创新设计届高考化学总复习江西版.docx

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创新设计届高考化学总复习江西版

课时1　原子结构

最新考纲

1．了解元素、核素、同位素的含义。

2.了解原子构成。

3.了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

4.了解原子核外电子排布。

考点一　原子的构成及其微粒间的数量关系　

1．原子的构成

原子

2．原子结构中的微粒关系

（1）原子

（2）离子的核外电子数

核外电子数

3．元素符号周围数字的意义

探究思考

1．填空

（1）Ti的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。

（2）27Al3＋的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。

（3）35Cl－的质子数为________、中子数为________、电子数为________、质量数为________。

答案　

（1）22　26　22　48　

（2）13　14　10　27　（3）17　18　18　35

2．某元素形成的离子为Xn－，则：

①Xn－含有的中子数为________。

②Xn－含有的电子数为________。

③X原子的质量数为________。

④1个X原子的质量约为________。

答案　①b－a　②a＋n　③b　④g

【示例1】下列说法正确的是（　　）。

A.U和U是中子数不同质子数相同的同种核素（2012·天津，3C）

B．同种元素的原子均有相同的质子数和中子数（2012·山东，9C）

C．质子数为53，中子数为78的碘原子：

I（2011·江苏，2C）

D．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化（2010·山东，9C）

思维启迪①16O与18O之间的转化属于核变化，O2与O3之间的转变属于化学变化，②注意元素、核素、同位素的区别。

解析　U和U是同一元素的两种核素，A错误；同种元素的不同原子均有相同的质子数和不同的中子数，B错误；核变化不属于化学变化，通过化学变化不可实现16O和18O之间的转化，D错误。

答案　C

【示例2】（2011·海南，4）I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中I的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。

下列有关I的叙述中错误的是（　　）。

A.I的化学性质与I相同

B.I的原子序数为53

C.I的原子核外电子数为78

D.I的原子核内中子数多于质子数

解析　I与I互为同位素，化学性质相同，故A对；I的质子数（Z）为53，质量数（A）为131，中子数（N）＝131－53＝78，故B对、D对；核外电子数应为53，故C错。

答案　C

1．（2013·启东模拟）已知R元素的某种同位素能形成化合物AmRn，其中A的化合价为＋n。

该化合物中一个R微粒的核外电子数为a，核内中子数为b，则该同位素的原子符号是（　　）。

A.RB.R

C.RD.R

解析　AmRn中R的化合价为－m，所以R原子的质子数为（a－m），其核内中子数为b，R的质量数为（a－m＋b），所以答案为D。

答案　D

2．下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（　　）。

A．D3O＋B．Li＋C．OD－D．OH－

解析　电子数大于质子数，则为阴离子，由于H中含有一个质子不含中子，所以D项正确。

答案　D

3．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wgR2－所含有电子的物质的量是（　　）。

A.molB.mol

C.（m－n－2）molD.（m－n＋2）mol

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wgR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。

答案　D

1．规避3个易失分点

（1）任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与电子数不一定相等，如阴、阳离子中。

（2）有质子的微粒不一定有中子，如1H，有质子的微粒也不一定有电子，如H＋。

（3）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。

2．掌握质子数和核外电子数分别相等的不同微粒

（1）同位素原子如：

H、H、H。

（2）分子如：

CH4、NH3、H2O、HF、Ne。

（3）带电荷数相同的阳离子，如：

NH、H3O＋。

（4）带电荷数相同的阴离子，如：

OH－、F－。

考点二　“三素”、“四量”的辨析　

1．“三素”——元素、核素、同位素

（1）元素、核素、同位素的概念及相互关系

（2）同位素的性质

同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。

（3）几种重要的核素

核素

U

C

H

H

O

用途

核燃料

用于考古断代

制氢弹

示踪原子

—————————[特别提醒]———————————————————

“三素”研究的范围不同：

（1）元素是宏观概念，对质子数相同的一类原子而言。

（2）核素是微观概念，对元素的某种原子而言。

（3）同位素是微观概念，对同种元素的几种不同原子间的关系而言。

2．“四量”——原子质量、原子的相对原子质量、元素的相对原子质量、质量数

原子质量

原子的相对

原子质量

元素的相对

原子质量

质量数

定义

指某元素某种核素的一个原子的真实质量

一个原子的真实质量与一个C原子质量的的比值

该元素各种核素的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和

一个原子的质子数与中子数的和

实例

一个O原子的质量是2.657×10－26kg

O的相对原子质量约为16

Mr＝Mr1a%＋Mr2b%＋…（其中a%＋b%＋…＝1）

O的质量数为16

探究思考

1．用元素、核素和同位素等概念描述H、H、H、O四者之间的关系。

答案　H、H、H、O为四种核素，前三种属于氢元素，O属于氧元素。

H、H、H互为氢元素的同位素。

2．已知碳有三种同位素：

C、C、C，氧有三种同位素：

O、O、O则CO2可能有________种相对分子质量。

答案　7

3．

（1）1H、2H、3H三种微粒都属于________，因为它们是具有相同________的同一类原子。

（2）在H、H、H、C、C、C、N、N中，核素、元素的种数分别为________种、________种。

（3）C、C、C的关系为________，因为它们是具有________的同一元素的不同原子。

其化学性质几乎完全相同。

答案　

（1）氢元素　核电荷数（质子数）　

（2）8　3

（3）互为同位素　相同的质子数和不同的中子数

【示例3】（2013·上海，3）230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U。

下列有关Th的说法正确的是（　　）。

A．Th元素的质量数是231

B．Th元素的相对原子质量是231

C．232Th转换成233U是化学变化

D．230Th和232Th的化学性质相同

思维启迪①元素的相对原子质量的概念；②化学变化与核变化的区别；③同位素原子的性质。

解析　232Th、230Th的质量分别是232、230，A项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量的平均值，B项错误；同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同，D项正确；化学变化是生成新物质的变化，参加反应原子的原子核不变，而C项的原子核发生了变化，错误。

答案　D

【示例4】（2013·海南，3）重水（D2O）是重要的核工业原料，下列说法错误的是（　　）。

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．1HO与DO的相对分子质量相同

解析　同位素是同种元素不同种原子间的互称。

答案　C

1．（2013·日照模拟）下列说法不正确的是（　　）。

①质子数相同的粒子一定是同种元素　②同位素的性质几乎完全相同　③质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子　④电子数相同的粒子不一定是同一种元素　⑤一种元素只能有一种质量数　⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是质量数

A．②③⑤⑥B．①②④⑤

C．①②⑤⑥D．③④⑤⑥

解析　粒子包括原子、分子、离子等。

H2O与Ne的电子数、质子数均相同，故①错、④对；一种分子和一种离子，如果质子数相等，其电子数一定不相等，故③对；同位素化学性质几乎完全相同，物理性质不同，故②错；质量数是针对某原子而言的，一种元素往往有几种同位素原子，它们的质量数各不相同，故⑤、⑥错。

答案　C

2．（2013·人大附中月考）某高校化学工作者创建了“元素立体周期律”，在原来二维周期表横列（X轴）和纵列（Y轴）基础上，增加了一个竖列（Z轴）。

Z轴按“中质差”（中子数和质子数之差ΔZ＝N－P）自上而下递增顺序排列。

原“二维元素周期表”中的相对原子质量由同位素“中质和”（中子数和质子数之和A＝N＋P）替代。

下列说法正确的是（　　）。

A．“中质和”相同的核素一定是同一元素

B．“中质差”相同的核素一定是同一元素

C．N2－P2＝A×ΔZ

D．至2008年，人们发现108种元素有m种同位素，说明“中质差”一定有m种

解析　“中质和”即质量数，质量数相同的核素不一定是同一元素，例如C和N，A项错；“中质差”相同的核素不一定是同一元素，例如H、C和N，其“中质差”均为0，B项错；A×ΔZ＝（N＋P）×（N－P）＝N2－P2，C项对；有的同位素其“中质差”相等，例如H、C和N，说明“中质差”的数目小于同位素的数目，D项错。

答案　C

3．（2011·上海，9）氯元素在自然界有35Cl和37Cl两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.453中（　　）。

A．75.77%表示35Cl的质量分数

B．24.23%表示35Cl的丰度

C．35.453表示氯元素的相对原子质量

D．36.966表示37Cl的质量数

解析　A项中75.77%表示35Cl的丰度；B项中24.23%表示37Cl的丰度；D项37Cl的质量数为37。

答案　C

4．（2009·广东，1）我国稀土资源丰富。

下列有关稀土元素Sm与Sm的说法正确的是（　　）。

A.Sm与Sm互为同位素

B.Sm与Sm的质量数相同

C.Sm与Sm是同一种核素

D.Sm与Sm的核外电子数和中子数均为62

解析　本题考查同位素的概念，意在考查考生概念的辨析能力。

Sm与Sm是质子数为62的两种不同核素，二者互为同位素。

答案　A

1．同位素的“六同三不同”

六同

三不同

①原子核内质子数相同

②核电荷数相同

③原子的核外电子数相同

④属于同一种元素

⑤在元素周期表中位置相同

⑥化学性质基本相同

①中子数不同

②质量数不同

③物理性质不同

2.纠错笔记

（1）一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素；

（2）有多少种核素就有多少种原子；

（3）同位素：

“位”即核素在元素周期表中的位置相同；

（4）不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。

（5）核变化不属于物理变化，也不属于化学变化。

考点三　原子核外电子排布的规律　

1．电子层的表示方法及能量变化

2．核外电子排布规律

（1）能量最低原则

核外电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后再按照由里向外的顺序依次排布在能量逐渐升高的电子层里。

（2）分层排布原理

①每层最多容纳的电子数为2n2个。

②最外层不超过8个（K层为最外层时不超过2个）。

③次外层不超过18个，倒数第三层不超过32个。

3．核外电子排布与元素性质的关系

（1）金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。

（2）非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易获得电子，活泼非金属原子易形成阴离子。

在化合物中主要显负化合价。

（3）稀有气体元素的原子最外层为8电子（氦为2电子）稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。

探究思考

1．核外电子排布相同的微粒，化学性质是否相同？

答案　不一定。

核外电子排布相同的微粒，有中性原子和离子。

若是属于同位素的不同核素，化学性质相同；若是不同元素的原子和离子，则化学性质不同。

2．下图为四种粒子的结构示意图，完成以下填空：

（1）属于阳离子结构的粒子是________（填字母序号，下同）。

（2）B粒子的半径________C粒子的半径（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的原子结构示意图可能是________。

答案　

（1）B　

（2）小于　（3）D

【示例5】（2012·全国大纲，10）元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。

X元素为（　　）。

A．AlB．PC．ArD．K

思维启迪掌握微粒半径的比较在元素推断中的应用

解析　具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。

选项A，Al3＋具有第二周期稀有气体电子层结构；选项B，磷离子半径大于负二价硫离子的半径；选项C，Ar为稀有气体元素，不能形成离子；选项D，K＋具有与钙离子相同的电子层结构，且半径小于负二价硫离子。

答案　D

【示例6】（2012·浙江，9）X、Y、Z是原子序数依次递增的短周期元素，3种元素的原子核外电子数之和与Ca2＋的核外电子数相等，X、Z分别得到一个电子后均形成稀有气体原子的稳定电子层结构。

下列说法正确的是（　　）。

A．原子半径：

Z>Y>X

B．Z与X形成化合物的沸点高于Z的同族元素与X形成化合物的沸点

C．CaY2与水发生氧化还原反应时，CaY2只作氧化剂

D．CaX2、CaY2和CaZ2等3种化合物中，阳离子与阴离子个数比均为1∶2

解析　本题应首先对元素作出准确的推断，然后再解答问题。

Ca2＋为18电子微粒，则X－和Z－的核外电子数只能分别为2和10，故X为H，Z为F，Y的核外电子数应为18－1－9＝8，故Y为O。

A项，原子半径O>F>H，故A错；B项，在HF、HCl、HBr和HI中，因HF中存在氢键，故沸点最高，B正确；C项，2CaO2＋2H2O===2Ca（OH）2＋O2↑，CaO2中－1价的氧，一部分降低为－2价，一部分升高为0价，CaO2既作氧化剂，又作还原剂，故C错；D项，在CaH2、CaO2和CaF2中，CaO2的电子式为

，所以阳离子与阴离子个数之比为1∶1，故D错。

答案　B

1．（2013·西安师大模拟）下列叙述中，正确的是（　　）。

A．两种粒子，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．两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素

D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同

解析　Na＋和F－核外电子排布相同，但化学性质不同，A错误；Fe2＋、H＋等不具有稀有气体元素的核外电子排布，B错误。

阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D错误。

答案　C

2．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）

解析　若a＝2，则X为N，若a＝3，则X为Cl。

由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。

答案　D

3．（2013·四川，4改编）短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4∶3，Z原子比X原子的核外电子数多4。

则W、X、Y、Z分别为（写元素符号）：

________、________、________、________。

答案　C　Al　Si（P、S）　Cl

　　　　　　　　核外电子排布与元素推断规律

素养11　常见的等电子微粒及其在解题中的应用

[知识探究]

常见的等电子微粒

（1）“18电子”的微粒

分子

离子

一核18电子

Ar

K＋、Ca2＋、Cl－、S2－

二核18电子

F2、HCl

O、HS－

三核18电子

H2S

四核18电子

PH3、H2O2

五核18电子

SiH4、CH3F、NH2OH

六核18电子

N2H4、CH3OH

其他微粒

C2H6、CH3NH2

N2H、N2H

（2）其他等电子的微粒

“10电子”的微粒：

CH4、NH3、H2O、HF、Ne、NH、H3O＋、OH－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋等。

“9电子”的微粒：

—F、—OH、—NH2、—CH3（取代基）

“14电子”的微粒：

Si、N2、CO、C2H2

“2电子”的微粒：

He、H－、Li＋、Be2＋、H2

—————[特别提醒]—————————————————

稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子、下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同，如F－、Ne和Na＋的电子层结构相同。

[当场指导]

【典例】用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒（离子或分子），请回答下列问题：

（1）A元素是________、B元素是________、C元素是________（用元素符号表示）。

（2）D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。

（3）E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子，其分子式是________。

（4）F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________。

（5）G分子中含有4个原子，其分子式是________。

（6）H分子中含有8个原子，其分子式是________。

解析　含有18个电子的简单阳离子为Ca2＋和K＋，简单阴离子为Cl－、S2－等，氢化物有HCl、H2S、PH3、H2O2、C2H6等，其他的如F2、Ar等。

答案　

（1）K　Cl　S　

（2）HCl　（3）F2　（4）H2S

（5）H2O2（或PH3）　（6）C2H6

【应用】已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如图所示的转化关系（反应条件已经略去）：

（1）如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出A、D的电子式：

A____________；D____________。

（2）如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：

①A与B在溶液中反应的离子方程式为___________________________________________________________________________________________________。

②根据上述离子方程式，可以判断C与B结合质子的能力大小是（用化学式或离子符号表示）_____________________________________________________。

答案　

（1）

（2）①HS－＋OH－===S2－＋H2O　②OH－>S2－

　　　　　　　　寻找10电子微粒和18电子微粒的方法

1．10电子微粒

2．18电子微粒

CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH……

（时间：

45分钟　分值：

100分）

一、选择题（本题共10个小题，每题6分，共60分，每个小题只有一个选项符合题意。

）

1．据科学家预测，月球的土壤中蕴含着数百万吨的He，每百吨He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的总能量。

在地球上氦元素主要以He的形式存在。

下列说法正确的是（　　）。

A.He原子核内含有4个质子

B.He原子核内含有3个中子

C.He和He互为同位素

D.He的最外层电子数为2，所以He在反应中容易失去电子

解析　A选项中He质量数为4，质子数为2；B选项中He原子核内含有1个中子；C选项中He和He属于同种元素的不同核素，互称同位素；D选项中He的最外层电子数为2，但He的原子核外只有一个电子层，为饱和结构，故不易失去电子，很难参加化学反应。

答案　C

2．简单原子的原子结构可用下图形象地表示：

其中●表示质子或电子，○表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的组合是（　　）。

a．①②③互为同位素　b．①②③互为同素异形体　c．①②③是三种化学性质不同的粒子　d．①②③具有相同的质量数　e．①②③具有相同的质量　f．①②③是三种不同的原子

A．a、fB．b、cC．d、eD．e、f

解析　由题图可知所给出的是三种不同的原子，这三种原子都有1个质子，分别是H、H、H，它们是氢的三种同位素；同素异形体是指同种元素组成的结构不同的单质；同位素物理性质不同，化学性质几乎相同。

答案　A

3.C—NMR（核磁共振）可用于含碳化合物的结构分析。

下列有关C的说法正确的是（　　）。

A.C的质量数是13，原子序数是6，核内有6个中子

B.C与金刚石、石墨、C60等互为同素异形体

C．碳元素的相对原子质量为13

D.C是碳的一种核素，与C互为同位素

解析　A中，C核内有7个中子；B中，金刚石、石墨、C60为碳的不同单质，而C为核素；C中，碳元素的相对原子质量是各种同位素相对原子质量的平均值。

答案　D

4．下列有关说法正确的是（　　）。

A.Cn的原子核内中子数与核外电子数之差为55

B.U和U是同位素，核反应属于化学变化

C．40Ca2＋与18O具有相同的电子数

D．Si2O中质子总数为80

解析　Cn的原子核内中子数和核外电子数分别为165、112，两者之差为53，A错误；核反应是物理变化，B错误；40Ca2＋和18O的电子数都是18，C正确；Si2O中电子总数为80，质子总数为76，D错误。

答案　C

5．今有A、B两种原子，A原子的M层电子数比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍。

A和B分别是（　　）。

A．硅原子和钠原子B．硼原子和氦原子

C．氯原子和碳原子D．碳原子和铝原子

解析　设原子A的L、M两层电子数分别为x、y，依题意，A、B两原子的电子层结构：

K　　L　　M

A2xy

B22xy＋3

原子B的M层至少有3个电子，因而其L层的电子数必然是8个，求得x＝4。

对原子A来说，L层有4个电子时，L层只能是最外层，即y＝0，y＋3＝3。

因此，这两个原子核外电子排布：

K　　L　　M

A240

B283

故这两种原子分别为碳原子和铝原子。

答案　D

6．（2013·北京朝阳区模拟）据报