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．化学和生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．我国“硅-石墨烯-锗(Ge)晶体管”技术获得重大突破，所涉元素都是短周期元素 B．“嫦娥五号”返回舱推带的月壤中含有高能原料，是一种核素，3g的和2g的具有相同的中子数 C．“人造太阳”的核燃料是氘、氚，、互为同素异形体 D．1938年德国物理学家进行过中子撞击铀核的裂变实验，其中生成的钡元素是第五周期第ⅡA族元素，猜测其单质可与水发生置换反应 2．在医疗上，掺钕钇铝石榴石激光器代替手术刀用于摘除手术或消毒创伤口。钕元素的相关信息如图，下列说法中错误的是 A．原子核内有84个中子 B．、互为同位素 C．、的化学性质有很大不同 D．图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量 3．下列化学实验现象描述不正确的是 A．淀粉溶液遇碘酒变蓝色 B．石蕊试液滴入稀硫酸溶液中显红色 C．氯气使湿润的红纸条褪色 D．硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液出现红褐色沉淀 4．下列说法正确的是 A．34S原子核内中子数为16 B．2H＋核外电子数为2 C．13C和15N核内中子数相差1 D．和质量数相同，互称为同位素 5．的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下：；。下列说法错误的是 A．X、Y的中子数分别为4、2 B．X、Y均与互为同位素 C．X、Y的化学性质几乎相同 D．上述人工合成反应均属于化学变化 6．“科学技术是第一生产力”，高科技的发展与化学密切相关。下列说法错误的是 A．可人工合成葡萄糖和脂肪酸，葡萄糖属于单糖 B．氘氚核聚变可实现“人造太阳”，氘和氚互为同位素 C．利用全新原理可实现海水直接电解制氢，氢气是可再生能源 D．涤纶纤维可制作飞船着陆器的降落伞，涤纶是无机非金属材料 7．科学家预言超级原子的发现将会重建周期表，2005年1月美国科学家在《Science》上发表论文，宣布发现了Al的超原子结构Al13和Al14，并在质谱仪检测到稳定的Al等。Al13，Al14的性质很像现行周期表中的某主族元素，已知这类超原子的最外层电子数为40时最稳定。下列说法正确的是 A．Al14的化学性质和铝单质完全相同 B．Al13的化学性质与VIIA族元素相似 C．1molAl中含有40mol质子 D．等质量的Al和Al14与足量硫酸反应产生H2质量相等 8．原子序数为35的元素R，在周期表中的位置为 A．第三周期第VA族 B．第四周期第VIIA族 C．第五周期第IIIA族 D．第四周期第VA族 9．下列各组微粒中属于同位素的是 A．D2O和H2O B．O2和O3 C．40Ar和40Ca D．35Cl和37Cl 二、填空题 10．铅(Pb)与碳(C)为同主族元素，序数为82，是一种金属元素，常温下不溶于浓硫酸。可用作耐硫酸腐蚀、防电离辐射、蓄电池等的材料。铅的一种氧化物二氧化铅()可以导电。 (1)已知Pb原子核外共有6个电子层，写出Pb在周期表中的位置 。 (2)有一种Pb的核素含有126个中子，请用2X表示该核素的组成 。 (3)Pb的常见价态有＋2、＋4，且＋2价更稳定，可以与浓盐酸共热产生黄绿色气体，则反应的化学方程式为 。 (4)铅蓄电池是常见的 电池(填一次或二次)，广泛用于汽车、电瓶车的供电装置。电池工作时总反应为：，写出电池工作时负极的电极反应式 。 11．某年，瑞典的化学家阿尔费德森在分析一种矿物时发现，得出的已知成分只有96%，那么其余的4%到哪儿去了呢？他经过反复试验，确信一定是矿物中含有一种至今还不知道的元素。因这种元素是在名叫透锂长石的矿物中发现的，他就取名为“锂”(希腊文“岩石”之意)。不久，阿尔费德森又在其它矿物中发现了这种元素。另一名瑞典化学家贝采尼乌斯也在卡尔斯温泉和捷克的马里安温泉的矿泉水中发生了锂。 (1)问题一：在元素周期表中，锂处于什么位置 ？ (2)问题二：由Na的性质预测Li可能的化学性质 ？ 12．(1)某金属氯化物40.5g，含有0.600mol，则该氯化物的摩尔质量为 。 (2)许多元素有多种核素，现有10.0g由和组成的水分子，其中含有质子数为 ，中子数为 。34g共有 mol氢原子。 (3)写出下列物质在水溶液中的电离方程式： ①： ； ②： 。 13．元素周期表揭示了元素间的内在联系，是学习化学的重要工具，我们可以通过元素所在的位置预测和解释元素的性质。 (1)b元素的名称是 ，在实验室中b的单质通常保存在 中。 (2)若b单质着火，可用于灭火的物质是___________(填标号)。 A．自来水 B．CO2 C．干沙子 D．湿抹布 (3)d的最高价氧化物与g的最高价氧化物对应水化物的溶液反应的离子方程式为 。 (4)元素c、d、f的简单离子半径由大到小的顺序 (用离子符号表示)。 (5)下面关于h元素及单质的性质推断错误的是 (填标号)。 A．常温常压下，h单质为气态 B．h元素的最高正化合价为+7 C．h单质的水溶液滴加到淀粉KI溶液中，溶液变为蓝色 14．为验证卤素单质Cl2、Br2、I2氧化性的相对强弱，某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去，气密性已检验)。 实验过程： Ⅰ.打开弹簧夹，打开活塞a，滴加浓盐酸。 Ⅱ.当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹。 Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时，关闭活塞a。 Ⅳ.…… (1)A中产生黄绿色气体对应的化学方程式是 。 (2)B中溶液发生反应的离子方程式是 。 (3)浸有NaOH溶液的棉花的作用 ，写出反应的离子方程式： 。 (4)为验证溴的氧化性强于碘，过程Ⅳ的操作是 ，现象是 。 (5)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下原子核外电子层数依次增多，原子半径逐渐增大， (填“失电子”或“得电子”)能力逐渐减弱。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．Si和C是短周期元素，Ge是长周期元素，故A错误； B．3g的的物质的量为1mol，含有1mol中子；2g的的物质的量为1mol，含有1mol中子；故B正确； C．氚，、互为同位素，故C错误； D．钡元素位于第六周期第ⅡA族元素，故D错误； 故选B。 2．C 解析：A．原子核内含有的中子数为144－60=84个，A正确； B．、的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，B正确； C．、互为同位素，核外电子数相同，因此化学性质相同，C错误； D．根据元素周期表的结构可知图中“144.2”表示Nd元素的相对原子质量，D正确； 答案选C。 3．D 解析：A．碘酒中含碘单质，则淀粉溶液遇碘酒变蓝色，故A正确； B．石蕊遇酸变红，所以石蕊试液滴入稀硫酸溶液中显红色，故B正确； C．湿润的红纸条中的水与氯气反应生成具有漂白性的HClO，则氯气使湿润的红纸条褪色，故C正确； D．往硫酸铜溶液中滴加氢氧化钠溶液出现蓝色沉淀，是因生成氢氧化铜，故D错误； 故选D。 4．C 解析：A．S为16号元素，质量数=质子数+中子数，34S原子核内中子数为18，A错误； B．氢原子核外1个电子，2H＋核外电子数为0，B错误； C．质量数=质子数+中子数，13C中子数为13-6=7，,15N核内中子数15-7=8，中子数相差1，C正确； D．质子数相同，中子数不同的同种元素的不同种原子互称为同位素，和不是同位素，D错误； 故答案选C。 5．D 解析：A．中b＝8+2－8＝2，a＝16+3－13＝6，所以X的中子数＝6－2＝4；n＝8+2－8＝2，m＝16+3－15＝4，所以Y的中子数＝4－2＝2，A正确； B．X、Y、的质子数均是2，质量数均不同，三者互为同位素，B正确； C．X、Y均是He元素，其化学性质几乎相同，C正确； D．上述人工合成反应中没有产生新物质，均属于物理变化，D错误； 答案选D。 6．D 解析：A．通过电催化将高效还原合成高浓度乙酸，并进一步利用微生物发酵生产葡萄糖和长链脂肪酸，葡萄糖属于单糖，故A正确； B．氘氚核聚变可实现“人造太阳”，氘和氚互为同位素，故B正确； C．利用全新原理可实现海水直接电解制氢，氢气燃烧后又生成水，氢气是可再生能源，故C正确； D．涤纶是有机高分子材料，故D错误； 故选D。 7．B 解析：A．得到或失去电子生成40个价电子的最稳定状态，Al14有42个价电子极易失二个电子成稳定的Al，与第IIA族性质相似，A项错误； A．得到或失去电子生成40个价电子的最稳定状态，Al13有39个价电子极易得一个电子成稳定的Al，与VIIA族元素性质相似，B项正确； C．中含有169mol质子，C项错误； D．只能置换出，远低于Al，D项错误； 故选B。 8．B 解析：原子序数为35的元素的核外电子排布依次为2、8、18、7，其核外共有四个电子层，位于第四周期，最外层电子数为7，位于第VIIA族，则其在周期表中的位置为第四周期第VIIA族； 故答案选B。 9．D 解析：A．同位素是质子数相同、中子数不同的原子，D2O和H2O是分子，D2O和H2O不属于同位素，故不选A； B．O2和O3是氧元素组成的不同单质，属于同素异形体，故不选B； C．同位素是质子数相同、中子数不同的原子，40Ar和40Ca质子数不同，40Ar和40Ca不是同位素，故不选C； D．35Cl和37Cl是质子数相同、中子数不同的原子，属于同位素，故选D； 选D。 二、填空题 10．(1)第六周期ⅣA族 (2) (3)PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O (4) 二次 Pb-2e-＋=PbSO4 解析：（1）Pb原子核外共有6个电子层说明位于第六周期，铅(Pb)与碳(C)为同主族元素即在第IVA族，则Pb在周期表中的位置第六周期ⅣA族； （2）Pb的序数为82，即质子数为82，含126个中子的核素，其质量数=质子数+中子数=82+126=208，左下角代表质子数，左上角代表质量数，该核素表示为； （3）可以与浓盐酸共热产生黄绿色气体Cl2，氯元素化合价升高，则Pb元素化合价降低至+2价，生成Pb2+，则反应的化学方程式为PbO2＋4HCl(浓)PbCl2＋Cl2↑＋2H2O； （4）铅蓄电池是可充电的电池，是常见的二次电池，由总反应式可知Pb做负极，失电子生成PbSO4，则电池工作时负极的电极反应式：Pb-2e-＋=PbSO4。 11．(1)第2周期第IA族 (2)Li具有还原性，能与O2、水、酸等反应 解析：(1)由元素周期表知锂是3号元素，位于第2周期第IA族。 故为：第2周期第IA族 (2)由Na的性质知钠具有还原性，可以与水反应，与非金属单质反应，与酸反应，故可预测Li具有还原性，能与O2、水、酸等反应。 故为：Li具有还原性，能与O2、水、酸等反应。 12． 135g/mol 5NA 5NA 6 解析：（1）金属氯化物40.5g，含有0.600mol，根据n(Cl-)=2n(MCl2)可知，该氯化物n(MCl2)=0.3mol，摩尔质量； 故答案为：135g/mol； （2）10.0g的物质的量为0.5mol，每个含有10个质子，10个中子，故10.0g该水分子含有5NA个质子，5NA个中子；34g的物质的量是2mol，含有6mol氢原子； 故答案为：5NA；5NA；6； （3）是强电解质在水中完全电离，电离方程式为：；在水中完全电离产生钾离子，氢离子和硫酸根，电离方程式为：； 故答案为：；。 13．(1)钠 煤油 (2)C (3)Al2O3+2OH-=2AlO+H2O (4)S2-＞Mg2+＞Al3+ (5)A 【分析】根据元素在元素周期表中的位置可知，a元素为O元素；b元素为Na元素；c元素为Mg元素；d元素为Al元素；e元素为Si元素；f元素为S元素；g元素为K元素；h元素为Br元素；据此回答问题。 解析：（1）根据分析，b元素的名称为钠；由于Na元素单质的化学性质非常活泼，容易发生反应，故需要保存在煤油中。 （2）b单质为Na单质，容易与水、二氧化碳反应使火势增大，因此Na着火时需要用干沙子扑灭，故答案选C。 （3）d元素的最高价氧化物为Al2O3，g元素的最高价氧化物对应的水化物为KOH，由于Al2O3呈两性，可以与强碱发生反应，因此Al2O3与KOH反应的离子方程式为Al2O3+2OH-=2AlO+H2O。 （4）电子层数越少，离子半径越小；核外电子层结构相同的离子其原子序数越小，离子半径越大。c元素简单离子为Mg2+、d元素简单离子为Al3+，f元素的简单离子为S2-，因此这三种元素的简单离子半径从大到小的顺序为S2-＞Mg2+＞Al3+。 （5）A．常温常压下，Br的单质为Br2，其状态为液态，A错误； B．Br元素位于第ⅦA族，其最高正化合价与主族序数相同，其最高正化合价为+7价，B正确； C．Br2的氧化性强于I2，可以将溶液中的I-还原为I2，使淀粉溶液变蓝，C正确； 故答案选A。 14．(1)2KMnO4＋16HCl=5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O＋2KCl (2)Cl2＋2Br-=Br2＋2Cl- (3) 是吸收没反应的气体，防止污染空气 Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O (4)打开活塞b，使C中少量溶液滴入D中 D中溶液变为蓝色 (5)得电子 解析：验证卤素单质氧化性的相对强弱，装置A：高锰酸钾溶液和浓盐酸反应生成氯化锰、氯化钾、氯气和水，装置A中生成氯气，烧瓶上端湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，验证氯气的氧化性强于碘，装置B：装置B中盛有溴化钠，氯气进入装置B中，氯气氧化溴离子为溴单质，溶液呈橙红色，验证氯的氧化性强于溴，氯气有毒，能被氢氧化钠吸收，浸有氢氧化钠的棉花防止氯气污染空气，当B和C中的溶液都变为黄色时，夹紧弹簧夹，为验证溴的氧化性强于碘，实验时应避免氯气的干扰，当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明有大量的溴生成，此时应关闭活塞a，否则氯气过量，影响实验结论，以此解题。 (1)黄绿色气体为氯气，KMnO4是氧化剂，Cl2是氧化产物，则KMnO4的氧化性比Cl2强，反应的离子方程式为：2KMnO4＋16HCl=5Cl2↑＋2MnCl2＋8H2O＋2KCl； (2)氯气的氧化性强于溴，将氯气通入NaBr溶液中会有单质溴生成，发生反应的离子方程式为：Cl2+2Br-═Br2+2Cl-； (3)Cl2有毒，污染空气，故用氢氧化钠来进行尾气处理，利用的原理是氯气能与强碱溶液反应，故氢氧化钠溶液的作用是：是吸收没反应的气体，防止污染空气；离子方程式为：Cl2＋2OH-=Cl-＋ClO-＋H2O； (4)为验证溴的氧化性强于碘，应将C中生成的溴加入到盛有KI溶液的D中，如发生氧化还原反应，则生成碘单质，而D溶液中淀粉遇碘单质变蓝，故答案为：打开活塞b，使C中少量溶液滴入D中；D中溶液变为蓝色； (5)氯、溴、碘单质的氧化性逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下，原子半径增大，对核外电子的吸引能力减弱，得电子能力逐渐减弱。 学科网（北京）股份有限公司 $$