内容正文:
课题3 元素
题型01 元素的概念与本质
题型02 地壳中的元素含量
题型03 物质与元素、原子、分子、离子的关系
题型04 元素符号及符号的意义
题型05 元素的分类
题型06 元素周期表的结构
题型07 元素周期表中的一格
题型01 元素的概念与本质
1.元素的定义
元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称。
2.元素的种类
(1)物质是由元素组成的。元素只有一百多种,但组成的物质有上亿种。有的物质只由一种元素组成,如氧气(O2)、氮气(N2);有的物质由多种元素组成,如高锰酸钾(KMnO4)是由钾、锰、氧三种元素组成的。
(2)元素的种类由质子数(即核电荷数)决定。同种元素的原子,质子数一定相同;不同种元素的原子,质子数一定不同。
(3)同一种元素可以存在于不同的物质中,如氧气、二氧化碳都含有氧元素;同一种元素可以组成多种物质,如氧气、臭氧(O3)都是由氧元素组成的物质。
3.元素的性质
(1)元素的化学性质与其原子的核外电子排布,特别是最外层电子的数目有关。即元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定,最外层电子数相同的元素的原子具有相似的化学性质(氦等除外)。
(2)当物质发生化学变化时,原子的种类不变,元素的种类不变。
①元素是宏观概念,用于描述物质的组成。我们说物质中含有什么,指的都是元素,例如牙齿中含钙,这里的钙指的是钙元素。
②元素的种类由质子数决定,因此核外电子数相同、核内质子数不同的两种粒子,一定不属于同种元素,如Na和Ne。
③具有相同质子数的微粒不一定是同种元素,如水分子(H2O)和氖原子(Ne)(都有10个质子)。
【典例1】2022年5月14日,中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满成功。C919部分机身采用了新型的铝锂合金,铝锂合金中的铝元素与锂元素的本质区别是
A.相对原子质量不同 B.原子的质子数不同
C.原子的电子数不同 D.原子的中子数不同
【答案】B
【解析】元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,决定元素种类的是质子数(即核电荷数),不同元素的最本质区别是质子数(即核电荷数)不同,故铝元素与锂元素的本质区别是质子数不同。
故选:B。
【变式1-1】元素观、微粒观是重要的化学观念。下列有关说法正确的是
A.繁多复杂的物质世界是由种类有限的元素组成的
B.原子中的质子数和中子数一定相等
C.质子数相同的微粒一定是同种元素
D.反应物的种类相同时,生成物的种类一定相同
【答案】A
【解析】A、物质是由元素组成的,尽管物质世界复杂多样,但它们都是由这些有限的元素通过不同方式组合而成的,符合题意;
B、在原子中,质子数=核外电子数,质子数和中子数不一定相等,如钠原子中质子数和中子数不相等,不符合题意;
C、元素是质子数相同的一类原子的总称,质子数相同的微粒不一定是同种元素,如NH3和H2O的质子数相同,不属于同种元素,不符合题意;
D、化学反应不仅取决于反应物种类,还受反应条件影响,故反应物的种类相同时,生成物的种类不一定相同,如二氧化碳和水在常温下反应生成碳酸,二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下反应生成有机物和氧气,不符合题意。
故选A。
【变式1-2】决定元素种类的是
A.质子数 B.最外层电子数
C.电子层数 D.中子数
【答案】A
【解析】元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称,决定元素种类的是质子数;
故选:A。
【变式1-3】“加铁酱油”“高钙奶粉”“加碘食盐”中的“铁、钙、碘”指的是
A.离子 B.元素 C.单质 D.原子
【答案】B
【解析】“加碘食盐”、“高钙牛奶”、“加铁酱油”中的“碘、钙、铁”不是以单质、分子、原子等形式存在,这里所指的“碘、钙、铁”是强调存在的元素,与具体形态无关。故选B。
题型02 地壳中的元素含量
【典例2】各种元素在地壳的含量(质量分数)如图,其中占26.30%的是
A.硅元素 B.铝元素 C.氧元素 D.铁元素
【答案】A
【解析】地壳含量较多的元素(前四种)按含量从高到低的排序为:氧、硅、铝、铁,其中占26.30%的元素是硅元素。故选A。
【变式2-1】地壳中含量最多的金属元素是
A.Si B.Fe C.Al D.O
【答案】C
【解析】地壳中含量居前四位由高到低顺序为:氧(O)、硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe),因此地壳中含量最多的金属元素是Al,故选C。
【变式2-2】地壳中含量最多的非金属元素是
A.氧 B.铝 C.氮 D.二氧化硅
【答案】A
【分析】地壳中元素含量由多到少前四位依次为:氧(约48.6%)、硅(约26.3%)、铝(约7.73%)、铁(约4.75%)。题目要求选择非金属元素,因此需排除金属元素(如铝、铁)。
【解析】A、地壳中元素含量由多到少前四位依次为氧、硅、铝、铁,氧是地壳中含量最多的元素,且属于非金属,故A选项符合题意;
B、地壳中元素含量由多到少前四位依次为氧、硅、铝、铁,铝是地壳中含量第三的元素,属于金属元素,故B选项不符合题意;
C、氮在地壳中含量极低,主要存在于大气中,故C选项不符合题意;
D、二氧化硅是一种物质(由硅元素和氧元素组成),题目要求选择“元素”,故D选项不符合题意。
故选A。
【变式2-3】嫦娥五号带回的月壤样本分析表明,其含有钛元素是地壳中的六倍多,其中与地壳中元素有着明显的差异,地壳中所含的金属元素中含量排在第二位的是
A.硅 B.钛 C.铁 D.铝
【答案】C
【解析】地壳中元素含量排序是氧、硅、铝、铁、钙,其中铝、铁、钙属于金属元素,含量排在第二位的金属元素是铁元素,故选C。
题型03 物质与元素、原子、分子、离子的关系
由一百多种元素组成的上亿种物质都是由原子、分子或离子构成的。物质、元素、分子、原子、离子的关系如图所示:
【典例3】从微观视角认识物质组成结构,以下物质由原子构成的是
A.金刚石
B.水
C.氧气
D.氯化钠
【答案】A
【解析】A、金刚石属于碳单质,是由碳原子构成,故A符合题意;
B、水是由水分子构成,故B不符合题意;
C、氧气是由氧分子构成,故C不符合题意;
D、氯化钠是由钠离子和氯离子构成,故D不符合题意。
故选A。
【变式3-1】下列物质由分子直接构成的是
A.水 B.镁 C.金刚石 D.氯化钠
【答案】A
【解析】A、水由水分子构成,符合题意;
B、镁由镁原子构成,不符合题意;
C、金刚石由碳原子构成,不符合题意;
D、氯化钠由氯离子和钠离子构成,不符合题意。
故选:A。
【变式3-2】下列物质的主要成分的组成元素中不含金属元素的是
A.水银 B.金刚石 C.石灰石 D.生石灰
【答案】B
【解析】A、水银是金属汞的俗称,汞是一种金属元素,故A不符合题意;
B、金刚石是由碳元素组成的单质,碳带有石子旁,属于非金属元素,故B符合题意;
C、石灰石的主要成分是碳酸钙,其中钙带有金字旁,属于金属元素,故C不符合题意;
D、生石灰是氧化钙的俗称,其中钙带有金字旁,属于金属元素,故D不符合题意;
故选:B。
【变式3-3】用“分子”“原子”“离子”或“元素”填空。
(1)铁由铁 构成,由铁 组成。
(2)二氧化碳由二氧化碳 构成,由碳 和氧 组成。
(3)氯化钠由钠 和氯 构成,由钠 和氯 组成。
(4)高锰酸钾(KMnO4)、锰酸钾(K2MnO4)中都含有钾 。
【答案】(1)原子 元素
(2)分子 元素 元素
(3)离子 离子 元素 元素
(4)元素
【解析】(1)铁是金属单质,直接由铁原子构成;宏观上,铁由铁元素组成。
(2)二氧化碳是化合物,由二氧化碳分子构成;宏观上,它由碳元素和氧元素组成。
(3)氯化钠是离子化合物,由钠离子和氯离子构成;宏观上,它由钠元素和氯元素组成。
(4)高锰酸钾和锰酸钾都是化合物,宏观上它们都含有钾元素。
题型04 元素符号及符号的意义
1.元素符号的规定
国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示元素,如氢元素的符号为H;如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,就附加一个小写字母来区别,如Ca表示钙元素。
2.元素符号的写法
符号Fe有三种意义:①表示铁元素;②表示1个铁原子;③表示铁这种物质。
3.元素符号的意义
元素符号前面加数字时,只有微观意义,表示该元素原子的个数。如2H表示2个氢原子,5O表示5个氧原子。
【典例4】完成下面各题。
(1)下面是一次练习中,王老师收集的一些错误符号,请你将其改正过来:
钙CA 镁mg 汞Ag 铝Cl 氖Ni
; ; ; ; 。
(2)按要求写出下列符号:
①氢元素 ;
②2个锌原子 ;
③氦气 ;
④地壳中含量最多的元素 ;
⑤空气中含量最多的元素 。
(3)指出下列符号的意义:
①O: ;
②3P: ;
③5Cu: 。
【答案】(1)Ca Mg Hg Al Ne
(2)H 2Zn He O N
(3)氧元素/一个氧原子 三个磷原子 五个铜原子
【解析】(1)根据元素符号的书写方法可知:钙Ca、镁M、汞Hg、铝Al、氖Ne;
(2)①书写元素符号时应注意:由一个字母表示的元素符号要大写;由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写,氢元素表示为H;
②原子的表示方法,用元素符号来表示一个原子,表示多个该原子,就在其元素符号前加上相应的数字,2个锌原子表示为2Zn;
③书写元素符号时应注意:由一个字母表示的元素符号要大写;由两个字母表示的元素符号,第一个字母大写,第二个字母小写,氦元素表示为He;
④地壳中含量最多的元素为氧元素,表示为O;
⑤空气中含量最多的气体为氮气,氮气是由氮元素组成的,则空气中含量最多的元素为氮元素,表示为N;
(3)①O是元素符号,所以既可以表示氧元素,也表示一个氧原子;
②3P是元素符号前面加上数字,所以只有微观意义,为3个磷原子;
③5Cu是元素符号前面加上数字,所以只有微观意义,为5个铜原子。
【变式4-1】下列组成物质的元素中,属于金属元素的是
A.Ne B.Pt C.Si D.Cl
【答案】B
【解析】A、Ne为氖元素,属于非金属元素(稀有气体元素),不符合题意;
B、Pt为铂元素,属于金属元素,符合题意;
C、Si为硅元素,属于非金属元素,不符合题意;
D、Cl为氯元素,属于非金属元素,不符合题意;
故选B。
【变式4-2】下列航母建造材料的组成元素,有书写错误的是
A.铁 B.铝AL C.碳C D.氧O
【答案】B
【分析】元素符号的书写原则是 “一大二小”,即第一个字母大写,第二个字母小写。
【解析】A、铁的元素符号为Fe,书写正确,不符合题意;
B、铝元素符号应为Al,而不是AL,书写错误,符合题意;
C、碳的元素符号为C,书写正确,不符合题意;
D、氧的元素符号为O,书写正确,不符合题意。
故选B。
【变式4-3】用化学符号表示:
(1)两个氢分子 。
(2)氦气 。
(3)三个氧离子 。
(4)保持水的化学性质的最小微粒 。
(5)地壳中含量最多的金属元素 。
【答案】(1)2H2
(2)He
(3)3O2-
(4)H2O
(5)Al
【解析】(1)分子用化学式表示,多个分子在化学式前加数字表示。氢分子由两个氢原子构成,化学式为 H2,两个氢分子为2H2,故填: 2H2;
(2) 氦气是稀有气体,由单原子分子构成,直接用元素符号表示,氦的元素符号是 He,故填: He;
(3)离子是在元素符号右上角标出电荷数,数字在前,正负号在后。氧离子带2个单位负电荷,表示为 O2⁻,多个离子在离子符号前加数字表示,三个氧离子为3O2⁻,故填: 3O2⁻;
(4)水由水分子构成,分子是保持物质化学性质的最小微粒。水分子的化学式为 H2O,故填 :H2O。
(5)地壳中元素含量由多到少为:氧、硅、铝、铁。铝是含量最多的金属元素,元素符号为 Al,故填: Al。
题型05 元素的分类
【典例5】嫦娥五号从月球上带回来的样品有氮气和钛铁矿石,如图为氦、钛元素在元素周期表中的部分信息。回答下列问题。
(1)从元素分类角度,氦元素属于 元素。
(2)钛原子的核外电子数是 。
(3)氦元素和钛元素的本质区别是 不同。
【答案】(1)非金属
(2)22
(3)质子数/核电荷数
【解析】(1)氦元素的汉字名称中没有 “气” 字头,属于非金属元素;
(2)元素周期表中的一格中,左上角的数字表示原子序数,原子序数=质子数=核外电子数。钛元素的原子序数为22,所以钛原子的核外电子数是22;
(3)元素是质子数(即核电荷数)相同的一类原子的总称,不同种元素最本质的区别是质子数(即核电荷数)不同。所以氦元素和钛元素的本质区别是质子数(或核电荷数)不同。
【变式5-1】铬硬度大,水龙头镀铬耐磨,铬在元素周期表中的一格如图所示,请回答下列问题。
(1)铬元素的原子序数为 。
(2)铬元素属于 (填“金属”或“非金属”)元素。
(3)铬“硬度大”属于 (填“物理”或“化学”)性质。
【答案】(1)24
(2)金属
(3)物理
【解析】(1)元素周期表信息示意图中,左上角数字表示原子序数,铬元素左上角数字是 24,所以原子序数为 24。
(2)铬元素名称带 “钅” 字旁,属于金属元素。
(3)硬度是物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质,属于物理性质,所以铬 “硬度大” 是物理性质。
【变式5-2】2025年2月17日,在新一轮地质找矿突破战略行动中,莲花县大坪里探明了目前全省储量最大的陶土(紫砂泥)矿床。紫砂泥的主要化学成分包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化镁(MgO)等。上述主要成分中非金属元素有 。
A.O B.Fe C.Al D. (填元素符号)
【答案】 A Si
【解析】元素分为金属元素和非金属元素。金属元素一般有 “钅” 字旁(汞除外);在给出的元素中,Fe(铁)、Al(铝)属于金属元素;O(氧)属于非金属元素。
补充其他非金属元素:二氧化硅(SiO2)中的Si(硅)也属于非金属元素。
故选A,补充:Si
【变式5-3】如图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图,E是汞元素在元素周期表中的部分信息。则E中汞元素属于 (填“金属”“非金属”或“稀有气体”)元素;A、B、C、D四种粒子中具有相对稳定结构的原子有 (填字母)。
【答案】 金属 AC
【解析】汞属于金属,故汞元素属于金属元素;
A粒子中质子数=核外电子数,表示原子,A原子的最外层电子数为2,且只有一个电子层,达到了相对稳定结构;B粒子的最外层电子数为8,达到了相对稳定结构,但是B粒子中质子数大于核外电子数,表示离子;C粒子中,质子数=核外电子数,表示原子,且C粒子的最外层电子数为8,达到了相对稳定结构,故A、B、C、D四种粒子中具有相对稳定结构的原子有AC。
题型06 元素周期表的结构
1.元素周期表的结构
(1)横行(周期):元素周期表共有7个横行,每一个横行叫作一个周期,共7个周期。
(2)纵列(族):元素周期表共有18个纵列,每一个纵列叫作一个族(8,9,10三个纵列共同组成一个族),共16个族。
【典例6】元素周期表是学习和研究化学的重要工具。请根据下列信息回答问题。
(1)分析原子结构示意图,得出的下列规律中,正确的是___________(填字母)。
A.同一周期中各元素原子的电子层数相同
B.同一周期中从左到右各元素原子的最外层电子数依次增加
C.同一族中各元素原子的最外层电子数相同
(2)如图是元素周期表的一部分,第15号元素是 (填元素名称),该元素处于第 周期。
(3)具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素。氘和氚是制造氢弹的原料,氘原子和氚原子的质子数均为1,中子数分别为1和2,则它们 (填“是”或“不是”)同位素。
【答案】(1)AB
(2)磷/磷元素 3/三
(3)是
【解析】(1)A、由图可知,同一周期中各元素原子的电子层数相同,说法正确,符合题意;
B、由图可知,同一周期中从左到右各元素原子的最外层电子数依次增加,说法正确,符合题意;
C、由图可知,同一族中各元素原子的最外层电子数不一定相同,如0族元素中,氦元素原子的最外层电子数是2,氖元素原子的最外层电子数是8,说法错误,不符合题意。
故选:AB;
(2)由图可知,第15号元素是磷,该元素处于第三周期;
(3)具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素,元素是质子数相同的一类原子的总称,氘原子和氚原子的质子数均为1,中子数分别为1和2,则它们是同位素。
【变式6-1】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,它的内容十分丰富。如图是元素周期表的部分内容,请回答下列问题:
族周期
IA
0
1
1H
1.008
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2He
4.003
2
3Li
6.941
4Be
9.012
5B
10.81
6C
12.01
7N
14.01
8O
16.00
9F
19.00
10Ne
20.81
3
11Na
22.99
12Mg
24.31
13Al
26.98
14Si
28.09
15P
30.97
16S
32.06
17Cl
35.454
18Ar
39.95
(1)x2-与Ar的核外电子排布相同,则X2-的符号是 ;
(2)第3周期中属于金属元素的是 (填一种),其阳离子符号是 ;
(3)在元素周期表中,同一族的元素具有相似的化学性质,则下列各组元素具有相似化学性质的是________(填标号)。
A.C和Ne B.Be和Mg C.Al和Si D.F和Cl
【答案】(1)
(2)钠(合理即可) Na+(与前边所写金属元素对应)
(3)BD
【解析】(1)(氩)的原子序数是 18,因此其核外电子数为 18(原子序数 = 质子数 = 电子数);表示 X 原子获得了 2 个电子,使得电子总数与 相同(即 18 个),所以,X 原子本身的电子数为 ,原子序数为 16 的元素是硫(),因此 的符号是;故填:;
(2)第 3 周期元素包括:(钠)、(镁)、(铝)、(硅)、(磷)、(硫)、(氯)、(氩)。其中,金属元素有、、。以钠()为例,它是金属元素,其原子失去 1 个电子形成阳离子。类似的,形成 Mg2+,Al形成,故填:钠(合理即可);(与前边所写金属元素对应);
(3)A、根据元素周期表可知,(碳)和 (氖)属于同周期元素,不属于同族元素,化学性质不相似,不符合题意;
B、根据元素周期表可知,(铍)和 (镁)属于同族元素,具有相似化学性质,符合题意;
C、根据元素周期表可知,(铝)和 (硅)属于同周期元素,不属于同族元素,化学性质不相似,不符合题意;
D、根据元素周期表可知,(氟)和(氯)属于同族元素,具有相似化学性质,符合题意。
故选BD
【变式6-2】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,根据如表回答有关问题。
族
周期
IA
0
1H
1.008
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2He
4.003
2
3Li
6.941
4Be
9.012
5B
10.81
6C
12.01
7N
14.01
8O
16.00
9F
19.00
10Ne
20.18
3
11Na
22.99
12Mg
24.31
13Al
26.98
14Si
28.09
15P
30.97
16S
32.06
17Cl
35.45
18Ar
39.95
(1)第2周期第IA族元素符号是 。在第2周期中属于稀有气体元素的是 ,该元素化学性质稳定的原因是 。碳、氧元素最本质的区别是 。
(2)硅原子的质子数为 ,它的相对原子质量是 。
(3)如图是某原子结构示意图,它的最外层电子数是 ,在化学反应中该原子容易 (填“得”或“失”)电子。
(4)在元素周期表中,同一族(纵行)的元素具有相似的化学性质。则下列各组元素具有相似化学性质的是______(填标号)。
A.He和Ne B.C和Si C.Al和Mg D.O和Cl
(5)食盐的主要成分是氯化钠,其所含的阳离子是 (写符号,下同),某带2个单位负电荷的阴离子与Ar的核外电子排布相同,该阴离子为 。
【答案】(1)Li Ne 最外层电子数为8 核电荷数不同或质子数不同
(2)14 28.09
(3)7 得
(4)AB
(5)Na+ S2-
【解析】(1)根据元素周期表可知,第2周期第IA族元素符号是Li;在第2周期中属于稀有气体元素的是Ne,该元素化学性质稳定的原因是最外层电子数为8,因此具有稳定结构,碳、氧元素最本质的区别是核电荷数不同或质子数不同;
(2)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,在原子中,质子数=原子序数=核外电子数=核电荷数,硅原子的质子数为14,汉子下面的数字表示相对原子质量,故它的相对原子质量是28.09;
(3)根据结构示意图可知,它的最外层电子数是7,大于4,在化学反应中该原子容易得电子;
(4)A、He和Ne位于同一族(纵行),具有相似的化学性质,故正确;
B、C和Si位于同一族(纵行),具有相似的化学性质,故正确;
C、Al和Mg位于同一周期,不具有相似的化学性质,故错误;
D、O和Cl不位于同一族(纵行),不具有相似的化学性质,故错误,故选:AB;
(5)食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠由钠离子和氯离子构成,其所含的阳离子是Na+,Ar的核外电子排布2、8,硫原子的核外电子排布为2、8、2,容易失去两个电子形成硫离子,表示为:S2-。
【变式6-3】核电荷数为1~18的元素的原子结构示意图等信息如下,利用下表回答问题:
(1)地壳中含量最多的元素的原子序数是 。
(2)原子序数为11的元素属于 (选填“金属”或“非金属”或“稀有气体”)元素,该原子在化学反应中易 (选填“得到”或“失去”)电子形成 (选填“正”或“负”)离子;与该离子核外电子层排布相同的原子是 (填元素符号),最外层 (填“是”或“否”)达到稳定结构的。
(3)从上表中我还可以探究出以下规律:
①原子的核外电子数=原子序数= ;
②同一周期的第二周期从3号-9号元素的原子, ;
③同一纵行原子的 。
【答案】(1)8
(2)金属 失去 阳 Ne 是
(3)质子数/核电荷数 电子层数相同,最外层电子数从1依次递增到7 最外层电子数相同(氦除外 ),化学性质相似
【解析】(1)地壳中含量最多的元素是氧元素,氧元素的原子序数是8;
(2)原子序数为11的元素是钠元素,其元素汉字名称中含有“钅”旁,属于金属元素;钠原子最外层电子数为1,小于4,在化学反应中易失去电子;原子失去电子后,质子数大于电子数,形成带正电荷的阳离子;钠原子失去1个电子后,核外电子数为10,核外电子层排布为2、8,与氖原子(Ne)核外电子层排布相同,氖原子最外层电子数为8,是达到稳定结构的;
(3)①在原子中,原子的核外电子数=原子序数=质子数=核电荷数;
②同一周期(第二周期从3号~9号元素)的原子,电子层数相同,最外层电子数从1依次递增到7;
③同一纵行原子的最外层电子数相同(氦除外 ),化学性质相似。
题型07 元素周期表中的一格
在元素周期表中,一般每一种元素占据一格。
【典例7】镧是一种稀土元素,有“超级钙”的美称,其在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图如图所示,下列表述正确的是
A.x=3 B.镧原子有5个电子层
C.镧原子的核内质子数为82 D.镧的相对原子质量为138.9g
【答案】A
【解析】A、在原子中,质子数=核外电子数,由原子结构示意图可知,质子数为57,则57=2+8+18+18+8+x, 即x=3,故正确。
B、由原子结构示意图可知,镧原子有6个电子层,故错误。
C、元素周期表一格中左上角数字表示原子序数,原子序数=质子数,所以镧原子的核内质子数为57,故错误。
D、元素周期表一格中汉字下方数字表示相对原子质量,相对原子质量单位是“1”,不是“g”,镧的相对原子质量为138.9,故错误。
故选A。
【变式7-1】我国“鹊桥二号”中继星使用镀钼细丝天线,搭建了地面与“嫦娥六号”的通信桥梁。如图是钼元素在元素周期表中的相关信息及原子结构示意图。下列说法正确的是
A.的值为18 B.钼原子容易得到电子
C.钼原子的质子数为42 D.钼的相对原子质量是95.96g
【答案】C
【解析】A. 原子中质子数=核外电子数,42=2+x+18+13+1,则的值为8,此选项错误;
B. 由钼原子结构示意图可知,钼原子最外层有1个电子,容易失去电子,此选项错误;
C. 由钼的元素周期表信息可知,钼的原子序数为42,原子序数在数值上等于原子内的质子数,所以钼原子的质子数为42,此选项正确;
D. 相对原子质量是一个比值,单位是“1”,此选项错误。
故选C。
【变式7-2】“北斗”卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,其中由我国自主研发的氢原子钟和铷原子钟的使用让导航系统的精度提高了一个数量级。下图是铷元素在周期表中的信息和A、B、C、D四种粒子的结构示意图。
(1)铷元素的相对原子质量是 。
(2)A、B、C、D四种粒子结构示意图中,与铷原子化学性质相似的粒子是 。(填字母序号,下同)
(3)A、B、C、D四种粒子中具有相对稳定结构的原子是 。
【答案】(1)85.47
(2)C
(3)A
【解析】(1)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,因此铷元素的相对原子质量为85.47。
(2)元素的化学性质跟它的原子的最外层电子数目关系非常密切,决定元素化学性质的是原子的最外层电子数。铷原子的最外层电子数为1,C粒子的最外层电子数也为1,因此与铷原子化学性质相似的粒子是C。
(3)若粒子的最外层电子数为8(氦为2个),则属于相对稳定结构。A粒子的质子数=10,核外电子数=10,质子数=核外电子数,为原子,且最外层电子数为8,具有相对稳定结构;B粒子的质子数=11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为阳离子,具有相对稳定结构;C粒子的质子数=核外电子数=11,为原子,但最外层电子数为1,不具有相对稳定结构;D粒子的质子数=核外电子数=37,为原子,最外层电子数为1,不具有相对稳定结构。 因此具有相对稳定结构的原子是A。
【变式7-3】下图中的①、②分别是铌元素、锑元素在元素周期表中的信息,A、B、C、D分别是四种粒子的结构示意图。根据题中信息回答:
(1)铌原子的核外电子数为 ,锑的相对原子质量为 。
(2)若B粒子带一个单位负电荷,C粒子带两个单位正电荷,则x= ;y= 。
(3)A、B、C、D四种元素中,化学性质一定相似的是 (填字母)。
【答案】(1)41 121.8
(2)9 12
(3)AD
【解析】(1)根据元素周期表的信息可知,左上角的数字表示原子序数,则铌的原子序数为41,原子中原子序数=核外电子数,所以铌原子的核外电子数为41;元素名称下方的数字表示相对原子质量,则锑的相对原子质量为121.8,故填:41;121.8;
(2)若B粒子带一个单位负电荷,则有x-(2+8)=-1,得x=9;C粒子带两个单位正电荷,则有y-(2+8)=2,得y=12,故填:9;12;
(3)A的质子数为2,为氦元素,氦原子最外层电子数为2,其核外只有一个电子层,属于稀有气体元素;D的质子数为18,为氩元素,氩原子最外层电子数为8,也属于稀有气体元素,因此A、B、C、D四种元素中,化学性质一定相似的是AD,故填:AD。
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课题3 元素
题型01 元素的概念与本质
题型02 地壳中的元素含量
题型03 物质与元素、原子、分子、离子的关系
题型04 元素符号及符号的意义
题型05 元素的分类
题型06 元素周期表的结构
题型07 元素周期表中的一格
题型01 元素的概念与本质
1.元素的定义
元素是 (即 )相同的一类原子的总称。
2.元素的种类
(1)物质是由元素组成的。元素只有一百多种,但组成的物质有上亿种。有的物质只由 元素组成,如氧气(O2)、氮气(N2);有的物质由 元素组成,如高锰酸钾(KMnO4)是由钾、锰、氧三种元素组成的。
(2)元素的种类由 决定。同种元素的原子,质子数一定 ;不同种元素的原子,质子数一定 。
(3)同一种元素可以存在于 的物质中,如氧气、二氧化碳都含有氧元素;同一种元素可以组成多种物质,如氧气、臭氧(O3)都是由氧元素组成的物质。
3.元素的性质
(1)元素的化学性质与其原子的核外电子排布,特别是最外层电子的数目有关。即元素的化学性质主要由原子的 决定,最外层电子数相同的元素的原子具有 的化学性质(氦等除外)。
(2)当物质发生化学变化时,原子的种类 ,元素的种类 。
①元素是 概念,用于描述物质的组成。我们说物质中含有什么,指的都是元素,例如牙齿中含钙,这里的钙指的是 。
②元素的种类由质子数决定,因此核外电子数相同、核内质子数不同的两种粒子,一定不属于同种元素,如Na和Ne。
③具有相同质子数的微粒 是同种元素,如水分子(H2O)和氖原子(Ne)(都有10个质子)。
【典例1】2022年5月14日,中国商飞公司即将交付首家用户的首架C919大飞机首次飞行试验圆满成功。C919部分机身采用了新型的铝锂合金,铝锂合金中的铝元素与锂元素的本质区别是
A.相对原子质量不同 B.原子的质子数不同
C.原子的电子数不同 D.原子的中子数不同
【变式1-1】元素观、微粒观是重要的化学观念。下列有关说法正确的是
A.繁多复杂的物质世界是由种类有限的元素组成的
B.原子中的质子数和中子数一定相等
C.质子数相同的微粒一定是同种元素
D.反应物的种类相同时,生成物的种类一定相同
【变式1-2】决定元素种类的是
A.质子数 B.最外层电子数
C.电子层数 D.中子数
【变式1-3】“加铁酱油”“高钙奶粉”“加碘食盐”中的“铁、钙、碘”指的是
A.离子 B.元素 C.单质 D.原子
题型02 地壳中的元素含量
【典例2】各种元素在地壳的含量(质量分数)如图,其中占26.30%的是
A.硅元素 B.铝元素 C.氧元素 D.铁元素
【变式2-1】地壳中含量最多的金属元素是
A.Si B.Fe C.Al D.O
【变式2-2】地壳中含量最多的非金属元素是
A.氧 B.铝 C.氮 D.二氧化硅
【变式2-3】嫦娥五号带回的月壤样本分析表明,其含有钛元素是地壳中的六倍多,其中与地壳中元素有着明显的差异,地壳中所含的金属元素中含量排在第二位的是
A.硅 B.钛 C.铁 D.铝
题型03 物质与元素、原子、分子、离子的关系
由一百多种元素组成的上亿种物质都是由原子、分子或离子构成的。物质、元素、分子、原子、离子的关系如图所示:
【典例3】从微观视角认识物质组成结构,以下物质由原子构成的是
A.金刚石
B.水
C.氧气
D.氯化钠
【变式3-1】下列物质由分子直接构成的是
A.水 B.镁 C.金刚石 D.氯化钠
【变式3-2】下列物质的主要成分的组成元素中不含金属元素的是
A.水银 B.金刚石 C.石灰石 D.生石灰
【变式3-3】用“分子”“原子”“离子”或“元素”填空。
(1)铁由铁 构成,由铁 组成。
(2)二氧化碳由二氧化碳 构成,由碳 和氧 组成。
(3)氯化钠由钠 和氯 构成,由钠 和氯 组成。
(4)高锰酸钾(KMnO4)、锰酸钾(K2MnO4)中都含有钾 。
题型04 元素符号及符号的意义
1.元素符号的规定
国际上统一采用元素拉丁文名称的第一个字母(大写)来表示元素,如氢元素的符号为H;如果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同,就附加一个小写字母来区别,如Ca表示钙元素。
2.元素符号的写法
符号Fe有三种意义:①表示 ;②表示 ;③表示 。
3.元素符号的意义
元素符号前面加数字时,只有 意义,表示该元素原子的 。如2H表示2个氢原子,5O表示5个氧原子。
【典例4】完成下面各题。
(1)下面是一次练习中,王老师收集的一些错误符号,请你将其改正过来:
钙CA 镁mg 汞Ag 铝Cl 氖Ni
; ; ; ; 。
(2)按要求写出下列符号:
①氢元素 ;
②2个锌原子 ;
③氦气 ;
④地壳中含量最多的元素 ;
⑤空气中含量最多的元素 。
(3)指出下列符号的意义:
①O: ;
②3P: ;
③5Cu: 。
【变式4-1】下列组成物质的元素中,属于金属元素的是
A.Ne B.Pt C.Si D.Cl
【变式4-2】下列航母建造材料的组成元素,有书写错误的是
A.铁 B.铝AL C.碳C D.氧O
【变式4-3】用化学符号表示:
(1)两个氢分子 。
(2)氦气 。
(3)三个氧离子 。
(4)保持水的化学性质的最小微粒 。
(5)地壳中含量最多的金属元素 。
题型05 元素的分类
【典例5】嫦娥五号从月球上带回来的样品有氮气和钛铁矿石,如图为氦、钛元素在元素周期表中的部分信息。回答下列问题。
(1)从元素分类角度,氦元素属于 元素。
(2)钛原子的核外电子数是 。
(3)氦元素和钛元素的本质区别是 不同。
【变式5-1】铬硬度大,水龙头镀铬耐磨,铬在元素周期表中的一格如图所示,请回答下列问题。
(1)铬元素的原子序数为 。
(2)铬元素属于 (填“金属”或“非金属”)元素。
(3)铬“硬度大”属于 (填“物理”或“化学”)性质。
【变式5-2】2025年2月17日,在新一轮地质找矿突破战略行动中,莲花县大坪里探明了目前全省储量最大的陶土(紫砂泥)矿床。紫砂泥的主要化学成分包括二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化镁(MgO)等。上述主要成分中非金属元素有 。
A.O B.Fe C.Al D. (填元素符号)
【变式5-3】如图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图,E是汞元素在元素周期表中的部分信息。则E中汞元素属于 (填“金属”“非金属”或“稀有气体”)元素;A、B、C、D四种粒子中具有相对稳定结构的原子有 (填字母)。
题型06 元素周期表的结构
1.元素周期表的结构
(1)横行(周期):元素周期表共有 个横行,每一个横行叫作一个 ,共 个周期。
(2)纵列(族):元素周期表共有 个纵列,每一个纵列叫作一个族(8,9,10三个纵列共同组成一个族),共 个族。
【典例6】元素周期表是学习和研究化学的重要工具。请根据下列信息回答问题。
(1)分析原子结构示意图,得出的下列规律中,正确的是___________(填字母)。
A.同一周期中各元素原子的电子层数相同
B.同一周期中从左到右各元素原子的最外层电子数依次增加
C.同一族中各元素原子的最外层电子数相同
(2)如图是元素周期表的一部分,第15号元素是 (填元素名称),该元素处于第 周期。
(3)具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素。氘和氚是制造氢弹的原料,氘原子和氚原子的质子数均为1,中子数分别为1和2,则它们 (填“是”或“不是”)同位素。
【变式6-1】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,它的内容十分丰富。如图是元素周期表的部分内容,请回答下列问题:
族周期
IA
0
1
1H
1.008
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2He
4.003
2
3Li
6.941
4Be
9.012
5B
10.81
6C
12.01
7N
14.01
8O
16.00
9F
19.00
10Ne
20.81
3
11Na
22.99
12Mg
24.31
13Al
26.98
14Si
28.09
15P
30.97
16S
32.06
17Cl
35.454
18Ar
39.95
(1)x2-与Ar的核外电子排布相同,则X2-的符号是 ;
(2)第3周期中属于金属元素的是 (填一种),其阳离子符号是 ;
(3)在元素周期表中,同一族的元素具有相似的化学性质,则下列各组元素具有相似化学性质的是________(填标号)。
A.C和Ne B.Be和Mg C.Al和Si D.F和Cl
【变式6-2】元素周期表是学习和研究化学的重要工具,根据如表回答有关问题。
族
周期
IA
0
1H
1.008
IIA
IIIA
IVA
VA
VIA
VIIA
2He
4.003
2
3Li
6.941
4Be
9.012
5B
10.81
6C
12.01
7N
14.01
8O
16.00
9F
19.00
10Ne
20.18
3
11Na
22.99
12Mg
24.31
13Al
26.98
14Si
28.09
15P
30.97
16S
32.06
17Cl
35.45
18Ar
39.95
(1)第2周期第IA族元素符号是 。在第2周期中属于稀有气体元素的是 ,该元素化学性质稳定的原因是 。碳、氧元素最本质的区别是 。
(2)硅原子的质子数为 ,它的相对原子质量是 。
(3)如图是某原子结构示意图,它的最外层电子数是 ,在化学反应中该原子容易 (填“得”或“失”)电子。
(4)在元素周期表中,同一族(纵行)的元素具有相似的化学性质。则下列各组元素具有相似化学性质的是______(填标号)。
A.He和Ne B.C和Si C.Al和Mg D.O和Cl
(5)食盐的主要成分是氯化钠,其所含的阳离子是 (写符号,下同),某带2个单位负电荷的阴离子与Ar的核外电子排布相同,该阴离子为 。
【变式6-3】核电荷数为1~18的元素的原子结构示意图等信息如下,利用下表回答问题:
(1)地壳中含量最多的元素的原子序数是 。
(2)原子序数为11的元素属于 (选填“金属”或“非金属”或“稀有气体”)元素,该原子在化学反应中易 (选填“得到”或“失去”)电子形成 (选填“正”或“负”)离子;与该离子核外电子层排布相同的原子是 (填元素符号),最外层 (填“是”或“否”)达到稳定结构的。
(3)从上表中我还可以探究出以下规律:
①原子的核外电子数=原子序数= ;
②同一周期的第二周期从3号-9号元素的原子, ;
③同一纵行原子的 。
题型07 元素周期表中的一格
在元素周期表中,一般每一种元素占据一格。
【典例7】镧是一种稀土元素,有“超级钙”的美称,其在元素周期表中的部分信息及原子结构示意图如图所示,下列表述正确的是
A.x=3 B.镧原子有5个电子层
C.镧原子的核内质子数为82 D.镧的相对原子质量为138.9g
【变式7-1】我国“鹊桥二号”中继星使用镀钼细丝天线,搭建了地面与“嫦娥六号”的通信桥梁。如图是钼元素在元素周期表中的相关信息及原子结构示意图。下列说法正确的是
A.的值为18 B.钼原子容易得到电子
C.钼原子的质子数为42 D.钼的相对原子质量是95.96g
【变式7-2】“北斗”卫星导航系统是我国自主建设、独立运行的全球卫星导航系统,其中由我国自主研发的氢原子钟和铷原子钟的使用让导航系统的精度提高了一个数量级。下图是铷元素在周期表中的信息和A、B、C、D四种粒子的结构示意图。
(1)铷元素的相对原子质量是 。
(2)A、B、C、D四种粒子结构示意图中,与铷原子化学性质相似的粒子是 。(填字母序号,下同)
(3)A、B、C、D四种粒子中具有相对稳定结构的原子是 。
【变式7-3】下图中的①、②分别是铌元素、锑元素在元素周期表中的信息,A、B、C、D分别是四种粒子的结构示意图。根据题中信息回答:
(1)铌原子的核外电子数为 ,锑的相对原子质量为 。
(2)若B粒子带一个单位负电荷,C粒子带两个单位正电荷,则x= ;y= 。
(3)A、B、C、D四种元素中,化学性质一定相似的是 (填字母)。
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