4.1 原子结构与元素周期表 第1课时（培优分层作业）化学人教版必修第一册

**基本信息** 高中化学原子结构新授课同步练，分层覆盖基础概念到高考应用，梯度合理，强化化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础层|单一概念（科学家贡献、电子层排布）|多地域期中题巩固课堂核心知识| |提升层|综合应用（微粒结构比较、离子关系）|含计算推理题深化理解| |拓展层|高考衔接（元素推断、真题演练）|结合高考真题培养学科素养|

第一节　原子结构与元素周期表 第1课时 原子结构 1．（24-25高一上·上海·期末）粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子。通过粒子轰击金箔的实验现象，提出新的原子结构模型的科学家是 A．道尔顿 B．汤姆逊 C．卢瑟福 D．德谟克利特 2．（25-26高一上·广东惠州·期中）英国著名科学家道尔顿在化学学科的主要成就是 A．发现元素周期律 B．提出元素的概念 C．提出原子学说 D．提出分子学说 3．（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）碘-131可以清除术后残留的甲状腺组织和潜在的微小癌灶。关于的说法正确的是 A．原子序数为131 B．中子数为53 C．核外电子数为53 D．元素I的相对原子质量为131 4．（25-26高一上·云南保山·期中）下列关于钠原子结构示意图的描述中，正确的是 A．钠原子核外有11个电子，排布为2、8、1 B．钠原子最外层有8个电子，达到稳定结构 C．钠原子核外电子排布为2、8、2 D．钠原子第三层电子数为8 5．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 6．（25-26高一上·上海·期中）在核外电子排布规律中，L层上最多容纳的电子数是 A．2 B．8 C．10 D．18 7．（25-26高一上·广西钦州·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 B．、、、与Ar具有相同的电子层结构 C．质量数就是元素的相对原子质量 D．汤姆生引入了量子论观点，提出了新的原子结构模型 8．镓(原子序数为31)在电子工业中得到了广泛应用，被誉为电子工业“脊梁”。已知一种镓原子的质量数为68，该原子的中子数与核外电子数之差为 A．6 B．31 C．37 D．68 9．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 10．（25-26高一上·北京·期末）有和两种元素的简单离子，它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是 A． B． C．核电荷数 D．质子数 11．（25-26高一上·上海·期中）A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。 回答下列问题： (1)写出五种元素的元素符号：A___________，B___________，C___________，D___________，E___________。 (2)D离子的电子数和元素周期表中的___________(哪种原子)的电子数相同。 1．（24-25高一上·福建泉州·期中）下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是 ①电子分层排布模型； ②“葡萄干布丁”模型； ③道尔顿原子学说； ④卢瑟福核式模型． A．①②④③ B．③②④① C．③②①④ D．③④②① 2．（24-25高一上·北京·期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．Mg的原子结构示意图： B．的电离方程式： C．氧化还原反应的电子转移： D．硫酸铁的化学式为： 3．（25-26高一上·浙江温州·期末）下列有关原子结构的说法不正确的是 A．原子的质量主要集中在原子核上 B．离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示 C．在多电子原子中，离核较近区域内运动的电子能量较高 D．第层最多能容纳的电子数为 4．（25-26高一上·黑龙江佳木斯·期末）示意图可以让抽象的概念跃然纸上。下列示意图对应的说明错误的是 示意图 说明 A．熔融NaCl能导电，说明通电的条件下使NaCl发生电离 B．Na和反应时，存在电子转移的过程 示意图 说明 C．合金内原子层之间的相对滑动变得困难 D．多电子原子，电子在能量不同的区域内运动 A．A B．B C．C D．D 5．（22-23高一下·云南文山·期末）若A、B两种元素的质子数分别为x、y，它们的离子A2-与B3＋具有相同的电子数，则下列关系正确的是 A．x-y=5 B．x＋y=5 C．y-x=5 D．x＋y=1 6．下列各组微粒中，具有相同电子数的一组是 A．Na、Mg2+、Al3+ B．F-、OH-、H3O+ C．S、Cl-、Ar D．CH4、NH3、H2S 7．回答下列问题： I．(1)已知离子R2-的原子核内有n个中子。R原子的质量数为m，则W克离子R2-含有的电子的物质的量__。 (2)30g重水(D2O)中所含中子数与___________g水(H2O)所含的中子数相等。 Ⅱ．已知A、、C、四种元素的核电荷数依次增大，A元素在地壳中含量最多；B元素原子的K层和M层电子数相同；C原子最外层电子数与A原子最外层电子数相等，且C原子比A原子多一个电子层；D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3。试回答下列问题： (3)写出下列元素的名称：___________；___________。 (4)B的原子结构示意图为___________， C的阴离子的结构示意图为___________。 (5)已知B的相对质量为24，则1.2克B原子变为离子，失去___________mol电子。 (6)与D的阴离子具有相同质子数和电子数的微粒是___________(不定项)。 A．HS− B．H2O2 C． D． 1．（2021·天津·高考真题）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘()是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是 A．的中子数为2 B．的核电荷数为1 C．是自然界中最轻的原子 D．是氢元素的一种同素异形体 2．（上海·高考真题）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝，质量数。关于鉝的叙述错误的是 A．原子序数116 B．中子数177 C．核外电子数116 D．相对原子质量293 3．（·上海·高考真题）下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是 A．H3O＋和OH－ B．CO和N2 C．HNO2和NO2－ D．CH3＋和NH4＋ 4．（2024·北京·高考真题）我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。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10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．的半衰期长，说明难以失去电子 C．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 D．从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 1 / 8 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 第1课时 原子结构 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C C C A A B B A A D 11.(1)H O Na S Cl (2)Ar（或氩） 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B D C A C B 7.(1)mol (2)33.75 (3) 氧 硫 (4)       (5)0.1 (6)AC 题号 1 2 3 4 答案 B D D A 1 / 8 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 第1课时 原子结构 1．（24-25高一上·上海·期末）粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子。通过粒子轰击金箔的实验现象，提出新的原子结构模型的科学家是 A．道尔顿 B．汤姆逊 C．卢瑟福 D．德谟克利特 【答案】C 【详解】A．道尔顿提出了近代原子学说，认为原子是不可再分的实心球体，与粒子轰击金箔实验无关，A错误； B．汤姆逊发现了电子，提出了“葡萄干面包式”原子结构模型，未进行粒子轰击金箔实验，B错误； C．卢瑟福通过粒子轰击金箔的实验现象，否定了汤姆逊的原子结构模型，提出了原子的核式结构模型，C正确； D．德谟克利特是古希腊哲学家，最早提出了“原子”的朴素概念，并未通过相关实验提出原子结构模型，D错误； 故选C。 2．（25-26高一上·广东惠州·期中）英国著名科学家道尔顿在化学学科的主要成就是 A．发现元素周期律 B．提出元素的概念 C．提出原子学说 D．提出分子学说 【答案】C 【详解】A．发现元素周期律的是俄国科学家门捷列夫，该成就不属于道尔顿，A错误； B．提出近代元素概念的是英国科学家波义耳，该成就不属于道尔顿，B错误； C．道尔顿在19世纪初提出了近代原子学说，为近代化学的发展奠定了重要基础，C正确； D．提出分子学说的是意大利科学家阿伏加德罗，该成就不属于道尔顿，D错误； 故选C。 3．（25-26高一上·河南洛阳·阶段检测）碘-131可以清除术后残留的甲状腺组织和潜在的微小癌灶。关于的说法正确的是 A．原子序数为131 B．中子数为53 C．核外电子数为53 D．元素I的相对原子质量为131 【答案】C 【详解】A．核素符号左下角的数字为质子数，I的质子数为53，原子序数等于质子数，A错误； B．中子数为，B错误； C．原子的核外电子数等于质子数，为53，C正确； D．核素的质量数只是近似等于其元素的相对原子质量，D错误； 故答案为：C。 4．（25-26高一上·云南保山·期中）下列关于钠原子结构示意图的描述中，正确的是 A．钠原子核外有11个电子，排布为2、8、1 B．钠原子最外层有8个电子，达到稳定结构 C．钠原子核外电子排布为2、8、2 D．钠原子第三层电子数为8 【答案】A 【详解】 钠原子结构示意图为，A符合题意； 故选A。 5．下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是 A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充 C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成 【答案】A 【详解】A．原子核外电子排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次升高，故K层电子的能量低于L层，A错误； B．原子核外电子排布遵循能量最低原则，即核外电子总是优先排在离核近的能量低的电子层里，即总是从K层开始填充，B正确； C．由核外电子排布规律可知，每一层最多排布的电子为2n2个(n为电子层序数)，故第二层即L层最多能容纳8个电子，C正确； D．原子由原子核与核外电子构成，D正确； 故答案为：A。 6．（25-26高一上·上海·期中）在核外电子排布规律中，L层上最多容纳的电子数是 A．2 B．8 C．10 D．18 【答案】B 【详解】L层是第二电子层，核外第层最多可容纳个电子，代入可得，即L层最多容纳8个电子，B正确，故选B。 7．（25-26高一上·广西钦州·期中）下列说法正确的是 A．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 B．、、、与Ar具有相同的电子层结构 C．质量数就是元素的相对原子质量 D．汤姆生引入了量子论观点，提出了新的原子结构模型 【答案】B 【详解】A．最外层达到稳定结构的微粒还包括阳离子、阴离子（如、等），并非只能是稀有气体原子，A错误； B．、、、的核外电子数均为18，电子排布均为2、8、8，和的电子层结构完全相同，B正确； C．质量数是某核素质子数与中子数的和，为整数；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，二者概念不同，C错误； D．汤姆生提出了“葡萄干面包式”原子结构模型，引入量子论观点提出新原子结构模型的是玻尔，D错误； 故选B。 8．镓(原子序数为31)在电子工业中得到了广泛应用，被誉为电子工业“脊梁”。已知一种镓原子的质量数为68，该原子的中子数与核外电子数之差为 A．6 B．31 C．37 D．68 【答案】A 【详解】镓的原子序数为31，原子中核外电子数等于原子序数，故核外电子数为31；中子数=质量数-质子数=68-31=37，二者差值为37-31=6，故选A。 9．下列各组微粒中，核外电子层结构相同的是 A．、、、 B．、、、 C．、、、 D．、、、 【答案】A 【详解】A．、、、电子数均为10，电子层结构相同（均为两层电子，排布为2,8），A正确； B．Na+、电子数为10（两层电子），电子数为18（三层电子），Ar电子数为18（三层电子），电子层结构不相同，B错误； C．、、电子数均为18（三层电子，排布为2,8,8），但电子数为54（多层电子），电子层结构不同，C错误； D．、、电子数为10（两层电子），电子数为18（三层电子），电子层结构不相同，D错误； 故答案选A。 10．（25-26高一上·北京·期末）有和两种元素的简单离子，它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是 A． B． C．核电荷数 D．质子数 【答案】D 【详解】A. 根据电子层结构相同，有，推导得，A错误； B. 由得，B错误； C. 核电荷数等于质子数，由a-n=b+m得，则，即核电荷数X > Y，C错误； D.核电荷数=质子数，则 质子数Y < X，D正确； 故答案选D。 11．（25-26高一上·上海·期中）A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20，其中A为非金属元素，C是金属元素；A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。 回答下列问题： (1)写出五种元素的元素符号：A___________，B___________，C___________，D___________，E___________。 (2)D离子的电子数和元素周期表中的___________(哪种原子)的电子数相同。 【答案】(1)H O Na S Cl (2)Ar（或氩） 【分析】结合题干条件逐步推导，B元素K层为第一层排布2个电子，L层电子数是K层的3倍即L层填充6个电子，原子电子排布为2、6，对应氧元素，B与D最外层电子数相同说明二者位于同一主族，结合核电荷数递增规律可推出D为硫元素，A元素为非金属且最外层只有1个电子，同时核电荷数小于氧，满足条件的只有氢元素，C为金属元素且最外层同样只有1个电子，核电荷数介于氧与硫之间，该元素为钠元素，E元素核电荷数小于20，最外层电子数比次外层电子数少1，次外层排布8个电子时最外层排布7个电子，核外电子排布为2、8、7，对应氯元素。 【详解】（1）由分析得，A、B、C、D、E分别为，，，，； （2）D是，核外电子总数=16+2=18；原子序数18的为稀有气体Ar（氩）。 1．（24-25高一上·福建泉州·期中）下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是 ①电子分层排布模型； ②“葡萄干布丁”模型； ③道尔顿原子学说； ④卢瑟福核式模型． A．①②④③ B．③②④① C．③②①④ D．③④②① 【答案】B 【详解】各原子结构模型的提出先后顺序如下：③道尔顿原子学说：19世纪初，道尔顿最先提出近代原子学说，认为原子是不可再分的实心球体。 ②“葡萄干布丁”模型：19世纪末汤姆孙发现电子后提出，认为原子中的正电荷均匀分布，电子像葡萄干镶嵌其中。 ④卢瑟福核式模型：1911年卢瑟福通过α粒子散射实验提出，认为原子的大部分质量和正电荷集中在原子核，电子绕核运动。 ①电子分层排布模型：1913年玻尔在核式模型基础上提出，引入量子化观点，认为电子在核外分层排布。 因此正确排序为③②④①，故选B。 2．（24-25高一上·北京·期中）下列化学用语或图示表达不正确的是 A．Mg的原子结构示意图： B．的电离方程式： C．氧化还原反应的电子转移： D．硫酸铁的化学式为： 【答案】D 【详解】A．Mg的核电荷数为12，核外电子分三层排布，数目依次为2、8、2，给出的原子结构示意图符合事实，A正确； B．是强电解质，在水溶液中完全电离出和，该电离方程式满足原子守恒、电荷守恒，B正确； C．氧化还原反应中还原剂失去电子、氧化剂得到电子，电子由还原剂转移到氧化剂，图示电子转移方向正确，C正确； D．硫酸铁中铁元素为+3价，硫酸根为-2价，化学式应为，是硫酸亚铁的化学式，D错误； 故答案选D。 3．（25-26高一上·浙江温州·期末）下列有关原子结构的说法不正确的是 A．原子的质量主要集中在原子核上 B．离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示 C．在多电子原子中，离核较近区域内运动的电子能量较高 D．第层最多能容纳的电子数为 【答案】C 【详解】A．原子的质量主要集中在原子核上，因为原子核由质子和中子组成，其质量占原子质量的绝大部分，而电子质量极小，A正确； B．离原子核从近到远的电子层分别用K、L、M、N、O、P、Q符号表示，这是电子层命名的国际标准，B正确； C．离核越近的电子受原子核吸引越强，能量越低；离核越远的电子能量越高，C错误； D．第n层最多能容纳的电子数为2n2，这是基于量子力学推导的电子层容纳电子数公式（如n=1时为2，n=2时为8），D正确； 故答案选C。 4．（25-26高一上·黑龙江佳木斯·期末）示意图可以让抽象的概念跃然纸上。下列示意图对应的说明错误的是 示意图 说明 A．熔融NaCl能导电，说明通电的条件下使NaCl发生电离 B．Na和反应时，存在电子转移的过程 示意图 说明 C．合金内原子层之间的相对滑动变得困难 D．多电子原子，电子在能量不同的区域内运动 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A．熔融本身就会电离出和，这是受热后自发发生的电离，并非通电的条件才使其电离；通电只是让这些自由移动的离子定向移动，从而导电，A错误； B．和反应时，原子失去电子，原子得到电子，存在电子转移的过程，示意图也清晰展示了这一过程，B正确； C．合金内不同大小的原子层之间相对滑动变得困难，因此合金通常比纯金属硬度更大，该说明与示意图相符，C正确； D．多电子原子中，电子在能量不同的区域（电子层）内运动，示意图直观呈现了电子分层排布的特点，D正确； 故答案选A。 5．（22-23高一下·云南文山·期末）若A、B两种元素的质子数分别为x、y，它们的离子A2-与B3＋具有相同的电子数，则下列关系正确的是 A．x-y=5 B．x＋y=5 C．y-x=5 D．x＋y=1 【答案】C 【详解】题中离子具有相同的电子数，A2-的核外电子数为x+2，B3＋的核外电子数为y-3，所以x+2=y-3，可得y-x=5，故选C。 6．下列各组微粒中，具有相同电子数的一组是 A．Na、Mg2+、Al3+ B．F-、OH-、H3O+ C．S、Cl-、Ar D．CH4、NH3、H2S 【答案】B 【详解】A．Na、Mg2+、Al3+三种微粒的电子数分别为11、10、10，电子数不相等，故A不符合题意； B．F-、OH-、H3O+三种微粒的电子数均为10，电子数相等，故B符合题意； C．S、Cl-、Ar三种微粒的电子数分别为16、18、18，电子数不相等，故C不符合题意； D．CH4、NH3、H2S三种微粒的电子数分别为10、10、18，电子数不相等，故D不符合题意； 答案选B。 7．回答下列问题： I． (1)已知离子R2-的原子核内有n个中子。R原子的质量数为m，则W克离子R2-含有的电子的物质的量为___________。 (2)30g重水(D2O)中所含中子数与___________g水(H2O)所含的中子数相等。 Ⅱ．已知A、、C、四种元素的核电荷数依次增大，A元素在地壳中含量最多；B元素原子的K层和M层电子数相同；C原子最外层电子数与A原子最外层电子数相等，且C原子比A原子多一个电子层；D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3。试回答下列问题： (3)写出下列元素的名称：___________；___________。 (4)B的原子结构示意图为___________， C的阴离子的结构示意图为___________。 (5)已知B的相对质量为24，则1.2克B原子变为离子，失去___________mol电子。 (6)与D的阴离子具有相同质子数和电子数的微粒是___________(不定项)。 A．HS− B．H2O2 C．HO D．NH 【答案】(1)mol (2)33.75 (3) 氧 硫 (4)         (5)0.1 (6)AC 【分析】A、、C、四种元素的核电荷数依次增大，A元素在地壳中含量最多，A是O元素；B元素原子的K层和M层电子数相同，B是Mg元素；C原子最外层电子数与A原子最外层电子数相等，且C原子比A原子多一个电子层，C是S元素；D原子与C原子具有相同的电子层数，且D原子内层电子总数比最外层电子数多3，D是Cl元素。 【详解】（1）R2-的原子核内有n个中子。R原子的质量数为m，则R原子的质子数为m-n，R2-的核外电子数为m-n+2，则W克离子R2-含有的电子的物质的量为 。 （2）D2O分子中含10个中子，H2O分子中含8个中子，设30g重水(D2O)中所含中子数与xg水(H2O)所含的中子数相等，，x=33.75g。 （3）根据以上分析，是氧元素；是硫元素； （4） B是Mg元素，原子结构示意图为 ， 是硫元素，S2-核外有18个电子，结构示意图为 。 （5）Mg原子失去2个电子形成Mg2+，B的相对质量为24，则1.2克Mg原子变为离子，失去mol电子。 （6）Cl-质子数为17、电子数为18； A. HS−-质子数为17、电子数为18，故选A；     B. H2O2质子数为18、电子数为18，故不选B； C. HO质子数为17、电子数为18，故选C；     D. NH质子数为11、电子数为10，故不选D； 选AC。 1．（2021·天津·高考真题）核聚变发电有望成为解决人类能源问题的重要手段之一、氘()是核聚变反应的主要原料，下列有关叙述正确的是 A．的中子数为2 B．的核电荷数为1 C．是自然界中最轻的原子 D．是氢元素的一种同素异形体 【答案】B 【详解】A．的中子数为2-1=1，故A错误；     B．的质子数为1，则核电荷数为1，故B正确； C．自然界中最轻的原子是，不是，故C错误； D．是氢元素的一种同位素，故D错误； 故选B。 2．（上海·高考真题）中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素Lv的名称为鉝，质量数。关于鉝的叙述错误的是 A．原子序数116 B．中子数177 C．核外电子数116 D．相对原子质量293 【答案】D 【详解】A．第116号元素Lv的原子序数为116，故A正确； B．中子数=质量数-质子数=293-116=177，故B正确； C．原子序数=核外电子数，则核外电子数为116，故C正确； D．293表示该核素的质量数，近似等于该核素的相对原子质量，而一种元素可能有多种核素，元素的相对原子质量为该元素各天然核素的平均相对质量，故D错误； 故选D。 3．（上海·高考真题）下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是 A．H3O＋和OH－ B．CO和N2 C．HNO2和NO2－ D．CH3＋和NH4＋ 【答案】D 【详解】A．H3O＋和OH－均含有10个电子，A不正确； B．CO和N2均含有14个电子，B不正确； C．HNO2和NO2－均含有24个电子，C不正确； D．CH3＋中含有8个电子，而NH4＋含有10个电子，D正确； 答案选D。 4．（2024·北京·高考真题）我国科研人员利用激光操控方法，从原子束流中直接俘获原子，实现了对同位素的灵敏检测。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10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的原子核内有21个中子 B．的半衰期长，说明难以失去电子 C．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 D．从原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 【答案】A 【详解】A．的质量数为41，质子数为20，所以中子数为，A正确； B．的半衰期长短与得失电子能力没有关系，B错误； C．根据题意衰变一半所需的时间要大于衰变一半所需的时间，C错误； D．从原子束流中直接俘获原子的过程没有新物质产生，不属于化学变化，D错误； 本题选A。 1 / 8 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 $