4.1 原子结构与元素周期表 课时作业(含解析) 高中化学人教版(2019)必修 第一册

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名称 4.1 原子结构与元素周期表 课时作业(含解析) 高中化学人教版(2019)必修 第一册
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-04-23 10:54:08

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4.1 原子结构与元素周期表 课时作业
2022-2023学年上学期高一化学人教版(2019)必修第一册
一、单选题
1.太空探索器常用制成的核电池提供动力,该核素的中子数为
A.144 B.238 C.332 D.94
2.下列各组物质互为同位素的是
A.与 B.与D C.H2O与D2O D.与
3.溴及其化合物可被用作阻燃剂,下列有关和的说法正确的是
A.和所含有的电子数不同 B.和都含有35个中子
C.和分别含有44和46个质子 D.和是两种不同的核素
4.将、、、、及可溶性淀粉(指示剂)混合进行碘钟实验,通过光线传感器绘制出碘钟振荡反应曲线如下图。下列说法正确的是
已知:碘钟周期性振荡的反应如下,除与外,其他物质在此溶液中为无色或浅色。
(琥珀色)
A.过程中,颜色变化为:蓝色→琥珀色→无色
B.过程放出的气体为
C.持续时间变长,是因为逐渐被消耗
D.H点透光率减弱是因为浓度下降
5.下列物质中,互为同位素的是
A.石墨和金刚石 B.水和重水 C.纯碱和烧碱 D.氕和氘
6.下列物质间的关系,描述不正确的是
A.Cl与Cl互为同位素
B.淀粉和纤维素互为同分异构体
C.和属于同一物质
D.金刚石、足球烯互为同素异形体
7.下列说法不正确的是( )
A.C和C是同一种核素
B.红磷和白磷互为同素异形体
C.CH3COOCH2CH3和CH3CH2COOCH3是不同物质
D.CH3CH2OH可看成是由-C2H5和-OH组成
8.X2+的结构示意图为,则X元素在周期表中的位置是( )
A.第三周期,0族 B.第四周期,II族
C.第三周期,IIA族 D.第四周期,IIA族
9.砹()属于卤族元素,下列关于砹()及其化合物具有的性质的推测不正确的是( )
A.单质砹易溶于某些有机溶剂
B.是难溶于水的有色固体
C.的酸性比的弱
D.受热很难分解
10.元素周期表中前七个周期的元素种类数如下:
周期 一 二 三 四 五 六 七
元素种类数 2 8 8 18 18 32 32
请你从中寻找规律,并预言第八周期最多可能包含的元素种类数为( )
A.18 B.32 C.50 D.64
11.元素之间的根本区别是原子的
A.核内质子数不同 B.核外电子数不同 C.核内中子数不同 D.相对原子质量不同
12.下列元素中,属于第二周期VIA族的是
A.钠 B.氧 C.氯 D.硫
13.以、、等宽禁带半导体材料为代表的第三代半导体材料是当前的研究热点。上述物质涉及的6种元素中属于副族元素的种数为
A.0 B.1 C.2 D.3
14.“神舟六号”所用动力燃料之一为氢化锂三兄弟:LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7,在相同条件下有关下列叙述中正确的是
A.三种物质质子数之比为1:2:3 B.三种物质中子数之比为1:1:1
C.三种物质的摩尔质量之比为8:9:10 D.三种物质的化学性质不相同
15.我国碘盐中常加入碘酸钾()。已知在溶液中和可发生反应:。为验证食盐中存在,可供选用的试剂和常见的物质有:①自来水;②碘化钾淀粉试纸;③淀粉;④蓝色石蕊试纸;⑤食醋。进行实验时必须使用的物质是
A.①②④ B.②③ C.②⑤ D.②④⑤
二、填空题
16.有两种常见气态单质Am和Bn,已知2.4g Am和2.1g Bn所含的原子个数相等,而分子数之比为2:3。又知A和B的原子核内质子数都等于中子数,且A原子L层电子数是K层电子数的3倍,试推断:
(1)A、B的元素符号分别为___、___。
(2)Am中的m值为___。
(3)在一种由A元素和B元素组成的化合物X中,A原子的核电荷数之和与B原子的核电荷数之和的比为12:7,则X的化学式为___。
(4)据报道,科学家已成功合成了少量相对分子质量为56的Bn的同素异形体Y,Y的化学式为__。
17.将下列物质进行分类:①H与H ②O2与O3③乙醇与甲醚(CH3—O—CH3) ④H2O与D2O ⑤CH3CH2CH2CH3与CH3-CH(CH3)-CH3⑥C60与C35
(1)互为同位素的是________(填编号、下同);
(2)互为同素异形体的是__________________;
(3)互为同分异构体的是_________________。
三、实验题
18.某实验小组研究KI和酸性KMnO4溶液的反应。
实验序号 Ⅰ Ⅱ
实验操作
实验现象 KMnO4溶液的紫色褪去,溶液变为棕黄色 KMnO4紫色溶液迅速变为棕褐色悬浊液,然后沉淀消失,溶液变为棕黄色
资料:i.MnO在酸性条件下最终被还原为Mn2+
ii.酸性条件下氧化性:KMnO4>KIO3>I2
(1)实验Ⅰ中溶液呈棕黄色,推测生成了___________;
(2)实验小组继续对实验Ⅱ反应中初始阶段的产物成分进行探究:
①经检验,实验Ⅱ初始阶段I-的氧化产物不是I2,则“实验现象a”为___________;
②黑色固体是___________;
③经检验,在“紫色清液”中存在,写出生成的离子方程式___________;下列实验方案中,可用于检验“紫色清液"中的是___________(填字母);
A.用洁净的玻璃棒蘸取“紫色清液”滴在淀粉一碘化钾试纸上,观察试纸是否变蓝色。
B.取少量“紫色清液”于试管中,向其中加入几滴淀粉溶液,溶液不变蓝,再加入过量NaHSO3溶液,观察溶液是否变蓝色。
C.取少量“紫色清液”于试管中,向其中加入稀硝酸酸化,再加入几滴硝酸银溶液,观察是否生成黄色沉淀。
(3)探究实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失的原因。
用离子方程式解释实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失的原因:___________;
(4)实验后的反思:导致实验Ⅰ和实验Ⅱ中KI和酸性KMnO4溶液反应产物变化的因素是(写出两点):___________、___________。
四、有机推断题
19.(1)在中,中子数为________;该原子与是_________关系。
(2)标准状况下,有以下三种物质余①,②,③,上述物质质量最大的_____(填序号,下同),所含原子数最多的是______,体积最小的是_______。
(3)已知A、B、C、D均含有同一种元素,其中A为活泼金属单质,热的C溶液可用于洗涤油污。且它们四种物质之间存在如下转化关系,请回答下列问题:
①D的化学式为:_____。
②写出过程③的化学方程式:__________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.A
【详解】质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N),原子中A表示质量数,Z表示质子数,所以核素的中子数(N)=质量数(A)-质子数(Z)=238-94=144。
答案选A。
2.D
【分析】同位素是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子。
【详解】A.质子数是19,中子数是21,质子数是20,中子数是20,二者质子数不同,因此不属于同位素,A错误;
B.H+是氢H原子失去电子形成的,该氢原子可能是H、D、T中的任何一种,因此H+与D不一定互称为同位素,B错误;
C.H2O与D2O都是化合物,不是原子,因此不属于同位素,C错误;
D.与都是Cu元素的原子,质子数都是29,质子数相同,而中子数分别是34、35,中子数不同,二者互为同位素,D正确;
答案选D。
3.D
【详解】A.和都是Br原子,质子数都为35,含有的电子数都是35,故A错误;
B.和的两种同位素的质子数都为35,中子数分别为44和46,故B错误;
C.和的质子数都为35,故C错误;
D.和为Br元素的不同原子,质子数都为35,中子数分别为44和46,属于不同的核素,故D正确;
故选D。
4.C
【分析】在淀粉作指示剂的情况下混合反应,混合液在特定的时间内保持无色,而后突然转变为蓝色。由于混合液由无色到蓝色这段时间可以精确计时,因此这一反应被称为碘钟反应。据此解答。
【详解】A.根据已知信息可知A点生成单质碘:,则过程中,颜色变化为:蓝色→琥珀色,A错误;
B.D→E反应为,B错误;
C.根据可判断持续时间变长,是因为逐渐被消耗,C正确;
D.H点生成单质碘,由于生成单质碘需要消耗碘酸根,因此透光率减弱是因为碘酸根浓度下降,D错误;
答案选C。
5.D
【详解】A.石墨和金刚石是由C元素组成的不同种单质,互为同素异形体,A不符合题意;
B.水和重水是由氢的不同核素形成的水,不属于同位素范畴,B不符合题意;
C.纯碱是Na2CO3,属于盐,烧碱是NaOH,属于碱,两者不互为同位素,C不符合题意;
D.氕(H)和氘(H)的质子数相同,中子数不同,两者互为同位素,D符合题意;
答案选D。
6.B
【详解】A.同种元素的不同种原子间互称同位素,故Cl与Cl同为Cl元素的两种Cl原子,故互为同位素,选项A正确;
B.淀粉和纤维素分子式都为(C6H10O5)n,但是n值不同,分子式不同,不属于同分异构体关系,选项B错误;
C. 和均为2-甲基戊烷,属于同一物质,选项C正确;
D.由同种元素形成的不同单质间互为同素异形体,金刚石和足球烯均为碳元素形成的不同单质,故互为同素异形体,选项D正确;
答案选B。
7.A
【详解】A. C和C质子数都是6,而中子数分别是8、6,质子相同而中子数不同,因此二者是碳元素的两种不同种核素,A错误;
B. 红磷和白磷是磷元素的两种不同性质的单质,二者互为同素异形体,B正确;
C. CH3COOCH2CH3是乙酸乙酯,CH3CH2COOCH3是丙酸甲酯,二者分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,是两种不同的物质,C正确;
D. CH3CH2OH是乙醇,是乙烷CH3CH3中的一个H原子被-OH取代产生的物质,可看成是由-C2H5和-OH结合而成的物质,D正确;
故合理选项是A。
8.D
【详解】X2+的结构示意图为,即X失去最外层2个电子形成带2个正电荷的阳离子,故x=2+8+8+2=20,属于钙元素,位于第四周期第ⅡA族,答案选D。
9.D
【详解】A. 单质溴、碘易溶于某些有机溶剂,故砹单质也易溶于某些有机溶剂,故A正确;
B. 由、、的溶解度逐渐降低,颜色逐渐加深可知是难溶于水的有色固体,故B正确;
C. 元素的非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,所以的酸性比的弱,故C正确;
D. 在卤族元素中,非金属性越弱,对应的简单氢化物稳定性越差,故砹化氢的稳定性比碘化氢的差,受热易分解,故D错误。
综上所述,答案为D。
【点睛】利用非金属性从上到下的变化规律来判断,从上到下,非金属性逐渐减弱,与氢气化合越来越难,氢化物稳定性越来越不稳定,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱。
10.C
【详解】观察每一周期的元素种类数发现,它们都是偶数,规律如下:
周期 1 2 3 4 5 6 7
元素种类数
从中可发现,它们遵循规律,故第八周期含有的元素种类数为,故C正确。
11.A
【详解】元素的定义是指具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称,故元素之间的根本区别是原子的核内质子数,故答案为:A。
12.B
【分析】
【详解】A、钠是第三周期第IA族,A错误;
B、氧是第二周期第ⅥA族,B正确;
C、氯是第三周期第ⅦA族,C错误;
D、硫是第三周期第ⅥA族,D错误,
答案选B。
13.B
【详解】由短周期和长周期元素共同构成的族为主族,完全由长周期元素构成的族为副族,六种元素中只有Zn 属于副族元素,其余均为主族元素,B项正确。
14.C
【详解】H、D、T是氢元素的三种核素,质子数都是1,中子数分别是0、1、2,故A、B项错误。LiH、LiD、LiT三种物质的化学性质相同,故D项错误;摩尔质量之比为8:9:10,C正确,答案选C。
15.C
【详解】依据题意,验证食盐中存在的反应需要在酸性环境下,可将食盐溶解在食醋中,用淀粉检验I-与反应生成的I2即可。故答案选择C。
16. O N 3 N2O3 N4
【详解】(1)A原子L层电子数是K层电子数的3倍,则A的原子结构示意图为,A是氧元素,其符号为O;A原子核内质等于中子数,则A的相对原子质量可视为16,B原子核内质子数等于中子数,设B原子核内质子数为x,则B的相对原子质量可视为2x,与所含的原子个数相等,则=,解得,B是氮元素,其符号为N;故答案:O;N。
(2)与所含的分子数之比为2:3,则=,解得,,与都是常见的气态单质,则是,是;故答案:3;
(3)X中氧原子的核电荷数之和与氮原子的核电荷数之和的比为12:7,设化合物X为,则,,X的化学式为,故答案:;
(4)Y的相对分子质量为56,则Y分子里的N原子数==4,Y的化学式为,故答案:4。
17. ① ②⑥ ③⑤
【分析】(1)具有相同质子数、不同中子数的原子,互为同位素;
(2)同种元素的不同单质,互为同素异形体;
(3)分子式相同、结构不同的有机物,互为同分异构体。
【详解】(1)只有①H与H符合具有相同质子数、不同中子数的原子,互为同位素;
答案是:①;
(2)只有②O2与O3,⑥C60与C35符合同种元素的不同单质,互为同素异形体;
答案是:②⑥;
(3)有③乙醇与甲醚(CH3—O—CH3),⑤CH3CH2CH2CH3与CH3-CH(CH3)-CH3 符合分子式相同、结构不同的有机物,互为同分异构体;
答案是: ③⑤。
18. I2 溶液分层,下层液体无色 MnO2 2 MnO+I-+2H+=2MnO2↓+ IO+H2O B MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O 试剂的相对用量(滴加顺序) 溶液酸性强弱
【详解】(1)实验Ⅰ中KI溶液过量,MnO在酸性环境中最终被还原为Mn2+,而低浓度碘水的颜色为黄色,所以可以推测生成了I2单质;
(2)①实验Ⅱ初始阶段I-的氧化产物不是I2,则有机溶剂四氯化碳中未溶解I2而呈无色,但四氯化碳不溶于水、密度比水大,导致液体分层;
②KI和酸性KMnO4溶液反应的黑色生成物能催化H2O2分解,则可联想到固体黑色固体为MnO2;
③根据题目所给信息,该条件下酸性高锰酸钾溶液将I-氧化为IO,自身被还原为MnO2,根据电子守恒和元素守恒可得离子方程式为2 MnO+I-+2H+=2MnO2↓+ IO+H2O;
A.试纸若变蓝说明有碘单质生成,但氧化剂不一定是IO,也可能是剩余的残留的高锰酸钾,A不符合题意;
B.开始时溶液不变蓝,说明不含碘单质,滴加NaHSO3溶液后变蓝,说明原溶液中含有IO,被NaHSO3还原生成碘单质,B符合题意;
C.硝酸不能还原IO,所以无论是否含有IO,都不会有黄色沉淀生成,C不符合题意;
故答案为:B;
④KI和酸性KMnO4溶液的反应生成KIO3和MnO2,根据电子守恒和电荷守恒配平写出的离子方程式为2MnO4-+I-+2H+=2MnO2↓+IO3-+H2O;
(3)根据实验现象可知MnO2、KI和硫酸反应生成的棕黄色溶液中含有I2 ,根据化合价升降规律可知还生成MnSO4,结合酸性条件和守恒思想、配平、写出的离子方程式为MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O;
(4)由实验I和实验II的现象得到:所得产物成分与试剂的相对用量(滴加顺序)有关,由探究实验Ⅱ中棕褐色沉淀消失原因的实验可知,所得产物成分与溶液酸性强弱有关,实际上,物质的变化主要与其自身的性质有关,还与外界条件,如浓度大小、用量多少、溶液的酸碱性等因素有关,故答案为:试剂的相对用量(滴加顺序)、溶液酸性强弱。
19. 10 同位素 ② ② ③ NaHCO3 Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3
【分析】(1)质量数=质子数+中子数;同位素是同种元素的不同核素;
(2) 标准状况下:①22gCO2的物质的量为=0.5mol,体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L;②33.6LCH4的物质的量为=1.5mol,质量为1.5mol×16g/mol=24g;③1molH2O的质量为1mol×18g/mol=18g,体积为18mL;
(3)常用热的Na2CO3溶液洗涤油污,且Na为活泼金属,则A为Na、B为NaOH、C为Na2CO3、D为NaHCO3。
【详解】(1)在中,中子数为18-8=10;与具有相同质子数和不同中子数,互为同位素;
(2) 标准状况下:①22gCO2的物质的量为=0.5mol,体积为0.5mol×22.4L/mol=11.2L,含有的原子总物质的量为1.5mol;②33.6LCH4的物质的量为=1.5mol,质量为1.5mol×16g/mol=24g,含有的原子总物质的量为7.5mol;③1molH2O的质量为1mol×18g/mol=18g,体积为18mL,含有的原子总物质的量为3mol;则上述物质质量最大的②,所含原子数最多的是②,体积最小的是③;
(3) 常用热的Na2CO3溶液洗涤油污,且Na为活泼金属,则A为Na、B为NaOH、C为Na2CO3、D为NaHCO3;
①D为碳酸氢钠,化学式为NaHCO3;
②过程③为碳酸钠与水、CO2反应生成NaHCO3,发生反应的化学方程式Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3。
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