高中化学人教版 (2019)必修 第一册第一节 原子结构与元素周期表习题

元素周期表　核素

　学考达标　共50分

一、选择题(本题共8小题，每小题4分，共32分)

1．1919年，科学家第一次实现了人类多年的梦想——人工转变元素。这个核反应如下：N＋He―→O＋H。下列叙述正确的是(　　)

A．O原子核内有9个质子

B．H原子核内有1个中子

C．O2和O3互为同位素

D．通常情况下，He和N2化学性质都很稳定

【解析】选D。O原子核内质子数是8，A错误；H原子核内中子数是1－1＝0，B错误；O2和O3互为同素异形体，C错误；通常情况下，He最外层电子已达到稳定结构而N2分子的氮原子之间结合牢固，He和N2化学性质都很稳定，D正确。

2．(2020·昆明高一检测)钔是一种人工合成元素，元素符号为Md，原子序数为101。钔是锕系元素中具有放射性的超铀金属元素。下列关于Md的叙述正确的是(　　)

A．Md原子所含中子数与质子数之差为58

B．Md和Md互称为同素异形体

C．Md的核外电子数为260

D．Md和Md的核外电子数之差为2

【解析】选A。Md原子所含质子数为101，中子数为260－101＝159，中子数与质子数之差为58，A项正确；Md和Md互称为同位素，B项错误；Md的核外电子数为101，C项错误；Md和Md的核外电子数均为101，核外电子数之差为0，D项错误。

3．诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。下列关于Pt和Pt的说法正确的是(　　)

A．Pt和Pt的质子数相同，互称为同位素

B．Pt和Pt的中子数相同，互称为同位素

C．Pt和Pt的核外电子数相同，是同一种核素

D．Pt和Pt的质量数不同，不能互称为同位素

【解析】选A。二者质子数相同，但质量数不同，故核外电子数相同，中子数不同，二者互称为同位素，A正确。

4．(2021·长治高一检测)原子序数为83的元素位于：①第五周期；②第六周期；③第ⅣA族；④第ⅤA族；⑤第ⅡB族，其中正确的组合是(　　)

A．①④　 　B．②③　 　C．②④　 　D．①⑤

【解析】选C。根据与该元素原子序数最接近的0族元素的位置来确定。与83号元素最邻近的0族元素为86号元素氡，83号元素比氡的原子序数小3，那么它在元素周期表中的位置应该是氡左移3个格，即第六周期第ⅤA族。

5．“天宫一号”的燃料是氢化锂三兄弟：LiH、LiD、LiT。其中Li的质量数为7，下列对这三种物质的说法中正确的是(　　)

A.质子数之比为1∶2∶3

B．中子数之比为1∶1∶1

C．摩尔质量之比为8∶9∶10

D．化学性质不相同

【解析】选C。锂原子质子数为3，质量数为7，其中子数为4；H、D、T质子数均为1，中子数分别为0、1、2，所以LiH、LiD、LiT的质子数之比为(3＋1)∶(3＋1)∶(3＋1)＝1∶1∶1，A项错误；中子数之比为(4＋0)∶(4＋1)∶(4＋2)＝4∶5∶6，B项错误；摩尔质量之比为(7＋1)∶(7＋2)∶(7＋3)＝8∶9∶10，C项正确；化学性质与核外电子数有关，LiH、LiD、LiT的核外电子数均相同，故化学性质相同，D项错误。

6．某小组在研究前18号元素时发现：依据不同的标准和规律，元素周期表有不同的排列形式。如果将它们按原子序数递增的顺序排列，可形成如图所示的“蜗牛”形状，图中每个“·”代表一种元素，其中P点代表氢元素。下列说法不正确的是(　　)

A.图中虚线相连的元素位于同一族

B．P、K、L、M、X、Y、Z都是短周期元素

C．K元素位于常规周期表的第三周期第ⅥA族

D．M与Z两种元素形成的化合物的化学式为MgCl2

【解析】选C。P、K、L、M、X、Y、Z依次是氢、氧、钠、镁、铝、磷、氯，它们都是短周期元素。虚线上的元素最外层电子数相等，为同一族元素，A正确；上述元素均为短周期元素，B正确；K元素是氧元素，在常规周期表中的位置是第二周期第ⅥA族，C错误；M(镁)和Z(氯)两种元素形成的化合物为MgCl2，D正确。

7．(2021·绍兴高一检测)国际无机化学命名委员会在1989年做出决定，把长式周期表原先的主、副族及族号取消，由左至右排为18列，碱金属族为第1列，稀有气体为第18列，按这个规定判断下列说法中错误的是(　　)

A．第15列元素的最高价氧化物为R2O5

B．第2列元素中肯定没有非金属元素

C．第17列元素中的第一种元素无含氧酸

D．第16、17列元素都是非金属元素

【解析】选D。第15列元素为ⅤA族，最高价为＋5价，最高价氧化物为R2O5，A正确；第2列元素中全部都是金属元素，B正确；第17列元素为ⅦA族卤族元素，其中F元素不能形成含氧酸，C正确；第16列元素为ⅥA族，ⅥA族中元素钋为金属元素，D错误。

8．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是(　　)

A．氘(D)原子核外有1个电子

B．1H与D互为同位素

C．H2O与D2O互为同素异形体

D．1H2 18O与D2 16O的相对分子质量相同

【解析】选C。氘(D)原子的质子数为1，核外有1个电子，A正确；1H与D的质子数相同而中子数不同，互为同位素，B正确；H2O与D2O均表示水分子，是化合物，不互为同素异形体，C错误；1H2 18O与D2 16O的相对分子质量都是20，D正确。

　　　【补偿训练】

已知某简单阴离子X2－的M层上有8个电子，则X在周期表中的位置是(　　)

A．第三周期第ⅥA族　  B．第三周期第ⅡA族

C．第二周期第ⅥA族      D．第三周期第ⅣA族

【解析】选A。X得到2个电子后，M层(第三电子层)达8电子稳定结构，说明X原子的M层有6个电子，即M层为最外层，所以X位于周期表中第三周期，第ⅥA族。

二、非选择题(本题共2小题，共18分)

9．(8分)自门捷列夫发现元素周期律以来，人类对自然的认识程度逐步加深，元素周期表中的成员数目不断增加。回答下列问题：

(1)2016年IUPAC确认了四种新元素，其中一种为Mc，中文名为“镆”。元素Mc可由反应：Am＋Ca===Mc＋3n得到。该元素的质子数为____________，287Mc与288Mc互为________。

(2)Mc位于元素周期表中第ⅤA族，同族元素N的一种氢化物为________。

(3)Mc原子的最外层电子数是________。

(4)该族中的另一元素P能呈现多种化合价，其中＋3价氧化物的分子式为________，＋5价简单含氧酸的分子式为____________。

【解析】(1)根据Mc，可得Mc的质子数为115；287Mc与288Mc互为同位素。

(2)N的氢化物是NH3。

(3)Mc最外层电子数是5。

(4)P元素的氧化物为PxOy，由于P为＋3价，O为－2价，根据化合物中元素正负化合价代数和等于0，可得3x＝2y，所以x∶y＝2∶3，可知该氧化物的化学式为P2O3(或P4O6)；P元素的＋5价简单含氧酸的分子式为H3PO4。

答案：(1)115　同位素　(2)NH3　(3)5

(4)P2O3(或P4O6)　H3PO4

10．(10分)碘­131是元素碘(元素周期表中第53号元素)的一种放射性同位素，为人工放射性核素(核裂变产物)，符号为131I，半衰期为8.02天。正常情况下自然界是不会存在的。在核医学中，碘­131除了以NaI溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病治疗外，还可用来标记许多化合物，供体内或体外诊断疾病用。如131I标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠就是常用的肝、胆和肾等的扫描显像剂。

(1)131I原子的质量数、质子数、中子数各是多少？

提示：131I原子的质量数是131，碘元素是元素周期表中第53号元素，故质子数是53，中子数为131－53＝78。

(2)131I和127I互为同位素，这两种原子的中子数差值是多少。

提示：131I和127I互为同位素，质子数相等，两种原子的中子数差值＝131－127＝4。

(3)碘元素在元素周期表中位于第几周期？第几族？

提示：元素周期表中第54号元素为0族元素，碘元素是元素周期表中第53号元素，故碘元素在元素周期表中为第5周期，第ⅦA族。

(4)表中的实线是元素周期表的部分边界，请在图中用实线补全元素周期表的边界。

提示：

根据元素周期表的结构可知，第一周期有2种元素，第二、三周期分别有8种元素，都位于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期为长周期，包括1～18列，由此可画出周期表的边界。

(5)表中所列元素，属于短周期元素的有哪些？属于主族元素的有哪些？

提示：abcdefg　abcdef。

(6)元素f是第几周期第几族元素？请在给出的方框中按氦元素的式样写出该元素的原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量。

提示：三　ⅥA　 。第三周期第ⅥA族元素为硫，原子序数为16，相对原子质量为32。

(7)写出一个由原子序数1、7、17三种元素组成的化合物的化学式。

提示：H、N、Cl三种元素组成的常见化合物为NH4Cl。

　选考提升　共20分

一、选择题(本题共3小题，每小题4分，共12分)

11．0.05 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Ar原子的电子层结构的离子，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

【解析】选D。设该金属单质与盐酸反应所表现的化合价为＋x，则0.05x＝×2，x＝2。根据题意，该金属单质为Ca，位于第四周期第ⅡA族。

12．元素A、B、C、D在元素周期表中的位置如图所示。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.元素C比元素B的原子序数大1

B．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】选D。根据题图分析可知，它的更具体的内容如图所示。

B是第一周期的最后一种元素，C是第二周期的第一种元素，则C比B的原子序数大1，A正确；原子结构示意图为的元素，其原子序数是8，第二周期元素从左到右原子序数为3～10，则原子序数为8的元素与C(原子序数为3)位于同一周期，B正确；B是2号元素，原子核外有1个电子层，该电子层上有2个电子，D是12号元素，原子结构示意图为，C正确；原子结构示意图为的元素是10号元素，是第二周期的最后一种元素，与B位于同一族，但该族是0族而不是主族，D不正确。

13．(2021·嘉兴高一检测)已知R元素的一种同位素能形成化合物AmRn，其中A的化合价为＋n。该化合物中一个R微粒的核外电子数为a，核内中子数为b，则该同位素的原子符号是(　　)

A．　　　    B．

C．R         D．

【解析】选D。在化合物AmRn中，R的离子符号为Rm－，已知一个Rm－的核外电子数为a，则R元素同位素的核内质子数为a－m，质量数＝质子数＋中子数＝a－m＋b，D正确。

二、非选择题(本题共1小题，共8分)

14．在自然界中许多元素有多种核素，如氧元素存在O、O、O三种核素，氢元素有H、H、H三种核素。

(1)O、O、H、H四种核素最多可以组成________种水分子；

(2)9.03×1023个H2O分子含________mol水分子，________mol氢原子；

(3)1 mol分子中含有________mol中子。

(4)科学研究发现H＋在水中实际以水合氢离子(H3O＋)的形式存在，在0.5 mol H3O＋中含有________个质子(用NA表示)。

【解析】(1)水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成，因此O、O、H、H四种核素形成的水分子为、、、、、，最多可以组成6种水分子；

(2)9.03×1023个H2O分子含n＝＝＝1.5 mol水分子，3 mol氢原子；(3)1 mol分子中含有1 mol×[(2－1)×2＋18－8]＝12 mol中子；(4)科学研究发现H＋在水中实际以水合氢离子(H3O＋)的形式存在，在0.5 mol H3O＋中含有0.5 mol×(1×3＋8)×NA＝5.5NA个质子。

答案：(1)6　(2)1.5　3　(3)12　(4)5.5NA