4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题2023-2024学年高一上学期人教版（2019）化学必修一

4.1 原子结构与元素周期表 同步练习题 一、选择题 1．最近，科学家开发出一种低成本光伏材料——蜂窝状石墨烯。生产原理是Na2O+2CONa2CO3+C(石墨烯)，然后除去Na2CO3，即可制得蜂窝状石墨烯。下列说法不正确的是 A．该生产石墨烯的反应属于氧化还原反应 B．石墨烯与金刚石互为同素异形体 C．Na2O属于碱性氧化物，CO属于酸性氧化物，Na2CO3俗称纯碱属于碱 D．自然界中的碳元素有游离态和化合态两种存在形式 2．下列有关核素的说法错误的是 A．和电子数不同 B．和质子数相同 C．和互为同位素 D．和质量数相同 3．下列关于元素周期表的叙述正确的是 A．元素周期表中所含元素最多的族是第Ⅷ族 B．第ⅠA族的元素全部是金属元素 C．在元素周期表中金属与非金属的分界处可以找到半导体材料 D．只有第ⅡA族元素的原子最外层有2个电子 4．荷兰科学家研发的四轮纳米车是全球最小的、由80个单个碳原子制成的“电动车”。该“电动车”仅为4纳米长，当施加微弱电流时，会向前行驶。下列说法错误的是 A．用激光笔照射该物质分散在蒸馏水中形成的分散系，光线通过时出现明亮的光路 B．“四轮纳米车”是一种新型的化合物 C．“四轮纳米车”与金刚石是同素异形体 D．“四轮纳米车”分子可透过滤纸，不能透过半透膜 5．有下列微粒或物质：①O、O、O ②H2O、D2O ③石墨、金刚石 ④H2、D2、T2 ⑤H、D、T ⑥K、Ca、Ar，下列说法错误的是 A．互为同位素的是①⑤ B．①⑤⑥中共有9种核素，共5种元素 C．相同物质的量的D2O与D2O所含中子数之比为5：6 D．电解相同质量的H2O和D2O时产生的氢气质量之比为10：9 6．4C是一种放射性同位素，在高层大气中由宇宙射线产生的中子或核爆炸产生的中子轰击14N可使它转变为14C。下列说法正确的是 A．14C原子中的中子数为8 B．14C和14N互为同素异形体 C．C的相对原子质量为14 D．14CO2的摩尔质量为46 7．科学家用氦核撞击非金属原子，反应如下：+→+。已知:X核内的质子数和中子数相等，下列叙述错误的是 A．z=7 B．Y的中子数10 C．与互为同位素 D．该反应中共涉及4种核素 8．与浓反应的化学方程式：。正确的是 A．所得氯气的相对分子质量约为71 B．中 C．中x既含又含 D．中、个数比为1∶5 9．2015年12月30日国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)确认并命名了人工合成的第113、115、117和118号元素。其中118号元素Og是由美国与俄罗斯科学家合作合成的，其质量数为297。下列关于该元素的说法中正确的是 A．其原子核内中子数和质子数都是118 B．其原子核内中子数为179 C．其原子核外电子数为179 D．其原子最外层电子数为18 10．下列化学用语或说法正确的是 A．中子数为35的溴原子： B．、、互称同位素 C．的结构示意图： D．的电子式： 二、填空题 11．由于原子核外电子排布的周期性变化，使得元素的性质也呈现了周期性的变化，如，原子半径、主要化合价、元素的金属性和非金属性等。 (1)的中子数为 A．26 B．45 C．19 D．71 (2)科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是 A．47 B．57 C．61 D．293 (3)下列关于的叙述正确的是 A．与是两种核素 B．科学家获得的是一种新元素 C．与的化学性质是相同的 D．与互为同素异形体 12．《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空： (1)26Al和27Al_______(选填编号)。 A．是同一种元素 B．是同一种核素 C．具有相同的中子数 D．具有相同的化学性质 (2)自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si。 ①Si原子的结构示意图为 。 ②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；，其中a1%、a2%……是指各同位素的 。 (3)向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于 (选填“溶液”“浊液”或“胶体”)，简单的证明方法是 。 (4)已知硫化氢气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。 ①用单线桥法标出电子转移的方向和数目 。 ②氧化产物是 ，被还原的元素为 。 ③若11.2 L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为 (用NA表示阿伏加德罗常数) ④该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 13．的衰变方程式为，其中是反中微子，它的电荷为零，静止质量可以为零。 (1)下列关于的叙述中，错误的是 (填字母)。 A．质子数是27 B．电子数是27 C．质量数是27 D．中子数是60 (2)在上述衰变方程式中，衰变产物的质量数A为 ，核电荷数Z为 。 (3)元素的化学性质主要取决于 (填字母)。 A．最外层电子数 B．核内中子数 C．核内质子数 D．质量数 (4)不同种元素的本质区别是 (填字母)。 A．质子数不同 B．中子数不同 C．电子数不同 D．质量数不同 14．为探究某橙色含结晶水的盐X的组成和性质，设计并完成如图实验。请回答： （1）X的化学式是 。 （2）乙化学性质与其组成元素的单质相似，下列物质中能与乙发生反应的是 （填写相应的字母）。 A．Mg B．CaCl2 C．NaOH D．K2SO4 15．二氧化氯(ClO2)具有强氧化性，能杀灭细菌、新冠病毒，常温下二氧化氯为黄绿色气体，熔点为-59℃，沸点为11.0℃，溶于水，不能与水反应。某研究学习小组拟用如图所示装置制取并收集ClO2(加热和夹持装置均省略) (1)盛装稀硫酸的仪器名称为 。 (2)在圆底烧瓶中先放入一定量的KClO3和草酸(H2C2O4)，然后加入足量的稀硫酸，在60℃~80℃之间生成ClO2、CO2和一种硫酸盐，该反应的离子方程式为 。 (3)将ClO2用水吸收得到吸收液，并测定该溶液中ClO2的浓度，步骤如下： Ⅰ．准确量取10.00mL溶液加入一锥形瓶中，加稀硫酸调节溶液的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，摇匀，在暗处静置30min。(已知：2ClO2+8H++10I-=5I2+2Cl-+4H2O) Ⅱ．往锥形瓶中加2滴X溶液作指示剂，用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液VmL。(已知：I2+2=2I-+) ①步骤Ⅰ中准确量取10.00mL溶液的仪器是 。(填字母代号) A．碱式滴定管 B．酸式滴定管 C．10mL量筒 ②步骤Ⅱ中指示剂X溶液通常为 ，滴定终点的现象是 。 ③若步骤Ⅱ中滴定终点时仰视读数，则测定的结果会 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)，根据上述步骤可计算出吸收液中ClO2的浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示)。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．由生产原理可知，+2价碳元素部分升高到+4价，部分降低到0价，则该反应属于氧化还原反应，A正确； B．石墨烯与金刚石都是由碳元素组成的不同单质，属于同素异形体，B正确； C．CO既不与酸反应，又不与碱反应，属于不成盐氧化物，C错误； D．煤主要成分为碳，碳元素以游离态存在，碳酸钙中碳元素以化合态存在，D正确； 故选C。 2．A 解析：A．和是同种元素，同种元素的原子序数相同，故核外电子数也相同，A错误； B．和为同种元素，故二者的质子数相同，B正确； C．和是同种元素构成的不同原子，二者之间互为同位素，C正确； D．元素符号的左上角代表质量数，和质量均为14，故二者的质量数相同，D正确； 故本题选A。 3．C 解析：A．元素周期表中所含元素最多的族是包含镧系和锕系元素的第IIIB族，故A错误； B．第ⅠA族的元素中H为非金属，故B错误； C．在元素周期表中金属与非金属的分界处的元素往往具有一定的金属性和非金属性，从中可以找到半导体材料，故C正确； D．稀有气体He最外层也只有2个电子，故D错误； 故选：C。 4．B 解析：A．胶体粒子的微粒直径在1-100nm之间，“四轮纳米车”该物质分散在蒸馏水中形成的分散系为胶体，用激光笔照射、光线通过时出现明亮的光路，即产生丁达尔效应，A正确； B． “四轮纳米车”是一种碳元素组成的单质，B不正确； C． “四轮纳米车”与金刚石是组成元素相同、结构不同、性质不同的两种单质，互为同素异形体，C正确； D．胶体可透过滤纸，胶粒不能透过半透膜、溶液可以透过，故“四轮纳米车”分子可透过滤纸，不能透过半透膜，D正确； 答案选B。 5．D 解析：A．质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素称为同位素，①O、O、O是氧元素的不同原子，为氧元素的同位素，⑤H、D、T是氢元素的不同原子，为氢元素的同位素，A正确； B．①O、O、O是氧元素的不同原子，⑤H、D、T是氢元素的不同原子，⑥K、Ca、Ar是三种不同元素的原子，质子数不同，元素种类不同，共有9种核素，共5种元素，B正确； C．相同物质的量的D2O与D218O所含中子数之比=[(2−1)×2+16−8]：×[（2-1）×2+18-8] =5：6，C正确； D．电解相同质量的H2O和D2O时，产生的氢气在同温同压下体积之比=水的物质的量之比=水的摩尔质量的反比=20：18=10：9，质量之比=物质的量与摩尔质量乘积之比==5：9，D错误； 故选：D。 6．A 解析：A． 14C原子中的中子数为14-6=8，故A正确； B． 14C和14N是两种不同的核素，故B错误； C． 14C的质量数为14，元素周期表中C的相对原子质量是12.01，为碳元素的相对原子质量，与各核素的百分含量有关，是碳元素的平均相对原子质量，故C错误； D． 14CO2的摩尔质量为46g/mol，故D错误； 故选A。 7．B 【分析】Y比X多了一个质子，因为质子数从Z变为Z+1，W+4=17+1，W=14，X中质子数和中子数相等，所以X中：质子数=中子数=7，则Y的质子数是8，Y是氧元素。 解析：A．由分析可知z=7，A正确； B．中z=7，中子数=17-7-1=9，B错误； C．为，与互为同位素，C正确； D．反应中共涉及4种核素：、、、，D正确； 故选B。 8．D 【分析】，35Cl中Cl元素的化合价由+5价降低为0，37Cl中Cl元素的化合价由-1价升高为0，37Cl中Cl元素部分化合价不变； 解析：A．生成的相对分子质量为=73.33，选项A错误； B． 中37Cl的Cl元素化合价不变，中，选项B错误； C．中x只含，选项C错误； D．氯酸钾是氧化剂、部分HCl是还原剂，则被氧化和被还原的氯原子数之比为5:1，中、个数比为1∶5，选项D正确； 答案选D。 9．B 【分析】质量数=中子数+质子数；原子序数=核外电子数=质子数=核电荷数； 解析：A．中子数=297-118=179，质子数为118，两者不等，故A错误； B．中子数=297-118=179，故B正确； C．核外电子数=质子数=118，故C错误； D．该元素核外电子数为118，根据核外电子排布规律，每层电子最多个电子，最外层不超过8个，即第一层2个电子；第二层8个电子；第三层18个电子；第四层32个电子；第五层32个电子；第六层18个电子；第七层8个电子，与稀有气体元素同族，故D错误； 故选B。 10．C 解析：A．中子数为35，质子数为35的溴原子，其质量数为70。可以表示为，A错误； B．16O2 、17O2、18O2是三种氧分子，同位素是界定于核素即原子层面的概念，B错误； C．镁原子最外层两个电子，容易失去形成镁离子，C正确； D．电子式中F原子周围应该是的个电子，D错误； 故选C。 二、填空题 11．(1)C (2)B (3)AC 解析：（1）根据符号可知，该核素的质子数为26，质量数为45，中子数=质量数-质子数=45-26=19，答案选C。 （2）在原子中，质子数等于核外电子数，故该元素原子核内中子数与核外电子数之差=175-118=57，答案选B。 （3）A．两者质子数相同，而中子数不同，故为两种不同的核素，A正确； B．属于铁元素，不是一种新元素，B错误； C．同种元素化学性质相似，C正确； D．两种核素质子数相同，中子数不同，互为同位素，D错误； 答案选AC。 12．(1)AD (2) 丰度 (3) 胶体 丁达尔效应 (4) S Mn NA 2:5 解析：（1）A．26Al和27Al质子数都是13，是同一种元素，故A正确； B．26Al和27Al中子数不同，是不同核素，故B错误； C．26Al中子数为13、27Al中子数为14，中子数不同，故C错误； D．26Al和27Al核外电子排布相同，具有相同的化学性质，故D正确； 选AD。 （2）①Si核外有14个电子，原子的结构示意图为。 ②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：，其中a1%、a2%……是指各同位素的丰度。 （3）向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系为胶体，该分散系属于胶体；胶体能产生丁达尔效应，证明方法是丁达尔效应。 （4）①H2S中S元素化合价由-2升高为0，KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，用单线桥法标出电子转移的方向和数目为。 ②H2S中S元素化合价由-2升高为0，发生氧化反应，氧化产物是S；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，发生还原反应，被还原的元素为Mn。 ③H2S中S元素化合价由-2升高为0，若11.2 L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为； ④H2S中S元素化合价由-2升高为0，H2S是还原剂；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，KMnO4是氧化剂，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5。 13． CD 60 28 A A 解析：(1)中质子数为27，电子数为27，质量数为60，中子数为； (2)在衰变过程中，衰变出的电子和反中微子质量数都为0，使得衰变产物质量数没变化，但质子数变为，核电荷数与质子数相同； (3)元素的化学性质主要由最外层电子数决定，故选A； (4)元素是指具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，故不同种元素的本质区别是质子数不同，故选A。 14．KICl2·H2O AC 【分析】某橙色含结晶水的盐X加热分解，生成的化合物甲加入硝酸酸化的硝酸银溶液后产生1mol白色沉淀，白色沉淀为氯化银，说明1mol甲中含有1mol氯离子；X生成的化合物乙为红棕色，与KI发生氧化还原反应后生成单质丙和化合物甲，单质丙遇淀粉变蓝，说明单质丙为I2，化合物甲含有钾离子，说明化合物甲为KCl，综上所述，无其余阳离子参与反应，化合物乙为ICl。 解析：（1）根据元素守恒定律，乙与KI反应生成KCl和I2，乙发生还原反应，即乙为ICl，且1molX分解生成1mol氯化钾，1molICl，1mol水，说明X的化学式是KICl2·H2O。 （2）A. Mg能与卤族单质发生化合反应，A正确； B.CaCl2与卤族单质不发生反应，B错误； C.NaOH能与卤族单质发生歧化反应，C正确； D.K2SO4与卤族单质不发生反应，D错误； 综上所述，能与乙发生反应的是AC。 15．分液漏斗 2+H2C2O4+2H+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O B 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不褪色 偏大 0.02cV(或) 【分析】本实验的目的是制取ClO2，以KClO3、草酸、稀硫酸为原料，水浴加热60℃~80℃之间生成ClO2，将导出的气体用冰水冷却，余气用NaOH溶液吸收，为防止倒吸，在B、D装置之间添加了C装置作为安全装置。 解析：(1)盛装稀硫酸的仪器名称为分液漏斗。答案为：分液漏斗； (2)在圆底烧瓶中，KClO3、草酸(H2C2O4)中加入足量的稀硫酸，在60℃~80℃之间生成ClO2、CO2和K2SO4，该反应的离子方程式为2+H2C2O4+2H+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O。答案为：2+H2C2O4+2H+2ClO2↑+2CO2↑+2H2O； (3)①因为ClO2具有强氧化性，会腐蚀橡皮管，所以步骤Ⅰ中准确量取10.00mL溶液的仪器是酸式滴定管，故选B。 ②步骤Ⅱ中，与I2发生颜色反应的指示剂X溶液通常为淀粉溶液；起初碘水使淀粉变蓝色，后来I2全部被还原，溶液蓝色消失，所以滴定终点的现象是：当滴入最后一滴标准液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不褪色。 ③若步骤Ⅱ中滴定终点时仰视读数，则读取所用Na2S2O3溶液的体积偏大，测定的结果会偏大；由反应方程式，可建立如下关系式： 2ClO2——5I2——10 Na2S2O3，则可计算出吸收液中ClO2的浓度为= 0.02cV(或)mol·L-1。答案为：B；淀粉溶液；当滴入最后一滴标准液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不褪色；偏大；0.02cV(或)。 学科网（北京）股份有限公司 $$