2024年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題5.1原子結(jié)構(gòu)知識講解含解析

PAGEPAGE1第一講原子結(jié)構(gòu)【真題速遞】1.（2024.江蘇）反應(yīng)NH4Cl+NaNO2NaCl+N2↑+2H2O放熱且產(chǎn)生氣體，可用于冬天石油開采。下列表示反應(yīng)中相關(guān)微粒的化學(xué)用語正確的是（）A.中子數(shù)為18的氯原子：B.N2的結(jié)構(gòu)式：N=NC.Na+的結(jié)構(gòu)示意圖：D.H2O的電子式：【答案】D【解析】A.核素表達(dá)式中A表示X原子的質(zhì)量數(shù)，Z表示X原子的質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)=A-Z，中子數(shù)為18的氯原子為，A項(xiàng)錯誤；B.氮原子最外層電子數(shù)為5，還須要3個電子（或形成3對共用電子對）達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以兩個氮原子共用3對電子，氮?dú)獾慕Y(jié)構(gòu)式為N≡N，B項(xiàng)錯誤；C.鈉原子核外有11個電子，鈉離子是由鈉原子失去一個電子形成的，則鈉離子核外有10個電子，Na+的結(jié)構(gòu)示意圖為，C項(xiàng)錯誤；D.氧原子最外層有6個電子，兩個氫原子分別和氧原子形成1對共用電子對，D項(xiàng)正確。故選D。2.(2024·海南，3)下列分子中，其中子總數(shù)為24的是()A.18O3B.2H217O2C.14N16O2D.14C16O2【答案】D3.(2024·江蘇，2)用化學(xué)用語表示NH3＋HCl=NH4Cl中的相關(guān)微粒，其中正確的是()A.中子數(shù)為8的氮原子：eq\o\al(8,7)N B.HCl的電子式：C.NH3的結(jié)構(gòu)式： D.Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖：【答案】C【解析】C項(xiàng)，NH3的結(jié)構(gòu)式正確；A項(xiàng)，中子數(shù)為8的氮原子為eq\o\al(15,7)N；B項(xiàng)，HCl是共價化合物，電子式為；D項(xiàng)，Cl－的結(jié)構(gòu)示意圖為。4.(2013·新課標(biāo)全國卷Ⅰ，9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡潔離子都能破壞水的電離平衡的是()A.W2－、X＋ B.X＋、Y3＋C.Y3＋、Z2－ D.X＋、Z2－【答案】C【解析】依據(jù)題意及選項(xiàng)中W、X、Y、Z所形成的簡潔離子，可確定W、X、Y、Z分別為O、Na、Al、S四種元素，能發(fā)生水解的離子為Al3＋、S2－，故C項(xiàng)正確。5．(2024·江蘇化學(xué)，2)下列有關(guān)化學(xué)用語表示正確的是()A．質(zhì)量數(shù)為31的磷原子：eq\o\al(31,15)PB．氟原子的結(jié)構(gòu)示意圖：C．CaCl2的電子式：D．明礬的化學(xué)式：Al2(SO4)3【答案】A【解析】B項(xiàng)，氟原子結(jié)構(gòu)示意圖為，錯誤；C項(xiàng)，CaCl2的電子式為，錯誤；D項(xiàng)，明礬化學(xué)式為KAl(SO4)2·12H2O，錯誤?！究季V解讀】考點(diǎn)內(nèi)容說明原子結(jié)構(gòu)了解元素、核素和同位素的含義。了解原子的構(gòu)成，了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)以及它們之間的相互關(guān)系。了解原子核外電子排布規(guī)律，駕馭原子結(jié)構(gòu)示意圖、電子式、結(jié)構(gòu)式的表示方法。高考必考點(diǎn)之一，常以選擇題的形式出現(xiàn)【學(xué)問梳理】1．構(gòu)成原子的微粒及作用原子(X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子Z個——確定的種類,中子[A－Z個]\f(在質(zhì)子數(shù)確定后,確定種類)同位素)),核外電子Z個——最外層電子數(shù)確定元素的,性質(zhì),))2．原子中的等量關(guān)系(1)質(zhì)量數(shù)(A)＝＋(2)質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)3．同位素核素(1)概念辨析(2)同位素的特征①相同存在形態(tài)的同位素，化學(xué)性質(zhì)，物理性質(zhì)不同。②自然存在的同一元素各核素所占的原子百分?jǐn)?shù)一般不變。(3)常見的重要核素及其應(yīng)用核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制示蹤原子4．核外電子排布規(guī)律5．原子結(jié)構(gòu)示意圖及能量改變【學(xué)問整合】元素原子化學(xué)(1)質(zhì)子數(shù)(Z)中子數(shù)(N)(1)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子中子質(zhì)子中子(2)①幾乎完全相同(3)eq\o\al(14,6)C氫彈4．低高2n28218325．電子層質(zhì)子數(shù)漸漸上升【考點(diǎn)精講】考點(diǎn)一、原子結(jié)構(gòu)1．原子的構(gòu)成(1)原子的定義：原子是化學(xué)改變中的最小微粒。①破壞原子結(jié)構(gòu)的核變不屬于化學(xué)改變。②化學(xué)反應(yīng)前后原子守恒。(2)原子的構(gòu)成(3)微粒之間的關(guān)系①原子中：質(zhì)子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)；②質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)；③陽離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＋電荷數(shù)；④陰離子：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)－電荷數(shù)。(4).核外電子排布①核外電子排布規(guī)律②原子結(jié)構(gòu)示意圖【典例1】1.某元素的一個原子形成的離子可表示為Xn－，下列說法正確的是()A．Xn－含有的中子數(shù)為a＋bB．Xn－含有的電子數(shù)為a－nC．X原子的質(zhì)量數(shù)為a＋b＋nD．1個X原子的質(zhì)量約為g【答案】D【解析】Xn－中a表示質(zhì)子數(shù)，b表示質(zhì)量數(shù)，“n－”表示X得到n個電子，則其含有的中子數(shù)為b－a，電子數(shù)為a＋n。1molXn－的質(zhì)量約為bg，則1個X原子的質(zhì)量約為g?！練w納總結(jié)】核外電子排布與元素性質(zhì)的關(guān)系(1)金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般小于4，較易失去電子，形成陽離子，表現(xiàn)出還原性，在化合物中顯正化合價。(2)非金屬元素原子的最外層電子數(shù)一般大于或等于4，較易得到電子，活潑非金屬原子易形成陰離子，在化合物中主要顯負(fù)化合價。(3)稀有氣體元素的原子最外層為8電子(氦為2電子)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價?！镜淅?】2．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分別表示含有18個電子的八種微粒(離子或分子)，請回答：(1)A元素是________、B元素是________、C元素是________(用元素符號表示)。(2)D是由兩種元素組成的雙原子分子，其分子式為________。(3)E是全部含18個電子的微粒中氧化實(shí)力最強(qiáng)的分子，其分子式為________。(4)F是由兩種元素組成的三原子分子，其分子式為________。(5)G分子中含有4個原子，其分子式是________。(6)H分子中含有8個原子，其分子式是________?！敬鸢浮?1)KClS(2)HCl(3)F2(4)H2S(5)H2O2(或PH3)(6)C2H6【歸納總結(jié)】等電子微粒1.“10電子”微粒2.“14電子”微粒：Si、N2、CO、C2H2、Ceq\o\al(2－,2)。3.“16電子”微粒：S、O2、C2H4、HCHO。4.“18電子”微粒CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……【考點(diǎn)一精練】1.下列化學(xué)用語只能用來表示一種微粒的是()A．B．C．CH4OD．C【答案】C【解析】A項(xiàng),該模型可以表示甲烷,也可以表示四氟化碳,錯誤;B項(xiàng),該圖示可以表示多種微粒,例如Ne、Na+等,錯誤;C項(xiàng),CH4O只能表示甲醇,正確;D項(xiàng),C可以表示金剛石,也可以表示石墨,錯誤。2.下列有關(guān)化學(xué)用語表述正確的是（）A．羥甲基（-CH2OH）和甲氧基（CH3O-）電子數(shù)不相等B．S2-的結(jié)構(gòu)示意圖：C．質(zhì)子數(shù)為53，中子數(shù)為78的碘原子：53131ID．苯甲醛：【答案】C【解析】羥甲基和甲氧基含有相同的原子種類和數(shù)目，所含電子數(shù)均為6+1×3+8=17個，A錯誤；S2-核外電子數(shù)為16+2=18，M層應(yīng)含有8個電子，B錯誤；據(jù)公式：質(zhì)量數(shù)A=質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)N，碘原子的質(zhì)量數(shù)A=53+78=131，C正確；醛基中的O原子已經(jīng)達(dá)到最外層8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所以苯基連接醛基中的碳原子而非氧原子，D錯誤。3.對下列化學(xué)用語的理解和描述均正確的是（）A．原子結(jié)構(gòu)示意圖可以表示12C，也可以表示14CB．比例模型可以表示二氧化碳分子，也可以表示水分子C．結(jié)構(gòu)示意圖為的陰離子都不能破壞水的電離平衡D．電子式可以表示羥基，也可以表示氫氧根離子【答案】A【解析】原子結(jié)構(gòu)示意圖為C原子，表示全部的碳原子，既可以表示12C，也可以表示14C，A正確；二氧化碳分子為直線型結(jié)構(gòu)，二氧化碳的正確的比例模型為，B錯誤；結(jié)構(gòu)示意圖為的陰離子中，當(dāng)n=16時，表示的為硫離子，硫離子能夠結(jié)合水電離的氫離子，破壞了水的電離平衡，C錯誤；只能表示羥基，不能表示氫氧根離子，氫氧根離子正確的電子式為：，D錯誤。4.下列關(guān)于同溫同壓下的兩種氣體12C18O和14N2的推斷正確的是()A．體積相等時密度相等B．原子數(shù)相等時具有的中子數(shù)相等C．體積相等時具有的電子數(shù)相等D．質(zhì)量相等時具有的質(zhì)子數(shù)相等【答案】C【解析】A錯誤，因?yàn)槟栙|(zhì)量不同，等體積時密度不等。B錯誤，中子數(shù)前者為16，后者為14。C正確，相同物質(zhì)的量的時候，有相同的原子數(shù)，每種分子的電子數(shù)均為14。D錯誤，兩者摩爾質(zhì)量不同，等質(zhì)量時物質(zhì)的量不相等。5.某粒子的結(jié)構(gòu)示意圖為，關(guān)于該粒子的說法不正確的是（）A．核電荷數(shù)為16B．核外有3個電子層C．屬于非金屬元素原子D．在化學(xué)反應(yīng)中簡潔失去2個電子【答案】D【解析】核電荷數(shù)為16，正確核外電子層數(shù)為3，正確；為硫原子，屬于非金屬元素，正確；最外層為6個電子，簡潔得到2個電子，錯誤。考點(diǎn)二、核素和同位素1.核素微粒符號四周數(shù)字的含義2.兩種相對原子質(zhì)量(1)原子(即核素)的相對原子質(zhì)量：一個原子(即核素)的質(zhì)量與12C質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質(zhì)量。(2)元素的相對原子質(zhì)量：是按該元素各種自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%。3.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關(guān)系(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質(zhì)子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)差異較大；②同一元素的各種穩(wěn)定核素在自然界中所占的原子百分?jǐn)?shù)(豐度)不變。(3)氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H：名稱為氕，不含中子；eq\o\al(2,1)H：用字母D表示，名稱為氘或重氫；eq\o\al(3,1)H：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。(4)幾種重要核素的用途核素eq\o\al(235,92)Ueq\o\al(14,6)Ceq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)Heq\o\al(18,8)O用途核燃料用于考古斷代制氫彈示蹤原子【典例1】1．表水和地下水都來源于大氣降水，但重水和輕水中同位素含量是不同的，有時差別還相當(dāng)大，氫包括兩種穩(wěn)定核素：H和D，氧常見的核素16O、17O和18O，下列有關(guān)說法正確的是()A．H2和D2互為同分異構(gòu)體，其化學(xué)性質(zhì)完全相同B．Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O互為同位素，都能與金屬鈉發(fā)生反應(yīng)C．18O2和18O3互為同素異形體，其密度之比為2∶3D．電解肯定量的Deq\o\al(18,2)O時，陰、陽兩極所得氣體的質(zhì)量之比約為2∶9【答案】D【解析】本題以科技學(xué)問為背景，重點(diǎn)考查同位素、同素異形體等概念，同分異構(gòu)體一般指分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物，H2和D2為組成和結(jié)構(gòu)都相同的無機(jī)物，A錯誤；16O、17O、18O互為同位素，Heq\o\al(16,2)O、Heq\o\al(17,2)O、Heq\o\al(18,2)O既不互為同位素，也不是同素異形體，B錯誤；18O2和18O3互為同素異形體，但只有在同溫同壓下，它們的密度之比才為2∶3，C錯誤；電解肯定量的Deq\o\al(18,2)O時，陰、陽兩極會收集到物質(zhì)的量之比為2∶1的D2和18O2，其質(zhì)量之比約為2∶9，D正確?！镜淅?】2.230Th和232Th是釷的兩種同位素，232Th可以轉(zhuǎn)化成233U。下列有關(guān)Th的說法正確的是()A．Th元素的質(zhì)量數(shù)是232B．Th元素的相對原子質(zhì)量是231C．232Th轉(zhuǎn)換成233U是化學(xué)改變D．230Th和232Th的化學(xué)性質(zhì)相同【答案】D【解析】Th有質(zhì)量數(shù)為230、232的兩種同位素，因此無法確定Th的質(zhì)量數(shù)，A錯誤。不知230Th與232Th的豐度，無法確定Th的相對原子質(zhì)量，B錯誤?；瘜W(xué)改變過程中原子種類不變，而232Th轉(zhuǎn)化為233U原子種類發(fā)生改變，C錯誤。230Th與232Th互為同位素，二者化學(xué)性質(zhì)相同，D正確?！練w納總結(jié)】同位素的“6同3不同”【考點(diǎn)二精練】1.重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料，下列說法錯誤的是()A．氘(D)原子核外有1個電子B．1H與D互稱同位素C．H2O與D2O互稱同素異形體D．1H218O與D216O的相對分子質(zhì)量相同【答案】C【解析】A正確；同位素是同種元素不同種原子間互稱，B正確；同素異形體是同一元素的不同單質(zhì)，C錯誤；D正確，相對分子質(zhì)量都是20，選擇C。2.下列敘述正確的是()A．乙酸與丙二酸互為同系物B．不同元素的原子構(gòu)成的分子只含極性共價鍵C．是中子數(shù)不同質(zhì)子數(shù)相同的同種核素D．短周期第ⅣA與ⅦA族元素的原子間構(gòu)成的分子，均滿意原子最外層8電子結(jié)構(gòu)【答案】D【解析】同系物的官能團(tuán)的種類和個數(shù)必需相同，甲酸屬于一元羧酸，丙二酸是二元羧酸，A錯誤。不同元素原子構(gòu)成的分子可能含有非極性共價鍵，如H2O2中既有極性鍵又有非極性鍵，B錯誤。是同種元素不同核素，C錯誤。IVA和VIIA元素的原子構(gòu)成的分子是C、Si和鹵素原子形成的CX4和SiX4構(gòu)型的分子，均滿意原子最外層8電子結(jié)構(gòu)，D正確。3．2024年是切爾諾貝利核事故30周年。核能的和平利用對完成“節(jié)能減排”的目標(biāo)有著特別重要的意義。尤其是核聚變，因其釋放能量大，成為當(dāng)前探討的一個熱門課題。其反應(yīng)原理為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。下列說法中正確的是()A．D和T是質(zhì)量數(shù)不同、質(zhì)子數(shù)相同的氫的兩種元素B.eq\o\al(2,1)H的核外電子數(shù)為2C.eq\o