2019版优化探究化学(鲁科版)练习：第12章 第37讲 原子结构与性质含解析

[课时作业]单独成册方便使用[基础题组]一、单项选择题1．(2017·四川宜宾高三诊断)有关原子结构和原子核的认识，下列说法正确的是() A．居里夫人最先发现天然放射现象B．伦琴射线的发现揭示了原子具有核式结构C．在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关D．在衰变方程239 94Pu→X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是234解析：贝克勒尔首先发现了天然放射性现象，证明原子核有复杂的结构，故A 错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，B错误；在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，选项C正确；在衰变方程239 94Pu →X＋42He＋γ中，X原子核的质量数是235，电荷数为92，选项D错误．答案：C2．(2018·湖北六校联考)关于近代物理，下列说法正确的是()A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变C．一个氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射3种不同频率的光子D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的解析：β衰变时β射线是原子核内部发出来的，不是原子核外的电子释放出来的，A错误．目前的核电都是利用重核裂变发电的，B正确．一群氢原子从n＝3的激发态跃迁到基态时，能辐射C23＝3种不同频率的光子，而只有一个氢原子时，只能是三种可能频率中的一种或两种，C错误．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，D错误．答案：B3．(2018·安徽江南十校联考)铀核(23592U)经过m次α衰变和n次β衰变变成铅核(207 82Pb)，关于该过程，下列说法中正确的是( )A ．m ＝5，n ＝4B ．铀核(235 92U)的比结合能比铅核(207 82Pb)的比结合能小C ．衰变产物的结合能之和小于铀核(235 92U)的结合能D ．铀核(235 92U)衰变过程的半衰期与温度和压强有关解析：原子核衰变时质量数守恒，电荷数守恒，235＝4m ＋207,92＝82＋2m －n ，两式联立解得m ＝7，n ＝4，A 项错误．衰变产物的结合能之和大于铀核(235 92U)的结合能，C 错误．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与温度和压强无关，D 项错误．答案：B4．(2018·湖南长沙模拟)一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次α衰变后变为钍核，α粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动．某同学作出如图所示运动径迹示意图，以下判断正确的是( )A ．1是α粒子的径迹，2是钍核的径迹B ．1是钍核的径迹，2是α粒子的径迹C ．3是α粒子的径迹，4是钍核的径迹D ．3是钍核的径迹，4是α粒子的径迹解析：由动量守恒可知，静止的铀核发生α衰变后，生成的均带正电的α粒子和钍核的动量大小相等，但方向相反，由左手定则可知它们的运动轨迹应为“外切”圆，又R ＝m v Bq ＝p Bq ，在p 和B 相等的情况下，R ∝1q ，因q 钍>q α，则R 钍<R α，故B 正确．答案：B5．氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则()A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，说明能级m高于能级n，而从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，说明能级k也比能级n高，而紫光的频率ν2大于红光的频率ν1，所以hν2>hν1，因此能级k比能级m高，所以若氢原子从能级k跃迁到能级m，应辐射光子，且光子能量应为hν2－hν1.故选项D正确．答案：D二、多项选择题6．(2017·高考江苏卷)原子核的比结合能曲线如图所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：由图象可知，42He的比结合能约为7 MeV，其结合能应约为28 MeV，故A错误．比结合能较大的核较稳定，故B正确．比结合能较小的核结合成比结合能较大的核时释放能量，故C正确．比结合能就是平均结合能，故由图可知D 错误．答案：BC7．下列说法正确的是()A．方程式23892U→23490Th＋42He是重核裂变反应方程B．铯原子核(13355Cs)的结合能小于铅原子核(20882Pb)的结合能C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的D．核力是短程力，与核子间的距离有关，有时表现为引力，有时表现为斥力解析：方程式23892U→23490Th＋42He的反应物只有一个，生成物有42He，属于α衰变，选项A错误；由原子核的比结合能的曲线可知，铯原子核的比结合能与铅原子核的比结合能差不多，而铯原子核的核子数少得多，所以铯原子核的结合能小于铅原子核的结合能，选项B正确；β衰变所释放的电子不是来源于原子核外的电子，而是原子核内的中子转化成质子时所产生的(10n→11H＋0－1e)，选项C正确；相邻的质子与质子、中子与质子、中子与中子既不会融合在一起(斥力)，又相距一定距离组成原子核(引力)，选项D正确．答案：BCD8．氢原子核外电子发生了两次跃迁，第一次从外层轨道跃迁到n＝3轨道；第二次核外电子再从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道，下列说法中正确的是()A．两次跃迁原子的能量增加相等B．第二次跃迁原子的能量减小量比第一次的大C．两次跃迁原子的电势能减小量均大于电子的动能增加量D．两次跃迁原子均要放出光子，第一次放出的光子能量要大于第二次放出的光子能量解析：氢原子核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道这一过程中，原子的能量减小，原子要放出光子，由能量守恒定律可知原子的电势能减小量大于电子的动能增加量．又由氢原子能级图知因跃迁到n＝3轨道放出的光子能量(或原子的能量减小量)最多为1.51 eV，而氢原子核外电子从n＝3轨道跃迁到n＝2轨道放出的光子的能量(或原子的能量减小量)为1.89 eV，B、C正确．答案：BC[能力题组]一、选择题9．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫作俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( )A.1116AB.716AC.316AD.1316A解析：由题意可知铬原子n ＝1能级能量为E 1＝－A ，n ＝2能级能量为E 2＝－A 4，从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级释放的能量为ΔE ＝E 2－E 1＝3A 4，n ＝4能级能量为E 4＝－A 16，电离需要能量为E ＝0－E 4＝A 16，所以电子从n ＝4能级电离后的动能为E k ＝ΔE －E ＝3A 4－A 16＝11A 16，故B 、C 、D 错误，A 正确．答案：A10.K －介子衰变的方程为K －→π－＋π0，其中K －介子和π－介子带负的基元电荷，π0介子不带电．如图所示，一个K －介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生的π－介子的轨迹为圆弧PB ，两轨迹在P 点相切，它们半径R K －与R π－之比为2∶1.π0介子的轨迹未画出．由此可知π－的动量大小与π0的动量大小之比为( )A ．1∶1B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶6 解析：由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动规律知R ＝m v Bq ＝p Bq ∝p ，p K －p π－＝21.即p π－＝12p K －.又由动量守恒定律p K －＝p π0－p π－得p π0＝p K －＋p π－＝32p K －.即p π－p π0＝13. 答案：C11．下列描述中正确的是( )A ．质子与中子结合成氘核的过程中需要吸收能量B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少2个C ．238 92U(铀核)衰变为222 86Rn(氡核)要经过3次α衰变，4次β衰变D ．发生光电效应时入射光波长相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小解析：中子和质子结合成氘核有质量亏损，释放能量，选顼A 错误；某原子核经过一次 α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个，选项B 错误；238 92U(铀核)衰变为222 86Rn(氡核)质量数减小16，故要经过4次α衰变，由于电荷数减少6，则应该有2次β衰变，选项C 错误；发生光电效应时入射光波长相同，则光的频率相同，根据hν＝W 逸出功＋12m v m2，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，选项D 正确．答案：D12．(多选)下列说法正确的是( )A ．人们在研究天然放射现象过程中发现了质子B ．铀核裂变的一种核反应方程为235 92U →144 56Ba ＋8936Kr ＋210nC ．设质子、中子、α粒子的质量分别为m 1、m 2、m 3，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是(2m 1＋2m 2－m 3)c 2D ．原子在a 、b 两个能级的能量分别为E a 、E b ，且E a >E b ，当原子从a 能级跃迁到b 能级时，放出光子的波长λ＝hc E a －E b(其中c 为真空中的光速，h 为普朗克常量)解析：卢瑟福通过α粒子轰击氮核，发现了质子，选项A 错误；铀核裂变的一种核反应方程为235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n ，反应前后的中子不能抵消，选项B 错误；根据爱因斯坦质能方程E ＝mc 2可知，当两个质子和两个中子结合成一个α粒子时释放的能量为E ＝(2m 1＋2m 2－m 3)c 2，选项C 正确；根据玻尔原子模型可知，原子从高能级跃迁到低能级时会释放光子，由E a －E b ＝hc λ解得λ＝hc E a －E b，选项D 正确．答案：CD二、非选择题13．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是222 86Rn →218 84Po＋________.已知222 86Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过________天16 g 的222 86Rn衰变后还剩1 g.解析：衰变过程中质量数、电荷数守恒，有222 86Rn →218 84Po ＋42He ；由半衰期定义，1＝16×(12)t 3.8，解得t ＝15.2天．答案：42He(或α) 15.214．(2017·高考北京卷)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .解析：(1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2)设α粒子的速度大小为v ，由q v B ＝m v 2R ，T ＝2πR v ，得α粒子在磁场中的运动周期T ＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm(3)由q v B ＝m v 2R ，得v ＝qBR m设衰变后新核Y 的速度大小为v ′，系统动量守恒M v ′－m v ＝0v ′＝m v M ＝qBR M由Δmc 2＝12M v ′2＋12m v 2得Δm ＝(M ＋m )(qBR )22mMc 2答案：见解析。

第1节 原子结构与元素性质 第1课时 原子核 核素发 展 目 标体 系 构 建1.认识原子结构，能知道符号AZ X 中各字母的含义，能正确理解质子、中子、电子、质量数之间的关系。

2.能从宏观和微观相结合的视角认识元素、核素、同位素的含义。

3.通过了解同位素的应用，培养“科学态度与社会责任”的学科素养。

一、原子核 1．原子及构成微粒原子⎩⎨⎧原子核⎩⎨⎧质子：带有一个单位正电荷中子：不带电核外电子：带有一个单位负电荷对于一个确定的原子存在关系： 核电荷数＝质子数＝核外电子数。

2．质量数3．原子的表示方法一般用符号A Z X表示，字母表示意义如下：表示质量数——AX——表示元素符号表示质子数——Z如3717Cl表示质量数为37、质子数为17、中子数为20的氯原子。

微点拨：(1)原子中不一定含有中子，且中子数不一定等于质子数，如11H。

(2)同种元素的原子与其相应离子的质量数相等，如23Na与23Na＋。

二、核素1．核素具有相同数目的质子和相同数目的中子的一类原子。

2．同位素质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素。

如氢元素的三种核素1H 21H 31H1俗称－重氢超重氢符号H D T质子数 1 1 1中子数0 1 2到目前为止，人类发现的元素有118种，能否说发现的原子有118种？为什么？提示：不能。

因为很多元素存在同位素。

3．几种重要的核素(1)制造氢弹的原料为21H、31H。

(2)核反应堆的燃料是23592U。

(3)作为相对原子质量和阿伏加德罗常数测定用的标准原子为126C。

微点拨：同位素的两个特点(1)相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。

(2)天然存在的某种元素，不论是化合态还是游离态，各种同位素在自然界里丰度一般是不变的。

4．元素的相对原子质量元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量分别与各种核素在自然界里的丰度的乘积之和。

如氯元素有两种核素：3517Cl，相对原子质量为34.97，其丰度为75.77%；3717Cl，相对原子质量为36.97，其丰度为24.23%。

2019届鲁教版高中化学高考第一轮专题复习专题12《物质结构与性质》测试卷一、单选题(共15小题)1.近年来，科学家合成了一系列具有独特化学特性的(AlH3)n氢铝化合物。

已知，最简单的氢铝化合物的分子式为Al2H6，它的熔点为150℃，燃烧热极高。

Al2H6球棍模型如图。

下列有关说法肯定错误的是（）A．化合物Al2H6中存在分子间作用力B．氢铝化合物可能成为未来的储氢材料和火箭燃料C． Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水D． Al2H6中含有离子键和极性共价键2.下列不属于配合物的是()A． [Cu(H2O)4]SO4·H2OB． [Ag(NH3)2]OHC． KAl(SO4)2·12H2OD． Na3[AlF6]3.根据等电子原理，下列分子或离子与其他选项不属于同一类的是()A． PFB． SiOC． SOD． SiH44.下列说法或有关化学用语的表达正确的是()A．在基态多电子原子中，p轨道电子能量一定高于s轨道电子能量B．基态Fe原子的外围电子排布图为：C．因氧元素电负性比氮元素大，故氧原子第一电离能比氮原子第一电离能大D．根据原子核外电子排布的特点，Cu在周期表中属于s区元素5.根据构造原理判断，下列中能量由低到高的顺序排列正确的一组是（）A． 1s、2p、3d、4sB． 1s、2s、3s、2pC． 2s、2p、3s、3pD． 4p、3d、4s、3p6.下列数据是对应物质的熔点，有关的判断错误的是（）A．含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体B．在共价化合物分子中各原子都形成8电子结构C．同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高7.下列说法正确的是( )A．分子晶体中一定存在分子间作用力，不一定存在共价键B．分子中含两个氢原子的酸一定是二元酸C．含有金属离子的晶体一定是离子晶体D．元素的非金属型越强，其单质的活泼型一定越强8.金属的下列性质中与金属晶体结构无关的是（）A．导电性B．化学反应中易失去电子C．延展性D．硬度9.在离子晶体中，阴阳离子之间的相互作用是（）A．仅有静电引力B．仅有静电斥力C．仅有万有引力D．静电引力和斥力10.我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO+O2CO2+H2O。

第37讲原子结构与性质考纲要求 1.了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理，能正确书写1～36号元素原子核外电子、价电子的排布式和轨道表达式。

2.了解电离能的含义，并能用以说明元素的某些性质。

3.了解电子在原子轨道之间的跃迁及其简单应用。

4.了解电负性的概念，并能用以说明元素的某些性质。

考点一原子核外电子排布原理1．能层、能级与原子轨道(1)能层(n)：在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，按照电子的能量差异将其分成不同能层。

通常用K、L、M、N……表示，能量依次升高。

(2)能级：同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的顺序依次升高，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。

(3)原子轨道：电子云轮廓图给出了电子在核外经常出现的区域。

这种电子云轮廓图称为原子轨道。

原子轨道轨道形状轨道个数s 球形 1p 哑铃形 3特别提醒第一能层(K)，只有s能级；第二能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道p x、p y、p z，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。

2．基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。

如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布顺序图：注意所有电子排布规则都需要满足能量最低原理。

(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。

如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。

(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。

如2p3的电子排布为，不能表示为或。

洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。