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练习题

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原子结构 核素1．目前，全球已探明的稀土资源工业储量约9 261万吨REO。我国稀土工业储量占全世界的71.1%，达6 588万吨REO。下列有关稀土资源Sm和Sm的说法正确的是(　　)A.Sm和Sm互为同位素B.Sm和Sm是同一种核素C.Sm和Sm的质量数相同D.Sm和Sm的中子数相同解析：选A　Sm和Sm是Sm元素的两种不同的核素，二者互为同位素，A正确；Sm和Sm的质子数相同，但质量数不同，所以不是同一种核素，B不正确；Sm和Sm的质量数分别为144、150，二者的质量数不相同，C不正确；Sm和Sm的中子数分别为82、88，二者的中子数不同，D不正确。2．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．各电子层(n)最多可容纳的电子数为n2解析：选D　A正确；K层离核最近，能量最低，B正确；当N电子层为次外层时，最多可容纳的电子数为18，C正确；各电子层最多容纳的电子数为2n2，D错误。3．某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法错误的是(　　)A．核电荷数为17B．属于金属元素C．核外有三个电子层D．在化学反应中容易得到1个电子解析：选B　由结构示意图可知，该原子为氯原子，是非金属元素。4．据报道，科学家已经成功合成了少量N4气体分子，下列说法正确的是(　　)A．N4是一种新型化合物B．相同质量的N4和N2原子个数之比为1∶1C．14N原子和15N原子化学性质不同D．N4与N2互为同位素解析：选B　N4是一种单质，不是化合物，A错误；N4和N2都是氮元素的不同单质，分子均由氮原子构成，相同质量的N4和N2原子个数之比为1∶1，B正确；14N原子和15N互为同位素，具有相同的电子数，核外电子排布式相同、化学性质相同，C错误；N4与N2都是氮元素的不同单质，互为同素异形体，不互为同位素，D错误。5．如图为镁元素和硫元素的相关信息，由此不能得到的信息是(　　)　　　　A．镁属于金属元素B．镁原子核内有12个质子C．镁离子与硫离子的电子层数相等D．在化学反应中，1个硫原子容易得到2个电子解析：选C　镁离子的结构示意图为，硫离子的结构示意图为，两者电子层数不相等。6．下列粒子中，与OH－具有相同质子数和电子数的是(　　)A．Cl－ B．F－C．NH3 D．NH解析：选B　OH－中O原子的质子数为8，H原子的质子数为1，所以OH－的质子数为9，电子数＝9＋1＝10；Cl－中质子数为17，电子数为18，故A错误；F－中质子数为9，电子数＝9＋1＝10，故B正确；NH3中质子数为10，电子数为10，故C错误；NH中质子数为11，电子数＝11－1＝10，故D错误。7．下列有关原子核外电子排布的说法中错误的是(　　)A．电子总是先排布在能量最低的电子层里B．每个电子层最多能容纳的电子数为2n2C．最外层电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)D．S2－的M层电子数是K层电子数的3倍解析：选D　根据能量最低原理，电子总是先排布在能量最低的电子层里，A正确；根据电子排布的数量规律，每个电子层最多能容纳的电子数为2n2，最外层电子数不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，B、C正确；S2－的M层电子数是K层电子数的4倍，D错误。8．中国计量科学研究院自主研制出了精确度极高的NIM5铯(133Cs)原子喷泉钟，2 000万年不差一秒。已知该铯原子的质子数为55，则该原子的中子数和质子数之差为(　　)A．23 B．55C．78 D．133解析：选A　由题意可知，该原子的质量数为133，质子数为55，因此中子数为133－55＝78，中子数和质子数之差为78－55＝23，A项正确。9．已知R2＋离子核外有a个电子，b个中子。表示R原子符号正确的是(　　)A.R  B.RC.R  D.R解析：选D　R2＋是R原子失去2个电子形成的，原子核外有a＋2个电子，核内有b个中子，a＋2个质子，则表示R原子符号正确的是R。10．下表符号中“2”的含义正确的一组是(　　)选项2H2He2ClCa2＋A质量数中子数质子数电荷数B质量数质子数原子个数电荷数C质子数中子数原子个数电荷数D质量数质子数中子数电荷数 解析：选B　元素符号左上角的数字表示质量数，C项错误；左下角的数字表示质子数，A项错误；前面的数字表示微粒个数，D项错误；右上角的数字表示所带电荷数，B项正确。11．在粒子NH3D＋中，电子数、质子数和中子数之比为(　　)A．10∶7∶11 B．11∶11∶8C．10∶11∶8 D．11∶8∶10解析：选C　NH3D＋中的电子数为10，质子数为11，中子数为8。12．下列说法正确的是(　　)A．由H、D、T与16O、17O、18O构成的水分子的相对分子质量有18个B．H2、D2、T2属于三种物质C．H2、D2、T2在相同条件下的密度比为1∶2∶3D．氕、氘发生核聚变反应生成其他元素，属于化学变化解析：选C　H、D、T组合H2、D2、T2、HD、HT、DT共6种，分别与16O、17O、18O组合，构成的水分子共有6×3＝18种，但其中有相对分子质量相同的分子，故构成的水分子的相对分子质量个数小于18，A错误；H2、D2、T2均为氢气单质，属于一种物质，B错误；H2、D2、T2在相同条件下的密度比等于气体相对分子质量之比，为2∶4∶6＝1∶2∶3，C正确；氕、氘发生核聚变反应生成其他元素，属于核反应，不是化学变化，D错误。13．现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题：(1)它们分属________种元素，属于氢元素的核素有________种，属于铀元素的核素有________种。互为同位素的原子分别为________，________。(2)质量数相等的粒子为________，________，______(可不填满、也可补充)。解析：(1)本题列出的12种粒子分属H、U、K、Ca、Cl、N、C 7种元素；1H和1H＋是同一种核素的不同粒子，1H、2H、3H属于氢元素的3种不同核素，且互为同位素；234U、235U、238U属于铀元素的3种不同核素，也互为同位素。(2)是为“质量数相等的粒子”，而非“质量数相等的原子”，否则“1H和1H＋”不能为答案。答案：(1)7　3　3　1H、2H、3H234U、235U、238U(2)40K、40Ca　14N、14C　1H、1H＋14．据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，从而对人体产生伤害。请回答：(1)该原子的质量数是________，质子数是________，中子数是________。(2)研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称为镭射气；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。Rn、Rn、Rn是________。A．属于同种元素 B．互为同位素C．属于同种核素 D．属于同种原子(3)由(2)可知，________决定元素种类，________决定核素种类。解析：(1)Rn的质量数是222，质子数是86，中子数是222－86＝136。(2)Rn、Rn、Rn的质子数相同，属于同种元素，但三者的中子数不同，故互为同位素。(3)质子数决定元素种类，质子数和中子数共同决定核素种类。答案：(1)222　86　136　(2)AB(3)质子数　质子数和中子数15．13C­NMR(核磁共振)、15N­NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构。下面有关13C、15N的叙述正确的是(　　)A．13C与15N有相同的中子数B．13C与C60互为同素异形体C．15N与14N互为同位素D．15N的核外电子数与中子数相同解析：选C　A项，13C与15N的中子数分别是13－6＝7、15－7＝8，中子数不同，错误；B项，13C是一种核素，不是单质，与C60不互为同素异形体，错误；C项，15N与14N的质子数相同，而中子数不同，二者互为同位素，正确；D项，15N的核外电子数与中子数分别是7和8，错误。16．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。下列说法正确的是(　　)A．由O、H、H三种核素最多可能组成4种水分子B．10.0 g由H、O组成的水分子，其中含中子数为5NAC．10.0 g由H、O组成的水分子，其中含质子数为5NAD．由H和O两种核素组成的水分子，其摩尔质量为18解析：选C　1个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的，H和H可以自身组合，还可以两个组合，共有三种组合，所以和O能组成三种水分子，故A错误；由H、O组成的水分子的摩尔质量为2×3 g/mol＋16 g/mol＝22 g/mol，中子数为(3－1)×2＋16－8＝12，所以10.0 g由H、O组成的水分子其中含中子数为×12NA mol－1≠5NA，故B错误；由H、O组成的水分子的摩尔质量为2×2 g/mol＋16 g/mol＝20 g/mol，质子数为1×2＋8＝10,10.0 g由H、O组成的水分子中含质子数为×10NAmol－1＝5NA，故C正确；由H和O两种核素组成的水分子，其摩尔质量为2×3 g/mol＋16 g/mol＝22 g/mol，故D错误。17．近年来，科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了6个非常罕见的Fe原子，接着，科学家又使用特制的测量仪器观测到这6个原子中有4个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：(1)Fe原子的核内中子数为________，该原子的核外电子数为________。(2)以下关于Fe的叙述正确的是________(填字母)。A.Fe与Fe是两种核素B．科学家获得了一种新元素C.Fe的衰变不是化学变化D．这种铁原子衰变放出两个质子后变成Fe(3)某同学认为Fe在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是________________________________________________________________________。解析：(1)Fe的中子数＝质量数－质子数＝45－26＝19，电子数＝质子数＝26。(2)Fe与Fe的质子数相同，属于同一元素，但中子数不同，是两种不同的核素；Fe元素不是一种新元素；Fe衰变放出两个质子后变为质子数为24的新原子；原子核发生了衰变，不是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物质。答案：(1)19　26　(2)AC　(3)Fe与Fe的核外电子排布相同，化学性质几乎完全相同18．请按要求填空：(1)简单原子的原子结构可用下图形象地表示：其中“●”表示质子或电子，“○”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是________(填字母，下同)。A．①②③是三种不同的核素B．①②③具有相同的质量数C．①②③互为同位素D．①②③核外电子数不同(2)科学家已发现一种新型氢分子(H3)，则相同条件下，等质量的H3和H2相同的是________。A．分子数 B．原子数C．体积 D．电子数(3)微粒AXn＋核外有a个电子，则它的核内中子数为________。(4)与10 g D2O含有相同电子数的NH3在标准状况下的体积是________。(5)已知：2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，将23 g钠与过量的重水(D2O)反应，产生气体的质量是________。解析：(1)A项，该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，因此三者是氢元素的三种核素，正确；B项，由于中子数不同，因此三者的质量数不同，错误；C项，三种核素均为H元素，互为同位素，正确；D项，同位素的质子数相同，因此电子数也相同，错误。(2)A项，分子数之比为2∶3，错误；B项，两种物质均由H原子构成，因此等质量的两种物质所含的H原子个数相等，正确；C项，相同条件下，H3与H2的体积比等于分子数之比等于2∶3，体积不同，错误；D项，H原子数相同，因此电子数也相同，正确。(3)AXn＋核外有a个电子，因此AX核外有a＋n个电子，因此质子数＝a＋n，即中子数＝A－a－n。(4)D2O的相对分子质量为20，因此10 g D2O的物质的量为0.5 mol,1个氨分子和1个D2O分子均含有10个电子，因此含相同电子数时氨气的物质的量为0.5 mol，即在标准状况下的体积是11.2 L。(5)23 g钠的物质的量为1 mol，生成0.5 mol D2，D2的摩尔质量为4 g/mol，因此质量为2 g。答案：(1)AC　(2)BD　(3)A－a－n(4)11.2 L　(5)2 g