2021届高三化学一轮复习课时同步跟踪检测（十六） 原子结构（含答案）

第 1 页 共 7 页 跟踪检测（十六） 原子结构 1．已知 R2＋核外有 a 个电子，b 个中子。表示 R 原子符号正确的是(　　) A.baR B.a＋b－2a－2R C.a＋b＋2a＋2R D.a＋ba－2R 答案：C 2.11H、21H、31H、H＋、H2 是(　　) A．氢的五种同位素　　　 B．五种氢元素 C．氢的五种核素 D．氢元素的五种不同微粒 解析：11H、21H、31H 三种粒子质子数相同，都为 1；但中子数分别为 0、1、2，它们是同 一种元素的三种不同核素，互为同位素。H＋是质子数为 1，电子数为 0，带一个单位正电荷 的粒子。H2 是由两个 H 原子构成的分子。总之，它们属于氢元素的五种不同微粒。 答案：D 3．化学中有“四同”，根据“四同”的概念，下列物质间关系正确的是(　　) A．1H2、2H2——同位素 B．HCOOCH3、CH3OCHO——同分异构体 C．S2－、S2－2 ——同素异形体 D．甲醇、乙醇——同系物 答案：D 4．月球上的每百吨 32He 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 42He 的形式存在。已知一个 12C 原子的质量为 a g，一个 32He 原子的质量为 b g，NA 为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是(　　) A.32He 比 42He 多一个中子 B．氦元素的近似相对原子质量为 3.5 C.32He 的相对原子质量为12b a D.32He 的摩尔质量为 bNA 解析：选 C　32He 比 42He 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126C 原子质量的 1 12 的比值是该核素的相对原子质量，因此 32He 的相对原子质量为12b a ，C 正确；32He 的摩尔质 量为 bNA g·mol－1，D 错误。 5．(2020·月考)科学家最近发现了一种只由四个中子构成的粒子 R，这标志着第 2 页 共 7 页 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(　　) A．R 与其他原子一样呈电中性 B．R 的质量数与 4He 相同 C．与氢原子的质子数相同 D．R 中不含质子可称为“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；该粒子质子数为 0，可称为“零号元素”，D 正确。 6．(2020·月考)我国科研人员在兰州合成了镤元素的一种同位素镤­239，并测 知其原子核内有 148 个中子。现有 A 元素的一种同位素，比镤­239 的原子核内少 54 个质子 和 100 个中子，则 A 元素在周期表中的位置是(　　) A．第三周期第ⅠA 族 B．第四周期第ⅠA 族 C．第五周期第ⅠA 族 D．第二周期第ⅡA 族 解析：选 C　镤­239 的质子数为 239－148＝91，则 A 元素的一种同位素的质子数是 91 －54＝37，根据 37－2－8－8－18＝1 可知，A 元素位于第五周期第ⅠA 族，C 正确。 7．核内中子数为 N 的 R2＋，质量数为 A，则 n g 它的氧化物所含电子物质的量为(　　) A. n A＋16(A－N＋8)mol B. n A＋16(A－N＋10)mol C．(A－N＋2)mol D.n A(A－N＋6)mol 解析：选 A　氧化物的化学式为 RO，则 n g 它的氧化物所含电子物质的量为 n A＋16(A－ N＋8)mol。 8．元素 A 和元素 B 的原子序数都小于 18。已知 A 元素原子的最外层电子数为 a，次 外层电子数为 b；B 元素原子的 M 层电子数为 a－b，L 层电子数为 a＋b，则 A、B 两元素 所形成的化合物的性质可能有(　　) A．能与水反应 B．能与硫酸反应 C．不能与氢氧化钠反应 D．能与碳酸钠反应 解析：选 D　元素 A 和 B 的原子序数都小于 18，B 元素原子的 L 层电子数为 a＋b， 则 a＋b＝8，A 元素原子最外层电子数为 a，次外层电子数为 b，则 b＝2，a＝8－2＝6，故 A 为 O 元素，B 元素原子的 M 层电子数为 a－b＝6－2＝4，故 B 为 Si 元素，A、B 两元素 所形成的化合物为 SiO2。SiO2 不与水反应，A 项错误；SiO2 不能与硫酸反应，B 项错误；SiO2 能与氢氧化钠反应，生成硅酸钠与水，C 项错误；SiO2 能与碳酸钠在高温下反应，生成硅酸 钠与二氧化碳，D 项正确。 9．(2020·月考)X、Y、Z、W、Q 都是短周期元素，其中 X 原子的最外层电子第 3 页 共 7 页 数是内层电子数的 3 倍；X 与 Z 同族，Y 与 Z 同周期，Q 原子的电子总数等于其电子层数 的 3 倍，W 与 X、Y 既不同族也不同周期且 W 不为稀有气体元素；X、Y、Z 三种元素的族 序数之和为 16。下列说法正确的是(　　) A．Q 与 W 不能形成 10 电子、14 电子、18 电子分子 B．Y 的最高价氧化物对应水化物的化学式只能表示为 H4YO4 C．Y、Z、Q 的单质分别与 X 的单质化合，只能形成 AB2 型化合物 D．X、Z、W 中的两种或三种元素形成的钠盐溶液可能显酸性、碱性、中性 解析：选 D　X、Y、Z、W、Q 都是短周期元素，X 原子的最外层电子数是内层电子数 的 3 倍，则 X 为 O；X 与 Z 同族，则 Z 为 S；Q 原子的电子总数等于其电子层数的 3 倍， 则 Q 为 C；W 与 X、Y 既不同族也不同周期且 W 不为稀有气体元素，因此 W 为 H；X、 Y、Z 三种元素的族序数之和为 16，Y 与 Z 同周期，则 Y 为 Si。C 和 H 能形成 10 电子分子 CH4、14 电子分子 C2H2、18 电子分子 C2H6，A 项错误；Si 的最高价氧化物对应水化物的化 学式还能表示为 H2SiO3，B 项错误；C 与 O2 化合还能形成 CO，C 项错误，NaHSO4 溶液呈 酸性，Na2SO3 溶液呈碱性，Na2SO4 溶液呈中性，D 项正确。 10.如图所示，a、b、c 均为非金属单质，d、e 均为含有 10 个电子的 共价化合物，且分子中所含原子个数：d＞e，f 为离子化合物。则下列说 法错误的是(　　) A．常温下，单质 a 呈气态 B．单质 c 具有强氧化性 C．稳定性：d＞e D．f 受热易分解为 d 和 e 解析：选 C　a、b、c 均为非金属单质，d、e 均为含有 10 个电子的共价化合物，则 b 一定是 H2。分子中所含原子个数：d＞e，f 为离子化合物，因此 f 一定是铵盐，则 a 是 N2， c 是 F2，d 是 NH3，e 是 HF，f 是 NH4F。常温下 N2 是气体，A 正确；F 是最活泼的非金属 元素，因此单质氟具有强氧化性，B 正确；非金属性是 F 强于 N 元素，故氢化物稳定性是 HF 强于 NH3，C 不正确；铵盐受热易分解，因此 NH4F 受热分解生成 NH3 和 HF，D 正确。 11．X、Y、Z、W 均为短周期主族元素，原子序数依次增加，Z 是活泼金属元素，Y 的最常见单质与 Z 的单质在适当条件下可按物质的量之比 1∶4 或 1∶2 的比例恰好反应生成 Q 或 M，X、W 能形成强含氧酸。下列说法错误的是(　　) A．简单离子半径：Z＜Y＜X＜W B．简单氢化物的稳定性：Y＜X C．Q 和 M 中的阴、阳离子个数比均为 1∶2，但化学键种类有差异 D．Z 与 W 能形成 ZW 或 Z2W 型离子化合物 解析：选 B　根据题意推知，X、Y、Z、W 分别是 N、O、Na、S(或 Cl)元素，Q 为第 4 页 共 7 页 Na2O，M 为 Na2O2。A 项，简单离子的核外电子排布相同时，核电荷数越大，离子半径越 小，则简单离子半径：Z＜Y＜X＜W，正确；B 项，O 元素的非金属性比 N 强，简单氢化 物的稳定性：H2O＞NH3，错误；C 项，Na2O 和 Na2O2 的阴、阳离子个数比均为 1∶2，Na2O2 中含有非极性键和离子键，而 Na2O 中只含有离子键，正确；D 项，Na 与 Cl 能形成 NaCl， Na 与 S 能形成 Na2S，二者均为离子化合物，正确。 12．(2020·永新二中段考)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、6、8、8，它们的最外层电子数之和为 10，下列说法 正确的是(　　) A．W 与 Y 可以形成离子化合物 B．X 的简单氢化物在同主族元素的氢化物中沸点最高，说明 X 的非金属性最强 C．X 和 Z 形成的原子个数比为 1∶1 的化合物中，既含有极性键又含有非极性键 D．工业生产中，通常用电解 Z 的熔融氧化物来制取 Z 的单质 解析：选 A　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、6、8、8，则 W 是 H 元素，X 是 O 元素，Y、Z 处于第三周期， 四种元素原子的最外层电子数之和为 10，Y、Z 最外层电子数之和是 10－1－6＝3，最外层 电子数只能为 1、2，又因为 Y 原子序数小于 Z，则 Y 是 Na 元素、Z 是 Mg 元素。A 项，W 与 Y 可以形成 NaH，属于离子化合物，正确；B 项，X 的简单氢化物在同主族元素的氢化 物中沸点最高，是由于水分子之间存在氢键，错误；C 项，X 和 Z 形成的原子个数比为 1∶1 的化合物为 MgO，只含有离子键，错误；D 项，工业上，通常用电解熔融氯化镁冶炼镁， 错误。 13．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：(1)X、Y、Z、W 均为短周期元素。X 原子 M 层上的电子数是原子核外电子层数 的 2 倍，说明 X 共有 3 个电子层，M 层上有 6 个电子， 为硫元素；Y 原子最外层电第 5 页 共 7 页 子数是次外层电子数的 2 倍，说明 Y 有 2 个电子层，最外层有 4 个电子，为碳元素；Z 的 氢化物水溶液显碱性，为氮元素；W 的最高正价为＋7，而 F 元素无正价，则 W 为氯元素。 (2)碳的放射性同位素 146C 可用于考古断代。 (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 NH－2 ，其电子总数是 10，与该离子电子总数相等的还有 NH3、NH＋4 。 (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，化学方程式为 NCl3＋4H2O===NH3·H2O＋3HClO。 (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)146C (3)10　NH＋4 、NH3 (4)NCl3＋4H2O===NH3·H2O＋3HClO (5)H2CO3 14．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 最外层电子数是次外层电子数的 2.5 倍 (1)画出 W 原子结构示意图__________。 (2)元素 X 与元素 Z 相比，非金属性较强的是________(填元素名称)，写出一个能表示 X、 Z 非金属性强弱关系的化学反应方程式：_____________________________________。 (3)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____________。 (4)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 的 ， 且 在 自 然 界 中 稳 定 存 在 的 物 质 ， 写 出 该 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ________________________________________________________________________。 解析：X 元素原子 L 层电子数是 K 层电子数的 3 倍，L 层为 6 个电子，为氧元素；Y 核外电子层数等于原子序数，Y 只能是氢元素；Z 元素原子 L 层电子数是 K 层和 M 层电子 数之和，L 层有 8 个电子，则其 M 层电子数为 6，Z 是硫元素；W 元素原子的最外层电子 数是次外层电子数的 2.5 倍，其次外层只能是 K 层，有 2 个电子，W 为氮元素。 (2)能说明氧元素比硫元素非金属性强的事实如氢硫酸与 O2 反应。第 6 页 共 7 页 (3)H、N、O、S 四种非金属元素形成离子化合物只能是铵盐，其水溶液显强酸性应是 强酸的酸式盐，应为 NH4HSO4。 (4)H 和 O 按原子个数比 1∶1 化合形成的化合物为 H2O2 共有 18 个电子，则 H 和 N 形成 的 18 电子微粒是 N2H4，二者反应的化学方程式为 N2H4＋2H2O2 =====点燃 N2＋4H2O。 答案：(1) (2)氧元素　2H2S＋O2===2H2O＋2S↓(其他合理答案亦可) (3)NH4HSO4 (4)N2H4＋2H2O2 =====点燃 N2＋4H2O 15．有 A、B、C、D 四种元素，它们原子的核电荷数依次递增且均小于 18；A 原子核 内仅有 1 个质子；B 元素在地壳中含量最高；C 元素原子 M 电子层有 1 个电子，D 的单质 常温下是黄绿色气体且有毒。 (1)画出 B 元素原子的结构示意图：_________________________________________。 (2)若 C 元素某原子核内中子数为 12，则 C 元素的该核素表示为________。 (3)B、C、D 三种元素以原子个数比 1∶1∶1 形成的化合物的名称是________。 (4) 写 出 D 的 单 质 与 A 、 B 、 C 三 元 素 所 形 成 的 化 合 物 反 应 的 化 学 方 程 式 ： ________________________________________________________________________。 解析：A 原子核内仅有 1 个质子，则 A 应为 H 元素；地壳中含量最高的为 O 元素，B 元素在地壳中含量最高，则 B 为 O 元素；C 元素原子 M 电子层有 1 个电子，则其原子的核 电荷数＝核外电子总数＝11，应为 Na 元素；D 的单质是黄绿色气体且有毒，则 D 为 Cl 元 素，(1)根据分析可知，B 是 O 元素，氧原子的核电荷数＝核外电子总数＝8，最外层为 6 个 电子，其原子结构示意图为 。(2)质量数＝质子数＋中子数，若 C 元素某原子核内中 子数为 12，其质量数为 11＋12＝23。(3)B、C、D 三种元素以原子个数比 1∶1∶1 形成的化合 物为 NaClO，名称为次氯酸钠。(4)D 的单质为 Cl2，A、B、C 三元素所形成的化合物为 NaOH，氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水。 答案：(1) 　(2)2311Na　(3)次氯酸钠 (4)Cl2＋2NaOH===NaCl＋NaClO＋H2O 16．(2020·月考)A、B、C、D、E 是核电荷数依次增大的五种短周期主族元素， A 元素的原子核内只有 1 个质子；B 元素的原子半径是其所在主族中最小的，B 的最高价氧 化物对应水化物的化学式为 HBO3；C 元素原子的最外层电子数比次外层多 4；C 的阴离子 与 D 的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物 D2C；C、E 同主族。 (1)B 在周期表中的位置为第________周期第________族。第 7 页 共 7 页 (2)E 元素形成的氧化物对应的水化物的化学式为____________________________。 (3)元素 B、C、D、E 形成的简单离子半径大小关系是________________(用离子符号表 示)。 (4)用电子式表示化合物 D2C 的形成过程：_____________________________________。 (5)由 A、B、C 三种元素形成的离子化合物的化学式为____________，它与强碱溶液共 热，发生反应的离子方程式是___________________________________。 (6)D2EC3 一定条件下可以发生分解反应生成两种盐，其中一种产物为无氧酸盐，则此反 应的化学方程式为__________________________________(化学式用具体的元素符号表示)。 解析：A 元素的原子核内只有 1 个质子，则 A 为 H 元素；B 的最高价氧化物对应水化 物的化学式为 HBO3，则 B 的最高化合价为＋5 价，位于周期表第ⅤA 族，B 元素的原子半 径是其所在主族中最小的，应为 N 元素；C 元素原子的最外层电子数比次外层多 4 个，只 能有 2 个电子层，最外层电子数为 6，应为 O 元素；C 的阴离子与 D 的阳离子具有相同的 电子排布，两元素可形成化合物 D2C，则 D 的化合价为＋1 价，D 为 Na 元素；C、E 同主 族，则 E 为 S 元素。 (1)B 是氮元素，在周期表中的位置为第二周期第ⅤA 族。 (2)E 是硫元素，形成的氧化物 SO2、SO3 对应的水化物的化学式分别为 H2SO3、H2SO4。 (3)元素 B、C、D、E 形成的简单离子中，S2－有三个电子层，N3－、O2－、Na＋只有两 个电子层，且电子层结构相同的离子，核电荷数大的半径反而小，故离子半径大小关系是 S2 －＞N3－＞O2－＞Na＋。 (4)Na 最外层的一个电子易失去，氧最外层有 6 个电子，易得到 2 个电子形成 8 电子稳 定结构，故 Na2O 的形成过程可表示为 。 (5)由 H、N、O 形成的离子化合物的化学式为 NH4NO3，它是铵盐，与强碱溶液共热， 发生反应生成 NH3，离子方程式是 NH＋4 ＋OH－ =====△ NH3↑＋H2O。 (6)Na2SO3 一定条件下可以发生分解反应生成两种盐，其中一种是无氧酸盐，则为 Na2S，反应的化学方程式为 4Na2SO3 =====一定条件 Na2S＋3Na2SO4。 答案：(1)二　ⅤA　(2)H2SO3、H2SO4 (3)S2－＞N3－＞O2－＞Na＋ (4) (5)NH4NO3　NH＋4 ＋OH－ =====△ NH3↑＋H2O (6)4Na2SO3 =====一定条件 Na2S＋3Na2SO4