2021高考化学总复习(江西版)作业本：第5章-课时1-原子结构.docx

第五章 物质结构 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．据科学家猜测，月球的土壤中蕴含着数百万吨的He，每百吨He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He的形式存在。下列说法正确的是 (　　)。
A.He原子核内含有4个质子
B.He原子核内含有3个中子
C.He和He互为同位素
D.He的最外层电子数为2，所以He在反应中简洁失去电子
解析　A选项中He质量数为4，质子数为2；B选项中He原子核内含有1个中子；C选项中He和He属于同种元素的不同核素，互称同位素；D选项中He的最外层电子数为2，但He的原子核外只有一个电子层，为饱和结构，故不易失去电子，很难参与化学反应。
答案　C
2．简洁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、f B．b、c C．d、e D．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H、H、H，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　A
3.C—NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析。下列有关C的说法正确的是 (　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.C的质量数是13，原子序数是6，核内有6个中子
B.C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13
D.C是碳的一种核素，与C互为同位素
解析　A中，C核内有7个中子；B中，金刚石、石墨、C60为碳的不同单质，而C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　D
4．下列有关说法正确的是 (　　)。
A.Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55
B.U和U是同位素，核反应属于化学变化
C．40Ca2＋与18O具有相同的电子数
D．Si2O中质子总数为80
解析　Cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，A错误；核反应是物理变化，B错误；40Ca2＋和18O的电子数都是18，C正确；Si2O中电子总数为80，质子总数为76，D错误。
答案　C
5．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：
K　　 L　　 M
A 2 x y
B 2 2x y＋3
原子B的M层至少有3个电子，因而其L层的电子数必定是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：
K　　 L　　 M
A 2 4 0
B 2 8 3
故这两种原子分别为碳原子和铝原子。
答案　D
6．(2021·北京朝阳区模拟)据报道，2022年俄罗斯科学家再次合成117号元素。本次试验中生成了6个新原子，包括5个X和1个X。下列关于X和X的说法不正确的是 (　　)。
A．是两种核素 　 B．互为同位素
C．中子数分别为176和177 　 D．电子数相差1
解析　原子中核外电子数等于其质子数，所以两种核素的电子数相等。
答案　D
7．近20年来，同位素分析法在植物生理学、生态学和环境科学争辩中获得广泛应用。如在陆地生态争辩中，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16
B．1HO的摩尔质量为20 g·mol－1
C．13C和15N核内的质子数相差2
D．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1HO的摩尔质量＝(1×2＋18)g·mol－1＝20 g·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　B
8．长征2号火箭担当运载“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∶3
B．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　D
9．短周期主族元素A、B、C、D的原子序数依次增大，A、B、C原子的最外层电子数之和为12，B、C、D位于同一周期，C原子的最外层电子数既是A原子内层电子数的3倍又是B原子最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
(　　)。
A．原子半径：B>A，离子半径：C<D
B．B的单质能与A的最高价氧化物发生置换反应
C．元素B和D能形成BD2型的共价化合物
D．D的单质有毒，且有漂白性
解析　据题意知：A是碳，B是镁，C是硫，D是氯，选项A中离子半径C>D，选项C中MgCl2是离子化合物，选项D中Cl2无漂白性。
答案　B
10．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．XY2 B．Y4X C．Y2X3 D．YX3
解析　X、Y的次外层(a≠0，a＋2>2；b－5>0，b>5)不行能是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：H、H、C、C、N、Fe2＋、Fe3＋、O2、O3。按要求完成以下各题：
(1)H、H、H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X，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、同位素的区分。第(2)题，同种元素的不同单质互为同素异形体，只有O2和O3符合要求。第(3)题，①要求Z、n、b相同而A不同，应当是同位素原子。②要求Z不同而A、n、b相同，应当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，应当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，应当是同素异形体。
答案　(1)核素　同位素
(2)O2和O3
(3)①H、H(或C、C)　②C、N　③Fe2＋、Fe3＋　④O2、O3
12．(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＋的半径渐渐减小；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＋[]－。(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2H2O22H2O＋O2↑。
答案　(1)Na＋[]－
(2)2H2O22H2O＋O2↑
13．(9分)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。
请依据以上叙述填空：
(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”)，缘由是(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)　Na＋[H]－　(2)<
(3)碱　S2－＋H2OHS－＋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对共用电子对
Y
M层比K层少1个电子
Z
第3周期元素的简洁离子中半径最小
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单质与水反应猛烈
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猛烈，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N2H4，两者反应可生成N2和H2O。
答案　(1)　(2)Na　CD
(3)Na2O2　2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2
(4)N2H4＋2H2O2===N2↑＋4H2O
15．(8分)有A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20；只有C、E是金属元素；A和E元素原子的最外层电子都只有一个；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半。回答下列问题：
(1)A、B的元素符号分别为：________、________。
(2)D元素最高价氧化物对应的水化物的分子式为________，E元素最高价氧化物对应的水化物含有的化学键类型为________。
(3)D与E形成的化合物属于____________(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(4)写出C与NaOH溶液反应的离子方程式：____________________________
_________________________________________________________________。
解析　由C、E是金属元素；A和E元素原子的最外层电子都只有一个可知A为氢元素，E可能为钠元素或钾元素；B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，B为氧元素；B和D元素原子的最外层电子数相等，则D为硫元素；C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半，可知C为硼元素或铝元素。E的原子序数最大，E为钾元素；C的原子序数大于B(O)，C为铝元素，所以，C在周期表中位于第三周期ⅢA族；D的最高价氧化物对应的水化物为硫酸；E的最高价氧化物对应的水化物为KOH，其中含有离子键和共价键；D与E形成的化合物为K2S，属于离子化合物；Al和NaOH反应生成NaAlO2和H2。
答案　(1)H　O
(2)H2SO4　离子键、(极性)共价键
(3)离子化合物
(4)2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO＋3H2↑