4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题 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 同步练习题 一、选择题 1．科学家对物质结构坚持不懈的探索，促进了化学学科的发展，也使我们的物质文明越来越丰富。下列科学家与其成就相符的是 A．阿伏加德罗提出了原子的概念 B．门捷列夫发现了元素周期律 C．法拉第提出了苯的六元环结构 D．玻尔提出了原子的核式结构模型 2．是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．1.2 g Mg完全转化为MgO和时转移电子数为 B．常温下，l6 g 中原子数目为 C．2.2 g 中含有的中子数为 D．标准状况下，22.4 L 中分子数目为 3．红磷和白磷的结构如图所示，下列说法正确的是 A．二者属于同种物质 B．二者互为同位素 C．二者互为同素异形体 D．白磷转化为红磷的过程属于物理变化 4．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．常温下，100g98%的硫酸中所含H+的数目为2NA B．标准状况下，体积均为1.12L的HCl和HF中所含分子数都约为0.05NA C．2.0gD216O和14ND3的混合物中含有的电子数为NA D．1mol/LAlCl3溶液中，Cl-数目为3NA 5．科学家发现有三种氢原子：氕、氘、氚。下列有关氘的名称或俗称、代号或元素符号、原子符号均正确的是 选项 名称或俗称 代号或元素符号 原子符号 A 氢 H H B 氕 H H C 重氢 D H D 超重氢 T H A．A B．B C．C D．D 6．高能粒子是第一个成功观测到双衰变现象的原子核，其双衰变的方程式。下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和的中子数相等 C．次外层电子数为8 D．双衰变放出能量 7．ETH天文报道称组成太阳的气体中存在和，下列关于和的说法正确的是 A．和互为同素异形体 B．和互为同位素 C．和分别含有20和22个质子 D．和的中子数相同 8．钠元素广泛存在于自然界，中国科学技术大学的钱逸泰教授等以和金属钠为原料，在时制造出纳米级金刚石粉末。该成果发表在世界权威的《科学》杂志上，立刻被科学家们高度评价为“稻草变黄金”。下列关于含钠元素物质的说法错误的是 A．“稻草变黄金”的过程中元素种类没有改变 B．纳米级金刚石和石墨属于同素异形体 C．等量的钠和足量的氧气时反应无论生成还是失去的电子都一样多 D．可以用澄清石灰水鉴别和两种溶液 二、填空题 9．根据所学内容填写空白： (1)铁元素有三种常见的氧化物，分别是 FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中具有磁性的是 ，可作为红色颜料的是 。 (2)0.2 mol Al含有 个铝原子，质量是 g。 (3)原子序数为8的元素在 周期第 族。 10．用周期表中特殊位置的短周期元素填空 (1)族序数等于周期数的元素： ； (2)族序数等于周期数2倍的元素： ； (3)族序数等于周期数3倍的元素： ； (4)周期数是族序数2倍的元素： ； (5)周期数是族序数3倍的元素是： ； (6)最高正价不等于族序数的元素是： 。 Li、Li、Na、Mg、C、N中， (7) 和 互为同位素； (8) 和 的质量数相等，但不能互称同位素； 11．某研究性学习小组以元素周期律为课题研究“短周期元素在周期表中的分布”，他们提出元素在周期表中布的四种方法： 方案甲： 方案乙： 方案丙 方案丁： (1)这四种方案都有“合理”的理由，请填写下表 “合理”的理由 方案甲 与、等第ⅠA族元素原子的最外层均为一个电子， 与、等稀有气体元素原子最外层都已达稳定结构 方案乙 与、等第ⅡA族元素原子的最外层电子数均为2 方案丙 与F、等第ⅦA族的元素原子均可得一个电子形成稳定结构 方案丁 与C、等第ⅣA族的非金属元素原子都不易得到或失去电子形成稳定结构 (2)下列化合物中支持方案丙中把放在第ⅦA族的是 (填字母)。 A． B． C． D． (3)下列关系式中支持方案丁中把H放在第ⅣA族的是 (填字母)。 A．最外层电子数=族序数 B．最高正化合价+|最低负化合价| C．最高正化合价=|最低负化合价| D．电子层数=周期数 (4)在短周期元素中，原子最外电子层只有1个或2个电子的元素是 (填字母)。 A．金属元素 B．稀有气体元素 C．非金属元素 D．无法确定为哪一类元素 12．【情境问题思考】 道尔顿提出的原子学说曾引起很大的轰动，因而他被誉为“近代化学之父”。他的学说中有下述两个观点：原子是微小的实心球体；原子是不能再分的粒子。通过你初中对原子结构的学习，你认为上述两个观点正确吗？请大家结合课本“联想质疑”栏目—— 卢瑟福的粒子散射实验，思考完成以下问题： ①绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？ ②为什么有少数α粒子却发生了较大的偏转？ ③极少数的α粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？ (1)卢瑟福α离子散射实验结论： 卢瑟福的原子核式模型：原子由 和 构成， 带正电荷，位于原子的中心；带负电荷的 在原子核周围的空间做高速运动。 【交流研讨】 (1)在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？为什么？ (2)原子的质量主要由哪些微粒决定？ (3)如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系? 【归纳小结】 (2)①数量关系： = = 。 ②质量关系： = + 。 ③质量数定义 ，符号 。 ④X中A代表 ，Z代表 ，中子数= 。 13．A、B、C、D是四种短周期元素，E是过渡元素．A、B、C同周期，C、D同主族，A的原子结构示意图为：，B是同周期第一电离能最小的元素，C的最外层有三个成单电子，E元素的正三价离子的3d亚层为半充满．回答下列问题： （1）写出下列元素的名称：A ， B ， C ，D 。 （2）用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是 ，电负性最大的元素是 。 （3）D的氢化物比C的氢化物的沸点 （填“高“或“低“），原因 。 （4）E元素的正三价离子的电子排布式为 。E元素在周期表中的位置是 。 （5）用电子式表示B的硫化物的形成过程： 。 （6）写出A的最高价氧化物与B的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式 。 14．在实验室中用二氧化锰跟浓盐酸反应制备干燥纯净的氯气。进行此实验，所用仪器如图所示。 (1)连接上述仪器的正确顺序(填各接口处的字母)：E接C；D接A；B接 ； 接F。 (2)装置中，饱和食盐水的作用是 。 (3)化学实验中常用湿润的KI­淀粉试纸检验是否有Cl2产生。如果有Cl2产生，可观察到 。 (4)写出下列反应的化学方程式： ①气体发生装置中进行的反应： 。 ②NaOH溶液中发生的反应： 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．阿伏加德罗提出了分子的概念，A不符合题意； B．门捷列夫发现了元素周期律，B符合题意； C．凯库勒提出了苯的六元环结构，C不符合题意； D．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，D不符合题意； 故答案为：B。 2．A 解析：A．1.2 g Mg的物质的量为，Mg完全转化为MgO和的化合价从0价升高至+2价，则转移电子数为0.05mol×2×NAmol-1=，A正确； B． l6g的物质的量为，原子数目为1mol×5×NAmol-1=5，B错误； C．2.2 g 的物质的量为，含有12个中子，则含有的中子数为1.2，C错误； D．标况下I2不是气态，故不能根据气体摩尔体积来计算其物质的量，D错误； 故选：A。 3．C 解析：A．红磷和白磷的组成元素相同，但分子组成和结构不同，二者不属于同种物质，A不正确； B．红磷和白磷都属于单质，二者不互为同位素，B不正确； C．红磷和白磷都是磷元素组成的单质，二者的组成和结构不同，性质不同，所以二者互为同素异形体，C正确； D．白磷转化为红磷的过程中，物质的结构发生了改变，发生于化学变化，D不正确； 故选C。 4．C 解析：A．98%的硫酸中绝大多数为H2SO4分子，因此H+的数目小于2NA，A错误； B．标准状态下，HF为液态，无法用标况下的气体摩尔体积22.4L/mol计算，B错误； C．2.0gD216O和14ND3的混合物物质的量为0.1mol，D216O和14ND3都是10电子微粒，所含电子数为NA，C正确； D．1mol/LAlCl3溶液的体积为未知，不能计算Cl-数目，D错误； 故选C。 5．C 解析：氕、氘、氚的质子数均为1，中子数分别为0、1、2，氘的俗称为重氢，符号为D，质量数=质子数+中子数=2，则原子符号为，故选：C。 6．D 解析：A．同位素是指具有相同的质子数不同中子数的原子，和质子数不同不是同位素，A错误； B．质量数减去质子数是中子数，两者质量数相同质子数不同，所以中子数也不相同，B错误； C．氪是36号元素，次外层电子数为18，C错误； D．衰变过程释放能量，双衰变放出能量，D正确； 故选D。 7．B 【分析】具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素，同种元素形成的不同单质为同素异形体，在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数。 解析：A．由具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素，和互为同位素，故A错误； B．由具有相同质子数，不同中子数(或不同质量数)同一元素的不同核素互为同位素，和互为同位素，故B正确； C．和是同一种元素，和的质子数均为10，故C错误； D．和的中子数分别为20−10=10、22−10=12，故D错误； 故选B。 8．D 解析：A．化学变化中元素种类前后不改变，A正确； B．纳米级金刚石和石墨属于同种元素组成的不同的单质，是同素异形体，B正确； C．等量的钠足量的氧气时反应无论生成还是时，化合价均从0→+1，故失去的电子都一样多，C正确； D．澄清石灰水与和两种溶液反应均生成CaCO3白色沉淀，现象相同，无法鉴别，D错误； 答案选D。 二、填空题 9．(1) Fe3O4 Fe2O3 (2) 0.2NA 5.4 g (3) 二 ⅥA 解析：（1）铁元素有三种常见的氧化物，分别是 FeO、Fe2O3、Fe3O4，其中具有磁性的是Fe3O4；Fe2O3是红棕色粉末状固体，常作为红色颜料； （2）Al是由Al原子构成，0.2 mol Al含有0.2NA个Al原子；其质量m(Al)=0.2 mol×27 g/mol=5.4 g； （3）原子序数为8的元素原子核外电子排布是2、6，该元素是O元素，根据原子结构与元素在周期表的位置关系可知O元素位于元素周期表第二周期第ⅥA族。 10． H、Be、Al C、S O Li Na O、F Li Li C N 解析：根据主族元素的最外层电子数等于其主族序数，核外电子层数等于周期序数，据此分析解题： 族序数等于周期数的元素即第1周期ⅠA，第2周期ⅡA，第3周期ⅢA，即分别为：H、Be、Al，故答案为：H、Be、Al； (2)族序数等于周期数2倍的元素即第2周期第ⅣA，第3周期ⅥA，故分别为：C、S，故答案为：C、S； (3)族序数等于周期数3倍的元素即第二周期第ⅥA，故分别为：O，故答案为：O； (4)周期数是族序数2倍的元素即第2周期ⅠA，即Li，故答案为：Li； (5)周期数是族序数3倍的元素是第3周期ⅢA，即Na,故答案为：Na； (6)元素的最高正价等于其最外层电子数等于其主族序数，但O、F无最高正价，故答案为：O、F； (7)同位素是指质子数相同，中子数不同的原子之间，故Li和Li互为同位素，故答案为：Li；Li； (8) C和N 的质量数相等，但不能互称同位素，故答案为：C；N。 11． H H H D C D 解析：(1)甲中H与、等第ⅠA族元素原子的最外层均有一个电子，与、等稀有气体元素原子的最外层都已达稳定结中构；乙中与、等第ⅡA族元素的原子最外层电子数均为2；丙中H与F、等第ⅦA族元素的原子均可得一个电子形成稳定结构；丁中H与C、等第ⅣA族的非金属元素原子都不易得到或失去电子形成稳定结构，故答案为：H；；；H；H； (2)方案丙中把H放在第ⅦA族是因为氢原子也可得到一个电子形成稳定结构，从而显-1价，四个化合物中只有中的氢元素显-1价，故D项符合。 (3)方案丁中把H放在第ⅣA族是因为H和C、一样形成化合物时最高正化合价等于最低负化合价的绝对值，故答案选C； (4)最外层电子数为1的短周期元素可以为非金属元素Ｈ，也可以是金属元素、等；最外层电子数为2的短周期元素可以为稀有气体元素，也可以是金属元素、等，故无法确定为哪一类元素，故选D。 12．(1) 原子核 核外电子 原子核 核外电子 (2) 核电荷数(A) 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 质子数(Z) 中子数(N) 人们将原子核中质子数和中子数之和成为质量数 A 质量数 质子数 质量数-质子数 解析：略 13．硅 钠 磷 氮 Ne F 高 因为NH3分子间形成氢键 [Ar]3d5 第四周期，第Ⅷ族 SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O 解析：（1）根据A的原子结构示意图知道x=2，所以A为硅，B与A同周期且电离能最小，所以B为钠，C为第三周期元素且最外层有三个成单电子，所以C的价电子排布式为3p3，所以C为磷，D与磷同主族且为短周期元素，所以D为氮， E元素的正三价离子的3d亚层为半充满，所以E的三价离子的价电子排布式为3d5，则其原子的价电子排布式为3d64s2，所以E为铁。 （2）D为N元素属于第二周期，第二周期所有的元素中，稀有气体元素Ne原子最外层为8个电子的稳定结构，故其电离能最大，F元素的非金属最强，吸引电子的能力也越强，故电负性最大的是F 。 （3）D的氢化物为NH3，C的氢化物为PH3，NH3分子间存在氢键，所以NH3的沸点高于PH3，答案为：高、因为NH3分子间形成氢键。 （4）Fe原子的价电子排布式为3d64s2，失去3个电子后变成Fe3+，其电子排布式为[Ar]3d5，Fe的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以Fe在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族。 （5）Na2S为离子键形成的离子化合物，构成的粒子为阴阳离子，用电子式表示其形成过程时，左边为原子的电子式，右边为离子的电子式，具体表示如下： （6）二氧化硅与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：SiO2+2OH﹣=SiO32﹣+H2O 14．H G 除去氯气中的HCl杂质 试纸变蓝 MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O 2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 【分析】浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下生成二氯化锰、氯气和水，浓盐酸易挥发，则生成的氯气中含有杂质HCl和水；先连接盛有饱和食盐水的装置，可除去HCl杂质，再连接盛有浓硫酸的装置可除去水蒸气；氯气的密度大于空气，可采用长进短出的方式收集氯气；氯气有毒，最后应有尾气处理装置。 解析：(1)按照制备气体的“发生装置→净化装置→收集装置→尾气处理装置”的顺序可确定装置连接顺序。制得的Cl2中混有HCl和水蒸气，先用饱和食盐水除去HCl，然后通过浓硫酸进行干燥；由于Cl2的密度比空气大，收集Cl2时导管应长进短出；Cl2有毒，最后用NaOH溶液进行尾气处理，故连接顺序为E接C、D接A、B接H、G接F； (2)生成的氯气中混有HCl气体，饱和食盐水可以除去HCl杂质； (3)如果有Cl2产生，氯气和碘化钾反应：2KI+Cl2=2KCl+I2；生成的单质碘，碘遇淀粉变蓝，所以试纸变蓝； (4)①气体发生装置中二氧化锰和浓盐酸在加热条件下生成氯化锰、氯气、水，反应的化学方程式是MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O； ②氢氧化钠溶液吸收氯气生成氯化钠、次氯酸钠和水，反应的方程式是2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O。 学科网（北京）股份有限公司 $$