4.1原子结构与元素周期表（含解析） 课堂练习 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

4.1原子结构与元素周期表课堂练习2023-2024学年上学期高一化学人教版（2019）必修第一册
一、单选题
1．考古研究中利用N的测定来分析人类的食物结构。N的原子核内中子数是
A．7 B．8 C．15 D．22
2．K35ClO3与足量的浓盐酸(H37Cl)在某温度下可发生反应：KClO3+6HCl(浓)=KCl+3C12↑+3H2O，下列说法正确的是
A．氧化产物与还原产物的物质的量之比为3:1 B．该反应生成的Cl2的平均相对分子质量约为73.3
C．该反应中HCl(浓)只体现了还原性 D．生成物KCl为食盐的主要成分
3．下列说法正确的是
A．某粒子核外电子排布为2、8、8结构，则该粒子一定氩原子
B．铯()的中子数为82
C．元素周期表中有7个周期，18个族
D．某元素原子的最外层只有2个电子则该元素一定是金属元素
4．下列各组物质中，属于同素异形体的是
A．氯气和液氯 B．CO和CO2 C．H2和H3 D．CO2和干冰
5．原子X核内质子数等于中子数，其阳离子Xn+核外共有a个电子，X的质量数为
A． B． C． D．
6．下列说法正确的是
A．从石油中获得乙烯，已成为目前工业上生产乙烯的主要途径
B．催化剂一般在金属与非金属的分界处寻找
C．硅是一种良好的导热、导电材料
D．氢的同位素可用于制造氢弹
7．2003年，IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)推荐原子序数为110的元素的符号为Ds，以纪念该元素的发现地(Darmstadt，德国)。下列关于Ds的说法不正确的是
A．Ds原子的电子层数为7 B．Ds是超铀元素
C．Ds原子的质量数为110 D．Ds为金属元素
8．意大利科学家最近合成了一种新型氧分子，其化学式为O4。对其说法正确的是（　　）
A．它是一种混合物
B．它是一种化合物
C．它的化学性质很稳定
D．它的密度比氧气大
9．中国纳米技术的研究能力已跻身于世界的前列。例如曾作为我国十大科技成果之一的就是合成一种 — 维纳米的材料，化学式为RN。已知该化合物里与氮粒子结合的Rn+核外有28个电子。则R位于元素周期表的（　　）
A．第三周期VA族 B．第四周期IIIA族 C．第四周期VA族 D．第五周期IIIA族
10．核内中子数为N的R2+，质量数为A，则ngR2+所含电子的物质的量是(　)
A． mol B．mol
C．mol D．mol
11．某元素原子的原子核外有2个电子层，最外层有5个电子，则该元素位于
A．第三周期第ⅣA族 B．第二周期第ⅥA族
C．第二周期第ⅤA族 D．第四周期第ⅣA族
12．下列关于Na、Na+二种粒子的判断中，正确的是
①核电荷数相同②核外电子数相等③电子层结构完全相同④质量几乎相等⑤质子数等⑥Na+比Na稳定
A．①④⑤ B．①③⑤⑥ C．①④⑤⑥ D．②③④
13．人类已经成功合成了117号元素Uus，关于的叙述正确的是
A．原子内电子数多于中子数 B．与电子式相同
C．元素的近似相对原子质量是294 D．处于不完全周期内
14．铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是
A．铁60的质子数为60
B．与的核外电子数相同，属于不同核素
C．的核内质子数比中子数多8
D．与的化学性质相似，互为同素异形体
15．1869年，俄国化学家门捷列夫制作出了第一张元素周期表，揭示了化学元素间的内在联系，成为化学发展史上的重要里程碑之一。下列有关我们常用的元素周期表的说法正确的是
A．元素周期表有七个横行，也是七个周期
B．元素周期表有18个纵行，即有18个族
C．短周期是指第一、二、三、四周期
D．ⅠA族的元素全部是金属元素
16．关于叙述正确的是
A．由两种核素构成 B．质子数小于电子数
C．与互为同位素 D．1mol该离子中含个中子
17．下列说法不正确的是
A．金刚石、石墨、C60均是碳的同素异形体
B．干燥的氯气和氯水均能使鲜花褪色
C．铂金属在灼烧时没有呈现出特征颜色
D．工业制盐酸需要的HCl是通过H2和Cl2在光照条件下生成
18．同位素示踪法可用于反应机理的研究,下列反应中同位素示踪表示正确的是
A．2Na218O2＋2H2O＝4Na18OH＋O2↑
B．2KMnO4＋5H218O2＋3H2SO4＝K2SO4＋2MnSO4＋518O2↑＋8H2O
C．NH4Cl＋2H2ONH3·2H2O＋HCl
D．K37ClO3＋6HCl＝K37Cl＋3Cl2↑＋3H2O
19．已知短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构。则下列叙述正确的是
A．金属性：A＞B；非金属性：C＞D
B．元素的第一电离能：D＞C＞A＞B
C．C、D的最高价氧化物对应的水化物均为强酸
D．原子序数：d＞c＞b＞a
20．向NaBr、NaI混合液中，通入一定量氯气后，将溶液蒸干并充分灼烧，得到固体剩余物质的组成不可能是
A．NaCl，NaI B．NaCl，NaBr
C．NaCl，NaBr，NaI D．NaCl
21．人类对原子结构的认识经历了变化和发展的过程，下列有关说法不正确的是（ ）
A．汤姆生发现电子，提出“葡萄干面包式”的原子结构模型
B．原子质量主要集中在原子核上，电子质量不及质子质量的千分之一
C．卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型
D．与的质子数相同，中子数不同，互称同位素，同位素具有不同的化学性质
22．A、B、C均为短周期的元素，它们在周期表的位置如图。已知：B、C元素的原子序数之和是A元素的原子序数的4倍，则A、B、C分别是
A．Be、Na、Al B．O、P、Cl C．P、O、Cl D．C、Al、P
23．金属原子一般具有的结构特点是（ ）
A．有金属光泽，能导电，有延展性 B．最外层电子个数少，容易失去
C．熔点和沸点较低 D．核外电子个数少，容易失去
24．合成新物质是研究化学的主要目的之一，意大利科学家最近合成了一种新型的氧分子O4，下列关于O4的说法中正确的是
A． O4是一种新型的化合物 B． O4与O2不是同素异形体
C．等质量的O4和O2含氧原子数目相同 D． O4和O2可通过氧化还原反应实现转化
25．元素X形成的气态X2的分子共有三种，其相对分子质量依次为158、160、162，此三种分子的物质的量之比为9:6:1，据此，下列说法中正确的是
A．X有三种同位素
B．其中一种同位素的质量数为80
C．X2的平均相对分子质量为159
D．质量数为79的同位素的原子百分数为50%
二、填空题
26．汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型
英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在 ，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的 中。
27．现有下列粒子：1H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、40K、40Ca、37Cl、14N、14C，请回答下列问题：
（1）它们分属 种元素，属于氢元素的核素有 种，属于铀元素的核素有 种。互为同位素的原子分别为 。
（2）质量数相等的粒子为 、 、 。
（3）氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合成水，所得水分子的种数为 ；可得相对分子质量不同的水分子的种数为 。
28．按要求回答下列问题：
(1)胆矾的化学式 。
(2)NaHCO3溶于水的电离方程式： 。
(3)铁与水蒸气反应的化学方程式： 。
(4)H3PO2属于一元酸，写出它与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式： 。
(5)从原子结构角度解释金属性钾比钠强的原因： 。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】核素的表达为，X为某种元素符号，Z为该原子的质量数=质子数+中子数，Z为该元素的质子。对于该原子A=15，Z=7，则中子数=A-Z=15-7=8。
故选B。
2．B
【详解】A．反应中氯酸钾中氯元素化合价降低为氧化剂，发生还原反应生成氯气，HCl中氯元素化合价升高为还原剂，发生氧化反应生成氯气；3分子氯气中有1原子氯为还原产物、5原子氯为氧化产物，故氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:1，A错误；
B．由A分析可知，该反应生成的Cl2的平均相对分子质量约为，B正确；
C．该反应中HCl(浓)和盐生成水，也体现了酸性，C错误；
D．食盐为氯化钠，生成物KCl不为食盐的主要成分，D错误；
故选B。
3．B
【详解】A．某粒子核外电子排布为2、8、8的结构，并没有指明粒子的种类，故该粒子可能是K+、Ca2+、Cl–等，故A错误；
B．原子符号左上角的数字表示质量数，左下角的数字表示质子数，中子数=质量数-质子数，的中子数为137-55=82，B正确；
C．元素周期表中有7个横行，为7个周期，有18个纵行，其中8、9、10纵行为一个族，共有16个族，C错误；
D．元素原子的最外层只有2个电子不一定是金属元素，如可能是He元素原子，D错误；
故答案选B。
4．C
【分析】同素异形体为同种元素组成的不同结构的单质。
【详解】A．氯气和液氯是氯气的两种状态，A错误；
B．CO和CO2不是单质，不符合同素异形体的概念，B错误；
C．H2和H3是H元素组成的不同结构的单质，属于同素异形体，C正确；
D．CO2和干冰是同种物质的两种状态，不符合同素异形体的概念，D错误；
故选C。
5．A
【详解】根据阳离子Xn+核外共有a个电子，则有Z-n=a，故X原子核内有a+n个电子，又原子X核内质子数等于中子数，其 X的质量数等于质子数加中子数，故为，故答案为：A。
6．A
【详解】A．乙烯主要来自于石油的裂解，A正确；
B．催化剂一般在过渡元素处寻找，一般在金属与非金属的分界线处寻找半导体材料，B错误；
C．硅是半导体材料，不是热的良导体，C错误；
D．2H和3H是氢的两种同位素，能够用来制造氢弹，D错误；
答案选A。
7．C
【详解】Ds的原子序数为110，Ds位于元素周期表中的第七周期第ⅤⅢ族。
A、Ds位于元素周期表中的第七周期，则电子层数为7，故A正确；
B、110＞92，原子序数在92号以后的元素为超铀元素，故B正确；
C、Ds原子的原子序数为110，质量数一定大于110，故C错误；
D、Ds为过渡元素，属于金属元素，故D正确；
故选C。
8．D
【详解】A．新型氧分子，其化学式为O4，所以它是纯净物，A不正确；
B．O4只含一种元素，它是一种单质，B不正确；
C．它的结构不稳定，化学性质活泼，C不正确；
D．它的相对分子质量是O2的二倍，则它的密度比氧气大，D正确；
故选D。
9．B
【详解】合成纳米材料，其化学式为RN，已知该化合物中的R3+核外有28个电子，则R元素原子质子数为28+3=31，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p1，处于第四周期第ⅢA族；
故选：B。
10．A
【详解】核内中子数为N的R2+，质量数为A，则R的质子数为(A-N)，R2+的电子数为(A-N-2)，ngR2+的物质的量为=mol，所含的电子物质的量为molｘ(A-N-2)＝ mol，答案选A。
11．C
【详解】原子核外有2个电子层，最外层有5个电子的原子为氮原子，氮元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，故选C。
12．C
【详解】Na失去一个电子变为Na+，最外层电子数、电子层、核外电子数均发生改变，由于核电荷数=质子数，两者均不变；由于原子的质量主要集中在原子核上，故失去一个电子对质量影响很小，质量几乎相等；Na+具有8个电子的稳定结构，故比Na稳定。故①④⑤⑥正确。故选：C。
13．B
【详解】A．电子数为117，中子数为，A错误；
B．由于质子数均为117，故最外层电子数相同，与电子式相同，B正确；
C．294只是该核素的质量数，没有告诉该核素在自然界的百分含量，不能计算近似相对原子质量，C错误；
D．根据原子结构示意图知，该元素位于第七周期、第VIIA族，不在不完全周期内，D错误。
答案选B。
14．B
【详解】A．铁60的质量数为60，故A错误；
B．与的核外电子数都是26，二者的中子数不同，属于不同核素，故B正确；
C．的核内质子数是26、中子数是60-26=34，质子数比中子数少8，故C错误；
D．与是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故D错误；
选B。
15．A
【详解】A. 元素周期表有七个横行，也是七个周期，故A正确；
B. 元素周期表有18个纵行，分为7个主族、7个副族、1个第Ⅷ族和1个0族，故B错误；
C. 短周期是指第一、二、三周期，故C错误；
D.第IA族元素中的氢元素是非金属，故D错误；
答案选A。
【点睛】该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。主要是考查学生对元素周期表的了解掌握情况，旨在巩固学生的基础，提高学生的应试能力和学习效率。
16．D
【详解】A．由三种核素构成，故A错误；
B．质子数为11、电子数为10，故B错误；
C．同位素的质子数相同、中子数不同的原子，与不是原子，所以不是同位素，故C错误；
D．1个中有8个中子，1mol中含个中子，故D正确；
选D。
17．D
【详解】A．金刚石、石墨、C60是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；
B．因干燥的氯气遇到鲜花中的水生成次氯酸，氯水中含有次氯酸，HClO有漂白性，则鲜花都褪色，故B正确；
C．焰色反应是部分金属元素的性质，铂没有焰色反应，则铂金属在灼烧时没有呈现出特征颜色，故C正确；
D．氢气和氯气混合光照易发生爆炸，不适用于工业生产HCl，故D错误；
故答案为D。
18．B
【详解】A.过氧化钠与水的反应中，过氧化钠既是氧化剂，也是还原剂，即氧气中的氧原子也含有18O，故A错误；
B.反应中双氧水是还原剂，全部被氧化生成氧气，故B正确；
C.NH4＋水解时，结合水电离出的OH－，所以生成物应该是NH3·H2HO和2HCl，故C错误；
D.反应中氯酸钾中的氯元素被还原，氯化氢中的氯元素部分被氧化，部分没有化合价变化，氯化钾应为KCl，故D错误；
故选B。
19．B
【分析】由于原子形成阳离子失去一个电子层，原子形成阴离子电子层不变，由短周期元素的离子aA2+、bB+、cC3-、dD-具有相同的电子层结构可知A、B处于第三周期，C、D处于第二周期，结合电荷可推知A为Mg、B为Na、C为N、D为F。
【详解】A.由同周期元素，从左到右元素金属性依次减弱，非金属性依次增强可知，金属性：Na＞Mg，非金属性：F＞N，故A错误；
B.由同周期元素，从左到右元素的第一电离能呈增大的趋势，非金属元素的的第一电离能大于金属元素，则元素的第一电离能：F＞N＞Mg＞Na，故B正确；
C.F元素的非金属性强，只有负化合价，没有正化合价，则没有最高价氧化物对应的水化物，故C错误；
D.由离子的核外电子数相等可得a-2=b-1=c+3=d+1，则原子序数a>b>d>c，故D错误；
故选B。
20．A
【分析】Br-、I-的还原性：Br-＜I-，向NaBr、NaI的混合溶液中通入一定量氯气后，先发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，氯气过量时再发生反应：2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，据此结合Br2和I2的性质分析。
【详解】A．当加入氯气，氯气先和碘离子反应，后和溴离子反应，所以固体是中不可能是NaCl、NaI，故A符合题意；
B．当氯气少量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2，部分2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr，故B不符合题意；
C．当氯气少量时，只发生部分2NaI+Cl2=2NaCl+I2反应，加热过程中，碘升华，所以固体是NaCl、NaBr、NaI，故C不符合题意；
D．当氯气过量时，发生反应2NaI+Cl2=2NaCl+I2、2NaBr+Cl2=2NaCl+Br2，加热过程中，Br2易挥发、I2易升华，最后剩余固体是NaCl，故D不符合题意。
答案选A。
21．D
【详解】A．汤姆生发现电子后，最早提出了葡萄干蛋糕模型，现在科学家普遍认为电子云模型能更好地解释我们观察到的有关电子的现象，故A正确，但不符合题意；
B．原子质量主要集中在原子核上，电子质量不及质子质量的千分之一，故B正确，但不符合题意；
C．卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型，故C正确，但不符合题意；
D．与的质子数相同，中子数不同，互称同位素，同位素具有相同的化学性质，故D错误，符合题意；
故选：D。
22．B
【详解】假设A的原子序数是x，则根据元素在周期表的相对位置可知：B的原子序数是(x+8-1)，C的原子序数是(x+8+1)。由于B、C元素的原子序数之和是A元素的原子序数的4倍，所以4x=(x+8-1)+(x+8+1)，解得x=8，所以x+8-1=15，x+8+1=17，因此A是O元素，B是P元素，C是Cl元素，故合理选项是B。
23．B
【详解】最外层8个电子(或只有一层为2个电子)的结构叫做稳定结构，其中非金属原子最外层的电子一般多于或等于4个，在化学反应中易得到电子，而金属原子最外层的电子数一般少于4个．在化学反应中易失去电子，表现还原性。
答案选D。
【点睛】本题考查金属的性质，由金属的物质性质可知，大多数金属具有金属光泽，在常温下除汞外，金属都是固体，密度和硬度较大，熔点和沸点较高，具有良好的导电性、导热性和延展性，这些都是金属的物质性质与金属原子结构无关，金属原子一般具有的结构特点是最外层电子个数少，容易失去电子，体现还原性。
24．C
【详解】A．O4仅由O元素组成，是一种新型的单质，A不正确；
B．O4与O2都是氧元素的单质，且组成、结构不同，则性质不同，二者互为同素异形体，B不正确；
C．假设O4和O2的质量都为mg，则mgO4含氧原子数目为=，mgO2含氧原子数目为=，C正确；
D．在O4和O2的转化过程中，氧元素的价态始终是0价，所以不能通过氧化还原反应实现转化，D不正确；
故选C。
25．C
【详解】A.元素构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160 、162，推断该元素存在两种同位素才符合，若是三种同位素则形成的单质应为6种，故A错误；
B.根据双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162可知，最大的式量为812，最小式量为79 2， 所以不存在质量数为80的同位素，故B错误；
C.X2的平均式量为= 159，故C正确；
D.该元素元素的两种同位素的原子设为M、N，构成的双原子单质分子有三种，其式量分别为158、160、162，则原子的同位素只有79、81，形成的单质为79M2、 79M81N、81N2，三种单质的物质的量之比为9:6:1，计算质量数为79的同位素原子与质量数为81的同位素原子比为(92+6): (6+12)=3:1，故质量数为79的同位素原子占原子总数的百分含量为75%，故D错误；
故答案：C。
26． 电子 正电荷球体
【解析】略
27． 7 3 3 1H、2H、3H，234U、235U、238U 1H和1H+ 40K和40Ca 14N和14C 18 7
【详解】（1）元素的种类由元素原子的质子数决定，质子数不同，元素就不同，1H、2H、3H、1H+，234U、235U、238U，40K，40Ca，37Cl，14N，14C分别属于H、U、K、Ca、Cl、N、C 7种元素，氢元素的核素有3种，分别为1H、2H、3H，三者互为同位素，234U、235U、238U互为同位素。
（2）1H、1H+的质量数都是1，40K、40Ca的质量数都是40，14N、14C的质量数都是14。
（3）氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有1H、2H、3H，1个水分子中含有2个氢原子和1个氧原子。若水分子中的2个氢原子相同，16O可分别与2个1H、2H、3H构成水，即存在三种水；17O可分别与2个1H、2H、3H构成水，即存在三种水；18O可分别与2个1H、2H、3H构成水，即存在三种水。若水分子中的2个氢原子不同，16O可分别与1H2H、2H3H、1H3H构成水，即存在三种水；17O可分别与1H2H、2H3H、1H3H构成水，即存在三种水；18O可分别与1H2H、2H3H、1H3H构成水，即存在三种水。所以共形成3×6=18种水。16O与2个1H、16O与2个2H、16O与2个3H构成的H2O的相对分子质量分别为18、20、22；17O与2个1H、17O与2个2H、17O与2个3H构成的H2O的相对分子质量分别为19、21、23；18O与2个1H、18O与2个2H、18O与2个3H构成的H2O的相对分子质量分别为20、22、24；16O与1H和2H、17O与1H和2H、18O与1H和2H构成的H2O的相对分子质量分别为19、20、21；16O与1H和3H、17O与1H和3H、18O与1H和3H构成的H2O的相对分子质量分别为20、21、22；16O与2H和3H、17O与2H和3H、18O与2H和3H构成的H2O的相对分子质量分别为21、22、23。所以水分子的相对分子质量可以为18、19、20、21、22、23、24，共7种。
28． CuSO4·5H2O NaHCO3=Na++HCO 3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2 H3PO2+OH-=H2PO+H2O 钾和钠最外层电子数相同但钾原子核外电子层较钠多，更易失去最外层电子，故钾的金属活动性较钠强
【详解】(1)胆矾是五水硫酸铜，化学式为：CuSO4·5H2O；
故答案为：CuSO4·5H2O。
(2)NaHCO3溶于水，碳酸氢钠为强电解质，在水中电离产生钠离子和碳酸氢根离子，电离方程式为：NaHCO3=Na++HCO；
故答案为： NaHCO3=Na++HCO。
(3) 铁与水蒸气在高温的条件下生成四氧化三铁和氢气，由于水在高温下为气态，所以生成的氢气，不用标上“↑”，方程式：3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2；
故答案为：3Fe+4H2O(g)Fe3O4 +4H2。
(4)H3PO2属于一元酸，与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为：H3PO2+OH-=H2PO+H2O；
故答案为：H3PO2+OH-=H2PO+H2O。
(5)钾位于元素周期表中第四周期，钾和钠最外层电子数相同但钾原子核外电子层较钠多，更易失去最外层电子，故钾的金属活动性较钠强；
故答案为：钾和钠最外层电子数相同但钾原子核外电子层较钠多，更易失去最外层电子，故钾的金属活动性较钠强