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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
第1课时　原子结构　核素
基础过关练
题组一　原子结构
1.(经典题)硒(Se)在人体内可以起到提高免疫力、抗氧化等功效,是人体必需的一种微量元素。下列关于Se的说法正确的是 (　　)
A.原子序数为45　　　　　B.质量数为113
C.中子数为79　　　　　 D.质子数为34
2.在R中,共有x个核外电子,R原子的质量数为A,则R原子核内含有的中子数为 (　　)
A.A-x+n-32　　　　　B.A-x+n+24
C.A-x+n+32　　　　　D.A+x-n-24
题组二　原子核外电子排布
3.(易错题)下列叙述正确的是 (　　)
A.电子的能量越低,运动区域离核越远
B.某原子K层上只有一个电子
C.稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D.当M层是最外层时,最多可排布18个电子
4.某元素的原子,L层上的电子数是M层上电子数的4倍,该元素是 (　　)
A.K　　　　　B.O　　　　　C.Mg　　　　　D.S
5.元素A、B的核电荷数都小于18,A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5,则A和B形成的化合物的化学式为 (　　)
A.A2B3　　　　　B.BA2　　　　　C.AB4　　　　　D.B3A2
题组三　核素与同位素
6.(易错题)用He原子轰击Al原子会产生质子,其核反应为H,下列有关说法中正确的是(　　)
ASi的中子数和质子数相等
BAl属于不同的核素
CH2互为同位素
DSi的L层电子数不同
7.回答下列问题:
(1)10Be和9Be　　　　(填字母)。
A.是同一种原子　　　　　
B.具有相同的中子数
C.化学性质几乎完全相同　　　　　
D.具有相同的核外电子排布
(2)有下列粒子或物质:
Li　②H2O、D2O　③石墨、金刚石
④H2、D2、T2　⑤H、D、T　N
a.互为同位素的是　　　　。
b.互为同素异形体的是　　　　。
c.①⑤⑥中共有　　种核素,共　　种元素。
(3)O的摩尔质量为　　　　,相同质量的O所含中子数之比为　　　　。
题组四　等电子粒子
8.(经典题)下列各组微粒中,具有相同质子数和电子数的一组微粒是 (　　)
A.OH-、F-、Ne、O2-　　　　　 B.H2O、CH4、NH3、Ne
C.H3O+、Na+、N、Mg2+　　　　　 D.O2-、F-、Mg2+、Al3+
9.用A+、B-、C2-、D分别表示含有18个电子的四种粒子(离子或分子),请回答:
(1)A元素是　　　　(用元素符号表示,下同),B元素是　　　　,C元素是　　　　。
(2)D是由两种元素组成的双原子分子,其化学式是　　　　。
能力提升练
题组一　原子结构与粒子的数量关系
1.同位素与辐射技术简称同辐技术,广泛应用于农业、医学等领域。Co有多种同位素,一种Co同位素放射源辐射时的衰变方程为e。下列叙述中正确的是 (　　)
AX属于两种元素
BCo3O4互为同素异形体
CCo具有完全相同的性质
D.上述衰变过程有多种产物生成,属于分解反应
2.(经典题)R中共有x个电子,R原子的质量数为A,则a g R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
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(　　)
A.1 mol H37Cl中所含质子数为38NA
B.20 g D2O与20 g O含有的中子数均为10NA
C.34 g 14N1H3所含中子数目为20NA
D.50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
题组二　核外电子排布规律及其应用
4.(2024河南郑州月考)某粒子(原子或离子)的结构示意图如图所示,下列说法错误的是 (　　)
A.若n=8,则该粒子所对应元素的符号一定为Ar
B.若该粒子带两个单位负电荷,且n=8,则该粒子的符号为S2-
C.若m-n<10,则该粒子是一个阴离子
D.若m-n=10,则该粒子一定是原子
5.(经典题)核电荷数小于18的某元素X,其原子核外电子层数为a,最外层电子数为(2a+1)。下列有关元素X的说法中,不正确的是(　　)
A.元素X的原子核内质子数为(2a2-1)
B.元素X形成的单质既有氧化性又有还原性
C.元素X形成的简单离子,各电子层的电子数均达到2n2(n表示电子层数)
D.由元素X形成的某种化合物,可能具有杀菌、消毒的作用
6.已知X、Y、Z、W、R五种短周期元素中,X是原子序数最小的元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个;W元素原子K层和M层电子总数等于其L层电子数;R元素原子最外层有1个电子,其阳离子与Z的阴离子核外电子总数相同。请回答下列问题。
(1)R元素的原子结构示意图为　　　　　;Z元素的名称为　　　　。
(2)含X、Y、Z、R四种元素的化合物的化学式为　　　　。
(3)W的两种氧化物的化学式是　　　　和　　　　。
(4)将少量的YZ2通入足量的RZX溶液中,发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)未知质量的化合物WZ2中,所含质子总数为3.2NA,则:
①WZ2的质量为　　　　。
②与WZ2质量相同的YX4的体积为　　　　(标准状况下)。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.C 3.B 4.C 5.D 6.B 8.B
1.DSe表示该原子的质量数为79,质子数=原子序数=34,中子数=质量数-质子数=79-34=45,故只有D正确。
2.C　设R原子的质子数为a,R原子的核外电子数也为a,则R的电子数x=a+4×8+n,即a=x-32-n,R原子的质量数为A,故其中子数为A-a=A-x+32+n。
3.B　电子能量越低,运动区域离核越近,相反,电子能量越高,运动区域离核越远,A错误;H原子K层上只有一个电子,B正确;He为稀有气体元素,最外层只有2个电子,C错误;由电子的排布规律可知,M层最多排18个电子,但为最外层时,最多可排8个电子,D错误。
易错分析　稀有气体元素除He外,其原子最外层都是8个电子;原子最外层最多只能排8个电子(K层为最外层时最多只能排2个电子)。
4.C　根据题意可知该原子有K、L、M三个电子层,L层上有8个电子,L层电子数是M层电子数的4倍,则M层上有2个电子,该元素为镁元素。
5.D　A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子,且B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5,所以A元素原子的结构示意图为,B元素原子的结构示意图为,即A为N元素,B为Mg元素,二者形成的化合物为Mg3N2。
6.BSi的中子数为30-14=16,质子数为14Si的中子数和质子数不相等,A错误Al的质子数相同,中子数不同,二者属于不同的核素,B正确H2是单质分子,不互为同位素,C错误Si的L层电子数均为8,D错误。
易错分析　同种元素的不同原子间互称为同位素,如Al互为同位素;而H2是氢元素的不同核素构成的单质分子,不互为同位素。
7.答案　(1)CD　(2)a.①⑤　b.③　c.7　4　
(3)20 g/mol　11∶12
解析　(1)10Be和9Be的质子数相同、中子数分别为6、5,二者互为同位素,A、B错误;10Be和9Be的电子数均为4,核外电子排布相同,二者化学性质几乎完全相同,C、D正确。
(2)Li是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子,二者互为同位素;②H2O、D2O均为水分子;③石墨、金刚石是由碳元素组成的不同单质,二者互为同素异形体;④H2、D2、T2均为氢分子;⑤H、D、T是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子,三者互为同位素;N的质子数不同,是不同的元素。
(3)O的摩尔质量为(2×2+16) g/mol=20 g/mol,设O的质量均为m g,所含中子数之比为×(1×2+8)∶×(1×2+10)=11∶12。
易错分析　 元素、核素、同位素的辨析
①元素:具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称。元素是宏观概念,如H2和HCl中均含氢元素。
②核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。如H是氢元素的三种不同的核素。
③同位素: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,在周期表中占据相同的位置。如H元素的三种核素H互称为同位素。
8.B　OH-、F-、Ne、O2-的电子数均为10,质子数分别为9、9、10、8,A错误;H2O、CH4、NH3、Ne质子数和电子数均为10,B正确;H3O+、Na+、N、Mg2+的电子数均为10,质子数分别为11、11、11、12,C错误;O2-、F-、Mg2+、Al3+的电子数均为10,质子数分别为8、9、12、13,D错误。
9.答案　(1)K　Cl　S　(2)HCl
解析　常见的18e-粒子:阳离子有K+、Ca2+等;阴离子有P3-、S2-、HS-、Cl-等;分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2等。结合题目所给条件,不难确定答案。
能力提升练
1.A 2.D 3.B 4.A 5.C
1.A　Co与X的质子数不同,故3种核素属于两种元素,A正确Co3O4均是化合物,不互为同素异形体,B错误Co互为同位素,其化学性质几乎完全相同,物理性质不完全相同,C错误;衰变过程是在原子核中进行的,属于核反应,不是化学变化,D错误。
2.D　根据R原子的质量数为A,可知R的摩尔质量为(A+48) g/mol,R的质子数等于其电子数减去所带负电荷数,为x-n,则a g R×(x-n)=(x-n) mol,D正确。
3.B　1分子H37Cl中所含质子数为18,1 mol H37Cl中所含质子数为18NA,A错误;D2O、O的相对分子质量都是20,1个分子中含有的中子数都是10,20 g D2O与20 g O的物质的量都是1 mol,因此两种物质的分子中含有的中子数均为10NA,B正确;1分子14N1H3中所含中子数为7,34 g 14N1H3为2 mol,所含中子数为14NA,C错误;50 mL 12 mol/L盐酸中含有溶质的物质的量n(HCl)=12 mol/L×0.05 L=0.6 mol,若完全与MnO2发生反应:MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,则反应过程中转移电子的物质的量为0.3 mol,但随着反应的进行,盐酸浓度变小,反应就不再发生,因此50 mL 12 mol/L盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数小于0.3NA,D错误。
4.A　若n=8,当m=10+n时表示原子,对应的元素符号是Ar;若m≠10+n,表示的是离子,可能是S2-或K+等,对应的元素符号一定不是Ar,A错误。n=8且该粒子带两个单位负电荷,该粒子的符号为S2-,B正确。若m-n<10,该粒子核外电子数大于核内质子数,即表示带负电荷的阴离子,C正确。若m-n=10,表示原子核内质子数与核外电子数相等,即一定表示原子,D正确。
5.C　因核外电子层数只能为整数,根据题意,1≤a≤3。当a=1时,不成立;当a=2时,最外层电子数为5,元素X为N;当a=3时,最外层电子数为7,元素X为Cl。当X为N元素时,质子数=2a2-1=2×22-1=7;当X为Cl元素时,质子数=2a2-1=2×32-1=17,A正确。X的单质为Cl2或N2,Cl元素和N元素均为0价,处于中间价态,则Cl2和N2均既有氧化性,又有还原性,B正确。Cl-的最外层电子数为8,达不到2n2,C错误。如果X为Cl,形成的化合物可为HClO,HClO具有杀菌、消毒的作用,D正确。
6.答案　(1)　氧　(2)NaHCO3　(3)SO2　SO3　(4)CO2+2NaOH Na2CO3+H2O
(5)①6.4 g　②8.96 L
解析　根据X是原子序数最小的元素,可知X为H元素;Y元素原子最外层电子数是内层电子总数的2倍,则内层为2个电子,最外层为4个电子,Y为C元素;Z元素原子最外层电子数比其次外层电子数多4个,其次外层只能是2个电子,即Z为O元素;根据题意可知,W元素原子的K、L层电子数分别为2和8,则M层电子数为6,故W为S元素;结合R元素原子最外层只有1个电子,其阳离子与O2-核外电子总数相同,可知R为Na元素。(1)R(Na)元素的质子数为11,其原子结构示意图为;Z为O元素,其元素名称为氧。(2)由H、C、O、Na元素组成的化合物的化学式为NaHCO3。(3)W(S)元素在氧化物中有+4、+6两种价态,其氧化物为SO2、SO3。(4)将少量CO2通入足量NaOH溶液中,反应生成Na2CO3和水,其化学方程式为CO2+2NaOH Na2CO3+H2O。(5)①1个SO2分子中所含的质子数为16+8×2=32,1 mol SO2中所含质子总数为32NA,所含质子总数为3.2NA,则SO2的物质的量为0.1 mol,其质量为0.1 mol×64 g/mol=6.4 g。②与SO2质量相同的CH4的物质的量为6.4 g÷16 g/mol=0.4 mol,标准状况下的体积为0.4 mol×22.4 L/mol=8.96 L。
13(共37张PPT)
1.原子的构成粒子及作用

第一节 原子结构与元素周期表
知识点 1 原子结构与核外电子排布
必备知识 清单破
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)

含义 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,人们把
不同的区域简化为不连续的壳层,称之为电子层 表示 方法 n 1 2 3 4 5 6 7
符号 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
(1)电子层
(2)原子核外电子排布规律(详见定点1)
3.原子结构示意图的表示方法
　　以Cl原子的结构示意图为例:
　　原子通过得失电子形成离子时,最外层电子数目发生变化,如图为S2-和Na+的结构示意图。
S2-: 　　　Na+:
　
1.元素周期表的编排原则
知识点 2 元素周期表

2.元素周期表的结构
1.元素、核素、同位素的关系
知识点 3 元素、核素、同位素

(2)同位素的应用
C在考古工作中用于测定文物的年代。
H H用于制造氢弹。
③利用放射性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
2.同位素的特征与应用
(1)同位素的特征
3.元素、核素、同位素、同素异形体的区别与联系
(1)区别
元素 核素 同位素 同素异形体
质子数相同的一
类原子的总称 质子数、中子数都一定的一种原子 质子数相同、中子数不同的核素之间的互称 同种元素形成的不同单质之间的互称
原子 原子 原子 单质
只有种类,没有个数 化学反应中的最小粒子 化学性质几乎完全相同 元素相同、性质不同
质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素、结构
H、C、O三种元素 H、 H、 H三种核素 H H、 H互为同位素 O2与O3互为同素异形体
(2)联系

1.碱金属元素
(1)原子结构
　　最外层电子数均为1,从Li到Cs,随核电荷数的增加,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增
大,失电子能力逐渐增强。
知识点 4 原子结构与元素的性质
单质 Li、Na、K、Rb、Cs
相似性 除铯外,其余都呈银白色,它们都比较软,有延展性,密度较小,熔点较低,导电、导热性强
密度 呈增大趋势
熔、沸点 逐渐降低
特点 铯略带金色光泽;锂的密度比煤油的小
(2)碱金属单质的物理性质
(3)碱金属单质的化学性质
①钠、钾与O2的反应
钠 钾
实验 操作 实验现象 剧烈燃烧,产生黄色火焰,生成淡黄色固体 比钠的燃烧更剧烈,火焰呈紫色(透过蓝色钴玻璃观察)
化学反应 2Na+O2 Na2O2 钾与氧气反应生成多种氧化物
实验结论 与O2反应的剧烈程度:NaNa ②钠、钾与水的反应
钠 钾
实验操作 实验现象 相同点 金属浮在水面上;熔成闪亮的小球;小球四处游动;发出嘶嘶的响声;溶液逐渐变为红色 不同点 钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧 化学反应 2Na+2H2O 2NaOH+H2↑ 2K+2H2O 2KOH+H2↑
实验结论 与水反应的剧烈程度:K>Na,说明金属的活泼性:K>Na 2.卤族元素
(1)卤素原子结构
　　最外层上都有7个电子;从F到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,得电子能力逐渐减弱。
(2)卤素单质的物理性质
(3)卤素单质的化学性质
①卤素单质与H2反应
卤素单质 反应条件 化学方程式 产物稳定性
F2 暗处 H2+F2 2HF 很稳定
Cl2 光照或点燃 H2+Cl2 2HCl 较稳定
Br2 加热 H2+Br2 2HBr 不如氯化氢稳定
I2 不断加热 H2+I2 2HI 不稳定
　　结论:从F2到I2,与H2反应的剧烈程度依次减弱,生成气态氢化物的稳定性依次减弱。
②卤素单质间的置换反应
实验 操作
实验现象 溶液颜色变为橙黄色 溶液颜色变为黄褐色 溶液颜色变为黄褐色
化学方程式 Cl2+2NaBr 2NaCl+Br2 Cl2+2KI 2KCl+I2 Br2+2KI 2KBr+I2
结论 从Cl2→I2氧化性逐渐减弱,相应卤素离子还原性逐渐增强 知识拓展 ①氟元素无正价,F-的还原性极弱。②Br2在常温下是唯一的一种液态非金属单
质。③碘为紫黑色固体,易升华,淀粉遇I2变蓝色。④氢氟酸为弱酸,而盐酸、氢溴酸、氢碘
酸为强酸。
3.原子结构与元素性质的关系(详见定点3)
知识辨析
1.最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素的原子。这种说法是否正确
2.质子数相同而中子数不同的粒子一定互为同位素。这种说法是否正确
3.一种元素可以有多种核素,也可能只有一种核素,有多少种核素就有多少种原子。这种说法
是否正确
4 C和 C两种核素互为同位素,二者具有相同的性质。这种说法是否正确
5.元素周期表中第Ⅷ族包含8、9、10三个纵列,故第Ⅷ族所含元素种数最多。这种说法是否
正确
6.元素周期表中同周期相邻两主族元素的原子序数均相差1。这种说法是否正确
7.非金属性:F>Cl,故F2能从NaCl溶液中置换出Cl2。这种说法是否正确
一语破的
1.不正确。最外层电子数为8的粒子可能是阳离子、阴离子或原子。只有当该粒子为原子
时,才是稀有气体元素的原子。
2.不正确。如 Ne和1 O中质子数相同,中子数不同,但二者不互为同位素。同位素一定是
同一元素的不同原子。
3.正确。有些元素可能有一种或多种核素,有几种核素就有几种原子。
4.不正确。 C和 C具有相同的质子数,即两核素具有相同的核外电子排布,故二者的化学性
质几乎完全相同,但是二者的质量数不同,其物理性质不同。
5.不正确。第Ⅷ族包含8、9、10三个纵列,共含有12种元素;第ⅢB族包含镧系元素和锕系元
素,共含有32种元素,是含元素种数最多的族。
6.不正确。同周期相邻两主族元素的原子序数不一定相差1。如同周期第ⅡA族和第ⅢA族
的原子序数可能相差1(第二、三周期)、11(第四、五周期)、25(第六、七周期),同周期其他
相邻两主族元素的原子序数都相差1,如第ⅠA族和ⅡA族,第ⅤA族和ⅥA族等。
7.不正确。F2具有强氧化性,F2和NaCl溶液中的水直接反应,即2F2+2H2O 4HF+O2,故F2不
能从NaCl溶液中置换出Cl2。
1.原子核外电子排布规律
关键能力 定点破
定点 1 原子核外电子排布
(1)最外层电子数为1的原子:H、Li、Na。
(2)最外层电子数为2的原子:He、Be、Mg。
(3)最外层电子数与次外层电子数的关系
①最外层电子数=次外层电子数的原子:Be、Ar;
②最外层电子数分别是次外层电子数2倍、3倍、4倍的原子:C、O、Ne;
③最外层电子数=次外层电子数一半的原子:Li、Si。
2.短周期元素的原子结构特点
(4)最外层电子数与电子层数的关系
①最外层电子数=电子层数一半的原子:Li;
②最外层电子数=电子层数的原子:H、Be、Al;
③最外层电子数=电子层数2倍的原子:He、C、S;
④最外层电子数=电子层数3倍的原子:O。
(5)最外层电子数=内层电子数一半的原子:Li、P。
(6)原子核内无中子的原子 H。
1.元素周期表的结构与规律
定点 2 元素周期表的规律与应用
(1)列序数与族序数的关系
①列序数<8,主族和副族的族序数=列序数;
②列序数=8、9或10,为第Ⅷ族;
③列序数>10,主族和副族的族序数=列序数-10(0族除外)。
(2)原子序数的定量关系
①同周期,第ⅡA族与第ⅢA族原子序数差可能为1、11、25;
②相邻两周期同主族元素原子序数差:若为第ⅠA、ⅡA族元素,则原子序数的差等于上周期
元素所在周期的元素种数;若为第ⅢA族至0族元素,则原子序数的差等于下周期元素所在周
期的元素种数。如Na与K原子序数相差8,Cl与Br原子序数相差18。
　　该方法适用于原子序数小于或等于20的主族元素的位置判断。
(2)0族定位法确定元素的位置
①明确各周期0族元素的原子序数
2.元素周期表的简单应用
(1)根据原子序数画出原子结构示意图确定元素在周期表中的位置
周期序数 1 2 3 4 5 6 7
原子序数 2 10 18 36 54 86 118
②推断方法

…… cZ dM
bY aX ……
知识拓展　Ⅰ.离子电子层结构相同的“阴上阳下”关系
　　具有相同电子层结构的离子,如aX(n+1)+、bYn+、cZ(n+1)-、dMn-的电子层结构相同,在周期表中
位置关系为:
则它们的原子序数关系为a>b>d>c。
Ⅱ.常见的等电子粒子
1.“10电子”粒子
(1)寻找“10电子”粒子的方法
①分子:Ne、HF、H2O、NH3、CH4等;
②阳离子:Na+、Mg2+、Al3+、N 、H3O+等;
③阴离子:N3-、O2-、F-、N 、OH-等。
2.常见的“18电子”粒子
(1)分子:Ar、SiH4、PH3、H2S、HCl、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等;
(2)离子:K+、Ca2+、Cl-、S2-、HS-等。
3.其他等电子粒子
(1)“14电子”粒子:Si、N2、CO、C2H2等。
(2)“16电子”粒子:S、O2、C2H4、HCHO等。
(2)常见的“10电子”粒子
1.碱金属元素性质的相似性和递变性
(1)相似性(R表示碱金属元素)
原子都容易失去最外层的一个电子,化学性质活泼,它们的单质都具有较强的还原性,它们都
能与氧气等非金属单质及水反应。

定点 3 原子结构与元素性质的关系

(2)递变性
　　随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,碱金属
元素的原子失电子能力逐渐增强,金属性逐渐增强。
①还原性与氧化性

②随着原子序数的递增,碱金属单质与O2的反应越来越剧烈,产物越来越复杂,如Li与O2反应
只能生成Li2O,Na与O2反应还可以生成Na2O2,而K与O2反应能够生成KO2等。
③随着原子序数的递增,碱金属单质与H2O的反应越来越剧烈,如K与H2O反应可能会发生轻
微爆炸,Rb与Cs遇水发生剧烈爆炸。
④最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强。
2.卤族元素性质的相似性和递变性
(1)相似性(X表示卤族元素)
　　卤素原子都容易得到一个电子使其最外层达到8个电子的稳定结构,它们的单质都是活
泼的非金属单质,都具有较强的氧化性。
①与H2反应:X2+H2 2HX。
②与活泼金属(如Na)反应:2Na+X2 2NaX。
③与水反应
X2+H2O HX+HXO(X为Cl、Br、I)
(2)递变性
　　随着原子序数的递增,原子半径逐渐增大,原子核对最外层电子的引力逐渐减小,卤素原
子得电子的能力逐渐减弱,非金属性逐渐减弱。
①氧化性与还原性
②随着原子序数的递增,卤素单质与H2反应越来越难,生成的氢化物的稳定性逐渐减弱。
③卤素单质与变价金属(如Fe)的反应

典例 下列说法中,错误的是 (　 )
A.Br2与H2的反应比I2与H2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.随核电荷数的增加,碱金属单质和卤素单质的熔、沸点都逐渐降低
D.钾与水的反应比钠与水的反应更剧烈
C
思路点拨 需结合碱金属元素和卤族元素性质的递变规律来分析,碱金属元素原子失电子能
力越强,卤族元素原子得电子能力越强,单质与相关物质反应越剧烈。
解析 卤族元素随原子序数递增,其单质氧化性减弱,即氧化性:Br2>I2,故Br2与H2的反应比I2与
H2的反应更剧烈,A项正确;同主族元素随原子序数递增,原子失电子能力逐渐增强,得电子能
力逐渐减弱,即碱金属元素中Li原子失电子能力最弱,而卤族元素中F原子得电子能力最强,B
项正确;随核电荷数增加,碱金属单质的熔、沸点逐渐降低,而卤素单质的熔、沸点逐渐升高,
C项错误;碱金属元素随核电荷数增加,单质与水反应越来越剧烈,则K与水的反应比Na与水
的反应更剧烈,D项正确。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
第3课时　原子结构与元素的性质
基础过关练
题组一　碱金属元素的原子结构与性质
1.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:LiOHD.碱金属元素的单质在加热条件下与氧气反应均生成过氧化物
2.(易错题)下列关于碱金属元素的叙述正确的是 (　　)
A.为防止锂单质(ρ=0.534 g/cm3)变质,应将其保存在煤油中
B.从Li到Cs都易失去最外层1个电子,且失电子能力逐渐增强
C.相同条件下,钠与水反应比钾与水反应剧烈
D.随核电荷数增大,碱金属单质熔点逐渐升高
3.天然存在的金属钫(Fr)极微量,它的已知同位素都有放射性,它是碱金属元素中最重的元素,根据它在周期表中的位置预言其性质,其中不正确的是 (　　)
A.在已知主族元素中其原子半径最大
B.在空气中燃烧时生成氧化物Fr2O
C.氧化物对应的水化物是强碱
D.其单质的熔点比金属钠的熔点低
题组二　卤族元素的原子结构与性质
4.(教材习题改编)卤族元素包括F、Cl、Br、I等元素。下列叙述中正确的是 (　　)
①由F到I,单质颜色逐渐加深　②由F到I,单质的熔、沸点逐渐降低　③由F到I,电子层数逐渐增加,得电子能力逐渐增强　④由F到I,单质的氧化性逐渐减弱　⑤由F-到I-的还原性逐渐增强　⑥由HF到HI的稳定性逐渐增强
A.②③⑥　B.①③⑤　C.①④⑤　D.②④⑥
5.溴(Br)与氯(Cl)同属“卤族元素”,最外层均有7个电子,在反应中容易得1个电子,化学性质很相似,氧化性Cl2>Br2,下面根据氯的性质对溴的性质预测合理的是 (　　)
A.溴单质只具有氧化性
B.溴蒸气与氢气在加热条件下反应生成HBr
C.Br-还原性比Cl-弱
D.溴单质与足量NaOH溶液反应生成NaBr和HBrO
6.类推的思维方式在化学学习与研究中经常采用,但类推出的结论是否正确最终要经过实验的验证。以下类推的结论正确的是 (　　)
A.由反应“Cl2+H2O HCl+HClO”可推出反应“F2+H2O HF+HFO”也能发生
B.HCl的水溶液酸性很强,推出HF的水溶液酸性也很强
C.由反应“2Fe+3Cl2 2FeCl3”可推出反应“2Fe+3I2 2FeI3”也能发生
D.Cl的核电荷数比F的核电荷数大,推出Cl的原子半径比F的原子半径大
7.(经典题)如图是卤素单质(F2、Cl2、Br2、I2)的沸点与相对分子质量的关系图,下列说法不正确的是 (　　)
A.卤素单质中,①最活泼
B.单质④形成的简单氢化物在卤素氢化物中热稳定性最强
C.保存少量的单质③时加少量水进行水封
D.将单质②通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液先变红后褪色
能力提升练
题组一　同主族元素性质的递变规律
1.(经典题)前四周期同主族元素的某种性质X随核电荷数的变化趋势如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.若a、b、c表示碱金属元素,则X可表示对应单质与水反应的剧烈程度
B.若a、b、c表示第ⅡA族元素,则X可表示最高价氧化物对应水化物的碱性
C.若a、b、c表示第ⅥA族元素,则X可表示对应原子的得电子能力
D.若a、b、c表示卤族元素,则X可表示对应简单阴离子的还原性
2.某同学进行如下实验:
实验 操作和现象
Ⅰ 向溴水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显橙色
Ⅱ 向碘水中滴加少量CCl4,振荡,CCl4层显紫色
Ⅲ 向KBr、KI的混合液中加入CCl4,然后滴加氯水,振荡后CCl4层显紫色;再滴加氯水,振荡后紫色褪去;继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色
下列分析错误的是 (　　)
A.Ⅰ和Ⅱ为对照组
B.Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2
C.Ⅲ中CCl4层显紫色,说明I2的氧化性强于Br2
D.Ⅲ中CCl4层变为橙色,说明水层不含I-
题组二　利用同主族元素性质的递变规律推测物质的性质
3.含有元素硒(Se)的保健品已开始进入市场。已知它是第四周期第ⅥA族元素,下列关于硒的叙述正确的是 (　　)
A.非金属性比硫强
B.气态氢化物的化学式为H2Se
C.稳定性:H2Se>H2O
D.最高价氧化物的化学式是SeO2
4.借助碱金属和卤族元素的递变性分析下面的推断,其中正确的是(　　)
A.Ca是第四周期第ⅡA族的元素,故Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性弱
B.As是第四周期第ⅤA族的元素,故AsH3的稳定性比NH3的稳定性强
C.S的原子半径比O的原子半径大,O2与H2反应不如S与H2反应剧烈
D.Mg、Ca、Sr都是第ⅡA族元素,由MgCO3、CaCO3难溶于水,可推断SrCO3也难溶于水
5.(经典题)为证明卤族元素的非金属性强弱,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器已略去,气密性已检查)。
实验过程:
Ⅰ.打开弹簧夹,打开活塞a,滴加浓盐酸。
Ⅱ.当B和C中溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
Ⅲ.当B中溶液由黄色变为红棕色时,关闭活塞a。
Ⅳ.打开活塞b,将C中溶液滴入试管中并振荡、静置。
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是　　　　　　　　　。
(2)B中溶液发生反应的离子方程式是　　　　　　　　　　。
(3)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ中试管中的现象是　　　　。
(4)试管B管口处塞有浸有NaOH溶液的棉花,目的是　　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.B 3.B 4.C 5.B 6.D 7.B
1.D　碱金属元素位于第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,最高价氧化物对应水化物的碱性:LiOH2.B　锂的密度小于煤油,大于石蜡,应将其保存在石蜡中,A错误;从Li到Cs原子半径逐渐增大,失去最外层1个电子的能力逐渐增强,B正确;金属性:K>Na,故相同条件下,K与水反应更剧烈,C错误;随核电荷数增大,碱金属单质熔点逐渐降低(易错点),D错误。
3.B　同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,则Fr在已知主族元素中原子半径最大,A正确;Na在空气中燃烧生成Na2O2,Fr金属性强于Na,其生成的氧化物更复杂,B错误;Fr的金属性强于Na,其氧化物对应的水化物是强碱,C正确;碱金属元素从上到下,其单质的熔点逐渐降低,故Fr的熔点比金属钠的熔点低,D正确。
4.C　卤族元素由F到I,单质的颜色逐渐加深,熔、沸点逐渐升高,单质的氧化性逐渐减弱,①④正确,②错误;由F到I,电子层数逐渐增多,原子半径逐渐增大,得电子能力逐渐减弱,阴离子还原性逐渐增强,③错误,⑤正确;由HF到HI的稳定性逐渐减弱,⑥错误。
5.B　溴单质在化学反应中化合价既可升高,又可降低,故溴单质既有氧化性又有还原性,A错误;Cl2与H2在点燃条件下反应生成HCl,溴蒸气与H2在加热时生成HBr,B正确;由氧化性Cl2>Br2可知,Br-还原性比Cl-强,C错误;Br2与足量NaOH溶液反应生成NaBr、NaBrO和水,D错误。
6.D　F2与H2O反应生成HF和O2:2F2+2H2O 4HF+O2,A错误;HF是弱酸,B错误;Fe与I2反应生成FeI2,C错误;同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,D正确。
7.B　相对分子质量F2Cl>Br>I,则卤素氢化物中热稳定性最强的是HF,B错误;溴易挥发,在水中的溶解度较小,且密度大于水,所以为防止溴挥发,保存少量的液溴时可以加少量水进行水封,C正确;氯气和水反应生成HCl和HClO,HCl使溶液显酸性,HClO具有漂白性,所以将单质②通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液先变红后褪色,D正确。
能力提升练
1.C 2.C 3.B 4.D
1.C　碱金属元素,核电荷数越大金属性越强,与水反应越剧烈,与图中纵坐标不对应,A错误;第ⅡA族元素,核电荷数越大金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,与图中纵坐标不对应,B错误;第ⅥA族元素,随核电荷数增大非金属性减弱,得电子的能力减弱,即X可表示其得电子能力,C正确;卤族元素核电荷数越大,非金属性越弱,对应简单阴离子还原性越强,与图中纵坐标不对应,D错误。
2.C　Ⅰ和Ⅱ分别向溴水、碘水中滴加CCl4,振荡,观察到溴、碘溶于CCl4的颜色,为Ⅲ提供颜色对照,故Ⅰ和Ⅱ为对照组,A正确;Br2在CCl4中显橙色,Ⅰ中CCl4层显橙色,说明CCl4层含Br2,B正确;Ⅲ中CCl4层显紫色,是氯水中的Cl2和KI发生置换反应生成I2,即氧化性Cl2>I2,Br-、I-同时存在时,Cl2先和I-反应,说明还原性I->Br-,则Br2的氧化性强于I2,C错误;Ⅲ中继续滴加氯水,振荡后CCl4层变为橙色,则Cl2和Br-发生反应生成Br2,说明水层不含I-,D正确。
3.B　Se和S均为第ⅥA族元素,随核电荷数增大,非金属性减弱,即非金属性S>Se,A错误;S和Se与H2反应均生成-2价的氢化物,即Se的气态氢化物为H2Se,B正确;元素的非金属性越强,其形成的简单氢化物的稳定性越强,根据非金属性O>Se,可知稳定性H2O>H2Se,C错误;Se和S元素最高价均为+6价,其最高价氧化物的化学式是SeO3,D错误。
4.D　Ca(OH)2的碱性比Mg(OH)2的碱性强,A错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,其简单氢化物稳定性逐渐减弱,B错误;同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,O2与H2反应比S与H2反应剧烈,C错误;由MgCO3、CaCO3难溶于水,可推断SrCO3也难溶于水,D正确。
5.答案　(1)湿润的淀粉-KI试纸变蓝　(2)Cl2+2Br- 2Cl-+Br2　(3)溶液变为褐色　(4)吸收多余氯气,防止污染空气
解析　(1)A中产生的气体是Cl2,Cl2具有氧化性,能把KI氧化,生成I2,淀粉遇碘显蓝色,故当看到湿润的淀粉-KI试纸变蓝时,可验证Cl2的氧化性强于I2。(2)A中生成的Cl2,与试管B中的NaBr发生置换反应,其离子方程式为Cl2+2Br- 2Cl-+Br2。(3)C中有单质溴生成,要验证溴的氧化性强于碘,操作为打开活塞b,将C中溶液滴入试管中并振荡、静置,可看到溶液变为褐色。(4)Cl2为有毒气体,试管B管口处浸有NaOH溶液的棉花能吸收多余的Cl2,防止污染空气。
11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
第2课时　元素周期表
基础过关练
题组一　元素周期表的结构
1.(经典题)下列关于元素周期表的说法正确的是 (　　)
A.每一周期都从碱金属元素开始,最后以稀有气体元素结束
B.第35号元素的单质在常温常压下是气体
C.元素周期表有7个横行,16个纵列
D.元素周期表中第9列没有非金属元素
2.(易错题)下列有关元素周期表的说法中正确的是 (　　)
A.元素周期表中每个纵列对应一个族,共有18个族
B.元素周期表中同族元素的最外层电子数一定相同
C.原子最外层电子数为2的元素一定处于周期表第ⅡA族
D.在元素周期表中第3列所含元素种类最多
题组二　元素周期表中原子序数的关系
3.关于元素周期表的下列说法正确的是 (　　)
A.原子序数之差为2的两种元素不可能位于同一主族
B.最外层电子数相同的元素都在同一族
C.W2+核外有36个电子,则元素W位于第四周期第ⅡA族
D.若某第ⅡA族元素原子序数为x,那么第ⅢA族元素原子序数可能为x+25
4.(经典题)下列各表均表示元素周期表的一部分(表中数字代表元素的原子序数),其中正确的是 (　　)
5.(经典题)(2023云南玉溪期末)在元素周期表的前四周期中,两两相邻的5种元素位置如图所示。若B元素的核电荷数为a,下列说法正确的是 (　　)
A.B、D的原子序数之差可能为2
B.E、B的原子序数之差可能是8、18或32
C.5种元素的核电荷数之和为5a+10
D.A、E的原子序数之差可能是7
题组三　元素在周期表中位置的推断
6.(经典题)0.05 mol某金属单质与足量的盐酸反应,放出1.12 L H2(标准状况),并转变为具有Ne原子电子层结构的离子,该金属元素在元素周期表中的位置是　 (　　)
A.第三周期第ⅠA族　　　　　　B.第三周期第ⅡA族
C.第四周期第ⅠA族　　　　　　D.第四周期第ⅡA族
7.结合元素周期表回答下列问题:
(1)表中所列元素,属于短周期元素的有　　　　　　　　　　　(填元素符号,下同),属于主族元素的有　　　　　　;g元素位于第　　　周期　　　族;i元素位于第　　　周期第　　　族。
(2)元素f是第　　　周期第　　　族元素,元素h是第　　　周期第　　　族元素。
能力提升练
题组一　推断元素在周期表中的位置
1.科学家用含20个质子的钙元素的一种原子轰击含95个质子的镅原子,成功合成4个第115号元素的原子(镆)。这4个原子生成数微秒后衰变成第113号元素()。下列有关叙述正确的是(　　)
A.115号元素在第六周期
B.113号元素在第七周期第ⅤA族
C.115号和113号元素都是金属元素
D.镅元素和115号元素不在同一周期
2.(经典题)在周期表中,“相邻”元素即同周期左右紧挨,或同主族上下紧挨,下列元素与第三周期第ⅥA族元素不一定“相邻”的是 (　　)
A.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倍的主族元素
C.最外层电子数是次外层电子数一半的主族元素
D.质子数为34的元素
题组二　利用元素周期表推断元素
3.如图是元素周期表中短周期的一部分,若A原子最外层电子数比次外层电子数少3,则下列说法正确的是 (　　)
A.四种元素都是非金属元素
B.B元素在元素周期表中位于第ⅣA族
C.A与C的原子序数之和跟B与D的原子序数之和相等
D.四种元素形成的单质在常温下都是气体
4.W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W2-与Ne原子的电子层结构相同,W、X、Y在元素周期表中的相对位置如图所示。下列有关叙述中正确的是　 (　　)
A.W、Y形成的化合物与水反应生成的一定是强酸
B.元素Y、Z形成的简单离子电子层数相同
C.含元素Z的化合物都具有漂白性
D.W、X形成的化合物易溶于水
题组三　形形色色的元素周期表
5.(经典题)下图是扇形元素周期表,表中的“1、2、3、4”表示原子的核外电子层数,与现代元素周期表中的周期对应;“一、二、三……”与现代元素周期表中的族对应,共18列;“①、②、③、④……”表示周期表中相应元素。下列关于该元素周期表的说法正确的是 (　　)
A.①为Na
B.①②属于同一周期
C.③④原子的最外层电子数相同
D.①~⑨在现代元素周期表中均为短周期主族元素
6.如图为某国外学术期刊上刊登的八角形元素周期表,八角形的每个顶角对应一种元素,下列说法错误的是(　　)
A.图中虚线八角形所标元素属于我们现行元素周期表的第四周期
B.图中虚线箭头所经过的元素,按箭头方向原子的电子层数增多
C.图中①代表的元素单质在常温下能稳定存在,不发生化学反应
D.此八角形元素周期表中所表示的所有元素中没有副族元素
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.D 3.D 4.D 5.C 6.B
1.D　第一周期从氢元素(非金属元素)开始,A错误;35号元素为溴元素,Br2常温常压下为红棕色液体,B错误;元素周期表有18个纵列,C错误;元素周期表中第9列属于过渡元素,都是金属元素,D正确。
2.D　元素周期表中第8、9、10三个纵列对应第Ⅷ族,其他每个纵列对应一个族,即18个纵列对应16个族,A错误;0族元素最外层电子数不完全相同,B错误;原子最外层电子数为2的元素可能是第ⅡA族元素或0族的He,C错误;元素周期表中第3列包括镧系和锕系,所含元素种类最多,D正确。
易错分析　①除了第Ⅷ族外,都是每个纵列对应一个族。
　　②周期序数一定等于原子的电子层数,但最外层电子数不一定等于族序数,如最外层电子数为2的可能是第ⅡA族的元素也可能是0族中的氦元素。
　　③周期表中的一个方格不一定只代表一种元素,如镧系、锕系,分别代表15种元素。
　　④周期表中虽然第Ⅷ族占有3个纵列,但不是所含元素种类最多的族。
　　⑤元素周期表中,主族元素的族序数后标A,副族元素的族序数后标B(第Ⅷ族除外)。
3.D　H、Li元素原子序数之差为2,两元素位于同一主族,A错误;He与Mg的最外层电子数相同,均为2,但它们没有在同一族,B错误;W2+核外有36个电子,则元素W原子核外有38个电子,为锶元素,位于第五周期第ⅡA族,C错误;某第ⅡA族元素原子序数为x,若为第六周期或第七周期的元素,则第ⅢA族元素原子序数为x+25,D正确。
4.D　11、19号元素位于周期表最左边,而2号元素位于周期表最右边,A、B错误;6、12、24号元素不是同一族,C错误;31号元素位于第ⅢA族,6、14、32号元素均位于第ⅣA族,7号元素位于第ⅤA族,D正确。
5.C　根据元素在周期表中的位置可知,D、B、E分别在周期表的第二、三、四周期,若B元素的核电荷数为a,则A、C的原子序数分别为a-1、a+1,D的原子序数为a-8,E的原子序数为a+18。B、D的原子序数之差为8,不可能为2,A错误;B、E的原子序数之差为18,B错误;5种元素的核电荷数之和为a-1+a+a+1+a-8+a+18=5a+10,C正确;A、E的原子序数之差为a+18-(a-1)=19,D错误。
6.B　根据题意,设反应后金属元素的化合价为x,由得失电子守恒可知0.05 mol×(x-0)=×2×(1-0),解得x=+2,再根据该离子具有Ne原子的电子层结构,故该金属元素的原子序数为10+2=12,为Mg元素,位于元素周期表第三周期第ⅡA族。
7.答案　(1)H、C、Na、Mg、Al、S、Ar　H、C、Na、Mg、Al、S　三　0　四　ⅡB
(2)三　ⅥA　四　ⅣB
解析　(1)对照周期表,很容易找出各元素在周期表中的位置。
(2)元素f是S,位于第三周期第ⅥA族,元素h是Ti,位于第四周期第ⅣB族。
能力提升练
1.C 2.B 3.A 4.B 5.D 6.C
1.C　95号元素镅、115号元素镆、113号元素,原子序数都大于86而小于118,所以都在第七周期;115号元素比118号元素原子序数小3,应在第ⅤA族,113号元素在第ⅢA族;113号元素和115号元素都是金属元素。
2.B　第三周期第ⅥA族元素为S,与S元素“相邻”的元素为O、P、Cl和Se。电子总数是最内层电子数4倍的元素为O,与S元素一定“相邻”;最外层电子数是最内层电子数2.5倍的主族元素,最外层电子数为5,可以为N元素或P元素,不一定与S元素“相邻”;最外层电子数是次外层电子数一半的主族元素为Si或Li,与S元素一定不“相邻”;质子数为34的元素为Se,与S元素一定“相邻”。
3.A　根据元素在周期表中的位置可知D在第二周期,A、B、C在第三周期,由A原子最外层的电子数比次外层的电子数少3可知,其最外层电子数为5,则A为P,即可判断B为S、C为Cl、D为O。四种元素均为非金属元素,A正确;B为S,在元素周期表中位于第三周期第ⅥA族,B错误;A与C的原子序数之和为15+17=32,而B与D的原子序数之和为16+8=24,C错误;P、S形成的单质在常温下是固体,D错误。
4.B　W2-与Ne原子的电子层结构相同,则W为O;根据W、X、Y在元素周期表中的相对位置可知Y为S,X为Al;W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,则Z为Cl。W、Y分别为O、S,二者形成的化合物与水反应得到的不一定是强酸,如SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3是弱酸,A错误;Y、Z分别为S、Cl,S2-、Cl-均有3个电子层,B正确;Z为Cl,含有Cl的化合物不一定有漂白性,如NaCl无漂白性,C错误;W、X分别为O、Al,二者形成的化合物为Al2O3,Al2O3难溶于水,D错误。
5.D　由题图可知,①为第一周期第ⅠA族元素,即①为H,A错误;①②属于同一主族,而不是同一周期,B错误;③④为同一周期不同主族元素,原子最外层电子数不相同,C错误;短周期为第一、二、三周期,主族为第ⅠA族~第ⅦA族,由题图可知,①~⑨在现代元素周期表中均为短周期主族元素,D正确。
6.C　由题图可知,虚线八角形所标元素由K到Kr(不含副族元素),属于我们现行元素周期表的第四周期,A正确;虚线箭头所经过的元素是同主族元素,由C到Sn,原子的电子层数增多,B正确;题图中①代表的元素是Al,Al和氧气在常温下反应生成致密的氧化铝薄膜,发生了化学反应,C错误;八角形元素周期表中只有主族和0族元素,没有副族元素,D正确。
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