第五章物质结构元素周期律讲练结合整理.docx

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考点一 原子构成、同位素

(1)原子的构成粒子
(2)构成原子或离子的微粒间的数量关系
①原子中:质子数 (Z)=核电荷数=核外电子数。
②质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
③阳离子的核外电子数=质子数-阳离子所带电荷数。如 Mg2+的核外电子数是 10。
④阴离子的核外电子数=质子数+阴离子所带电荷数。如 Cl-的核外电子数是 18。
(3)一个信息丰富的符号
[拓展归纳]
(1)原子结构中的“不一定”
①原子中不一定都含有中子,如
1
1H中没有中子。
②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子,如互为同位素的各原子。
③易失去1个电子形成+1价阳离子的不一定是金属原子,如氢原子失去
1个电子形成H+。
④形成稳定结构的离子最外层不一定是
8个电子,如Li+为2电子稳定结构。
(2)两种相对原子质量
①原子(即核素)的相对原子质量
一个原子(即核素)的质量与
12
1
C质量的
12的比值。一种元素有几种同位素,就有几种不同核素的相对原子
质量。
②元素的相对原子质量
是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如:
Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)
×b%。
、核素、同位素
(1)“三素”概念辨析
(2)同位素的特征与应用
①同位素的特征
,物理性质不同。
。
②常见的重要核素及其应用
核素
23592U
146C
12H
13H
188O
用途
核燃料
用于考古断代
制氢弹
示踪原子
[拓展归纳]
(1)现行元素周期表已发现的元素有
118种,由于同位素的存在,故核素的种数远大于
118种。
(2)不同核素可能具有相同的质子数,如
2
3
14
16
1H、1H;也可能具有相同的中子数,如
6C、8O;也可能具有相
11
11
同的质量数,如6C、7N。
(3)一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素。
(4)同位素之间的转化,既不是物理变化也不是化学变化,是核反应。
(5)同位素是指同一元素的不同
“原子”间的关系,同素异形体是指同一元素的不同“单质”间的关系。
(6)同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种:
H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可
形成不同的同位素化合物。如水分子有:H2O(普通的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T与16O、17O、
18O可形成3×6=18种水分子,相对分子质量不同。它们的物理性质
(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全
相同。
[题点全练]
(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)31S原子核内中子数为 16(×)
2+
H核外电子数为2(×)
13C和15N核内中子数相差1(√)
(4)23592U和23892U是同位素,核反应属于化学变化 (×)
(5)元素原子的多样性是由构成原子的质子和中子数目引起的 (√)
(6)元素的化学性质主要取决于元素原子的最外层电子数 (√)
2-
2
-
具有相同的质子数和电子数
(√)
(7)O2
和S
(8)18O2和16O2是两种不同的原子(×)

137Cs、134Cs、131I等。下列叙述正确的是()



134
137

解析:选C同位素原子形成的单质,化学性质几乎完全相同,但物理性质不同,
A错误,C正确;13455Cs
的中子数为
134-55=79,13153I的中子数为
131-53=78,二者中子数相差
1,B错误;13455Cs和13755Cs互称同位
素,而不是同素异形体, D错误。
[真题验收]
(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)(2017
全·国卷Ⅲ),含有
(√)
(2)(2017
北·京高考)117号元素Ts的同位素原子具有相同的电子数
(√)
(3)(2017
北·京高考)中子数为
176的Ts核素符号是
176
117Ts(×)
(4)(2017
江·苏高考)质量数为
31的磷原子:
31
15P(√)
(5)(2016
江·苏高考)中子数为
10的氧原子:
10
×)
8O(
(6)(2015
全·国卷Ⅱ)235
235
2351
裂变
90
136
1
1
g核素92U发生裂变反应:
92U+0n――→38Sr+
54Xe+100n,净产生的中子
(0n)数
为10NA(×)
(7)(2014
35
37
山·东高考)17Cl与17Cl得电子能力相同(√)
2.(2017海·南高考)下列分子中,其中子总数为
24的是(
)




解析:选D
18
2
17
中含有的中子数为(2×1+2
O3中含有的中子总数为(18-8)×3=30,故
A错误;H2O2
×9)=20,故B错误;14N16O2中含有的中子数为7+2×8=23,故C错误;14C16O2中含有的中子数为
8+2
×8=24,故D正确。
3.(2015上·海高考)中国科学技术名词审定委员会已确定第
116号元素Lv的名称为
。关于116293Lv的叙述
错误的是(
)




293
解析:选D
对于116293Lv,质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数=
116,A、C正确;中子数=质量
数-质子数=
293-116=177,B正确;293为核素116293Lv的质量数,而不是相对原子质量,
D错误。
考点二
核外电子排布
核外电子排布规律及应用

核外电子排布的几条规律之间既相互独立,又相互统一,不能独立地应用其中一条,如 M层最多排 18
个电子,但钾原子的结构示意图为 而不是 。

Al3+结构示意图为 ;Cl-结构示意图为 。
[对点训练]
( )
A.(2017江·苏高考)***原子的结构示意图:
B.(2016·苏高考江)Mg2+的结构示意图:
-
C.(2015·苏高考江)***离子(Cl)的结构示意图:
D.(2014·苏高考江)硫离子(S2-)的结构示意图:
解析:选B ***原子的结构示意图为 ,A错误;Cl-的结构示意图为 ,C错误;S2-的结构
示意图为 ,D错误。
。试回答
(1)当x-y=10时,该粒子为 ________(填“原子”“阳离子”或“阴离子” )。
(2)当y=8时,粒子可能为 (填粒子符号)_______、_______、________、________、________。
写出y=3与y=7的元素最高价氧化物对应水化物间发生反应的离子方程式:
________________________________________________________________________。
解析:(1)当x-y=10时,即x=10+y,该粒子质子数和核外电子数相等,即该粒子为原子。 (2)当y=8
时,该粒子结构示意图为
,该粒子可能为S2-、Cl-、Ar、K+、Ca2+。(3)当y=3时,该元素为
Al,
其最高价氧化物对应的水化物为
Al(OH)3,当y=7时,该元素为Cl,其最高价氧化物对应的水化物为HClO4。
二者反应的离子方程式为
Al(OH)
3+3H+===Al3++3H2O。
答案:(1)原子(2)S2-
Cl-
ArK+
Ca2+
(3)Al(OH)3+3H+===Al3++3H2O
短周期元素原子的核外子排布及 “等子体”粒子

最外子数等于次外子数―
→Ar、Be
子数与最外子数相等―
→Al、Be
最外子数是内子数的一半―
→P、Li
次外子数是最外子数的
2
倍―→Si、Li
子数是最外子数的
2倍―→Li
最外子数是子数的
2倍―→S、C
最外子数是次外子数的
2
倍―→C
最外子数是次外子数的
3
倍―→O
最外子数是次外子数的
4
倍―→Ne
“10子”粒子和“18子”粒子的方法
(1)“10子”粒子
(2)“18子”粒子
CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH⋯⋯
[点]
(
)
+
-


-
+
+


和NH4
解析:D
CH3+中子数
8,NH4+中子数
10,二者不相等。
,
X原子的最外子数是次外子数的
,Y位于X的前一周期,且
最外只有一个子,
X和Y
形成的化合物的分子式可表示(
)




解析:选C
由题意知X是N,Y是H,C正确。
、Y、Z三种元素的原子序数依次递增,
X原子的电子层数与它的核外电子总数相等,而
Z原
子的最外层电子数是次外层的
3倍,Y和Z可以形成两种以上气态化合物,则下列说法错误的是
(
)

Y和Z的质量比为7∶8的化合物
、Y、Z组成的盐中既含离子键又含共价键

1∶1和2∶1,常温下为液态的两种化合物
、Y、Z三种元素中的任意两种组成的具有
10电子的微粒仅有
2种
解析:选D
根据题意可知,X为H,Y为N,Z为O,故Y、Z可组成NO,其质量比为
7∶8,A正确;
题中三元素可组成
NH4NO3,B正确;H与O可组成H2O、H2O2,C正确;H、N、O可组成的10e-微粒有:
H2O、NH3、NH4+、H3O+、OH-等,D错误。
、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们
之间存在如图中转
化关系。
(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,请写出:
A的化学式:________;D的化学式:________。
(2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒,请写出A与B在溶液中反应的离子方程式:
_____________________________________________。
解析:(1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,结合10电子微粒的结构性质特征判断:
A为NH4+,B
为OH-,C为NH3,D为H2O。
(2)如果A和C是18
电子的微粒,
B和D是10电子的微粒,观察框图,容易想到
-
-
H2S+OH
===HS
-
+OH
-
2-
-
-
,D为H2O,所以A与B在溶液中
+H2O或HS
===S
+H2O,则A为H2S,B为OH
,C为HS
反应的离子方程式为
H2S+OH-===HS-+H2O。
答案:(1)NH
4+
H2O
(2)H2S+OH-===HS-+H2O
[真题验收]
1.(2015全·国卷Ⅰ)W、X、Y、Z均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外
L电子层的电
子数分别为0、5、8、8,它们的最外层电子数之和为
18。下列说法正确的是
()
: W>X
: W>Z
: Y<Z


与

Y不能存在于同一离子化合物中
解析:选电子数分别为

B W、X、Y、Z四种元素均为短周期主族元素,原子序数依次增加,且原子核外
0、5、8、8,故W是第一周期的 H元素,X是第二周期的 N元素,Y、Z

L电子层的是第三周期元素,
因为四种元素的最外层电子数之和为

18,故

Y、Z

最外层电子数之和为

18-(1+5)=12,又因为第三周期主
族元素最外层电子排布是

1~7,故只有

Y的最外层电子数是

5,Z

的最外层电子数是

7才能满足条件,则

Y
是P元素,

Z是

Cl

元素。H2和

N2都是分子晶体,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分
子间作用力越大,沸点越高,故沸点:

N2>H2,A不正确。

Cl

元素的非金属性强于

H元素,元素得电子能力
越强,其对应阴离子越不容易失去电子,故对应阴离子的还原性:

Cl-弱于

H-,B

正确。

P

元素的非金属性
弱于

Cl

元素的非金属性,元素非金属性越弱,其最高价氧化物对应水化物的酸性越弱,

故酸性:H3PO4<HClO

4,
题目中未说明“最高价”,C不正确。铵盐是离子化合物,N和P可能存在于同一离子化合物中,
如(NH4)3PO4、
(NH4)2HPO4、NH4H2PO4等,D不正确。
2.(2016全·国卷Ⅱ)a、b、c、d为短周期元素,a的原子中只有
1个电子,b2-和c+离子的电子层结构相
同,d和b同族。下列叙述错误的是(
)
+1



解析:选A
由题中所给的信息可知,
a为H,b为O,c为Na,d为S。A项中,H与Na可以形成化
合物NaH,H的化合价为-1;B项中,O与其他三种元素可以形成
H2O、H2O2、Na2O、Na2O2、SO2、SO3
等二元化合物;C项中,四种元素原子半径大小顺序为
Na>S>O>H;
D项中,H与S形成化合物H2S,其
水溶液呈弱酸性。
[综合演练提能]
[课堂巩固练]
1.(2018·河南师大附中月考)金属钛对人体体液无毒且能与肌肉和骨骼生长在一起,
有“生物金属”之称。
下列有关48Ti
和50Ti的说法不正确的是(
)



48
50

Ti互称同素异形体
解析:选D
48Ti和50Ti的质子数相同,质量数不同,故中子数不同,
B、C项正确;质子数相同,中子
数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素,故
A项正确,D项错误。
,
2H、13C、15N、18O、34S等常用作环境分析指示物。
下列说法中正确的是()

16
+的酸性比 1H+的酸性更强

2

1H218O更易蒸发
解析:选D
34
2
+
1+
S原子核内的中子数为
34-16=18,A项错误;H
与
H都是氢离子,化学性质相同,
+
的酸性与
+
的酸性相同,B项错误;13C原子的质子数为
6,15N原子的质子数为
7,则13C和15N原子
即2H
1H
核内的质子数相差
1,C项错误;因
1
16
1
18
的相对分子质量为1×2
H2
O的相对分子质量为1×2+16=18,H2O
+18=20,则1H216O的沸点低,
1H216O在相同条件下比
1H218O更易蒸发,D项正确。
。下列说法正确的是
(
)
38 Sr
锶

87




50个中子,则该核素的符号是3850Sr
解析:选C元素没有质量数,故A错误;Sr元素属于金属元素,故B错误;锶的相对原子质量是
,
故C正确;若Sr元素的一种核素核内有
50个中子,则该核素的符号是
88
38Sr,故D错误。
4.(2018兰·州模拟)下列微粒中,其最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数的是
()




解析:选A硫原子核外电子排布为
2、8、6,符合最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数,
A
正确;Mg核外电子排布为2、8、2,不符合,B错误;Cl核外电子排布为2、8、7,不符合,C错误;Be核
外电子排布为2、2,不符合,D错误。
5.(2018南·开中学月考)下列说法中肯定错误的是(
)


4倍

K层的4倍

2,也可能为8
解析:选BH原子K层上只有一个电子,
A项正确;当M层上排有电子时,
L层上一定排满了8个电
子,而M层上最多只能排
18个电子,B项错误;K层上最多只能排
2个电子,M层和L层都为
8个电子的
离子可能为S2-、Cl-、K+或Ca2+等,C项正确;Li+的最外层电子数为2,Na+的最外层电子数为
8,D项正
确。
、Y、Z、R、Q、M是六种短周期元素,原子序数依次增大。
X是原子半径最小的元素,
Y的气态
氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,
Z为地壳中含量最高的元素,
R与X同主族;Y、R、Q最外层电子数
之和为8,M的单质是黄绿色有害气体。请回答下列问题:
(1)R在元素周期表中的位置为_________________________________________。
(2)Z、Q、M简单离子半径由大到小的顺序为
(写元素离子符号)____________________。
(3)由X、Y、Z三种元素形成的盐类化合物的水溶液呈酸性的原因:
______________(用离子方程式表示)。
溶液中所含离子浓度由大到小的顺序为_______________________________________。
(4)YX4M的电子式为
________,Q3Y2
与水可剧烈反应,产生沉淀与气体,反应的化学方程式为
______________________________________________。
(5)X、Z两元素形成原子个数比为
1∶1的化合物中含有的化学键类型为____________。
(6)M的单质与
R的最高价氧化物对应水化物反应的离子方程式为
________________________________________________________________________。
解析:X是原子半径最小的元素,
X为H元素;Y的气态氢化物能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,
为氨气,
则Y为N元素;Z为地壳中含量最高的元素,故为
O元素;R与X同主族,且原子序数大于
8,故R为Na
元素;Y、R、Q最外层电子数之和为
8,故Q的最外层有
2个电子,且原子序数比
11大,故为Mg元素;M
的单质是黄绿色有害气体,故
M为Cl元素。
(1)R为Na元素,在周期表中处于第三周期第Ⅰ
A族。
(2)Z、Q、M的简单离子分别为
O
2-、Mg2+
、Cl-,而微粒的电子层数越多,半径越大,故
Cl-的半径最
大;当电子层数相同时,核电荷数越多,则半径越小,故 Mg2+的半径最小,故简单离子半径由大到小的顺序
为Cl->O2->Mg2+。
(3)由X、Y、Z三种元素形成的盐类化合物为
NH4NO3,NH4+
水解使溶液显酸性:
NH4++H2O
NH3·H2O
+
+
水解,且溶液显酸性,故离子浓度大小关系为
-
+
+
-
+H
,由于NH4
c(NO3)>c(NH4)>c(H
)>c(OH
)。
(4)YX4M为NH4Cl,其为离子化合物,电子式为
;Q3Y2为Mg3N2,在水溶
液中发生水解反应生成氢氧化镁和氨气
。
(5)X、Z两元素形成的原子个数比为
1∶1的化合物为H2O2,为共价化合物,只含共价键。
(6)M的单质(即为***气),与R的最高价氧化物对应水化物
(即为NaOH)反应生成***化钠、次***酸钠和水,
离子方程式为Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O。
答案:(1)第三周期第ⅠA族(2)Cl->O2->Mg2+
+
+H2O
NH3·H2O+H
+
(3)NH4
-
+
+
-
)
c(NO3)
>c(NH4)>c(H)>c(OH
(4)
Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
(5)共价键
(6)Cl2+2OH-===Cl-+ClO-+H2O
[课下提能练]
***元素的数据如图,下列说法正确的是 ( )
A.***元素的质量数是
B.***原子的中子数为
81
C.***对应的氢氧化物有***
D.***元素位于第Ⅲ
A族
解析:选D***元素的相对原子质量是
,故A错误;***原子的质子数为
81,故B错误;***不位于
金属与非金属的分界线处,
对应的氢氧化物没有***,
故C错误;***元素最外层有
3个电子,位于第ⅢA族,
故D正确。
2.(2018重·庆十八中月考)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。关于
26
10
的说法不正确的是()
Al和Be


C.
+×1023
D.
26
26
Al和
Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同
解析:选C
10Be和9Be互为同位素,中子数不同质子数相同,A项正确;10Be的原子核内,质子数为4,
中子数为10-4=6,中子数比质子数多,B项正确;+中所含的电子数约为
-1×(13-3)×NA
26gmol·
mol-1≈×1024,C项错误;26Al和26Mg的质子数分别为
13、12,中子数分别为
13、14,核外电子数等于
质子数,故两者所含质子数、中子数和核外电子数都不相同,
D项正确。
3.(2018泰·安一检)下列有关化学用语表达正确的是(
)
-和37Cl-的结构示意图均可以表示为
:H—Cl—O
146
92、中子数为 146的U原子:92U
解析:选A
35Cl-和37Cl-的核电荷数均为17,核外电子总数均为18,其结构示意图均可表示为
,
A项正确;次***酸分子中O原子分别与H、Cl原子之间形成1个共用电子对,故HClO的结构式为
H—O—Cl,
B项错误;HF属于共价化合物,电子式为 ,C项错误;质子数为 92、中子数为 146的U原子的质
238
量数为238,该原子可表示为 92

U,D项错误。

23He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量,地球上氦元素主要以
24He
的形式存在。已知一个
12C原子的质量为ag,一个23He原子的质量为bg,NA为阿伏加德罗常数。下列说法
正确的是()
34
2He比2He多一个中子


3
12b

a
3

解析:选C
23He比24He少一个中子,A错误;不能确定核素的原子百分含量,因此不能计算氦元素的近
似相对原子质量,
B错误;一个原子的真实质量与一个
12
6C
原子质量的
1的比值是该核素的相对原子质量,
12
因此23He的相对原子质量为12b,C正确;23He的摩尔质量为
bNAgmol·-1,D错误。
a
5.(2018定·州中学月考)科学家最近发现了一种只由四个中子构成的粒子
R,这标志着人类对化学微观世
界的研究又取得了新的进展。下列有关
R的说法不正确的是()

4He相同

“零号元素”
解析:选C 根据题意,该粒子只由四个中子构成,中子不带电,故该粒子不显电性, A正确;质量数
=质子数+中子数= 0+4=4,B正确;氢原子的质子数为 1,该粒子只含有中子,不含有质子, C错误;该