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原子结构
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2015湖北联考)稀土元素又称“二十一世纪黄金”,TmTm和Tm属于稀土元素,铥(Tm)可用来指导不需要电源的手提式X射线机。下列说法不正确的是( )
ATm和Tm互为同位素
BTm和Tm是不同的核素
CTm和Tm的中子数相差4
DTm和Tm的电子数相差3〚导学号95380233〛
答案:D
解析:同位素指的是质子数相同而中子数不同的同一元素的总称,TmTm和Tm三种微粒的质子数相同,故属于同位素,A项正确Tm和Tm是不同的原子,故是不同的核素,B项正确;Tm的中子数是99Tm的中子数是103,C项正确Tm和Tm的电子数相同,D项错误。
2.下列各微粒:①H3O+、N、Na+;②OH-、N、F-;③、Na+、Mg2+;④CH4、NH3、H2O,具有相同质子数和相同电子数的一组是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
答案:B
解析:H3O+、N、Na+的质子数均为11,电子数均为10;OH-、N、F-的质子数均为9,电子数均为10;、Na+、Mg2+三种微粒的质子数分别为16、11、12,电子数分别为18、10、10;CH4、NH3、H2O的质子数均为10,电子数均为10。
3.下列离子的结构示意图,不正确的是( )
A.F-的结构示意图: +9
B.S2-的结构示意图: +16
C.Na+的结构示意图: +11
D.Cl-的结构示意图: +17
答案:D
解析:Cl-的结构示意图: +17,D项不正确。
4.(2015山东青岛统考)已知阴离子R2-的原子核内有n个中子,R原子的质量数为m,则w g R2-所含有电子的物质的量是( )
A. mol B. mol
C.(m-n-2) mol D.(m-n+2) mol
答案:D
解析:R原子的质子数为(m,-n),其核外电子数也为(m-n),所以R2-的核外电子数为(m-n+2),而w g R原子的物质的量为 mol,所以形成的R2-含有的电子为(m-n+2) mol,故选D。
5.下列有关说法正确的是( )
ACn的原子核内中子数与核外电子数之差为55
BU和U是同位素,核反应属于化学变化
C.40Ca2+与18具有相同的电子数
D.Si2中质子总数为80
答案:C
解析Cn的核外电子数=核内质子数=112,核内中子数=质量数-核内质子数=277-112=165,故中子数与电子数之差为165-112=53,A项错误;核反应是物理变化不是化学变化,B项错误;40Ca2+与18的电子数均为18,C项正确;Si2中质子总数为76,电子数为80,D项错误。
6.(2015湖北荆州统考)核电荷数小于18的某元素X,其原子核外电子层数为a,最外层电子数为(2a+1)。下列有关元素X的说法中不正确的是( )
A.元素X的原子核内质子数为(2a2-1)
B.元素X的原子半径一定小于钠的原子半径
C.由元素X形成的某些化合物,可能具有杀菌消毒的作用
D.元素X形成的简单离子,各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)
答案:D
解析:本题可通过讨论分析。核电荷数小于18的某元素X,电子层数a分别为1、2、3时,最外层电子数为(2a+1),则分别为3、5、7,可排除a=1,则X可能为N或Cl。a=2时,2a2-1=7即为N,a=3时,2a2-1=17,即为Cl,A项正确;无论为N或Cl,其原子半径均比Na的小,B项正确;X为Cl时,可形成杀菌消毒作用的HClO,C项正确;元素X为Cl时,形成简单离子:Cl-,最外层电子数为8,未达2n2个,D项错误。
7.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
答案:B
解析:本题的突破口在“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”,则A原子内层电子数为2,B的最外层电子数也为2,C原子的最外层电子数为6,又据A、B、C原子的最外层电子数之和为12,则A的最外层电子数为12-6-2=4,故A为碳元素;B、C、D为同一周期,且位于第3周期,因此B为Mg,C为S,D只能为Cl。离子半径应为S2->Cl-,A项错误;Mg能与CO2发生置换反应,B项正确;Mg与Cl2能形成MgCl2,但不是共价化合物,C项错误;Cl2有毒,但无漂白性,D项错误。
8.下列有关说法错误的是( )
A.化学变化不产生新原子,产生新原子的变化不是化学变化
B.质量数为34、中子数为18的核素S
C.中子数为145、质子数为94的钚(Pu)原子Pu
D.外形似海绵、密度小、有磁性的炭与石墨互为同素异形体
答案:C
解析:Pu的质量数为145+94=239,C项错误。
9.重水(D2O)是重要的核工业原料,下列说法中错误的是( )
A.氘(D)原子核外有1个电子
B.1H与D互称同位素
C.H2O与D2O互称同素异形体
D.1O与O的相对分子质量相同
答案:C
解析:同素异形体是单质与单质之间,H2O、D2O均属于化合物,C项错误。
10.某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是( )
A.(A-N+m) mol
B.(A-N) mol
C.(A-N) mol
D.(A-N+m) mol〚导学号95380234〛
答案:A
解析:X原子的质子数为(A-N),1个HmX分子中所含质子数为(m+A-N)个,则a g HmX中所含质子的物质的量为×[m+(A-N)]=(A-N+m) mol。
二、非选择题(本题包括4小题,共50分)
11.(14分)现有下列9种微粒HHCCN、Fe2+Fe3+、O2O3。按要求完成以下各题:
(1)HHH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,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: 。
答案:(1)核素 同位素
(2O2和O3
(3)HH(或CC) CN Fe2+Fe3+ O2O3
解析:质子数相同而中子数不同的微粒,一定是同种元素且为不同的核素,它们之间的关系为同位素,如HHCC等。原子的表示X中A为质量数,Z为质子数。
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)。
答案:(1)Na+]-
(2)2H2O22H2O+O2↑
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。
13.(14分)(1)3He是高效核能原料,其原子核内中子数为 。
(2)Na的原子结构示意图为 ,Na在氧气中完全燃烧所得产物的电子式为 。
(3)工业上可用组成为K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料纯化制取氢气。
①已知元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则R的原子结构示意图为 。
②常温下,不能与M单质发生反应的是 (填序号)。
a.CuSO4溶液 b.Fe2O3 c.浓硫酸 d.NaOH溶液
e.Na2CO3固体
(4)已知:
化合物
MgO
Al2O3
MgCl2
AlCl3
类型
离子
化合物
离子
化合物
离子
化合物
共价
化合物
熔点/℃
2 800
2 050
714
191
工业制镁时,电解MgCl2而不电解MgO的原因是 ;制铝时,电解Al2O3而不电解AlCl3的原因是
。
答案:(1)1 (2) +11 Na+]2-Na+
(3)① +14 ②b、e
(4)MgO的熔点高,熔融时耗费更多能源,增加生产成本 AlCl3是共价化合物,熔融态难导电
解析:(3)①在K2O·M2O3·2RO2·nH2O的无机材料中,M为+3价,R为+4价,元素M、R均位于元素周期表中第3周期,两种元素原子的质子数之和为27,则M为Al,R为Si,Si的原子结构示意图为 +14。②常温下,Al的金属活动性比Cu的强,Al与CuSO4溶液发生置换反应;Al遇浓硫酸发生钝化;Al与NaOH溶液发生氧化还原反应;高温下Al与Fe2O3发生铝热反应,但常温下不反应;常温下,Al的金属活动性不如Na的,不与Na2CO3反应。
(4)MgCl2、MgO均为离子化合物,且MgCl2熔点低,容易熔化;AlCl3是共价化合物,熔融状态下不导电,只能用Al2O3。
14.(2015河北承德模拟)(16分)A、B、C、D 4种元素的原子序数均小于18,A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少5个,B原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,A和B能形成A2B型共价化合物,C原子和A原子的最外层电子数相同,0.2 mol C的单质与水剧烈反应放出2.24 L氢气(标准状况),D原子的K、M层上的电子数之和为其L层上电子数的一半。
(1)A元素的名称为 ,B元素的符号为 。
(2)C的单质与水反应的离子方程式:
。
(3)D的原子结构示意图为 。
(4)用于制造氢弹的A的两种核素符号分别为 、 ,其名称分别为 、 。〚导学号95380235〛
答案:(1)氢 O
(2)2Na+2H2O2Na++2OH-+H2↑
(3) +12
(4)2H 3H 氘 氚
解析:本题的突破口在“B原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍”,则B为O,“D原子的K、M层上的电子数之和为其L层上电子数的一半”,则D为Mg。A、B、C、D 4种元素的原子序数均小于18,A与B可形成A2B型共价化合物,且A原子的最外层电子数比B原子的最外层电子数少5个,则A为H。C原子与A原子的最外层电子数相同,则A、C均为ⅠA族元素,因为C与水剧烈反应,且0.2 mol C生成0.1 mol H2,则C为Na。
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