为9、10；O的质子数为16、电子数为18，S2－的质子数为16、电子数为18。
答案 C
8．A和B是短周期元素，A2－和B＋的核外电子总数之差为8，则下列说法正确的是( )
A．A和B的原子序数之差为8
B．A和B原子的最外层电子数之和为8
C．A和B原子的最外层电子数之差为7
D．A和B原子的核外电子数总和可能为11
解析 由A和B是短周期元素，A2－与B＋的核外电子总数之差为8，知A为氧元素，B为锂元素，或A为硫元素，B为钠元素。A项，A与B的原子序数之差为5；B项，A和B原子的最外层电子数之和为7；C项，A和B原子的最外层电子数之差为5。
答案 D
9．X和Y均为短周期元素，X原子的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍，Y位于X的前一周期，且最外层只有一个电子，则X和Y形成的化合物的分子式可表示为( )
A．XY B．XY2
C．XY3 D．XY4
解析 由题意知X是氮，Y是氢，C项正确。
答案 C
10．(2022·北京石景山期末)A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素且B、C相邻，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物。D元素的最外层电子数与核外电子层数相等。已知：甲＋E2===丙＋B2，甲＋丙===丁，下列说法正确的是( )
A．离子半径：D＞C＞B
B．A与C两种元素共同形成的10电子粒子有3种
C．D元素在周期表中的位置可以是其次周期第ⅡA族
D．丁物质均由非金属元素构成，只含共价键
解析 A、B、C、D、E是原子序数依次增大的五种短周期元素，D元素的最外层电子数与核外电子层数相等，且A、B、C的原子序数小于D，所以D是铝元素。且B、C相邻，A元素可以与B、C、E元素分别形成甲、乙、丙三种物质，且甲、乙均为10电子化合物，丙为18电子化合物，所以A是氢元素。已知：甲＋E2===丙＋B2，说明E是双原子分子且原子序数大于D的短周期元素，所以E是氯元素；甲＋丙===丁说明两种物质一个是碱性物质一个是酸性或中性物质，由于B和C相邻，能形成10电子化合物，所以B是氮元素，C是氧元素，则甲是氨气，乙是水，丙是氯化氢，丁是氯化铵。A项，电子层结构相同的离子，离子半径随着原子序数的增大而减小，所以离子半径大小挨次为：B>C>D，错误；B项，A与C两种元素共同形成的10电子粒子有H2O、H3O＋、OH－3种，正确；C项，D元素在周期表中的位置是其次周期第ⅢA族，错误；D项，丁(NH4Cl)物质由非金属元素构成，含离子键和共价键，错误。
答案 B
二、非选择题(本大题共5小题，共50分)
11．(10分)通常状况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答。
(1)用化学符号表示下列4种微粒。
A：________；B：________；C：________；D：________。
(2)写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：________________
__________________________________________________________________________________________________________________。
解析 常见的10电子分子有H2O、NH3、CH4、HF等，常见的10电子的阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋，常见的10电子阴离子有F－、OH－，依据“B溶于A后所得的物质可电离出C和D”，可推出A为H2O、B为NH3、C为NH、D为OH－，再依据A、B、E反应后可得C和一种白色沉淀，可推出E为Mg2＋或Al3＋，从而得出答案。
答案 (1)H2O NH3 NH OH－
(2)Al3＋＋3NH3＋3H2O===Al(OH)3↓＋3NH或Mg2＋＋2NH3＋2H2O===Mg(OH)2↓＋2NH
12．(10分)短周期的三种元素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__________、_________。
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，不行能是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。
答案 (1)氮 碳 氢
(2)NH3
(3)HNO3或HNO2 H2CO3或H2C2O4等有机酸
13．(10分)今有原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。已知A、C、F三原子的最外层共有11个电子，且这三种元素的最高价氧化物的水化物之间，两两皆能反应且均能生成盐和水。D和E各有如下表的电子层结构。在一般状况下，B元素不能与A、C、D、E元素的游离态化合而生成B的化合态。
元素
最外层电子数
次外层电子数
D
X
X＋4
E
X＋1
X＋4
按要求填空：
(1)各元素的元素符号分别为C________，E________，D和E 两者的氢化物稳定性较强的是________(填化学式)。
(2)工业上制取单质D的化学方程式为_____________________
_________________________________________________________。
(3)A与C两元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为______________________________________________________。
(4)A和F形成的晶体中含有的化学键是________。
解析 解答本题的关键信息是：
(1)A、C、F三元素的最高价氧化物的水化物之间，两两皆能反应且均能生成盐和水。
(2)表格中D、E的数据信息。
答案 (1)Al P PH3
(2)SiO2＋2CSi＋2CO↑
(3)Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O
(4)离子键
14．(10分)已知A、B、C、D均为短周期元素，它们的原子序数依次增大。A是原子最外层有一个电子的非金属元素，C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍；C和D可形成两种固态化合物，其中一种为淡黄色固体；B和C可形成多种气态化合物。A、B、C三种元素可形成离子化合物，该化合物中各元素原子的物质的量之比为n(A):n(B):n(C)＝4:2:3。请回答下列问题：
(1)写出C和D形成的淡黄色固体化合物的电子式：_________。
(2)各元素原子的物质的量之比为n(A):n(B):n(C)＝4:2:3的化合物的名称为________，其水溶液呈__________性。
(3)请写出与A2C和BA3分子中电子数相同，且仍由A、B、C元素中任意两种元素组成的粒子的符号(举两例)________、________。
(4)写出由B、C元素组成的元素原子质量比为m(B):m(C)＝7:12的化合物的化学式______。
解析 A是原子最外层有一个电子的非金属元素，则必为H；C原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍，故为O；C和D可形成两种固态化合物，其中一种为淡黄色固体，则D是Na，淡黄色固体是Na2O2；B和C可形成多种气态化合物，则B为N。
答案 (1)Na＋[:::]2－Na＋
(2)硝酸铵 酸
(3)NH OH－(其他正确答案也可)
(4)N2O3
15．(10分)A、B、C、D、E、F六种元素均是短周期元素，且原子序数依次增大。B、F原子的最外层电子数均为其电子层数的两倍，D、F元素原子的最外层电子数相等。X、Y、Z、W、甲、乙六种物质均由上述的两种或三种元素组成，元素B形成的单质M与甲、乙(相对分子质量：甲<乙)浓溶液的反应状况如图所示(反应条件略去)。元素E形成的单质是目前应用最多的半导体材料。请回答下列问题：
(1)写出M与甲的浓溶液加热时反应的化学方程式________。
(2)X、Y、W都能与Z反应，则Z的结构式为__________；X、Y、Z、W属于同一类物质，它们含有的化学键是________。
(3)将X、W与D2按1:1n通入Z中，充分反应后无气体剩余或生成，则n＝________，写出反应的化学方程式______。
(4)化合物ED2与单质M在高温下能发生置换反应。反应的化学方程式为_________________________________________。
解析 依据原子核外电子的排布可知B、F分别是碳元素、硫元素，D与硫同主族，则是氧元素，明显C肯定是氮元素。E的单质是半导体材料，则E是硅元素。再依据框图转化关系可得A是氢元素。
(3)反应中SO2和NO2均被氧化，依据电子守恒可确定n值。
(4)碳与SiO2反应的化学方程式为SiO2＋2CSi＋2CO↑。
答案 (1)C＋4HNO3(浓)CO2↑＋4NO2↑＋2H2O
(2)H—O—H 共价键
(3) 4SO2＋4NO2＋3O2＋6H2O===4HNO3＋4H2SO4
(4)SiO2＋2CSi＋2CO↑
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