专题09 原子结构与元素周期表（知识串讲+专题检测）-2024-2025学年高一化学上学期期中期末核心考点大通关（人教版2019必修第一册）

专题09 原子结构与元素周期表 一、思维导图 二、原子结构 1．构成原子的微粒及其作用 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。 (2)符号：X，Z表示质子数，A代表质量数 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＝原子序数 3．同位素 (1)概念：质子数相同，而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素。 (2)元素、核素和同位素的联系 (3)常见元素的同位素 氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹 氧 O、O、O O用于示踪原子 碳 C、C、C C用于考古断代 铀 U、U、U U核燃料 三、原子核外电子排布 1．原子核外电子的排布规律 (1)电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 (2)原子核外第n层最多容纳2n2个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)。 (4)原子次外层不能超过18。 【特别提醒】核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。 2．核外电子排布的表示方法——原子或离子结构示意图 (1)原子结构示意图，如S原子结构示意图 (2)离子结构示意图 ①非金属元素的原子得电子形成简单阴离子时，电子层数不变，一般最外层达8e－稳定结构。如 ②1～20号元素中的金属原子失电子形成简单的阳离子时，电子层数比原子少一个，次外层变为最外层达8e－(或2e－)稳定结构。如 【特别提醒】核外电子数的计算方法 (1)中性原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数＝原子序数 (3)阳离子：核外电子数＝质子数－电荷数 (4)阴离子：核外电子数＝质子数＋电荷数 3．具有特定电子总数的粒子 具有10电子、18电子的微粒有很多种，可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒，也可以是多核微粒。 (1)10电子微粒 (2)18电子微粒 四、元素周期表的结构 1．周期(7个横行→7个周期) 周期分类 短周期 长周期 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 周期序数与原子结构的关系 周期序数＝电子层数 周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。 2．族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)：主族序数＝原子的最外层电子数 主族元素包括除He、Ne、Ar之外的所有短周期元素及部分长周期元素；副族元素全在长周期内；第8、9、10三个纵列叫做Ⅷ族。 五、元素周期表的应用 1．预测新元素 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．寻找新物质 3．在元素推断中的应用：元素的位置与原子结构的互相推断（本方法常用于确定原子序数≤20的元素） 实例： (1)X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。 (2)Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。 六、原子结构与元素的性质 1．碱金属元素 (1)碱金属元素性质的相似性（用R表示碱金属元素） (2)碱金属元素性质的递变性 (3)碱金属元素递变性的具体体现 元素 Li Na K Rb Cs 与氧气反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂 Li2O Na2O、Na2O2 K2O、K2O2、KO2 更复杂氧化物 与水反应 反应越来越剧烈 反应缓慢 反应剧烈 轻微爆炸 剧烈爆炸 氢氧化物 碱性强弱：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 2．卤族元素 (1)相似性：最外层电子数都是7。 (2)递变性： ①从F到I，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。 F2　 　Cl2　 　Br2　 　 I2 ②颜色：逐渐加深 ③随着核电荷数的增多，卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐减小，生成的气态氢化物的稳定性逐渐减弱。 ④单质氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序 是I－>Br－>Cl－>F－；元素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I。 3．同主族元素的性质与原子结构的关系 【归纳总结】元素金属性强弱、非金属性强弱比较方法 1．判断元素金属性强弱的方法 (1)与O2化合的难易程度。 (2)与H2O(或与酸)反应的剧烈程度。 (3)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。 (4)金属单质间的置换反应。 2．判断元素非金属性强弱的方法 (1)单质与H2化合的难易程度。 (2)简单气态氢化物的稳定性。 (3)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。 一、单选题 1．下列成就不是中国科学家作出的是 A．发表元素周期表 B．发明侯氏制碱法 C．合成结晶牛胰岛素 D．发明造纸术 【答案】A 【详解】A．俄国科学家门捷列夫制出了第一张元素周期表，和中国科学家无关，A符合题意； B．中国科学家侯德榜发明了侯氏制碱法，故侯氏制碱法和中国科学家有关，B不符合题意； C．中国科学家王应睐及其团队最早人工合成结晶牛胰岛素，故和中国科学家有关，C不符合题意； D． 造纸术是中国四大发明之一，西汉时期，人们已经懂得了造纸的基本方法，D不符合题意； 答案选A。 2．“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，下列有关说法正确的是 A．Xe气属于电解质 B．Xe是IA族元素 C．和互为同位素 D．Xe气的化学性质很活泼 【答案】C 【详解】A．Xe是单质，不属于电解质，A错误； B．Xe是0族元素，B错误； C．和质子数相等，中子数不同，互为同位素，C正确； D．Xe是惰性气体元素，Xe气的化学性质稳定，不活泼，D错误； 故选C。 3．日本福岛核事故向环境中排放的放射性物质中含有和。下列有关和的说法中正确的是 A．和属于两种元素 B．和互称为同位素 C．和是同一种核素 D．和互称为同素异形体 【答案】B 【详解】A．和质子数相等，属于同一种元素，故A错误； B．和质子数相等、中子数不同，互称为同位素，故B正确； C．和中子数不相等，是两种不同的核素，故C错误；     D．和是质子数相等、中子数不同的原子，互称为同位素，故D错误； 选B。 4．镁常用于制作合金。镁在元素周期表中的信息如下图所示。下列有关说法不正确的是 A．镁的原子序数为12 B．镁是第三周期ⅡA族元素 C．镁的摩尔质量为12 D．化学反应中镁原子失去电子 【答案】C 【详解】A．镁的原子序数为12，A正确； B．镁元素位于元素周期表第三周期第ⅡA族，B正确； C．镁的摩尔质量为24g/mol，C错误； D．镁最外层2个电子，化学反应中易失去电子，D正确； 故答案为C。 5．周期表中第117号元素X，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子。下列说法正确的是 A．此元素的气态氢化物的化学式为，在常温下很稳定 B．其单质具有强氧化性，可与发生置换反应生成 C．其单质的分子式为，难溶于有机溶剂 D．是一种有色的难溶于水的化合物 【答案】D 【详解】A．此元素原子结构与卤族元素相似，其最低价为-1价，气态氢化物的化学式为，同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱，其简单氢化物的稳定性逐渐减弱，则在常温下很不稳定，A错误； B．同主族元素从上往下非金属性逐渐减弱，其单质的氧化性逐渐减弱，X单质不能与发生置换反应生成，B错误； C．X的原子结构与卤族元素相似，其单质的分子式为，与Br2、I2的结构与性质相似，易溶于有机溶剂，C错误； D．根据氯化银、溴化银、碘化银分别是白色沉淀，浅黄色沉淀，黄色沉淀推断，是一种有色的难溶于水的化合物，D正确； 故选D。 6．下列关于元素周期表的叙述，正确的是 A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族 B．前20号元素称为短周期元素 C．副族元素中，没有非金属元素 D．族的元素都被称作碱金属元素 【答案】C 【详解】A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有18个纵行，16个族，故A错误； B．前18号元素称为短周期元素，故B错误； C．副族元素中，含7个副族、1个ⅤⅢ族元素，没有非金属元素，故C正确； D．族中氢元素不是碱金属元素，故D错误。 答案选C。 7．下列说法正确的是 A．元素周期表中，第Ⅷ族的元素种类最多 B．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高 C．元素周期表中第IA族的元素均为金属元素 D．在过渡元素区域可以寻找制备新型农药的元素 【答案】B 【详解】A．元素周期表中，第ⅢB族因包含镧系元素和锕系元素、元素种类最多，故A错误； B．同一原子中，在离核较近的区域运动的电子能量较低、在离核较远的区域运动的电子能量较高，故B正确； C．元素周期表中第IA族除氢外元素均为金属元素，故C错误； D．在过渡元素区域可以寻找制备催化剂等的元素，非金属元素氯、硫、磷等可制备农药，位于元素周期表的右上角，故D错误； 故选B。 8．占自然界中硫元素的绝大部分，不会发生放射性衰变；在自然界中约占硫元素的4.2%，它被广泛应用于地球化学、生物化学和环境科学等领域的研究中。下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和的中子数均为16 C．和是的同种核素 D．硫离子的结构示意图为 【答案】A 【详解】A．和为同一元素，质子数相同，中子数不同，互为同位素，A正确； B．质量数=质子数+中子数，所以32S原子核内中子数为32-16=16，34S原子核内中子数为34-16=18，B错误； C．和为同一元素，是S的不同种核素，C错误； D．硫离子的结构示意图为：，D错误； 故选A。 9．今年是门捷列夫发现元素周期律周年。下表是元素周期表的一部分，、、、为短周期主族元素，与的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 W X Y Z A．原子半径： B．最高正价均为+5价 C．常温常压下，单质为固态 D．的最高价氧化物对应水化物是强碱 【答案】D 【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素，根据图示可知，W位于第二周期，X、Y、Z位于第三周期，设W的最外层电子数为x，则X的最外层电子数为x-2，W、X的最高价分别为x、x-2，W与X 的最高化合价之和为8，则x+x-2=8，解得：x=5，则W为N元素，结合各元素在周期表中相对位置可知，X为Al，Y为Si，Z为P元素，据此解答。 【详解】A．电子层越多原子半径越大，则原子半径N<Al，即W<X，故A正确； B．据分析，W是N元素，Z是P元素，二者最高正价均为+5价，故B正确； C．Y是Si元素，常温常压下单质硅为固态，故C正确； D．X的最高价氧化物的水化物为氢氧化铝，氢氧化铝为两性氢氧化物，碱性弱，不是强碱，故D错误； 故选：D。 10．关于碱金属的说法正确的是 A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氧化物 C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增大 D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低 【答案】D 【详解】A．ⅠA族中H元素不是碱金属元素，A错误； B．Li为碱金属单质，在空气中燃烧生成氧化锂，B错误； C．在碱金属系列中，钠和钾的密度表现出反常现象，钾的密度实际上比钠小，C错误； D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低，D正确； 故选D。 11．下列关于卤族元素(用X表示卤素原子)的叙述正确的是 ①随核电荷数的增加，单质的氧化性增强 ②随核电荷数的增加，单质的颜色加深 ③随核电荷数的增加，气态氢化物的稳定性增强 ④随核电荷数的增加，单质的沸点升高 ⑤随核电荷数的增加，的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱 ⑥单质与水反应均可表示为 ⑦根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹易溶于 ⑧F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8 A．②⑤⑥ B．②④⑦ C．②④⑤ D．①③⑧ 【答案】B 【详解】①随核电荷数的增加，单质的氧化性减弱，①错误； ②随核电荷数的增加，单质的颜色加深，②正确； ③随核电荷数的增加，元素的非金属性减弱，气态氢化物的稳定性减弱，③错误 ④随核电荷数的增加，单质的相对分子质量增大，沸点升高，④正确； ⑤随核电荷数的增加，的半径逐渐增大，还原性逐渐增强，⑤错误； ⑥氟气与水反应方程式为2F2+2H2O=4HF+O2，⑥错误； ⑦根据溴、碘的单质易溶于有机溶剂可知，单质砹易溶于，⑦正确； ⑧F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，F原子次外层电子数是2，Br原子次外层电子数是18，⑧错误； 正确的是②④⑦，故选B。 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．原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期 B．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．原子最外层电子数等于或大于3的元素一定是非金属元素 D．某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素一定位于第3周期 【答案】A 【详解】A．由核外电子排布规律可知，原子最外层电子数不超过8个，则原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于元素周期表第2周期，故A正确； B．氢原子的最外层只有一个电子，但氢元素是非金属元素，故B错误； C．元素周期表中，ⅢA族的铝、镓、铟等原子的最外层电子数为3，ⅣA族的锗、锡等原子的最外层电子数为4，这些元素都属于金属元素，故C错误； D．钾离子的离子结构示意图为，离子的最外层电子数与次外层电子数相同，但钾元素位于元素周期表第4周期， 故D错误； 故选A。 14．2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(中文名“硼”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是 A．Ts的单质在常温下是气体 B．Ts是第7周期第VIIA族元素 C．Ts的最高正价为+7 D．Ts在同族元素中非金属性最弱 【答案】A 【分析】该元素的原子序数为117，位于第七周期，该原子核外最外层有7个电子，位于第ⅦA族，因此Ts是第7周期第VIIA族元素。 【详解】A．第ⅦA族元素随原子序数越大，单质由气体递变为固体，碘为固体，则Ts的单质在常温下是固体，故A错误； B．根据分析可知，Ts是第7周期第VIIA族元素，故B正确； C．Ts是第VIIA族元素，主族元素的最高正价等于其主族序数，最高正价和负价的绝对值之和为8，所以Ts的主要化合价-1、+7，故C正确； D．Ts位于第七周期第VIIA族，同主族元素从上往下，非金属性逐渐减弱，因此Ts在同族元素中非金属性最弱，故D正确； 故答案选A。 二、填空题 15．元素周期表在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表显示了A～G7种元素在周期表中的位置。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 A 3 B C D E 4 F G (1)A的元素符号是 。 (2)B、C的单质与水反应时，较难进行的是 。 (3)非金属性E强于G，用原子结构解释原因： ，得电子能力E大于G。 (4)下列对G及其化合物的推断中，正确的是 (填字母)。 a．G的最高化合价为＋7价 b．与氢气反应的难易程度：F＞G c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：G＜E 【答案】(1)N (2)Mg (3)最外层电子数Br与Cl相同，电子层数Br大于Cl，核电荷数Br大于Cl，原子半径Br大于Cl (4)abc 【分析】根据元素在周期表中的位置，A是N元素、B是Na元素、C是Mg元素、D是P元素、E是Cl元素、F是As元素、G是Br元素。 【详解】（1）A是第二周期ⅤA族元素，原子序数是7，元素符号是N； （2）同周期元素从左到右金属性减弱，金属性Na>Mg，金属性越强越易和水反应，单质与水反应时较难进行的是Mg。 （3）Cl、Br最外层电子数相同，同主族元素从上到下，电子层数增多，半径增大，得电子能力Cl大于Br。 （4）a．G是Br元素，最外层有7个电子，最高化合价为＋7价，故a正确； b．同周期元素从左到右非金属性增强，非金属性越强，越易与氢气反应，故b正确； c．同主族元素从上到下，非金属性减弱，最高价氧化物的水化物酸性减弱，最高价氧化物对应的水化物的酸性HBrO4＜HClO4，故c正确； 选abc。 16．最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： (1)铯的原子核外共有 个电子层，最外层电子数为 。 (2)铯单质与水剧烈反应伴有爆炸，放出的气体是 ，生成的溶液可使酚酞溶液显 色。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 。(填“弱”或“强”) 【答案】(1) 6 1 (2) 氢气 红 (3)强 【详解】（1）原子核外电子层数等于其在元素周期表的周期序数，其最外层电子数一般等于其主族序数。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，可知铯的原子核外共有6个电子层，最外层电子数为1个； （2）Cs、Na是同一主族元素，根据反应方程式：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，结合同一主族元素从大到小元素的金属性逐渐增强的规律可知：铯单质与水剧烈反应产生CsOH、H2，由于反应发生非常剧烈，可能会伴有爆炸，放出的气体是H2；反应生成的CsOH溶液呈强碱性，可使酚酞溶液显红色； （3）铯原子半径比钠大，与水反应时更容易失去电子，因此可预测铯单质的还原性比钠单质的还原性更强。 17．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ⑥ ⑦ ⑪ 3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩ 4 ② ④ ⑨ (1)11种元素中，化学性质最不活泼的是 ，原子半径最小的是 。 (2)①②⑤中最高价氧化物的水化物，碱性最强的是 。 (3)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是 。 (4)元素⑦的氢化物电子式为 ，该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是 。 (5)①和⑤最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为 。 (6)⑧⑨⑪三种元素形成的气态氢化物最稳定的是 。 【答案】 Ar F KOH K+>Ca2+>Mg2+ 2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑ NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O HF 【分析】根据元素周期表，①为钠，②为钾，③为镁，④为钙，⑤为铝，⑥为碳，⑦为氧，⑧为氯，⑨为溴，⑩为氩，⑪为氟。 【详解】(1)11种元素中，化学性质最不活泼的是氩，原子半径最小的是为氟； (2)根据同周期元素，从左到右金属性减弱，最高价氧化物对应的水化物碱性减弱，同主族元素，从上到下金属性增强，最高价氧化物对应的水化物碱性增强，所以①②⑤中最高价氧化物的水化物，碱性最强的是氢氧化钾； (3)根据层多径大，和序小径大的原则分析，②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是K+>Ca2+> Mg2+； (4)元素⑦的氢化物为水，电子式为，该氢化物常温下和钾的单质反应的离子方程式是2K+2H2O=2K++2OH-+H2↑； (5)①和⑤最高价氧化物对应的水化物分别为氢氧化钠和氢氧化铝，二者反应生成偏铝酸钠和水，反应的化学方程式为NaOH+Al(OH)3=NaAlO2+2H2O； (6)氟氯溴的非金属性依次减弱，气态氢化物的稳定性依次减弱，故三种元素形成的气态氢化物最稳定的是H。 18．海水中的卤素资源。地球是一颗蓝色星球，浩瀚的海洋覆盖了 70%以上的地球表面，是蕴藏着极为丰富化学资源的“聚宝盆”，其中氯化物含量很高，氯和同族的氟、溴、 碘、砹总称为卤素。 (1)氯在元素周期表中的位置是 。 (2)下列关于卤族元素性质的比较，不正确的是_______。 A．酸性：HIO4＞HBrO4＞HClO4 B．原子半径： I＞Br＞Cl C．还原性：I-＞Br-＞Cl- D．非金属性： Cl＞Br＞I (3)将氯气分别通入含下列离子的溶液中，离子浓度减小的是_______。 A． B． C．Mg2+ D．Fe³⁺ (4)氯气的水溶液即氯水，某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下列图像变化最有可能是其检测结果的是_______。 A．图1 表示氯水pH 随时间的变化 B．图2表示溶液中氯离子浓度随时间的变化 C．图 3 表示氯水的电导率随时间的变化 D．图4 表示液面上方氧气体积分数随时间的变化 【答案】(1)第三周期ⅦA族 (2)A (3)AB (4)C 【详解】（1）氯在元素周期表中的位置是第三周期ⅦA族。故答案为：第三周期ⅦA族； （2）A. Cl、Br、I属于同主族元素，从上往下，非金属性越来越弱，因而非金属性Cl＞Br＞I，非金属性越强，其最高价氧化物的水化物酸性越强，所以其最高价氧化物的水化物酸性：HIO4＜HBrO4＜HClO4，故A错误；B. 同主族电子层数越多，原子或离子的半径越大，原子半径： I＞Br＞Cl，故B正确；C. 非金属性越强，则离子的还原性越弱，还原性：I-＞Br-＞Cl-，故C正确；D. 周期表中同主族从下到上，同周期从左到右，元素的非金属性增强，非金属性： Cl＞Br＞I，故D正确；故答案为：A； （3）A. 氯气与溶液中的亚硫酸根离子反应生成氯离子、硫酸根离子和水，则氯气通入溶液中，溶液中亚硫酸根离子的浓度减小，故正确；B. 氯气与水反应生成盐酸和次氯酸，盐酸能与溶液中碳酸氢根离子反应生成二氧化碳和水，则氯气通入溶液中，溶液中碳酸氢根离子浓度减小，故正确；C. 氯气与溶液中的镁离子不反应，氯气通入溶液中，溶液中镁离子浓度不变，故错误；D.氯气与溶液中的铁离子不反应，氯气通入溶液中，溶液中铁离子浓度不变，故错误；故选AB；故答案为：AB； （4）新制氯水中含有强酸盐酸和弱酸次氯酸，放置时，次氯酸不稳定，遇光分解生成盐酸和氧气，则新制氯水中氢离子、氯离子浓度增大，溶液的导电性增强，液面上方氧气体积分数增大；A．由分析可知，新制氯水放置时，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，则图1不能表示氯水pH随时间的变化，故错误； B．由分析可知，新制氯水放置时，溶液中氯离子浓度增大，则图2不能表示溶液中氯离子浓度随时间的变化，故错误；C．由分析可知，新制氯水放置时，溶液中离子浓度增大，导电性增强，则图3能表示氯水的电导率随时间的变化，故正确；D．由分析可知，新制氯水放置时，溶液液面上方氧气体积分数增大，则图4不能表示液面上方氧气体积分数随时间的变化，故错误；故选C。故答案为：C。 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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 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 $$ 专题09 原子结构与元素周期表 一、思维导图 二、原子结构 1．构成原子的微粒及其作用 2．核素 (1)概念：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。 (2)符号：X，Z表示 ，A代表 ①质量数(A)＝ 数(Z)＋ 数(N) ②质子数＝ ＝ ＝原子序数 3．同位素 (1)概念： 相同，而 不同的同一种元素的不同核素互称为同位素。 (2)元素、核素和同位素的联系 (3)常见元素的同位素 氢 H、H(D)、H(T) H(D)、H(T)用于制氢弹 氧 O、O、O O用于示踪原子 碳 C、C、C C用于考古断代 铀 U、U、U U核燃料 三、原子核外电子排布 1．原子核外电子的排布规律 (1)电子一般总是先从 排起，当一层充满后再填充下一层。 (2)原子核外第n层最多容纳 个电子。 (3)原子最外层电子数不能超过 (K层为最外层时不能超过 )。 (4)原子次外层不能超过 。 【特别提醒】核外电子排布规律是相互联系的，不能孤立地、机械地理解和套用。当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，最多只能排布8个电子。 2．核外电子排布的表示方法——原子或离子结构示意图 (1)原子结构示意图，如S原子结构示意图 (2)离子结构示意图 ①非金属元素的原子得电子形成简单阴离子时，电子层数不变，一般最外层达8e－稳定结构。如 ②1～20号元素中的金属原子失电子形成简单的阳离子时，电子层数比原子少一个，次外层变为最外层达8e－(或2e－)稳定结构。如 【特别提醒】核外电子数的计算方法 (1)中性原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数＝原子序数 (3)阳离子：核外电子数＝质子数－电荷数 (4)阴离子：核外电子数＝质子数＋电荷数 3．具有特定电子总数的粒子 具有10电子、18电子的微粒有很多种，可以是分子、原子，也可以是离子；可以是单核微粒，也可以是多核微粒。 (1)10电子微粒 (2)18电子微粒 四、元素周期表的结构 1．周期(7个横行→7个周期) 周期分类 周期 周期 周期序数 1 2 3 4 5 6 7 元素种类 2 8 8 18 18 32 32 周期序数与原子结构的关系 周期序数＝ 周期表中有7个横行，即有7个周期，从上到下依次为第一周期到第七周期。除第一周期外，每周期的元素都是从活泼金属——碱金属开始，逐渐过渡到活泼非金属——卤素，最后以稀有气体结束。 2．族(18个纵行→16个族→7主7副1零1Ⅷ族)：主族序数＝ 主族元素包括除He、Ne、Ar之外的所有短周期元素及部分长周期元素；副族元素全在长周期内；第8、9、10三个纵列叫做Ⅷ族。 五、元素周期表的应用 1．预测新元素 为新元素的发现及预测它们的原子结构和性质提供线索。 2．寻找新物质 3．在元素推断中的应用：元素的位置与原子结构的互相推断（本方法常用于确定原子序数≤20的元素） 实例： (1)X元素是第三周期第ⅠA族元素，则该元素原子有3个电子层，最外层电子数是1，即为钠元素。 (2)Y元素的原子序数是16，则该元素的原子结构示意图是，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。 六、原子结构与元素的性质 1．碱金属元素 (1)碱金属元素性质的相似性（用R表示碱金属元素） (2)碱金属元素性质的递变性 (3)碱金属元素递变性的具体体现 元素 Li Na K Rb Cs 与氧气反应 反应越来越 ，产物越来越复杂 Li2O Na2O、Na2O2 K2O、K2O2、KO2 更复杂氧化物 与水反应 反应越来越 反应缓慢 反应剧烈 轻微爆炸 剧烈爆炸 氢氧化物 碱性强弱：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH 2．卤族元素 (1)相似性：最外层电子数都是 。 (2)递变性： ①从F到I，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。 F2　 　Cl2　 　Br2　 　 I2 ②颜色：逐渐加深 ③随着核电荷数的增多，卤素单质与H2反应的剧烈程度逐渐 ，生成的气态氢化物的稳定性逐渐 。 ④单质氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序 是 ；元素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I。 3．同主族元素的性质与原子结构的关系 【归纳总结】元素金属性强弱、非金属性强弱比较方法 1．判断元素金属性强弱的方法 (1)与O2化合的难易程度。 (2)与H2O(或与酸)反应的剧烈程度。 (3)最高价氧化物对应水化物的碱性强弱。 (4)金属单质间的置换反应。 2．判断元素非金属性强弱的方法 (1)单质与H2化合的难易程度。 (2)简单气态氢化物的稳定性。 (3)最高价氧化物对应水化物的酸性强弱。 一、单选题 1．下列成就不是中国科学家作出的是 A．发表元素周期表 B．发明侯氏制碱法 C．合成结晶牛胰岛素 D．发明造纸术 2．“天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气，下列有关说法正确的是 A．Xe气属于电解质 B．Xe是IA族元素 C．和互为同位素 D．Xe气的化学性质很活泼 3．日本福岛核事故向环境中排放的放射性物质中含有和。下列有关和的说法中正确的是 A．和属于两种元素 B．和互称为同位素 C．和是同一种核素 D．和互称为同素异形体 4．镁常用于制作合金。镁在元素周期表中的信息如下图所示。下列有关说法不正确的是 A．镁的原子序数为12 B．镁是第三周期ⅡA族元素 C．镁的摩尔质量为12 D．化学反应中镁原子失去电子 5．周期表中第117号元素X，它的原子结构与卤族元素相似，电子排布有7个电子层，且最外层有7个电子。下列说法正确的是 A．此元素的气态氢化物的化学式为，在常温下很稳定 B．其单质具有强氧化性，可与发生置换反应生成 C．其单质的分子式为，难溶于有机溶剂 D．是一种有色的难溶于水的化合物 6．下列关于元素周期表的叙述，正确的是 A．元素周期表共有7个横行，称为周期；共有16个纵行，称为族 B．前20号元素称为短周期元素 C．副族元素中，没有非金属元素 D．族的元素都被称作碱金属元素 7．下列说法正确的是 A．元素周期表中，第Ⅷ族的元素种类最多 B．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高 C．元素周期表中第IA族的元素均为金属元素 D．在过渡元素区域可以寻找制备新型农药的元素 8．占自然界中硫元素的绝大部分，不会发生放射性衰变；在自然界中约占硫元素的4.2%，它被广泛应用于地球化学、生物化学和环境科学等领域的研究中。下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和的中子数均为16 C．和是的同种核素 D．硫离子的结构示意图为 9．今年是门捷列夫发现元素周期律周年。下表是元素周期表的一部分，、、、为短周期主族元素，与的最高化合价之和为8。下列说法错误的是 W X Y Z A．原子半径： B．最高正价均为+5价 C．常温常压下，单质为固态 D．的最高价氧化物对应水化物是强碱 10．关于碱金属的说法正确的是 A．ⅠA族元素都是碱金属元素 B．碱金属单质在空气中燃烧都能生成过氧化物 C．碱金属单质的密度随着原子序数的增加逐渐增大 D．碱金属单质的熔、沸点随着原子序数的增加逐渐降低 11．下列关于卤族元素(用X表示卤素原子)的叙述正确的是 ①随核电荷数的增加，单质的氧化性增强 ②随核电荷数的增加，单质的颜色加深 ③随核电荷数的增加，气态氢化物的稳定性增强 ④随核电荷数的增加，单质的沸点升高 ⑤随核电荷数的增加，的半径逐渐增大，还原性逐渐减弱 ⑥单质与水反应均可表示为 ⑦根据卤族元素性质的递变规律可知，单质砹易溶于 ⑧F、Cl、Br原子的最外层电子数都是7，次外层电子数都是8 A．②⑤⑥ B．②④⑦ C．②④⑤ D．①③⑧ 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．原子最外层电子数比次外层电子数多的元素一定位于第2周期 B．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．原子最外层电子数等于或大于3的元素一定是非金属元素 D．某元素的离子最外层电子数与次外层电子数相同，该元素一定位于第3周期 14．2016年IUPAC将第117号元素命名为Ts(中文名“硼”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7，下列说法不正确的是 A．Ts的单质在常温下是气体 B．Ts是第7周期第VIIA族元素 C．Ts的最高正价为+7 D．Ts在同族元素中非金属性最弱 二、填空题 15．元素周期表在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表显示了A～G7种元素在周期表中的位置。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 A 3 B C D E 4 F G (1)A的元素符号是 。 (2)B、C的单质与水反应时，较难进行的是 。 (3)非金属性E强于G，用原子结构解释原因： ，得电子能力E大于G。 (4)下列对G及其化合物的推断中，正确的是 (填字母)。 a．G的最高化合价为＋7价 b．与氢气反应的难易程度：F＞G c．最高价氧化物对应的水化物的酸性：G＜E 16．最新报道，我国科学家通过与多个国家进行科技合作，成功研发出铯(Cs)原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列。已知铯位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，根据铯在元素周期表中的位置，推断下列内容： (1)铯的原子核外共有 个电子层，最外层电子数为 。 (2)铯单质与水剧烈反应伴有爆炸，放出的气体是 ，生成的溶液可使酚酞溶液显 色。 (3)预测铯单质的还原性比钠单质的还原性 。(填“弱”或“强”) 17．下列为元素周期表中的一部分，用化学式或元素符号回答下列问题。 族 周期 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ⅤA ⅥA ⅦA 0 2 ⑥ ⑦ ⑪ 3 ① ③ ⑤ ⑧ ⑩ 4 ② ④ ⑨ (1)11种元素中，化学性质最不活泼的是 ，原子半径最小的是 。 (2)①②⑤中最高价氧化物的水化物，碱性最强的是 。 (3)②③④中形成的简单离子半径由大到小的顺序是 。 (4)元素⑦的氢化物电子式为 ，该氢化物常温下和元素②的单质反应的离子方程式是 。 (5)①和⑤最高价氧化物对应的水化物相互反应的化学方程式为 。 (6)⑧⑨⑪三种元素形成的气态氢化物最稳定的是 。 18．海水中的卤素资源。地球是一颗蓝色星球，浩瀚的海洋覆盖了 70%以上的地球表面，是蕴藏着极为丰富化学资源的“聚宝盆”，其中氯化物含量很高，氯和同族的氟、溴、 碘、砹总称为卤素。 (1)氯在元素周期表中的位置是 。 (2)下列关于卤族元素性质的比较，不正确的是_______。 A．酸性：HIO4＞HBrO4＞HClO4 B．原子半径： I＞Br＞Cl C．还原性：I-＞Br-＞Cl- D．非金属性： Cl＞Br＞I (3)将氯气分别通入含下列离子的溶液中，离子浓度减小的是_______。 A． B． C．Mg2+ D．Fe³⁺ (4)氯气的水溶液即氯水，某学习小组拟用手持技术对新制饱和氯水进行检测，下列图像变化最有可能是其检测结果的是_______。 A．图1 表示氯水pH 随时间的变化 B．图2表示溶液中氯离子浓度随时间的变化 C．图 3 表示氯水的电导率随时间的变化 D．图4 表示液面上方氧气体积分数随时间的变化 ( 6 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 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 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 $$