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2.4 探究物质组成的奥秘
一、同位素
1．《Nature》重磅：同济大学许维团队首次成功精准合成了两种全新的芳香性环型碳C10、C14环形纯碳分子。下列说法正确的是（　　）
A．C10、C14属于同位素
B．C10、C14分子是由碳元素组成的
C．C10、C14属于单质
D．C14分子中有14个碳原子
2．甲乙丙三种原子的原子核如图所示，互为同位素原子的是 　 　，相对原子质量相等的是 　 　。
二、元素种类
3．下列属于非金属元素的是(　　)
A．Mg B．Na C．Al D．Cl
4．下列各组符号所表示的元素全部为金属元素的是（　　）
A．O、H、Cl B．Al、Fe、Zn C．H、P、Si D．Hg、N、Au
5．元素的分类。
分类 内容
　 　 汉字的偏旁为“钅”字旁(汞和金除外)，金属元素占110多种元素的大多数
　 　 非金属元素有三种状态：①有“气”字头的是气态非金属元素；②有“氵”字旁的是液态非金属元素；③有“石”字旁的是固态非金属元素
稀有气体元素：通常情况下，稀有气体都是无色、无味的气体，其名称都是“气”字头，它们是由原子直接构成的，如氦气。稀有气体元素也属于非金属元素
三、元素分布
6．地壳中含量最多的金属与氧结合生成的物质是（　　）
A． B．CaO C． D．
7．元素的分布。
地壳 　 　、　 　、　 　、　 　、钙、钠、钾、镁、氢等。非金属元素中含量最高的是　 　，金属元素中含量最高的是　 　
人体 人体中元素含量(从大到小)为　 　、　 　、氢其他元素
海水 海水中，除组成水的氧( 85.5%)、氢(10.7%)元素外，还含有氯(2%)、钠、镁金等元素
有机化合物 有机化合物主要含　 　三种元素
四、元素符号
8．正确书写元素符号是学习科学的基础。下列元素符号书写正确的是（　　）
A．氯 B．镁 C．钠 D．铝
9．元素符号表示的意义
宏观：表示一种　 　。
微观：表示这种元素的一个　 　。
注意：当元素符号前面加上　 　时，就只具有微观意义。如“2H”只表示两个氢原子。
五、元素周期表
10．镥单质是一种银白色固体，是稀土元素中最硬最致密的物质。如图是元素周期表中镥元素的相关信息，下列有关说法错误的是（　　）
A．该元素为金属元素 B．镥的相对原子质量为175.0
C．镥元素的原子序数为71 D．镥原子的核外电子数为104
11．元素周期表是学习科学的重要工具。如图表是元素周期表的一部分，请回答下列问题。
（1）不同种元素之间最本质的区别是 ____（填字母）不同。
A．相对原子质量 B．质子数 C．中子数
（2）第11号元素属于 　 　（填“金属”或“非金属”）元素。
12．在“宏观—微观—符号”之间建立联系，是学习化学的一种重要思维方式。如图是元素周期表中部分元素的原子结构模型图，根据所学知识回答下列问题。
（1）A属于　 　元素（填元素种类）；
（2）E粒子带1个单位正电荷，则该粒子的符号为　 　；
（3）F为元素周期表的一部分，X、Y、Z代表三种不同元素，以下判断正确的是____。
A．原子序数Z＞Y
B．核外电子数：X＝Y
C．Y和Z的化学性质相似
六、练习
13．2023年，中国7nm芯片通过自主创新突破封锁。大多数芯片都含有硅元素。硅元素的符号是 (　　)
A．S B．Si C．O D．H
14．据媒体报道，“金星快车”号探测器发现金星大气中存在15N2。构成15N2的15N具有7个质子，则下列说法正确的是（）
A．15N的核电荷数为15 B．15N的核外电子数为8
C．构成15N2的15N具有8个中子 D．15N带15个单位正电荷
15．如图为元素周期表第四周期的局部。下列有关说法正确的是（　　）
A．砷和硒均属于金属元素
B．锗元素的相对原子质量x小于69.72
C．镓原子的核电荷数为31
D．Se2+的核外电子数为34
16．元素周期表将已知元素按一定规律科学有序地排列起来，便于我们研究他们的性质和用途。
下表是元素周期表的一部分，请回答下列问题。
H 　 He
① 　 　 　 N 　 ② Ne
③
Ar
（1）元素在周期表中的分布是有规律的，表中①②③所代表的三种元素中，属于金属的是　 　。
（2）随着新元素不断发现，元素周期表还将不断完善。最近科学家用钙-40离子轰击人造元素锏-249，并合成了118号元素——氮，氮元素原子核中一定含有118个　 　。
17．2019年是“国际化学元素周期表年”，以纪念俄国化学家门捷列夫在1869年发明第一张元素周期表150周年。下列是元素周期表部分内容，请回答：
第一周期 1 H 　 2 He
第二周期 3 Li 4 Be 5 B 6 C 7N 8 O 9 F 10 Ne
第三周期 11 Na 12 Mg 13 A1 14____ 15 P 16 S 17 C1 18 Ar
（1）表中第14号元素的符号是　 　；
（2）一种原子原子核内有14个中子，核外电子有13个，它的相对原子质量是　 　；
（3）M2﹣与Ne核外电子数相同，则M元素名称为　 　元素。
18． 元素周期表是学习和研究化学的重要工具．下表是元素周期表中的一部分，请按表中信息填空：
族 周期 　 0
一 1H 1.008 2 4.003
二 3 6.941 4 9.012 5B 10.81 ① 7X 14.01 8O 16.00 9F 19.00 10 20.18
三 11 22.99 ② 13 26.98 14 28.09 ③ 16S 32.06 17 35.45 18 39.95
（1）周期表中的①②③代表三种不同的元素，①是　 　（填名称）元素，②所代表的元素属于　 　元素（填“金属”或“非金属”），该元素原子在化学反应中容易　 　（“得到”或“失去”）电子；③所代表的元素与氮元素属于同一　 　（填“周期”或“族”）。
（2）氕、氘、氚分别表示氢元素三种原子，其原子中　 　数目不相等（选填“质子”、“中子”或“电子”）。
（3）②和氯元素组成的物质是由　 　（选填“分子”、“原子”或“离子”）构成的。
参考答案
1．C
A.C10、C14是碳元素形成的不同单质，不属于同位素，故A错误。
B.分子是由原子构成的，C10、C14分子是由碳原子构成的，故B错误。
C.C10、C14均是由一种元素组成的纯净物，均属于单质，故C正确。
D.通过化学式可知，1个C14分子中有14个碳原子，故D错误。
2．甲乙；乙丙
互为同位素原子质子数相等，中子数不相同，则甲和乙互为同位素。相对原子质量＝质子数+中子数，乙和丙相对原子质量相等。
3．D
A、 Mg为镁元素，属于金属元素，不符合题意；
B、 Na为钠元素，属于金属元素，不符合题意；
C、 Al为铝元素，属于金属元素，不符合题意；
D、 Cl 为氯元素，属于非金属元素，符合题意；
4．B
A．O、H、Cl分别为氧、氢、氯，均为非金属元素，故错误；
B．Al、Fe、Zn分别为铝、铁、锌，均为金属元素，故正确；
C．H、P、Si分别为氢、磷、硅，均为非金属元素，故错误；
D．Hg、N、Au分别为汞、氮、金，氮为非金属元素，故错误。
5．金属元素；非金属元素
金属元素名称的书写规则为：汉字的偏旁为“钅”字旁(汞和金除外)，金属元素占110多种元素的大多数；非金属元素名称的书写规则为：非金属元素有三种状态：①有“气”字头的是气态非金属元素；②有“氵”字旁的是液态非金属元素；③有“石”字旁的是固态非金属元素；稀有气体元素：通常情况下，稀有气体都是无色、无味的气体，其名称都是“气”字头，它们是由原子直接构成的，如氦气。稀有气体元素也属于非金属元素。
6．D
地壳中含量最多的金属元素是铝，它与氧气结合生成三氧化二铝，化学式为。
7．氧；硅；铝；铁；氧；铝；氧；碳；碳、氢、氧
地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢等元素组成；含量最高的是氧，其次是硅，金属元素中含量最高的铝；其次是铁 。 人体中的元素较多，包括氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、镁、钠等，但在人体中含量最多的三种元素为(从大到小)为 氧、碳、氢。 海水中，除组成水的氧( 85.5%)、氢(10.7%)元素外，还含有氯(2%)、钠、镁金等元素 。有机化合物主要含碳、氢、氧三种元素 。
故答案为：氧；硅；铝；铁；氧；铝；氧；碳；碳、氢、氧。
8．D
A.氯的元素符号是Cl，故A错误；
B.镁的元素符号是Mg，故B错误；
C.钠的元素符号是Na，故C错误；
D.铝的元素符号是Al，故D正确。
9．元素；原子；数字
元素符号宏观意义为表示一种元素。微观意义表示该元素的一个原子； 当元素符号前面加上数字时，就只有微观意义了。
10．D
A、镥带“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法正确。
B、根据元素周期表中的一格可知，汉字下面的数字表示相对原子质量，镥的相对原子质量为175.0，故选项说法正确。
C、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为71，故选项说法正确。
D、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字表示原子序数，该元素的原子序数为71；原子中原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数，则该元素的原子核外电子数为71，故选项说法错误。
11．（1）B
（2）金属
（1）元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，不同种元素最本质的区别是质子数（即核电荷数）不同，不同种元素之间最本质的区别是质子数（即核电荷数）不同。
（2）第11号元素是钠元素，带“钅”字旁，属于金属元素。
12．（1）非金属
（2）
（3）A
13．B
14．C
A、15N含有7个质子，原子中核内质子数=核电荷数，则15N的核电荷数为7，故选项说法错误。
B、15N含有7个质子，原子中核内质子数=核外电子数，则15N的核外电子数为7，故选项说法错误。
C、15N具有15-7=8个中子，故选项说法正确。
D、15N的原子核带15个单位正电荷，15N为电中性，故选项说法错误。
15．C
A.四个小方格中表示的元素名称分别是镓、锗、砷、硒，砷、硒属于非金属元素，故A错误；
B.锗元素的相对原子质量x大于69.72，故B错误；
C.镓元素的原子序数为31，原子序数=核电荷数=31，故C正确；
D.砷原子的原子序数为34，原子序数=核外电子数=34，Se2+的核外电子数为32，故D错误。
16．（1）①
（2）质子
17．（1）Si
（2）27
（3）氧
（1）表中第14号元素是硅，其元素符号是Si；
（2）相对原子质量=中子数+质子数=13+14=27；
（3）Ne的核外电子排布为2、8，原子序数为10，M2-与Ne核外电子数相同，则M2-核外电子数为10，M2-是原子得到两个电子形成的，M原子质子数为8，其名称为氧元素。
18．（1）碳；金属；失去；族
（2）中子
（3）离子
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