山東省2024年高考化學一輪復習專題4.1原子結構核外電子排布考點掃描含解析

PAGEPAGE1專題1原子結構核外電子排布【名師預料】本專題內容為高考的高頻考點，卷均分為3～6分；考查點主要有結構和組成，包括原子、分子和物質的結構，重點是原子結構，通常從核素、核外電子數(shù)目與排布等角度來考查。通過分析歷年各省高考題，一般都有考查本部分學問的單獨題目，比如考查常見物質的化學用語的選擇題，另外其他題目中也占有確定的比例，屬于比較重要的學問，復本部分學問的考查主要集中在兩方面：①核素與同位素的概念及表示方法；②原子結構示意圖的書寫及粒子“量”之間的關系，題型主要以選擇題形式出現(xiàn)，難度中等，復習時要留意概念間的辨析?！緦W問精講】一、體系構建二、原子結構、核素1.原子構成(1)構成原子的微粒及作用原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子Z個——確定元素的種類,中子[A－Z個]\f(在質子數(shù)確定后,確定原子種類)同位素)),核外電子Z個——最外層電子數(shù)確定元素的化學性質))(2)微粒之間的關系①原子中：質子數(shù)(Z)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)；②質量數(shù)(A)＝質子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)；③陽離子的核外電子數(shù)＝質子數(shù)－陽離子所帶的電荷數(shù)；④陰離子的核外電子數(shù)＝質子數(shù)＋陰離子所帶的電荷數(shù)。(3)微粒符號四周數(shù)字的含義(4)兩種相對原子質量①原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與12C質量的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量。②元素的相對原子質量：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%。2.元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互關系(2)同位素的特征①同一元素的各種核素的中子數(shù)不同，質子數(shù)相同，化學性質幾乎完全相同，物理性質差異較大；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數(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3.核外電子排布(1)核外電子排布規(guī)律(2)原子結構示意圖(3)核外電子排布與元素性質的關系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)定結構，不易失去或得到電子，通常表現(xiàn)為0價。4．常見“10電子”“18電子”微粒(1)“10電子”的微粒：(2)常見的“18電子”的微粒：5．其他等電子數(shù)的粒子“2電子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。“9電子”的粒子：—F、—OH、—NH2、—CH3(取代基)?！?4電子”的粒子：Si、N2、CO、Ceq\o\al(2－,2)、CN－?！?6電子”的粒子：S、O2、C2H4、HCHO。6．質子數(shù)及核外電子總數(shù)均相等的粒子①Na＋、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋；②HS－、Cl－；③F－、OH－、NHeq\o\al(－,2)；④N2、CO等。三、化學鍵、物質構成1、體系構建2.化學鍵(1)化學鍵的定義及分類(2)化學反應的本質：反應物的舊化學鍵斷裂與生成物的新化學鍵形成。3.離子鍵、共價鍵的比較離子鍵共價鍵非極性鍵極性鍵概念帶相反電荷離子之間的相互作用原子間通過共用電子對(電子云重疊)所形成的相互作用成鍵粒子陰、陽離子原子成鍵實質陰、陽離子的靜電作用共用電子對不偏向任何一方原子共用電子對偏向一方原子形成條件活潑金屬與活潑非金屬經電子得失，形成離子鍵同種元素原子之間成鍵不同種元素原子之間成鍵形成的物質離子化合物非金屬單質(稀有氣體除外)；某些共價化合物或離子化合物共價化合物或某些離子化合物4.電子式的書寫方法(1)概念：在元素符號四周用“·”或“×”來表示原子的最外層電子的式子。(2)書寫方法(3)用電子式表示化合物的形成過程①離子化合物如NaCl：。②共價化合物如HCl：＋→5.化學鍵與化合物的關系【典題精練】考點1、考查原子的表示方法及各微粒數(shù)目之間的關系例1．下列說法正確的是()A．235g核素eq\o\al(235,92)U發(fā)生裂變反應：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up14(裂變))eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，凈產生的中子(eq\o\al(1,0)n)數(shù)為10NAB．eq\o\al(35,17)Cl與eq\o\al(37,17)Cl得電子實力相同C．中子數(shù)為146、質子數(shù)為92的鈾(U)原子：eq\o\al(146,92)UD.eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是中子數(shù)不同，質子數(shù)相同的同種核素解析：核素eq\o\al(235,92)U發(fā)生裂變反應，eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)neq\o(→,\s\up14(裂變))eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n，凈產生的中子(eq\o\al(1,0)n)數(shù)為10－1＝9,235g核素eq\o\al(235,92)U的物質的量為1mol，則產生裂變時凈產生的中子數(shù)為9NA，A錯誤；C項中表示鈾原子為eq\o\al(235,92)U，錯誤；D項中eq\o\al(235,92)U和eq\o\al(238,92)U是不同核素，D錯誤。答案：B易錯警示：原子結構與同位素的相識誤區(qū)(1)原子不確定都有中子，如eq\o\al(1,1)H。(2)質子數(shù)相同的微粒不確定屬于同一種元素，如F與OH－。(3)核外電子數(shù)相同的微粒，其質子數(shù)不確定相同，如Al3＋與Na＋、F－等，NHeq\o\al(＋,4)與OH－等。(4)不同的核素可能具有相同的質子數(shù)，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(3,1)H；也可能具有相同的中子數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(16,8)O；也可能具有相同的質量數(shù)，如eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N；也可能質子數(shù)、中子數(shù)、質量數(shù)均不相同，如eq\o\al(1,1)H與eq\o\al(12,6)C。(5)同位素的物理性質不同，但化學性質幾乎相同。(6)不同核素之間的轉化屬于核反應，不屬于化學反應?？键c2、考查元素、核素、同位素概念的辨析例2．“玉兔”號月球車用eq\o\al(238,94)Pu作為熱源材料。下列關于eq\o\al(238,94)Pu的說法正確的是()A.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U互為同位素B.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu互為同素異形體C.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化學性質D.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外層電子數(shù)解析：A.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U的質子數(shù)不同，不能互為同位素，錯誤；B.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu均是核素，不是單質，不能互為同素異形體，錯誤；C.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U的質子數(shù)不同，屬于不同的元素，不行能具有完全相同的化學性質，錯誤；D.eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu的質子數(shù)相同，具有相同的最外層電子數(shù)，正確。答案：D練后歸納：“同位素”的特點(1)在元素周期表中處于同一位置一般運用同一元素符號。但如氕、氘、氚在周期表中都處于同一位置，氫的同位素一般可用不同的符號來表示，如eq\o\al(1,1)H、D(eq\o\al(2,1)H)、T(eq\o\al(3,1)H)。(2)同位素的化學性質幾乎完全相同，緣由是核外電子排布相同。(3)同位素之間的轉化，既不是物理改變也不是化學改變，是核反應。(4)同位素是指同一元素的不同“原子”間的關系，同素異形體是指同一元素的不同“單質”間的關系。(5)同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫分子有六種：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O(一般的水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。H、D、T與16O、17O、18O可形成3×6＝18種水分子，相對分子質量不同。它們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。考點3、考查核外電子排布規(guī)律推斷及其應用例3．某元素X，其原子的電子層數(shù)為(n－1)，最外層電子數(shù)為(2n－1)。下列有關元素X的說法中正確的是()A．X可能是金屬元素B．由X形成的含氧酸均為強酸C．X不能形成化學式為KXO4的含氧酸鹽D．元素X的氣態(tài)氫化物確定極易溶于水解析：由X原子的最外層電子數(shù)為(2n－1)可以推知n≤4，則X的電子層數(shù)≤3，X為短周期元素。當n＝4時，X為Cl元素；當n＝3時，X為N元素；當n＝2時，不符合題意，A錯誤；HNO2和HClO均為弱酸，B錯誤；Cl元素能形成KClO4，C錯誤；NH3和HCl均極易溶于水，D正確。答案：D特殊提示：1、核外電子的排布規(guī)律是相互聯(lián)系的，不能孤立地理解，必需同時滿意各項要求，如M層不是最外層時，最多能容納18個電子，當M層為最外層時，最多容納8個電子。2．核外電子排布相同的微粒，其化學性質不確定相同，如S2－、Cl－。若屬于同位素的不同核素，其化學性質是相同的，如eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H。考點4、考查化學用語的正確運用例4、1.下列化學用語表示正確的是()A.F－的結構示意圖為B.CO2的電子式為C.NaCl的電子式為D.N2的結構式為N=N解析：CO2的電子式為，B項錯誤；NaCl的電子式為，C項錯誤；N2的結構式為N≡N，D項錯誤。答案：A誤區(qū)警示：電子式書寫常見的四大誤區(qū)考點5、考查化學鍵類型與物質類別的關系例5、下列關于化學鍵的說法正確的是()①含有金屬元素的化合物確定是離子化合物②第ⅠA族和第ⅦA族元素原子化合時，確定形成離子鍵③由非金屬元素形成的化合物確定不是離子化合物④活潑金屬與活潑非金屬化合時，能形成離子鍵⑤含有離子鍵的化合物確定是離子化合物⑥離子化合物中可能同時含有離子鍵和共價鍵A．①②⑤B．④⑤⑥C．①③④ D．②③⑤解析：AlCl3屬于共價化合物，①錯；第ⅠA族的H元素和第ⅦA族鹵素化合時形成共價鍵，②錯；非金屬元素形成的銨鹽都是離子化合物，③錯；活潑金屬與活潑非金屬化合時，分別形成陽離子和陰離子，因此形成離子鍵，④正確；⑤正確；含有原子團的離子化合物如NH4Cl、NaOH既含有離子鍵又含有共價鍵，⑥正確。答案：B特殊提示：(1)物質中不確定含有化學鍵，如單原子分子He等稀有氣體分子中不含化學鍵。(2)并非活潑金屬與活潑非金屬相互化合確定形成離子鍵，如AlCl3中沒有離子鍵，只有共價鍵。(3)非金屬元素的兩個原子之間確定形成共價鍵，但多個非金屬原子間可以形成離子鍵，如NH4Cl。(4)存在離子鍵的化合物確定是離子化合物，但存在共價鍵的化合物不確定是共價化合物，如NaOH、Na2O2等。(5)化學鍵被破壞的改變，不確定是化學改變，如NaCl、SiO2受熱熔化、NaCl溶于水等?？键c6、考查化學鍵類型的推斷例6．下列說法正確的是()A．Na在Cl2中燃燒的生成物含離子鍵B．碳酸亞乙烯酯()分子中只有極性鍵C．60g丙醇(CH3CH2CH2OH)中存在的共價鍵總數(shù)為10NAD．氧分別與Mg、Si形成的化合物中化學鍵類型相同解析：B項中含有C—C非極性鍵；C項中60g丙醇中含有共價鍵總數(shù)為11NA；D項中形成的化合物中MgO、SiO2，前者含有的化學鍵為離子鍵，后者含有的為共價鍵。答案：A練后歸納：化學鍵類型的推斷方法(1)從物質構成角度推斷(2)從物質類別角度推斷【名校新題】1．（2024·山東高考模擬）用化學用語表示Cl2+H2OHClO+HCl中的相關微粒，其中正確的是A．Cl-的結構示意圖：B．HClO的電子式：C．H2O的結構式：H—O—HD．中子數(shù)為18的氯原子：【答案】C【解析】A.Cl原子最外層有7個電子，獲得一個電子變?yōu)镃l-，故Cl-的結構示意圖：，A錯誤；B.HClO分子中O原子分別與H、Cl原子形成一個共用電子對，其電子式：，B錯誤；C.水分子中O原子與2個H原子形成2個共用電子對，結構式為H—O—H，C正確；D.中子數(shù)為18的氯原子，質量數(shù)為35，故可表示為：，D錯誤；故合理選項是C。2．（2024·山東高三期末）2024年11月30日，國際純粹與應用化學聯(lián)合會(IUPAC)公布了118號元素符號為Og，至此元素周期表的七個周期均已填滿。下列關于的說法錯誤的是A．原子序數(shù)為118 B．中子數(shù)為179C．核外電子數(shù)為118 D．Og的相對原子質量為297【答案】D【解析】A.原子序數(shù)就是依據(jù)元素原子核內質子數(shù)多少命名的，118號元素原子序數(shù)就我118，A正確；B.質子數(shù)是118，質量數(shù)是297，所以中子數(shù)=297-118=179，B正確；C.原子核內質子數(shù)等于原子核外電子數(shù)，等于原子序數(shù)，所以該原子核外電子數(shù)為118，C正確；D.該元素有幾種同位素原子不清晰，每種原子在該元素中所占比例也不知道，因此不能確定該元素的相對原子質量，D錯誤；故合理選項是D。3．（2024·日照青山學校高三月考）2024年1月，南京理工高校胡炳成教授團隊勝利合成世界首個全氮陰離子鹽，全氮陰離子化學式為N5-。下列關于全氮陰離子鹽的說法正確的是A．每個N5-含有26個電子B．N5-的摩爾質量為71g·mol-1C．全氮陰離子鹽既含離子鍵又含共價鍵D．全氮陰離子鹽可能屬于電解質，也可能屬于非電解質【答案】C【解析】每個N5-含有36個電子，故A錯誤；N5-的摩爾質量為70g·mol-1，故B錯誤；N5-含有共價鍵，全氮陰離子與金屬離子之間存在離子鍵，故C正確；鹽都是電解質，所以全氮陰離子鹽屬于電解質，故D錯誤。4．（2024·山東省臨沂市第十九中學高考模擬）下列說法正確的是A．離子化合物只含離子鍵B．在熔融狀態(tài)下能導電的化合物為離子化合物C．強電解質溶液的導電實力確定強D．CO2、NO2、P2O5均為酸性氧化物，Na2O、Na2O2為堿性氯化物【答案】B【解析】離子化合物確定含有離子鍵，可能含有共價鍵，如過氧化鈉，A項錯誤；熔融狀態(tài)能導電的化合物確定是離子化合物,只有離子化合物在熔融狀態(tài)下電離出自由移動的離子，B項正確；電解質的強弱在于是否完全電離，與導電實力強弱無必定聯(lián)系。強電解質稀溶液中溶質雖完全電離，但離子濃度小，導電實力也會很弱，C項錯誤。酸性氧化物指的是與堿反應生成鹽和水的氧化物，NO2不屬于酸性氧化物，堿性氧化物指的是與酸反應生成鹽和水的氧化物，Na2O2不屬于堿性氧化物，D項錯誤。5．（2024·阜新市海州高級中學高三月考）下列各組物質中化學鍵的類型相同的是()A．HClMgCl2NH4Cl B．H2O

Na2O

CO2C．CaCl2NaOHH2O D．NH3

H2O

CO2【答案】D【解析】A.HCl中為共價鍵，MgCl2中為離子鍵，NH4Cl中既有離子鍵和共價鍵，故A不選；B.H2O中為共價鍵，Na2O中為離子鍵，CO2中含共價鍵，故B不選；C.CaCl2中為離子鍵，NaOH中既有離子鍵又有共價鍵，H2O中為共價鍵，故C不選；D.NH3中為共價鍵，H2O中為共價鍵，CO2中含共價鍵，故D選。故選D。6．（2024·山東濟南外國語學校高一期中）下列性質中，可以證明某化合物內確定存在離子鍵的是（）A．可溶于水B．具有較高的熔點C．水溶液能導電D．熔融狀態(tài)能導電【答案】D【解析】A.可溶于水的物質不確定含有離子鍵，如硫酸，故A錯誤；B.具有較高熔點的物質不確定含有離子鍵，如二氧化硅，故B錯誤；C.水溶液能導電的物質不確定含有離子鍵，故HCl，故C錯誤；D.固態(tài)不導電，但熔融狀態(tài)能導電，說明該化合物熔融狀態(tài)能電離出陰陽離子，含有離子鍵，故D正確；答案：D7．（2024·山東聊城一中高三月考）下列關于化學鍵的說法正確的是()A．C、N、O、H四種元素形成的化合物確定既有離子鍵，又有共價鍵B．不同元素的原子構成的分子不確定只含極性共價鍵C．含極性鍵的共價化合物確定是電解質D．HF的分子間作用力大于HCl，故HF比HCl更穩(wěn)定【答案】B【解析】A、C、N、O、H四種元素形成的化合物不確定既有離子鍵，又有共價鍵，例如尿素分子中只有共價鍵，A錯誤；B、不同元素的原子構成的分子不確定只含極性共價鍵，例如雙氧水中還含有非極性鍵，B錯誤；C、含極性鍵的共價化合物不確定是電解質，例如乙醇是非電解質，C錯誤；D、分子間作用力不能影響分子的穩(wěn)定性，分子的穩(wěn)定性與共價鍵有關系，D錯誤，答案選B。8．（2024·山東高一月考）下列過程中，共價鍵被破壞的是A．碘升華B．溴蒸氣被木炭吸附C．酒精溶于水D．HCl氣體溶于水【答案】D【解析】共價化合物溶于水并電離，以及發(fā)生化學反應都存在共價鍵的斷裂過程。A.碘升華克服的是范德華力，共價鍵沒有被破壞，A項錯誤；B.溴蒸氣被木炭吸附，分子間作用力被破壞，發(fā)生的是物理改變，沒有化學鍵的破壞，B項錯誤；C.酒精溶于水后，酒精在水中以分子形式存在，所以沒有化學鍵的破壞，C項錯誤；D.氯化氫氣體溶于水，氯化氫在水分子的作用下發(fā)生電離，電離出氯離子和氫離子，所以有化學鍵的破壞，D項正確；答案選D。9．（2024·山東高考模擬）電影《流浪地球》講解并描述了太陽即將爆發(fā)氦閃”(3HeC)，人類飛離太陽系的艱辛歷程.太陽質量中氫占71%，氦26%，氧、碳、鐵等元素占2%左右.下列說法正確的是A．核素的中子數(shù)比電子數(shù)多2B．上述元素除氮之外僅能形成6種單質和4種氧化物C．碳、氫、氧元素組成的糖類物質均可發(fā)生水解D．上述元素組成的草酸亞鐵(FeC2O4)中碳元素的化合價為+3【答案】D【解析】A.核素的中子數(shù)為2個，電子數(shù)為2個，中子數(shù)等于電子數(shù)，故A錯誤；B.由于某些元素能形成多種同素異形體，如氧元素能形成O2、O3兩種同素異形體，碳元素能形成金剛石、石墨、C60等多種同素異形體，則上述元素除氮之外能形成的單質不止6種，故B錯誤；C.碳、氫、氧元素組成的葡萄糖不能發(fā)生水解，故C錯誤；D.依據(jù)化合物中元素化合價代數(shù)和為零原則，上述元素組成的草酸亞鐵(FeC2O4)中鐵元素為+2價，氧元素為-2價，則碳元素的化合價為+3，故D正確。答案選D。10．（2024·山東濟南外國語學校高一期中）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的相對分子質量相同【答案】C【解析】A．氘(D)原子核外有1個電子，正確；B．中1H與D質子數(shù)同，中子數(shù)不同，1H與D互稱同位素，正確；C．同素異形體都是單質，不是化合物，錯誤；D．1H218O與D216O的相對分子質量都是20，正確。答案選C。11．（2024·黑龍江牡丹江一中高三開學考試）下列敘述中，正確的是（）A．兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質確定相同B．凡單原子形成的離子，確定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布C．兩原子，假如核外電子排布相同，則確定屬于同種元素D．陰離子的核外電子排布確定與比它原子序數(shù)小的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同【答案】C【解析】A.兩種粒子，若核外電子排布完全相同，則其化學性質不確定相同，例如鈉離子和氟離子，A項錯誤；B.凡單原子形成的離子，不確定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布，例如H+確定不滿意稀有氣體的核外電子排布，B項錯誤；C.兩原子，假如核外電子排布相同，那么質子數(shù)相同，則確定屬于同種元素，C項正確；D.陰離子是原子得電子后的離子，則陰離子的核外電子排布與比同周期的稀有氣體元素原子的核外電子排布相同，D項錯誤；答案選C。12．（2024·峨山彝族自治縣第一中學高三月考）美日科學家因在探討“鈀催化交叉偶聯(lián)反應”所作出的杰出貢獻，曾獲得諾貝爾化學獎。鈀(Pd)元素的原子序數(shù)為46，下列敘述錯誤的是()A．10246Pd和10346Pd互為同位素B．鈀是第五周期元素C．Pd2＋核外有48個電子D．10846Pd的原子核內有62個中子【答案】C【解析】A.10246Pd和10346Pd兩種原子的質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，故A敘述正確；B.鈀原子核外有五個電子層，位于第五周期，故B敘述正確；C.Pd原子核外有46個電子，則Pd2＋核外有44個電子，故C敘述錯誤；D.10846Pd的原子核內中子數(shù)為：108-46=62，故D敘述正確；答案選C。13．（2024·海南高考真題）自門捷列夫發(fā)覺元素周期律以來，人類對自然的相識程度逐步加深，元素周期表中的成員數(shù)目不斷增加?；卮鹣铝袉栴}：(1)2024年確認了四種新元素，其中一種為，中文名為“”。元素可由反應：+=+3得到。該元素的質子數(shù)為______，與互為_________。(