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原子结构 化学键

原子结构化学键

原子结构 化学键

一、选择题(本题包括4小题,每题8分,共32分)

1.Co是γ放射源,可用于农作物诱变育种,我国用该方法培养出了许多农作物新品种。下列对Co的叙述中不正确的是( )

A.质量数是60

B.质子数是60

C.中子数是33

D.电子数是27

【解析】选B。根据Co可知质量数为60,质子数=核外电子数=27,中子数

=60-27=33,只有选项B错误。

2.(2020·武汉模拟)下列有关C C C说法错误的是( )

A.是碳元素的三种同位素

B.是不同的核素

C.化学性质完全不同

D.其中的14C和14N的质量数相等

【解析】选C。A项,同位素是质子数相同,中子数不同的同种元素的不同核素,因此三者互为同位素,正确;B项,是三种不同的核素,正确;C项,核外电子排布相同,化学性质相同,错误;D项,根据原子表示,左上角是质量数,两者质量数相等,正确。

【加固训练】

有以下六种原子Li Li Na Mg、C N,下列相关说法不正确的是( )

A.Li和Li在元素周期表中所处的位置相同

B C和N质量数相等,二者互为同位素

C Na和Mg的中子数相同但不属于同种元素

D Li的质量数和N的中子数相等

【解析】选B。Li和Li互为同位素,A正确;N的质子数不相等,二者不互为同位素,B错误Na和Mg质子数不相同,属于不同种元素,C正确Li的质量数为7N的中子数也为7,D正确。

3.(2020·青岛模拟)下列说法正确的是( )

A.原子最外层电子数等于或大于3的元素一定是非金属元素

B.原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素

C.最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期

D.某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同,该元素一定位于第3周期【解析】选C。金属Al、Sn、Bi等最外层电子数等于或大于3,A项错误;H最外层只有一个电子,是非金属,B项错误;最外层电子数不能大于8,除第2周期元素原子的次外层电子数为2外,以后的其他周期原子的次外层电子数为8或18,C

项正确;第4周期的K+、Ca2+的电子层结构为,最外层电子数与次外层的相同,D项错误。

【易错提醒】原子结构中数量关系的易错点

(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。

(2)有质子的微粒不一定有中子,如1H,有质子的微粒不一定有电子,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-。

(4)核外电子数相同的微粒,其质子数不一定相同,如Al3+和Na+、F-等。

4.厌氧氨化法(Anammox)是一种新型的氨氮去除技术,下列说法中正确的是

( )

原子结构 化学键

A.1 mol N所含的质子总数为10N A

B.1 mol联氨(N2H4)中含有5 mol共价键

C.1 mol N经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,(假设每步转化均完全)得到氮气的体积约为

11.2 L

D.该方法每处理1 mol N,需要的N为0.5 mol

【解析】选B。A、质子数等于原子序数,1 mol N所含的质子总数为11N A,故A 错误;B、一个联氨(N2H4)分子中共含有5个共价键,所以1 mol 联氨(N2H4)中含有5 mol共价键,故B正确;C、由图可知,经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,(假设每步转化均完全)1 mol N和1 mol NH2OH发生氧化还原反应生成1 mol氮气,标况下的体积为22.4 L,故C错误;D、由图可知,经过过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,(假设每步转化均完全) 1 mol N和1 mol NH2OH发生氧化还原反应生成1 mol氮气。由电子转移守恒可知,从整个过程来看,每处理1 mol N,需要的N为1 mol,故D错误。

二、非选择题(本题包括1小题,共18分)

5.(2020·淮北模拟)X、Y、Z、T、V为5种短周期元素,X、Y、Z在周期表中位置如图所示。

X

Y Z

这3种元素原子序数之和是41,X和T在不同条件下反应,可以生成T2X(白色固体)和T2X2(淡黄色固体)两种化合物。V单质在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使紫色石蕊溶液变红。

(1)5种元素的元素符号分别是

X ,Y ,Z ,

T ,V 。

(2)Y的原子结构示意图是。

(3)T、X形成化合物T2X与T2X2的化学方程式分别为、

【解析】据X、Y、Z原子序数之和为41,设Y的原子序数为m,则X的原子序数为m-8,Z的原子序数为m+1,所以3m-7=41,m=16。可知,Y为硫元素,Z为氯元素,X 为氧元素。由X和T在不同条件下生成白色固体T2X和淡黄色固体T2X2,可推断T 为Na,再由V单质可在Z单质中燃烧产生苍白色火焰,产物溶于水能使紫色石蕊溶液变红可推断V单质是H2,Z单质是Cl2。

答案:(1)O S Cl Na H

(2)

(3)4Na+O 22Na2O 2Na+O2Na2O2

【加固训练】

(2020·三明模拟)X、Y、Z、W是四种短周期元素,X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍;Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;Z元素的单质为双原子分子,Z的氢化物水溶液呈碱性;W元素最高正价是+7价。回答下列问题:

(1)元素X原子结构示意图为。

(2)元素Y的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是。

(3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子,该阴离子的电子总数是,与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是。

(4)ZW3常温下呈液态,可与水反应生成一种酸和一种碱,反应的化学方程式

为。

(5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是

(用酸的分子式表示)。

【解析】X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍,说明X共有3个电

子层,且M层上有6个电子,即,为硫元素;Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,说明Y只有2个电子层,且最外层有4个电子,Y为碳元素;Z的氢化物水溶液显碱性,则此氢化物为NH3,因此Z为氮元素;W的最高正价为+7,而F元素无正价,因此W为氯元素。

(2)碳的放射性同位素C可用于考古。

(3)氮元素与氢元素形成-1价阴离子,由于氮元素显-3价,氢显+1价,因此该阴离子为N,其电子总数是10,与该离子电子总数相等的还有NH3、N。

(4)NCl3与H2O反应生成物中有碱,只能是NH3·H2O,N为-3价,Cl为+1价,酸应为HClO。

(5)H2CO3、HNO3、H2SO4、HClO4中化学性质明显不同于其他三种酸的是H2CO3,H2CO3为弱酸。

答案:(1)(2 C

(3)10 N、NH3

(4)NCl 3+4H2O3HClO+NH3·H2O

(5)H2CO3

原子结构 化学键

一、选择题(本题包括3小题,每题10分,共30分)

1.(2020·惠州模拟)已知R元素的某种同位素能形成化合物A m R n,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,则该核素的原子符号是( )

A R

B R

C R

D R

【解析】选D。由题意可知,在化合物A m R n中,R的化合价为-m,其离子符号为R m-,已知一个R m-的核外电子数为a,则该核素的核内质子数为a-m,质量数=质子数+中子数=a-m+b,D正确。

【加固训练】

(2020·浦东模拟)月球上的每百吨He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He的形式存在。已知一个12C原子的质量为a g,一个He原子的质量为b g,N A为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是 ( )

A He比He多一个中子

B.氦元素的近似相对原子质量为3.5

C He的相对原子质量为

D He的摩尔质量为bN A

【解析】选C。He比He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C原子质量的的比值是该核素的相对原子质量,因此He的相对原子质量为,C正确He的摩尔质量为bN A g·mol-1,D错误。

2.某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与1H原子组成H m X分子,在a g H m X中所含质子的物质的量是( )

A.(A-N+m)mol

B.(A-N)mol

C.(A-N)mol

D.(A-N+m)mol

【解析】选A。X原子的质子数为(A-N),一个H m X中所含的质子数为(A-N+m),H m X 的摩尔质量为(A+m)g·mol-1,所以a g H m X中所含质子的物质的量为(A-N+m)mol。

3.(2020·长沙模拟)核电荷数小于18的某元素X,其原子的核外电子层数为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,各电子层的电子均达到2n2个(n表示电子层序数) 【解析】选D。若a=2,则X为N;若a=3,则X为Cl。由原子结构、相关元素及其化合物的性质推知A、B、C均正确;氯离子的最外层电子数未达到2n2个,D错误。【加固训练】

(2020·静安区模拟)下列有关短周期元素原子的说法正确的是( )

A.当原子形成简单离子后,其最外层上的电子数可超过8个

B.原子最外层上的电子数少于4个时,电子数越多,还原性越强

C.原子核外电子中,最外层上的电子能量最高

D.当最外层上的电子数变为4个时即达稳定结构

【解析】选C。A项,原子形成简单离子,最外层应满足稳定的结构,可为2或8,错误;C项,原子核外电子离核越远,能量越高,正确;D项,最外层上的电子轨道全充满时达到稳定结构,可为2或8,错误。

二、非选择题(本题包括1小题,共20分)

4.降低交通事故除遵守交通法规和正确驾驶外,安全措施也是极为重要的,汽车的安全气囊内有叠氮化钠(NaN3)与硝酸铵(NH4NO3)等物质。当汽车在高速行驶中受到猛烈撞击时,这些物质会迅速发生分解反应,产生大量气体,充满气囊,从而保护驾乘人员安全。请回答下列问题:

(1)下列判断正确的是(填选项字母)。

A.道路起雾与水分子化学键断裂有关

B.NH4NO3中只含有极性共价键

C.NaN3受到猛烈撞击时化学键一定断裂

D.NaN3含有共价键

(2)叠氮化钠是一种无色晶体,广泛用于汽车安全气囊及化工合成等。常见的两种制备方法为2NaNH2+N2O NaN3+NaOH+NH3;3NaNH2+NaNO3NaN3+3NaOH+NH3↑。

①写出NaNH2的电子式: 。

②NaOH固体中含有的化学键类型有。

(3)已知X、Y、Z、W四种元素分别是元素周期表中三个连续短周期的元素,且原子序数依次增大。X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素。W原子的质子数等于Y、Z原子的最外层电子数之和。Y与X形成的分子中有3个共价键,X、Y、Z所形成的常见化合物是汽车安全气囊中的一种填充物。请回答下列问题:

①由以上元素中两两形成的化合物中,溶于水显碱性的气态氢化物的电子式

为,它的共价键属于(填“极性”或“非极性”)键;含有极性共价键和非极性共价键的化合物的电子式为。

②由X、Y、Z所形成的常见化合物与W的最高价氧化物对应的水化物的浓溶液加热时反应的离子方程式为

③用电子式表示W与Z形成W2Z化合物的过程

【解析】(1)选项A,液态水变为雾属于物质的状态改变,H2O的化学键没有变化。选项B,NH4NO3中N与N以离子键结合,N与H、N与O以极性键结合。选项C,NaN3受到猛烈撞击发生分解反应,所以化学键一定断裂。选项D,NaN3含有离子键,和共价键属于离子化合物。

(2)①NaNH2属于离子化合物,其中Na+与N之间形成离子键,N中N、H形成极性键,其电子式为Na+H]-。

②NaOH固体中含有离子键和极性键。

(3)结合题目“X、Y、Z所形成的常见化合物是汽车安全气囊中的一种填充物”,可知该化合物应为NH4NO3,X、W同主族,Y又能够和X形成含有三个共价键的分子,所以X是H,Y是N;N、O的最外层电子数之和是11,所以W是Na。

①溶于水显碱性的气态氢化物为NH3,N—H键属于极性键。H2O2中含有极性键和非极性键。

②NH4NO3与NaOH浓溶液共热生成NH3的离子方程式为N+OH―NH3↑+H2O。

③W2Z为Na2O,形成Na2O的过程中,Na的电子转移给O从而形成离子化合物Na2O:

Na+]2-Na+。

答案:(1)CD

(2)①Na+H]-②离子键、极性键

(3)①极性H

②N+OH-NH3↑+H2O

③Na+]2-Na+

【加固训练】

1.(2020·阳江模拟)Ⅰ.现有部分元素的原子结构特点如表:

X L层电子数是K层电子数的3倍

Y 核外电子层数等于原子序数

Z L层电子数是K层和M层电子数之和

W 共用三对电子形成双原子分子,常温下为气体单质

(1)画出W原子结构示意图。

(2)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物,其水溶液显强酸性,该化合物的化学式为。

(3)元素X和元素Y以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q,元素W和元素Y化合形成的化合物M,Q和M的电子总数相等。以M为燃料,Q为氧化剂,可作火箭推进剂,最终生成无毒且在自然界中稳定存在的物质,写出该反应的化学方程

式。

Ⅱ.已知A、B、C、D四种物质均是由短周期元素原子组成的,它们之间有如图所示的转化关系,且A是一种含有18个电子的微粒,C是一种含有10个电子的微粒。请完成下列各题:

原子结构 化学键

(1)若A、D均是气态单质分子,写出A与B反应的化学反应方程

式: 。

(2)若B、D属同主族元素的单质分子,写出C的电子式: 。

(3)若A、B均是含2个原子核的离子,其中B中含有10个电子,D中含有18个电子,则A、B之间发生的离子反应方程式为。

【解析】Ⅰ.(1)由题意可推知:X:O、Y:H、Z:S、W:N,因此N原子的原子结构示意图为。

(2)只能是NH4HSO4。

(3)依据M为火箭推进燃料推知为N2H4,再依据M和Q的电子总数相等且形成Q的两种元素原子个数比为1∶1,推知Q为H2O2(均为18e-微粒),所以反应的方程式为:N2H4+2H2O2N2↑+4H2O。

Ⅱ.(1)含18e-的单质有Ar、F2,Ar一般不参与化学反应,故A为F2,则B为H2O,C 为HF,D为O2。

(2)若B、D为同主族元素的单质分子,则A为H2S,B为O2,C为H2O,D为S。

(3)含两个原子核的18e-离子为HS-,再结合B中含有10个电子,D中含有18个电子,可以推断出该反应为HS-+OH-S2-+H 2O。

答案:Ⅰ.(1)

(2)NH4HSO4

(3)N2H4+2H2O2N2↑+4H2O

Ⅱ.(1)2F 2+2H2O4HF+O2

(2)H

(3)HS-+OH-S2-+H 2O

2.(2020·泉州模拟) A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素。已知

A、B、E三原子最外层共有11个电子,且这三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间两两皆能反应生成盐和水;C元素的最外层电子数比次外层电子数少4,D 元素原子次外层电子数比最外层电子数多3。请回答下列问题:

(1)写出:B的元素符号,D的原子结构示意图,E的最高价含氧酸的化学式。

(2)E元素+1价含氧酸的电子式为。

(3)写出A、B两元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式:

(4)D、E最高价氧化物对应水化物的酸性较弱的是。(用化学式表示)

【解析】A、B、E三种元素的最高价氧化物对应的水化物之间两两皆能反应生成盐和水,应是强酸、强碱、氢氧化铝之间的反应,结合原子序数可知A为钠元素、B为铝元素,均为第3周期元素,E原子最外层电子数为11-1-3=7,故E为氯元素;C 元素的最外层电子数比次外层电子数少4,则C元素最外层有4个电子,故C为硅元素;D元素原子次外层电子数比最外层电子数多3,则D元素最外层有5个电子,

故D为磷元素。(1)B的元素符号为Al,D为磷元素,原子结构示意图为,E 为氯元素,其最高价含氧酸的化学式为HClO4。(2)氯元素+1价含氧酸为HClO,电子式为。(3)A、B两元素最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、Al(OH)3,二者反应生成偏铝酸钠和水,反应的化学方程式为

Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O。

(4)非金属性:Cl>P,故最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4>H3PO4。

答案:(1)Al HClO4

(2)

(3)Al(OH)3+NaOH NaAlO2+2H2O

(4)H3PO4