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第四章 物质结构元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
高中化学人教版必修第一册
必备知识
知识点1 原子结构
例1-1 2017年5月，中国科学院、国家语言文字工作委员会、全国科学技术名词审定
委员会联合向社会正式发布115号元素的中文名称为镆。 原子内中子数与
质子数之差是( )
C
A.173 B.115 C.58 D.288
【解析】原子核内质子数为115，根据质量数质子数 中子数，中子数
，原子内中子数与质子数之差为 。
例1-2 (2024福建厦门、泉州五校联考)在中，共有个核外电子， 原子的质量
数为，则 原子核内含有的中子数是( )
B
A. B. C. D.
【解析】阴离子的核外电子总数质子总数阴离子所带的电荷数，则 的核外
电子总数的质子数，故的质子数, 的中子数为
,故选B。
例1-3 下列说法正确的是( )
C
A.电子在原子核外空间高速运动且能量都相等
B.两种微粒的核外电子排布相同，则一定属于同种元素
C.最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是氧原子
D.最外层电子数为8的结构是稳定结构，其他结构都不稳定
【解析】A项：在多电子原子中，电子的能量不同（×）。
B项：如和 ，核外都有10个电子，核外电子排布相同，但它们属于不同种元
素（×）。
C项：最外层电子数最多为8，故最外层电子数是次外层电子数3倍的原子，只有2个
电子层，次外层即 层有2个电子，则其最外层有6个电子，为氧原子（√）。
D项：最外层为 层时，2个电子即达到稳定结构。（×）
例1-4 核电荷数小于18的某元素，其原子核外电子层数为 ，最外层电子数为
。下列有关元素 的说法不正确的是( )
C
A.元素的原子核内质子数可能为
B.元素 形成的单质既能作氧化剂又能作还原剂
C.元素形成的简单离子，各电子层的电子数均达到表示电子层数
D.由元素 形成的某些化合物可能具有杀菌、消毒作用
【解析】根据核外电子排布规律，结合核电荷数小于18分析如下：
电子层数 最外层电子数 结论 质子数
1 3 不符合核外电子排布规律 —
2 5 为 7
3 7 为 17
A项：、的质子数均符合 。
B项：氮元素、氯元素的化合价均有正价和负价，故和 既能作氧化剂又能作还
原剂（√）。
C项：若为，则的最外层电子数为8，不是 。
D项：形成的化合物 可用于杀菌、消毒（√）。
例1-5 (河北石家庄二中月考)下列说法正确的是( )
B
A.在多电子原子里，能量高的电子通常在离核较近的区域内运动
B. 层上运动的电子的能量最低
C.某原子层电子数为 层电子数的4倍
D.氧原子的核电荷数与最外层电子数相等
【解析】A项：在多电子原子里，能量高的电子通常在离核较远的区域内运动（×）。
B项： 层离核最近，其上运动的电子的能量最低（√）。
C项：当层上排有电子时，层上一定排满了8个电子，则层上有32个电子，而
层最多只能容纳18个电子 （×）。
D项：由氧原子的结构示意图 可知，氧原子的核电荷数与最外层电子数不相
等（×）。
例1-6 已知、、均为原子序数小于18的元素，其中、 原子核外均有三个电子层，
且最外层电子数依次增大，与 具有相同的电子层结构。下列说法正确的是
( )
D
A. 的结构示意图为
B. 与氧元素形成的化合物只可能有一种
C.、、的原子序数大小关系为
D.、 均能与盐酸反应
【解析】由和的原子序数均小于18、原子核外有三个电子层、与 具有相同
的电子层结构,可推断出为，为，由、 原子核外均有三个电子层，且最外层
电子数依次增大，可推断出为或。的结构示意图为 ，A项错误；若
为，与可以形成、，B项错误；、、 的原子序数大小关系为
，C项错误；或、 均能与盐酸反应，D项正确。
例1-7 (江西赣州期末改编)下列说法正确的是( )
C
A.某单核微粒的结构示意图为 ，则该微粒一定是氩原子
B.原子核外最外层只有2个电子的元素一定是金属元素
C.与 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倍的元素原子容易失去电子成为阳离子
【解析】A项：核电荷数未知，该单核微粒不一定是氩原子，可能为、 、
等（×）。
B项：原子核外最外层只有2个电子的元素可能为、、 等，不一定是金属元
素（×）。
C项：与的质子数均为11，电子数均为 。
D项：最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为碳元素，其原子核外最外层有4个
电子，既难得到电子又难失去电子（×）。
例1-8 (2024江苏扬州江都区期中)已知、、、四种元素中， 是宇宙中最丰富的
元素;元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍； 元素原子最外层电子数比次
外层电子数多4；元素原子最外层有1个电子，其阳离子与 的简单阴离子的核外电
子总数相同。请完成下列问题：
（1）元素的原子结构示意图为 _ _________；由、 元素形成的10电子微粒可能
是 ______________________________（写两个）。
、、（任写2个）
（2）含、、、 四种元素的化合物属于___（填标号）。
.酸 .钠盐 .酸式盐
.碳酸盐 .碱
（3）化合物与 反应的化学方程式为 __________________________________
____。
【解析】图示析题·思路具象化
知识点2 元素周期表
例2-9 (山东济南一中月考)国际纯粹与应用化学联合会 在1989年作出决定：
把周期表原先的主、副族取消，从左向右按原顺序编为18列，如第ⅠA族为第1列，稀
有气体为第18列。按这个规定，下列说法正确的是( )
C
A.每一列都有非金属元素
B.第18列元素的原子最外层均有8个电子
C.第3列所含元素种类最多
D.只有第2列元素的原子最外层有 2个电子
【解析】元素周期表的第2列到第12列都是金属元素，A项错误；第18列的氦原子的
最外层有2个电子，B项错误；第3列包含了镧系和锕系元素，所以该列元素的种类最
多，C项正确；除第2列元素外， 及过渡元素中的大多数元素原子的最外层电子数
也是2，D项错误。
例2-10 下列有关元素周期表的说法错误的是( )
D
A.主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的族序数
B.第ⅡA族与第ⅢA族之间隔着10个纵列
C.族序数等于周期序数的短周期元素可能为非金属元素
D.元素的简单离子的核外电子层数等于其所在周期的序数
【解析】A项：主族元素原子的最外层电子数等于该元素所在族的族序数（√）。
B项：第ⅡA族、第ⅢA族分别位于元素周期表的第2列和第13列，即第ⅡA族与第ⅢA
族之间隔着10个纵列（第 列）（√）。
C项：族序数等于周期序数的短周期元素有、、 。
D项：简单阴离子的核外电子层数等于元素所在周期的序数，但简单阳离子的核外
电子层数等于元素所在周期的上一周期的序数（×）。
例2-11 下列各表中的数字代表的是原子序数，表中数字所表示的元素与它们在元素
周期表中的实际位置相符的是( )
A
A. B. C. D.
【解析】B项：4号元素位于第ⅡA族，5号元素位于第ⅢA族，第ⅡA族和第ⅢA族位
置上不相邻，它们之间隔着10个纵列，因此4号元素和5号元素位置上不相邻（×）。
C项：第一周期和第二周期、第二周期和第三周期同主族元素原子序数分别相差2、8，
则1号元素下面是3号元素，3号元素下面是11号元素；另外，1号元素和2号元素之间
间隔16个空格（×）。
D项：第三周期和第四周期同主族元素原子序数相差18，则35号元素应在17号元素
下面（×）。
例2-12 结合元素周期表回答下列问题：
（1）下图中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。
【答案】
【解析】根据元素周期表结构，第一周期有2种元素，分别位于第1列和第18列，第
二、三周期各有8种元素，分别位于第1、2、 列，余下的4个周期均为长周期，
均包含了全部的18列，补全实线见答案。
（2）周期表中所列元素 ，属于短周期元素的有___种，属于主族元素的有___
种；元素位于第____周期___族； 元素位于第____周期第_____族。
（3） 元素的原子结构示意图为________，请在下图右边方框中按氦元素的式样写
出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。
7
6
三
0
四
ⅡB
【答案】 ;
【解析】元素是 ，相关图示见答案。
知识点3 核素
例3-13 (2021上海卷)以下关于氚的说法正确的是( )
D
A.质子数为2 B.电子数为3
C.质量数为4 D.氚原子和 化学性质相似
【解析】图示析题·思路具象化
例3-14 (河南灵宝一中月考)现有6种微粒：、、、、、 ,则
它们所属元素有( )
B
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【解析】质子数相同的原子（或相应简单离子）属于同一元素，故、 属于同
一元素,、属于同一元素，、 为2种不同的元素，所以共有4种元素。
例3-15 (2024北京第三中学期中)活着的生物体内 的值基本不变，死亡后生物体内
会衰变为其他种类的原子而减少，而的量基本不变。已知 衰变到它的量为
其初始量的一半需要的时间为5 730年。下列说法不正确的是( )
B
A.与 位于元素周期表中第二周期第ⅣA族
B.与 的中子数分别为14和12
C.中的原子数约为
D.通过测定死亡生物体残骸中 的量可以确定生物体死亡年代
例3-16 (2024广东江门第一中学开学考)稳定同位素分析法在植物生理学、生态学和
环境科学研究中应用广泛。如在陆地生态系统研究中，、、、、 等
常用作环境分析指示物。下列说法正确的是( )
B
A.的中子数为16 B.转化成 不是化学变化
C.的酸性比的酸性更强 D.和 的质子数相差2
【解析】由“”可知，的中子数为 ，A项错误；原子是化学
变化中的最小粒子，则转化成 （改变的是原子核内部的中子数，原子核发生
了变化，不符合化学变化的定义）不是化学变化，B项正确；互为同位素 的原子的
化学性质几乎完全相同，故的酸性与的酸性相同，C项错误；和 的质
子数分别是6、7，相差1，D项错误。
. .
例3-17 (湖南长沙长郡中学期末)月壤中含有丰富的， 的核聚变反应为
，可控核聚变提供人类生产生活所需能量是能
源发展的重要方向。下列说法正确的是( )
B
A. 的核聚变是化学变化
B.与 互为同位素
C. 的中子数为1
D.、 形成的单质中均含有两个原子
【解析】根据质子数和质量数守恒可得：
是稀有气体，是单原子分子，故、 形成的单质中均含有一个原子，D项错误。
知识点4 原子结构与元素的性质 重点 难点
例4-18 具有下列结构的原子一定属于碱金属元素的是( )
C
A.最外层只有1个电子
B.最外层电子数为次外层电子数的
C.层电子数为层电子数的
D.、层电子数之和等于、 层电子数之和
【解析】列表分析·逐项释疑惑
选项 分析 正误
A 氢原子的最外层只有1个电子，但不是碱金属元素
B 硅原子最外层电子数为次外层电子数的 ，但不是碱金属元素
C 层有电子，则层电子数为2，层电子数为8，可推知 层电子数 为1，则该元素是 ,是碱金属元素 √
D 、层电子数之和是10，则、层电子数之和也为10，那么 层有 8个电子， 层有2个电子，是钙元素，不属于碱金属元素
例4-19 下列关于碱金属单质的性质的叙述正确的是( )
B
A.单质均为银白色
B.单质与水反应时都能生成碱和氢气
C.单质在空气中燃烧的产物都是过氧化物
D.从到 ,单质的还原性逐渐减弱
【解析】图示析题·思路具象化
例4-20 下列各项中的叙述Ⅰ和叙述Ⅱ都正确，但叙述Ⅱ不能解释叙述Ⅰ的是
( )
选项 叙述Ⅰ 叙述Ⅱ
A 金属钠和钾都容易用小刀切开 钠和钾的硬度都较小
B 金属钠和钾都可用煤油密封保存 钠和钾都不与煤油反应，
且都比煤油的密度大
C 金属钠和钾分别在空气中燃烧，钾的反应更 剧烈 钾的金属性比钠的强
D 金属钠和钾分别与水反应，钾的反应更剧烈 钾的密度比钠的小
D
【解析】金属钠和钾分别与水反应，钾反应更剧烈的原因是钾的金属性比钠的强，
或者说钾原子比钠原子更易失去电子，D项符合题意。
例4-21 (广东广州六区期末)原子结构决定元素的性质，我们经常把元素周期表中同
族元素放在一起研究。
（1）钠的化学性质活泼，在化学反应中容易________（填“得到”或“失去”）电子。
若实验室中金属钠着火了应用______________扑灭。
干燥的沙土
【解析】钠原子最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去最外层的1个电子。若
实验室中金属钠着火了应用干燥的沙土扑灭。
失去
（2）钠与氧气在加热条件下反应生成 ，钾与氧气在加热条件下反应可生成
和 ，且钾与氧气反应更为剧烈。从原子结构角度解释钾比钠的金属性强的
原因 ____________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
________________________________ 。
钾和钠的最外层电子数相同，钾原子核外电子层数比钠原子核外电子层数多，
钾的原子半径大于钠的原子半径，钾原子核对最外层电子的吸引力较小，所以钾原
子失电子能力大于钠原子失电子能力
（3）铯 的原子结构示意图如图所示。
①铯在元素周期表中的位置是_________________。
第六周期第 ⅠA族
【解析】铯原子核外有6个电子层，最外层有1个电子，所以铯位于元素周期表中第
六周期第ⅠA族。
②预测铯可能具有的一种化学性质：_________________________________________。
（用化学方程式表示）
（合理即可）
【解析】铯与钠同主族，化学性质相似，预测铯能与水反应生成氢氧化铯和氢气。
例4-22 (江西南昌重点学校联考)可能存在的第119号未知元素，有人称为“类钫”，它
位于第 族，根据元素周期表结构及元素性质变化趋势判断，下列关于“类钫”的叙
述错误的是( )
D
A.“类钫”单质是强还原剂
B.“类钫”在化合物中显 价
C.推测“类钫”单质的密度应该大于
D.“类钫”单质有较高的熔点
【解析】列表分析·逐项释疑惑
A “类钫”属于碱金属元素，碱金属单质都具有强还原性，可作强还原剂 √
B 碱金属元素原子最外层都只有1个电子，在反应中容易失去最外层的1个电 子而显 价 √
C 碱金属单质的密度从上到下逐渐增大（ 反常），推测“类钫”单质的密度应 该大于钫的密度，故其密度大于 √
D 碱金属单质的熔点较低且从上到下熔点逐渐降低，所以“类钫”单质的熔点 较低
例4-23 (上海七宝中学开学考改编)随着卤素原子半径的增大，下列递变规律正确的
是( )
B
A.单质的熔、沸点逐渐降低 B.卤素离子的还原性逐渐增强
C.气态氢化物的稳定性逐渐增强 D.单质与氢气化合的能力逐渐增强
【解析】列表分析·逐项释疑惑
A 从到,状态：气 气 液 固，故卤素单质的熔、沸点逐渐升高
B 从到 ，单质的氧化性逐渐减弱，卤素离子的还原性逐渐增强 （【技巧】单质的还原性（或氧化性）强弱顺序与对应离子的氧化性 （或还原性）强弱顺序是相反的） √
C 从到 ,气态氢化物的稳定性逐渐减弱
D 从到 ，单质与氢气反应越来越难，故与氢气化合的能力逐渐减弱
. .
例4-24 为验证第 族部分元素非金属性的递变规律,设计了如图所示装置进行实验
（夹持装置已省略）,请回答:
（1）A中发生反应的离子方程式是________________________。
【解析】由题图可知,分液漏斗A中发生与 的置换反应,离子方程式是
。
（2）浸有 溶液的棉团的作用是_______________________________（用离子方
程式表示）。
【解析】浸有 溶液的棉团可以吸收氯气，以防止氯气扩散到空气中污染环境，
反应的离子方程式为 。
（3）为验证溴与碘的非金属性强弱:通入一定量 ,充分反应后，将A中液体滴入试
管内,取下试管,充分振荡，静置,可观察到______________________。
溶液由无色变为棕黄色
【解析】溴单质与 反应生成碘单质,取下试管,充分振荡，静置,可观察到溶液由无
色变为棕黄色。
（4）通过此实验,某同学得出结论:“溴比碘的非金属性强”,请判断这一说法是否正确
并说明理由_______________________________________________________________
_________。
不正确。过量的氯气也可以将氧化为碘单质，而该实验不能确定氯气是否过量
【解析】该实验不能说明溴比碘的非金属性强,氯气和溴单质的氧化性都比碘单质的
强,过量的氯气也可以将 氧化为碘单质,而该实验不能确定氯气是否过量。
【学会了吗丨变式题】
1.(2024上海财经大学附属北郊高级中学期末)已知常温下
与浓盐酸反应放出氯气，现按如图所示进行卤素的性质实验。
玻璃管内装有分别滴加过不同溶液的白色棉球，反应一段时间
后，对图中指定部位颜色描述正确的是( )
A
选项 ① ② ③ ④ 选项 ① ② ③ ④
A 黄绿色 橙色 蓝色 白色 C 黄绿色 橙色 蓝色 无色
B 无色 橙色 紫色 白色 D 黄绿色 无色 紫色 白色
【解析】在锥形瓶中，与浓盐酸反应产生，所以①处为黄绿色； 在②处
与反应生成，所以②处为橙色；可能还有挥发的在③处与 反应生成
，淀粉遇变蓝，所以③处为蓝色；可能还有挥发的最后全部被 溶
液吸收，所以④处为白色。
例4-25 (天津耀华中学期末)元素、、、、 在元素周期表中的相对位置如图所
示，其中单质在暗处与 剧烈化合并发生爆炸，则下列判断不正确的是( )
C
A.最高价氧化物对应的水化物的酸性：
B.与 的电子数相差26
C.气态氢化物的稳定性：
D.五种元素中 的化学性质最稳定
【解析】图示析题·思路具象化
知识点5 确定主族元素在周期表中位置的方法
例5-26 某元素原子的结构示意图为 ，由此得到的结论不正确的是( )
B
A.该元素原子核外有3个电子层
B.该元素属于金属元素
C.该元素原子在化学反应中易得到2个电子
D.该元素在元素周期表中的位置是第三周期第 族
【解析】图示析题·思路具象化
硫在元素周期表中的位置是第三周期第 族，D项正确。
例5-27 A、B、C为短周期元素，在周期表中的相对位置如图所示。A、C两元素的
原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数。
（1）写出A、B、C的元素符号___、___、___。
（2）A元素在周期表中的位置为_________________。
（3）C元素的原子结构示意图为_ __________。
第二周期第族
【解析】由题给三种短周期元素在周期表中的相对位置关系，假设A元素原子核外
电子数是 ，则相应元素原子核内质子数或核外电子数的关系为 。
已知A、C两元素的原子核外电子数之和等于B元素原子的质子数，即
，解得。则A为，B为，C为 。
关键能力
题型1 原子的结构及元素、核素、同位素的判断
例28 是碘元素的稳定同位素， 是碘元素的一种放射性同位素。下列说法正
确的是( )
D
A.和的核外电子数之比为
B.和的中子数之比为
C. 的中子数与质子数之差为74
D.和 互为同位素
【解析】A项：和的核外电子数之比为 。
B项：和的中子数之比为 。
C项：的中子数与质子数之差为 。
D项：和 的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素（√）。
【学会了吗丨变式题】
2.(河北石家庄二中月考)北京成为世界上首座“双奥之城”。北京冬奥会也是历史上首
个全部使用绿色清洁能源供电的奥运会，场馆中大量使用了绿色环保的碲化镉
发电玻璃。下列说法正确的是( )
D
A.比多两个质子 B. 的中子数为128
C.的核电荷数为76 D.与 互为同位素
【解析】与 的质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，A项错误，D项
正确；原子中，质子数核电荷数，中子数为 ，B、C项错误。
题型2 利用原子结构信息推断元素
例29 有、、、、 五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于18。其中
只有、为金属元素；和的最外层均只有1个电子；和 的最外层电子数相同，
且的层电子数是层电子数的3倍；的最外层电子数为的最外层电子数的 。完
成下列问题：
（1）的一种核素中质子数为中子数的 ，则该核素的名称为________________。
氚（或超重氢）
【解析】的同位素有氕、氘、氚 ，其中氚符合题意。
（2） 形成的简单阳离子的结构示意图为_ __________。
【解析】 的结构示意图为 。
（3）非金属性：______（填“强于”或“弱于”） 。
强于
【解析】、的最外层电子数相同，均位于第 族，根据同主族元素从上到下，
非金属性逐渐减弱可知，非金属性：强于 。
【解析】图示析题·思路具象化
题型3 同主族元素原子结构和性质的递变规律
例30 下列关于同主族元素性质的推测不正确的是( )
B
A.、同主族，能与水反应放出氢气，所以 也能与水反应放出氢气
B.、同主族，为强酸，则 也为强酸
C.、同主族，的碱性强于
D.、同主族，是强酸，所以 也是强酸
【解析】A项：碱金属单质都可以与水反应放出氢气（√）。
B项： 为弱酸（×）。
C项：元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性越强，金属性：
，则碱性： 。
D项：元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性：
，是强酸，则 也是强酸（√）。
【学会了吗丨变式题】
3.下列有关非金属元素的叙述及推理结果正确的是( )
C
A.非金属性：，故将通入溶液中发生的反应为
B.非金属性：，故酸性：
C.非金属性：，故与化合比与 化合容易
D.（砷）与同主族，热稳定性：
【解析】A项：将通入溶液中，与水反应生成和，不与 发生置换
反应 。
B项：元素非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，但不能判断氢化物水溶液酸性的
强弱 。
C项：元素非金属性越强，其单质与反应越容易，故与化合比与 化合容
易 。
D项：非金属性：,故气态氢化物的热稳定性： 。
题型4 元素周期表的结构
例31 下列有关元素周期表的认识正确的是( )
B
A.第ⅠA族元素又可称为碱金属元素
B.元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵列的元素都是金属元素
C.第 族是包含元素种类最多的族
D.元素周期表有7个横行、18个纵列，即有7个周期、18个族
【解析】A项：元素周期表中，第ⅠA族除氢元素外的其他元素都是金属元素，称为
碱金属元素（×）。
B项：元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族共10个纵列，统称为过渡元素，都是金属元
素（√）。
C项：第 族共有12种元素，而第ⅢB族包括镧系元素和锕系元素，共有32种元素，
故元素周期表中包含元素种类最多的是第ⅢB族（×）。
D项：元素周期表中第8、9、10三个纵列为一个族，其余各列各为一个族，共16个
族（×）。
例32 甲、乙是元素周期表中同一主族的两种元素，若甲的原子序数为 ，则乙的原
子序数不可能是( )
B
A. B. C. D.
【解析】根据元素周期表的结构可知，位于同一主族不同周期的元素，原子序数相
差可以是2、8、18、32或者这些数字相加得到的数值，故不可能相差4，即乙的原子
序数不可能为 。
［变形式］已知A、B是元素周期表中同主族且相邻的两种元素，A、B所在周期分
别有、种元素。若A的原子序数为 ，则B的原子序数可能为
( )
D
A.仅①② B.仅②④ C.仅②③ D.①②③④
【解析】画图分析：
【学会了吗丨变式题】
4.［变角度］(2023山东济南外国语学校月考)第ⅡA族某元素原子序数为 ，则原子序
数为 的元素的族序数不可能为( )
D
A.ⅣA B.ⅣB C.ⅢB D.
【解析】
原子序数为 的第ⅡA族元素所在的周期 原子序数为 的元素所在的族
第二或三周期 ⅣA
第四或五周期 ⅣB
第六或七周期 ⅢB
由此可知，D项不可能。
高考聚焦
考向1 电子数、质子数、中子数的判断
例33 (2021高考组合) 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
B
A.（全国甲卷8A）重水中含有的质子数为
B.（广东卷3C）火星陨石中的 质量数为20
C.（6月浙江卷18A）标准状况下，中含有中子数为
D.（海南卷7A）中含有的电子数为
【解析】A项：中D的质量数为2，的摩尔质量为，1个 分子
中含有10个质子，的物质的量为 ,其所含质子数为
。
B项：的质量数为 。
C项：1个分子中含有20个中子，标准状况下， 的物质的量为
,其所含中子数为 。
D项：1个中含有10个电子，中含有的电子数为 。
【学会了吗丨变式题】
5.［变情境］（高考组合） 是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
C
A.（2022全国甲卷11A），下，氢气中质子的数目为
B.（2022海南卷7C改编）含有的中子数为
C.（2023上海卷16A改编）与 中所含的中子数相等
D.（全国Ⅲ卷）重水比水多 个质子
【解析】， 不是标准状况，不可以使用标准状况下气体摩尔体积计算氢
气的物质的量，故无法计算氢气中质子的数目，A项错误； 的中子数为
,的物质的量为,含有的中子数为 ，B项错误；
中所含中子数为， 中所含中子数
为，两者所含中子数相等，C项正确； 所
含质子数为，所含质子数也为 ，D项错误。
考向2 元素、核素、同位素与同素异形体
例34 （高考组合）下列叙述中正确的个数是( )
①（浙江卷）和 是两种不同的元素
②（浙江卷）和 是质子数相同的两种核素
③（2022广东卷2D）核电站反应堆所用铀棒中含有的与 互为同位素
④（2022山东卷3B改编）人工合成、的反应分别为 、
。、 互为同位素
⑤（2021广东卷3D）月壤中的与地球上的 互为同位素
⑥（2021年6月浙江卷6A）和 互为同位素
⑦（浙江卷）金刚石和石墨互为同素异形体
B
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】
考向3 原子结构与元素推断
例35 (2021河北卷改编)用中子轰击原子产生 粒子即氦核 的核反应为
。已知元素在化合物中呈 价。下列说法正确的是( )
A
A.可用于中和溅在皮肤上的 溶液
B. 单质在化学反应中易失去3个电子
C. 中质子数与中子数不相等
D.和 互为同素异形体
【解析】由核反应可知，，结合的质量数及 在化合物中的化合
价为可知，为，则为B。（硼酸）可用于中和溅在皮肤上的 溶液，
A项正确；单质在化学反应中易失去1个电子形成，B项错误； 中质子数与
中子数均为2，C项错误；和是 的两种核素，二者互为同位素，D项错误。
习题课
A 基础练 学考测评
建议时间 ：20分钟
题组1 原子的结构与核素、同位素
1.(2024重庆第八中学期末)科学家以钙离子撞击锎靶，产生了元素 ，反应为
，下列说法不正确的是( )
D
A.的电子数为98 B. 的中子数为176
C.与互为同位素 D. 表示氢元素的一种核素
【解析】A项：原子核外电子数质子数，则的电子数为 。
B项：的中子数为 。
C项：与的质子数相同、中子数不同，二者互为同位素 。
D项：的质子数为0，氢原子的质子数为1，不属于氢元素的一种核素 。
2.下列说法正确的是( )
C
A.氧气和臭氧互为同素异形体，它们的相互转化属于物理变化
B.、、与、 最多可组成6种不同的水分子
C.和互为同位素，其中 可用于文物年代的测定
D.和 互为同素异形体
【解析】同素异形体是由同种元素形成的不同单质，不同单质之间的转化属于化学
变化，A项错误；可能组成的水分子：、、、 、
、、、、、、、 ，
共12种，B项错误；和为碳元素的不同原子，互为同位素，其中 具有放射
性，可用于文物年代的测定，C项正确；和 是氯元素的不同原子，互为同位
素，而同素异形体的研究对象是单质，D项错误。
3.［新情境·科技发展］(2021天津卷)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( )
B
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
【解析】A项：的中子数为 。
B项：的质子数为1，则核电荷数为 。
C项：自然界中最轻的原子是，而不是 。
D项：是氢元素的一种同位素 。
题组2 核外电子排布规律
4.(广东学考)已知某元素的原子核外最外层电子数最内层电子数 电子层数，则该
元素是( )
C
A.氦 B.锂 C.铍 D.镁
【解析】由最内层层有2个电子、元素的原子核外最外层电子数最内层电子数
电子层数可知，该元素有2个电子层，最外层电子数为2，是4号元素铍，C项正确。
5.、、、均为短周期主族元素，原子序数依次增加，且原子核外 层电子数分
别为0、5、8、8，它们的最外层电子数之和为18。下列说法正确的是( )
B
A.相同条件下，对应单质的密度：
B.在常温下，四种元素对应的单质不都是气体
C.最高价氧化物对应水化物的酸性：
D.、与 不能存在同一化合物中
【解析】图示析题·思路具象化
A项：相同条件下，的密度小于的密度 。
B项：在常温下，四种元素对应的单质中、、 均为气体，而磷的单质为固体
。
C项：同主族元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属
性：，故酸性： 。
D项：、与可以存在同一化合物中 。
题组3 元素周期表
6.下列有关元素周期表的叙述不正确的是( )
C
①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，则它们一定是同主族元素
②第ⅠA族元素称为碱金属元素
③用中文“镆”命名的第115号元素在周期表中位于第七周期第15列
④同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数只能相差1或11
⑤同一主族元素原子的最外层电子数相同，最外层电子数相同的原子一定位于同一主族
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物种类最多的族是第ⅣA族
A.①②⑤⑥ B.①② C.①②④⑤ D.③④⑥
【解析】①短周期元素中，若两种元素的原子序数相差8，它们不一定是同主族元素，
如和 。
②碱金属元素是指、、、、、，第ⅠA族元素包括碱金属元素和 。
③采用“0族元素定位法”，由于 ，故第115号元素“镆”在周期表中位
于第七周期第15列 。
④同周期第ⅡA族与第ⅢA族元素原子序数相差1（第二、三周期）、11（第四、五周
期）、25（第六、七周期） 。
⑤同一主族元素原子的最外层电子数相同，但最外层电子数相同的原子不一定位于
同一主族，如和 。
⑥所含元素种类最多的族是第ⅢB族（因为第ⅢB族包括镧系元素和锕系元素），形
成化合物种类最多的元素是碳元素，则所含元素形成化合物种类最多的族是第ⅣA
族 。
综上所述，不正确的是①②④⑤。
7.在元素周期表中，“相邻”元素即同周期左右紧挨或同主族上下紧挨的元素。下列元
素与第三周期第 族元素一定不“相邻”的是( )
C
A.原子核外电子总数是最内层电子数4倍的元素
B.最外层电子数是最内层电子数2.5倍的短周期主族元素
C.次外层电子数是最外层电子数2倍的短周期主族元素
D.质子数为34的元素
【解析】第三周期第族元素为，与 元素“相邻”的元素如下：
A项：最内层为层，则原子核外电子总数是最内层电子数4倍的元素为元素，与
元素“相邻”，不符合题意。
B项：最外层电子数为5，则该短周期主族元素为元素或元素，其中元素与 元素
“相邻”，不符合题意。
C项：当层为次外层时，最外层电子数为1，该元素为；当 层为次外层时，最外
层电子数为4，该元素为，、与 元素均不“相邻”，符合题意。
题组4 同主族元素性质递变规律
8.(上海师范大学附属中学宝山分校期末)不能作为氯、溴、碘元素非金属性
（原子得电子能力）递变规律的判断依据是( )
A
A.、、的熔点 B.、、 的氧化性
C.、、的热稳定性 D.、、 的酸性
【解析】、、 的熔点属于物理性质，不能用于判断非金属性的强弱，A项符
合题意。元素的非金属性越强，单质的氧化性越强，简单气态氢化物的热稳定性越
强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，B、C、D项不符合题意。
9.下列有关碱金属元素和卤素的说法错误的是( )
D
A.溴单质与的反应比碘单质与 的反应更剧烈
B.碱金属元素中，锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素中，氟原子得电子的能
力最强
C.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
D.随着核电荷数的增加，碱金属单质和卤素单质的熔沸点都逐渐降低
【解析】A项：溴的非金属性强于碘，故溴单质与的反应比碘单质与 的反应更
剧烈 。
B项：碱金属元素中，锂的金属性最弱，故锂原子失去最外层电子的能力最弱；卤素
中，氟的非金属性最强，故氟原子得电子的能力最强 。
C项：钾的金属性比钠的强，故钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈 。
D项：随着核电荷数的增加，碱金属单质的熔沸点逐渐降低，卤素单质的熔沸点逐
渐升高 。
10.据报道，德国科学家实现了铷原子气体超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将给
量子计算机的研究带来重大突破。已知铷是37号元素。根据相关知识回答下列问题：
（1）铷 位于元素周期表的第____周期第____族。
五
ⅠA
【解析】铷的原子序数比稀有气体元素氪（36）的原子序数大1，应在氪的下一周期，
即第五周期第ⅠA族。
（2）下列关于铷元素的结构和性质判断正确的是__________（填序号）。
①铷单质与水反应比钠与水反应剧烈
②原子半径比钠的小
③氧化物暴露在空气中易吸收
④铷离子最外层电子数和镁离子相同
⑤铷单质是还原剂
①③④⑤
【解析】根据碱金属元素的结构及性质的相似性和递变性，可知①③⑤正确。
和 的最外层电子数均为8，④正确。
（3）现有铷和另一种碱金属单质形成的合金 ，当它与足量水反应时，放出标准
状况下的氢气 ，这种碱金属单质可能是____（填标号）。
【解析】
解得
则合金中碱金属单质的平均摩尔质量 ，即混合物的平均
相对原子质量是25，铷的相对原子质量大于25，则必须与另一个相对原子质量小于
25的碱金属单质混合，题给选项中和的相对原子质量小于25，故选 。
B 综合练 选考通关
建议时间 ：15分钟
11.(2022北京卷改编)（锶）的、稳定同位素在同一地域土壤中
值不变。土壤生物中值与土壤中 值有效相关。测定土壤生物中
值可进行产地溯源。下列说法不正确的是( )
A
A. 位于元素周期表中第六周期第ⅡA族
B.和 的化学性质几乎完全相同
C.和 含有的中子数分别为49和48
D.同一地域产出的同种土壤生物中 值相同
【解析】A项：采用“0族元素定位法”，由于，，故 位于
元素周期表中第五周期第ⅡA族 。
B、C项：的质子数为38，的中子数为， 的中子数为
，则和互为同位素，化学性质几乎完全相同 。
D项：根据题给信息“（锶）的、稳定同位素在同一地域土壤中
值不变。土壤生物中值与土壤中 值有效相关”可知，同一地域产出
的同种土壤生物中值相同 。
12.(北京卷改编)2019年是元素周期表诞生150周年，期间科学家为完善周期表做出了
不懈努力。中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟 等9种元素相对原子质
量的新值，被采用为国际新标准。铟与镓 、铝同主族。下列说法不正确的是
( )
D
A.是第五周期第ⅢA族元素 B. 的中子数与电子数的差值为17
C.原子半径: D.碱性：
【解析】A项：铟与镓、铝同主族，的核电荷数大于，推知 位于
第五周期第ⅢA族 。
B项：的中子数为，电子数为49，两者之差为 。
C项：和同主族，位于的下方，故的原子半径大于 。
D项：根据同主族元素从上到下，金属性逐渐增强可知，金属性,故
的碱性大于 。
13.甲～辛等元素在周期表中的相对位置如图所示。甲与戊的原子序数相差3，戊的
一种单质是自然界硬度最大的物质，丁与辛属同周期元素，下列判断正确的是
( )
C
A.金属性：甲 乙 丙 B.简单气态氢化物的稳定性：己 戊
C.丙与庚的原子核外电子数相差13 D.乙的单质与 反应的产物只有一种
【解析】图示析题·思路具象化
同主族元素从上到下金属性逐渐增强，非金属性逐渐减弱，则金属性：甲 乙
丙 ，A项错误；非金属性越强，对应简单气态氢化物的稳定性越强，非
金属性:己 戊，则简单气态氢化物的稳定性: ，B项错误；原子序
数等于原子核外电子数，庚，原子序数为32与丙，原子序数为19 的原子核外
电子数之差为，C项正确；在空气中燃烧生成，在常温下与
反应生成 ，D项错误。
14.下图中的实线表示元素周期表的部分边界。①～⑤分别表示元素周期表中对应位
置的元素。
（1）③④的气态氢化物的稳定性强弱顺序是___________（用化学式表示）。
【解析】元素的非金属性越强，对应气态氢化物越稳定，非金属性 ，故气态氢
化物稳定性 。
（2）写出②含有12个中子的原子符号______。
【解析】②为，含有12个中子的原子符号是 。
（3）、、代表原子序数依次增大的三种短周期元素。在周期表中，与 相邻，
与也相邻；、和三种元素原子的最外层电子数之和为17；、、 三种元素有
的是图甲中编号①～⑤的元素，有的不是，其中不是编号①～⑤的元素在周期表中
的位置为_________________。
第二周期第ⅤA族
【解析】、、代表原子序数依次增大的三种短周期元素，在周期表中，与 相
邻，与也相邻，假设、、 处于同一周期，根据它们的原子序数依次增大，其
最外层电子数分别设为、、，则， 为分数，不合
理；处于不同周期的、、可能出现的位置关系有 、三种，设 的最外
层电子数为，若为第一种情况，则有，解得，、、
对应的三种元素分别为、、，其中 不属于题图中编号①～⑤的元素，其位于周
期表中第二周期第ⅤA族；若为第二种情况，则有， 为分数，不
合理；若为第三种情况，则、、分别为、、或、、 ，最外层电子
数之和不等于17，不合理。
【解析】由元素在周期表中的位置，可知①为、②为、③为、④为、⑤为 。
C 培优练 能力提升
15.原子序数为的元素 在元素周期表中位于A、B、C、D四种元素中间
（如图所示），则A、B、C、D四种元素的原子序数之和不可能是
（镧系、锕系、0族元素除外）( )
B
A. B. C. D.
【解析】A、B、C、D四种元素中，同周期的A、C两种元素的原子序数之和为 ；
同族相邻的两元素之间的原子序数差值有2（本题不可能，因B不是第一周期元素）、
8、18、32，所以同族的B、D两种元素的原子序数之和可能为、 或
，则四种元素的原子序数之和可能为、或 ，B项不可能。
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