第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第2课时 元素周期表 核素
1.元素周期表具有丰富的结构内容，以下有关元素周期表的说法中，正确的是（ ）。
A. 共有8个横行 B. 共有16个纵列
C. 共有16个族 D. 目前共有100种元素
2.氟、氯、磷等在周期表中位置靠近的元素常用于制作农药，要制造出新品种的农药，还可以选择研究的元素是（ ）。
A.硫 B. 硼 C. 钾 D. 氦
3.我国科学家低温制得“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。下列关于“全碳气凝胶”的说法正确的是（ ）。
A. 光束照射时可观察到丁达尔现象 B. 与石墨互为同位素
C. 可用于水的杀菌消毒 D. 碳位于周期表的第二周期第Ⅳ族
4.元素周期表中的大多数元素为金属元素，下列金属元素中，不属于主族元素的是（ ）。
A.Cu B. Mg C. Al D. Na
5. 16O、17O、18O是氧元素的三种核素，H、D、T是氢元素的三种核素，NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）。
A. 16O、17O、18O互为同素异形体
B. H218O 与T216O的相对分子质量相同
C. 氢的同位素与氧的同位素相结合为水，可得16种水分子
D. 相同质量的16O2与18O2所含中子数之比为9:10
6.重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是（ ）。
A. 1H与2H是不同的核素 B. 氘(2H)原子核内有1个质子
C. 1H2O与2H2O互为同位素 D. 1H218O与2H216O的摩尔质量相同
7.2020年我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其中“铷(Rb，ⅠA)原子钟”被誉为卫星的“心脏”，下列有关铷的说法错误的是（ ）。
A. 铷元素与Na元素同一主族 B. 和互为同素异形体
C. 的中子数为48 D. 铷与水反应会立即燃烧，甚至爆炸
8.甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）。
A. 原子半径：丁＞戊＞乙
B. 非金属性：戊＞丁＞丙
C. 甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D. 丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
9.家中的食品、调味品、洗涤剂和药品等都含有化学物质，以下是胃药和加碘食盐的标签，回答下列问题。
（1）标签中涉及到的金属元素有Na、Mg、Al、K，非金属元素有_______(填元素符号，下同)、_______、C、Si、Cl、I；Mg在元素周期表中的位置是_______，K原子的结构示意图为_______。
（2）以上非金属元素位于同主族的有_______(填元素名称)。
10.铯(Cs)的原子结构示意图如图，请回答下列问题：
（1）铯在元素周期表中的位置是___________。
（2）预测铯可能具有的一种化学性质：___________。(用化学方程式表示)
11.已知六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A的原子核内没有中子，A、D同主族，C、F同主族，A和B可形成5核10电子的阳离子，C与D形成的离子化合物D2C中所有离子的电子数相同，E的最高价氧化物的水化物可与D、F的最高价氧化物的水化物反应，试回答下列问题：
（1）E在元素周期表中的位置是____。
（2）写出A和B形成4核10电子分子的电子式：____。
12.下表列出了X、Y、Z、W、M和Q元素在周期表中的位置，请回答下列问题：
（1）X的元素符号是___________，由于7 g X失去___________mol电子，所以X在电池中作还原剂的优点是___________。
（2）X、Y、Q性质相似，原因是在原子结构上___________；但X、Y、Q性质又有差异，原因是在原子结构上___________。
（3）W、M最高价氧化物的水化物化学式分别是___________、___________。
（4）写出Z（OH）3与强碱反应的离子方程式：___________。
真题链接
1. （2024·上海）下列关于与说法正确的是（ ）。
A. 是同种核素 B. 是同素异形体
C. 比多一个电子 D. 比多一个中子1.元素周期表具有丰富的结构内容，以下有关元素周期表的说法中，正确的是（ ）。
A. 共有8个横行 B. 共有16个纵列
C. 共有16个族 D. 目前共有100种元素
【答案】C
【解析】元素周期表共有7个横行，7个周期，18个纵列16个族，目前共有118种元素；
答案选C。
2.氟、氯、磷等在周期表中位置靠近的元素常用于制作农药，要制造出新品种的农药，还可以选择研究的元素是（ ）。
A. 硫 B. 硼 C. 钾 D. 氦
【答案】A
【解析】在氟、氯、磷元素所在区域研究制造新品种的农药，氟、氯、磷位于元素周期表的右上方区域，而氦是稀有气体元素，性质稳定，即欲制造出新品种的农药，所研究的元素最可能是硫元素，故选A。
3.我国科学家低温制得“全碳气凝胶”，是迄今为止世界上最轻的材料。下列关于“全碳气凝胶”的说法正确的是（ ）。
A. 光束照射时可观察到丁达尔现象 B. 与石墨互为同位素
C. 可用于水的杀菌消毒 D. 碳位于周期表的第二周期第Ⅳ族
【答案】A
【解析】“全碳气溶胶”属于胶体，具有丁达尔效应，A正确；同位素研究的范畴是核素，“全碳气溶胶”属于胶体，是混合物，石墨属于单质，不属于核素，B错误；“全碳气溶胶”不具有强氧化性，不能用于水的杀菌消毒，C错误；碳元素位于第二周期第ⅣA族，D错误。
4.元素周期表中的大多数元素为金属元素，下列金属元素中，不属于主族元素的是（ ）。
A. Cu B. Mg C. Al D. Na
【答案】A
【解析】金属铜属于ⅠB族元素，不属于主族元素，A符合题意；镁元素在第ⅡA主族，属于主族元素，B不符合题意；铝元素在第ⅢA主族，属于主族元素，C不符合题意；钠元素在第ⅠA族，属于主族元素，D不符合题意。
5. 16O、17O、18O是氧元素的三种核素，H、D、T是氢元素的三种核素，NA表示阿伏伽德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）。
A. 16O、17O、18O互为同素异形体
B. H218O 与T216O的相对分子质量相同
C. 氢的同位素与氧的同位素相结合为水，可得16种水分子
D. 相同质量的16O2与18O2所含中子数之比为9:10
【答案】D
【解析】16O、17O、18O三种原子的核电荷数相同，质量数不同，互为同位素，同素异形体是针对单质来说的，A错误；H218O 分子量为1×2+18=20，T216O的分子量为3×2+16=22，分子量不同，B错误；(R代表H、D、T)若为R2O型水分子，共有9种；若为HDO型水分子，有3种，若为DTO型，有3种，若为HTO型，有3种，共计有18种，C错误；1mol 16O2分子中含有中子数为8×2=16 mol，a g 16O2含有中子数为a32×16=0.5a mol，1mol 18O2分子中含有中子数为10×2=20 mol，a g 18O2含有中子数为a36×20=a mol，所以相同质量的16O2与18O2所含中子数之比为9:10，D正确。
6.重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是（ ）。
A. 1H与2H是不同的核素 B. 氘(2H)原子核内有1个质子
C. 1H2O与2H2O互为同位素 D. 1H218O与2H216O的摩尔质量相同
【答案】C
【解析】具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素，因此1H与2H是不同的核素，A正确；氘(2H)原子核内有1个质子，质量数为2，B正确；同位素是指质子数相同、中子数不同的原子，而1H2O、2H2O是分子，因此两者不互为同位素，C错误；1H218O与2H216O的摩尔质量都为20 g mol 1，D正确。
7.2020年我国北斗三号全球卫星导航系统正式开通，其中“铷(Rb，ⅠA)原子钟”被誉为卫星的“心脏”，下列有关铷的说法错误的是（ ）。
A. 铷元素与Na元素同一主族 B. 和互为同素异形体
C. 的中子数为48 D. 铷与水反应会立即燃烧，甚至爆炸
【答案】B
【解析】铷为第ⅠA元素，与钠同主族，A不符合题意；和质子数相同，质量数不同，互为同位素，B符合题意；中子数=质量数-质子数=85-37=48，C不符合题意；铷的金属性比钠强，所以铷与水反应比钠与水反应会更剧烈，会立即燃烧，甚至爆炸，D不符合题意。
8.甲～戊均为短周期元素，在元素周期表中的相对位置如图所示。戊的最高价氧化物对应的水化物为强酸。下列说法不正确的是（ ）。
A. 原子半径：丁＞戊＞乙
B. 非金属性：戊＞丁＞丙
C. 甲的氢化物遇氯化氢一定有白烟产生
D. 丙的最高价氧化物对应的水化物一定能与强碱反应
【答案】C
【解析】甲～戊是短周期元素，戊中的最高价氧化物对应的水化物为强酸，则可能是硫酸或高氯酸，若是高氯酸，则戊为Cl，甲为N、乙为F、丙为P、丁为S，若是硫酸，则戊为S，甲为C、乙为O、丙为Si、丁为P。根据“层多径大，同电子层结构核多径小”的原则，则原子半径：丁＞戊＞乙，A正确；根据同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强，则非金属性：戊＞丁＞丙，B正确；甲的氢化物可能为氨气，可能为甲烷、乙烷等，若是氨气，则遇氯化氢一定有白烟产生；若是甲烷、乙烷等，则遇氯化氢不反应，没有白烟生成，C错误；据分析，饼可能是P或Si，其最高价氧化物对应的水化物可能是H3PO4或H2SiO3，都能与强碱发生反应，D正确。
9.家中的食品、调味品、洗涤剂和药品等都含有化学物质，以下是胃药和加碘食盐的标签，回答下列问题。
（1）标签中涉及到的金属元素有Na、Mg、Al、K，非金属元素有_______(填元素符号，下同)、_______、C、Si、Cl、I；Mg在元素周期表中的位置是_______，K原子的结构示意图为_______。
（2）以上非金属元素位于同主族的有_______(填元素名称)。
【答案】（1）H O 第三周期第IIA族
（2）碳和硅，氯和碘
【解析】（1）还有的非金属元素为H和O；Mg元素在元素周期表中的位置为第三周期第IIA族；K原子的结构示意图为。（2）碳和硅，氯和碘位于同主族。
10.铯(Cs)的原子结构示意图如图，请回答下列问题：
（1）铯在元素周期表中的位置是___________。
（2）预测铯可能具有的一种化学性质：___________。(用化学方程式表示)
【答案】（1）第六周期第ⅠA族 2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑
【解析】（1）根据铯原子的结构示意图，铯原子核外有6个电子层，最外层有1个电子，所以铯在元素周期表中的位置是第六周期第ⅠA族。（2）铯与钠同主族，预测铯能与水反应生成氢氧化铯和氢气，化学方程式为2Cs+2H2O=2CsOH+H2↑。
11.已知六种短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A的原子核内没有中子，A、D同主族，C、F同主族，A和B可形成5核10电子的阳离子，C与D形成的离子化合物D2C中所有离子的电子数相同，E的最高价氧化物的水化物可与D、F的最高价氧化物的水化物反应，试回答下列问题：
（1）E在元素周期表中的位置是____。
（2）写出A和B形成4核10电子分子的电子式：____。
【答案】（1）第三周期第IIIA族 （2）
【解析】短周期元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大，A的原子核内没有中子，则A为H元素；A和B可形成5核10电子的阳离子，该阳离子为，则B为N元素；A、D同主族，则D为Na元素；C与D形成的离子化合物D2C中所有离子的电子数相同，该化合物为Na2O，则C为O元素；C、F同主族，则F为S元素；E的最高价氧化物的水化物可与D、F的最高价氧化物的水化物反应，则E为Al元素，据此解答。（1）铝元素的原子序数为13，位于元素周期表第三周期第ⅢA族。（2）氨气分子为4核10电子分子，电子式为。12.下表列出了X、Y、Z、W、M和Q元素在周期表中的位置，请回答下列问题：
（1）X的元素符号是___________，由于7 g X失去___________mol电子，所以X在电池中作还原剂的优点是___________。
（2）X、Y、Q性质相似，原因是在原子结构上___________；但X、Y、Q性质又有差异，原因是在原子结构上___________。
（3）W、M最高价氧化物的水化物化学式分别是___________、___________。
（4）写出与强碱反应的离子方程式：___________。
【答案】（1）Li 1 提供相等电子，所需质量轻，使用轻便
（2）最外层电子数相同 电子层数不相同
（3）H2SO4 HClO4
（4）Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
【解析】由元素周期表结构可知：X为Li，Y为Na，Z为Al，W为S，M为Cl，Q为K。
（1）由分析可知，X的元素符号为Li；锂的最外层电子数为1，易失去1个电子，7 g X即1 mol锂失去1 mol电子，锂在电池中作还原剂的优点是提供相等电子，所需质量轻，使用轻便。
（2）同一主族元素，最外层电子数相同，化学性质相似；但因电子层数不同，性质有所差异。
（3）硫和氯的最高价氧化物所对应的水化物的化学式分别为H2SO4、HClO4。（4）氢氧化铝为两性氢氧化物，与强碱反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=[Al(OH)4]-。
真题链接
1. （2024·上海）下列关于与说法正确的是（ ）。
A. 是同种核素 B. 是同素异形体
C. 比多一个电子 D. 比多一个中子
【答案】D
【解析】与质子数相同、中子数不同，因此两者是不同种核素，A错误；同素异形体指的是同种元素的不同单质；与是两种不同的原子，不是单质，因此两者不是同素异形体，B错误；同位素之间质子数和电子数均相同，比多一个中子，C错误；的中子数是10，只有9个中子，比多一个中子，D正确。
