高中化学人教版 (2019)必修 第一册第四章 物质结构 元素周期律第一节 原子结构与元素周期表课后练习题

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元素周期表
知识点一：　元素周期表


1． 发展历程



2．编排原则

例1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)现行元素周期表的编排依据是相对原子质量(　　)
(2)一个横行即是一个周期，一个纵行即是一个族(　　)
(3)最外层电子数相同的元素一定是同族元素(　　)
(4)每一周期都是碱金属元素开始，稀有气体元素结束(　　)

3、元素周期表的结构

要点解释：常见族的特别名称：
第ⅠA族(除氢)：碱金属元素；第ⅦA族：卤族元素；0族：稀有气体元素。



点拨：　


例2．元素周期表中所含元素种类最多的族是哪一族？

例3．现行元素周期表元素种类最多的周期是哪一周期？

知识点二、碱金属元素

1．结构特点
(1)完成表格

元素
名称
元素
符号
核电
荷数
原子结构
示意图
最外层
电子数
电子
层数
原子半
径/nm
碱
金
属
元
素
锂
Li
3
]
1
2
0.152
钠
Na
11
]
1
3
0.186
钾
K
19
]
1
4
0.227
铷
Rb
37
]
1
5
0.248
铯
Cs
55
]
1
6
0.265
(2)得出结论：碱金属元素原子结构的共同点是最外层电子数均为1，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是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。
2．碱金属的性质
(1)物理性质

(2)化学性质
①与O2反应
碱金属
化学反应方程式
反应程度
产物复杂
程度
活泼性
Li
4Li＋O22Li2O



Na
2Na＋O2Na2O2
K
K＋O2KO2
Rb
－
Cs
－
②与水反应
碱金属
钾
钠
实验操作


实验现象
熔成小球，浮于水面，四处游动，有轻微爆炸声，反应后溶液加酚酞变红
熔成小球，浮于水面，四处游动，有“嘶嘶”的响声，反应后溶液加酚酞变红
实验原理
2K＋2H2O===2KOH＋H2↑
2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
结论
钾比钠的活动性强
例4．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)碱金属元素原子的次外层电子数都是8个(　　)
(2)化合物中碱金属元素的化合价都为＋1价(　　)
(3)碱金属元素的原子半径随核电荷数的增大而增大(　　)
(4)碱金属单质的化学性质活泼，易失电子发生还原反应(　　)
(5)Li在空气中加热生成LiO2(　　)
例5．钾与水(含酚酞)反应的实验现象能表明钾的一些性质，请连一连。
(1)钾浮在水面上　　　　　 A．钾与水反应放热且钾的
熔点较低
(2)钾熔化成闪亮的小球 B．钾与水反应剧烈，放出的热使生成的H2燃烧
(3)钾球四处游动，并有轻,微的爆鸣声 C．钾的密度比水小
(4)溶液变为红色 D．钾与水反应后
的溶液呈碱性
例6．下列各组比较不正确的是(　　)
A．锂与水反应不如钠与水反应剧烈
B．还原性：K＞Na＞Li，故K可以从NaCl溶液中置换出金属钠
C．熔、沸点：Li＞Na＞K
D．碱性：LiOH＜NaOH＜KOH

归纳总结　碱金属的原子结构与化学性质的关系
(1)相似性
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。碱金属与水反应的通式为2R＋2H2O===2ROH＋H2↑(R表示碱金属元素)。
(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

②与O2的反应越来越剧烈，产物更加复杂，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，CsOH的碱性最强。
知知识点三、卤族元素

1．原子结构
(1)完成表格：
元素名称
氟(F)
氯(Cl)
溴(Br)
碘(I)
原子序数
9
17
35
53
原子结构
示意图




最外层电子数
7
7
7
7
电子层数
2
3
4
5
原子半径
由小到大



(2)得出结论：卤族元素原子结构的共同点是最外层电子数都是7，不同点是电子层数和原子半径不同，其变化规律是随着原子序数增大，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。
2．卤族元素单质的性质
(1)物理性质

(2)化学性质
①与H2反应
a．填写下表：

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＋Cl22HCl
较稳定
Br2
加热
H2＋Br22HBr
不稳定
I2
不断加热
H2＋I22HI
很不稳定
b.得出结论：从F2到I2，与H2反应所需要的条件逐渐升高，反应剧烈程度依次减弱，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
a．填写下表：
实验操作
实验现象
化学方程式

静置后，液体分层，上层无色，下层橙红色
2NaBr＋Cl2===2NaCl＋Br2

静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色
2KI＋Br2===2KBr＋I2

静置后，液体分层，上层无色，下层紫红色
2KI＋Cl2===2KCl＋I2
b.得出结论：Cl2、Br2、I2三种卤素单质的氧化性由强到弱的顺序是Cl2＞Br2＞I2，相应卤素离子的还原性由强到弱的顺序是I－＞Br－＞Cl－。
提醒　因为F2能与H2O发生反应(2F2＋2H2O===4HF＋O2)，所以F2不能从其他卤化物的盐溶液中置换出卤素单质。
例7．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”(X代表卤素)
(1)卤素单质与水反应均可用X2＋H2O===HXO＋HX表示(　　)
(2)HX都极易溶于水，它们的热稳定性随核电荷数增加而增强(　　)
(3)卤素单质的颜色从F2―→I2按相对分子质量增大而加深(　　)
(4)将F2通入NaCl溶液中可置换出Cl2(　　)

例8．已知还原性I－>Br－>Cl－>F－，试从原子结构的角度分析原因。

例9．　下列对卤素的说法不符合递变规律的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐渐减弱
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性逐渐减弱
C．F－、Cl－、Br－、I－的还原性逐渐增强
D．卤素单质按F2、Cl2、Br2、I2的顺序颜色变浅，密度增大

归纳总结　卤素的原子结构与化学性质的关系
(1)相似性(X表示卤素元素)
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＋H22HX。
②与活泼金属(如Na)反应：2Na＋X22NaX。
③与H2O反应
a．X2＋H2O===HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；
b．2F2＋2H2O===4HF＋O2。
④与NaOH溶液反应
X2＋2NaOH===NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。
(2)递变性(X表示卤素元素)
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

②与H2反应越来越难，对应氢化物的稳定性逐渐减弱，还原性逐渐增强，即：
稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；
还原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。
③卤素单质与变价金属(如Fe)反应时，F2、Cl2、Br2生成高价卤化物(如FeX3)，而I2只能生成低价卤化物(如FeI2)。
④氢化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增强。
⑤最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最强的酸。

知识点四 核素和同位素


1．原子结构


2．原子核外电子的排布
（1）原子核外电子运动的特点
原子核外电子绕着原子核高速运动时没有确定的轨道的，就好像一团云雾 “带负电荷的云雾”笼罩在原子核周围．电子密集的地方，电子出现的机会多；反之，电子云稀疏的地方，电子出现的机会少．
电子的能量并不相同，能量低的，受核电荷的吸引大，通常在离核近的区域运动；能量高的，在离核远的区域运动．根据电子的能量差异和运动空间离核的远近不同，核外电子分别处于不同的电子层上．
【注意】核外电子是客观存在的，电子层是人为规定的．最外层电子数为该元素(主族元素)的最高正价，最低负价为该元素的最高正价—8．
（2）在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是：
① 核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层,然后由里向外,依次排布在能量逐步升高的电子层.
② 原子核外各电子层最多容纳2 n2个电子.
③ 原子最外层电子数目不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个电子)
④ 次外层电子数不能超过18个(K层为次外层时不能超过2个)，倒数第三层电子数不能超过32个
（3）电子层的表示方法
电子层数(n)
1
2
3
4
5
6
7
符号
K
L
M
N
O
P
Q
最多容纳电子数(2 n2)
2
8
18
32
2 n2
能量大小
KW
D．Y的氧化物能与X的最高价氧化物对应的水化物反应

二、非选择题
15．(1)X元素的原子核外有2个电子层，其中L层有5个电子，该元素在周期表中的位置为____________________，
其气态氢化物的化学式为________，最高价氧化物的化学式为________，该元素最高价氧化物对应水化物的化学式为________。
(2)R为1～18号元素中的一种非金属元素，若其最高价氧化物对应水化物的化学式为HnROm，则此时R元素的化合价为________，R原子的最外层电子数为________，其气态氢化物的化学式为________。

16．下表为元素周期表的一部分，请回答有关问题：

ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
二




①

②

三

③
④
⑤

⑥
⑦
⑧
四
⑨





⑩

(1)⑤和⑧的元素符号是________和________；
(2)表中最活泼的金属是________，非金属性最强的元素是________(填写元素符号)；
(3)表中能形成两性氢氧化物的元素是________，分别写出该元素的氢氧化物与⑥、⑨最高价氧化物的水化物反应的化学方程式____________。
(4)请设计一个实验方案，比较⑦、⑩单质氧化性的强弱。_______________。

17．(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：H、H、H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。
①以上8种微粒共有________种核素，共________种元素。
②互为同位素的是________。
③质量数相等的是________和________，中子数相等的是________和________。
(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为________；中子数之比为________；电子数之比为________。
(4)铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一碱金属可能是________________________________________________。(铷的相对原子质量取85.5)
(5)质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标况下的体积之比为________。

18．阅读下面的信息，推断元素及有关物质，按要求回答：
信息①：X、Y、Z、W是常见的短周期元素，其原子序数依次增大，且原子核外最外层电子数均不少于2。
(1)根据信息①：X一定不是________(填字母序号)。
A．氢　　B．碳　　C．氧　　D．硫
信息②：上述四种元素的单质均能在足量的氧气中燃烧，生成的四种氧化物中，有两种能溶于稀硫酸，三种能溶于浓氢氧化钠溶液，氧化物的相对分子质量都大于26。
(2)这四种元素中是否可能有一种是铝元素？ _____________________。
信息③：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量盐酸，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的烧碱溶液，最终溶液中析出白色沉淀。
(3)白色沉淀物的化学式为________。
信息④：向上述四种元素单质组成的混合物中加入足量烧碱溶液，固体部分溶解，过滤，向滤液中加入过量的盐酸，最终溶液中析出白色沉淀。
(4)生成白色沉淀物的离子方程式为_______________________________。
信息⑤：X与W同主族。
(5)X与浓硫酸加热时反应的化学方程式为_____________________________。