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1、第一章物质结构元素周期律 第1课时原子结构和同位素 要点 疑点 考点 1 下列各量各由什么决定 元素种类 质子数 同位素 质子数 中子数 原子种类 质子数和中子数 质量数 质子数和中子数 原子结构和同位素 2 有关微粒Cl 回答下列问题 所含质子数17 中子数18 电子数18 质量数35 该微粒的结构示意图 17288 它与Cl 之间的关系是互为同位素 它的半径比Cl原子的半径大 已知Cl元素的相对原子质量为35 5 可知35Cl 37Cl原子在自然界的原子百分组成之比是3 1 原子结构和同位素 3 核外电子三特征 质量小 9 1 10 31kg 运动空间小 直径10 10m 高速运动电子排布
2、三规律 能量最低原理 每层最多排电子2n2 最外层电子数不超过8个 原子结构和同位素 课前热身 1 某元素X构成的双原子单质分子有三种 其相对分子质量分别为70 72 74 在天然单质中 此三种单质的物质的量之比为9 6 1 由此推断以下结论中 正确的是 A 元素X有三种同位素B 其中一种同位素质量数为36C 质量数为35的同位素原子的质量分数为75 D 元素单质X2的平均相对分子质量为71 原子结构和同位素 解析 若元素X有两种同位素aX bX 则构成的双原子分子单质有 aXaX aXbX bXbX三种 若a b 则2a 70 2b 74 求得两种同位素的质量数分别为35 37 由三种单质的
3、物质的量之比为9 6 1 可求X2的平均相对分子质量为 70 9 72 6 74 1 9 6 1 71 所以 X的相对原子质量为71 2 35 5 由十字交叉法求得35X的物质的量分数为75 原子结构和同位素 2 某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍 其质子数是最外层电子数的3倍 该元素的原子序数为 解析 核电荷数 质子数 Z 元素原子的电子层数为x 最外层电子数为y 依题意 Z 5x Z 3y 则5x 3y x 3y 5 因原子的最外层电子数不超过8 即y为1 8的正整数 仅当y 5时 x 3合理 故该元素的电荷数为15 原子结构和同位素 能力 思维 方法 例1 2003年上海高考题 13C
4、 NMR 核磁共振 15N NMR可用于测定蛋白质 核酸等生物大分子的空间结构 KurtWuthrich等为此获得2002年度诺贝尔化学奖 下面有关13C 15N叙述正确的是 A 13C与15N有相同的中子数B 13C与C60互为同素异形体C 15N与14N互为同位素D 15N的核外电子数与中子数相同 原子结构和同位素 解析 A项中子数分别为7 8 同素异形体指的是单质 B项显然错误 D项电子数为7而中子数为8 答案 C 解题回顾 由所给的同位素符号 判断原子中各微粒数目是高考每年必考的热点知识 只要掌握换符号A Z X的意义即可 原子结构和同位素 例2 1995年上海市高考题 硼有两种天然同
5、位素B和B 硼元素的相对原子质量为10 80 则对硼元素中B质量分数的判断正确的是 A 20 B 略大于20 C 略小于20 D 80 原子结构和同位素 解析 设B的原子个数的百分含量为x 则10 80 10 x 11 1 x 解得 x 20 当年不少考生未认真审题 误选了A 这是把 同位素的原子个数百分比 与 同位素的原子质量分数 混为一谈之故 同位素的原子质量分数与原子个数百分比的关系是 同位素原子的质量分数 该同位素的原子个数百分比 同位素的相对原子质量 该元素的相对原子质量 100 因此 B质量分数 20 10 10 80 100 18 5 原子结构和同位素 解题回顾 相对原子质量的计
6、算 1 同位素相对原子质量M m m 12C 12 其近似值为质量数 2 同位素的相对原子质量Mr Mr 1 x 1 Mr 2 x 2 x为物质的量分数 原子结构和同位素 例3 2000年上海市高考题 氯只有35Cl和37Cl两种稳定同位素 它们在氯气中的原子个数之比35Cl 37Cl为3 1 则相对分子质量为70 72 74的氯气分子数之比可能是 A 5 2 1B 5 2 2C 9 3 1D 9 3 2 原子结构和同位素 解析 相对分子质量为70 72 74的氯气分子 显然是35Cl2 35Cl37Cl 37Cl2三种 对照选项 如35Cl和37Cl原子个数之比为3 1即可 原子结构和同位素
7、 答案 A D 解题回顾 首先要搞清相对分子质量70 72 74的氯气分子 其质量数的计算取其最大值和最小值各除以2得35与37 再推出三种分子分别为35Cl2 35Cl37Cl 37Cl2 最后按照选项验证35Cl和37Cl原子个数之比是否为3 1 原子结构和同位素 延伸 拓展 例4 X元素组成三种气态单质 都是双原子分子 它们的相对分子质量分别为32 34 36 今有这三种单质的混合气体 分子数之比为15 4 1 下列说法正确的是 A 若该容器中的X2全部转化成同素异形体X3 则X3的分子有4种B 质量数为16的同位素的原子物质的量分数为85 C 此容器内混合气体的平均相对分子质量为34D
8、 该元素所含三种同位素的原子数之比为15 4 1 原子结构和同位素 答案 AB 解题回顾 X元素形成三种单质 其同位素为两种 防止误认为同位素也为三种 如同位素为三种 则形成的双原子单质为六种 解析 X同位素有二种 16X和18X A中化学方程式为 316X18X 16X16X18X 18X18X16X 另有16X3 18X3 所以A正确 由16X2 16X18X 18X2的分子数比为15 4 1 得质量数为16的同位素的原子物质的量分数为 15 2 4 1 15 4 1 2 85 B正确 混合气体的相对分子质量为 32 15 34 4 36 1 15 4 1 32 6 D显然错误 应为二种同位素 原子结构和同位素 例5 已知碳元素有两种常见的同位素12C 13C 氧有三种同位素16O 17O 18O 由这五种微粒构成的CO2分子中 其式量可能有 A 6种B 10种C 11种D 12种 解析 常规思路是根据排列组合 可形成12种CO2分子 易错选答案D 如果心细 还可以发现 这12种CO2分子的相对分子质量有重复 逐个排除重复数目 最后筛选出答案A 即便得出正确答案 耗时也较多 且极易出错 答案 A 解题回顾 进一步分析会发现 形成的CO2相对分子质量最大的为49 13C18O2 最小的为44 12C16O2 显然从44 49最多有6种相对分子质量 故应选A 原子结构和同位素
