1、培优强化练(七)原子结构与元素周期表【学习理解】共45分一、选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1(2021深圳高一检测)2020年，我国自主研制长征五号火箭“胖五”将嫦娥五号送入地月轨道并顺利从月球带回月球土壤。下列有关说法不正确的是()A“胖五”用液氧、液氢作推进剂，在发射过程中发生氧化还原反应B“胖五”外壳为铝合金材料，其优点是熔点高、硬度大C月球土壤中可能含有未来能源材料3He，其中子数为1D3He与4He互为同位素【解析】选B。“胖五”用液氧和液氢作推进剂，这两种物质会发生氧化还原反应，A正确；“胖五”外壳为铝合金材料，其优点为密度小、熔点高，B错误；3He原子的质量数为3，
2、质子数为2，则其中子数为1，C正确；3He和4He的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，D正确。【补偿训练】下列叙述正确的是()AA族某元素的原子序数为a，则原子序数为a1的元素一定位于A族B除短周期外，其他周期均有32种元素C原子最外层只有2个电子的元素可能是金属元素，也可能不是金属元素DCa是碱金属元素【解析】选C。A族某元素的原子序数为a，若该元素为短周期元素，则原子序数为a1的元素位于A族，若该元素为长周期元素，则原子序数为a1的元素位于B族，故A错误；第四、五周期各有18种元素，故B错误；原子最外层只有2个电子的元素可能是金属元素，也可能是稀有气体元素He，故C正确；碱金属元素是
3、指A族中除H以外的所有元素，Ca是A族元素，故D错误。2(2021昆明高一检测)F、Cl和Br都是A族元素，关于这三种元素原子的说法正确的是()A原子半径：FClBrB最外层电子数都相同C核外电子层数都相同D最外层电子数都不相同【解析】选B。F、Cl和Br都是第A族元素，故最外层电子数都为7，B正确，D错误；从FBr，核外电子层数增多、原子半径逐渐增大，A错误，C错误。3科学家利用大型强子对撞机将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数118，中子数为175的超重元素，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是()A.47B57C61D293【解析】选B。对于该原子，质子数为118，中子数为1
4、75，两者之差17511857。【补偿训练】下列关于12C和13C说法正确的是()A两者互为同位素B两者互为同素异形体C两者属于同一种核素D两者属于不同种元素【解析】选A。12C和13C质子数相同，而中子数不同，二者互为同位素而非同一种核素，两者都属碳元素，不是单质，因此不互为同素异形体。4(2021保定高一检测)嫦娥四号探测器实现人类探测器首次月背软着陆。月背探测器用的是同位素温差发动机，使用的放射性同位素有Sr(锶)、Pu(钚)、Po(钋)。通过衰变产生能量发电。下列有关同位素的说法中正确的是()A位于周期表中同一族的不同的核素，一定互为同位素B同位素的物理性质完全相同，化学性质也完全相同
5、C同位素是指质子数相同中子数不同的微粒间的互称D温差发动机使用时没有发生化学变化【解析】选D。如位于周期表中第族的不同的核素，可能质子数不相等，所以它们之间不互为同位素，故A错误；同位素的物理性质有所差别，但化学性质几乎完全相同，故B错误；同位素是指质子数相同中子数不同的不同核素之间的互称，故C错误；温差发动机使用时是利用放射性同位素衰变时产生的能量转变成电能，发生的是核反应，没有发生化学变化，故D正确。5(2021佛山高一检测)13CNMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15NNMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下面有关13C、15N的叙述正确的是()A13C与15N
6、具有相同的中子数B13C与C60是同一种物质C15N与14N互为同位素D15N的核外电子数与中子数相同【解析】选C。13C与15N的中子数分别为7和8，A不正确；13C为质量数是13的碳原子，C60是碳60分子，B不正确；15N与14N是质量数不同的氮原子，二者互为同位素，C正确；15N的核外电子数为7，中子数为8，D不正确。6(2021济南高一检测)下列各原子构成的单质中，肯定能与稀硫酸反应产生H2的是()A原子核内没有中子BM层有5个电子C原子核外最外层电子数电子层数DN层上电子数与K层电子数相等，次外层有8个电子【解析】选D。A选项中的原子为H，H2不符合题意；B选项中的原子为磷，非金属
7、单质不能与稀硫酸反应生成H2；符合C选项的原子有H、Be、Al等，其中H2不能与稀硫酸反应；D选项的原子为Ca，钙单质能与稀硫酸反应生成H2。7(2021揭阳高一检测)下列关于元素周期表的说法正确的是()A能生成碱的金属元素都在第A族B第二周期第A族元素的原子核电荷数和中子数一定为6C稀有气体元素原子的最外层电子数均为8D原子序数为14的元素位于元素周期表的第3周期第A族【解析】选D。元素周期表中的第A、A族的元素都可以形成碱，A说法错误；第二周期第A族元素为C元素，其原子核的质子数为6，但是中子数可能是6个、7个、8个，B说法错误；稀有气体元素He是2号元素，原子的最外层电子数为2，C说法错
8、误；原子序数为14的元素Si的核外电子排布为2、8、4，元素位于元素周期表的第三周期第A族，D说法正确。【补偿训练】下列各表为周期表的一部分(表中为原子序数)，其中正确的是()【解析】选D。A项中2号元素应该位于周期表的最后一列，错误；B项中2号、3号、4号不应该在同一周期，因为第一周期只有两种元素H和He，错误；C项中6号、12号和24号元素不应在同一主族，因为相邻周期主族元素原子序数之差为2、8、8、18、18、32等，不存在相差6或12的情况，错误；D项完全符合元素周期表的排列规则。二、非选择题(本题共1小题，共10分)8(2021北京市东城区高一检测)A、B、C、D、E五种短周期元素的
9、原子序数依次增大，上述元素中只有一种金属元素。A、B同周期，化合物AB2、DB2均是可使澄清石灰水变浑浊的气体。又已知C、E的单质均可与NaOH溶液反应，且C的单质与NaOH溶液反应可产生气体。(1)写出C、D、E三种元素的名称：C_，D_，E_。(2)已知DB2化学性质与AB2化学性质类似，写出DB2使澄清石灰水变浑浊的化学方程式：_。(3)写出C、E的单质分别与NaOH溶液反应的离子方程式：_，_。【解析】AB2、DB2均可使澄清石灰水变浑浊，且原子序数ABD，可知A为碳，B为氧，D为硫；由于上述5种元素均为短周期元素且只有一种金属元素，且C、E的单质均可溶于NaOH溶液，其中C反应时有气
10、体产生，可推知C为铝，E为氯。答案：(1)铝硫氯(2)SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O(3)2Al2OH2H2O=2AlO3H2Cl22OH=ClClOH2O【应用实践】共35分一、选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)9(2021桂林高一检测)根据元素周期表判断，下列叙述不正确的是()AK层电子为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等BL层电子为偶数的所有第二周期元素所在族的序数与该元素原子L层电子数相等CL层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子L层电子数相等DM层电子为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子M层电子数相等【解析】选B。A项，K层电
11、子为奇数，K层最多容纳2个电子，因此K层电子数为1，属于A族，正确；B项，L层最多容纳8个电子，如果为偶数是2、4、6、8，若是2、4、6所在的族是A、A、A族，如果是8，该元素是0族，错误；C项，L层为奇数，可能是1、3、5、7，所在族分别是A、A、A、A族，与L层电子数相等，正确；D项，M层属于第三层，电子为奇数，数值分别是1、3、5、7，分别位于A、A、A、A族，与原子M层电子数相等，正确。10(2021广州高一检测)微粒的结构充满奥秘。有AZX与X两种粒子的叙述正确的是()A一定都由质子、中子和电子组成B化学性质几乎相同C质子数一定相同，质量数和中子数一定不同D核电荷数和核外电子数一定
12、相同【解析】选C。H的中子数为0，H的核外电子数为0，所以二者不一定含有中子、电子，故A错误；X与X分别为原子、阳离子，二者核外电子排布不同，则具有的化学性质不同，故B错误；X与X的质子数相同，都是Z，质量数分别为A、A1，中子数分别为AZ，A1Z，质量数和中子数一定不同，故C正确；X的核电荷数和核外电子数一定相同，而X的核电荷数、核外电子数分别为Z、Z1，故D错误。11(2021三亚高一检测)铱元素有Ir、Ir、Ir三种核素，其中Ir具有放射性，常用于工业探伤、医疗等。若Ir密封源破损，可通过吸入或皮肤污染等方式进入人体，导致严重后果。下列说法正确的是()A铱(Ir)位于周期表的第8列B可用
13、普通车辆运输Ir密封源CIr转化为Ir或者Ir的变化为化学变化DIr的中子数和质子数之差为39【解析】选D。铱(Ir)核电荷数为77，位于周期表的第六周期第族，第9列，A选项错误；Ir具有放射性，若Ir密封源破损，可通过吸入或皮肤污染等方式进入人体，不可用普通车辆运输，B选项错误；Ir转化为Ir或者Ir的变化为同位素间的转化，不属于化学变化，C选项错误；Ir的中子数19377116，质子数77，则中子数和质子数之差为39，D选项正确。【补偿训练】重水(2H2O)是重要的核工业原料，下列说法不正确的是()A氘(2H)原子核内有1个质子B1H2O与2H2O互为同位素C1HO与2HO的相对分子质量相
14、同D1H与2H是不同的核素【解析】选B。氘(2H)原子核内有1个质子，故A正确；1H2O与2H2O是化合物，不是原子，不能为同位素，故B错误；1HO的相对分子质量121820，2HO的相对分子质量221620，相对分子质量相同，故C正确；1H与2H是氢元素的不同核素，互为同位素，故D正确。12(2021重庆高一检测)下列操作能达到实验目的的是()A检验钠和钾：分别取小粒的钠和钾投入含酚酞的水中，观察溶液颜色的变化B检验氯化钠、溴化钾、碘化钾溶液：分别滴加溴水，再加入四氯化碳，振荡、观察颜色C除去氯化钾中的少量碘化钾：溶于水，并通入足量氯气，然后加热蒸干、灼烧D证明钾比钠活泼：向氯化钠水溶液中加
15、入一小粒钾，观察现象【解析】选C。钠、钾与水反应都生成强碱，使含酚酞的溶液呈红色，A错误；NaCl、KBr与溴水均不反应，故无法区别，B错误；除去氯化钾中的少量碘化钾：溶于水，并通入足量氯气置换出碘，再加热蒸干、灼烧，最终可得到氯化钾，C正确；钾进入NaCl溶液中会和H2O反应，而不可能置换出钠，D错误。二、非选择题(本题共1小题，共15分)13(2021嘉兴高一检测)完成下列问题：(1)10Be和9Be_。a是同一种原子b具有相同的中子数c具有相同的化学性质d具有相同的核外电子排布(2)有下列微粒或物质：O、O、OH2O、D2O石墨、金刚石H2、D2、T2H、D、TK、Ca、Ar，回答下列问
16、题：a互为同位素的是_；b互为同素异形体的是_；c由和中的微粒能结合成水，可得水分子的种数为_种；可得相对分子质量不同的水分子种数为_种，相对分子质量最大的是_ (写化学式)。(3)H 8O的摩尔质量为_，相同质量的H 8O与H 8O所含质子数之比为_，中子数之比为_。(4)电解相同质量的H 8O和H 8O时产生的氢气在同温同压下体积之比为_，质量之比为_。【解析】(1)10Be和9Be互为同位素，它们的质子数相同，中子数和质量数不同，不是同一种原子；但是它们都是Be元素的原子，化学性质相同，具有相同的核外电子排布，故选c、d；(2)O、O、O这三种原子质子数都是8，中子数不同，它们都是氧元素
17、的同位素；H2O和D2O，它们不是原子，也不是单质，不是同位素或同素异形体的研究范畴；石墨、金刚石都是碳元素的单质，互为同素异形体；H2、D2、T2分别是H、H、H形成的氢气单质，它们不是原子，却是同一种物质，所以它们不是同位素或同素异形体的研究范畴；H、D、T分别是H、H、H，它们的质子数都是1，中子数不同，它们都是氢元素的同位素；K、Ca、Ar，它们的质子数不同，故彼此不是同位素；故a.互为同位素的是，b.互为同素异形体的是；c.由(O、O、O)和(H、D、T)中的微粒能结合成水，由于水分子中有两个氢原子和一个氧原子，且这两个氢原子可以是不同种类的，则氢原子的“搭配”有6种，故可形成水分子
18、的种数为18(63)种；可得相对分子质量不同的水分子种数为7种，相对分子质量分别是18(H 8O)、19(HDO、H 8O)、20(D 8O、HTO、HDO、H 8O)、21(DTO、D 8O、HTO、HDO)、22(T 8O、DTO、D 8O、HTO)、23(T 8O、DTO)、24(T 8O)；相对分子质量最大的是T 8O；(3)H 8O的摩尔质量为(22)16gmol120 gmol1；M(H 8O)22 gmol1，1个H 8O分子含10个质子和10个中子，1个H 8O分子含10个质子和12个中子，假设H 8O与H 8O各有1 g，则1 g的H 8O与1 g的H 8O的质子数比为(10
19、)(10)1110，中子数比为(10)(12)1112；(4)假设H 8O和H 8O各有1 g，M(H 8O)18 gmol1，M(H 8O)20 gmol1，则n(H 8O)mol，n(H 8O)mol，则产生氢气，n(H2)mol，n(H2)mol，根据阿伏加德罗定律可知，两种氢气在同温同压下的体积比为109，质量比为(2)(4)59。答案：(1)c、d(2)a.bc187TO(3)20 gmol111101112(4)10959【迁移创新】共20分非选择题(本题共1小题，共20分)14(2021天津南开区高一检测)某研究性学习小组设计了如图所示的实验，以此来验证氯、溴、碘三种卤素单质的氧
20、化性顺序。图中A、B、C分别是浸有饱和溴化钠溶液、饱和碘化钾溶液、冷水的棉球，烧杯D中盛有氢氧化钠溶液。实验时，打开止水夹从左端导管口缓慢通入氯气片刻，关闭止水夹停通氯气再对B棉球进行加热。导管右侧插入玻璃管左侧橡胶塞请利用下表提供的信息，结合所学知识，完成下列问题：卤素单质颜色和状态蒸气颜色在水中的溶解度水溶液的颜色熔点/沸点/Cl2黄绿色气体/在一定量水中溶解的溶质的物质的量逐渐减少淡黄绿色-101-34.6Br2深红棕色液体红棕色橙色-7.258.78I2紫黑色固体紫色黄褐色113.5184.4 (1)棉球A的现象：_。(2)棉球B上反应的离子方程式：_。(3)棉球C的现象：_。(4)氢
21、氧化钠溶液的作用是_，写出其中一反应的离子方程式：_。(5)由于氟单质过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟的非金属性比氯的强：_、_。【解析】通入的Cl2，先将A棉球上的NaBr氧化为Br2，A棉球颜色随Br2浓度的增大而加深直至加热挥发出溴蒸气；挥发出的溴蒸气又将B上的KI氧化为I2，加热B，碘单质先升华后又在C棉球上凝固；通过这一系列实验现象即可得知氧化性强弱：Cl2Br2I2。HF的稳定性比HCl的强(F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧)说明氟的非金属性比氯的强。答案：(1)由白色逐渐变为橙色直至红棕色，加热后冒出红棕色气体(2)Br22I=2BrI2(3)由白色逐渐变为黄褐色直至紫黑色(4)吸收尾气，防止污染环境Cl22OH=ClClOH2O(合理即可)(5)HF的稳定性比HCl的强F2能置换出水中的氧，而Cl2不能置换出水中的氧(其他合理答案也可)