4.1 原子结构与元素周期表-2024-2025学年高一化学讲义+解题大招（人教版2019必修第一册）

4.1 原子结构与元素周期表 课前预习+知识精讲 知识点01原子的构成 1．构成原子的微粒及其性质 原子 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有 和 的相对质量取近似 ，所得的数值叫做质量数，常用 表示。 (2)构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝ ＋ 。 ②质子数＝核电荷数＝ 。 3．原子的表示方法 知识点02原子核外电子排布 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 能量高低 2.核外电子排布规律 下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应的问题： 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 (1)电子总是尽可能先从 排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。 (2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为 。 (3)无论原子有几个电子层，其最外层中最多能容纳的电子数为 （K层除外，为 ）。 (4)K层为次外层时，所排电子数为 ，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为 。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 如：钠的原子结构示意图： 4．常见的10e－和18e－微粒 (1)10e－微粒 单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NH、NH、H3O＋ (2)18e－微粒 单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋ 多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2 知识点03元素周期表的编排原则与结构 1．元素周期表的编排原则 (1)原子序数：按照元素 给元素编的序号。 (2)原子序数＝ ＝ ＝ 。 (3)横行原则：把 相同的元素，按 的顺序从左到右排列。 (4)纵列原则：把不同横行中 相同的元素，按 的顺序由上而下排列。 2．元素周期表的结构 元素周期表有 个横行， 个纵列。每一个横行叫做一个 ，每一个纵列叫做一个族( 三个纵列共同组成第 族)。 (1)周期 观察元素周期表，填写下表，并思考周期序数与原子核外电子层数之间的关系。 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 2 3 4 K～Kr 5 Rb～Xe 6 Cs～Rn 7 Fr～Og(118号) 结论： ①周期序数＝ ②周期的分类 周期— (2)族 ①周期表中族的特点和划分 特点 主族元素的族序数＝最外层电子数 分类 主族 共有 个，包括 副族 共有 个，包括 ，完全由 周期元素构成 0族 占据元素周期表的第 纵列，最外层电子数为 (He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价 ②常见族的别称 族 别名 第ⅠA族(除氢外) 碱金属元素 第ⅦA族 卤族元素 0族 稀有气体元素 知识点04核素　同位素 1．元素 (1)概念：具有相同 的一类 的总称。 (2)决定元素种类的是 。 2．核素 (1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。表示方法： 。 (2)实例——氢元素的三种核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 3.同位素 (1)概念：质子数相同而 不同的同一 的不同原子互称为同位素(即同一 的不同 互称为同位素)。 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质 ；物理性质略有差异。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的 。 (3)常见同位素的用途 ①考古测定文物的年代的是 ； ②制造氢弹的是 ； ③利用放射性同位素释放的射线 、金属 、诊断和治疗疾病等。 知识点05元素化学性质与原子结构的关系 原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质 稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易得失 金属元素 一般 4 易 非金属元素 一般 4 易 由上表可知，原子结构决定元素的 。 知识点06碱金属元素 1．碱金属元素的原子结构 元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 原子结构示意图 原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 递变性 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐 ，原子半径逐渐 相同点 最外层均有 个电子，均易 电子，有较强 性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性 2.实验探究——碱金属化学性质的比较 问题和预测 结合锂、钠、钾的原子特点和钠的化学性质，预测锂和钾可以与O2、H2O反应。 实验和观察 (1)钠、钾与氧气的反应 实验现象 在空气中燃烧，钠产生 火焰，钾产生 火焰，钾燃烧更剧烈 化学方程式 2Na＋O2 K＋O2多种氧化物(产物中金属均为＋1价) 实验结论 钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更 ，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈。4Li＋O22Li2O (2)钠、钾与水的反应 实验现象 相同点：金属浮在水面上，金属熔成闪亮的小球，小球四处游动，发出嘶嘶的响声，反应后的溶液呈红色； 不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧 化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 实验结论 金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈 知识点07卤族元素 1．卤素单质的物理性质 卤素单质 颜色(常态) 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1 Cl2 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐 ，熔、沸点逐渐 ，密度逐渐 。 2．卤族元素的原子结构 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32 根据上表分析卤族元素原子结构的相似性和递变性： (1)相似性：最外层电子数都是 ，易 电子而具有较强的非金属性。 (2)递变性：F→I，核电荷数依次 ，电子层数依次 ，原子半径逐渐 。 3．卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 很稳定 Cl2 光照或点燃 较稳定 Br2 加热 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 不稳定，同一条件下同时分解 结论 从F2到I2，与H2化合越来越 ，生成的氢化物稳定性逐渐 ，元素的非金属性逐渐 (2)卤素单质间的置换反应的实验探究 实验操作 实验现象 离子方程式 结论 振荡静置后，溶液由无色变为 色 氧化性： 振荡静置后，溶液由无色变为 色 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 知识点08元素金属性、非金属性强弱的判断 1.判断元素金属性强弱的五种依据 判断元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越难失去电子，金属性越弱 金属性：Na>Mg>Al 同主族元素从上到下，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强 金属性：K>Na>Li 单质与水 或酸反应 金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应越剧烈，元素的金属性越强 如Na与冷水反应剧烈，Mg与冷水反应缓慢，则金属性：Na>Mg 金属活动性顺序 除第ⅠA族、第ⅡA族的金属单质外，前面的金属单质可以把后面的金属单质从其盐溶液中置换出来 如2Al＋3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3＋3Hg，则金属性：Al>Hg 金属阳离子氧 化性的强弱 金属(非变价金属)阳离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱 如氧化性Na＋<Mg2＋，则金属性：Na>Mg 最高价氧化物对 应水化物的碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强 如碱性NaOH>Mg(OH)2，则金属性：Na>Mg 2.判断元素非金属性强弱的五种依据 判断元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在 周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强 非金属性：F>O>N 同主族元素从上到下，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱 非金属性：F>Cl>I 单质与氢气化 合的难易及氢 化物的稳定性 单质越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，元素的非金属性越强 H2＋F2===2HF，H2＋Cl22HCl，则非金属性：F>Cl； 稳定性：HF>HCl>HBr>HI，则非金属性：F>Cl>Br>I 非金属单质间 的置换反应 较活泼的非金属单质可以把较不活泼的非金属单质从其盐溶液中置换出来 如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，则非金属性：Cl>Br 单质的氧化性或 阴离子的还原性 非金属元素的简单阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱 还原性S2－>Cl－，则非金属性：Cl>S 最高价氧化物对 应水化物的酸性 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强 酸性HClO4(高氯酸)>H2SO4，则非金属性：Cl>S 解题大招 大招01原子的构成微粒及作用 大招02粒子中的电性关系 ①分子或原子：质子数＝核外电子数 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 大招03原子核外电子排布特别注意 （1）核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。 （2）通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 大招04元素周期表中方格里的符号的意义 大招05元素、核素、同位素与同素异形体的比较 名称 内容 项目 元素 核素 同位素 同素 异形体 本质 质子数相同的一类原子的总称 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的不同单质 范畴 同类原子 原子 原子 单质 特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同，物理性质不同 元素相同， 性质不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 举例 H、C、O三种元素 6C、6C、6C三种核素 6C、6C、6C互称同位素 O2与O3互为同素异形体 大招06元素、核素、同位素、同素异形体的联系 大招07碱金属元素二级结论 (1)碱金属元素化学性质的相似性：碱金属元素的原子最外层都有1个电子，且易失去，可与氧气、水等物质反应，产物均为＋1价。 (2)碱金属元素化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强。 大招08碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性 大招09卤素的特殊性 (1)在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。 (2)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。 (3)氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。 大招10同主族元素的递变规律 大招11不能用来判断元素金属性或非金属性强弱的依据： ①原子失去或得到电子数目的多少； ②单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质； ③非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性； ④气态氢化物水溶液(无氧酸)的酸性。 题型分类 题型01原子结构 【例题】搭载神舟十三号载人飞船的运载火箭准时发射升空，运载系统采用铷原子钟提供精确时间。铷元素在元素周期表中的相关信息与铷原子的原子结构示意图如图所示，下列说法正确的是 A．核外有4个电子层 B．铷元素的相对原子质量为85.47g C．中子数为37 D．铷元素在化学反应中容易失电子 【答案】D 【解析】A．根据核电荷数=原子序数，，所以铷原子的原子结构示意图中Y=37，x=1，核外有5个电子层，A项错误； B．相对原子质量单位是1，不是g，B项错误； C．相对原子质量≈质子数+中子数，质子数等于原子序数，为37，C项错误； D．铷原子结构中，最外层电子数是1.容易失去电子形成稳定8电子结构，D项正确； 故答案选D。 【变式】某粒子的结构示意图为  ，下列关于该粒子的说法正确的是 A．该粒子为阳离子 B．最外层电子数为2 C．核外电子数为8 D．已形成相对稳定的结构 题型02元素周期表 【例题】下列关于现行的元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表中第Ⅷ族是包含元素种类最多的族 B．第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8或18 C．元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数 D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第IA族，原子序数为x，乙位于第IIIA族，则乙的原子序数可能为x+13 【答案】B 【解析】A．Ⅷ虽然占三列，但ⅢB含有镧系和锕系，因此元素周期表中第ⅢB包含元素种类最多，故A错误； B．如果是ⅠA、ⅡA族，第三、四周期元素的原子序数相差8，如果是ⅢA～ⅦA族，第三、四周期元素的原子序数相差18，故B正确； C．主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数，副族元素的最外层电子数不等于所在族的序数，故C错误； D．甲位于ⅠA，原子序数为x，乙位于ⅢA，若在短周期中，乙的原子序数为x+2，若在四、五周期，二者原子序数相差12，则乙的原子序数为x+12，若为六、七周期，乙的原子序数为x+26，故D错误； 答案为A。 【变式】表中是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白： 　　   主族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ① ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 4 ⑨ (1)写出元素符号和名称。 ① ，② ，⑧ ，⑨ 。 (2)写出下列反应的化学方程式。 ⑦的单质跟④的氢氧化物溶液反应： 。 ⑤的氧化物跟⑥的最高价氧化物的水化物反应： 。 ⑥的单质在③的单质中燃烧： 。 题型03核素 【例题】35S是硫的一种放射性核素，可用作蛋白质代谢研究的示踪剂，还可以协助治疗软骨肉瘤等。下列有关35S的说法正确的是 A．K层和M层电子数之和是核内质子数的 B．核外电子数为19 C．中子数为35，质量数为51 D．35S与35Cl互为同位素 【答案】A 【解析】A．已知S是16号元素，其核内有16个质子，K层有2个电子和M层有6个电子，电子数之和8个是核内质子数的，A正确； B．已知S是16号元素，其核内有16个质子，核外电子数为16，B错误； C．35S中质量数为35，中子数为35-16=19，C错误； D．质子数相同，而中子数不同的同一元素不同原子互为同位素，故35S与35Cl不互为同位素，D错误； 故答案为：A。 【变式】下列说法正确的是 A．、、是同一种核素 B．O2和O3之间的转化属于物理变化 C．与中含有相同的中子数 D．和石墨互为同素异形体 题型04碱金属 【例题】下列关于碱金属的叙述中，错误的是 A．单质具有强还原性 B．单质可从硫酸铜稀溶液中置换出铜 C．单质与水反应生成氢氧化物和氢气 D．在自然界中没有游离态 【答案】B 【详解】A．碱金属单质的原子最外层只有1个电子，都易失去电子，都具有强还原性，故A正确； B．单质不能从硫酸铜稀溶液中置换出铜，单质先与溶液中的水反应生成氢气和碱，碱再与硫酸铜反应，故B错误； C．碱金属性质活泼，碱金属单质与水反应都生成氢氧化物和氢气，故C正确； D．碱金属性质活泼，在自然界中没有游离态，只有化合态，故D正确。 综上所述，答案为B。 【变式】下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是 A．原子核外最外层电子数都是1 B．单质与水反应的剧烈程度：K＞Na C．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH ＜KOH D．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 题型05卤素 【例题】溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中容易得1个电子，化学性质具有很大的相似性，氧化性，下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是 A．溴单质只具有氧化性 B．溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr C．还原性比弱 D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO 【答案】B 【详解】A．溴单质化合价既可升高，也可降低，因此既有氧化性又有还原性，故A不符合题意； B．氯气与氢气在点燃条件下反应生成HCl，溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr，故B符合题意； C．氧化性，则还原性比强，故C不符合题意； D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水，故D不符合题意。 综上所述，答案为B。 【变式】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(气密性良好)。 已知：浓盐酸与固体混合会产生。 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.…… 下列说法错误的是 A．A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝，证明氯气的氧化性强于碘单质 B．B中溶液变黄色，证明氯气的氧化性强于溴单质 C．B中发生反应的离子方程式为 D．实验过程Ⅲ为关闭活塞a，打开活塞b，滴加溶液后充分振荡试管D，观察到D中溶液变蓝，即证明了溴单质的氧化性强于碘单质 跟踪训练 1．一种磷酸盐作“瓶盖”，可将一个水分子关在里面形成“水瓶”。下列说法正确的是 A．“水瓶”、冰水混合物、都是混合物 B．金刚石、石墨和互称为同素异形体，具备相同的性质 C．硫酸钡水溶液不能导电，故硫酸钡为非电解质 D．一定条件下石墨转化为是化学变化，属于有单质参加的非氧化还原反应 2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．0.1 mol·L-1的NaOH溶液中含OH-的数目为0.1NA B．56 g铁与足量稀盐酸反应，反应中转移的电子数为NA C．1.8 g D2O中含有的中子数为NA D．32g氧气和臭氧的混合气体中含有的原子数为2NA 3．在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。安徽天柱山风景区以其高负氧离子含量和美丽的自然景观著称，被誉为“天然氧吧”。、、都是空气负氧离子。下列说法正确的是 A．1mol 与1mol 中电子总数相同 B．1mol 中含有1mol C．和的摩尔质量相同 D．与是同一种物质 4．下列化学用语正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．氟原子的结构示意图： C．纯碱的化学式：NaOH D．碳酸氢钠的电离方程式： 5．下列有关物质分类或变化归类错误的是 A．混合物：盐酸、墨水、碱石灰 B．同素异形体：和干冰、金刚石和石墨、白磷和红磷 C．化合物：、、 D．化学变化：食物腐败、氢气与氯气混合爆炸、溶洞的形成 6．金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是 A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数 C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素 7．关于下列物质中：①液氯和氯气；②、和；③金刚石与“足球烯”C60；④白磷和红磷；⑤与；⑥D与T，说法正确的是 A．互为同素异形体的有③④⑤，互为同素异形体的化学性质相差较大 B．属于同位素的组合有②⑥，由这些核素组成的水分子有9种 C．①中两者属于同一种物质，但液氯可以导电，氯气不可以 D．与之间相互转化是氧化还原反应 8．下列说法正确的是 ①由一种元素组成的物质一定是纯净物 ②和属于同素异形体 ③是纯净物 ④酸性氧化物一定是非金属氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物 ⑤碱性氧化物一定是金属氧化物，金属氧化物不一定是碱性氧化物 A．①和④ B．③和⑤ C．②和④ D．全部 9．下列各组物质不互为同素异形体的是 A．臭氧和氧气 B．红磷和白磷 C．金刚石和石墨 D．冰和干冰 10．分类是科学研究的重要方法，下列有关分类的说法正确的个数有 (1)冰水混合物属于纯净物，石墨、C60都属于碳元素的同素异形体 (2)液氯、HCl、KCl、KClO3四种物质都是电解质 (3)由同一种元素组成的物质一定是纯净物 (4)酸性氧化物一定是非金属氧化物，混合物、分散系、胶体有从属关系 (5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐，其水溶液都显酸性 (6)Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，因此Al的还原性强于Na (7)AlCl3溶液的导电性一定比NaCl溶液的导电性强 A．1 B．2 C．3 D．4 11．下列说法错误的是 A．在过渡元素中可以寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素 B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内 C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左上方区域内 D．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处 12．元素周期表中某些区域的元素多用于制造半导体材料的是 A．左下方区域的金属元素 B．稀有气体元素 C．金属元素与非金属元素分界线附近的元素 D．右上方区域的非金属元素 13．下列说法正确的是 A．原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素 B．某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第3周期 C．第3周期元素的主族序数等于它们的最高正化合价 D．最外层电子数相同的元素的性质一定相似 14．钽在航空航天领域有重要的应用价值，钽元素在元素周期表中的相关信息如图所示，下列说法错误的是 A．钽是一种金属元素 B．钽的元素符号为 C．每个钽原子中含73个质子 D．钽的相对原子质量为 15．科技是第一生产力，而化学与科技息息相关，下列说法不正确的是 A．杭州亚运主火炬燃料为零碳甲醇，甲醇具有还原性 B．国产大型邮轮“爱达・魔都号”采用的薄形钢板属于合金 C．清华大学研制的“天机芯”是全球首款异构融合类芯片，其主要成分和光导纤维不相同 D．冬奥场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，碲和镉均属于过渡元素 16．我国科学家利用铜基单原子催化剂将二氧化碳转化为高价值、高纯度的液体燃料甲酸(CH2O2)，该成果于2021年12月14日在国际顶级学术期刊《自然》上发表。 (1)甲酸属于 (选填“氧化物”、“有机物”或“混合物”)，甲酸显酸性，在甲酸溶液中存在的阳离子是 (填离子符号)。 (2)铜原子的结构示意图及铜在元素周期表中的部分信息如图所示，则x= ，y= 。 (3)下图是二氧化碳转化为甲酸的反应的微观示意图，该反应的化学方程式为 。 17．由以下一些微粒：、、、、。 (1)其中共有 种核素，共包括 种元素 (2)其中互为同位素的是 ；中子数相等的是 。 (3)相同物质的量的与的质量之比是 ；所含中子数之比是 ；所含电子数之比是 。 18．下列几种化学符号： (1)互为同位素的是 。 (2)质量数相等，但不能互为同位素的是 。 (3)中子数相等，但质子数不相等的是 。 19．如图是元素周期表中提供的铁元素部分信息及铁原子的结构示意图。 由图可知，铁元素的质子数为 ，结构示意图中的x= 。铁原子核外能量最低的电子所处的电子层为 层(填“K”或“L”或“M”或“N”)。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.1 原子结构与元素周期表 课前预习+知识精讲 知识点01原子的构成 1．构成原子的微粒及其性质 原子 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。 (2)构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 ②质子数＝核电荷数＝核外电子数。 3．原子的表示方法 知识点02原子核外电子排布 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 (2)不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 2.核外电子排布规律 下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中探究核外电子排布规律，回答相应的问题： 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 (1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。 (2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。 (3)无论原子有几个电子层，其最外层中最多能容纳的电子数为8（K层除外，为2）。 (4)K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为18。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 如：钠的原子结构示意图： 4．常见的10e－和18e－微粒 (1)10e－微粒 单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NH、NH、H3O＋ (2)18e－微粒 单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋ 多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2 知识点03元素周期表的编排原则与结构 1．元素周期表的编排原则 (1)原子序数：按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。 (2)原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。 (3)横行原则：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。 (4)纵列原则：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。 2．元素周期表的结构 元素周期表有7个横行，18个纵列。每一个横行叫做一个周期，每一个纵列叫做一个族(8、9、10三个纵列共同组成第Ⅷ族)。 (1)周期 观察元素周期表，填写下表，并思考周期序数与原子核外电子层数之间的关系。 周期序数 起止元素 包括元素种数 核外电子层数 1 H～He 2 1 2 Li～Ne 8 2 3 Na～Ar 8 3 4 K～Kr 18 4 5 Rb～Xe 18 5 6 Cs～Rn 32 6 7 Fr～Og(118号) 32 7 结论： ①周期序数＝电子层数 ②周期的分类 周期— (2)族 ①周期表中族的特点和划分 特点 主族元素的族序数＝最外层电子数 分类 主族 共有7个，包括ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA 副族 共有8个，包括ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ，完全由长周期元素构成 0族 占据元素周期表的第18纵列，最外层电子数为8(He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价 ②常见族的别称 族 别名 第ⅠA族(除氢外) 碱金属元素 第ⅦA族 卤族元素 0族 稀有气体元素 知识点04核素　同位素 1．元素 (1)概念：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。 (2)决定元素种类的是质子数。 2．核素 (1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。表示方法：X。 (2)实例——氢元素的三种核素 原子符号(X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 1 0 H或D 氘 1 1 H或T 氚 1 2 3.同位素 (1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素(即同一元素的不同核素互称为同位素)。 (2)同位素的特征 ①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。 ②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。 (3)常见同位素的用途 ①考古测定文物的年代的是C； ②制造氢弹的是 H和H； ③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。 知识点05元素化学性质与原子结构的关系 原子 最外层电子数特点 得失电子情况 化学性质 稀有气体元素 都为8(氦为2) 不易得失 稳定 金属元素 一般＜4 易失去 不稳定 非金属元素 一般≥4 易得到 不稳定 由上表可知，原子结构决定元素的化学性质。 知识点06碱金属元素 1．碱金属元素的原子结构 元素名称 锂 钠 钾 铷 铯 元素符号 Li Na K Rb Cs 原子结构示意图 原子半径/nm 0.152 0.186 0.227 0.248 0.265 递变性 从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大 相同点 最外层均有1个电子，均易失电子，有较强还原性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性 2.实验探究——碱金属化学性质的比较 问题和预测 结合锂、钠、钾的原子特点和钠的化学性质，预测锂和钾可以与O2、H2O反应。 实验和观察 (1)钠、钾与氧气的反应 实验现象 在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈 化学方程式 2Na＋O2Na2O2 K＋O2多种氧化物(产物中金属均为＋1价) 实验结论 钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更活泼，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈。4Li＋O22Li2O (2)钠、钾与水的反应 实验现象 相同点：金属浮在水面上，金属熔成闪亮的小球，小球四处游动，发出嘶嘶的响声，反应后的溶液呈红色； 不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧 化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑， 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑ 实验结论 金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈 知识点07卤族元素 1．卤素单质的物理性质 卤素单质 颜色(常态) 密度 熔点/℃ 沸点/℃ F2 淡黄绿色(气体) 1.69 g·L－1(15 ℃) －219.6 －188.1 Cl2 黄绿色(气体) 3.214 g·L－1(0 ℃) －101 －34.6 Br2 深红棕色(液体) 3.119 g·cm－3(20 ℃) －7.2 58.78 I2 紫黑色(固体) 4.93 g·cm－3 113.5 184.4 分析上表可知，从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。 2．卤族元素的原子结构 元素名称 氟 氯 溴 碘 元素符号 F Cl Br I 原子结构示意图 原子半径/nm 0.071 0.099 1.12 1.32 根据上表分析卤族元素原子结构的相似性和递变性： (1)相似性：最外层电子数都是7，易得到电子而具有较强的非金属性。 (2)递变性：F→I，核电荷数依次增加，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大。 3．卤素单质的化学性质 (1)卤素单质与氢气反应 卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性 F2 在暗处剧烈化合并发生爆炸 H2＋F2===2HF 很稳定 Cl2 光照或点燃 H2＋Cl22HCl 较稳定 Br2 加热 H2＋Br22HBr 不如氯化氢稳定 I2 不断加热 H2＋I22HI 不稳定，同一条件下同时分解 结论 从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱 (2)卤素单质间的置换反应的实验探究 实验操作 实验现象 离子方程式 结论 振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色 2Br－＋Cl2=== Br2＋2Cl－ 氧化性：Cl2>Br2>I2 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 2I－＋Cl2=== I2＋2Cl－ 振荡静置后，溶液由无色变为褐色 2I－＋Br2=== I2＋2Br－ 知识点08元素金属性、非金属性强弱的判断 1.判断元素金属性强弱的五种依据 判断元素金属性的强弱，其实质是看元素原子失去电子能力的强弱，越易失去电子，金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越难失去电子，金属性越弱 金属性：Na>Mg>Al 同主族元素从上到下，原子半径越大，越易失去电子，金属性越强 金属性：K>Na>Li 单质与水 或酸反应 金属单质与水或酸(非氧化性酸)反应越剧烈，元素的金属性越强 如Na与冷水反应剧烈，Mg与冷水反应缓慢，则金属性：Na>Mg 金属活动性顺序 除第ⅠA族、第ⅡA族的金属单质外，前面的金属单质可以把后面的金属单质从其盐溶液中置换出来 如2Al＋3Hg(NO3)2===2Al(NO3)3＋3Hg，则金属性：Al>Hg 金属阳离子氧 化性的强弱 金属(非变价金属)阳离子的氧化性越强，则对应金属元素的金属性越弱 如氧化性Na＋<Mg2＋，则金属性：Na>Mg 最高价氧化物对 应水化物的碱性 最高价氧化物对应水化物的碱性越强，元素的金属性越强 如碱性NaOH>Mg(OH)2，则金属性：Na>Mg 2.判断元素非金属性强弱的五种依据 判断元素非金属性的强弱，其实质是看元素原子得到电子能力的强弱，越易得到电子，非金属性越强。 判断依据 规律 实例 原子结构(元素在 周期表中的位置) 同周期元素从左到右，核电荷数越多，越易得到电子，非金属性越强 非金属性：F>O>N 同主族元素从上到下，原子半径越大，越不易得到电子，非金属性越弱 非金属性：F>Cl>I 单质与氢气化 合的难易及氢 化物的稳定性 单质越易与H2化合，生成的氢化物越稳定，元素的非金属性越强 H2＋F2===2HF，H2＋Cl22HCl，则非金属性：F>Cl； 稳定性：HF>HCl>HBr>HI，则非金属性：F>Cl>Br>I 非金属单质间 的置换反应 较活泼的非金属单质可以把较不活泼的非金属单质从其盐溶液中置换出来 如Cl2＋2NaBr===2NaCl＋Br2，则非金属性：Cl>Br 单质的氧化性或 阴离子的还原性 非金属元素的简单阴离子的还原性越强，则其单质的氧化性越弱，元素的非金属性越弱 还原性S2－>Cl－，则非金属性：Cl>S 最高价氧化物对 应水化物的酸性 最高价氧化物对应水化物的酸性越强，元素的非金属性越强 酸性HClO4(高氯酸)>H2SO4，则非金属性：Cl>S 解题大招 大招01原子的构成微粒及作用 大招02粒子中的电性关系 ①分子或原子：质子数＝核外电子数 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 大招03原子核外电子排布特别注意 （1）核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。 （2）通常把最外层有8个电子(最外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 大招04元素周期表中方格里的符号的意义 大招05元素、核素、同位素与同素异形体的比较 名称 内容 项目 元素 核素 同位素 同素 异形体 本质 质子数相同的一类原子的总称 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的不同单质 范畴 同类原子 原子 原子 单质 特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同，物理性质不同 元素相同， 性质不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构 举例 H、C、O三种元素 6C、6C、6C三种核素 6C、6C、6C互称同位素 O2与O3互为同素异形体 大招06元素、核素、同位素、同素异形体的联系 大招07碱金属元素二级结论 (1)碱金属元素化学性质的相似性：碱金属元素的原子最外层都有1个电子，且易失去，可与氧气、水等物质反应，产物均为＋1价。 (2)碱金属元素化学性质的递变性：随着核电荷数的增加，碱金属元素原子的电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子核对最外层电子的引力逐渐减弱，原子失去最外层电子的能力逐渐增强，元素的金属性逐渐增强。 大招08碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性 大招09卤素的特殊性 (1)在常温下Br2是唯一的液态非金属单质，易挥发。 (2)碘为紫黑色固体，易升华，淀粉遇I2变蓝。 (3)氟是最活泼的非金属，没有正化合价，氟单质与盐溶液反应时，先与水反应产生HF和O2。 大招10同主族元素的递变规律 大招11不能用来判断元素金属性或非金属性强弱的依据： ①原子失去或得到电子数目的多少； ②单质的熔点(状态)或氢化物的沸点等物理性质； ③非最高价含氧酸(如HClO、H2SO3等)的酸性； ④气态氢化物水溶液(无氧酸)的酸性。 题型分类 题型01原子结构 【例题】搭载神舟十三号载人飞船的运载火箭准时发射升空，运载系统采用铷原子钟提供精确时间。铷元素在元素周期表中的相关信息与铷原子的原子结构示意图如图所示，下列说法正确的是 A．核外有4个电子层 B．铷元素的相对原子质量为85.47g C．中子数为37 D．铷元素在化学反应中容易失电子 【答案】D 【解析】A．根据核电荷数=原子序数，，所以铷原子的原子结构示意图中Y=37，x=1，核外有5个电子层，A项错误； B．相对原子质量单位是1，不是g，B项错误； C．相对原子质量≈质子数+中子数，质子数等于原子序数，为37，C项错误； D．铷原子结构中，最外层电子数是1.容易失去电子形成稳定8电子结构，D项正确； 故答案选D。 【变式】某粒子的结构示意图为  ，下列关于该粒子的说法正确的是 A．该粒子为阳离子 B．最外层电子数为2 C．核外电子数为8 D．已形成相对稳定的结构 【答案】D 【解析】A．该粒子的质子数为17，核外电子数为2+8+8=18，该粒子为阴离子Cl-，A项错误； B．该粒子的最外层电子数为8，B项错误； C．该粒子的核外电子数为2+8+8=18，C项错误； D．该粒子的最外层电子数为8，已形成相对稳定的8电子结构，D项正确； 答案选D。 题型02元素周期表 【例题】下列关于现行的元素周期表的说法正确的是 A．元素周期表中第Ⅷ族是包含元素种类最多的族 B．第三、四周期同主族元素的原子序数可能相差8或18 C．元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数 D．位于同一周期的甲、乙两种元素，甲位于第IA族，原子序数为x，乙位于第IIIA族，则乙的原子序数可能为x+13 【答案】B 【解析】A．Ⅷ虽然占三列，但ⅢB含有镧系和锕系，因此元素周期表中第ⅢB包含元素种类最多，故A错误； B．如果是ⅠA、ⅡA族，第三、四周期元素的原子序数相差8，如果是ⅢA～ⅦA族，第三、四周期元素的原子序数相差18，故B正确； C．主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的序数，副族元素的最外层电子数不等于所在族的序数，故C错误； D．甲位于ⅠA，原子序数为x，乙位于ⅢA，若在短周期中，乙的原子序数为x+2，若在四、五周期，二者原子序数相差12，则乙的原子序数为x+12，若为六、七周期，乙的原子序数为x+26，故D错误； 答案为A。 【变式】表中是元素周期表的一部分，针对表中的①～⑨种元素，填写下列空白： 　　   主族 周期　　 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ① ② ③ 3 ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 4 ⑨ (1)写出元素符号和名称。 ① ，② ，⑧ ，⑨ 。 (2)写出下列反应的化学方程式。 ⑦的单质跟④的氢氧化物溶液反应： 。 ⑤的氧化物跟⑥的最高价氧化物的水化物反应： 。 ⑥的单质在③的单质中燃烧： 。 【答案】(1) C—碳 N—氮 Ar—氩 K—钾 (2) Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O Al2O3＋3H2SO4=Al2(SO4)3＋3H2O S＋O2SO2 【解析】（1）①、②、⑧、⑨的元素符号和名称依次为C—碳、N—氮、Ar—氩、K—钾； （2）⑦的单质Cl2与④的氢氧化物NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和H2O，反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O； ⑤的氧化物Al2O3跟⑥的最高价氧化物的水化物H2SO4反应生成Al2(SO4)3和H2O，反应的化学方程式为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O； ⑥的单质S在③的单质O2中燃烧生成SO2，反应的化学方程式为S+O2SO2。 题型03核素 【例题】35S是硫的一种放射性核素，可用作蛋白质代谢研究的示踪剂，还可以协助治疗软骨肉瘤等。下列有关35S的说法正确的是 A．K层和M层电子数之和是核内质子数的 B．核外电子数为19 C．中子数为35，质量数为51 D．35S与35Cl互为同位素 【答案】A 【解析】A．已知S是16号元素，其核内有16个质子，K层有2个电子和M层有6个电子，电子数之和8个是核内质子数的，A正确； B．已知S是16号元素，其核内有16个质子，核外电子数为16，B错误； C．35S中质量数为35，中子数为35-16=19，C错误； D．质子数相同，而中子数不同的同一元素不同原子互为同位素，故35S与35Cl不互为同位素，D错误； 故答案为：A。 【变式】下列说法正确的是 A．、、是同一种核素 B．O2和O3之间的转化属于物理变化 C．与中含有相同的中子数 D．和石墨互为同素异形体 【答案】D 【解析】A．、、是三种不同的核素，故A错误； B．O2和O3之间的转化属于化学变化，有新物质生成，故B错误； C．中有8个中子与中有7个中子，中子数不同，故C错误； D．和石墨二者都是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故D正确； 答案选D。 题型04碱金属 【例题】下列关于碱金属的叙述中，错误的是 A．单质具有强还原性 B．单质可从硫酸铜稀溶液中置换出铜 C．单质与水反应生成氢氧化物和氢气 D．在自然界中没有游离态 【答案】B 【详解】A．碱金属单质的原子最外层只有1个电子，都易失去电子，都具有强还原性，故A正确； B．单质不能从硫酸铜稀溶液中置换出铜，单质先与溶液中的水反应生成氢气和碱，碱再与硫酸铜反应，故B错误； C．碱金属性质活泼，碱金属单质与水反应都生成氢氧化物和氢气，故C正确； D．碱金属性质活泼，在自然界中没有游离态，只有化合态，故D正确。 综上所述，答案为B。 【变式】下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是 A．原子核外最外层电子数都是1 B．单质与水反应的剧烈程度：K＞Na C．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH ＜KOH D．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物 【答案】D 【详解】A．碱金属元素位于ⅠA族，原子核外最外层电子数都是1，故A正确； B．同主族元素从上到下，金属性增强，单质与水反应的剧烈程度：K＞Na，故B正确； C．同主族元素从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH ＜KOH，故C正确； D．金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，故D错误； 选D。 题型05卤素 【例题】溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”，最外层均有7个电子，在反应中容易得1个电子，化学性质具有很大的相似性，氧化性，下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是 A．溴单质只具有氧化性 B．溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr C．还原性比弱 D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO 【答案】B 【详解】A．溴单质化合价既可升高，也可降低，因此既有氧化性又有还原性，故A不符合题意； B．氯气与氢气在点燃条件下反应生成HCl，溴蒸气与氢气在加热下反应生成HBr，故B符合题意； C．氧化性，则还原性比强，故C不符合题意； D．溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水，故D不符合题意。 综上所述，答案为B。 【变式】为验证卤素单质氧化性的相对强弱，某小组用如图所示装置进行实验(气密性良好)。 已知：浓盐酸与固体混合会产生。 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.…… 下列说法错误的是 A．A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝，证明氯气的氧化性强于碘单质 B．B中溶液变黄色，证明氯气的氧化性强于溴单质 C．B中发生反应的离子方程式为 D．实验过程Ⅲ为关闭活塞a，打开活塞b，滴加溶液后充分振荡试管D，观察到D中溶液变蓝，即证明了溴单质的氧化性强于碘单质 【答案】D 【详解】浓盐酸与固体混合会产生，氯气使湿润的淀粉-KI试纸变蓝，证明氯气的氧化性强于碘单质，B中溶液变黄色，发生的反应为：，说明氯气的氧化性强于溴单质，当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a，防止氯气干扰溴与碘离子的反应，将C中溶液加入到D中，溶液变为蓝色，说明溴单质的氧化性强于碘单质，据此分析。 A．浓盐酸与固体混合会产生，A中湿润的淀粉-KI试纸变蓝，说明有碘单质生成，发生了反应：，故可说明氯气的氧化性强于碘单质，A正确； B．B中溶液变黄色，说明有溴单质生成，发生的反应为：，则证明氯气的氧化性强于溴单质，B正确； C．根据B选项的分析可知，B中发生反应的离子方程式为：，C正确； D．为了防止剩余氯气氧化碘离子生成碘单质而干扰实验，故当B中溶液由黄色变为棕红色时，说明B中单质溴的浓度大，而C中颜色还是黄色，说明此时C中溴化钠没有反应完全，没有氯气的剩余，故实验过程Ⅲ的操作为：当B中溶液由黄色变为棕红色时，关闭活塞a，D错误； 故本题选D。 跟踪训练 1．一种磷酸盐作“瓶盖”，可将一个水分子关在里面形成“水瓶”。下列说法正确的是 A．“水瓶”、冰水混合物、都是混合物 B．金刚石、石墨和互称为同素异形体，具备相同的性质 C．硫酸钡水溶液不能导电，故硫酸钡为非电解质 D．一定条件下石墨转化为是化学变化，属于有单质参加的非氧化还原反应 【答案】D 【详解】A．不同物质组成的物质为混合物，“水瓶”、冰水混合物、CuSO4•5H2O都是一种物质组成的纯净物，A错误； B．同种元素组成的结构不同的单质为元素的同素异形体，金刚石、石墨和C60互称为同素异形体，但性质不相同，B错误； C．硫酸钡不溶于水，属于盐，是强电解质，C错误； D．石墨和C60是两种不同的单质，一定条件下石墨转化为C60是化学变化，但变化过程中元素的化合价不变，属于有单质参加的非氧化还原反应，D正确； 故选D。 2．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是 A．0.1 mol·L-1的NaOH溶液中含OH-的数目为0.1NA B．56 g铁与足量稀盐酸反应，反应中转移的电子数为NA C．1.8 g D2O中含有的中子数为NA D．32g氧气和臭氧的混合气体中含有的原子数为2NA 【答案】D 【详解】A．未给出溶液体积，无法计算氢氧根离子的数目，故A错误； B．铁和盐酸反应生成FeCl2，56g铁即1mol铁反应转移2mol电子，故B错误； C．1.8 g D2O的物质的量是0.09mol，0.09mol的D2O中含有的中子数为(1×2+8)×0.09mol×NA=0.9NA，故C错误； D．氧气和臭氧都是由氧原子构成，32g氧气和臭氧组成的混合气中含2mol氧原子，氧原子数目为2NA，故D正确； 故本题选D。 3．在自然生态系统中，森林和湿地是产生空气负氧离子的重要场所。安徽天柱山风景区以其高负氧离子含量和美丽的自然景观著称，被誉为“天然氧吧”。、、都是空气负氧离子。下列说法正确的是 A．1mol 与1mol 中电子总数相同 B．1mol 中含有1mol C．和的摩尔质量相同 D．与是同一种物质 【答案】C 【详解】A．、中电子数分别为17、25，则1mol 与1mol 中电子总数不同，A错误； B．为离子，其中不含氧分子，B错误； C．和的摩尔质量相同，均为32g/mol，C正确；   D．与分别为离子、分子，不是同一种物质，D错误； 故选C。 4．下列化学用语正确的是 A．质子数为17、中子数为20的氯原子： B．氟原子的结构示意图： C．纯碱的化学式：NaOH D．碳酸氢钠的电离方程式： 【答案】A 【详解】A．质子数为17、中子数为20的氯原子质量数为37：，A正确； B．氟原子的结构示意图：，B错误； C．纯碱为碳酸钠，化学式：Na2CO3，C错误； D．碳酸氢钠的电离方程式：，D错误； 故选A。 5．下列有关物质分类或变化归类错误的是 A．混合物：盐酸、墨水、碱石灰 B．同素异形体：和干冰、金刚石和石墨、白磷和红磷 C．化合物：、、 D．化学变化：食物腐败、氢气与氯气混合爆炸、溶洞的形成 【答案】B 【详解】A．盐酸为HCl水溶液、墨水是胶体为混合物、碱石灰主要含氧化钙和氢氧化钠，均为混合物，A正确； B．干冰是CO2， C60、金刚石、石墨均为碳元素形成的单质互为同素异形体，白磷和红磷均为磷元素形成的单质互为同素异形体，C60、干冰不属于同素异形体，B错误； C．、、都由2种或2种以上元素构成，均属于化合物，C正确； D．食物腐败生成新物质、氢气与氯气混合爆炸生成氯化氢、溶洞的形成存在碳酸钙和碳酸氢钙之间的转化，均为化学变化，D正确； 故选B。 6．金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是 A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数 C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素 【答案】B 【详解】A．中子数=质量数-质子数，所以的中子数=48-22=26，的中子数=50-22=28，二者中子数不同，故A错误； B． 和为钛元素的不同核素，质子数相同，均为22，故B正确； C． 和化学性质相同，物理性质有差异，故C错误； D． 和质子数相同，中子数不同，为钛元素的不同核素，故D错误； 答案选B。 7．关于下列物质中：①液氯和氯气；②、和；③金刚石与“足球烯”C60；④白磷和红磷；⑤与；⑥D与T，说法正确的是 A．互为同素异形体的有③④⑤，互为同素异形体的化学性质相差较大 B．属于同位素的组合有②⑥，由这些核素组成的水分子有9种 C．①中两者属于同一种物质，但液氯可以导电，氯气不可以 D．与之间相互转化是氧化还原反应 【答案】B 【详解】A．由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，互为同素异形体的有③④⑤，互为同素异形体的化学性质相似，如红磷和白磷都能与氧气、氯气活泼金属等反应，故A错误； B．具有相同质子数，不同中子数或同一元素的不同核素互为同位素，属于同位素的组合有②⑥；若水分子中的氧原子为，则氢原子可以是D2、DT、T2；依次类推，则共有3×3=9种水分子，故B正确； C．液氯是液态的氯气，属于分子，其无自由移动的电子，不能导电，故C错误； D．与之间相互转化氧元素化合价不变，不是氧化还原反应，故D错误； 故选B。 8．下列说法正确的是 ①由一种元素组成的物质一定是纯净物 ②和属于同素异形体 ③是纯净物 ④酸性氧化物一定是非金属氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物 ⑤碱性氧化物一定是金属氧化物，金属氧化物不一定是碱性氧化物 A．①和④ B．③和⑤ C．②和④ D．全部 【答案】B 【详解】①如和由一种元素组成，但由它们组成的物质是混合物，故错误； ②同素异形体的对象是单质，和不属于单质，故错误； ③带有结晶水的盐属于纯净物，如是纯净物，故正确； ④酸性氧化物不一定是非金属氧化物，如是酸性氧化物，非金属氧化物不一定是酸性氧化物，如CO不是酸性氧化物，故错误； ⑤碱性氧化物一定是金属氧化物，金属氧化物不一定是碱性氧化物，如是酸性氧化物，故正确； 故选B。 9．下列各组物质不互为同素异形体的是 A．臭氧和氧气 B．红磷和白磷 C．金刚石和石墨 D．冰和干冰 【答案】D 【详解】A．臭氧和氧气是氧元素组成不同单质，互为同素异形体，故不选A； B．红磷和白磷是磷元素组成的不同单质，互为同素异形体，故不选B；     C．金刚石和石墨是碳元素组成的不同单质，互为同素异形体，故不选C；     D．冰是H2O，干冰是CO2，都是化合物，不是同素异形体，故选D； 选D。 10．分类是科学研究的重要方法，下列有关分类的说法正确的个数有 (1)冰水混合物属于纯净物，石墨、C60都属于碳元素的同素异形体 (2)液氯、HCl、KCl、KClO3四种物质都是电解质 (3)由同一种元素组成的物质一定是纯净物 (4)酸性氧化物一定是非金属氧化物，混合物、分散系、胶体有从属关系 (5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐，其水溶液都显酸性 (6)Na在反应中失去1个电子，Al在反应中失去3个电子，因此Al的还原性强于Na (7)AlCl3溶液的导电性一定比NaCl溶液的导电性强 A．1 B．2 C．3 D．4 【答案】A 【详解】(1)冰水混合物属于纯净物，化学式为H2O，是一种化合物；石墨、C60都属于碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，故(1)正确； (2液氯是单质氯气，电解质是指在水溶液或熔融状态下能导电的化合物，液氯不是电解质，故(2)错误； (3)由同一种元素组成的物质不一定是纯净物，比如氧元素组成氧气和臭氧形成的混合物，故(3)错误； (4)酸性氧化物不一定是非金属氧化物， 比如七氧化二锰，故(4)错误； (5)NaHSO4、NaHCO3都属于酸式盐，NaHSO4水溶液显酸性，NaHCO3水溶液显碱性，故(5)错误； (6)还原性强弱与失电子的多少无关，与失电子的难易程度有关，钠比铝易失电子，所以Na的还原性比Al强，故(6)错误； (7) 溶液的导电性强弱与溶液中离子的种类，浓度及离子所带的电荷数有关，未知两种溶液的浓度，无法比较导电性强弱，故(7)错误； 因此有1个正确；故选A。 11．下列说法错误的是 A．在过渡元素中可以寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素 B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内 C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的左上方区域内 D．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处 【答案】C 【详解】A．在过渡元素中可以寻找作耐高温和耐腐蚀的合金材料的元素，故A正确； B．农药中常含有的元素通常在元素周期表的右上方区域内，故B正确； C．构成催化剂的元素通常在元素周期表的过渡元素区域，故C错误； D．作半导体材料的元素大多数位于周期表中金属元素和非金属元素的交界处，故D正确； 选C。 12．元素周期表中某些区域的元素多用于制造半导体材料的是 A．左下方区域的金属元素 B．稀有气体元素 C．金属元素与非金属元素分界线附近的元素 D．右上方区域的非金属元素 【答案】C 【详解】A．元素周期表中有金属元素和非金属元素，其中金属元素位于元素周期表的左边，可以用来做导体材料，故A错误； B．稀有气体元素属于非金属元素，它们的性质更稳定，一般不用来做半导体材料，故B错误； C．在金属与非金属元素交界处的元素大多数可用于制作半导体材料，故C正确； D．非金属元素一般位于元素周期表的右边，氢元素除外，非金属元素一般不导电，是绝缘体材料，故D错误； 故选：C。 13．下列说法正确的是 A．原子最外层电子数大于3(小于8)的元素一定是非金属元素 B．某元素的离子的最外层与次外层电子数相同，该元素一定位于第3周期 C．第3周期元素的主族序数等于它们的最高正化合价 D．最外层电子数相同的元素的性质一定相似 【答案】C 【详解】A．由元素周期表的分区知，ⅣA、ⅤA、ⅥA族既包含金属元素又包含非金属元素，A错误； B．某元素离子的最外层和次外层电子数相同，可能是，若为阴离子，则为第3周期元素，若为阳离子，则为第4周期元素，B错误； C．第3周期元素的主族序数等于它们最外层电子数，等于最高正化合价，C正确； D．最外层电子数相同的元素，如和，不在同一主族，元素性质没有相似性，D错误； 故选C。 14．钽在航空航天领域有重要的应用价值，钽元素在元素周期表中的相关信息如图所示，下列说法错误的是 A．钽是一种金属元素 B．钽的元素符号为 C．每个钽原子中含73个质子 D．钽的相对原子质量为 【答案】D 【详解】A．钽带“钅”字旁，则钽属于金属元素，故A项正确； B．根据元素周期表中的一格可知，字母表示该元素的元素符号，钽的元素符号为Ta，故B项正确； C．根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，钽的原子序数为73，则质子数为73，故C项正确； D．根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，该元素的相对原子质量为180.9，相对原子质量单位是“1”，不是“g”，故D项错误； 故答案选D。 15．科技是第一生产力，而化学与科技息息相关，下列说法不正确的是 A．杭州亚运主火炬燃料为零碳甲醇，甲醇具有还原性 B．国产大型邮轮“爱达・魔都号”采用的薄形钢板属于合金 C．清华大学研制的“天机芯”是全球首款异构融合类芯片，其主要成分和光导纤维不相同 D．冬奥场馆建筑应用了新材料碲化镉发电玻璃，碲和镉均属于过渡元素 【答案】D 【详解】A．甲醇燃烧过程中碳元素的化合价升高被氧化，甲醇是反应的还原剂，表现还原性，A正确； B．薄形钢板是性能优良的金属材料，属于合金，B正确； C．“天机芯”是全球首款异构融合类电脑芯片，其主要成分是晶体硅，而光导纤维主要成分是二氧化硅，因此二者的主要成分不相同，C正确； D．碲为周期表第ⅥA族，不属于过渡元素，D错误； 答案选D。 16．我国科学家利用铜基单原子催化剂将二氧化碳转化为高价值、高纯度的液体燃料甲酸(CH2O2)，该成果于2021年12月14日在国际顶级学术期刊《自然》上发表。 (1)甲酸属于 (选填“氧化物”、“有机物”或“混合物”)，甲酸显酸性，在甲酸溶液中存在的阳离子是 (填离子符号)。 (2)铜原子的结构示意图及铜在元素周期表中的部分信息如图所示，则x= ，y= 。 (3)下图是二氧化碳转化为甲酸的反应的微观示意图，该反应的化学方程式为 。 【答案】(1) 有机物 H+ (2) 29 2 (3)2CO2+2H2OO2+2HCOOH 【详解】（1）甲酸属于有机物，甲酸显酸性，可以电离生成HCOO-、H+，在甲酸溶液中存在的阳离子是H+； （2）原子的核内质子数=原子序数，则x=29，核内质子数等于核外电子数，则29=2+8+17+y，则y=2； （3）由微观示意图，二氧化碳和H2O转化为甲酸，该反应的化学方程式为2CO2+2H2OO2+2HCOOH。 17．由以下一些微粒：、、、、。 (1)其中共有 种核素，共包括 种元素 (2)其中互为同位素的是 ；中子数相等的是 。 (3)相同物质的量的与的质量之比是 ；所含中子数之比是 ；所含电子数之比是 。 【答案】(1) 5 4 (2) 、 、 (3) 23：34 2:3 11:16 【详解】（1）核素指具有一定质子数和中子数的原子，共有5种核素，元素的种类由质子数决定，共包括4种元素； （2）同位素指质子数相同、中子数不同的核素，互为同位素的是、，元素符号左下角的数表示质子数，左上角的数表示质量数，中子数=质量数-质子数，、、、、中子数分别为13-6=7、39-19=20、12-6=6、14-7=7、18-8=10，中子数相等的是、； （3）由m=n∙M，相同物质的量的与的质量之比等于其摩尔质量之比，即是(14+16×2)：(32+18×2)= 23：34，与中子数分别为14-6+8×2=24，32-16+(18-8) ×2=36，所含中子数之比24:36=2:3，原子的电子数等于质子数，与电子数分别为6+8×2=22，16+8×2=32，所含电子数之比是22:32=11:16。 18．下列几种化学符号： (1)互为同位素的是 。 (2)质量数相等，但不能互为同位素的是 。 (3)中子数相等，但质子数不相等的是 。 【答案】(1)18O、16O (2)14C和14N (3)14C和16O 【详解】（1）同种元素的不同种原子间互为同位素，18O、16O都是氧元素，其中子数不同，互为同位素； （2）在元素的左上角数字代表质量数，左下角代表质子数，质子数决定了元素种类，则质量数相等，但不能互为同位素的是14C和14N； （3）中子数=质量数-质子数，中子数分别为18-8=10，14-6=8，23-11=12，14-7=7，32-16=16，16-8=8，1-1=0，中子数相等，但质子数不相等的是14C和16O。 19．如图是元素周期表中提供的铁元素部分信息及铁原子的结构示意图。 由图可知，铁元素的质子数为 ，结构示意图中的x= 。铁原子核外能量最低的电子所处的电子层为 层(填“K”或“L”或“M”或“N”)。 【答案】 26 2 K 【详解】由图可知，铁的核电荷数为26，则铁原子的质子数为26，核外电子数为26，结构示意图中的x=26-(2+8+14)=2。原子核外电子，离核越近，电子的能量越低，则铁原子核外能量最低的电子所处的电子层为K层。 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$