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专题四 微观结构 元素周期律
第一单元 人类对原子结构的认识 一、选择题 1．有关报道称：月球上有大量3He存在，以下关于3He的说法正确的是( ) A．是4He的同分异构体 B．比4He多一个中子 C．是4He的同位素 D．比4He少一个质子 解析 3He和4He互为同位素，4He比3He多一个中子。 答案 C 2．如图是四位同学学习了原子结构后，对这节内容的认识，你认为不正确的是 ( )。 解析 由于同位素的存在，所以原子种类大于元素种类，A正确；电子质量只有质子质量的，B正确；氢元素中1H不含中子，C错误；12C与C13质子数相同(均为6)，中子数不同(前者为6，后者为7)，互为同位素，正确。 答案 C 3．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．②③⑤⑥ B．①②④⑤ C．①②⑤⑥ D．③④⑤⑥解析 粒子包括分子、离子、原子、质子、中子等，如H2O与Ne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，其电子数一定不等，故③对；同位素化学性质几乎相同，物理性质不同，②错；质量数针对某原子而言，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 4．医学界通过用14C标记的C60发现一种羧酸衍生物，在特定条件下，它可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖。下列有关叙述中，正确的是 ( )。 A．14C与12C的化学性质完全不同 B．14C与14N含有的中子数相同 C．14C60和12C60是碳元素的同素异形体 D．14C与12C、13C互为同位素 解析 A项，化学性质取决于最外层电子数，14C与12C的最外层电子数相同，两者化学性质相同，错误。B项，前者中子数为8，后者为7，错误。C项，同素异形体指的是同种元素形成的结构不同的单质，14C60和12C60是由两种不同碳原子形成的结构相同的碳单质，错误。 答案 D 5．下列各微粒：①H3O＋、NH、Na＋；②OH－、NH、F－；③O、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O具有相同质子数和电子数的一组是( )。 A．①②③ B．①②④ C．②③④ D．①③④ 解析 ①组质子数均为11，电子数均为10；②组质子数均为9，电子数均为10；③组质子数依次为16、11、12，电子数依次为18、10、10；④组质子数、电子数均为10。 答案 B 6．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HmX分子。在a g HmX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 本题考查有关质子数的基本计算。HmX的相对分子质量为A＋m，每分子中含质子个数为(A－N＋m)个，故a g HmX中含质子的物质的量为×(A－N＋m)mol。 答案 A 7．同温同压下，等容积的两个密闭容器中分别充满了12C18O和14N2两种气体。关于这两个容器中气体的说法正确的是 ( )。 A．质子数、原子数相等，质量不等 B．分子数和质量均不相等 C．质量、分子数、原子数均相等 D．原子数、中子数和质子数都相等 解析 因两个容器容积相等且同温同压，根据阿伏加德罗定律可知，它们所含的分子数相同，因均为双原子分子，原子数也相同。12C18O和14N2分子里的质量数之和分别为30和28,12C18O分子中的质子数为14，中子数为16，而14N2分子中质子数、中子数均为14，故正确答案应选A。 答案 A 二、非选择题 8．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： (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________；电子式是________。 (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 18电子微粒来源大体分为三个部分：一是第3周期元素的气态氢化物及其氢化物失去H＋的对应离子；二是第4周期的金属阳离子；三是由第2周期元素气态氢化物去掉氢原子后，两两结合得到的分子，阳离子K＋、Ca2＋；阴离子P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等，结合题目所给条件，不难确定所需答案。答案 (1)K Cl S (2)HCl (3)F2 (4)H2S HSH (5)H2O2(或PH3) (6)C2H6 9．已知元素周期表中，四种非金属元素a、b、c、d均与元素e相邻，其原子序数按a、b、e、c、d的顺序依次增大，a元素的原子结构示意图可表示为。 请回答下列问题 (1)请用元素符号表示a、b、c、d在图中的相对位置。 (2)写出b2H6的结构式________________________________。 (用元素符号表示) (3)a、c的最高价氧化物对应水化物分别为X、Y，下列关于物质X、Y的说法中正确的是________(填字母)。 a．二者的浓溶液在常温时均可用铁制容器贮存 b．二者的浓溶液在敞口容器中放置，质量都会变化 c．二者的浓溶液在常温时均与铜反应 d．二者的稀溶液均具有强氧化性 (4)e的单质与氯气反应可生成化合物Z，Z分子中各原子都达到8电子稳定结构，Z与水反应可生成两种酸，该反应不属于氧化还原反应。写出Z与水反应的化学方程式________________________________________________。 解析 由a的原子结构示意图可知a为N，四者均与e相连，则分别在e的上、下、左、右，e为P，a、b、c、d分别为N、Si、S、As。(2)类比于C2H6，可写出Si2H6的结构式。(3)常温时浓硫酸、浓硝酸使铁钝化，a正确；浓硫酸具有吸水性，质量增加，浓硝酸具有挥发性，质量减小，b正确；浓硫酸需在加热条件下才与铜反应，c错误；稀硫酸无强氧化性，d错误。(4)P与氯气反应可生成PCl3和PCl5，前者各原子均达到8电子稳定结构，其中P显＋3价，Cl显－1价，PCl3与水反应相当于PCl3发生水解反应。 答案 (1 N Si e S As (2) (3)ab (4)PCl3＋3H2O===H3PO3＋3HCl 10．原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、Q、R，已知X与Q同主族，Y、Z原子序数之比为3∶4，Z的最外层电子数是Q的最外层电子数的6倍，R为同周期中原子半径最小的元素(稀有气体元素除外)，X与R形成的化合物常温下为气态。 (1)Q与Z形成的原子个数比为1∶1的化合物的电子式是____________。 (2)A＋B→C＋D＋H2O为中学化学常见的反应形式，A、B、C、D均为由上述五种元素组成的单质或化合物。 ①如A为NaOH、B为CO2时，可写成aNaOH＋bCO2===cNa2CO3＋dNaHCO3＋nH2O，a与b的物质的量之比应满足的关系是________。现向100 mL、3 mol·L－1的NaOH溶液中缓慢通入标准状况下4.48 L的CO2气体，用1个化学方程式表示以上反应：____________________(化学计量数为最简整数)。 ②请任写一个符合A＋B→C＋D＋H2O形式的氧化还原反应方程式，其中C、D均为盐。 _________________________________________________________________。 解析 Z的最外层电子数是Q的最外层电子数的6倍，则Q最外层1个电子，Z最外层6个电子，由原子序数关系可知，Z为氧，Q为钠，则R为氯，X为氢，Y为碳。(2)①若只生成Na2CO3，a∶b＝2∶1；若只生成NaHCO3，则a∶b＝1∶1，两者均有，则介于两者之间。 答案 (1)Na＋[········]2－Na＋ (2)①1＜a∶b＜2 3NaOH＋2CO2===Na2CO3＋ NaHCO3＋H2O ②2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O(其他合理答案也可) 11．X、Y、Z、M、Q均为短周期主族元素，且原子序数依次增大。已知：Y的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成一种盐；Z原子的最外层电子数与核外电子总数之比为3∶4；M可与Z形成阴、阳离子个数之比均为1∶2的两种化合物；Q原子的最外层电子数与次外电子数之比为3∶4；YX3常温下为气体。 (1)化合物A、B均是由X、Z、M、Q四种元素中的三种元素组成的强电解质，且这两种物质水溶液的酸碱性相同，组成元素的原子数目之比当为1∶1∶1，若A能抑制水的电离，B能促进水的电离，则化合物A的化学式为________，化合物B的化学式为_____________________________________________。 (2)Se是人体必需的微量元素，与Q在同一主族。该族第2～5周期元素的单质分别与H2反应生成1 mol气态氢化物的反应热如下所示，表示生成1 mol硒化氢的反应热(ΔH)的是________(填序号)。 A．＋99.7 kJ·mol－1 B．＋29.7 kJ·mol－1 C．－20.6 kJ·mol－1 D．－241.8 kJ·mol－1 (3)X与Z、X与Q均可形成18电子分子甲和乙，写出甲、乙两种分子在水溶液中反应生成Q单质的化学方程式：__________________ ____________________，X和Y也可形成具有18电子的分子丙，它是一种液态火箭燃料。25 ℃、常压下，3.2 g丙在氧气中完全燃烧并生成稳定的化合物，放出的热量为62.4 kJ，请写出丙完全燃烧的热化学方程式：_________________________________________________________________。 (4)X、Y两种元素形成的离子化合物的电子式为____________________ ____________________________________________________。 解析 由题意可知Y为N元素，形成的盐为NH4NO3；Z原子的核外电子排布式为，Z为O元素；Na2O和Na2O2中阴、阳离子个数之比均为1∶2，则M为Na元素；Q原子的核外电子排布式为，为S元素；X的原子序数最小，由题意知X为H元素。 (1)由H、O、Na、S四种元素中的三种元素形成两种物质的水溶液酸碱性相同，则确定溶液为碱性。组成元素的原子数目之比为1∶1∶1，抑制水电离的是碱，化合物A为NaOH；促进水电离的为弱酸强碱盐，确定化合物B为NaHS。 (2)主族元素从上到下非金属性依次减弱，与氢气化合的能力逐渐减弱，生成的氢化物越不稳定，放热越少，吸热越多，Se为第4周期元素，所以答案为B。 (3)甲、乙、丙分别为H2O2、H2S、N2H4；H2O2能将H2S氧化为S。 (4)N和H形成的离子化合物为NH4H。其中阳离子为NH，阴离子为H－。 答案 (1)NaOH NaHS (2)B (3)H2O2＋H2S===S↓＋2H2O N2H4(l)＋O2(g)===N2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－624 kJ·mol－1 (4) 1 |
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