安徽高中化学竞赛-结构化学 第二章 原子的结构和性质习题
一选择题
1、电子自旋是电子( c )
A 、具有一种类似地球自转的运动
B 、具有一种非轨道的运动
C 、具有一种空间轨道外的顺逆时针的自转
D 、具有一种空间轨道中的顺逆时针的自转 2、下列分子中哪些不存在大π键( a )
A. CH 2=CH-CH 2-CH=CH 2
B. CH 2=C=O
C. CO(NH 2)2
D.C 6H 5CH=CHC 6H 5 3、某原子的电子组态为1s 22s 22p 63s 14d 1，其基谱项为( a ) A 3D B 1D C 3S D 1S
4、已知类氢波函数ψ2px 的各种图形，推测ψ3px 图形，下列结论不正确的是（ b ）：
A 、角度部分图形相同
B 、电子云相同
C 、径向分布不同
D 、界面图不同 5、单个电子的自旋角动量在z 轴方向上的分量是：（ d ）
:12/2 :6/2 C: 6/4 D:/4A h B h h h ππππ±±±±
6、
具有的π 键类型为：（ a ）
A 、109π
B 、108π
C 、99π
D 、11
9π
7、 下列光谱项不属于p 1d 1组态的是（ c ）。 A. 1P B . 1D C. 1S D. 3F
8、对氢原子和类氢离子的量子数l ，下列叙述不正确的是（ b ）。
A l 的取值规定m 的取值范围
B 它的取值与体系能量大小有关
C 它的最大可能取值由解方程决定
D 它的取值决定了|M| = )1(+l l 9、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是（ c ）。
A 等于真实体系基态能量
B 大于真实体系基态能量
C 不小于真实体系基态能量
D 小于真实体系基态能量 10、已知类氢波函数Ψ2px 的各种图形，推测Ψ3px 图形，下列说法错误的是（ b ）
A 角度部分的图形相同
B 电子云图相同
C 径向分布函数图不同
D 界面图不同
11、对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( c ).
A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(.
B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解.
C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m |=0，1，2，……l
根据归一化条件1)(220
=ΦΦΦ?d m π
求得π
21=
A
12、He +的一个电子处于总节面数为3的d 态，问电子的能量应为?R 的 ( c ).
A.1
B.1/9
C.1/4
D.1/16 13、电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( d ).
A.Ψ3P
B. Ψ3d
C.Ψ2P
D.Ψ2S 14、5f 的径向分布函数图的极大值与节面数为( a )
A. 2,1
B. 2,3
C.4,2
D.1,3 15、线性变分法处理H +2过程中,认为H ab =H ba ,依据的性质是( d )
A. 电子的不可分辨性
B. 二核等同性
C ．Ψa .Ψb 的归一性 D. H
?的厄米性 16.、Fe 的电子组态为[Ar]3d 64s 2,其能量最低的光谱支项为( a )
A. 5D 4
B. 3P 2
C. 5D 0
D. 1S 0
17、 对于极性双原子分子AB ，如果分子轨道中的一个电子有90%的时间在A 的
轨道中， 10%的时间在 B 的轨道上，描述该分子轨道归一化形式为（ c ）
A. b a φφ?1.09.0+= B .
b a φφ?9.01.0+= C.
b a φφ?316.0949.0+= D. b a φφ?11.0994.0+=
18、氢原子的轨道角度分布函数Y 10的图形是（ c ） （A ）两个相切的圆 （B ）“8”字形
（C ）两个相切的球 （D ）两个相切的实习球 19、B 原子基态能量最低的光谱支项是（ a ）
（A ）2/12P （B ）2
/32
P （C ）03P （D ）01S 20、下列波函数中量子数n 、l 、m 具有确定值的是（ d ） （A ）)3(xz d ? （B ）)3(yz d ? （C ）)3(xy d ? （D ）)3(2z d ?
21、如果0E 是一维势箱中电子最低能态的能量，则电子在E 3能级的能量是（ c ）
（A ）20E （B ）40E （C ）90E （D ）180E 22、氢原子3P 径向函数对r 做图的节点数为（ b ） （A ）0 （B ）1 （C ）2 （D ）3
23. Y (θ,φ)图 （B ）
A ．即电子云角度分布图，反映电子云的角度部分随空间方位θ,φ的变化
B. 即波函数角度分布图，反映原子轨道的角度部分随空间方位θ,φ的变化
C. 即原子轨道的界面图，代表原子轨道的形状和位相
24. 为了写出原子光谱项，必须首先区分电子组态是由等价电子还是非等价电子
形成的。试判断下列哪种组态是等价组态：（ C )
A．2s12p1 B. 1s12s1 C. 2p2
25. 对于O
2 , O
2
- , O
2
2-，何者具有最大的顺磁性？( A )
A．O
2 B．O
2
- C．O
2
2-
26. Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为 ( A )
A．2P
3/2 B．2P
1/2
C．2P
3/2
或2P
1/2
，二者能量相同
27. 下列关于分子光谱的描述，哪一条中有错误：( B )
A.按刚性转子模型，双原子分子的转动能级不是等间隔，而转动谱线等间隔
B．按谐振子模型，双原子分子的振动能级等间隔，振动谱线也等间隔
C．N个原子组成的分子有3N-6种简正振动方式，直线形分子有3N-5种
28. 利用Hund第一规则从原子谱项中挑选能量最低的谱项, 首先应当找( C )
A．S最小的谱项 B．L最大的谱项 C．S最大的谱项
29. 两个原子的轨道在满足对称性匹配和最大重叠的情况下( A )
A．原子轨道能级差越小，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有利B．原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越小，对分子的形成越有利 C．原子轨道能级差越大，形成的分子轨道能级分裂越大，对分子的形成越有30. 环丙烷的C-C成键效率不高，原因是 ( B )
A．为适应键角的要求, sp3杂化轨道被迫弯曲到60o，因而产生了“张力”
B．sp3杂化轨道在核连线之外重叠形成弯键，重叠效率较差
C．sp3杂化轨道在核连线之内重叠形成弯键，产生了非常大的“张力”
31. Cl原子基态的光谱项为2P，其能量最低的光谱支项为 ( A )
A．2P
3/2 B．2P
1/2
C．2P
32. 无论仪器技术怎样改进，分子光谱的谱线总是存在一定的线宽。这种现象可
用下列哪一式加以说明？( B )
A. Δx·Δp
x
≥h/4π B. ΔE·τ≥h/4π C. λ=c/ν
33. 水分子B
1
振动的基包括x和xz, 这种振动 ( C )
A．只有红外活性 B. 只有拉曼活性 C. 兼有红外和拉曼活性
34. 欲求Br 基组态的谱项，可借助于 ( B ）
A. Slater 规则
B. 空穴规则
C. Hund 规则 35. 分子的三重态意味着该分子 （ B )
A.有一个未成对电子.
B.有两个自旋平行电子.
C.有三个未成
二 填空题
1、He 原子的第一电离势为24.48eV ，第二电离势为54.28eV ，则其K 壳层中两个电子的相互排斥能为 ( 29.8 )
2、氢原子的3Px 状态的能量为 eV 。角动量为 ，角动量在磁场方向的分量为 ；它有 个径向节面， 个角度节面。
2、h eV 2;9
1
6.13?-/2π；无确定值；1；1；
3、+He 的z p 3轨道有 个径向节面，有 个角度节面。 1；1。
4、氢原子z p 3状态的能量是 eV ，角动量是 ，角动量在磁场方向（z 方向）的分量是 。
4 ;9
1
6.13eV ?- 2 0。
5、He 原子的第一电离能是24.62eV ，第二电离能是54.4eV ，则电子间的相互排 斥能为 eV ，其ls 电子的屏蔽常数为 ，有效核电荷 为 。
5. 29.78eV; 0.3; 1.7。
6、氢原子的一个主量子数为n=3的状态有 个简并态。
6、9
7、氢原子的3Px 状态的能量为 eV 。角动量为 ;角动量在磁场方向的分量为 ；
它有 个径向节面， 个角度节面。
7、h eV 2;91
6.13?-/2π；无确定值；1；1
8、氟原子的基态光谱项为
8、2p 3/2;
9、与氢原子的基态能量相同的Li 2+的状态为
9. 3S ，3P ，3d
10、氢原子3d 电子轨道角动量沿磁场方向分量的可能值为______________________。
10 ±h ，±2h
11、单个电子自旋角动量的值是____________。
11 2
3h
12、列出氢原子或类氢离子的半径值的各个式子:A.平均半径r =_________,B.径向分布函数极大时的半径r=_____________ .C.电子云界面图的r 0=_________________ .
.12. r =τ??d r ?∧*
,
0)(=dr
r dD 求出r, 9.020000=*???τ??ππd R 求出0R
13、已知:类氢离子He +
的某一状态Ψ=0202/30
)22()2(241
a r
e a r a -
?-?π此状态的n.l.m
值分别为______、______、_____其能量为_____________,角动量平方为________.
角动量在Z 轴方向分量为_________.
13. n =2,l =0,m =0, E=-13.6eV ,2M =0,z M =0
14、如一原子轨道的磁量子数m=0，主量子数2≤n ,则可能的轨道为_______________。
14. 1s 2s z p 2
15、单个电子自旋角动量的值是___________。 15.
h 2
3
16、氢原子的态函数为1,2,3?，轨道能量为 - 1.51 eV ，轨道角动量为
6 ，轨道角动量在磁场方向的分量为 。
17、),,(2φθ?r PZ =02/0)/(a r e a r N -θπcos )4/3(2/1 ，若以θπ2cos )4/3(对),(φθ作图，则该图是 电子云角度 图，也即表示了电子云在),(φθ方向上单位立体角内的几率为 θπ2cos )4/3( 。
三 简答题
1. 已知氢原子的归一化波函数为
(1)
试求其基态能量和第一激发态能量。 (2)计算坐标与动量的平均值。 答案 1. (1) E 0=-13.6eV, E 1=-3.4eV. (2) =0 2. 计算氢原子 在 和 处的比值。 2. ψ1s 波函数在r=a 0, 2a 0处比值为2.718 ψ2 在r=a 0, 2a 0处比值为7.389. 3. 试画出类氢离子 和3d xy 轨道轮廓，并指出其节面数及形状。 3. 3d z2 , 3d xy 各有2个节面: 3d z2是2个圆锥节面, 3d xy 是XZ,YZ 面. 4. 已知氢原子2p z 轨道波函数为 ① 计算2p z 轨道能量和轨道角动量； ② 计算电子离核的平均距离； ③ 径向分布函数的极值位置。 4. (1) 2p轨道能量为-3.4eV 角动量为 (2) 离核平均距离为5a0. (3) 极大值位置为4a0. 5.已知氢原子2s 轨道波函数为 试求其归一化波函数。 5. 6.类氢离子的1s轨道为：，试求径向函数极大值离核距离，试问He＋与F6+的极大值位置。 6. ; He+ a0/2, F8+ a0/9. . 7.写出Li2＋离子的Schr?dinger方程，说明各项的意义，并写出Li2＋离子2s态的波函数 ①计算径向分布函数最大值离核距离； ②计算1s电子离核的平均距离； ③比较2s与2p态能量高低。 7 (1)径向分布函数最大值离核距离a0/3, (2)电子离核平均距离为a0/2. (3) 因无电子相关, 2s, 2p态能量相同. 8.写出Be原子的Schr?dinger方程，计算其激发态2s12p1的轨道角动量与磁矩。 8. 轨道角动量为1, 磁矩为 9.已知N原子的电子组态为1s22s22p3 ①叙述其电子云分布特点； ②写出N的基态光谱项与光谱支项； ③写出激发态2p23s1的全部光谱项。 9. (1) N 原子价电子层半充满, 电子云呈球状分布. (2)基态谱项为4S, 支项为4S3/2 (3)2p23s1光谱项: p2—3P,1D,1S, s1—2S, 偶合后4P, 2P, 2D, 2S. 10.写出下列原子的基态光谱项与光谱支项：Al、S、K、Ti、Mn。 10 . Al S K Ti Mn 基态谱项2P 3P 2S 3F 6S 光谱支项2P1/23P22S1/2 3F2 6S5/2 11.写出下列原子激发态的光谱项： C[1s22s22p13p1] Mg[1s22s22p63s13p1] Ti[1s22s22p63s23p63d34s1] 11. C(2p13p1): 3D, 1D, 3P, 1P, 3S, 1S. Mg(3s13p1): 3P,1P Ti(3d34s1): 5F,3F,5P,3P,3H,1H,3G,1G,3F,1F,3D,1D,3P,1P 12.基态Ni原子可能的电子组态为[Ar]3d84s2或[Ar]3d94s1。由光谱实验测定能量最低的光谱项为3F4，试判断其属于哪种组态。 12. 3d84s2态含3F4谱项 13.根据Slater规则，求Ca原子的第一、二电离能。 13. I1=5.97eV , I2=10.17eV . 14. 简并态和非简并态 14. 简并态和非简并态: 几个互相独立的波函数，若对于某个算符（通常多指能量算符）具有相同的本征值，这种现象就是所谓的“简并性”，这些波函数代表的状态就称为简并态；反之即为非简并态. 一选择题 1、电子自旋是电子( c ) A 、具有一种类似地球自转的运动 B 、具有一种非轨道的运动 C 、具有一种空间轨道外的顺逆时针的自转 D 、具有一种空间轨道中的顺逆时针的自转 2、下列分子中哪些不存在大π键( a ) A. CH 2=CH-CH 2-CH=CH 2 B. CH 2=C=O C. CO(NH 2)2 D.C 6H 5CH=CHC 6H 5 3、某原子的电子组态为1s 22s 22p 63s 14d 1，其基谱项为( a ) A 3D B 1D C 3S D 1S 4、已知类氢波函数ψ2px 的各种图形，推测ψ3px 图形，下列结论不正确的是 （ b ）： A 、角度部分图形相同 B 、电子云相同 C 、径向分布不同 D 、界面图不同 5、单个电子的自旋角动量在z 轴方向上的分量是：（ d ） 6、 具有的π 键类型为：（ a ） A 、109π B 、108π C 、99π D 、119π 7、 下列光谱项不属于p 1d 1组态的是（ c ）。 A. 1P B . 1D C. 1S D. 3F 8、对氢原子和类氢离子的量子数l ，下列叙述不正确的是（ b ）。 A l 的取值规定m 的取值范围 B 它的取值与体系能量大小有关 C 它的最大可能取值由解方程决定 D 它的取值决定了|M| = )1(+l l 9、通过变分法计算得到的微观体系的能量总是（ c ）。 A 等于真实体系基态能量 B 大于真实体系基态能量 C 不小于真实体系基态能量 D 小于真实体系基态能量 10、已知类氢波函数Ψ2px 的各种图形，推测Ψ3px 图形，下列说法错误的是（ b ） A 角度部分的图形相同 B 电子云图相同 C 径向分布函数图不同 D 界面图不同 11、对氢原子Φ方程求解,下列叙述有错的是( c ). A. 可得复函数解Φ=ΦΦim m Ae )(. B. 由Φ方程复函数解进行线性组合,可得到实函数解. C. 根据Φm (Φ)函数的单值性,可确定|m |=0，1，2，……l 根据归一化条件1)(220=ΦΦΦ?d m π求得π21=A 12、He +的一个电子处于总节面数为3的d 态，问电子的能量应为?R 的 ( c ). A.1 B.1/9 C.1/4 D.1/16 13、电子在核附近有非零几率密度的原子轨道是( d ). 2017年全国中学生化学竞赛(安徽赛区)初赛试题 注意：考试时间2.5小时，满分150分。请在答题卡上答题，允许使用非编程计算器。 一、本题包括15小题，每小题2分，共30分。每小题仅有1个选项符合题意。 1．科学研究发现液态水可能存在第二形态。当水被加热到40℃~60℃之间时，它的导热性、折射率、导电性等属性均会发生改变。下列说法正确的是 A．液态水中水分子间以范德华力结合 B．液态水两种形态间转化需断裂O—H键 C．纯液态水均以分子H2O形式存在，不能导电 D．导热性、折射率属于水的物理性质 2．化学与生活、社会发展息息相关，下列说法正确的是 A．高压钠灯能发出透雾能力强的淡紫色光，常用做路灯 B．食品包装内放置生石灰与放置硅胶的作用相同 C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放 D．聚乙烯和聚氯乙烯的单体相同 3．设N A为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．过氧化钠与水反应时，生成0.5molO2转移的电子数为N A B．标准状况下，22.4L氯气与56g铁充分反应，转移的电子数为3N A C．16g16O2和18O3的混合物中含有的质子数目为8N A D．42gC3H6中含有的共用电子对数目为8N A 4.25℃时，c(CH3COOH)+c(CH3COO－)=0.1mol·L-1的醋酸、醋酸钠混合溶液中，c(CH3COOH)、 c(CH3COO－)与pH的关系如图所示。下列有关该溶液的叙述不正确 ．．．的是A．pH=5的溶液中： c (CH 3COOH))>c (CH 3COO －)>c (H +)>c (OH － ) B ．溶液中：c (H +)+c (Na +)=c (CH 3COO －)+c (OH － ) C ．由W 点可以求出25℃时CH 3COOH 的电离常数 D ．pH=4的溶液中： c (H +)+c (Na +)+c (CH 3COOH)-c (OH － )=0.1mol·L -1 5．常温下，K a (CH 3COOH)=K b (NH 3·H 2O)=1.75×10-5，下列说法正确的是 A ．可以用酸碱直接滴定法测定醋酸铵的含量 B ．醋酸钠溶液中加入醋酸铵固体，溶液的pH 减小 C ．pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合，所得溶液中 c (NH 3·H 2O)>c (Cl － )>c (NH 4+) D ．用0.1mol·L -1的盐酸滴定0.1mol·L -1的氨水时，可用酚酞作指示剂 6．已知下列反应： SO 2(g)+2OH － (aq)=SO 32-(aq)+H 2O(1) ΔH 1 ClO － (aq)+SO 32-(aq)=SO 42-(aq)+Cl － (aq) ΔH 2 CaSO 4(s)=Ca 2+(aq)+SO 42-(aq) ΔH 3 则反应SO 2(g)+Ca 2+(aq)+ClO － (aq)+2OH － (aq)=CaSO 4(s)+H 2O(I)+Cl － (aq)的ΔH 为 A.ΔH 1+ΔH 2+ΔH 3 B.ΔH 1+ΔH 2－ΔH 3 C.ΔH 1－ΔH 2+ΔH 3 D.ΔH 3－ΔH 1+ΔH 2 7．用右图所示装置进行下列实验：将①中溶液滴入②中，预测的现象与实际相符的是 选项 ①中物质 ②中物质 预测②中的现象 A 氯化铝溶液 氢氧化钠溶液 立即产生白色沉淀 B 浓硝酸 用砂纸打磨过的铝条 产生大量红棕色气体 C 草酸溶液 高锰酸钾酸性溶液 溶液逐渐褪色 D 稀盐酸 碳酸钠溶液 立即产生大量气泡 8．一定条件下，一种反应物过量，另一种反应物仍不能完全反应的是 A ．过量的Fe 粒与稀硝酸溶液 B ．过量的浓盐酸与二氧化锰 C ．过量的稀硫酸与铁 D ．过量的红磷与氧气 9．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A ．0.1mol·L -1NH 4HCO 3溶液中：K +、Na +、NO 3－ 、Cl － B ．c (H +)=1×10-13mol·L -1的溶液中：Mg 2+、Cu 2+、SO 42-、NO 3－ C ．K w ／c (OH － )=1×10-13mol·L -1的溶液中：NH 4+、Ca 2+、Cl － 、NO 3－ 0.100 0.075- 0.050- 0.025- 2.7 3.7 4.7 5.7 6.7 pH c /m o l · L -1 W 2020届高中化学竞赛辅导（一）原子结构元素周期 律 原子结构元素周期系 一．〔4分〕某元素的离子R2＋有5个电子层，最外层有2个电子，R(NO3)2是它的一种常见盐。R的元素符号是，R元素在周期表中的位置是，配制澄清R(NO3)2溶液的方法是。 二．〔2分〕235 92U原子吸取一个慢中子后，分裂成136 54 Xe和90 38 Sr，写出核反应方程式。 三．〔7分〕有人建议依照〝最高价阳离子〞电子排布的相似性和差异性来分主副族。例如：S、Cr规定为ⅥA族；Se规定为ⅥB族。 1．写出S、Cr、Se最高价阳离子的电子构型； 2．周期数和每周期元素个数是否发生变化； 3．新旧周期表中哪些族的元素是统一的〔即完全相同〕 4．不同的新的主、副族元素在原周期表的基础上做如何样的变动？ 四．美国和俄罗斯科学家组成的一个研究小组10月16日宣布，他们成功制造出了门捷列夫元素周期表中的118号元素。他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备，两次将许多钙－48离子加速，用来轰击人造元素锎〔Cf〕－249，从而制造出3颗新原子：每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。118号元素原子存在时刻仅为0.9毫秒。研究人员观看到了118号元素原子的〝衰变链〞过程，证实了新元素的存在。其衰变过程中依次开释出一种相同的粒子后得到116、114、112号元素，112号元素最终裂变为两颗大小差不多的其他原子。 1．指出118号元素在周期表中的位置； 2．写出合成118号元素的核反应方程式； 3．指出衰变过程中112号元素模样的质量数。 五．〔4分〕2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。 X是用高能48Ca撞击243 93Am靶得到的。通过100微秒，X发生α-衰变，得到Y。然后Y连 续发生4次α-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号〔左上角标注该核素的质量数〕，写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。 原子结构(必修) 近代原子结构模型的演变 ⑤ 质子数（Z ）＝ 阴离子核外电子数 — 阴离子的电荷数 一、原子结构模型的演变 公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出古代原子学说，认为万物都是由间断的、 不可分的原子构成的。 模型 道尔顿（英） 汤姆生（英） 卢瑟福（英） 玻尔（丹麦） 海森伯 年代 1803年 1904年 1911年 1913年 1926年 依据 元素化合时 的质量比例关系 发现电子 ɑ粒子散射 氢原子光谱 近代科学实验 主要内容 原子是不可 再分的实心小球 葡萄干布丁式 核式模型 行星轨道式原子模型 量子力学原子结构模型 模型 （微观粒子具有波粒二象性） 存在问题 不能解释电子的存在 不能解释ɑ粒 子散射时的现 象 不能解释氢 原子光谱 二、原子的构成 1. 得 电 失 子 阳离子 X n+ （核外电子数＝ ） 离子 阴离子 X n- （核外电子数＝ ） 2. 原子、离子中粒子间的数量关系： ① 质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 ② 质量数（A ）＝质子数（Z ）＋ 中子数（N ） ③ 离子电荷＝质子数—核外电子数 ④ 质子数（Z ）＝ 阳离子核外电子数 ＋ 阳离子的电荷数 ⑥ 质量数≈相对原子质量 原子核 原子A Z X 中子（A-Z 个，电中性，决定原子种类→同位素） 质子（Z 个，带正电，决定元素的种类） 核外电子（Z 个，带负点，核外电子排布决定元素的化学性质） ①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的 电子层(能量最低原理)； ②每个电子层最多容纳2n2个电子（n为电子层数）； ③最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）； ④次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个）； ⑤倒数第三层电子数目不能超过32个（K层为倒数第三层时不能超过2个）。 （2）阳离子：核电荷数＝核外电子数＋电荷数（如图乙所示） （3）阴离子：核电荷数＝核外电子数—电荷数（如图丙所示） M电子层 微粒符号（原子或离子） L电子层原子核 K电子层核电荷数 (1)原子核中无中子的原子1 1H 3.核外电子排布的一般规律 （1） 电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号K L M N O P Q 电子层能量的关系从低到高 电子层离核远近的关系由近到远 （2）在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是： 4.原子、离子的结构示意 （1）原子中：核电荷数＝核外电子数（如图甲所示） 5.常见等电子粒子 （1）2电子粒子：H—、Li＋、Be2＋；H2、He （2）10电子粒子：分子Ne、HF、H20、NH3、CH4 ；阳离子Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H30+； 阴离子N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。 （3）18电子粒子：分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4； 阳离子K、Ca ；阴离子P3—、S2—、Cl—、HS—、O22—。 （4）14电子粒子：Si、N2、CO、C2H2；16电子粒子：S、O2、C2H4、HCH0 。 6.1～20号元素原子结构的特点 原子结构、化学键、分子结构习题 1．判断下列叙述是否正确 （1）电子具有波粒二象性，故每个电子都既是粒子又是波。 （2）电子的波动性是大量电子运动表现出的统计性规律的结果。 （3）波函数ψ，即电子波的振幅。 （4）波函数Ψ，即原子轨道，是描述电子空间运动状态的数学函数式。 （1）?（2）√（3）?（4）√ 2. 用原子轨道光谱学符号表示下列各套量子数： (1) n =2, l = 1, m = –1 (2) n =4, l = 0, m =0 (3) n =5, l = 2, m =0 2 （1）2p (2) 4s (3) 5d 3. 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。 (1) 3,2,2,1/2 (2) 3,0,–1,1/2 (3) 2, 2, 2, 2 (4) 1, 0, 0, 0, (5) 2,–1,0, –2/1 (6) 2,0,–2,1/2 3. （1）存在，为3d 的一条轨道； (2) 当l=0时，m只能为0，或当m=±1时，l可以为2或1。 (3) 当l=2时，n应为≥3正整数，m s=+1/2或-1/2； 或n=2时l=0 m=0 m s=+1/2或-1/2； l=1 m=0或±1，m s=+1/2或-1/2; （4）m s=1/2或–1/2 ； （5）l不可能有负值； （6）当l=0时，m只能为0 4．指出下列各电子结构中，哪一种表示基态原子，哪一种表示激发态原子，哪一种表示是错误的? (1)1s22s2(2) 1s22s12d1(3) 1s22s12p2 (4) 1s22s22p13s1(5) 1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d1 2011年全国高中学生化学竞赛（安徽赛区）初赛试题 注意：考试时间3小时，满分150分。允许使用非编程计算器。 题号一二三四总分 得分 第一大题（选择题）答案写在下表 ．．中，其余题答案写在试卷上 题 号 12345678910111213答 案 题 号 141516171819202122232425 答 案 H 008元素周期表 H 4.0 i 941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 N 20. a .99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 A 39. K .10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.39 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 K 83. b .47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc [98] Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 X 131 s 2.9 Ba 137.3 La－ Lu Hf 178.5 Ta 180.9 W 183.8 Re 186.2 Os 190.2 Ir 192.2 Pt 195.1 Au 197.0 Hg 200.6 Tl 204.4 Pb 207.2 Bi 209.0 Po [210] At [210] R [22 r 23] Ra [226] Ac－ Lr 一、本题包括25小题，每小题2分，共50分。每小题有1个或2个选项符合题意。 若该题只有一个选项符合题意，多选或错选均不 得分。若该题有2个选项符合题意，选对1个得 1分，选对2个得2 分；选错1个，该题不得分。 原子结构 1、用玻尔理论解释： （1）氢原子光谱产生的原因。 （2）氢原子光谱为什么是分立的线状光谱？ （3）氢原子光谱中，每条谱线都有确定的频率。 （4）可见光区，氢原子光谱从Hα到Hδ等谱线间的距离为什么越来越小？ 2、举例说明下列概念： ①量子和量子化； ②能级； ③基态、激发态； ④玻尔半径； ⑤连续光谱与线状光谱； 3、欲使氢原子基态能级上的一个电子电离，形成H+需要多大的能量？ 4、计算电子从n=3能级跃迁到n=2能级时，产生的谱线Hα的波长，并与实验测定值λ=656.210纳米（1 纳米=10-9米）相比较。 5、说明下列名词和概念； （1）波粒二象性； （2）微观粒子； 6、试由电子衍射图象说明下列关系： （1）衍射强度与电子出现几率的关系； （2）衍射强度与电子波强度的关系； （3）电子波强度与电子出现几率的关系； （4）利用德布罗依关系式计算质量为2.5×10－2公斤，运动速度为300米/秒的子弹所具有的波长。计算质量为9.1×10－31公斤，运动速度为1.5×106米/秒的电子所具有的波长。计算结果说明了什么？（何种物质显波性）。 7、解释下列名词和概念 （1）波函数 （2）电子云 （3）几率和几率密度 （4）ψ和|ψ|2 8、举例说明下列名词的含意： ①能级； ② 简并轨道（等价轨道） 9、下列说法是否正确？应如何改正？ ①“s 电子绕核旋转，其轨道为一园圈，而p 电子是∞字形的”。 ②“主量子数为3时，有3s 、3p ，3d ，3f 四条轨道”。 ③“多电子原子轨道能级与氢原子的相同。” 10、指出下列各组量子数所表示的电子运动状态。 ① 5，0，0，+ 21 ② 4，1，0，－ 2 1 11、有无以下运动状态？为什么？应怎样改正？ ① n=1, l=1, m=0。 ② n=2, l=0, m=±1。 ③ n=3, l=3, m=±3。 ④ n=4, l=3, m=±2。 12、在某元素原子的某一电子层中，角量子数为2的能级中，原子轨道中几个？并画出该能级下的原子轨道的角度分布图。 13、写出一列各组中缺少的量子数。 ① n=？, l=2, m=0， m s =+ 2 1。 ② n=4, l=?, m=0, m s =?。 ③ n=3, l=1, m=?, m s =－ 2 1。 ④ n=2, l=？, m=1， m s =－ 2 1。 15、原子核外电子的排布有哪些原则？写出下面元素的电子构型及价电子构型，并指出它们处于周期表中第几周期，第几族，常见化合价。 ① 11 Na ② 18 Ar ③ 16 S ④ 56 Ba ⑤ 24 Cr ⑥ 26 Fe ⑦ 29 Cu ⑧ 53 I ⑨ 82 Pb ⑩ 19 K 16、说明稀有气体、主族元素、过渡元素的电子构型特点。 17、具有下列外电子构型的原子属于周期表中哪一个区，并指出该元素的原子序数、 原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 近似相对原子质量 质子Z （带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 决定原子呈电中性 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决定 X) (A Z 三相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应 有几种不同的核素的相对原子质量， 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量 核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如： Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比 的乘积之和。 第5章 第1讲原子结构、化学键 李仕才 考纲要求 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。 5.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。 考点一 原子结构、核素 1．原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A z X)??? 原子核????? 质子(Z 个)——决定元素的种类中子[(A －Z )个] 在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子(Z 个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z )＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义 (4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的1 12 的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大； ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 1H：名称为氕，不含中子； 2 1H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 3 1H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 (1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×) (6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同(√) 2015年全国高中化学竞赛(安徽赛区)初赛试题及参考答案 2015年全国中学生化学竞赛(安徽赛区)初赛试题注意：考试时间2.5小时，满分150分。请在答题卡上答题，允许使用非编程计算器。 一、本题包括15小题，每小题2分，共30分。每小 题仅有1个选项符合题意。 1．下列生活常识与化学原理有关，正确的选项是 ①福尔马林具有防腐杀菌的作用，是因为甲醛可 以使蛋白质变性 ②人体血液pH保持弱碱性(7.35-7.45)，主要是血 液中存在H2CO3—HCO3－缓冲体系 ③硫酸亚铁补铁剂应与维生素C同服，是因为维 生素C可以防止Fe2+被氧化 ④油炸食品容易产生“哈喇”味而不能食用，是因 为被氧化产生过氧化物和醛类 A．①②③④B．①②③C．②③④ D．①③④ 2．缺铁性贫血是世界上最普遍的营养性问题，一个简单的解决办法是生产铁强化酱油，即在酱油中加入易吸收的铁添加剂——Na2FeY，其中Y4-是乙二胺四乙酸(H4Y)的酸根形式，H4Y结构如下左图。生产铁强化酱油产生的废水可用绿色消毒剂X（如下右图）来杀菌。下列有关说法正确的是 A．从酸碱质子理论来说，H4Y只有酸性 B．X能够杀菌的原因是其水解可产生次氯酸 C．H4Y和X在一定条件下均能发生水解反应 D．可用萃取法从铁强化酱油中分离出Na2FeY 3．某未知溶液可能含Cl－、CO32-、Na+、SO42-、Al3+等离子中的一种或多种。将溶液滴在蓝色石蕊试纸上．试纸变红。取少量试液，滴加硝酸酸化的氯化钡溶液，有白色沉淀生成；在上层清液中滴加硝酸银溶液，产生白色沉淀。下列判断不合理 ．．．的是 A．一定有Cl－B．一定有SO42- C．一定有Al3+ D．一定没有CO32- 2 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 S 32.07 9 Cl 35.45 Ca 40.08 Sc 44.96 T i 4 7 V 50.94 Cr 52.00 Fe 55.85 Co 58.93 N i 5 8 Cu 63.55 Ga 69.72 Ge 72.61 Se 4 78.96 Br 79.90 Sr Nb Mo Ru Rh 87.62 88.91 92.91 95.94 101.1 102.9 Ag 107.9 In Sn Te 114.8 118.7 <■ ‘127.6 126.9 Ba 137.3 La — Lu Ta 180.9 W 183.8 Os 190.2 Ir 192.2 Au 197.0 Tl 204.4 Fb 207.2 Fo [210 At [210 2019年全国高中学生化学竞赛（安徽赛区）初赛试题 题号 -一一 二二二 -三 四 总分 得分 题号 答案 题号 答案 Be 14 15 16 元素周期表 10 11 12 13 22 23 24 25 9.012 10.81 12.01 16.00 19.00 6 8 4 5 7 17 18 19 20 21 一、本题包括25小题，每小题2分，共50分。每小题有1个或2个选项符合 题意，若该题 只有1个选项符合题意，多选或错选均不得分。若该题有 2个选 生的植物、农作物等富含纤维素、半纤维素和木质素的物质为原料，采用生物热解液化技术而 产生的新能源。 F 列有关说法错误的是 A 、 生物质油是一种有机化合物 B 、 这一类能源属于可再生能源 C 、 禾U 用生物质能就是间接利用太阳能 D 、 生物质油提炼技术中只要利用的是化学变化 2.—块铜板被等分成两块， Cu(a)和Cu(b);锤打Cu(a), Cu(b)不动。再由Cu(a)、Cu(b)及CuS04溶液组成电 池： Cu(a)|CuSO 4(cmol/L)|Cu(b)，测得电动势 E > 0,因为 Cu(a)的 A . AS> 0, AH= 0 B . AS> 0, AH<= 0 C . ASX 0, AH= 0 D . A Sc 0, AH < 0 3?空间实验室“天宫一号”的供电系统中有再生氢氧燃料电池( RFC ), RFC 是一种将水电解技术与氢氧燃料 电池技术相结合的可充电电池。下图为 RFC 工作原理示意图，有关说法正确的是 A 、 当有0.1mol 电子转移时，a 电极产生1.12L H 2 (标准状况下) B 、 b 电极上发生的电极反应是： 4H 2O+4e 「= 2H 2T +4OH 一 C 、 c 电极上进行还原反应， B 电池中的 日+ 可以通过 隔膜进入A 池 D 、 d 电极上发生的电极反应是： O 2+4H*+4e = 2H 2O 4.室温下，下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 A. pH=12 的溶液中：AIO 2、Na +、SO 「SO 「 B. 水电离出的c(H + )=10「12 mol/L 的溶液中：K + 、Na + C. 能与铝反应生成氢气的溶液中： Mg 2+ 、Na + 、C 「、 得分 评卷人 为了缓解 石油危机- 课练15原子结构 基础练 1．下列有关化学用语正确的是() A．甲烷分子的球棍模型： B．NH4I的电子式： C．F原子的结构示意图： D．中子数为20的氯原子：3717Cl 2．131 53I是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中131 53I的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关13153I的叙述中错误的是() A. 131 53I的化学性质与127 53I相同 B. 131 53I的原子序数为53 C. 131 53I的原子核外电子数为78 D. 131 53I的原子核内中子数多于质子数 3．已知氢有3种核素(1H、2H、3H),氯有2种核素(35Cl、37Cl)。则HCl的相对分子质量可能有() A．1种B．5种 C．6种D．1 000种 4．两种微粒含有相同的质子数和电子数,这两种微粒可能是() ①两种不同的原子；②两种不同元素的原子；③一种原子和一种分子；④一种原子和一种离子；⑤两种不同分子；⑥一种分子和一种离子；⑦两种不同阳离子；⑧两种不同阴离子；⑨一种阴离子和一种阳离子 A．①③⑤⑥⑦⑧B．①③⑤⑦⑧ C．①③④⑤⑦D．全部都是 5．下列说法中正确的是() A．原子中,质量数一定大于质子数 B．电子层多的原子半径一定大于电子层少的原子半径 C．由两种元素组成的化合物,若含有离子键,就没有共价键 D．自然界中有多少种核素,就有多少种原子 6．镨(Pr)、钕(Nd)都属于稀土元素,在军事和国防工业上有广泛应用,下列有关说法中正确的是() A．镨(Pr)和钕(Nd)可能互为同位素 B.140 59Pr是镨的一种新元素 C.140 59Pr核内有59个质子,核外有81个电子 D.140 59Pr质量数为140,原子序数为59,核内有81个中子 7．据报道,在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的能导致温室效应的气态化合物,它的结构式为16O===C===18O。下列说法正确的是() A．16O与18O为同种核素 B．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素 C．16O===C===18O与16O===C===16O的化学性质几乎完全相同 D．目前提出的“低碳经济”的目标是向空气中增加CO2,促进碳的平衡 8．六种粒子的结构示意图分别为 A B C D E F 请回答下列问题： (1)依次写出6种粒子的符号：_____________________________________________________________________ ___。 (2)A、B、C、D、E、F共表示________种元素、________种原子、________种阳离子、________种阴离子。 (3)上述微粒中,阴离子与阳离子可构成两种化合物,这两种化合物的化学式为________、________。 9．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)。请回答： (1)A元素是________,B元素是________,C元素是________。(用元素符号表示) (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是________。 (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的单质分子,其分子式是________。 (4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是________,电子式是________。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。 (6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。 10．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图所示的转化关系。 (1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,则A的结构式为________；D的电子式为________。 (2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒。 寻找10电子微粒和18电子微粒 的方法 1．10电子微粒 2．18电子微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…… 识记1－20号元素的特殊电子层 结构 (1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K； (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar； (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C； (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O； (5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：Li、P； (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne； (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si； (8)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al； (9)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca； (10)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。 化学键与物质类别的关系以及对 物质性质的影响 1．化学键与物质类别的关系 (1)只含共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、 K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质，如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。 2．离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物的性质来判断 熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl，不导电的化合物是共价化合物，如HCl。 3．化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。 NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。 (2)对化学性质的影响 N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。 2011年安徽省高中化学竞赛初赛试题注意：考试时间3小时，满分150分。直接在试卷上答题，允许使用非编程计算器。 一、本题包括25小题，每小題2分，共50分。每小题有1个或2 个选项符合题意。若该题只有1个选项符合题意，多选或错选 均不得分。若该题有2个选项符合题意，选对1个得1分，选 对2个得2分；选错1个，该题不得分。 1.绿茶中含有的EGCG(结构如下图)具有抗癌作用，能使血癌(白血病)中癌细胞自杀性死亡， 下列有关EGCG的说法中正确的是 A. EGCG能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳 B .EGCG遇FeCl3溶液能发生显色反应 C. 1mol EGCG最多可与含10mol氢氧化钠溶液完全作用 D. EGCG在空气中易氧化 2．用N A表示阿佛加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．标准状况下，2.24 L 16O2和3.6 g 18O2含有氧原子均为0.2 N A B．只有在标准状况下N A个氧气分子的物质的量才是1mol C．1 L 0.1mol·L－1的CH3COONa溶液中所含CH3COO-个数为0.1 N A D．标准状况下，2.24 L甲烷、戊烷混合物所含分子数为0.1 N A 3．下列各组离子在指定环境中一定能大量共存的是 A．水电离产生的c（H+）＝1×10－12mol·L－1溶液中：Al3+、Na+、Cl－、HCO3－ B．使红色石蕊试纸变蓝的溶液中：SO32—、S2－、Na＋、K＋ C．pH＝0的溶液中：Al3＋、NH4＋、Cl－、ClO－ D．与铝粉反应放出氢气的无色溶液中：NO3－、Fe2＋、Na＋、SO42－ 4．下列有关元素及其化合物知识说法正确的是 A．浓硝酸能与木炭反应，证明浓硝酸具有氧化性 2019年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 第一题（9分） 用α粒子撞击铋－209合成了砹－211。所得样品中砹－211的浓度＜10－8mol/L，砹－211同位素半衰期较长，足以用它来研究砹的化学性质。 1．写出合成砹的核反应方程式。 2．已知室温下用CCl4萃取I2的分配系数为c I 2(CCl4)/c I 2 (H2O)＝84，预计用CCl4萃取 AtI的分配系数c AtI(CCl4)/c AtI(H2O) 84（填＞，＜或＝）；理由是。 3．已知I 2 ＋I－I3－的平衡常数K＝800，可推断AtI＋I－AtI2－的平衡常数 K800（填＞，＜或＝）；依据是。 4．在AtI中加入I2和I－的混合溶液，滴加AgNO3溶液，发现所得沉淀中只有AgI而没有共沉淀的AgAt（如果有AgAt，必然会被共沉淀），然而在上述产物中加入Pb(IO3)2却发现有砹的共沉淀。写出有关化学方程式，解释上述实验现象。 5．已知室温下ICH2COOH的p K a＝3.12，由此可推断AtCH2COOH的p K a 3.12（填＞，＜或＝）；理由是。 第二题（12分） 为纪念1905年爱因斯坦连续发表6篇论文导致物理学大变革100周年，今年被定为国际物理年。本题涉及的“热电效应”机理也是爱因斯坦首先阐释的，即他提出的被后人称为“爱因斯坦振荡器”的独立振荡原子与温度关系的模型。 1．左上图是热电效应之一的图解。给出图中所有英文单词（或词组）及物理学符号的意义，并为此图写一篇不超过200字（包括标点符号等）的说明文。 2．右上图是化学家合成的能实现热电效应的一种晶体的晶胞模型。图中的大原子是稀土原子，如镧；小原子是周期系第五主族元素，如锑；中等大小的原子是周期系VIII 族元素，如铁。按如上结构图写出这种热电晶体的化学式。给出计算过程。提示：晶胞的6个面的原子数相同。设晶体中锑的氧化态为－1，镧的氧化态为＋3，问：铁的平均氧化态多大？ 第三题（10分） 原子结构与化学键 1．通过对学生阅读\理解力的有效训练，促使学生集中精神学习，激发学生阅读的主动性 2．通过强化自我意识，培养学生的自我控制能力，提高学生的坚持\自控性 3．通过掌控分析法，提升学生自我认知能力，引导学生掌握原子结构与化学键题的方法及技巧 优胜教育 北京黄庄 校区 杨红静 老师 共价化合物：原子间通过共用电子对形成分子的化合物叫做共价化合物。（只有共价键） 极性共价键（简称极性键）：由不同种原子形成，A －B 型，如，H －Cl 。 共价键 非极性共价键（简称非极性键）：由同种原子形成，A －A 型，如，Cl －Cl 。 2.电子式： 用电子式表示离子键形成的物质的结构与表示共价键形成的物质的结构的不同点：（1）电荷：用电子式表示离子键形成的物质的结构需标出阳离子和阴离子的电荷；而表示共价键形成的物质的结构不能标电荷。（2）[ ]（方括号）：离子键形成的物质中的阴离子需用方括号括起来，而共价键形成的物质中不能用方括号。 要求：学生用思维导图、流程图、树状图、图表等形式总结概括以上知识。 例 完成效果 计时：_____分钟 题目：设某元素某原子核内的质子数为m ，中子数为n ，则下述论断中正确的是（ ） A. 不能由此确定该元素的相对原子质量 B. 这种原子的相对原子质量为m +n C. 若碳原子质量为w g ，此原子的质量为(m+n )w g D. 核内中子的总质量小于质子的质量 掌控分析过程 第1步： 明确题意 1．快速浏览题干及问题材料； 2．在题干中勾画题眼、关键词、考点等有效信息； 第2步： 信息加工 老师指导学生提取有效信息 第3步： 解决问题 学生列出知识（公式、定理、模型、方法规律等） 第4步： 评价反思 学生在老师的指导下，总结解决此类问题的关键点或问题延伸 1 2010年安徽高中化学竞赛初赛试题 2010年全国高中学生化学竞赛（安徽赛区）初赛试题 题号一二三四总分 得分 注意：考试时间3小时，满分150分。直接在试卷上答题，允许使用非编程计算器。 第一大题（选择题）答案写在下表 ．．中，其余题答案写在试卷上 题 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 答 案 题 号 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 答 案 H 1.008 元素周期表 He 4.003 Li 6.941 Be 9.012 B 10.81 C 12.01 N 14.01 O 16.00 F 19.00 Ne 20.18 Na 22.99 Mg 24.31 Al 26.98 Si 28.09 P 30.97 S 32.07 Cl 35.45 Ar 39.95 K 39.10 Ca 40.08 Sc 44.96 Ti 47.88 V 50.94 Cr 52.00 Mn 54.94 Fe 55.85 Co 58.93 Ni 58.69 Cu 63.55 Zn 65.39 Ga 69.72 Ge 72.61 As 74.92 Se 78.96 Br 79.90 Kr 83.80 Rb 85.47 Sr 87.62 Y 88.91 Zr 91.22 Nb 92.91 Mo 95.94 Tc [98] Ru 101.1 Rh 102.9 Pd 106.4 Ag 107.9 Cd 112.4 In 114.8 Sn 118.7 Sb 121.8 Te 127.6 I 126.9 Xe 131.3 Cs Ba La－Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 中国化学会第 21届（ 2019 年）全国高中学生化学竞 赛 （省级赛区）试题 时间： 3 小时 满分： 100 分） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总分 满分 12 6 10 7 10 12 8 4 10 12 9 100 H 1.008 相对原子质量 He 4.003 Li Be B C N O F Ne 6.941 9.012 10.81 12.01 14.01 16.00 19.00 20.18 Na Mg Al Si P S Cl Ar 22.99 24.31 26.98 28.09 30.97 32.07 35.45 39.95 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 39.10 40.08 44.96 47.88 50.94 52.00 54.94 55.85 58.93 58.69 63.55 65.39 69.72 72.61 74.92 78.96 79.90 83.80 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe 85.47 87.62 88.91 91.22 92.91 95.94 [98] 101.1 102.9 106.4 107.9 112.4 114.8 118.7 121.8 127.6 126.9 131.3 Cs Ba La － Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn 132.9 137.3 Lu 178.5 180.9 183.8 186.2 190.2 192.2 195.1 197.0 200.6 204.4 207.2 209.0 [210] [210] [222] Fr [223] Ra [226] Ac － Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg 第一题（12 分） 通常，硅不与水反应，然而，弱碱性水溶液能使一定量的硅溶解，生成 Si （OH ） 4 1．已知反应分两步进行，试用化学方程式表示上述溶解过程。 早在上世纪 50 年代就发现了 CH 5＋ 的存在，人们曾提出该离子结构的种种假设，然而，直 至 1999 年才在低温下获得该离子的振动－转动光谱，并由此提出该离子的如下结构模型：氢 原子围绕着碳原子快速转动；所有 C － H 键的键长相等。 2．该离子的结构能否用经典的共价键理论说明？简述理由。 第二题（ 6分） 羟胺和用同位素标记氮原子（ N* ）的亚硝酸在不同介质中发生反应，方程式如下： NH 2OH ＋ HN*O 2→A ＋H 2O NH 2OH ＋HN*O 2→B ＋H 2O A 、 B 脱水都能形成 N 2O ，由 A 得到 N*NO 和 NN*O ，而由 B 只得到 NN*O 请分别写出 A 和 B 的路易斯结构式。 ） 路易斯酸 3．该离子是（ A 质子酸 B 2003年 5月报道， 在石油中发现一种新的烷烃分子， 子钻石”，若能合成，有可能用作合成纳米材料的理想模板。该分子的结构简图如下： 4．该分子的分子式为 C 自由基 D 亲核试剂 因其结构类似于金刚石， 被称为 “分 6．该分子有几种不同级的碳原子？ 7．该分子有无手性碳原 子？2019安徽高中化学竞赛结构化学 第二章 原子的结构和性质习题精品教育.doc
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