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人类对原子结构的认识
一、选择题
1．下列原子结构示意图中，正确的是( )
答案 B
解析 A不正确，第一层能容纳的电子数不超过2个。B正确，符合电子排布规律。C不正确，原子的结构示意图中核电荷数一定要与核外电子总数相等，C中的核内有12个质子，而核外有13个电子。D不正确，核外电子的排布除第一层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为8，而D中的最外电子层中为9个电子。
2．下列有关叙述正确的是( )
A．原子核外的电子是分层排布的
B．Ne的第一电子层排了8个电子
C．Ar的最外层排了8个电子，Ar在化学反应中易得到电子
D．镁原子的核外电子数与镁离子的核外电子数相等
答案 A
解析 Ne的第一电子层只排了2个电子，B错误；Ar已处在稳定结构，在化学反应中既不容易失电子也不容易得电子，C错误；镁原子核外为12个电子，Mg2＋只有10个电子，D错误。
3．下列说法中不正确的是( )
A．人类对原子结构的认识是逐步深入的
B．道尔顿的原子学说认为原子是可以分割的
C．卢瑟福首先提出了带核的原子结构模型
D．近代原子结构理论认为原子核外电子是分层排布的
答案 B
解析 道尔顿的原子学说指出，物质都是由原子构成的，原子是不可再分的实心球体。
4．下列原子结构示意图，正确的是( )
答案 D
解析 A项第1层不能超过2个电子，B、C项最外层不能超过8个电子。
5．(双选)下列各组粒子中，电子层数相同，最外层电子数也相同的是( )
A．核电荷数是8和16的两种原子
B．钾离子和氯离子
C．核电荷数是10的原子和钠离子
D．核电荷数为17和18的原子
答案 BC
解析 电子层数相同，最外层电子数也相同，说明核外电子排布相同。B中为K＋，Cl－。C中为Ne，Na＋。
6．(双选)在核电荷数为1～20的元素的原子中，次外层电子数为最外层电子数2倍的元素是( )
A．核电荷数为3的元素 B．核电荷数为14的元素
C．核电荷数为6的元素 D．核电荷数为16的元素
答案 AB
解析 次外层电子数为最外层电子数2倍的元素有Li、Si。
7．下列叙述中正确的是( )
A．氢有三种核素，即有三种氢原子
B．所有元素的原子核均由质子和中子构成
C．具有相同核外电子数的粒子总称为元素
D．质量数相同的原子都是同一种元素的原子
答案 A
解析 B项不正确，如H原子中无中子；C项应为具有相同核电荷数的原子总称为元素；D项不正确，如14C和14N。
8．下列粒子间属于同位素的是( )
A.H2和H2 B.H2O和H2O
C.O和O D.H2O和H2
答案 C
解析 同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的不同原子的互称。
9．下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是( )
A．Al3＋ B．Mg2＋ C．Be2＋ D．H＋
答案 B
解析 A项Al3＋的结构示意图为，B项Mg2＋的结构示意图为，C项Be2＋的结构示意图为，D项H＋的结构示意图为。
10．(双选)下列叙述中正确的是( )
A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布
C．两种原子，如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素
D．不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子
答案 CD
解析 A项两种微粒，若核外电子排布完全相同，其化学性质不一定相同，如F－、Na＋；B项单原子形成的离子不一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布，如H＋。
11．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子原子核内的质子数，z代表此原子原子核内的中子数，则对的原子来说( )
A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144
C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝324
答案 B
解析 原子Th中核内质子数y＝90，核外电子数x＝核内质子数y＝90，中子数z＝质量数－质子数＝234－90＝144。
12．(双选)关于H＋、H－、H、H、H五种微粒，下列说法正确的是( )
A．是五种氢元素
B．是氢元素的五种同位素
C．是氢元素的五种不同微粒
D．它们的质子数均相同
答案 CD
解析 氢元素只有一种，A项不正确；五种微粒都属于氢元素，质子数均为1，C、D项正确；H＋和H－是氢元素的两种不同离子，H、H、H是氢元素的三种核素，B项不正确。
13．(双选)X、Y、Z、R分别代表四种元素，若aXm＋、bYn＋、 cZn－、 dRm－
四种离子的核外电子排布相同，且m>n，则下列关系式正确的是( )
A．a－c＝m－n B．b－d＝m＋n
C．a>b>d>c D．a>b>c>d
答案 BD
解析 “核外电子排布相同”即电子层数和各层上电子数均相同，核外电子总数相同，说明四种离子之间存在a－m＝b－n＝c＋n＝d＋m关系，B项正确，A项不正确；由上述等式关系不难看出，a、b均大于c、d，又由于m>n，所以a>b，c>d，D项正确，C项不正确。
14．下列粒子中，中子数和质子数相等的是( )
①18O ②12C ③26Mg ④40K ⑤40Ca
A．①② B．②⑤ C．只有④ D．③④
答案 B
解析 12C中中子数和质子数都为6,40Ca中中子数和质子数都为20。
二、非选择题
15．观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题。
(1)与离子相对应的元素的符号是____________，与原子相对应的离子的结构示意图是____________。
(2)电子层结构相同的是(填写代号，在本小题中下同)____________，性质最稳定的是____________，最容易失去电子的是______________，最容易得到电子的是____________。
(3)可直接相互结合形成化合物的化学式是____________，可经过得失电子后再相互结合形成化合物的化学式是____________。
(4)在核电荷数为1～10的元素内，列举两个与B电子层结构相同的离子，写出离子的符号____________。
答案 (1)O、Mg (2)B、C、E C D A (3)MgO
NaCl (4)N3－、F－
解析 (1)在A～E这五种粒子中，A是Cl，B是O2－，C是Ne，D是Na，E是Mg2＋。Ne的特殊稳定性决定了它不能形成离子。
(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同，但与原子核无关。O2－、Ne和Mg2＋都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。
(3)阳离子与阴离子可直接相互结合形成化合物；活泼金属元素的原子与活泼非金属元素的原子经过得失电子后可相互结合形成化合物；在化合物里，Na显＋1价、Mg显＋2价、Cl显－1价、O显－2价。
(4)在核电荷数为1～10的元素内，N原子的核外共有7个电子，其中最外层上是5个，N原子得到3个电子后形成的N3－与B的电子层结构相同；F原子的核外共有9个电子，其中最外层上是7个，F原子得到1个电子后形成的F－与B的电子层结构相同。
16．完成下列各题。
(1)用“质子、中子、电子”完成下列填空：
①所有原子都含有____________。
②所有离子都含有____________。
③原子在化学反应中发生变化的是____________。
④同位素中的不同原子具有相同数目的_______________________。
(2)填写下列符号中“2”的含义：
①H__________________________________；
②H2____________________________________；
③Ca2＋__________________________________；
④ ___________________________________；
⑤2He__________________________________；
⑥2Cl_____________________________________。
(3)α射线是由α粒子组成的，α粒子是一种没有核外电子的微粒，它带有2个单位的正电荷，它的质量数等于4，由此可推断，α粒子带有______________个质子，____________个中子。
(4)氧元素存在1O、1O、1O三种核素，氢元素有H、H、H三种核素，其中H和H可分别用D、T表示。请你估算，从原子组成来看，自然界中最多可能存在水分子的种数是________。
答案 (1)①质子、电子 ②质子 ③电子 ④质子、电子
(2)①氢原子的质量数为2 ②每个氢分子由2个氢原子构成 ③每个钙离子带2个单位正电荷 ④铁元素的化合价为＋2价 ⑤氦原子的核电荷数为2(氦原子核内有2个质子) ⑥2个氯原子
(3)2 2'(4)18
解析 (4)水分子由2个氢原子和1个氧原子构成。“H2”的组合有H2、D2、T2、HD、HT、DT 6种，“O”有16O、17O、18O 3种，故从原子组成来看，水分子有6×3＝18种。
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