高中化学苏教版必修二第一单元 化石燃料与有机化合物第一课时课后练习题

专题1　微观结构与物质的多样性

第一课时　原子核外电子的排布

1．构成原子的微粒有哪些？为什么整个原子不显电性？

提示：原子是由原子核和核外电子构成，而原子核是由质子和中子构成。原子核带正电荷，核外电子带负电荷，两者电量相等，电性相反，故整个原子不显电性。

2．你能画出核电荷数为15的磷元素的原子结构示意图吗？其最外层电子数是多少？

提示：P最外层电子数是5。

3．核电荷数1～20的元素是什么？写出它们的名称。

提示：氢、氦、锂、铍、硼，碳、氮、氧、氟、氖，钠、镁、铝、硅、磷，硫、氯、氩、钾、钙。

[新知探究]

探究1　核电荷数为11的钠原子，其质子数是多少？核外电子数是多少？原子中质子数、核外电子数之间有何关系？

提示：钠原子的质子数为11，核外电子数为11。原子中，质子数＝核外电子数。

探究2　某元素原子的核外有3个电子层，最外层有3个电子，该元素原子的质子数是多少？写出该元素的名称。

提示：该元素是铝，质子数是13。

探究3　氯原子和氯离子(Cl－)的最外层电子数相同吗？试分别画出氯原子和氯离子的结构示意图。

提示：不相同，氯原子的最外层电子数是7，氯离子(Cl－)的最外层电子数是8。

Cl：　Cl－：

[必记结论]

1．原子的构成

2．原子结构的表示方法——原子结构示意图

各部分含义。

如：

3．原子和离子中微粒间的数量关系

(1)原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数，如N原子：。

(2)阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数，如Na＋：。

(3)阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数，如S2－：。

[成功体验]

1．某元素原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，该元素原子核内质子数为(　　)

A．6　　　　B．8　　　　C．14　　　　D．16

解析：选B　该元素的原子结构示意图为，故x＝2＋6＝8，即该元素原子核内质子数为8。

2．写出下列元素的元素符号，并画出原子结构示意图。

答案：N　Mg　Cl

[新知探究]

探究1　能量最低的电子层是哪一层？

提示：K层。

探究2　M电子层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 而是？

提示：若钾原子的M层排布9个电子，此时M层就成为最外层，这与电子排布规律中“最外层上排布的电子数不能超过8个”相矛盾。

探究3　核外电子排布完全相同的两微粒是否是同种元素？

提示：不一定；如Na＋和Ne的核外电子排布相同，但不属于同种元素。

探究4　核外电子排布与Ne相同的阳离子有哪些？

提示：Na＋、Mg2＋、Al3＋。

[必记结论]

1．核外电子的分层排布——电子层

2.核外电子排布的规律

[成功体验]

3．判断下列各说法是否正确？若不正确，请说明理由。

(1)最外层电子数为2个的原子都为金属原子。

________________________________________________________________________。

(2)Ca原子的原子结构示意图为。

________________________________________________________________________。

(3)K层电子离核比L层电子近，但能量高。

________________________________________________________________________。

(4)核电荷数为1～18的原子中，最外层电子数为次外层电子数一半的原子有Li、Si。

________________________________________________________________________。

答案：(1)错误。He最外层电子数也为2，但不是金属元素。

(2)错误。违背了最外层电子数不超过8个的规律，应为。

(3)错误。K层上电子能量最低。

(4)正确。

4．下面是某原子的电子层及该层上的电子数，其中一定错误的是(　　)

A．K－8　　　　　　　　B．M－18

C．N－32               D．O－18

解析：选A　K层最多只能排2个电子，O层作为次外层时，可排18个电子。

———————————————[关键语句小结]————————————————

1．质子数与核外电子数关系的“3个等式”：

(1)原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数；

(2)阳离子(Xn＋)：质子数＝核外电子数＋n；

(3)阴离子(Xn－)：质子数＝核外电子数－n。

2．原子核外电子排布规律的“1个最低”和“3个最多”：

(1)“1个最低”——核外电子总是尽量先排布在能量最低的电子层里；

(2)“3个最多”——①各电子层最多容纳电子数2n2；②最外层电子数最多8个；③次外层电子数最多18个。

3．最外层电子数是次外层电子数的“2、3、4”倍的元素分别为C、O、Ne。

4．常见10e－微粒：

(1)单核“3阴3阳1分子”——N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋、Ne；

(2)多核“1阴2阳4分子”——OH－、H3O＋、NH、HF、H2O、NH3、CH4。

[例1]　下列说法不正确的是(　　)

A．原子核外每层最多容纳的电子数为2n2(n为电子层序数)

B．同一原子M层上的电子数一定比L层上的电子数多

C．如果原子只有一个电子层，该原子的核电荷数不超过2

D．核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有2种

解析：选B　根据核外电子排布规律可知，A正确；当M为最外层时，可能的电子数为1～8，而此时L层电子数为8，故B项错误；如果原子只有一个电子层，即只有K层，电子数不超过2个，C正确；核电荷数1～18的元素，每层电子数都满足2n2个电子的元素只有He和Ne 2种元素，D正确。

每层最多排2n2个电子，最外层、次外层分别不超过8个电子(K层为最外层不超过2个)、18个电子，这几条规律是相互联系的，不能孤立地理解其中的某一条。如M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当其是最外层时，则不超过8个。如K、Ca的原子结构示意图分别为， 而不是 和 。

1．下列说法中肯定错误的是(　　)

A．某原子K层上只有1个电子

B．某原子M层上电子数为L层电子数的4倍

C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍

D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等

解析：选B　K、L、M层上最多容纳的电子数分别为2、8、18，K层上可以有1～2个电子，A正确；当M层上排有电子时，L层上一定排满电子，即L层上的电子数为8，由于18<8×4，故B错；当K、L层排满电子，即电子数分别是2、8时，M层上的电子数也可以是8，例如Cl－、K＋均属于这种情况，C正确；O2－的核电荷数与最外层电子数均为8，故D正确。

(1)10电子微粒及其推断：

(2)18电子微粒及其推断：

②多核：HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等

[例2]　A、B、C、D都是核外电子总数为10的微粒。

(1)A为中性微粒，如果A能刻蚀玻璃，则A是________(填化学式，下同)；如果A的溶液显碱性，则A是________。

(2)B是带电微粒，如果B为阳离子且其水溶液能使紫色石蕊试液变红，则B是________；如果B为阴离子且其水溶液能使无色酚酞试液变红，则B是________。

(3)若C微粒中含有5个原子，带正电荷，遇碱放出NH3，则C是________。

(4)若D微粒遇过量阴离子B，先生成沉淀，后沉淀溶解，则D是________。

解析：(1)能刻蚀玻璃的中性微粒应为HF；中性微粒中溶于水显碱性的应为NH3。(2)阳离子中能使石蕊试液变红的应为H3O＋； 阴离子中能使酚酞试液变红的应为OH－。(3)含5个原子的阳离子中遇碱放出NH3的应为NH。(4)跟少量OH－作用生成沉淀，跟过量OH－作用沉淀溶解的应为Al3＋。

答案：(1)HF　NH3　(2)H3O＋　OH－　(3)NH　(4)Al3＋

A、B、C、D均为核外电子总数为10的微粒，若它们之间存在以下关系：，则该反应一定是NH＋OH－NH3↑＋H2O。此转化关系常用作推断题的突破口。

2．A＋、B＋、C－、D、E五种微粒(分子或离子)，它们分别含有10个电子，已知它们有如下转化关系：

①A＋＋C－D＋E↑

②B＋＋C－―→2D

(1)写出①的离子方程式：____________________________，

写出②的离子方程式：____________________________。

(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：_______________________。

(3)除A＋、B＋外，请再写出两种10个电子的阳离子：_____________________。

解析：常见的含有10个电子的微粒中，分子有：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子有：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；阴离子有：F－、O2－、OH－、NH等。结合题目中的转化关系可推知A＋为NH，B＋为H3O＋、C－为OH－，D为H2O，E为NH3。

答案：(1)NH＋OH－NH3↑＋H2O　H3O＋＋OH－===2H2O　(2)Ne、CH4     　(3)Na＋、Mg2＋

[例3]　有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子、D元素的原子失去1个电子所得到的微粒都具有与氖原子相同的电子层结构。回答下列问题：

(1)上述四种元素中C的名称是__________；

(2)画出B元素原子的结构示意图__________；

(3)写出下列方程式：

单质D在单质C中燃烧的化学方程式_______________； ________________

A的氢氧化物和D的氢氧化物反应的离子方程式_____________________。

解析：地壳中含量最多的金属是Al，故A是Al；B元素的核电荷数是2＋8＋7＝17，是Cl；C2－和D＋与氖原子有相同的电子层结构，故C的核电荷数是10－2＝8，是O；D的核电荷数是10＋1＝11，是Na。

答案：(1)氧元素　(2)　

(3)2Na＋O2Na2O2　

Al(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O

前20号元素中常见特殊结构的原子。

①最外层电子数为1的原子有：H、Li、Na、K；

②最外层电子数为2的原子有：He、Be、Mg、Ca；

③最外层电子数跟次外层电子数相等的原子有：Be、Ar；

④最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C；

⑤最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O；

⑥最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne；

⑦次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有：Li、Si；

⑧内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有：Li、P；

⑨电子层数与最外层电子数相等的原子有：H、Be、Al；

⑩电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li、Ca。

3．核电荷数为1～18中的非金属元素A，其原子核外最外层电子数是次外层电子数的一半，A为何种元素？

提示：A为硅元素。

1．同一个原子的下列电子层中，能量最低的是(　　)

A．K层　　　B．L层　　　C．M层　　　D．N层

解析：选A　核外电子是分层排布的，电子一般总是尽量先排布在能量最低的电子层里，即先排K层，再排L层，……所以K层能量最低。

2．下列说法中不正确的是(　　)

A．在含有多个电子的原子里，电子是分层排布的

B．在原子核外的各电子层中，能量高的离核近，能量低的离核远

C．在原子核外的各电子层中，层数大的能量高，层数小的能量低

D．在原子核外的各电子层中，层数大的离核远，层数小的离核近

解析：选B　原子核外各电子层，电子层数越大，距原子核越远，能量越高。

3．下列粒子结构示意图中不正确的是(　　)

A．H＋：　　　　　　B.

C.                   D.

解析：选C　O的核电荷数为8，所以原子结构示意图为。

4．某元素的原子核外有3个电子层，最外层有5个电子，该原子核内的质子数为(　　)

A．14　　　　B．15　　　　C．16　　　　D．17

解析：选B　该原子核外电子在K、L、M层的电子数分别为2、8、5，所以其质子数为15。

5．用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：

　A　　　　　　　 　 　　 　 　B

　C　　　　　　　 　 　　 　 　D

(1)电子层排布相同的是B与________；

(2)属于同种元素的是B与________；

(3)属于金属元素的是________；

(4)属于稀有气体元素的是________。

解析：核外电子数相等的微粒B和C，电子层排布相同；核内质子数相等的A和B属同一种元素氟；金属元素的原子最外层电子数一般少于4，D为钠元素，是金属元素；稀有气体元素原子的最外层电子数一般为8(He为2)。

答案：(1)C　(2)A　(3)D　(4)C