1、高考化学分类解析(六)原子结构考点阐释1.了解原子的组成及同位素的概念。掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。2.以第1、2、3周期的元素为例，了解原子核外电子排布规律。会分析比较原子、离子核外电子层结构，掌握典型原子或离子的核外电子层结构特征。试题类编(一)选择题1.(2002年上海，11)已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有A.3种B.6种C.9种D.12种2.(2002年上海综合，44)碳元素有多种同位素，其中14C具有放射性，它能自发放出某种射线，而衰变成其他元
2、素。考古学对出土生物遗骸的年代断定可以使用多种方法，其中较精确的一种是基于14C放射性的方法，但被断定的年代一般不超过5万年。下列考古遗址发现的遗物中能用14C测定年代的是A.战国曾侯乙墓的青铜编钟(距今约2400年)B.马家窑文化遗址的粟(距今约5300年)C.秦始皇兵马俑(距今约2200年)D.元谋人的门齿(距今约170万年)3.(2002年上海，2)C60与现代足球有很相似的结构，它与石墨互为A.同位素B.同素异形体C.同分异构体D.同系物4.(2001年春，16)氯的原子序数为17，35Cl是氯的一种同位素，下列说法正确的是A.35Cl原子所含质子数为18B.mol的H35Cl分子所含
3、中子数约为6.021023C.3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 LD.35Cl2气体的摩尔质量为70 gmol15.(2001年春，12)下列四组物质中，两种分子不具有相同核外电子总数的是A.H2O2和CH3OHB.HNO2和HClOC.H2O和CH4D.H2S和F26.(2001年春，14)酸根RO所含电子数比硝酸根NO的电子数多10，则下列说法正确的是A.R原子的电子层数比N的电子层数多1B.RO中R的化合价与NO中N的化合价相等C.RO和NO只能被还原，不能被氧化D.R和N为同族元素7.(2001年上海，2)美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子
4、数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为A.57B.47C.61D.2938.(2000年全国，2) CNMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。C表示的碳原子A.核外有13个电子，其中6个能参与成键B.核内有6个质子，核外有7个电子C.质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子D.质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子9.(2000年春，9)某元素一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下列说法正确的是A.不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种元素的相对原子质量为(mn)C.若碳原子质量为w g，此原子的质量为(mn)w gD.核内中子的总质量小于质子的总
5、质量10.(2000年上海，3)据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡Rn，从而对人体产生伤害。该同位素原子的中子数和质子数之差是A.136 B.50 C.86 D.22211.(2000年上海，6)具有下列电子排布式的原子中，半径最大的是A.1s22s22p63s23p1B.1s22s22p1C.1s22s22p3D.1s22s22p63s23p412.(2000年上海，21)氯只有35Cl和37Cl两种稳定同位素，它们在氯气中的原子数之比35Cl37Cl为31。则相对分子质量为70、72、74的氯气分子数之比可能是A.521B.522C.931D.93213.(2000年广东，1)199
6、9年新发现的114号元素的同位素，其中子数为184，该同位素原子的质量数为A.70 B.114 C.228 D.29814.(1999年全国，3)原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是Ir，则其核内的中子数是A.77B.114C.191D.26815.(1999年全国，4)已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均相对原子质量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为A.3961B.6139C.11D.391116.(1999年上海，4)据报道，上海某医院正在研究用放射性同位素碘I
7、治疗肿瘤。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是A.72B.19C.53D.12517.(1998年上海，4)钛(Ti)金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素Ti、Ti、Ti、Ti、Ti中，中子数不可能为A.30B.28C.26D.2418.(1997年全国，2)下列各组粒子中，核外电子总数相等的是A.K和NaB. CO2和NO2C.CO和CO2D.N2和CO19.(1997年全国,25)X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm、bYn、cZn、dRm四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是A.ac=mnB.ab=nmC.cd=mnD.bd=nm20.
8、(1996年全国，6)科学家最近制造出第112号新元素，其原子的质量数为277，这是迄今已知元素中最重的原子。关于该新元素的下列叙述正确的是A.其原子核内中子数和质子数都是112B.其原子核内中子数为165，核外电子数为112C.其原子质量是12C原子质量的277倍D.其原子质量与12C原子质量之比为2771221.(1995年全国，4)据报导，1994年12月科学家发现了一种新元素，它的原子核内有161个中子，质量数为272。该元素的原子序数为A.111B.161C.272D.43322.(1995年上海，10)H、H、H、H、H2是A.氢的五种同位素B.五种氢元素C.氢的五种同素异形体D.
9、氢元素的五种不同粒子23.(1995年上海，13)硼有两种天然同位素B、B，硼元素的相对原子质量10.80，则对硼元素中B质量分数的判断正确的是A.20B.略大于20C.略小于20D.8024.(1994年全国，6)已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm和Yn的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是A.a=bmnB.a=bmnC.a=bmnD.a=bmn25.(1994年上海，4)某粒子用Rn表示，下列关于该粒子的叙述正确的是A.所含质子数=AnB.所含中子数=AZC.所含电子数=ZnD.质量数=ZA(二)笔答题26.(2002年江苏综合，34)自然界中的铀和钴都有同位素。(1
10、)铀主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为：U 0.005%、U 0.72%、U 99.275%。请列出计算U元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值)：_。(2)放射性同位素40Co能够产生射线。高速运动的射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生_，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种。此外用射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为射线能_。在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体防护。操作完毕后，人体_ (可以、不可以)直接触摸射线处理过的材料。27.(2002年上海综合，45)放射性同位素测定也是生物学研究的一种常用手段。
11、科学家曾利用14C对河姆渡遗址遗存稻谷的年代进行测定，稻谷中仅由C、H、O三种元素组成的有机物是脂肪和_，因而可对它们进行14C测定。放射性同位素在遗传学研究上应用的一个典型事例是_实验，在该实验中，科学家利用了放射性的35S和32P，从而得到了_的直接证据。答案解析(一)选择题1.答案：C解析：从水分子的原子组成来看，每个H原子分别与16O、17O、18O形成H216O、H217O、H218O等3种分子；同理每个D原子分别与三种氧原子形成D216O、D217O、D218O等3种分子；而H、D两原子也可分别与三种氧原子形成H16OD、H17OD、H18OD等3种分子；故自然界的水一共有9种。2
12、.答案：B解析：文物考古工作者应用14C断代法，取得了许多重大成就。该法建立在活的有机体中14C与12C之比保持恒定，而死去有机体中14C的含量由于衰变而逐渐减少这一基础上。3.答案：B解析：此题考查了一组基本概念。同位素是对同一元素的不同原子来讲的；同素异形体是指同一元素组成的不同单质；同分异构体与同系物都是有关有机化合物的概念。C60和石墨都是碳元素的单质。4.答案：BD解析：此题考查了原子组成的基本的计算方法。35Cl原子所含质子数为17；故A错；选项C中，没有气体的条件，也不对。5.答案：B解析：选项A、D中的四种分子的核外电子总数都是18，选项C中两分子的核外电子数都是10；选项B中
13、HNO2的电子总数为24，而HClO分子中电子总数为26。6.答案：AB解析：酸根RO所含电子数为42，其中R原子内所含电子数为4224117，故R为氯元素，RO为ClO，其中Cl的价态为5，既能被氧化，又能被还原。7.答案：A解析：中性原子中，原子核内质子数等于核外电子数，则该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为：17511857。8.答案：D解析：化学符号是化学中最基本的传递信息的载体，元素符号的上下标，更含有有关原子结构的丰富的信息。这是中学化学一个重要的知识点。本题旨在考查学生是否知道：元素符号左下角的数字代表原子序数、原子核中的质子数或者电中性时原子核外的电子数。而左上角的数字则代
14、表原子质量数，即质子数加中子数。故此题正确选项为D。9.答案：A解析：元素的相对原子质量是各同位素原子相对原子质量的平均值，所以，A正确，B不正确。由相对原子质量的定义可知：设该元素原子的质量为，则：mn，即x(mn)w12；在原子核内，一个中子质量比一个质子的质量略大，且中子数等于或大于质子数，故中子的总质量大于质子的总质量。10.答案：B解析：质子数中子数质量数。中子数为22286136，中子数与质子数之差为：1368650。11.答案：A解析：一般情况下，原子半径最大的原子应是电子层数最多的。电子层数相同的原子，即同周期元素的原子，因同周期从左到右原子半径减小，所以最外层电子数最少的原子
15、半径最大。12.答案：AD解析：本题用试探法解决比较简便。分子量为70的分子是由两个35Cl原子构成的,分子量为72的是由一个35Cl和一个37Cl原子构成的,分子量为74的分子是由两个37Cl原子构成的,由此可以计算出每个选项中分子数比对应的35Cl与37Cl原子个数比值。分子数为521时：35Cl37Cl(2512)(1221)31；分子数为522时，35Cl37Cl(2512)(1222)21，分子数为931时，35Cl37Cl(2913)(1321)215，分子数为932时，35Cl37Cl(2913)(1322)31。13.答案：D解析：质量数中子数质子数，由此可得该同位素的质量数1
16、14184298。14.答案：B解析：此题比较基本，但考查的知识点非常明确：一是原子组成的表示方法即X所代表的意义；二是原子中各粒子间的质量关系，即质量数=质子数中子数。15.答案：A解析：此题有多种解法，可用十字交叉法进行计算判断。也可进行更简单的推理判断，假设二者原子个数比为11，则平均相对原子质量应为192，则小于实际的192.2，所以Ir的含量大。只能选A。16.答案：B解析：此题考查了核组成符号中数字的含义和中子数与核外电子数、质量数三者的关系。中子数与核外电子数之差=125253=19。17.答案：A解析：依据质量数=中子数质子数，Ti的五种同位素的中子数分别为：24、25、26、
17、27、28。18.答案：D解析：A组K、Na原子序数差为8，分别失一个电子后，仍不等；B组分子中都含2个氧原子，但C、N电子数不等，故分子的电子总数不等；C组分子相差一个氧原子也不等，故选D。注意计算分子的电子总数不必看成键情况，无论得失还是共用电子，都在分子内，所以直接按分子中原子的电子数之和计算即可。19.答案：D解析：四种离子的电子层结构相同则有：am=bn=cn=dm。对照选项整理知bd=nm合理，故选D。20.答案：BD解析：该元素原子为X，中子数为277112=165，质子数=112=核外电子数，故B正确，又其原子质量之比等于质量数之比，故其原子质量与12C原子质量之比为27712
18、。即D正确。21.答案：A解析：质量数=质子数中子数；可求出质子数=272161=111,而质子数等于原子序数，故选A。22.答案：D23.答案：C解析：设10B、11B的相对原子质量分别为a、b；10B占x，由元素相对原子质量概念10.8=axb(1x)，解得x=，现如用两同位素的质量数代替其相对原子质量即x=20，但实际上同位素的相对原子质量都略小于其质量数，所以用同位素的相对原子质量代入上式中求出x值必小于20(实际值为19.78)。24.答案：A解析：已知Xm和Yn核外电子排布相同，即核外电子数相同，所以am=bn,即a=bmn。25.答案：B解析：符号Rn含义：A质量数，Z质子数，且
19、质量数=质子数中子数 n离子电荷数 (二)笔答题26.答案：(1)(2340.0052350.7223899.275)102 (2)基因突变 杀菌 可以解析：此题是化学和生物相交叉的综合题。在解答这类题目时，要多联想化学和生物知识的结合点，往往这类题起点高，落点低，如求算U元素的近似原子量。实际上是化学上计算公式的直接运用。27.答案：“糖类”或“麦芽糖”“淀粉”“葡萄糖”“蔗糖” 噬菌体侵染 DNA是遗传物质命题趋向与应试策略(一)重视基础 形成知识规律1.构成原子或离子的各基本粒子间的数量关系(1)质子数中子数质量数原子的近似相对原子质量(2)原子的核外电子数核内质子数核电荷数(3)阳离子
20、核外电子数核内质子数电荷数(4)阴离子核外电子数核内质子数电荷数2.元素的原子半径、离子半径大小比较规律(1)同周期原子半径随原子序数递增逐渐减小(稀有气体元素除外)。如第三周期中：NaMgAlSiPSCl(2)同主族原子半径随原子序数的递增逐渐增大。如第A族中：LiNaKRbCs(3)同周期阳离子半径随原子序数递增逐渐减小。如第三周期中：NaMg2Al3(4)同周期阴离子半径随原子序数递增逐渐减小。如第三周期中：P3S2Cl(5)同主族阳离子半径随原子序数递增逐渐增大。如第A族中：NaKRbCs(6)同主族阴离子半径随原子序数递增逐渐增大。如第族中：FClBrI(7)阳离子半径总比相应原子半
21、径小。如：NaNa，Fe2Fe(8)阴离子半径总比相应原子半径大。如：S2S，BrBr(9)电子层结构相同的离子半径随核电荷数的增大而减小。如：S2ClKCa2，Al3Mg2NaF(10)同一元素不同价态的离子半径，价态越高则离子半径越小。如：FeFe2Fe3，HHH3.核外电子数相同的粒子规律(1)核外电子总数为10个电子的粒子共有15种。阳离子有：Na，Mg2，Al3，NH，H3O；阴离子有：N3，O2，F，OH，NH；分子有：Ne，HF，H2O，NH3，CH4。(2)核外电子总数为18个电子的粒子共有16种。阳离子有K，Ca2，阴离子有P3，S2，HS，Cl；分子有Ar，HCl，H2S，
22、PH3，SiH4，F2，H2O2，C2H6，CH3OH，N2H4。(3)核外电子总数及质子总数均相同的离子有：Na，NH，H3O(或F，OH，NH)。(二)分析热点 把握命题趋向原子结构和同位素的考查，常以重大科技成果为知识背景，寓教于考，突出教育性与实践性，常考的热点有：1.关于原子的组成及各基本粒子之间的关系，即质量数=中子数质子数。常常结合新发现的元素或同位素来考查，题目翻新，但题型不变，考查的知识点不变。2.注重对电性关系的考查。依据是：中性原子中，核外电子数=质子数；阳离子中，核外电子数质子数；阴离子中，核外电子数质子数。此类题目有一定的难度，解题时要注意方法技巧。3.同位素的概念及
23、应用。要注意理解有关概念的内涵和外延，并能区分易混淆的概念如同素异形体、同分异构体等。4.确定一定质量的某种离子中所含某一基本粒子(如电子)的数目，此类问题具有一定的综合性，常用到有关物质的量的计算。考查原子结构的试题大多以选择题形式出现，模式也较为稳定。由于原子结构的发现源于物理学中粒子的运动实验，无疑，原子结构成了理化学科间综合的素材。预计这一知识会成为“3X”综合测试命题的依据。例题同位素概念是1913年由英国科学家索迪(18771956年)提出的。同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变
24、的。同位素原子在许多方面有着广泛的应用。回答下列问题：(1)1934年，科学家在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍断续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期。写出粒子轰击铝箔(Al)产生中子的核反应方程式，并比较与普通的化学方程式的本质区别。上述产生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式。简要说明放射性同位素的应用。并至少举出两个实际应用的例子。(2)已知硼元素有两种同位素，分别为B和B，硼元素的相对原子质量为10.8，计算B占硼元素的质量分数。(3)
25、用CH3COOH与H18OC2H5在酸催化下发生酯化反应，18O最后存在于哪种产物中？在2SO2O22SO3的可逆反应达平衡后，充入18O2，问过一段时间重新建立平衡后，18O存在于哪些物质中？(4)用32P标记噬菌体的DNA，侵染细菌后32P可出现在A.噬菌体残留的外壳内B.细菌的残体内C.全部子代噬菌体内D.极少数子代噬菌体内(5)现有从生物体内提取的一个DNA分子和标记了放射性同位素3H的四种脱氧核苷酸，要在实验室合成新的DNA分子。合成新的DNA分子除需上述物质外，还需要 和 等。在合成的两个子代的DNA分子中，每个DNA都含有 条含有3H的脱氧核苷酸链。(6)放射性同位素的蜕变反应速
26、率为：2.303 lg(c0/c)=kt其中：c0为放射性物质的初浓度，c为某一指定时刻的浓度，t为反应所经历的时间，k为速率常数，单位为(时间)1。在蜕变反应中，反应物消耗一半(或反应物浓度减少到初浓度的一半)所需要的时间称为半衰期，利用放射性元素的半衰期可以确定岩石、古代动植物化石的“年龄”。碳的放射性同位素14C在自然界树木中的分布基本保持在总碳量的1.101013%。某考古队在一山洞中发现一些古代木头燃烧的灰烬，经分析14C的含量为总碳量的9.871015%，已知14C半衰期为5700年，试计算该灰烬距今约为多少年？解答：本综合题横跨化学、物理、生物三个学科。涉及到核物理和同位素知识，
27、而半衰期知识则为新信息，运用于古代动植物的年龄测定。(1)AlHePn 与普通化学方程式的区别是：普通化学反应原子核不变，而核反应过程中原子核发生了变化，PSie，放射性同位素的应用主要分两类：一是利用它的射线，二是做示踪原子，例如：利用钴60放出的很强的射线来检查金属内部有没有砂眼或裂纹，这叫射线探伤。农业施肥中在肥料中加一些放射性同位素，就会知道哪种农作物在什么季节最能吸收含哪种元素的肥料。另外在生物学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要的作用；(2)0.2；(3)18O存在于酯中，18O存在于所有的物质中；(4)D；(5)磷酸，含氮碱基 1(每个DNA分子中，只有做模板的母链上有3H，子链上没有)(6)解：由半衰期求t,当c=c0/2时，t/t1/2。代入速率方程：2.030 lg(c0/c)=kt1/2(t1/2=5700年)k=1.216104年1，根据14C浓度变化可得：2.303 lg(c0/c)=1.216104t，c0=1.101013%；c=9.871015%。代入上式得：t=19831年。