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衔接点21 原子的结构和元素周期表
初中要求 初步了解原子的结构。
高中要求 1. 了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图； 2. 能根据原子的结构特征确定元素。
回顾一 原子的构成
原子
2．质量数
(1)概念：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 ，所得的数值叫做质量数，常用 A 表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
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。
回顾二、 原子核外电子排布
1. 基本概念
(1)在含有多个电子的原子中，核外电子具有不同的运动状态。离核近的 电子能量较低，离核越远，电子的能量越高，所以具有不同能量的电子在不同的电子层上分层运动。
(2)离原子核最近的电子层为第 1 层，次之为第 2 层，依次类推为第3、4、5、6、7 层，也可以用字母表示，依次为 K、L、M、N、O、P、Q。
2. 核外电子排布规律
(1)核外电子总是尽可能优先排布在能量较低的电子层上，然后由里向外依次排布在能量逐渐升高的 电子层上。
(2)每层最多容纳 2n2 个电子，最外层不能超过 8个。
3. 原子结构示意图
(1)钠原子结构示意图
(2)常见原子结构示意图
4. 原子结构与元素化学性质的关系
(1)稀有气体氦气、氖气、氩气等化学性质极不活泼，又称惰性气体，从原子结构上观察可知，当原子最外层电子数为 8（只有一层时为 2）时，为相对稳定结构，化学性质稳定。
(2)当原子最外层电子数
小于 4 时，该原子易失去最外层的电子；
大于4时，该原子易得电子；
等于 4时，既不容易得电子，也不容易失电子。
(3)最外层电子数决定原子的化学性质；最外层电子数相同(且在同一列)，化学性质相似。
新知一 原子核外电子排布
1．电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
(2)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.核外电子排布规律
(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。
(2)K层为最外层时最多容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为8。
(3)K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为18。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图：
(2)画出下列原子或离子的结构示意图。
①S，S2－； ②Ca，Ca2＋。
4．1～18号元素的原子结构特点
在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有C，3倍的原子有O。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
(1)简单离子中，质子数与核外电子数的关系
阳离子(Rm＋) 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子(Rm－) 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m
(2)与Ne电子层结构相同的阳离子有：Na＋、Mg2＋、Al3＋；阴离子有：F－、O2－、N3－等。
新知二 核素　同位素
1．元素
(1)概念：具有相同的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是质子数。
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)表示方法——原子符号
(3)实例
①质子数为19，中子数为20的核素为 K；
②质子数为6，中子数为6的核素为C；
③核素C的质子数为6，中子数为 。
(4)决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。
3．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(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。
(2)氢元素的三种核素互为同位素
H H H
名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢)
符号 H D T
质子数 1 1 1
中子数 0 1 2
(3)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。
(4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
(1)一个信息丰富的符号解读
X
(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
新知三 碱金属元素
1．元素的性质
(1)金属性
金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性。即元素的金属性指元素的原子所具有的失去电子的能力。
(2)非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。即元素的非金属性指元素的原子所具有的得到电子的能力。
2．碱金属元素原子结构特点 [2022版新~教材@^*%教辅]
(1)原子结构 [20&2%2#版新教材教^辅~]
元素符号 Li Na K Rb Cs
原子结构示意图
[注意]　
①碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在；
②碱金属元素还包括Fr，它是一种放射性元素，中学阶段不讨论。
(2)对比归纳
①相似性：最外层电子数都是1 。
②递变性：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。
3．碱金属元素化学性质的比较
(1)钠、钾与氧气反应
实验装置
实验现象 都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈
化学方程式 2Na＋O2Na2O2 (钾与氧气反应生成多种氧化物，在中学阶段不做介绍)
实验结论 金属的活泼性：K＞Na
(2)钠、钾与水反应
反应 钠与水的反应 钾与水的反应
实验操作
实验现象 相同点：金属浮在水面上；金属熔化成闪亮的小球；小球不停地游动；发出“嘶嘶”的响声；反应后的溶液呈红色色
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声或着火燃烧
化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
实验结论 与水反应剧烈程度：K>Na； 金属的活泼性：K>Na
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系
从Li→Cs，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→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素的原子失去最外层电子的能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。
4．碱金属单质物理性质的比较
碱金属元素的化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
(2)递变性
具体情况如下：
物质的性质 递变规律(Li→Cs)
单质 与氧气反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；K能生成K2O2或KO2等
与水反应 反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水会立即燃烧，甚至爆炸
最高价氧化物的 水化物的碱性 LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH
新知四 卤族元素
1．卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫色固体
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
2.卤素原子结构特点
(1)原子结构 [2022~版新教&^材教辅@*]
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
(2)对比归纳
①相似性：最外层电子数都是7。
②递变性：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。 [20@22版新教材&~#^
3．卤素单质的化学性质
(1)与氢气的化合反应
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
与H2反应条件 暗处剧烈化合并爆炸 光照或点燃 加热至一定温度 不断加热才能缓慢反应
氢化物稳定性 很稳定 较稳定 不如HCl稳定 不稳定、易分解
结论 F2→I2：与H2化合越来越难，氢化物稳定性逐渐减弱；卤素的非金属性由强到弱的顺序：F>Cl>Br>I
(2)卤素单质间的置换反应
实验操作 实验现象 化学方程式
静置后，溶液呈橙色 Cl2＋2KBr=== Br2＋2KCl
静置后，溶液呈棕黄色 Cl2＋2KI===I2＋2KCl
静置后，溶液呈褐色 Br2＋2KI===I2＋2KBr
结论 Cl2→I2：氧化性逐渐减弱
4.卤族元素的化学性质与原子结构之间的关系
从F→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→原子核对最外层电子的引力逐渐 减弱→元素的原子得电子的能力逐渐减弱→元素的非金属性逐渐 减弱。 [《%#优化方~案^》@教辅]
1.卤族元素的性质比较
(1)相似性
(2)递变性
具体情况如下：
物质的性质 递变规律(F2→I2)
单质与氢气反应 反应越来越难
氢化物 稳定性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
最高价氧化物的水化物(氟除外)的酸性 逐渐减弱
(3)特殊性 [《优化方案》%教辅~@&^]
①F无正化合价，无含氧酸，而Cl、Br、I都有正化合价和含氧酸。
②Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华。
③常温下呈液态的非金属单质是Br2，淀粉遇I2变蓝色。 [《%优化方&~案#*》教辅]
④F2能从H2O中置换出O2。
2．元素非金属性强弱的判断依据
详见章末整合提升的专题一 [《%&优化^方案》教辅#*]
3．总结归纳
(1)元素性质与原子结构的关系
元素的性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。
(2)同主族元素性质的递变规律
在元素周期表中，同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，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
1．（2023秋·湖南株洲·高一校考期末）18O中子数与质子数的差为
A．10 B．8 C．2 D．18
2．（2023秋·广东江门·高一江门市第一中学校考期末）下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是
A．N2的结构式为：N≡N B．Ca与Ca互为同位素
C．Cf原子核外有98个中子 D．O2与O3互为同素异形体
3．（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是
①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
4．（2023秋·重庆合川·高一重庆市合川中学校考期末）RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a克中含有质子的物质的量为
5．（2022秋·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末）铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是
A．铁60的质子数为60
B．Fe与Fe的核外电子数相同，属于不同核素
C．Fe的核内质子数比中子数多8
D．Fe与Fe的化学性质相似，互为同素异形体
6．（2022秋·上海徐汇·高一南洋中学校考期末）我国展开“嫦娥探月”工程，向月球发起探索。2020年嫦娥五号一次带回1700多克月壤样本。研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发用作未来的新型能源。
(1) He与He它们的原子结构不同之处_______。
(2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子，由此推断一个α粒子含有_______个中子和_______个电子，α粒子是_______(填正或负离子)，它的结构示意图为_______。
(3)利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，下列说法正确的是_______。
A．3He、4He的化学性质基本相同 B．3He、4He具有相同的电子数
C．3He核聚变是化学变化 D．3He液化是化学变化
(4)同温同压下，下列关于氦气和氧气的叙述中，正确的是_______。
①氦气和氧气所含的分子数相同
②氦分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的
③氦分子与氧分子的大小几乎相同
④氦分子和氧分子本身大小对于气体体积影响可以忽略不计
⑤氦气与氧气的密度之比等于32：4
A．①② B．②④ C．③⑤ D．②③
(5)16克氧气含有n个O2分子，则阿佛加德罗常数可表示为_______。
A．2n B．(1/2)n C．16n D．(1/16)n
(6)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下，11.2L“人造空气”的质量是4.8g，该混合气体的平均分子量为_______，其中氧气和氦气的分子数之比是_______。
1．（2023秋·北京西城·高一统考期末）铈()是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于，Ce和Ce的说法中，正确的是
A．，Ce和Ce互为同位素 B．，Ce和Ce都含有58个中子
C．，Ce和Ce含有不同的质子数 D．，Ce和Ce含有不同的电子数
2．（2023秋·北京·高一汇文中学校考期末）C和C呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关和的叙述中，不正确的是
A．C与C60互为同位素 B．C与N具有相同的质量数
C． C与C质子数相同 D． C与C形成的单质化学性质基本相同
3．（2023秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）下列说法正确的是
A．Na和Mg互为同位素 B．金刚石、石墨互为同素异形体
C．C与C的核外电子排布不同 D．H2O与T2O的质量数相同
4．（2023秋·吉林长春·高一长春吉大附中实验学校校考期末）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．标准状况下，1.12LO 2中含有中子数为 NA
B．用足量水吸收1mol Cl 2，所得溶液中Cl 2、HClO、Cl-微粒数目之和小于2NA
C．100mL0.1mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D．查德威克发现了中子：He+Be→X+n，当产生0.5moln时，产物X中含中子数为3NA
5．（2023秋·上海·高一同济大学第一附属中学校考期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．3molT216O分子中的中子总数为42NA
B．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NA
C．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NA
D．1molCH中有8NA个电子
6．（2023重庆九龙坡育才中学高一期末）下列说法正确的是
A．24Na、24Mg互为同位素 B．金刚石、石墨互为同素异形体
C．12C和14C的核外电子排布不同 D．H218O与T216O的质量数相同
7.（2023北京东城高一期末）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
8.（2023上海同济大学第一附属中高一期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．3molT216O分子中的中子总数为42NA
B．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NA
C．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NA
D．1mol中有8NA个电子
9.（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是
①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
10.(2023福建省福州高级中学高一期中)下列说法正确的是
A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子
B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
C．NH与H3O＋具有相同的质子数和电子数
D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子
11．（2023秋·陕西西安·高一长安一中校考期末）下列化学用语描述正确的是
A．氚的原子结构模型：
B．可用于考古断代的一种核素的符号：C
C．16O、1H、2H、3H四种核素可构成4种水分子
D．23Na、24Mg两种核素的中子数相等，因此互为同位素
12．（2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中）“类比推理”是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A．硅是常用的半导体元素，锗也是常用的半导体元素
B．Fe和Cl2反应生成FeCl3，推测与I2反应生成FeI3
C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，推测F2与水反应生成HF和HFO
D．CO2通入Na2O2溶液生成Na2CO3，则SO2通入Na2O2溶液生成Na2SO3
13．（2023秋·天津河西·高一天津实验中学校考期末）向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是
A．NaBr和KI B．NaBr和KCl
C．NaCl和KCl D．NaCl、KCl和I2
14．（2023春·福建泉州·高一晋江市第一中学校考期中）《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”，电影中涉及很多有趣的知识。下列说法错误的是
A．影片幻想了太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一
B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程属于化学变化
C．固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管(如图1)，碳纳米管与C60互为同素异形体
D．取ag偏二甲肼(火箭推进剂)在6.4g氧气中恰好完全反应，如图2，则偏二甲肼中不含氧
15．（2023春·福建莆田·高一莆田第二十五中学校考期中）下列物质间的关系，描述不正确的是
A．Cl与Cl互为同位素 B．O2和O3互为同位素
C．C2H5OH和CH3OCH3属于同分异构体 D．金刚石、足球烯互为同素异形体
16．（2022·辽宁大连·高一期末）下列关于Co的说法中，正确的是
A．质子数是27 B．电子数是33 C．中子数是60 D．质量数是87
17．（2022·河南南阳高一阶段练习）2021年12月科学家创造出目前最轻的镁同位素18Mg，该同位素衰变过程放射出4个质子。下列关于18Mg的说法正确的是
A．中子数为6 B．核外电子数为2
C．衰变后得到16O D．1mol18Mg的质量为12g
18．（2022·浙江温州·高一阶段练习）在元素周期表中，同主族元素原子具有相同的
A．最外层电子数 B．核电荷数
C．电子层数 D．核外电子数
19．（2022·新疆·昌吉州行知学校高一期末）下列叙述正确的是
A．“人造太阳”的核燃料是氘、氚，H、H互为同位素，其物理性质和化学性质均相同
B．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号携带回的月球土壤样本中含有珍贵的He，He与He互为同素异形体
C．测定出土文物年代的C与C互为同位素
D．近年的材料新宠黑磷仅由P构成，它与白磷互为同位素
20．（2022·全国·高一课时练习）含铱元素的小行星撞击地球可能是造成恐龙灭绝的原因。铱的密度仅次于饿，化学性质与铂相似，其有多种天然同位素，Ir是最稳定的一种放射性同位素。下列有关叙述中正确的是
A．Ir中的质子数比中子数少115 B．Ir的核外电子数为77
C．铱单质能与稀盐酸反应生成H2 D．Ir元素的相对原子质量为192
21．（2022·全国·高一专题练习）以U为原料的核裂变过程如图。下列说法错误的是
A．U和U互为同位素
B．图中出现的核素共3种
C．稀有气体的原子最外层电子数为8
D．的质量数为141
22．（2022·河南南阳·高一阶段练习）我国科学家首次成功实施肝癌钇()注射技术。已知Y和Y是钇的两种核素，下列有关说法错误的是
A．钇是位于长周期的金属元素 B．Y和Y互为同位素
C．Y的中子数与电子数之差为51 D．Y和Y的化学性质基本相同
23．（2022·上海奉贤区致远高级中学高一期中）X、Y两种元素的相对原子质量分别为56、16，化合价分别为+ 3价和-2价，则X和Y组成的化合物的相对分子质量为
A．72 B．88 C．160 D．200
24．（2022·上海市南洋模范中学高一阶段练习）根据要求回答下列相关问题：
(1)科学家进行科学探究时曾用Ca轰击Bk生成Uus和Uus下列说法错误的是________。
A．Uus和Uus互为同位素
B．Ca、Bk表示两种核素
C．Ca、Bk、Uus和Uus属于四种元素
(2)下列关于I和Cs和Cs的说法正确的是________。
A．Cs和Cs的质子数相同，电子数不同 B．Cs和Cs的质量数相同，电子数不同
C．Cs和Cs的质子数相同，质量数不同 D．I和Cs和Cs的化学性质基本相同
(3)碘原子核外电子层数有________层，最外层电子数是________。
(4)钚的质子数为94。
①用核素符号表示：钚-238、钚-239和钚-244分别是________、________、________。
②钚的中子数为________。
25．（2023秋·上海奉贤·高一上海市奉贤中学校考期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：
(1)26Al和27Al_______(选填编号)。
A．是同一种元素 B．是同一种核素
C．具有相同的中子数 D．具有相同的化学性质
(2)自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si。
①Si原子的结构示意图为_______。
②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的_______。
(3)向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于_______(选填“溶液”“浊液”或“胶体”)，简单的证明方法是_______。
(4)已知硫化氢气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
①用单线桥法标出电子转移的方向和数目_______。
②氧化产物是_______，被还原的元素为_______。
③若11.2 L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为_______(用NA表示阿伏伽德罗常数)
④该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
26．（2022秋·上海闵行·高一统考期末）海洋中蕴藏丰富的卤素资源，卤素资源在科研和工农业生产中有着广泛的应用。
(1)海水中含量最多的卤素是_____。
A．氟 B．氯 C．溴 D．碘
(2)将蓝色石蕊试纸浸泡在饱和氯水中，观察到的现象是_____。
A．试纸仍为蓝色 B．试纸变红 C．试纸先变红后变白 D．试纸变无色
(3)只能用氯气和金属反应，而不能用金属与盐酸反应得到的是_____。
A．MgCl2 B．FeCl3 C．NaCl D．AlCl3
(4)粗盐提纯中需要除去Ca2+、Mg2+、SO等杂质离子，先后加入的除杂试剂顺序是：NaOH溶液；_____；_____。
(5)1774年，瑞典化学家舍勒发现软锰矿(主要成分为MnO2)与浓盐酸混合加热，会产生一种令人感到窒息的黄绿色气体。请据此写出相关的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目_____。
(6)实验室制取氯气的有关说法正确的是_____。
A．制取Cl2的气体发生装置与制O2相同
B．干燥Cl2可通过盛有碱石灰的干燥管
C．收集Cl2可用排水法或向下排气法
D．尾气Cl2吸收可用NaOH溶液衔接点21 原子的结构和元素周期表
初中要求 初步了解原子的结构。
高中要求 1. 了解原子核外电子排布规律，能画出核电荷数为1～20号元素的原子结构示意图； 2. 能根据原子的结构特征确定元素。
回顾一 原子的构成
原子
原子
2．质量数
(1)概念：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 ，所得的数值叫做质量数，常用 A 表示。
(2)构成原子的粒子间的两个关系
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。
回顾二、 原子核外电子排布
1. 基本概念
(1)在含有多个电子的原子中，核外电子具有不同的运动状态。离核近的 电子能量较低，离核越远，电子的能量越高，所以具有不同能量的电子在不同的电子层上分层运动。
(2)离原子核最近的电子层为第 1 层，次之为第 2 层，依次类推为第3、4、5、6、7 层，也可以用字母表示，依次为 K、L、M、N、O、P、Q。
2. 核外电子排布规律
(1)核外电子总是尽可能优先排布在能量较低的电子层上，然后由里向外依次排布在能量逐渐升高的 电子层上。
(2)每层最多容纳 2n2 个电子，最外层不能超过 8个。
3. 原子结构示意图
(1)钠原子结构示意图
(2)常见原子结构示意图
4. 原子结构与元素化学性质的关系
(1)稀有气体氦气、氖气、氩气等化学性质极不活泼，又称惰性气体，从原子结构上观察可知，当原子最外层电子数为 8（只有一层时为 2）时，为相对稳定结构，化学性质稳定。
(2)当原子最外层电子数
小于 4 时，该原子易失去最外层的电子；
大于4时，该原子易得电子；
等于 4时，既不容易得电子，也不容易失电子。
(3)最外层电子数决定原子的化学性质；最外层电子数相同(且在同一列)，化学性质相似。
新知一 原子核外电子排布
1．电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
(2)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.核外电子排布规律
(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。
(2)K层为最外层时最多容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多容纳的电子数为8。
(3)K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多容纳的电子数为18。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠的原子结构示意图：
(2)画出下列原子或离子的结构示意图。
①S，S2－； ②Ca，Ca2＋。
4．1～18号元素的原子结构特点
在练习本上依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析总结它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na；最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg。
(2)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
(3)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有C，3倍的原子有O。
(4)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
(5)电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
(6)最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
(1)简单离子中，质子数与核外电子数的关系
阳离子(Rm＋) 质子数＞电子数 质子数＝电子数＋m
阴离子(Rm－) 质子数＜电子数 质子数＝电子数－m
(2)与Ne电子层结构相同的阳离子有：Na＋、Mg2＋、Al3＋；阴离子有：F－、O2－、N3－等。
新知二 核素　同位素
1．元素
(1)概念：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是质子数。
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)表示方法——原子符号
(3)实例
①质子数为19，中子数为20的核素为K；
②质子数为6，中子数为6的核素为C；
③核素C的质子数为6，中子数为8。
(4)决定原子(核素)种类的是质子数和中子数。
3．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(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。
(2)氢元素的三种核素互为同位素
H H H
名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢)
符号 H D T
质子数 1 1 1
中子数 0 1 2
(3)同位素的特征
①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。
②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。
(4)常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
(1)一个信息丰富的符号解读
X
(2)元素、核素、同位素、同素异形体的联系
新知三 碱金属元素
1．元素的性质
(1)金属性
金属元素的原子最外层电子一般少于4个，在化学反应中容易失去电子，具有金属性。即元素的金属性指元素的原子所具有的失去电子的能力。
(2)非金属性
非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中容易得到电子，具有非金属性。即元素的非金属性指元素的原子所具有的得到电子的能力。
2．碱金属元素原子结构特点 [2022版新~教材@^*%教辅]
(1)原子结构 [20&2%2#版新教材教^辅~]
元素符号 Li Na K Rb Cs
原子结构示意图
[注意]　
①碱金属是一类化学性质非常活泼的金属，在自然界中都以化合态存在；
②碱金属元素还包括Fr，它是一种放射性元素，中学阶段不讨论。
(2)对比归纳
①相似性：最外层电子数都是1。
②递变性：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。
3．碱金属元素化学性质的比较
(1)钠、钾与氧气反应
实验装置
实验现象 都能在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈
化学方程式 2Na＋O2Na2O2 (钾与氧气反应生成多种氧化物，在中学阶段不做介绍)
实验结论 金属的活泼性： K＞Na
(2)钠、钾与水反应
反应 钠与水的反应 钾与水的反应
实验操作
实验现象 相同点：金属浮在水面上；金属熔化成闪亮的小球；小球不停地游动；发出“嘶嘶”的响声；反应后的溶液呈红色色
不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声或着火燃烧
化学方程式 2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑ 2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
实验结论 与水反应剧烈程度：K>Na； 金属的活泼性：K>Na
(3)碱金属元素的化学性质与原子结构之间的关系
从Li→Cs，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→原子核对最外层电子的引力逐渐减弱→元素的原子失去最外层电子的能力逐渐增强→元素的金属性逐渐增强。
4．碱金属单质物理性质的比较
碱金属元素的化学性质的相似性和递变性
(1)相似性
(2)递变性
具体情况如下：
物质的性质 递变规律(Li→Cs)
单质 与氧气反应 反应越来越剧烈，产物越来越复杂，Li生成Li2O；Na能生成Na2O和Na2O2；K能生成K2O2或KO2等
与水反应 反应越来越剧烈，Na与水剧烈反应，K能发生轻微爆炸，Rb、Cs遇水会立即燃烧，甚至爆炸
最高价氧化物的 水化物的碱性 LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH
新知四 卤族元素
1．卤素单质的物理性质
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
颜色、状态 淡黄绿色气体 黄绿色气体 深红棕色液体 紫色固体
密度 逐渐增大
熔、沸点 逐渐升高
2.卤素原子结构特点
(1)原子结构 [2022~版新教&^材教辅@*]
元素符号 F Cl Br I
原子结构示意图
(2)对比归纳
①相似性：最外层电子数都是7。
②递变性：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。 [20@22版新教材&~#^
3．卤素单质的化学性质
(1)与氢气的化合反应
卤素单质 F2 Cl2 Br2 I2
与H2反应条件 暗处剧烈化合并爆炸 光照或点燃 加热至一定温度 不断加热才能缓慢反应
氢化物稳定性 很稳定 较稳定 不如HCl稳定 不稳定、易分解
结论 F2→I2：与H2化合越来越难，氢化物稳定性逐渐减弱；卤素的非金属性由强到弱的顺序：F>Cl>Br>I
(2)卤素单质间的置换反应
实验操作 实验现象 化学方程式
静置后，溶液呈橙色 Cl2＋2KBr=== Br2＋2KCl
静置后，溶液呈棕黄色 Cl2＋2KI===I2＋2KCl
静置后，溶液呈褐色 Br2＋2KI===I2＋2KBr
结论 Cl2→I2：氧化性逐渐减弱
4.卤族元素的化学性质与原子结构之间的关系
从F→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→原子核对最外层电子的引力逐渐 减弱→元素的原子得电子的能力逐渐 减弱 →元素的非金属性逐渐 减弱 。 [《%#优化方~案^》@教辅]
1.卤族元素的性质比较
(1)相似性
(2)递变性
具体情况如下：
物质的性质 递变规律(F2→I2)
单质与氢气反应 反应越来越难
氢化物 稳定性 逐渐减弱
还原性 逐渐增强
最高价氧化物的水化物(氟除外)的酸性 逐渐减弱
(3)特殊性 [《优化方案》%教辅~@&^]
①F无正化合价，无含氧酸，而Cl、Br、I都有正化合价和含氧酸。
②Cl2易液化，Br2易挥发，I2易升华。
③常温下呈液态的非金属单质是Br2，淀粉遇I2变蓝色。 [《%优化方&~案#*》教辅]
④F2能从H2O中置换出O2。
2．元素非金属性强弱的判断依据
详见章末整合提升的专题一 [《%&优化^方案》教辅#*]
3．总结归纳
(1)元素性质与原子结构的关系
元素的性质与原子结构有密切的关系，主要与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有关。原子结构相似的一族元素，它们在化学性质上表现出相似性和递变性。
(2)同主族元素性质的递变规律
在元素周期表中，同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，失电子能力逐渐增强，得电子能力逐渐减弱。所以，金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱。
1．（2023秋·湖南株洲·高一校考期末）18O中子数与质子数的差为
A．10 B．8 C．2 D．18
【答案】C
【解析】18O质量数为18，质子数为8，中子数=质量数-质子数=18-8=10，中子数与质子数的差为2；故选C。
2．（2023秋·广东江门·高一江门市第一中学校考期末）下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是
A．N2的结构式为：N≡N B．Ca与Ca互为同位素
C．Cf原子核外有98个中子 D．O2与O3互为同素异形体
【答案】C
【解析】A．N2的结构式为：N≡N，A正确；
B．Ca与Ca质子数相同，中子数不同互为同位素，B正确；
C．Cf原子核外有98个电子，C错误；
D．O2与O3为同种元素构成的不同单质，互为同素异形体，D正确；
故选C。
3．（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是
①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
【答案】D
【解析】①同位素是指质子数相同中子数不同的原子互为同位素，其最外层电子数相同，化学性质基本相同，故①正确；
②元素是指具有相同质子数的一类原子的总称，所以质子数相同的微粒，可能是原子团或分子，不一定是同种元素，故②错误；
③微粒包含离子、原子、原子团、分子等，所以电子数相同的微粒不一定是同一种原子，故③正确；
④质量数是指中性原子中，将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值。由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1，所以质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，故④错误；
综上所述，②④错误；
故选D。
4．（2023秋·重庆合川·高一重庆市合川中学校考期末）RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a克中含有质子的物质的量为
A．(x+24-n)mol B．(x-24-n)mol
C．(x-n)mol D．(x-n)mol
【答案】D
【解析】RO中共有x个电子，R原子的质量数为A，则RO的摩尔质量为(a+48)g/mol，RO的质子数等于其电子数减去所带负电荷数，为x-n，则a克RO中含有质子的物质的量为×(x-n)= ×(x-n)mol，故选D。
5．（2022秋·重庆沙坪坝·高一重庆南开中学校考期末）铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是
A．铁60的质子数为60
B．Fe与Fe的核外电子数相同，属于不同核素
C．Fe的核内质子数比中子数多8
D．Fe与Fe的化学性质相似，互为同素异形体
【答案】B
【解析】A．铁60的质量数为60，故A错误；
B．Fe与Fe的核外电子数都是26，二者的中子数不同，属于不同核素，故B正确；
C．Fe的核内质子数是26、中子数是60-26=34，质子数比中子数少8，故C错误；
D．Fe与Fe是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，故D错误；
选B。
6．（2022秋·上海徐汇·高一南洋中学校考期末）我国展开“嫦娥探月”工程，向月球发起探索。2020年嫦娥五号一次带回1700多克月壤样本。研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发用作未来的新型能源。
(1) He与He它们的原子结构不同之处_______。
(2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子，由此推断一个α粒子含有_______个中子和_______个电子，α粒子是_______(填正或负离子)，它的结构示意图为_______。
(3)利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，下列说法正确的是_______。
A．3He、4He的化学性质基本相同 B．3He、4He具有相同的电子数
C．3He核聚变是化学变化 D．3He液化是化学变化
(4)同温同压下，下列关于氦气和氧气的叙述中，正确的是_______。
①氦气和氧气所含的分子数相同
②氦分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的
③氦分子与氧分子的大小几乎相同
④氦分子和氧分子本身大小对于气体体积影响可以忽略不计
⑤氦气与氧气的密度之比等于32：4
A．①② B．②④ C．③⑤ D．②③
(5)16克氧气含有n个O2分子，则阿佛加德罗常数可表示为_______。
A．2n B．(1/2)n C．16n D．(1/16)n
(6)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下，11.2L“人造空气”的质量是4.8g，该混合气体的平均分子量为_______，其中氧气和氦气的分子数之比是_______。
【答案】
(1)中子数不同
(2) 2 0 正离子 (3)AB
(4)B
(5)A
(6) 9.6 1：4
详解】（1）He与He具有相同的质子数，不同的中子数，它们的原子结构不同之处中子数不同，故答案为：中子数不同。
（2）α粒子是带2个单位正电荷，是正离子；核电荷数＝质子数＝核外电子数＝2，中子数＝质量数 质子数＝4 2＝2；α粒子是带2个单位正电荷，所以不含电子；它的结构示意图为；故答案为2；正离子；0；。
（3）A．3He和4He互为同位素，化学性质基本相同，故A正确；
B．3He、4He具有相同的电子数，中子数不同，故B正确；
C．核聚变时原子核发生变化，不属于化学变化，故C错误；
D．液化是状态改变，属于物理变化，故D错误；
故答案选AB。
（4）①没说明体积是否相等，无法确定氦气和氧气所含的分子数是否相同，故①错误；
②同温同压下，气体分子间的平均距离几乎是相等的，故②正确；
③氦原子与氧原子大小不同，所以氦分子与氧分子的大小不同，故③错误；
④分子直径远远小于分子之间距离，所以分子直径大小不影响气体体积大小，则氦分子和氧分子本身大小对于气体体积影响可以忽略不计，故④正确；
⑤同温同压下，气体密度之比等于摩尔质量之比，氦气与氧气的密度之比等于4：32；故⑤错误；
故答案选B。
（5）16克氧气物质的量为=0.5mol，含有n个O2分子，所以0.5NA=n，则阿佛加德罗常数可表示为NA=2n，故答案选A。
（6）在标准状况下，11.2L“人造空气”物质的量为0.5mol，质量是4.8g，该混合气体的平均分子量为=9.6g/mol；设氧气含xmol，氦气含ymol，所以x+y=0.5mol；32x+4y=4.8g；计算得x=0.1，y=0.4；故答案为：9.6；1：4。
1．（2023秋·北京西城·高一统考期末）铈()是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于，Ce和Ce的说法中，正确的是
A．，Ce和Ce互为同位素 B．，Ce和Ce都含有58个中子
C．，Ce和Ce含有不同的质子数 D．，Ce和Ce含有不同的电子数
【答案】A
【解析】A．质子数相同中子数不同的原子之间互称为同位素，Ce和Ce质子数均为58，中子数不同，二者互为同位素，A正确；
B．Ce原子中，中子数=138-58=80，Ce原子中，中子数=140-58=82，B错误；
C．Ce和Ce均含有58个质子，C错误；
D．Ce和Ce原子中，质子数=电子数=58，D错误；
故选A。
2．（2023秋·北京·高一汇文中学校考期末）C和C呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关和的叙述中，不正确的是
A．C与C60互为同位素 B．C与N具有相同的质量数
C． C与C质子数相同 D． C与C形成的单质化学性质基本相同
【答案】A
【解析】A．C60是单质，不是原子，因此C与C60不互为同位素，故A错误；
B．C与N具有相同的质量数，其质量数都为14，故B正确；
C．C与C质子数相同，其质子数为6，故C正确；
D．最外层电子数决定化学性质，因此 C与C形成的单质化学性质基本相同，故D正确。
综上所述，答案为A。
3．（2023秋·重庆九龙坡·高一重庆市育才中学校考期末）下列说法正确的是
A．Na和Mg互为同位素 B．金刚石、石墨互为同素异形体
C．C与C的核外电子排布不同 D．H2O与T2O的质量数相同
【答案】B
【解析】A．同位素指质子数相同，中子数不同的同一元素不同核素，24Na、24Mg质子数分别为11、12，质子数不同，它们不互为同位素，故A错误；
B．金刚石、石墨均是由碳元素组成的单质，它们结构不同，因此两者互为同素异形体，故B正确；
C．12C、14C质子数均为6，核外电子排布相同，故C错误；
D．质量数等于质子数+中子数，两者质量数分别为20、22，故D错误；
答案为B。
4．（2023秋·吉林长春·高一长春吉大附中实验学校校考期末）设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是
A．标准状况下，1.12LO 2中含有中子数为 NA
B．用足量水吸收1mol Cl 2，所得溶液中Cl 2、HClO、Cl-微粒数目之和小于2NA
C．100mL0.1mol·L-1的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01NA
D．查德威克发现了中子：He+Be→X+n，当产生0.5moln时，产物X中含中子数为3NA
【答案】C
【解析】A．1个18O2中含有20个中子，标准状况下1.12L18O2物质的量为=0.05mol，含中子物质的量为0.05mol×20=1mol，含有中子数为NA，A项正确；
B．用足量水吸收Cl2，所得氯水中的含氯粒子有Cl2、Cl-、ClO-、HClO，根据Cl守恒，2n(Cl2)+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=2mol，则溶液中Cl2、HClO、Cl-微粒物质的量之和小于2mol，数目小于2NA，B项正确；
C．100mL0.1mol/L的NaOH水溶液中NaOH物质的量为0.1mol/L×0.1L=0.01mol，NaOH中含O原子物质的量为0.01mol，溶剂H2O中也含有O原子，故溶液中含O原子物质的量大于0.01mol，含O原子数大于0.01NA，C项错误；
D．根据He+Be→X+n知X为C，1个X中含有6个中子，当产生0.5moln时产生0.5molX，0.5molX中含中子物质的量为0.5mol×6=3mol，含中子数为3NA，D项正确；
答案选C。
5．（2023秋·上海·高一同济大学第一附属中学校考期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．3molT216O分子中的中子总数为42NA
B．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NA
C．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NA
D．1molCH中有8NA个电子
【答案】D
【解析】A．T的中子数为2，16O的中子数为16-8=8，3molT216O分子中的中子总数=3mol×(2×2+8)×NA mol-1=36NA，A错误；
B．未给标况，无法计算，B错误；
C．未给体积，无法计算，C错误；
D．1mol CH的电子总数=1mol×(6+3-1)×NA mol-1=8NA，D正确；
答案选D。
6．（2023重庆九龙坡育才中学高一期末）下列说法正确的是
A．24Na、24Mg互为同位素 B．金刚石、石墨互为同素异形体
C．12C和14C的核外电子排布不同 D．H218O与T216O的质量数相同
【答案】B
【解析】同位素指质子数相同，中子数不同的同一元素不同核素，24Na、24Mg质子数分别为11、12，质子数不同，它们不互为同位素，A错误；金刚石、石墨均是由碳元素组成的单质，它们结构不同，因此两者互为同素异形体，B正确；12C、14C质子数均为6，核外电子排布相同，C错误；质量数等于质子数+中子数，两者质量数分别为20、22，D错误。
7.（2023北京东城高一期末）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
【解析】碱金属元素位于ⅠA族，原子核外最外层电子数都是1，A正确；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，B正确；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，C正确；
金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，D错误。
8.（2023上海同济大学第一附属中高一期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A．3molT216O分子中的中子总数为42NA
B．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NA
C．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NA
D．1mol中有8NA个电子
【答案】D
【解析】T的中子数为2，16O的中子数为16-8=8，3molT216O分子中的中子总数=3mol×(2×2+8)×NA mol-1=36NA，A错误；未给标况，无法计算，B错误；未给体积，无法计算，C错误；1molCHCe的电子总数=1mol×(6+3-1)×NA mol-1=8NA，D正确。
9.（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是
①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数
A．①③ B．③④ C．①② D．②④
【答案】D
【解析】①同位素是指质子数相同中子数不同的原子互为同位素，其最外层电子数相同，化学性质基本相同，故①正确；②元素是指具有相同质子数的一类原子的总称，所以质子数相同的微粒，可能是原子团或分子，不一定是同种元素，故②错误；③微粒包含离子、原子、原子团、分子等，所以电子数相同的微粒不一定是同一种原子，故③正确；④质量数是指中性原子中，将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值。由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1，所以质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，故④错误；综上所述，②④错误D正确。
10.(2023福建省福州高级中学高一期中)下列说法正确的是
A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子
B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素
C．NH与H3O＋具有相同的质子数和电子数
D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子
【答案】C
【解析】该微粒不一定是氩原子，如x＝17时为氯离子，x＝19时为钾离子，A错误；H原子的最外层只有1个电子，但H元素不是金属元素，B错误；NH与H3O＋所含质子数均为11，电子数均为10，C正确；最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，D错误。
11．（2023秋·陕西西安·高一长安一中校考期末）下列化学用语描述正确的是
A．氚的原子结构模型：
B．可用于考古断代的一种核素的符号：C
C．16O、1H、2H、3H四种核素可构成4种水分子
D．23Na、24Mg两种核素的中子数相等，因此互为同位素
【答案】A
【解析】A．氚的符号为H，原子核内含有1个质子、2个中子，原子核外含有1个电子，则原子结构模型： ，A正确；
B．碳-14可用于考古断代，是碳元素的一种核素，其符号为C，B不正确；
C．16O、1H、2H、3H四种核素可构成1H216O、2H216O、3H216O、1H2H16O、2H3H16O、1H3H16O共6种水分子，C不正确；
D．23Na、24Mg两种核素的中子数都为12，但二者的质子数不同，因此不互为同位素，D不正确；
故选A。
12．（2023春·上海徐汇·高一上海市第四中学校考期中）“类比推理”是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是
A．硅是常用的半导体元素，锗也是常用的半导体元素
B．Fe和Cl2反应生成FeCl3，推测与I2反应生成FeI3
C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，推测F2与水反应生成HF和HFO
D．CO2通入Na2O2溶液生成Na2CO3，则SO2通入Na2O2溶液生成Na2SO3
【答案】A
【解析】A．硅在金属和非金属之间，是常用的半导体元素，锗也排在金属和非金属之间，也是常用的半导体元素，A正确；
B．．Fe和Cl2反应生成FeCl，但是I2氧化性较弱，与Fe反应生成FeI2，B错误；
C．Cl2与水反应生成HCl和HClO，但是F2氧化性较强，与水反应生成HF和O2，C错误；
D．CO2通入Na2O2溶液生成Na2CO3，SO2有强还原性，Na2O2有强氧化性，二者反应生成Na2SO4，
D错误；
故选A。
13．（2023秋·天津河西·高一天津实验中学校考期末）向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是
A．NaBr和KI B．NaBr和KCl
C．NaCl和KCl D．NaCl、KCl和I2
【答案】C
【解析】向NaBr和KI 的混合溶液中，通入足量的Cl2，发生反应：KI+ Cl2=KCl+ I2，NaBr+ Cl2=NaCl+Br2，加热，Br2挥发，I2升华，最后得到固体为：NaCl和KCl。
故选C。
14．（2023春·福建泉州·高一晋江市第一中学校考期中）《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”，电影中涉及很多有趣的知识。下列说法错误的是
A．影片幻想了太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一
B．电影中由硅、碳、氧、硫等元素经过一系列变化能变成铁，该过程属于化学变化
C．固定太空电梯的缆绳材料最有可能是碳纳米管(如图1)，碳纳米管与C60互为同素异形体
D．取ag偏二甲肼(火箭推进剂)在6.4g氧气中恰好完全反应，如图2，则偏二甲肼中不含氧
【答案】B
【解析】A．氦气属于稀有气体、是空气的成分之一，选项A正确；
B．原子是化学变化中的最小微粒，化学变化中原子核不会变，该过程属于核聚变，选项B错误；
C．碳纳米管与C60属于碳的不同单质，互为同素异形体，C正确；
D．水中氧元素质量为3.6g×=3.2g，二氧化碳中氧元素质量为4.4g×=3.2，3.2g+3.2g，故偏二甲肼中不含氧元素，选项D正确；
答案选B。
15．（2023春·福建莆田·高一莆田第二十五中学校考期中）下列物质间的关系，描述不正确的是
A．Cl与Cl互为同位素 B．O2和O3互为同位素
C．C2H5OH和CH3OCH3属于同分异构体 D．金刚石、足球烯互为同素异形体
【答案】B
【解析】A．．Cl与Cl核电荷数相同，中子数不同，两者互为同位素，A正确；
B．O2和O3是由氧元素组成的不同的单质，互为同素异形体，B错误；
C．C2H5OH和CH3OCH3分子式相同，结构不同，两者互为同分异构体，C正确；
D．金刚石、足球烯都是由碳元素组成的碳的单质，互为同素异形体，D正确；
故答案选B。
16．（2022·辽宁大连·高一期末）下列关于Co的说法中，正确的是
A．质子数是27 B．电子数是33 C．中子数是60 D．质量数是87
【答案】A
【解析】A．根据原子构成，左下角为质子数，Co的质子数为27，故A正确；
B．对原子来说，质子数等于核外电子数，即该核素的电子数为27，故B错误；
C．中子数=质量数-质子数=60-27=33，故C错误；
D．左上角为质量数，即质量数为60，故D错误；
答案为A。
17．（2022·河南南阳高一阶段练习）2021年12月科学家创造出目前最轻的镁同位素18Mg，该同位素衰变过程放射出4个质子。下列关于18Mg的说法正确的是
A．中子数为6 B．核外电子数为2
C．衰变后得到16O D．1mol18Mg的质量为12g
【答案】A
【解析】A．Mg原子的质子数为12，则中子数为18-12=6，故A正确；
B．原子中质子数等于核外电子数，Mg原子的质子数为12，核外电子数为12，故B错误；
C．18Mg原子的质子数为12，衰变过程放射出4个质子，衰变后质子数为8，质量数为14，得到14O，故C错误；
D．摩尔质量的数值等于质量数，1mol18Mg的质量为18g，故D错误；
18．（2022·浙江温州·高一阶段练习）在元素周期表中，同主族元素原子具有相同的
A．最外层电子数 B．核电荷数
C．电子层数 D．核外电子数
【答案】A
【解析】在元素周期表中，同主族元素最外层电子数相同，从上到下，核电荷数、电子层数和核外电子数都逐渐增大，故选A。
19．（2022·新疆·昌吉州行知学校高一期末）下列叙述正确的是
A．“人造太阳”的核燃料是氘、氚，H、H互为同位素，其物理性质和化学性质均相同
B．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号携带回的月球土壤样本中含有珍贵的He，He与He互为同素异形体
C．测定出土文物年代的C与C互为同位素
D．近年的材料新宠黑磷仅由P构成，它与白磷互为同位素
【答案】C
【解析】A．同位素的物理性质有差异，A错误；
B．同位素是指质子数相同，而中子数不同的同种元素的原子，故He与He互为同位素，B错误；
C．C与C互为同位素，C正确；
D．同素异形体是指同种元素形成的不同单质，故黑磷和白磷互为同素异形体，D错误；
故选C。
20．（2022·全国·高一课时练习）含铱元素的小行星撞击地球可能是造成恐龙灭绝的原因。铱的密度仅次于饿，化学性质与铂相似，其有多种天然同位素，Ir是最稳定的一种放射性同位素。下列有关叙述中正确的是
A．Ir中的质子数比中子数少115 B．Ir的核外电子数为77
C．铱单质能与稀盐酸反应生成H2 D．Ir元素的相对原子质量为192
【答案】B
【解析】A．Ir质量数为192，质子数为77，中子数为192-77=115，所以质子数比中子数少115-77=38，A错误；
B．原子中，核电荷数=质子数=核外电子数=元素的原子序数，所以Ir的核外电子数为77，B正确；
C．铂的性质稳定，与稀盐酸不发生反应，铱单质化学性质与铂相似，不能与稀盐酸反应，C错误；
D．元素的相对原子质量取决于各天然同位素在自然界的丰度，Ir元素有多种天然同位素，其相对原子质量不等于192，D错误；
答案选B。
21．（2022·全国·高一专题练习）以U为原料的核裂变过程如图。下列说法错误的是
A．U和U互为同位素
B．图中出现的核素共3种
C．稀有气体的原子最外层电子数为8
D．的质量数为141
【答案】B
【解析】A．质子数相同、中子数不同的核素称为同位素，U和U互为同位素，A正确；
B．核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，图中出现的核素有U、U、Ba、Kr共4种，B错误；
C．稀有气体Kr的原子核外电子排布为2、8、18、8，最外层电子数为8，C正确；
D．左上角数字代表质量数，Ba的质量数为141，D正确；
故选：B。
22．（2022·河南南阳·高一阶段练习）我国科学家首次成功实施肝癌钇()注射技术。已知Y和Y是钇的两种核素，下列有关说法错误的是
A．钇是位于长周期的金属元素 B．Y和Y互为同位素
C．Y的中子数与电子数之差为51 D．Y和Y的化学性质基本相同
【答案】C
【解析】A．钇是39号元素，位于元素周期表的第五周期ⅢB族，是长周期的金属元素，故A正确；
B．Y和Y是质子数相同、中子数不同的两种核素，互为同位素，故B正确；
C．Y的中子数为90-39=51，电子数为39，中子数与电子数之差是51-39=12，故C错误；
D．Y和Y核外电子排布相同，所以化学性质基本相同，故D正确；
选C。
23．（2022·上海奉贤区致远高级中学高一期中）X、Y两种元素的相对原子质量分别为56、16，化合价分别为+ 3价和-2价，则X和Y组成的化合物的相对分子质量为
A．72 B．88 C．160 D．200
【答案】C
【解析】X、Y两种元素的化合价分别为+ 3价和-2价，根据化合价代数和等于0，组成化合物的化学式为X2Y3，X、Y两种元素的相对原子质量分别为56、16，则X和Y组成的化合物的相对分子质量为56×2+16×3=160，故选C。
24．（2022·上海市南洋模范中学高一阶段练习）根据要求回答下列相关问题：
(1)科学家进行科学探究时曾用Ca轰击Bk生成Uus和Uus下列说法错误的是________。
A．Uus和Uus互为同位素
B．Ca、Bk表示两种核素
C．Ca、Bk、Uus和Uus属于四种元素
(2)下列关于I和Cs和Cs的说法正确的是________。
A．Cs和Cs的质子数相同，电子数不同 B．Cs和Cs的质量数相同，电子数不同
C．Cs和Cs的质子数相同，质量数不同 D．I和Cs和Cs的化学性质基本相同
(3)碘原子核外电子层数有________层，最外层电子数是________。
(4)钚的质子数为94。
①用核素符号表示：钚-238、钚-239和钚-244分别是________、________、________。
②钚的中子数为________。
【答案】
(1)C
(2)C
(3) 5 7
(4) Pu Pu Pu 150
【分析】核素的表示方法为：元素符号左下角为质子数，左上角为质量数，质量数等于质子数加中子数；
（1）A．具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互为同位素；Uus和Uus互为同位素，A正确；
B．Ca、Bk两者的质子数、质量数不同，表示两种核素，B正确；
C．Uus和Uus两者质子数相同，属于一种元素，故共3种元素，C错误；
故选C；
（2）A．原子中质子数=电子数，Cs和Cs的质子数相同，电子数相同，A错误；
B．Cs和Cs的质量数不相同，B错误；
C．Cs和Cs的质子数均为55相同，质量数分别为134、137不同，C正确；
D．I和Cs和Cs是表示两种不同的元素，化学性质不同，D错误；
故选C；
（3）
碘为53号元素，位于第五周期ⅦA族，原子核外电子层数有5层，最外层电子数是7；
（4）
①钚为94号元素，元素符号为Pu；用核素符号表示：钚-238、钚-239和钚-244分别是Pu 、Pu、Pu；
②钚-244的中子数为244-94=150。
25．（2023秋·上海奉贤·高一上海市奉贤中学校考期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空：
(1)26Al和27Al_______(选填编号)。
A．是同一种元素 B．是同一种核素
C．具有相同的中子数 D．具有相同的化学性质
(2)自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si。
①Si原子的结构示意图为_______。
②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的_______。
(3)向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子。该分散系属于_______(选填“溶液”“浊液”或“胶体”)，简单的证明方法是_______。
(4)已知硫化氢气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。
①用单线桥法标出电子转移的方向和数目_______。
②氧化产物是_______，被还原的元素为_______。
③若11.2 L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为_______(用NA表示阿伏伽德罗常数)
④该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
【答案】
(1)AD
(2) 丰度
(3) 胶体 丁达尔效应
(4) S Mn NA 2:5
【解析】（1）A．26Al和27Al质子数都是13，是同一种元素，故A正确；
B．26Al和27Al中子数不同，是不同核素，故B错误；
C．26Al中子数为13、27Al中子数为14，中子数不同，故C错误；
D．26Al和27Al核外电子排布相同，具有相同的化学性质，故D正确；
选AD。
（2）①Si核外有14个电子，原子的结构示意图为。
②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的丰度。
（3）向盐酸中逐滴滴加硅酸钠溶液，当pH达到6～7时得到一种乳白色、半透明的分散系，其分散质为粒径在5～100 nm的SiO2·nH2O粒子，分散质粒子直径在1~100nm之间的分散系为胶体，该分散系属于胶体；胶体能产生丁达尔效应，证明方法是丁达尔效应。
（4）①H2S中S元素化合价由-2升高为0，KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，用单线桥法标出电子转移的方向和数目为。
②H2S中S元素化合价由-2升高为0，发生氧化反应，氧化产物是S；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，发生还原反应，被还原的元素为Mn。
③H2S中S元素化合价由-2升高为0，若11.2 L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为×2×NA= NA；
④H2S中S元素化合价由-2升高为0，H2S是还原剂；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，KMnO4是氧化剂，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5。
26．（2022秋·上海闵行·高一统考期末）海洋中蕴藏丰富的卤素资源，卤素资源在科研和工农业生产中有着广泛的应用。
(1)海水中含量最多的卤素是_____。
A．氟 B．氯 C．溴 D．碘
(2)将蓝色石蕊试纸浸泡在饱和氯水中，观察到的现象是_____。
A．试纸仍为蓝色 B．试纸变红 C．试纸先变红后变白 D．试纸变无色
(3)只能用氯气和金属反应，而不能用金属与盐酸反应得到的是_____。
A．MgCl2 B．FeCl3 C．NaCl D．AlCl3
(4)粗盐提纯中需要除去Ca2+、Mg2+、SO等杂质离子，先后加入的除杂试剂顺序是：NaOH溶液；_____；_____。
(5)1774年，瑞典化学家舍勒发现软锰矿(主要成分为MnO2)与浓盐酸混合加热，会产生一种令人感到窒息的黄绿色气体。请据此写出相关的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目_____。
(6)实验室制取氯气的有关说法正确的是_____。
A．制取Cl2的气体发生装置与制O2相同
B．干燥Cl2可通过盛有碱石灰的干燥管
C．收集Cl2可用排水法或向下排气法
D．尾气Cl2吸收可用NaOH溶液
【答案】
(1)B
(2)C
(3)B
(4)BaCl2溶液 Na2CO3溶液
(5)或
(6)D
【解析】（1）海水中含量最高的盐是氯化钠，则海水中含量最多的卤素是氯，选B。
（2）氯水含盐酸呈酸性、含次氯酸具有漂白性，则将蓝色石蕊试纸浸泡在饱和氯水中，观察到的现象是试纸先变红后变白，选C。
（3）A． MgCl2可通过镁与氯气、镁与盐酸反应得到；
B． FeCl3可通过铁与氯气反应得到、不能通过铁与盐酸反应得到；
C． NaCl可通过钠与氯气、钠与盐酸反应得到；
D． AlCl3可通过铝与氯气、铝与盐酸反应得到；
则选B。
（4）用化学沉淀法去除粗盐中的、和，所选试剂分别是碳酸钠溶液，氢氧化钠溶液和氯化钡溶液。Na2CO3溶液在BaCl2溶液之后加入，其作用除了除去Ca2+外，还要除去过量的Ba2+，过滤后滤液中含有多余的氢氧化钠和碳酸钠，故滤液中需加入盐酸，调节溶液的pH等于7，故先后加入的除杂试剂顺序是：NaOH溶液； BaCl2溶液；Na2CO3溶液。
（5）MnO2与浓盐酸混合加热产生氯气。化学反应方程式为，标出电子转移的方向和数目为或。
（6）A．制取Cl2的气体发生装置为“固体+液体、加热”制气装置，制O2可以用“固体+液体”制气装置、“固体+固体、加热”制气装置，二者不相同，A不选；
B．氯气能与氢氧化钠、氢氧化钙等碱反应，碱石灰不能干燥Cl2，B不选；
C．氯气能溶于水、氯气密度大于空气，则不可用排水法或向下排气法收集Cl2，C不选；
D．氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，为防止氯气污染空气，尾气Cl2吸收可用NaOH溶液，D选；
选D。

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