4.1 原子结构与元素周期表（举一反三题型专练，北京专用）化学人教版必修第一册

**基本信息** 以“题型分类+方法提炼+举一反三”构建原子结构与元素周期表专项训练，系统整合微观结构、周期表规律及元素性质递变，强化科学思维与证据推理。 **专项设计** |模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |原子结构|1典例+3变式|微粒数目关系及特性应用|从构成微粒到质量数计算，建立微观粒子认知模型| |核外电子排布|1典例+3变式|电子层规律及结构示意图分析|基于能量差异理解排布规则，关联粒子性质| |元素周期表|1典例+3变式|周期族序数与位置关系推导|编排原则→结构分析→位置推断，形成宏观规律认知| |核素同位素|1典例+3变式|概念辨析及相对原子质量计算|通过核素符号解析，构建同位素与元素性质关联| |碱金属元素|1典例+3变式|性质相似性与递变性规律|原子结构→金属性→反应剧烈程度，体现结构决定性质| |卤族元素|1典例+3变式|氧化性比较及实验验证|从物理性质到化学性质递变，强化实验探究能力|

第一节 原子结构与元素周期表（题型突破·举一反三） 题型01 原子结构 题型02 原子核外电子排布的规律 题型03 元素周期表 题型04 核素、同位素、相对原子质量 题型05 原子结构与元素的性质——碱金属元素 题型06 原子结构与元素的性质——卤族元素 ▌题型01 原子结构 1．原子的构成微粒及作用 2．原子结构的特殊点 （1）原子的质量主要集中在原子核上； （2）原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子不显电性； （3）原子在化学变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分； （4）核电荷数（质子数）＝核外电子数，只适用于原子和分子。 3．质量数：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 【典例01】（25-26高一上·北京·阶段测试）我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了丰富的氦-3（）。下列关于的说法中，不正确的是 A．质子数为2 B．核外电子数为3 C．质量数为3 D．与互为同位素 【答案】B 【详解】A． 氦的原子序数为2，因此质子数为2，A正确； B． 对于中性原子，核外电子数等于质子数，质子数为2，因此核外电子数应为2，而不是3，B错误； C．表示质量数为3，C正确； D．和质子数相同（均为2），中子数不同（中子数为1，中子数为2），互为同位素，D正确； 故选B。 【变式1-1】（25-26高一上·北京·期中）Se是人体必需的微量元素。下列关于和的说法中不正确的是 A．和都含有34个质子 B．和互为同位素 C．和含有相同的中子数 D．和含有相同的电子数 【答案】C 【详解】A． 和 的质子数均为34，A正确； B．同位素是指质子数相同、中子数不同的原子，两者质子数相同（均为34），中子数不同，故互为同位素，B正确； C．中子数=质量数-质子数， 的中子数为78-34=44， 的中子数为80-34=46，两者的中子数不相同，C错误； D．原子中电子数等于质子数（电中性），两者质子数相同，故电子数均为34，D正确； 故选C。 【变式1-2】（25-26高一上·北京·期中）稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，稀土元素镝（Dy）常用于制造硬盘驱动器。下列关于说法不正确的是 A．质子数为66 B．中子数为98 C．质量数为230 D．核外电子数为66 【答案】C 【分析】原子符号中，Z表示质子数，A表示质量数，中子数N = A - Z，核外电子数(中性原子)等于质子数，据此解题。 【详解】A．的质子数为66，A正确； B．的中子数为164-66=98，B正确； C．的质量数为164，C错误；     D．的质子数为66，原子的核外电子数等于质子数，即核外电子数为66，D正确； 故答案为：C。 【变式1-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．和均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分和 D．衰变为的过程属于化学变化 【答案】D 【详解】A．的原子核内有40-19=21个中子，A正确； B．和最外层均只含有1个电子，易失去一个电子，B正确； C．和的相对原子质量不同，可通过质谱法区分和，C正确； D．衰变为的过程中元素种类发生了变化，不属于化学变化，D错误； 故选D。 ▌题型02 原子核外电子排布的规律 1．电子层 （1）含义：电子运动在能量不同的区域，简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （2）特点：各电子层之间没有明显的界限 （3）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．原子核外电子排布规律及其之间的关系 3．原子核外电子排布的表示方法 （1）原子结构示意图 （2）离子结构示意图 ①阳离子结构示意图：与上周期的稀有气体排布相同 ②阴离子结构示意图：与同周期的稀有气体排布相同 【典例02】（25-26高一上·北京·阶段检测）下列叙述正确的是 A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．某原子K层上只有一个电子 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 【答案】B 【详解】A．电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误； B．氢原子K层上只有一个电子，B正确； C．氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误； D．由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但为最外层时，最多可排8个电子，D错误； 答案选B。 【变式2-1】（25-26高一上·北京·阶段检测）某微观粒子的结构示意图，关于该粒子的说法正确的是 A．属于非金属元素的原子 B．核电荷数为18 C．核外电子数为18 D．在化学反应中易得电子 【答案】C 【详解】 某微观粒子的结构示意图，由结构示意图可知，该微粒中核电荷数为17，核外电子数为2+8+8=18，因此该微粒为阴离子，该微粒的最外层电子为8，为稳定结构，在化学反应中不易得到电子，故答案为C。 【变式2-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）某原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，则该原子的核电荷数为 A．6 B．8 C．16 D．4 【答案】B 【分析】利用电子层数等于周期数，依据核外电子排布规律，据此分析； 【详解】该原子的核外有2个电子层，说明该原子位于第二周期，最外层有6个电子，根据核外电子排布得到，质子数等于核电荷数，即该原子的核电荷数为8，故B正确； 答案为B。 【变式2-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）与Ne核外电子排布相同的离子跟与Ar核外电子排布相同的离子所形成的是（    ） A．MgBr2 B． C． D．KCl 【答案】B 【分析】根据元素周期表，与Ne核外电子排布相同的离子,阴离子有N3-、O2-、F-等，阳离子有Na+、Mg2+、AI3+；与Ar核外电子排布相同的离子,阴离子有P3-、S2-、CI-等，阳离子有K+、Ca2+。 【详解】A. 溴化镁中，溴离子核外电子排布与氪原子的相同，与Ne、Ar的核外电子排布不同，故A错误； B. Na2S中的Na+与Ne核外电子排布相同，S2-离子结构与Ar核外电子排布相同，故B正确； C. 是共价化合物，不是离子形成的，故C错误； D. 氯化钾中，氯离子的核外电子排布与Ar的核外电子排布相同，钾离子与Ar的核外电子排布也相同，故D错误； 正确答案是B。 ▌题型03 元素周期表 一、元素周期表的编排原则 1．元素周期表的出现与演变 （1）首创者：1869年，俄国化学家门捷列夫 （2）编排顺序：按照元素的相对原子质量由小到大排列 2．元素周期表的编排原则 把 电子层数相同的元素按照原子序数依次递增的顺序从左到右排列成一横行 叫周期。 把 不同横行中最外层电子数相同的元素按照电子层数递增的顺序排列成纵行 叫族。 二、元素周期表的结构 （1）周期：周期序数＝电子层数 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 （2）族：主族序数＝原子的最外层电子数，过渡元素的族序数一般不等 族分类 主族 副族 第Ⅷ族 0族 总数 族数目 7 7 1 1 16 列数目 7 7 3 1 18 （3）过渡元素：副族和第第Ⅷ族族 ①镧系元素：第6周期ⅢB族，共15种 ②锕系元素：第7周期ⅢB族，共15种 ③应用：找耐高温、耐腐蚀、催化剂和超导材料 2．族序数与列数的关系 （1）2、3周期IIA和IIIA相邻，原子序数相差1 （2）4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，原子序数相差11 （3）6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，还额外多出镧系和锕系，原子序数相差25 【典例03】（25-26高一上·北京·阶段检测）下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，Y是地壳中含量位于第二位的元素，下列说法不正确的是 X Y Z W T A．既有还原性又有氧化性 B．T元素位于第ⅣA族 C．可用来干燥 D．铁可和X的单质反应 【答案】C 【分析】X、Y、Z、W为短周期元素，Y是地壳中含量位于第二位的元素，Y为Si，X、Z、W、T依次为O、P、S、Ge元素；据此分析解答。 【详解】A．即，硫元素处于中间价态（+4），既有还原性又有氧化性，A正确； B．T为Ge，位于ⅣA族，B正确； C．为，属于酸性氧化物，能吸收氨气，不能用于干燥，C错误； D．X的单质为，铁在潮湿空气中与氧气反应生成氧化物，D正确； 故选C。 【变式3-1】（25-26高一上·北京·期中）下列元素属于第三周期的是 A．K B．Mg C．N D．H 【答案】B 【详解】A．K是第19号元素，核外有四个电子层，位于第四周期第ⅠA族，A错误； B．Mg是第12号元素，核外有三个电子层，属于第三周期第ⅡA族，B正确； C．N是第7号元素，核外有两个电子层，属于第二周期第ⅤA族，C错误； D．H是第1号元素，核外有一个电子层，属于第一周期第ⅠA族，D错误； 故答案选B。 【变式3-2】（（25-26高一上·北京·阶段检测））我国科学家对嫦娥六号采回的月壤样品中的 108 颗玄武岩岩屑进行了精确定年。定年方法：通过测定U-Pb 衰变体系衰变为，衰变为207Pb中207pb/206Pb来计算年龄，比值相同的年龄相近。下列说法不正确的是 A．Pb位于元素周期表中第5周期第IVA族 B．206Pb和207Pb是不同的核素 C．238U和 的中子数分别为146和143，互为同位素 D．来自同时期的玄武岩岩屑中²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb值相近 【答案】A 【详解】A．Pb是82号元素，位于元素周期表中第6周期ⅣA族，而非第5周期，A错误； B．206Pb和207Pb的质子数相同但中子数不同，属于不同核素，B正确； C．238U的中子数为238-92=146，的中子数为235-92=143，二者质子数相同，中子数不同，互为同位素，C正确； D．根据定年方法，同时期样品中207Pb/206Pb比值相近，D正确； 答案选A。 【变式3-3】（24-25高一上·北京大兴·阶段检测）下表是元素周期表的一部分，所示为1-18号元素。 (1)请写出7号元素的名称和元素符号_______。 (2)请画出14号元素的原子结构示意图_______。 (3)11号钠元素是高中化学的核心元素之一，某课外实验小组从煤油中取出一块钠，用滤纸吸干其表面的煤油，用刀切开，发现钠块切面处迅速变暗，反应的化学方程式为_______。 (4)探究钾元素(原子序数为19)的单质与水反应的生成物。甲同学猜想生成物为KOH和H2；乙同学猜想生成物为KOH和O2，你认为_______同学的猜想不合理，请从化合价的角度解释原因 _______。 (5)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理：4Ag＋2H2S＋O2=2X＋2H2O。则X的化学式是_______。其中H2S在该反应中_______(填字母)。 A．氧化剂    B．还原剂     C．既是氧化剂又是还原剂     D．既不是氧化剂又不是还原剂 (6)已知 8H+ + 2MO+ 3Cu = 3Cu2+ + 4H2O + 2MO↑，则MO中M的化合价为_______。 【答案】(1)氮  N (2) (3)4Na+O2=2Na2O (4) 乙 若生成KOH和O2，则该反应中钾元素的化合价由0价升高到 +l价，氧元素的化合价由-2价升高到0价，只有元素化合价升高，没有元素化合价降低 (5) Ag2S D (6)+5 【详解】（1）7号元素的名称为氮，元素符号为N； （2） 14号元素为Si元素，原子核外有14个电子，原子结构示意图为； （3）Na块用刀切开，发现钠块切面处迅速变暗，钠与空气中的O2发生缓慢反应生成Na2O，反应的化学方程式为：4Na+O2=2Na2O； （4）K与水反应生成KOH，K元素化合价升高，根据得失电子守恒，应该有元素的化合价降低，H2O中的H为+1价，生成H2的H为0价，符合化合价降低，因此答案是：乙不合理；若生成KOH和O2，则该反应中钾元素的化合价由0价升高到 +l价，氧元素的化合价由-2价升高到0价，只有元素化合价升高，没有元素化合价降低； （5）根据原子守恒确定X为Ag2S，H2S在该反应中化合价没有变化，既不是氧化剂又不是还原剂； （6）根据离子方程式电荷守恒，n=1，离子是，根据化合价代数和为0的原则，M的化合价为+5价。 ▌题型04 核素、同位素、相对原子质量 1．核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。 （1）符号：X，Z表示质子数，A代表质量数 （2）原子的构成微粒间的数目关系 ①电中性原子 ②带电原子——离子的电子数目计算 （3）核素之间的转化不属于物理变化，也不属于化学变化，而属于核变化 （4）微粒符号及意义 （5）常见的重要核素及其应用 U C C H（D） H（T） 核燃料 用于考古断代 相对原子质量的标准 阿伏伽德罗常数基准 制氢弹 2．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。 （2）同位素的比较 ①原子中一定含质子和电子，不一定都含有中子，如H中没有中子。 ②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 （3）特点：天然存在的同位素，相互间保持一定的比率 3．元素的相对原子质量 （1）含义：各核素相对原子质量乘以各核素所占的百分比再求和 （2）公式：＝M1a%+M2b%+M3c%+…（a%+b%+c%+…＝1） （3）举例：氯元素的相对原子质量的计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%＝35.453 【典例04】（25-26高一上·北京·阶段检测）利用激光操控方法，可以从Ca原子束流中直接俘获原子。下列说法正确的是 A．的质量数为20 B．与互为同素异形体 C．的原子核内有21个中子 D．从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 【答案】C 【详解】A．的质量数为41（上标），质子数（原子序数）为20（下标），A错误； B．与质子数相同，中子数不同，互为同位素，同素异形体是指同种元素形成的不同单质（如与），B错误； C．中子数=质量数-质子数，C正确； D．俘获原子过程未产生新物质，属于物理变化（如激光操控原子位置），化学变化需原子重新组合成新物质，D错误； 故答案选C。 【变式4-1】（24-25高一上·北京顺义·期末）碘的一种核素()可用于某些肿瘤的治疗。下列关于的说法不正确的是 A．核电荷数为53 B．中子数为72 C．质量数为125 D．核外电子数为178 【答案】D 【详解】A．核电荷数等于质子数，为53，A正确； B．中子数=质量数-质子数=125-53=72，B正确； C．质量数为左上角数字125，C正确； D．核外电子数等于质子数（中性原子），应为53而非178，D错误； 故答案选D。 【变式4-2】（24-25高一上·北京西城·期末）2016年IUPAC命名117号元素为(中文名“”，tián)，的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 A．是第七周期第VIIA族元素 B．中子数为176的核素符号是 C．在同族元素中非金属性最弱 D．的同位素原子具有相同的电子数 【答案】B 【详解】A．为117号元素，其原子核外最外层电子数是7，在元素周期表中位于第七周期第VIIA族，A项正确； B．中子数为176的核素的质量数为293，则其核素符号是，B项错误； C．同一主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，则在同族元素中非金属性最弱，C项正确； D．质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，Ts的同位素原子具有相同的电子数，D项正确； 答案选B。 【变式4-3】（24-25高一上·北京·期中）1947年，威拉德•利比(美)发明了使用碳同位素进行年代测定的方法，是一种具有放射性的碳同位素。下列关于的说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．与的化学性质几乎完全相同 C．与的中子数相同 D．碳元素的相对原子质量就是的相对原子质量 【答案】B 【详解】A．与都不是单质而是原子，不互为同素异形体，A错误； B．与互为同位素，具有相同的质子数和电子数，化学性质几乎完全相同，B正确； C．与的质子数相等均为6，中子数不同，分别为8和6，C错误； D．元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值，碳元素的相对原子质量不是的相对原子质量，D错误； 故选B。 ▌题型05 原子结构与元素的性质—碱金属元素 ①从Li→Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 ②从Li→Cs，密度逐渐增大（钠、钾反常），熔点逐渐降低。 ③相同条件下，碱金属从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。 ④相同条件下，碱金属从Li→Cs，与水反应越来越剧烈，说明金属越来越活泼。 碱金属元素性质的相似性（用R表示碱金属元素） 碱金属元素性质的递变性 性质的具体体现 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 【典例05】（25-26高一上·北京·阶段检测）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。 【变式5-1】（25-26高一上·北京·阶段检测）某课外小组同学通过实验发现钾和钠的化学性质相似。下列解释最合理的是 A．都属于金属元素 B．原子的最外层电子数相同 C．元素的最高正化合价相同 D．原子半径相差不大 【答案】B 【详解】决定元素化学性质的主要因素是最外层电子数，钠和钾都位于元素周期表IA族，最外层电子数相同，所以化学性质相似，故选B。 【变式5-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）钾元素是碱金属元素，下列对其性质的描述中，不正确的是 A．K的原子半径比Na大，离子半径比Na+大 B．K的金属性比Na强，跟水反应比Na剧烈 C．K与CuSO4溶液发生置换反应得到金属Cu D．K的最高价氧化物对应水化物的溶液可使酚酞溶液变红 【答案】C 【详解】A．同主族元素从上到下，微粒半径逐渐增大，K的原子半径比Na大，离子半径也比Na+大，A正确； B．同主族元素从上到下，元素的金属性逐渐增强，故K的金属性比Na强，跟水反应比Na剧烈，B正确； C．K极易与水反应生成氢氧化钾和氢气，则K与CuSO4溶液反应得到氢气、硫酸钾和氢氧化铜沉淀，C错误； D．K的最高价氧化物对应的水化物为KOH，其溶液是强碱溶液，可使酚酞溶液变红，D正确； 故答案为：C。 【变式5-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是（    ） A．“类钫”在化合物中呈价 B．“类钫”属过渡元素，具有放射性 C．“类钫”单质的密度小于 D．“类钫”单质有较高的熔点 【答案】A 【详解】A．119号元素应位于第八周期第Ⅰ族，属于碱金属元素，故“类钫”在化合物中呈价， A正确。 B．过渡元素均为副族和第Ⅷ元素，结合A项分析可知，“类钫”不属过渡元素，具有放射性，B错误； C．根据碱金属元素密度的递变规律可知，随着原子序数递增，密度呈增大趋势，故“类钫”单质的密度大于，C错误； D．根据碱金属元素熔沸点的递变规律可知，随着原子序数递增，熔沸点依次降低，故“类钫”单质的熔点比Cs的低，故熔点较低，D错误； 故答案为：A。 ▌题型06 原子结构与元素的性质—卤族元素 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熔、沸点：逐渐升高 ④密度：逐渐增大 ⑤水溶性：逐渐减小 ⑥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。 ⑦氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2；元素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I 总结：同主族元素从上到下，随着核电荷数的增加，原子的最外层电子数相同，原子的电子层数增加，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子能力逐渐增强、得电子能力减弱，元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，对应单质的还原性逐渐增强、氧化性逐渐减弱。 【典例06】（25-26高一上·北京·阶段检测）验证氧化性强弱，设计如下实验(忽略氧气的影响)： 已知：氯水呈黄绿色，稀溴水呈黄色，碘水呈棕黄色。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色 下列说法不正确的是 A．实验①设计目的为：排除实验②③④中水稀释的影响 B．实验②发生反应为： C．实验③的现象可以证明氧化性： D．实验④能证明氧化性： 【答案】D 【详解】A．实验采用控制变量方法，实验①为对照实验，可排除实验②③④中水稀释对溶液颜色变化的影响，故A正确； B．将氯水滴入KBr溶液中，溶液变黄色，说明能发生反应：，故B正确； C．将氯水滴入KI溶液中，发生反应，使溶液变为棕黄色。反应中氧化剂是，氧化产物是，因为氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可以证明氧化性：，故C正确； D．②反应后的溶液中含有反应产生的，但也可能含有过量的，因此可能发生反应：和，生成的遇淀粉溶液变为蓝色，该实验不能证明氧化性：，故D错误； 答案选D。 【变式6-1】（25-26高一上·北京·期中）利用图中实验装置进行相应实验，能够达到实验目的的是 X：NaBr溶液、Y：NaI溶液 A．从碘的悬浊液中分离出碘 B．验证得电子能力Cl>Br>I C．将海带灼烧成灰 D．从自来水中获得蒸馏水 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．该装置为过滤装置，碘的悬浊液中碘单质是难溶于水的固体，过滤可以分离出固体碘，装置操作正确，能达到实验目的，A符合题意； B．若通入氯气，氯气氧化溴化钠生成溴单质后，过量的氯气也会进入碘化钠溶液中氧化碘离子，无法证明是溴单质置换出碘，因此不能验证得电子能力，不能达到实验目的，B不符合题意； C．灼烧海带灰属于高温灼烧固体，应该在坩埚中进行，烧杯不能承受高温灼烧，仪器选择错误，不能达到实验目的，C不符合题意； D．蒸馏制取蒸馏水时，温度计需要测量蒸气温度，水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，不能插入液面下；且冷凝管中冷凝水应下进上出（逆流冷却效果更好），图中冷凝水方向错误，不能达到实验目的，D不符合题意； 故选A。 【变式6-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）探究酸性KMnO4溶液与KI溶液能否发生反应。 实验装置及过程 序号 现象 ⅰ 当加入5滴酸性KMnO4溶液时，溶液呈棕黄色；进一步检验溶液中有I2和Mn2+ ⅱ 继续加入15滴酸性KMnO4溶液时，产生棕褐色沉淀，溶液仍呈棕黄色；进一步检验棕褐色沉淀为MnO2 ⅲ 继续加入过量酸性KMnO4溶液时，棕褐色沉淀较实验ⅱ中多，溶液呈紫色；进一步检验上层清液中无I2和，上层清液中含有 注：和均为无色离子；Mn2+近乎无色。 下列有关叙述错误的是 A．该实验条件下，氧化性：＞I2 B．初步证明实验ⅱ棕褐色沉淀为的操作为：过滤，将洗涤后的滤渣加入双氧水溶液中，观察到立即有大量气泡产生 C．实验ⅲ中发生了反应：3I2+10+2H2O=10MnO2↓+6+4OH- D．若向酸性溶液中逐滴滴加溶液，实验开始时的现象为产生棕褐色沉淀，且溶液呈紫色 【答案】C 【分析】向KI溶液中滴加少量酸性高锰酸钾溶液，I-被氧化为I2（棕黄色）、被还原为；继续加入酸性高锰酸钾溶液，被氧化为（棕褐色沉淀）；继续加入过量酸性高锰酸钾溶液，I2被氧化为，剩余的被氧化为（棕褐色沉淀），所以棕褐色沉淀较实验ⅱ中多，溶液呈紫色溶液是因为高锰酸钾过量；据此作答。 【详解】A．实验i中将I-氧化为I2，根据氧化还原反应规律，氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，故氧化性：>I2，A正确； B．MnO2可催化H2O2分解生成O2，过滤洗涤后的滤渣加入双氧水溶液，若立即产生大量气泡，可证明沉淀为MnO2，B正确； C．实验iii中发生了两个反应，I2被氧化为，剩余的被氧化为，且环境为酸性，C错误； D．向过量酸性KMnO4溶液中滴加KI，开始时I-少量、过量，将I-氧化为，自身被还原为MnO2(棕褐色沉淀)，且未反应完，溶液呈紫色，D正确； 故答案选C。 【变式6-3】（24-25高一上·北京·阶段测试）卤素单质都是重要的化工原料。其课外小组在实验室完成了下列有关卤素单质的实验。 （1）设计以下装置（夹持装置已略去），进行实验，模拟海水提溴的部分过程。 ①a是一种黄绿色气体。A装置中通入a气体的目的是____________________（用离子方程式表示）。 ②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通入热空气。通入热空气的目的是____________________。 ③反应过程中，B装置中有SO42-生成。则气体b的化学式是____________________。检验B装置的溶液中含有SO42-的方法是______________________________。 ④C装置的作用是________________________________________。 ⑤该小组同学向反应后B装置的溶液中通入a气体，充分反应得到混合液。一位同学根据溴的沸点是59℃，提出采用__________方法从该混合液中分离出溴单质；另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，该过程中应用的方法包括______________________________。 （2）设计实验：比较C12、Br2、I2三种单质的氧化性强弱。实验记录如下： 实验步骤 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验现象 溶液变为黄色 溶液变为黄色 溶液变为蓝色 实验结论 氧化性：Cl2>Br2 氧化性：Br2>I2 ①你认为上述实验设计（填“”或“不能”__________达到实验目的，理由是______________________________。 ②Cl2、Br2、I2三种单质氧化性的递变性，用原子结构解释原因：________________________________________。 【答案】 Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 将溴单质吹出 SO2 加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀 吸收尾气中Cl2、Br2、SO2，防止污染环境 蒸馏 萃取和分液 不能 I实验后的溶液中可能存在过量的Cl2，干扰Br2和I2的氧化性比较 Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱。 【详解】(1)①要想使溴离子变成溴单质，则加入的a能和溴离子发生反应生成溴单质，氯气能和溴离子发生置换反应生成溴单质，离子反应方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2； ②溴易挥发，升高温度促进其挥发，所以通入热空气的目的是吹出Br2； ③使溴蒸气转化为氢溴酸以达到富集的目的，可知气体b为SO2，发生的反应为Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4，反应过程中，B装置中有SO42-生成．检验SO42-的方法是取少量B装置中反应后的溶液于试管中，滴加氯化钡溶液，产生白色沉淀，证明有SO42-； ④氯气不可能完全反应，氯气和溴离子反应生成溴单质，未反应的二氧化硫、氯气和溴都有毒，不能直接排空，且这几种物质都能和碱反应，所以C装置是尾气处理装置，可知C的作用为吸收未反应的Cl2、Br2和SO2； ⑤根据溴的沸点是59℃，可采用蒸馏方法从该混合液中分离出溴单质；向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，此过程中采用的混合物分离方法为萃取和分液； (2)①中所得溶液中可能含有过量的氯气，对后继氧化性强弱的比较产生干扰，故不能达到目的； ②同一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，原子核对外层电子的吸引力减弱，得电子能力逐渐减弱，氧化性减弱，故Cl2、Br2、I2氧化性逐渐减弱。 1 / 5 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 $ 第一节 原子结构与元素周期表（题型突破·举一反三） 题型01 原子结构 题型02 原子核外电子排布的规律 题型03 元素周期表 题型04 核素、同位素、相对原子质量 题型05 原子结构与元素的性质——碱金属元素 题型06 原子结构与元素的性质——卤族元素 ▌题型01 原子结构 1．原子的构成微粒及作用 2．原子结构的特殊点 （1）原子的质量主要集中在 上； （2）原子中既有正电荷，又有负电荷，但整个原子 ； （3）原子在化学变化中不可再分，但在其他变化中仍然可以再分； （4）核电荷数（质子数）＝核外电子数，只适用于原子和分子。 3．质量数：将原子核内所有 和 的相对质量取 相加所得的数值 【典例01】（25-26高一上·北京·阶段测试）我国科学家在“嫦娥五号”带回的月壤样本中发现了丰富的氦-3（）。下列关于的说法中，不正确的是 A．质子数为2 B．核外电子数为3 C．质量数为3 D．与互为同位素 【变式1-1】（25-26高一上·北京·期中）Se是人体必需的微量元素。下列关于和的说法中不正确的是 A．和都含有34个质子 B．和互为同位素 C．和含有相同的中子数 D．和含有相同的电子数 【变式1-2】（25-26高一上·北京·期中）稀土元素被称为“冶金工业的维生素”，稀土元素镝（Dy）常用于制造硬盘驱动器。下列关于说法不正确的是 A．质子数为66 B．中子数为98 C．质量数为230 D．核外电子数为66 【变式1-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）是钾元素的一种较稳定的核素，其衰变后产生。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达13亿年，故常用于古老岩石的年代测定。下列说法不正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．和均易失去一个电子 C．可通过质谱法区分和 D．衰变为的过程属于化学变化 ▌题型02 原子核外电子排布的规律 1．电子层 （1）含义：电子运动在能量不同的区域，简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （2）特点：各电子层之间没有明显的界限 （3）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 到 能量高低 由 到 2．原子核外电子排布规律及其之间的关系 3．原子核外电子排布的表示方法 （1）原子结构示意图 （2）离子结构示意图 ①阳离子结构示意图：与上周期的稀有气体排布相同 ②阴离子结构示意图：与同周期的稀有气体排布相同 【典例02】（25-26高一上·北京·阶段检测）下列叙述正确的是 A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．某原子K层上只有一个电子 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 【变式2-1】（25-26高一上·北京·阶段检测）某微观粒子的结构示意图，关于该粒子的说法正确的是 A．属于非金属元素的原子 B．核电荷数为18 C．核外电子数为18 D．在化学反应中易得电子 【变式2-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）某原子的核外有2个电子层，最外层有6个电子，则该原子的核电荷数为 A．6 B．8 C．16 D．4 【变式2-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）与Ne核外电子排布相同的离子跟与Ar核外电子排布相同的离子所形成的是（    ） A．MgBr2 B． C． D．KCl ▌题型03 元素周期表 一、元素周期表的编排原则 1．元素周期表的出现与演变 （1）首创者：1869年，俄国化学家门捷列夫 （2）编排顺序：按照元素的相对原子质量由小到大排列 2．元素周期表的编排原则 把 叫周期。 把 叫族。 二、元素周期表的结构 （1）周期：周期序数＝电子层数 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 （2）族：主族序数＝原子的最外层电子数，过渡元素的族序数一般不等 族分类 主族 副族 第Ⅷ族 0族 总数 族数目 7 7 1 1 16 列数目 7 7 3 1 18 （3）过渡元素：副族和第第Ⅷ族族 ①镧系元素：第6周期ⅢB族，共15种 ②锕系元素：第7周期ⅢB族，共15种 ③应用：找耐高温、耐腐蚀、催化剂和超导材料 2．族序数与列数的关系 （1）2、3周期IIA和IIIA相邻，原子序数相差1 （2）4、5周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，原子序数相差11 （3）6、7周期IIA和IIIA之间有副族和VIII族，还额外多出镧系和锕系，原子序数相差25 【典例03】（25-26高一上·北京·阶段检测）下表为元素周期表的一部分，其中X、Y、Z、W为短周期元素，Y是地壳中含量位于第二位的元素，下列说法不正确的是 X Y Z W T A．既有还原性又有氧化性 B．T元素位于第ⅣA族 C．可用来干燥 D．铁可和X的单质反应 【变式3-1】（25-26高一上·北京·期中）下列元素属于第三周期的是 A．K B．Mg C．N D．H 【变式3-2】（（25-26高一上·北京·阶段检测））我国科学家对嫦娥六号采回的月壤样品中的 108 颗玄武岩岩屑进行了精确定年。定年方法：通过测定U-Pb 衰变体系衰变为，衰变为207Pb中207pb/206Pb来计算年龄，比值相同的年龄相近。下列说法不正确的是 A．Pb位于元素周期表中第5周期第IVA族 B．206Pb和207Pb是不同的核素 C．238U和 的中子数分别为146和143，互为同位素 D．来自同时期的玄武岩岩屑中²⁰⁷Pb/²⁰⁶Pb值相近 【变式3-3】（24-25高一上·北京大兴·阶段检测）下表是元素周期表的一部分，所示为1-18号元素。 (1)请写出7号元素的名称和元素符号_______。 (2)请画出14号元素的原子结构示意图_______。 (3)11号钠元素是高中化学的核心元素之一，某课外实验小组从煤油中取出一块钠，用滤纸吸干其表面的煤油，用刀切开，发现钠块切面处迅速变暗，反应的化学方程式为_______。 (4)探究钾元素(原子序数为19)的单质与水反应的生成物。甲同学猜想生成物为KOH和H2；乙同学猜想生成物为KOH和O2，你认为_______同学的猜想不合理，请从化合价的角度解释原因 _______。 (5)宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中有“银针验毒”的记载，“银针验毒”的原理：4Ag＋2H2S＋O2=2X＋2H2O。则X的化学式是_______。其中H2S在该反应中_______(填字母)。 A．氧化剂    B．还原剂     C．既是氧化剂又是还原剂     D．既不是氧化剂又不是还原剂 (6)已知 8H+ + 2MO+ 3Cu = 3Cu2+ + 4H2O + 2MO↑，则MO中M的化合价为_______。 ▌题型04 核素、同位素、相对原子质量 1．核素：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。 （1）符号：X，Z表示 ，A代表 （2）原子的构成微粒间的数目关系 ①电中性原子 ②带电原子——离子的电子数目计算 （3）核素之间的转化不属于物理变化，也不属于化学变化，而属于 变化 （4）微粒符号及意义 （5）常见的重要核素及其应用 U C C H（D） H（T） 核燃料 用于考古断代 相对原子质量的标准 阿伏伽德罗常数基准 制氢弹 2．同位素 （1）概念： 相同而 不同的同一元素的不同原子互称为同位素。 （2）同位素的比较 ①原子中一定含质子和电子，不一定都含有中子，如H中没有中子。 ②电子排布完全相同的原子不一定是同一种原子，如互为同位素的各原子。 （3）特点：天然存在的同位素，相互间保持一定的比率 3．元素的相对原子质量 （1）含义：各核素相对原子质量乘以各核素所占的百分比再求和 （2）公式：＝M1a%+M2b%+M3c%+…（a%+b%+c%+…＝1） （3）举例：氯元素的相对原子质量的计算式34.969×75.77%+36.966×24.23%＝35.453 【典例04】（25-26高一上·北京·阶段检测）利用激光操控方法，可以从Ca原子束流中直接俘获原子。下列说法正确的是 A．的质量数为20 B．与互为同素异形体 C．的原子核内有21个中子 D．从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 【变式4-1】（24-25高一上·北京顺义·期末）碘的一种核素()可用于某些肿瘤的治疗。下列关于的说法不正确的是 A．核电荷数为53 B．中子数为72 C．质量数为125 D．核外电子数为178 【变式4-2】（24-25高一上·北京西城·期末）2016年IUPAC命名117号元素为(中文名“”，tián)，的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是 A．是第七周期第VIIA族元素 B．中子数为176的核素符号是 C．在同族元素中非金属性最弱 D．的同位素原子具有相同的电子数 【变式4-3】（24-25高一上·北京·期中）1947年，威拉德•利比(美)发明了使用碳同位素进行年代测定的方法，是一种具有放射性的碳同位素。下列关于的说法正确的是 A．与互为同素异形体 B．与的化学性质几乎完全相同 C．与的中子数相同 D．碳元素的相对原子质量就是的相对原子质量 ▌题型05 原子结构与元素的性质—碱金属元素 ①从Li→Cs，核电荷数逐渐增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。 ②从Li→Cs，密度逐渐增大（钠、钾反常），熔点逐渐降低。 ③相同条件下，碱金属从Li→Cs，与O2反应越来越剧烈，产物越来越复杂，说明金属越来越活泼。 ④相同条件下，碱金属从Li→Cs，与水反应越来越剧烈，说明金属越来越活泼。 碱金属元素性质的相似性（用R表示碱金属元素） 碱金属元素性质的递变性 性质的具体体现 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 【典例05】（25-26高一上·北京·阶段检测）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 【变式5-1】（25-26高一上·北京·阶段检测）某课外小组同学通过实验发现钾和钠的化学性质相似。下列解释最合理的是 A．都属于金属元素 B．原子的最外层电子数相同 C．元素的最高正化合价相同 D．原子半径相差不大 【变式5-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）钾元素是碱金属元素，下列对其性质的描述中，不正确的是 A．K的原子半径比Na大，离子半径比Na+大 B．K的金属性比Na强，跟水反应比Na剧烈 C．K与CuSO4溶液发生置换反应得到金属Cu D．K的最高价氧化物对应水化物的溶液可使酚酞溶液变红 【变式5-3】（25-26高一上·北京·阶段检测）可能存在的第119号元素被称为“类钫”，据元素周期表结构及元素性质变化趋势，有关“类钫”的预测说法正确的是（    ） A．“类钫”在化合物中呈价 B．“类钫”属过渡元素，具有放射性 C．“类钫”单质的密度小于 D．“类钫”单质有较高的熔点 ▌题型06 原子结构与元素的性质—卤族元素 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熔、沸点：逐渐升高 ④密度：逐渐增大 ⑤水溶性：逐渐减小 ⑥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。 ⑦氧化性：F2＞Cl2＞Br2＞I2；元素的非金属性：F＞Cl＞Br＞I 总结：同主族元素从上到下，随着核电荷数的增加，原子的最外层电子数相同，原子的电子层数增加，原子半径逐渐增大，原子核对外层电子的引力逐渐减弱，原子失电子能力逐渐增强、得电子能力减弱，元素的金属性逐渐增强、非金属性逐渐减弱，对应单质的还原性逐渐增强、氧化性逐渐减弱。 【典例06】（25-26高一上·北京·阶段检测）验证氧化性强弱，设计如下实验(忽略氧气的影响)： 已知：氯水呈黄绿色，稀溴水呈黄色，碘水呈棕黄色。 实验① 实验② 实验③ 实验④ 溶液变为浅黄绿色 溶液变为黄色 溶液变为棕黄色 溶液变为蓝色 下列说法不正确的是 A．实验①设计目的为：排除实验②③④中水稀释的影响 B．实验②发生反应为： C．实验③的现象可以证明氧化性： D．实验④能证明氧化性： 【变式6-1】（25-26高一上·北京·期中）利用图中实验装置进行相应实验，能够达到实验目的的是 X：NaBr溶液、Y：NaI溶液 A．从碘的悬浊液中分离出碘 B．验证得电子能力Cl>Br>I C．将海带灼烧成灰 D．从自来水中获得蒸馏水 A．A B．B C．C D．D 【变式6-2】（25-26高一上·北京·阶段检测）探究酸性KMnO4溶液与KI溶液能否发生反应。 实验装置及过程 序号 现象 ⅰ 当加入5滴酸性KMnO4溶液时，溶液呈棕黄色；进一步检验溶液中有I2和Mn2+ ⅱ 继续加入15滴酸性KMnO4溶液时，产生棕褐色沉淀，溶液仍呈棕黄色；进一步检验棕褐色沉淀为MnO2 ⅲ 继续加入过量酸性KMnO4溶液时，棕褐色沉淀较实验ⅱ中多，溶液呈紫色；进一步检验上层清液中无I2和，上层清液中含有 注：和均为无色离子；Mn2+近乎无色。 下列有关叙述错误的是 A．该实验条件下，氧化性：＞I2 B．初步证明实验ⅱ棕褐色沉淀为的操作为：过滤，将洗涤后的滤渣加入双氧水溶液中，观察到立即有大量气泡产生 C．实验ⅲ中发生了反应：3I2+10+2H2O=10MnO2↓+6+4OH- D．若向酸性溶液中逐滴滴加溶液，实验开始时的现象为产生棕褐色沉淀，且溶液呈紫色 【变式6-3】（24-25高一上·北京·阶段测试）卤素单质都是重要的化工原料。其课外小组在实验室完成了下列有关卤素单质的实验。 （1）设计以下装置（夹持装置已略去），进行实验，模拟海水提溴的部分过程。 ①a是一种黄绿色气体。A装置中通入a气体的目的是____________________（用离子方程式表示）。 ②A装置中通入a气体一段时间后，停止通入，改通入热空气。通入热空气的目的是____________________。 ③反应过程中，B装置中有SO42-生成。则气体b的化学式是____________________。检验B装置的溶液中含有SO42-的方法是______________________________。 ④C装置的作用是________________________________________。 ⑤该小组同学向反应后B装置的溶液中通入a气体，充分反应得到混合液。一位同学根据溴的沸点是59℃，提出采用__________方法从该混合液中分离出溴单质；另一位同学向该混合液中加入四氯化碳，充分振荡、静置后放出下层液体，该过程中应用的方法包括______________________________。 （2）设计实验：比较C12、Br2、I2三种单质的氧化性强弱。实验记录如下： 实验步骤 Ⅰ Ⅱ Ⅲ 实验现象 溶液变为黄色 溶液变为黄色 溶液变为蓝色 实验结论 氧化性：Cl2>Br2 氧化性：Br2>I2 ①你认为上述实验设计（填“”或“不能”__________达到实验目的，理由是______________________________。 ②Cl2、Br2、I2三种单质氧化性的递变性，用原子结构解释原因：________________________________________。 1 / 5 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 $ 第一节 原子结构与元素周期表（题型突破·举一反三） ▌题型01 原子结构 【典例01】B 【变式1-1】C 【变式1-2】C 【变式1-3】D ▌题型02 原子核外电子排布的规律 【典例02】B 【变式2-1】C 【变式2-2】B 【变式2-3】B ▌题型03 元素周期表 【典例03】C 【变式3-1】B 【变式3-2】A 【变式3-3】(1)氮  N (2) (3)4Na+O2=2Na2O (4) 乙 若生成KOH和O2，则该反应中钾元素的化合价由0价升高到 +l价，氧元素的化合价由-2价升高到0价，只有元素化合价升高，没有元素化合价降低 (5) Ag2S D (6)+5 ▌题型04 核素、同位素、相对原子质量 【典例04】C 【变式4-1】D 【变式4-2】B 【变式4-3】B ▌题型05 原子结构与元素的性质—碱金属元素 【典例05】D 【变式5-1】B 【变式5-2】C 【变式5-3】A ▌题型06 原子结构与元素的性质—卤族元素 【典例06】D 【变式6-1】A 【变式6-2】C 【变式6-3】Cl2+2Br-=Br2+2Cl- 将溴单质吹出 SO2 加入HCl溶液无沉淀生成，在滴入BaCl2溶液出现沉淀 吸收尾气中Cl2、Br2、SO2，防止污染环境 蒸馏 萃取和分液 不能 I实验后的溶液中可能存在过量的Cl2，干扰Br2和I2的氧化性比较 Cl、Br、I均为卤族元素，原子半径依次增大，原子核对电子的吸引能力依次减弱，得电子能力下降，因而氧化性逐渐减弱。 1 / 2 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 $