新人教版高中化学必修第一册第四章物质结构元素周期律高效作业18第1课时原子结构元素周期表核素含解析 练习

第1课时　原子结构　元素周期表　核素[A级　新教材落实与巩固]1．H、D、T、H＋可以用来表示(　C　)A．同一种原子B．化学性质不同的氢原子C．氢元素D．氢的四种核素【解析】H、D和T是氢原子，H＋是氢离子，它们都是氢元素，其中H＋是离子形式的氢元素。 2．在短周期主族元素中，族序数与原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有(　D　)A．2种　　B．3种　　C．4种　　D．5种【解析】在短周期主族元素中，族序数与原子的核电荷数、电子层数均为奇数的有H、Na、Al、P、Cl，共5种。 3．俄罗斯科学家用含20个质子的钙的一种原子轰击含95个质子的镅原子，结果4次成功合成4个第115号元素的原子。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(　B　)A．115号元素在第六周期B．113号元素在第七周期第ⅢA族C．115号和113号元素都是非金属元素D．镅元素和115号元素不在同一周期【解析】95号元素镅、115号元素、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号元素原子序数少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。4．下列有关Cl和Cl－两种粒子的说法正确的是(　A　)①核内质子数相同　②核外电子数相同　③最外层电子数相同　④属于同位素关系A．①    B．②③    C．①④    D．①③【解析】①Cl和Cl－两种粒子核内质子数均为17，正确；②Cl的核外电子数为17，Cl－的核外电子数为18，错误；③Cl的最外层电子数是7，Cl－的最外层电子数是8，错误；④同一种元素的不同核素之间互为同位素，Cl－是离子，不是原子，错误。 5．下列粒子的结构示意图正确的是(　B　)A．Be原子的结构示意图：B．S2－的结构示意图：C．F原子的结构示意图：D．Na＋的结构示意图：【解析】A项为硼原子结构示意图，C项为氟离子结构示意图，D项钠离子的质子数应为11。 6．N的质量数为14，在粒子[NH3T]＋ 中，电子数、质子数、中子数之比为(　C　)A．10∶7∶11    B．10∶11∶8C．10∶11∶9    D．11∶9∶10【解析】电子数、质子数、中子数之比为(7＋3)∶(7＋3＋1)∶(7＋2)＝10∶11∶9。7．对于核电荷数为1～18的元素，下列叙述正确的是(　C　)A．原子最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B．原子最外层只有2个电子的元素一定是金属元素C．原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素D．原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种【解析】在核电荷数为1～18的元素中，原子最外层只有1个电子的元素有H、Li、Na，其中H是非金属元素，故A项错误；原子最外层只有2个电子的元素有He、Be、Mg，其中He是非金属元素，故B项错误；H、He、B原子的最外层电子数都小于4，它们都属于非金属元素，故C项正确；原子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al 3种，D项错误。8．德国重离子研究中心人工合成的第 112 号元素的正式名称为“Copernicium”，相应的元素符号为Cn。该元素的名称是为了纪念天文学家哥白尼。该中心人工合成 Cn的过程可表示为Zn＋Pb===Cn＋n，下列叙述中正确的是(　C　)A．上述合成过程属于化学变化B．Cn 元素的相对原子质量为 277C． Cn的原子核内中子数比质子数多 53D．Cn 元素位于元素周期表的第六周期，是副族元素【解析】化学变化的最小粒子为原子，该反应中原子种类发生了变化，不属于化学变化，A项错误；Cn原子的相对原子质量为277，元素的相对原子质量与原子的相对原子质量和各同位素原子在自然界中的含量有关，B项错误；该原子的中子数＝277－112，中子数比质子数多277－112－112＝53，C项正确；第118号元素位于周期表中第七周期0族，则112号元素位于第七周期第ⅡB族，D项错误。 9．随着科学技术的不断进步，研究物质的手段和途径越来越多，N、H3、O4、C60等已被发现。下列有关说法中正确的是(　A　)A．N中含有34个电子B．O2与O4之间的转化是物理变化C．C60与C70属于同种物质D．H2与H3互为同位素【解析】N中含有34个电子，A正确；O2与O4是由同种元素组成的不同单质，它们之间的转化是化学变化，B错误；C60与C70是由同种元素组成的不同单质，不是同种物质，C错误；同位素描述的对象是原子，而H2与H3属于单质，D错误。10．下列叙述错误的是(　B　)A． 13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B． 6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等C． 14C和14N的质量数相等，中子数不相等D． 1 molU的中子数比1 molU的中子数少3NA个【解析】13C和14C均为碳元素的原子，互为同位素，A正确；6Li与7Li的中子数分别为3、4，B错误；14C和14N的中子数分别为8、7，C正确；由N＝A－Z可知1 mol U的中子数比1 mol U的中子数少3NA个，D正确。11．下列叙述中错误的是(　B　)A．第ⅡA族元素在自然界中都以化合态存在B．第ⅤA族元素都是非金属元素C．室温时，0族元素的单质都是气体D．元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素都是金属元素【解析】第ⅡA族元素均为较活泼的金属元素，在自然界中都以化合态存在，A项正确；第ⅤA族元素包括N、P、As、Sb、Bi等，其中Sb、Bi为金属元素，B项错误；稀有气体在常温下都是气体，C项正确；元素周期表中从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵列的元素属于过渡元素，均为金属元素，D项正确。12．下列各图若为元素周期表的一部分(表中数字为原子序数)，其中正确的是(　D　)　A.　　　　B. 　 　　　C.　　　　　D.【解析】2号元素核外电子处于稳定状态，应位于元素周期表最右侧，3号元素不能位于其右侧，A项错误；在元素周期表中10号元素右侧不存在元素，B项错误；10号元素右侧不存在元素，11号元素最外层电子数为1，位于元素周期表最左侧，C项错误。13．下列说法错误的是(　B　)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中所含中子数为12NAD．氢有三种同位素，氧有三种同位素，组成的水分子有18种【解析】1H2、2H2、3H2均表示氢气分子，不是同位素，同位素的研究对象是核素，不是具体的物质，B错误。14．某元素原子的质量数为A，它的离子Xn＋核外有y个电子，则Xn＋原子核内的中子数为(　D　)A．A－y＋n    B．A＋y－nC．A＋y＋n    D．A－y－n【解析】离子是原子得失电子而形成的。Xn＋是X原子失去n个电子形成的，所以在Xn＋中，核内质子数等于y＋n，核内中子数＝质量数－核内质子数＝A－(y＋n)＝A－y－n，D项正确。15．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为　　　(　C　)A．2m    B．2m＋10C．2m＋2    D．m＋2【解析】按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8个，最外层电子数是次外层的m倍，所以次外层电子数<8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为2m＋2。 16．许多元素有多种核素，如氧元素有16O、17O、18O三种核素，碳元素有12C、13C、14C三种核素。(1)氧元素的3种同位素与碳元素的3种同位素最多可能组成__18__种二氧化碳分子。(2)23 g由14C、16O组成的二氧化碳分子，其中含有质子数为__11NA__，中子数为__12NA__，电子数为__11NA__。(设NA代表阿伏加德罗常数的值)【解析】(1)一种碳原子与3种氧原子可组成6种分子，C16O2、C17O2、C18O2、C16O17O、C16O18O、C17O18O，则3种碳原子可形成18种二氧化碳分子。(2)M(14C16O2)＝(14＋16×2) g· mol－1＝46 g· mol－1，n(14C16O2)＝＝0.5 mol，1个14C16O2分子中含有22个质子，24个中子，22个电子，故23 g 14C16O2中含有的总质子数为0.5NA×22＝11NA，中子数为0.5NA×24＝12NA，电子数为0.5NA×22＝11NA。17．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念，原子的构成属于重要的化学基本理论。下列八种化学符号：H、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。(1)属于核素的共有__7__种。(2)互为同位素的是__Li__和__Li__。(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是__C__和__N__。(4)中子数相等，但质子数不相等的是__Na__和__Mg__。【解析】 (1)在这八种化学符号中，H2是分子，不是核素，其余的七种各为一种核素的符号。(2)Li与Li的核内质子数都是3，中子数分别是3和4，它们是锂元素的不同种原子，互为同位素；由于H2是一种分子而不是原子，所以H和H2不是同位素。(3)质量数相等的是C与N，但C质子数是6，属于碳元素，N质子数是7，属于氮元素，所以C与N不能互称为同位素。(4)Na、Mg的核内质子数分别是11和12，核内中子数都是12。18．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A<B<C，且都小于18，A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个。试推断：(1)三种元素的名称和符号：A__碳C__，B__硅Si__，C__氯Cl__。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A____，B____，C____。   【解析】由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，原子序数比硅元素大，可知C应为氯元素。[B级　素养养成与评价]19．在RO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目是(　B　)A．A－x＋n＋48    B．A－x＋n＋24C．A－x－n－24    D．A＋x－n－24【解析】设R原子的中子数为N，则RO中核外电子数为A－N＋3×8＋n，根据题意得A－N＋3×8＋n＝x，则N＝A－x＋n＋24。20．下列各组粒子：①H3O＋、NH、Na＋；②OH－、NH、F－；③O2－、Na＋、Mg2＋；④CH4、NH3、H2O，具有相同质子数和电子数的是(　B　)A．①②③    B．①②④C．②③④    D．①③④【解析】①H3O＋、NH、Na＋各有11个质子和10个电子；②OH－、NH、F－各有9个质子和10个电子；③O2－、Na＋、Mg2＋所含质子数分别是8、11、12，所含电子数分别是10、10、10；④CH4、NH3、H2O各有10个质子和10个电子。 21．阴离子Xn－含中子数为N，X的质量数为A，则m g X元素的气态氢化物中含质子的物质的量是(　C　)A． (n—N) molB．(n＋N) molC．(A－N＋n) molD．(m＋n) mol【解析】阴离子Xn－含中子数为N，X的质量数为A，所以X的质子数为A－N，由阴离子Xn－可知X元素的气态氢化物的化学式为HnX，所以1个HnX分子中含有的质子数为A－N＋n，氢化物HnX的摩尔质量为(A＋n) g·mol－1，m g X元素的气态氢化物中含质子的物质的量为×(A－N＋n)＝(A－N＋n) mol，C项正确。22．元素A、B、C、D在周期表中的位置如图所示：下列叙述中不正确的是(　D　)A．C的原子序数比B的原子序数大1B．原子结构示意图为的元素与C位于同一周期C．B的原子与D的原子最外层电子数相等D．原子结构示意图为的元素与B位于同一主族【解析】A为H元素，B为He元素，C为Li元素，D为Mg元素。C的原子序数为3，比B的原子序数大1，A项正确；原子结构示意图为的元素有两个电子层，在第二周期，C也在第二周期，与C位于同一周期，B项正确；B的原子与D的原子最外层电子数都是2，C项正确；原子结构示意图为的元素与B位于同一族，是0族，但不是主族，D项错误。23．(1)1996年，科学家在宇宙深处发现了H和H3分子。请回答下列问题：①1个H中含有__3__个质子，__2__个电子。②构成H3分子的原子的核外电子排布示意图是__C__(填字母)。③H3属于__单质__(填“混合物”“单质”或“化合物”)。(2)写出原子核内质子数与中子数相等的钙原子的符号：__Ca__。(3)科学研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发利用，作未来的新型能源。①He的中子数是__1__，He与 He互称为__同位素__。②α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断α粒子含有__2__个质子和__2__个中子。③在He、He两种核素中，原子核内的中子数相差为__1__，与α粒子有相同质子数和中子数的是__He__。(4)在H3O＋中，质子数、中子数、 电子数之比为__11∶8∶10__；在NH3D＋中，质子数、中子数、电子数之比为__11∶8∶10__。(5)已知金属钠和水反应的化学方程式为2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑。将9.2 g金属钠投入足量的重水中，则产生的气体中含有__B__。A．0.2 mol中子    B．0.4 mol电子C．0.2 mol质子    D．0.4 mol分子【解析】(5)钠和重水反应的化学方程式为2Na＋2D2O===2NaOD＋D2↑，所以产生的气体全部是D2(H2)，1个分子中含有2个质子、2个电子和2个中子。9.2 g金属钠的物质的量是0.4 mol，由化学方程式可知，0.4 mol钠可生成0.2 mol D2，所以0.2 mol D2中含有的中子数、电子数、质子数均为0.4 mol。24．据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，对人体产生伤害。请回答下列问题：(1)该原子的质量数是__222__，质子数是__86__，中子数是__136__。(2)请根据Rn的原子结构预测，氡气的化学性质__D__。A．非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应B．比较活泼，能与钠等金属反应C．不太活泼D．很难与其他物质发生反应选择该选项的理由是__Rn原子最外层已达8电子稳定结构，因此氡气很稳定__。(3)研究发现，镭能蜕变为Rn，故称Rn为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称为钍射气；锕能蜕变为Rn，故将Rn称为锕射气。则Rn、Rn、Rn是__AB__(填字母)。A．同种元素　    B．同位素C．同种核素　    D．同种原子【解析】(1)Rn的质量数是222，质子数是86，中子数是222－86＝136。(2)由Rn的原子结构可知其最外层已达8电子稳定结构，故其性质很稳定，选D项。(3)由于Rn、Rn、Rn的质子数相同，这三种核素属于同种元素，而中子数不同，所以它们互为同位素。25．根据给出的原子或离子结构示意图，回答下列问题(均填字母)。(1)电子层排布相同的是__BC__。(2)属于同种元素的是__AB__。(3)属于金属元素的是__D__。(4)属于稀有气体元素的是__C__，稀有气体一般不参与化学反应的原因是__原子的最外层已达到8(或2)电子稳定结构，既不易失去电子也不易得到电子__。(5)写出D参加化学反应后所得离子的结构示意图：____。【解析】电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；决定元素种类的是核内质子数，即核电荷数；金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少；稀有气体原子最外层是8(或2)电子稳定结构，既不易失去电子也不易得到电子，因此一般不参与化学反应。