1、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 题组一认识原子结构、核素、同位素1.(2020江苏如皋中学教学质量调研)工业焊接钢管时常用88137Cs进行“无损探伤”,这里的“137”是指该原子的()A.质子数B.中子数C.电子数D.质量数2.(2020陕西延安高一上期中)23He可以作为核聚变材料。下列关于23He的叙述中,正确的是()A.质子数为2B.电子数为3C.中子数为2D.质量数为23.(2019山东济南高三上期末)2016年国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og,至此元素周期表的七个周期均已填满。下列关于118297O
2、g的说法错误的是()A.原子序数为118B.中子数为179C.核外电子数为118D.Og元素的相对原子质量为2974.有六种微粒,它们分别是1940M、2040N、1840X、1940Q+、2040Y2+、1740Z-,它们所属元素的种类为()A.3种B.4种C.5种D.6种5.1020Ne是最早发现的氖元素的稳定核素,汤姆孙(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)在1913年发现了1022Ne。下列有关说法正确的是()A.1022Ne和1020Ne互为同素异形体B.1022Ne和1020Ne属于不同的核素C.1022Ne和1020Ne的性质完全相同D.1022Ne转变为102
3、0Ne为化学变化6.简单原子的原子结构可用下图形象地表示:其中表示质子或核外电子,表示中子,则下列有关的叙述正确的是()A.互为同位素B.属于不同的元素C.是三种化学性质不同的粒子D.具有相同的质量数7.(2019河北辛集中学高一下第一次阶段考试)硒是人体必需的微量元素,如图是硒在周期表中的信息,下列关于硒元素的说法错误的是() A.原子核中有34个质子B.质量数为34C.原子最外层有6个电子D.相对原子质量为78.968.(2020浙江杭州长征中学高一期中)下列说法中正确的是()A.40K与40Ca中的中子数相等B.人们发现了118种元素,即共有118种核素C.互为同位素的两种核素,它们原子
4、核内的质子数一定相等D.原子结构模型演变历史可以表示为:9.(2019浙江杭州八校联盟高一上期中)现有碳元素的12C、14C两种核素,氧元素的16O、18O两种核素,则它们所形成的二氧化碳分子共有()A.2种B.4种C.6种D.12种10.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中)下列说法不正确的是()A.14C的放射性可用于考古判断年代B.1H2、2H2、3H2互为同位素C.1 mol T2O中含中子数为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)D.氢有三种同位素,氧有三种同位素,组成的水分子有18种11.2011年3月30日日本东京电力公司宣布,在福岛第一核电站区域内的5处地点采集的土壤样本中
5、检测出了放射性元素钚。国家核事故应急协调委员会2011年4月8日权威发布:我国从日本核事故释放出的空气中检出极微量的人工放射性核素碘-131,同时还监测到更加微量的人工放射性核素铯-137和铯-134。根据要求回答下列相关问题。(1)科学家用2048Ca轰击97249Bk(锫)生成117293Ts和117294Ts,下列关于2048Ca、97249Bk、117293Ts和117294Ts的说法中不正确的是()A.117号元素的相对原子质量为293.5B.117293Ts和117294Ts互为同位素C.2048Ca、97249Bk表示两种核素D.2048Ca、97249Bk、117293Ts和1
6、17294Ts属于四种元素(2)下列关于53131I、55134Cs和55137Cs的说法中,正确的是()A.55134Cs和55137Cs的质子数相同,电子数不同B.55134Cs和55137Cs的质量数相同,中子数不同C.55134Cs和55137Cs的质子数相同,质量数不同D.53131I、55134Cs和55137Cs的化学性质基本相同(3)钚的元素符号为Pu,质子数为94。用原子符号表示:钚-238、钚-239和钚-240分别为。钚-244的中子数为。题组二原子核外电子排布12.(2020北京顺义高一期末)某元素的原子结构示意图为,下列关于该元素的说法中不正确的是()A.它的阳离子带
7、3个单位正电荷B.它是一种金属元素C.它的阳离子有10个质子D.原子核外有13个电子13.下列叙述中,正确的是()A.在多电子的原子里,能量高的电子通常在离核近的区域内活动B.核外电子总是先排在能量低的电子层上,例如只有排满了L层后才排M层C.两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同D.微粒的最外层只能是8个电子才稳定14.已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中,与氟原子的化学性质相似的是()15.原子的核电荷数小于18的某元素X,其原子的电子层数为n,最外层电子数为2n+1,原子核内质子数为2n2-1。下列有
8、关X的说法中不正确的是()A.X能形成化学式为X(OH)3的碱B.X能与某些金属元素形成化合物C.X原子的最外层电子数和核电荷数肯定为奇数D.X可能形成化学式为KXO3的盐16.下列叙述不符合原子核外电子排布基本规律的是()A.核外电子总是优先排在能量最低的电子层上B.K层是能量最低的电子层C.N电子层为次外层时,最多可容纳的电子数为18D.原子核外第n层最多可容纳的电子数为n217.短周期元素中,A元素原子最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子最外层电子数是其内层电子总数的3倍;C元素原子M层电子数等于其L层电子数的一半;D元素原子最外层有1个电子,D的阳离子与B的阴离子电子层结构相同
9、,则4种元素原子序数关系中正确的是()A.CDBAB.DBACC.ADCBD.BACD题组三分子或离子中微粒数目的判断与计算18.(2020北京顺义高一期末)铯(55137Cs)可用于医学、工业测量仪器以及水文学。下列关于55137Cs的说法正确的是()A.核外电子数为55B.质子数为82C.质量数为192D.中子数为13719.N的质量数为14,在粒子NH3T+中,电子数、质子数、中子数之比为()A.10711B.10118C.10119D.1191020.(2019山西大学附属中学高一下月考)某元素的一种核素X的质量数为A,含N个中子,它与2H原子组成2HmX分子。在a g 2HmX中所含
10、质子的物质的量是()A.aA(A-N+2m) molB.aA(A-N) molC.aA+m(A-N) molD.aA+2m(A-N+m) mol21.用ZAX表示原子:(1)中性原子的中子数:N=。(2)阳离子AXn+共有x个中子,则电子数=。(3)AX2-原子核外有x个电子,则n g AX2-所含中子的物质的量为。题组四“10电子”“18电子”的等电子粒子22.(2019浙江嘉兴一中高一上期中)和Na+都具有相同质子数和电子数的一组微粒是()A.CH4NH4+ B.CH4H2O C.NH4+H3O+D.OH-NH323.用A+、B-、C2-、D分别表示含有18个电子的四种微粒(离子或分子),
11、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 题组一原子的构成及微粒数量关系1.(2020北京朝阳高一期末,)铟(In)是一种非常贴近我们生活的主族元素,手机、电脑、电视屏幕使用的导电玻璃中含有铟。49113In的最外层电子数是3,下列说法不正确的是()A.In的原子核外有49个电子B.49115In与49113In互为同位素C.In与Al处于同一主族D.49113In的中子数为1132.(原创,)含铱元素的小行星撞击地球可能是造成恐龙灭绝的原因。铱的密度仅次于锇,化学性质与铂相似,其有多种天然同位素,7719
12、2Ir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.77192Ir中的质子数比中子数少115B.77192Ir的核外电子数为77C.铱单质能与稀盐酸反应生成H2D.Ir元素的相对原子质量为1923.(双选)(原创,)关于月球有许多不解之谜,月球与地球年龄的差别只是其中之一,科学家根据72182Hf和74182W两种核素的含量比例精确确定了地球平均年龄为46亿年,月球平均年龄为45亿年,但月球部分地区岩石年龄超过50亿年。这就否定了“月球与地球同时诞生”的说法。下列有关72182Hf和74182W关系的说法正确的是()A.中子数相等B.原子质量几乎相同C.互为同位素D.二者都是过渡元
13、素4.(2019河北辛集中学高一下第一次阶段考试,)1919年,科学家实现了人类多年的梦想人工转变元素。这个核反应如下:714N+24He 817O+11H,下列有关叙述正确的是(易错)A.817O原子核内有9个质子B.通常情况下,He和N2化学性质都较稳定C.11H原子核内有1个中子D.O2和O3互为同位素5.(原创,)同辐技术(同位素与辐射技术)广泛应用于工农业、医学等领域。其中一种Co同位素放射源辐射时的衰变方程为:2760Co 2860Ni+-10e。下列说法错误的是(深度解析)A.2760Co和2860Ni互为同位素B.2760Co和2860Ni的质子数和中子数均相差1C.一个276
14、0Co和一个2860Ni的质量近似相等D.利用粒子轰击原子核的方法可人工合成新元素6.()下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同种元素同位素的性质几乎完全相同质子数相同,电子数也相同的两种粒子,不可能是一种分子和一种离子电子数相同的粒子不一定是同一种元素一种元素的原子只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数A. B. C.D.7.()(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号:。(2)根据下列微粒回答问题:11H、12H、13H、14C、14N、16O。以上6种微粒共有种核素,共种元素。互为同位素的是、。质量数相等的是和,中子数相等的是和。(3)相同物质的
15、量的14CO2与S18O2的质量之比为;中子数之比为;电子数之比为。题组二核外电子排布规律及其应用8.(2020山东临沂高一月考,)根据中学化学教材所附元素周期表判断,下列叙述不正确的是()A.K层电子数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B.L层电子数为奇数的所有元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等C.L层电子数为偶数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的L层电子数相等D.M层电子数为奇数的所有主族元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等9.()粒子结构示意图是表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。根据粒子结构示意图:、,下列判断正确的是()A.它们都带有
16、电荷 B.它们原子的核外电子数相同C.它们都具有稳定结构 D.它们表示同一种元素10.(2019山东潍坊高一检测,)若元素X和Y的核电荷数都小于18,最外层电子数分别为n和(m-5),次外层分别有(n+2)个和m个电子。(1)对于元素X,n8,(n+2)个电子所在电子层为层,n+2=,n=。(2)对于元素Y,0DBA。18.A55137Cs的质子数是55,质量数是137,中子数是137-55=82,核外电子数=质子数=55,故A项正确。19.CN的质量数为14,质子数为7,核外电子数为7,中子数=14-7=7,H的质子数为1,不含中子,核外电子数为1,T的质子数为1,中子数为2,核外电子数为1
17、,所以NH3T+的质子数=7+13+1=11,由于带有一个单位正电荷,所含电子数=11-1=10,中子数=7+2=9,则电子数、质子数、中子数之比为10119,故选C。20.D每个2HmX中含有的质子数为m+A-N,a g 2HmX的物质的量为a2m+A mol,故a g 2HmX中所含质子的物质的量是aA+2m(A-N+m) mol。21.答案(1)A-Z(2)A-x-n(3)nA(A-x+2) mol解析(1)中性原子ZAX的质量数为A,质子数为Z,则中子数N=A-Z。(2)阳离子AXn+共有x个中子,则AX原子含有(A-x)个质子,AX原子失去n个电子生成阳离子AXn+,则AXn+的电子
18、数为A-x-n。(3)AX2-原子核外有x个电子,则AX2-核内有(x-2)个质子,含有A-(x-2)=(A-x+2)个中子,n g AX2-的物质的量为ngAg/mol=nA mol,因此n g AX2-所含中子的物质的量为nA(A-x+2) mol。22.C如果两种微粒具有相同质子数和电子数,则这两种微粒一定带有同种、同量的电荷数,与Na+具有相同质子数和电子数的微粒一定也带一个单位正电荷,符合要求的只有C项。23.答案(1)KClS(2)HCl解析常见的18e-微粒:阳离子有K+、Ca2+;阴离子有P3-、S2-、HS-、Cl-;分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O
19、2等。结合题目所给条件,不难确定答案。能力提升练1.D2.B3.BD4.B5.A6.C8.C9.C1.DIn的质子数为49,对原子来说,质子数等于核外电子数,即In的核外有49个电子,故A说法正确;49115In与49113In质子数相同,质量数不同,互为同位素,故B说法正确;铟元素属于主族元素,主族元素中最外层电子数等于主族序数,In的最外层电子数是3,即In与Al处于同一主族,故C说法正确;根据质量数=质子数+中子数,可知49113In的中子数=113-49=64,故D说法错误。2.B根据核素的表示方法可知,77192Ir的质量数为192,质子数为77,中子数为192-77=115,所以质
20、子数比中子数少38,A项错误;原子中,核电荷数=质子数=核外电子数=元素的原子序数,所以77192Ir的核外电子数为77,B项正确;铂的性质稳定,与强酸不发生反应,铱单质化学性质与铂相似,不能与强酸反应,C项错误;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项错误。3.BD因为质子数和中子数之和等于质量数,72182Hf和74182W的中子数分别为110、108,故A错误;二者的质量数相等,所以原子质量几乎相同,故B正确;质子数相同,中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素,两种核素的质子数不同,不互为同位素,故C错误;二者都
21、是副族元素,属于过渡元素,故D正确。4.B817O原子核内有8个质子,9个中子,A错误;He和N2的结构都满足最外层稳定结构,通常情况下,He和N2化学性质都很稳定,B正确;11H原子核内的中子数为1-1=0,C错误;同位素的研究对象为原子,O2和O3为单质,互为同素异形体,D错误。易混辨析“四素”辨析元素、核素、同位素和同素异形体是既有联系、又有区别的四个概念,相互关系如下图所示:以碳元素的相关概念为例:5.A质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,2760Co和2860Ni的质子数不同,不互为同位素,A项错误;2760Co的质子数为27,中子数为33,2860Ni的质子数为2
22、8,中子数为32,质子数和中子数均相差1,B项正确;2760Co和2860Ni的质量数相等,其原子质量应近似相等,C项正确;95118号元素,都是通过人工合成的新元素,D项正确。归纳总结元素、核素、同位素的辨析元素: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中的H都属于氢元素。核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。如11H、12H、13H是氢元素的三种不同的核素。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11H、12H、13H互称为同位素。6.C粒子是一个非常宽泛的概念,可以是分子、原
23、子、离子、中子、电子等,质子数相同的粒子不一定属于同种元素,错误;同位素的物理性质往往不同,化学性质几乎完全相同,错误;两种粒子,质子数相同,电子数也相同,所以二者的差值也一定相同,两种粒子要么都带相同电荷,要么都不带电,不可能一个为不带电的分子,一个为带电的离子,正确;电子数相同的粒子可能是同种元素,也可能是不同的分子、离子等,如CH4与H2O,Na+与Mg2+,正确;一种元素往往具有多种核素,其质量数也因此有多种,错误;元素的相对原子质量是该元素所有核素的相对原子质量的平均值,而质量数是针对核素而言的,错误。7.答案(1)818O(2)6411H12H13H14C14N 14C16O(3)
24、2334231116解析(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量比为其摩尔质量之比,即4668=2334;1个14CO2中含24个中子,1个S18O2中含36个中子,相同物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为2436=23;分子中电子数等于质子数,所以两者电子数之比为2232=1116。8.CK层电子数为奇数的只有氢原子,氢原子所在族的序数与该元素原子的K层电子数相等,故A正确;L层电子数为奇数的元素为锂、硼、氮、氟,元素所在族的序数与这些元素原子的L层电子数相等,故B正确;钠原子所在的族为第A族,该元素原子的L层电子数为8,不相等,故C错误;M层电子数为奇数的主族元素有钠、铝、磷、氯,元素所在族的序数与该元素原子的M层电子数相等,故D正确。9.C分析比较三种粒子结构示意图可知,的核内质子数等于核外电子数,表示氖原子,A错误;它们的原子核内质子数不同,所以它们的元素种类不同,元素原子的核外电子数也不相同,故B、D错误;它们的最外层电子数都是8,所以它们都具有稳定结构,C正确。10.答案(1)L86(2) 8L(3)硫铝解析元素X和Y的核电荷数都小于18,元素X的次外层有(n+2)个电子,此电子层为L层,n+2=8,n=6,元素X为S;元素Y的最外层电子数为(m-5),m大于或等于5,而次外层有m个电子,则m等于8,元素Y为Al。
