2020届高考化学一轮复习第5单元第1讲原子结构作业
1.据报道,我国“人造太阳”实验取得重大进展:获得瞬间发电功率相当于全球平均发电功率2倍的成果。“人造太阳”指通过可控热核聚变(氘、氚聚变成氦原子)的方式给人类带来几乎无限的清洁能源。下列说法中正确的是( )。
A.氘、氚通过化学反应转化为氦时会产生巨大的能量
B.D2O与H2O的性质几乎相同
C.D2、T2、TD均可燃烧生成水
D.等质量的氘、氚所含中子数之比为2∶1
解析 12H、13H转化为氦时元素种类发生了变化,属于核反应,不属于化学变化,A项错误;D2O与H2O的物理性质差异较大,B项错误;D2、T2、TD均是氢分子,能燃烧生成水,C项正确;12H、13H的中子数分别为1、2,等质量的氘、氚所含中子数之比为3∶4,D项错误。
答案 C
2.下列关于指定粒子构成的几种描述中不正确的是( )。
A.H3O+与 OH-具有相同的质子数和电子数
B.第114 号元素的一种核素114X与82Pb 具有相同的最外层电子数
C.37Cl与39K具有相同的中子数
D.O22-和S2-具有相同的质子数和电子数
解析 H3O+与OH-具有相同的电子数,均是10个,质子数不同,分别是11和9,A项错误;第114号元素的一种核素114X与82Pb具有相同的最外层电子数,因为均是第ⅣA族元素,最外层电子数均是4,B项正确;37Cl与39K具有相同的中子数,均是20,C项正确; O22-和S2-具有相同的质子数和电子数,均分别是16、18,D项正确。
答案 A
3.下列说法正确的是( )。
A.石墨和C60互为同位素
B.CH3CH2OH和CH3OCH3互为同分异构体
C.14CO2的摩尔质量为46
D.1735Cl、1737Cl为不同的核素,有不同的化学性质
解析 同位素是质子数相同、中子数不同的同元素的不同原子之间的互称,石墨和C60互为同素异形体,故A项错误;CH3CH2OH和CH3OCH3分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故B项正确;14CO2的摩尔质量是46 g·mol-1,故C项错误;二者是同种元素的不同核素,质子数相同,化学性质相似,故D项错误。
答案 B
4.据报道,俄罗斯科学家再次合成第117号元素,其中有5个 117293X、1个 117294X。下列关于 117293X和 117294X的说法中,不正确的是( )。
A.是两种核素
B.互为同位素
C.中子数分别为176和177
D.电子数相差1
解析 117293X和 117294X的质子数都是117,中子数分别是176、177,是两种核素,A、C两项均正确;117293X和 117294X具有相同的质子数、不同的中子数,二者互为同位素,B项正确;原子核外电子数等于质子数,故两种核素的电子数相等,D项不正确。
答案 D
5.a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素,a与d最外层电子数之和为12,b2-与c+的电子层结构与氖相同,c、d同周期。下列叙述正确的是( )。
A.a的原子半径是这些元素中最小的
B.b与其他三种元素均可形成至少两种二元化合物
C.c 与b形成的二元化合物一定只存在离子键
D.d与b、c三种元素形成的化合物的水溶液一定呈碱性
解析 b2-与c+的电子层结构与氖相同,则b为O元素,c为Na元素;a、b、c、d为原子序数依次增大的短周期主族元素且a与d最外层电子数之和为12,可知a为N元素,d为Cl元素。
原子半径O
Y,则气态氢化物的稳定性:HaX1
解析 X、Y、Z、W均为短周期主族元素,原子序数依次增大。X与Z同主族,Z的核外电子数是X的2倍,则X为氧元素,Z为硫元素;W为原子序数大于硫元素的主族元素,W为氯元素;Y、Z、W原子的最外层电子数之和等于Z的核外电子数,则Y原子的最外层电子数为3,Y为铝元素。原子半径由小到大的顺序为ONa+>Al3+。(2)Na2O2和Na2S的水溶液发生氧化还原反应,生成NaOH,同时有S沉淀析出。(3)由A、B、C、D按原子个数之比4∶1∶1∶2形成的化合物为(NH4)2C2O4。C2O42-具有还原性,能被酸性KMnO4溶液氧化,反应的离子方程式为2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。
答案 (1)SiH4;S2->Na+>Al3+
(2)Na2O2+S2-+2H2OS↓+2Na++4OH-
(3)(NH4)2C2O4;2MnO4-+5C2O42-+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
11.W、X、Y、Z是四种短周期非金属元素,原子序数依次增大。X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4,X与Z为同主族元素,且X、Y、Z的最外层电子数之和为16,W的简单离子W-能与水反应生成单质W2。下列说法正确的是( )。
A.单质熔点:Z>Y
B.W与X形成的化合物中只含有极性键
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
D.气态氢化物的热稳定性:Z>X
解析 W、X、Y、Z是四种短周期非金属元素,原子序数依次增大。W的简单离子W-能与水反应生成单质W2,则W应该是H元素,X、Y原子核外L层的电子数之比为3∶4,即 X、Y原子核外L层的电子数分别为3、4或6、8,结合X与Z为同主族元素,且X、Y、Z的最外层电子数之和为16,推出X为O元素、Y为Si元素、Z为S元素。因硫单质为分子晶体,Si为原子晶体,故单质熔点Z(S)Y(H2SiO3),C项正确;非金属性越强,氢化物就越稳定,故气态氢化物的热稳定性Z(H2S)r(X)>r(Z)。X、Y、Z三种元素的常见单质在适当条件下可发生如图所示的变化,其中B和C均为10电子分子。下列说法不正确的是( )。
A.X元素位于第ⅥA 族
B.A难溶于B中
C.A和C不可能发生氧化还原反应
D.B的沸点高于C的沸点
解析 B和C均为10电子分子,考虑为氢化物。由转化关系可知,Z为氢,X、Y、Z的原子序数之和为16,则X、Y的原子序数之和为15,原子半径Y>X,则Y为碳元素,X为氟元素,或者Y为氮元素,X为氧元素。由转化关系可知,X、Y的单质反应生成A,Y、Z的单质反应生成C,则Y应为氮元素,X应为氧元素,则A为NO,B为H2O,C为NH3,符合转化关系。X为氧元素,处于第ⅥA族,A项正确;NO不溶于水,B项正确;氨气与NO可以发生氧化还原反应生成氮气与水,C项错误;常温下,水为液体,氨气为气态,水的沸点更高,D项正确。
答案 C
13.现有部分元素的原子结构特点如下表所示:
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)写出W的原子结构示意图: 。
(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以原子个数之比1∶1化合形成化合物Q,元素W和元素Y化合形成化合物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: 。
解析 X元素原子的L层电子数是K层电子数的3倍,则L层为6个电子,X为氧元素;Y元素原子的核外电子层数等于原子序数,Y只能是氢元素;Z元素原子的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。
(1)W(N)的原子结构示意图为。
(2)O2可置换H2S中的S,能说明氧元素的非金属性比硫元素的强。
(3)H、N、O、S四种非金属元素形成的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,因为铵盐水解酸性不如其酸式盐溶液酸性强,故应为NH4HSO4。
(4)H和O按原子个数之比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电子微粒只能是N2H4,H2O2与N2H4反应生成无毒且在自然界中稳定存在的物质为N2和H2O,反应的化学方程式为N2H4+2H2O2N2+4H2O。
答案 (1)
(2)氧;2H2S+O22H2O+2S↓(其他合理答案均可)
(3)NH4HSO4
(4)N2H4+2H2O2N2+4H2O
14.有A、B、C、D、E五种元素,它们的核电荷数依次增大,且都小于20;只有C、E是金属元素;A和E元素原子的最外层电子都只有一个;B和D元素原子的最外层电子数相同,且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍;C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半。请回答下列问题:
(1)A、B的元素符号分别为 、 。
(2)D元素最高价氧化物对应的水化物的分子式为 ,E元素最高价氧化物对应的水化物含有的化学键类型为 。
(3)D与E形成的化合物属于 (填“离子化合物”或“共价化合物”)。
(4)写出C与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
解析 由C、E是金属元素,A和E元素原子的最外层电子都只有一个可知,A为氢元素,E可能为钠元素或钾元素;B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍,B为氧元素;B和D元素原子的最外层电子数相等,则D为硫元素;C元素原子的最外层电子数是D元素原子最外层电子数的一半,可知C为硼元素或铝元素;E的原子序数最大,E为钾元素;C的原子序数大于B(O),C为铝元素。D的最高价氧化物对应的水化物为硫酸;E的最高价氧化物对应的水化物为KOH,其中含有离子键和共价键;D与E形成的化合物为K2S,属于离子化合物;Al和NaOH反应生成NaAlO2和H2。
答案 (1)H;O
(2)H2SO4;离子键、(极性)共价键
(3)离子化合物
(4)2Al+2OH-+2H2O2AlO2-+3H2↑
