14. 下图是原子核电荷数为1~18的原子的最外层电子数与原子核电荷数的关系图。请回答下列问题。

(1)1个水分子(H₂O)共有个原子核、个质子。
(2)1个镁离子带个单位的电荷，核外共有个电子。
(3)通过上图你能发现哪些规律？请写出其中一条。

(1) 3；10
(2) 2；正；10
(3) 随着原子核电荷数的递增，元素原子最外层电子数呈现周期性变化(合理即可)

【分析】
本题围绕1~18号元素的原子结构及图像规律展开，解题思路如下：
1. 计算水分子的原子核和质子数量：明确每个原子含1个原子核，质子总数为构成原子的质子数之和，据此计算；
2. 确定镁离子的电荷与核外电子数：根据镁的原子序数确定质子数，结合最外层电子数判断得失电子情况，进而推导离子的电荷和核外电子数；
3. 总结图像规律：观察核电荷数递增时，原子最外层电子数的变化趋势，提炼周期性变化等规律。
【解析】
(1) 水分子的化学式为$\ce{H_{2}O}$，每个氢原子、氧原子各含1个原子核，因此1个水分子的原子核总数为$2+1=3$个；氢原子的质子数为1，氧原子的质子数为8，质子总数为$2×1 +8=10$个。
(2) 镁是12号元素，镁原子的质子数为12，核外电子数为12；镁原子最外层有2个电子，化学反应中易失去2个电子，形成带2个单位正电荷的镁离子，此时核外电子数为$12-2=10$个。
(3) 观察图像可知，随着原子核电荷数从1递增到18，元素原子的最外层电子数呈现周期性变化（如同一周期内，从左到右最外层电子数逐渐增加），合理即可。
【答案】
(1) 3；10
(2) 2；正；10
(3) 随着原子核电荷数的递增，元素原子最外层电子数呈现周期性变化（合理即可）
【知识点】
原子的构成；离子的形成；元素周期律
【点评】
本题考查原子结构的基础知识点，结合图像分析规律，既需要掌握原子、离子的粒子数量关系，又考查了从图像中提取信息的能力，属于基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6

15. 请阅读下面的短文,回答有关问题。
碳-14是含有6个质子和8个中子的碳原子,通过宇宙射线撞击空气中的氮原子所产生。宇宙射线由宇宙天体所发出的高能粒子组成,它们在撞击地球大气层时,跟空气中的氮原子发生碰撞,氮原子就会“捕捉”1个中子,“释放”1个质子,变成碳-14原子。
碳-14具有放射性,经过约5730年,碳-14会减少一半。再经过5730年,又会减少一半,5730年就是碳-14的半衰期。
科学家利用碳-14来测定古代遗存物的“年龄”。活的生物通过光合作用、食物链和细胞呼吸与环境交换碳元素,体内碳-14和碳-12的比例同大气中的一样,但是当生物死后,没有新的碳-14补充进来,残留在体内的碳-14便以5730年的半衰期开始衰变,其原子核中的1个中子变成1个质子,从而形成新的原子核。对于任何含碳物质,只要测定其剩余碳-14的含量,再结合半衰期,就可推断出年代。但碳-14对年代测定的方法是有局限性的,由于碳-14的半衰期约为5730年,所以它一般用于6万年以内的年代测定。
(1)氮原子核内有7个质子,画出氮原子的结构示意图。
(2)作为相对原子质量标准的碳-12原子与碳-14原子相比,它们结构上的不同是不同。
(3)碳-14被植物吸收的途径是通过植物的。
(4)碳-14最有可能用来测定(填字母)的年代。
A. 恐龙蛋化石(1.45亿~1.01亿年前)
B. 三叶虫化石(5.39亿~4.85亿年前)
C. 地球起源(约46亿年前)
D. 山顶洞人(约4万年前)
(5)下列关于碳-14原子衰变后形成的新原子核的说法正确的是(填字母)。
A. 含7个质子、8个中子的碳原子核
B. 含7个质子、8个中子的氮原子核
C. 含6个质子、7个中子的碳原子核
D. 含7个质子、7个中子的氮原子核

(1) 氮原子结构示意图：+7 2 5
(2) 中子数
(3) 光合作用
(4) D
(5) D

【分析】
首先梳理各小题的解题思路：1. 第(1)题依据“原子中质子数=核外电子数”，氮原子质子数为7，核外电子分两层排布（第一层2个、第二层5个），据此绘制结构示意图；2. 第(2)题，碳-12和碳-14是同种元素，质子数相同，相对原子质量=质子数+中子数，二者差异为中子数；3. 第(3)题，植物通过光合作用吸收二氧化碳，碳-14作为碳的同位素，通过该途径被吸收；4. 第(4)题，根据短文，碳-14测年适用于6万年以内，逐一分析选项，仅山顶洞人（约4万年）符合；5. 第(5)题，碳-14衰变时1个中子变质子，质子数变为7、中子数变为7，形成氮原子核。
【解析】
(1) 氮原子质子数为7，核外电子数=7，电子层排布为第一层2个、第二层5个，结构示意图为：+7 2 5；
(2) 碳-12和碳-14的质子数均为6，中子数分别为6和8，因此结构上的不同是中子数；
(3) 植物通过光合作用吸收大气中的碳元素，碳-14通过该途径被吸收；
(4) 短文说明碳-14测年适用于6万年以内，选项中A（1.45亿~1.01亿年）、B（5.39亿~4.85亿年）、C（46亿年前）均远超6万年，仅D（约4万年）符合，故选D；
(5) 碳-14原子含6质子8中子，衰变时1个中子转化为质子，新原子核质子数为7、中子数为7，对应选项D，故选D。
【答案】
(1) 氮原子结构示意图：+7 2 5；(2) 中子数；(3) 光合作用；(4) D；(5) D
【知识点】
原子结构示意图、元素概念、光合作用
【点评】
本题结合短文考查化学基础知识点，需从短文中提取关键信息，结合原子结构、元素、光合作用等知识解答，难度适中。
【难度系数】
0.6