2020-2021学年第一节 原子结构与元素周期表练习

2022-2023学年高一化学同步学习高效学与练（精准练习）

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

1．（2021·福建福州·高一期中）随着自然科学的发展，科学家们依据实验事实，提出了各种假说和原子结构模型，其中提出“带核原子结构模型”的科学家是

A．汤姆生 B．波尔 C．卢瑟福 D．道尔顿

【答案】C

【详解】

A．汤姆生提出葡萄干面包式原子结构模型，A不符合题意；

B．波尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型，B不符合题意；

C．卢瑟福通过α粒子轰击金箔实验提出带核的原子结构模型，C符合题意；

D．道尔顿提出实心球原子结构模型，D不符合题意；

故选C。

2．（2021·上海·同济大学第二附属中学高一期中）根据核外电子排布规律，M层最多容纳的电子数是

A．8 B．10 C．18 D．32

【答案】C

【详解】

根据核外电子排布规则可知，M为3层，即第n层最多容纳2n2个电子，所以M层上最多容纳的电子数是2×32=9×2= 18；

故选C。

3．（2021·上海市晋元高级中学高一期中）原子核外电子是分层排布的，在不同电子层上运动着的电子能量是不同的，下列电子层上运动的电子能量最低的是

A．A层 B．K层 C．N层 D．M层

【答案】B

【详解】

原子核外电子是分层排布的，距离原子核越近，能量越低，最近的电子层是K层，故选B。

4．A、B两种原子，A的L电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是

A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子

C．碳原子和氯原子 D．碳原子和铝原子

【答案】C

【详解】

A的L层比B的M层少3个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明A、B的核外电子层数分别为2、3；L层最多排8个电子，B的L层电子数恰为A的L层电子数的2倍，说明B的L层有8个电子，A的L层有4个电子，A是碳原子；A的L层比B的M层少3个电子，B为氯原子，故选C。

5．（2021·山东·高密市第五中学高一月考）下列说法中正确的是

A．某单核微粒的核外电子排布为，则该微粒一定是氩原子

B．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素

C．与H3O+具有相同的质子数和电子数

D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子

【答案】C

【详解】

A．某单核粒子的核外电子排布为，由于核电荷数x未知，该微粒不一定是氩原子，可能为K+、Ca2+、S2-等，A错误；

B．原子最外层只有3个电子的元素不一定是金属元素，可能为硼元素，硼是非金属元素，B错误；

C．与H3O+具有相同的质子数11和电子数10，C正确；

D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为碳元素，最外层有4个电子，既难得电子也难失电子，D错误；

故选C。

6．下列有关原子核外电子的说法错误的是

A．每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子

B．电子在核外是分层排布的

C．电子不停地做高速运动

D．离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高

【答案】A

【详解】

A．第一个电子层作为最外层时，最多可容纳2个电子，如氦原子，故A错误；

B．电子在原子中处于不同的能量状态，按照能量不同分层排布，故B正确；

C．原子核外的电子，在核外不停的作无规则高速移动，故C正确；

D．原子核外区域能量可能不同，距核由近到远，能量由低到高，即离原子核近的电子能量低，离核远的电子能量高，故D正确；

故选A。

7．（2021·上海·同济大学第二附属中学高一期中）下列元素中，最外层电子数等于次外层电子数的是

A．硼 B．氧 C．氯 D．氩

【答案】D

【详解】

A．硼是5号元素的最外层电子数为3，次外层电子数为2，A不符合题意；

B．氧是8号元素的最外层电子数为6，次外层电子数为2，B不符合题意；

C．氯是17号元素的最外层电子数为7，次外层电子数为8，C不符合题意；

D．氩是18号元素的最外层电子数为8，次外层电子数为8，D符合题意；

故选D；

8．元素的原子最外层电子得到或失去后，一定不会改变的是

①元素种类；②化学性质；③相对原子质量；④微粒电性；⑤原子核；⑥电子层数；⑦最外层电子数；⑧核外电子总数。

A．②③⑤ B．②④⑥⑧ C．②⑤ D．①③⑤

【答案】D

【详解】

元素的原子最外层电子得到或失去后：①元素种类不变；②化学性质发生改变；③相对原子质量与电子数无关，不会改变；④变成阳离子或阴离子，微粒的电性发生改变；⑤原子核不会发生改变；⑥原子失去最外层电子，电子层数减少；⑦最外层电子数一定会变；⑧核外电子总数一定会变；综上所述，元素的原子最外层电子得到或失去后，一定不会改变的是①元素种类、③相对原子质量、⑤原子核，答案选D。

9．（2021·重庆·西南大学附中高一月考）科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素(Lv)。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是

A．质子数为116

B．中子数为177

C．电子数为116

D．原子中质子数比中子数多61

【答案】D

【详解】

由题意可知，质量数为293的Lv原子的质子数为116、中子数为293—116=177，原子中中子数比质子数多177—116=61，故D错误。

10．（2021·上海中学高一月考）据科学家预测，月球的土壤中吸附着百万吨的氦(3He)，下列关于氦(3He)元素的说法正确的是

A．原子核外电子数为3 B．相对原子质量为2

C．原子的中子数为2 D．原子结构示意图为

【答案】D

【详解】

A．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，核外电子数为2，故A错误；

B．相对原子质量等于质子数加中子数等于质量数，所以相对原子质量为3，故B错误；

C．中子数=质量数-质子数，故中子数为1，故C错误；

D．氦为元素周期表中2号元素，质子数为2，原子结构示意图为，故D正确；

故答案为D。

11．（2021·广东惠州·高一期末）2017年5月9日，我国公布了117号元素Ts的中文名称为“石田”。有关其核素294Ts的说法不正确的是

A．质子数为117 B．中子数为177

C．质量数为411 D．核外电子数为117

【答案】C

【详解】

A．原子序数等于原子的质子数，117号元素Ts的质子数为117，A正确；

B．中子数等于质量数减去质子数，核素294Ts的中子数为294-117＝177，B正确；

C．核素294Ts的质量数为294，C错误；

D．原子核外电子数等于质子数，为117，D正确；

故选C。

12．（2021·浙江南湖·高一期中）在离子 Rn- 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

A．A–x+n B．A–x C．A–x-n D．A+x-n

【答案】A

【详解】

Rn-离子有x个电子，电荷数为n，阴离子的核外电子数=质子数+电荷数，所以质子数=核外电子数-电荷数= x- n，中子数=质量数-质子数= A-(x-n)= A-x+n；故选A。

13．（2021·四川·攀枝花市成都外国语学校高一期中）某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在ag HmX中所含质子的物质的量是

A． (A—N) mol B． mol

C．(A—N＋m) mol D．(A—N＋m) mol

【答案】C

【详解】

由同位素X的原子质量数为A，含N个中子可知，同位素X的质子数为(A—N)，HmX分子的摩尔质量为(A+M)g/mol，含有的质子数为(A—N+m)，则ag HmX中所含质子的物质的量为×(A—N+m)=(A—N＋m) mol，故选C。

14．原子是由居于原子中心的___________和核外___________构成的。其中___________带正电荷，___________带负电荷。所带正电荷___________(填“大于”、“小于”或“等于”)负电荷。原子核又是由___________和___________两种微粒构成的，其中___________不带电，每个质子带一个单位的___________电荷。

【答案】原子核    电子    原子核    核外电子    等于    质子    中子    中子    正   

【详解】

原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的；其中原子核带正电荷，核外电子带负电荷；所带正电荷等于负电荷，因此原子不显电性；原子核又是由质子和中子两种微粒构成的，其中中子不带电，每个质子带一个单位的正电荷。

15．填表

【答案】17    20    37    7    13    14    27    3    18    18    34    8   

【分析】

根据元素符号各个角标的含义：左下角表示原子序数，左上角表示质量数，右上角表示微粒带有的电荷数目及电性，根据微粒数目关系：原子序数=原子核内质子数=原子核外电子数，阴离子核外电子数=原子核外电子数+离子带有的电荷数目，根据原子核外电子排布特点，推断出各种微粒的具体数值。

【详解】

(1)Cl：质子数：17，核外电子数：17；中子数=37-17=20；质量数：37；Cl原子核外电子排布式是2、8、7，可见其最外层电子数：7；

(2)Al：质子数：13，核外电子数：13；中子数=27-13=14；质量数：27；Al原子核外电子排布式是2、8、3，可见其最外层电子数：3；

(3)S2-：质子数：16，核外电子数：16+2=18；中子数=34-16=18；质量数：34；S2-核外电子排布式是2、8、8，可见其最外层电子数：8。

【点睛】

本题考查了物质构成微粒组成及各个数值的关系。掌握元素符号各个角标的含义及原子显电中性、原子与离子的关系是本题解答的关键。

16．请试着总结1～18号元素原子结构特点：

（1）原子核中无中子的原子：___________；

（2）最外层有一个电子的元素：___________；

（3）最外层有两个电子的元素：___________；

（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：___________；

（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：___________；是次外层电子数3倍的元素：___________；是次外层电子数4倍的元素：___________；

（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：___________；

（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素：___________；

（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：___________；

（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：___________；

（10）)最外层电子数等于最内层电子数的元素：___________。

【答案】

（1）H

（2）H   Li   Na

（3）He   Be   Mg

（4）Be   Ar

（5）    C    O    Ne   

（6）H   Be   Al

（7）Be

（8）Li   Si

（9）Li   P

（10）Be   Mg

【分析】

（1）原子核中无中子的原子是，属于H元素；

（2）最外层有一个电子的元素是第IA是元素，在短周期元素中第IA的元素有H、Li、Na元素。

（3）最外层有两个电子的元素有核外电子排布是2的He元素及第IIA的核外电子排布是2、2的Be元素、核外电子排布是2、8、2的Mg元素。

（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素有核外电子排布是2、2的Be元素及核外电子排布是2、8、8的Ar元素。

（5）最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有核外电子排布是2、4的C元素；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是核外电子排布为2、6的O元素；最外层电子数是次外层电子数4倍的元素是核外电子排布是2、8的Ne元素。

（6）电子层数与最外层电子数相等的元素有核外电子排布是1的H元素、核外电子排布是2、2的Be及核外电子排布是2、8、3的Al元素。

（7）电子总数为最外层电子数2倍的元素是核外电子排布是2、2的Be元素；

（8）次外层电子数是最外层电子数2倍的元素有核外电子排布是2、1的Li及核外电子排布是2、8、4的Si元素。

（9）内层电子总数是最外层电子数2倍的元素有核外电子排布是2、1的Li元素及核外电子排布是2、8、5的P元素。

（10）最外层电子数等于最内层电子数的元素有核外电子排布是2、2的Be元素和核外电子排布是2、8、2的Mg元素。

17．（2021·四川省华蓥中学高一月考）有X、Y、Z三种元素：

（1）X元素原子的核电荷数为8，其原子核内的质子数为_______，该元素的二价阴离子中，核外电子数为_______，中子数为9的核素表示为_______。

（2）Y元素的一价阳离子核外有18个电子，质量数为40，该元素原子的原子核内中子数为_______。

（3）2gZO中电子数比质子数多3.01×1022个，则Z的相对原子质量为_______。

【答案】

（1）8    10    O   

（2）21

（3）32

【分析】

（1）原子的核电荷数等于原子核内的质子数，X元素原子的核电荷数为8，则X元素为氧元素，原子的原子核内的质子数为8；氧原子得到2个电子形成氧离子，则氧离子中核外电子数为8+2=10；中子数为9的氧原子的质量数为17，核素表示为O，故答案为：8；10；O；

（2）Y元素的一价阳离子核外有18个电子，则Y元素原子的核内的质子数为18+1=19，Y元素为K元素，质量数为40的钾原子的原子核内中子数为40—19=21，故答案为：21；

（3）设Z的相对原子质量为M，由2gZO中电子数比质子数多3.01×1022个可得：×2=，解得M=32，故答案为：32。

18．金属铝在生产生活中有着广泛的用途。回答下列问题：

(1)铝元素在周期表中的位置是_______________。

(2)比较原子结构示意图：它们的共同之处是___________选填编号，下同；不同之处是___________。

a.电子层数                   b.次外层电子数        c.最外层电子数        d.质子数

(3)常温下铝制容器可以用来盛放浓硫酸而不被溶解，这种现象称为___________。

氢氧化铝和盐酸反应的化学方程式为_________________________________。

能把溶液中的铁离子和铝离子分离开的试剂是___________。选填编号

a.盐酸        b.硫酸铜溶液        c.氨水               d.氢氧化钠溶液

【答案】第三周期第IIIA族    ab    cd    钝化反应    Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O    d   

【解析】

【分析】

(1)铝是13号元素，在周期表中的位置是第三周期第IIIA族；

(2) ，原子结构示意图的含义：圈内数字表示核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示电子数。

(3)常温下铝制容器可以用来盛放浓硫酸而不被溶解，是因为在铝表面形成致密的氧化薄膜，这种现象是钝化反应；由于氢氧化铝是两性氢氧化物，故可与NaOH继续反应，而沉淀溶解，可用来分离铁离子和铝离子。

【详解】

(1)铝是13号元素，在周期表中的位置是第三周期第IIIA族；

(2)从三个原子结构示意图中可看出，均有3个电子层、次外层电子数均为8，故相同的之处是ab；而最外层电子数均不相同、核内质子数也都不同，故不同之处是cd；

(3)常温下铝与浓硫酸反应生成氧化铝，在铝表面形成一层致密的氧化铝薄膜，阻止硫酸进一步与铝制容器反应，这种现象叫钝化反应；

氢氧化铝和盐酸反应的化学方程式为：Al(OH)3+3HCl=AlCl3+3H2O；

铁离子能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铁沉淀，铝离子也能与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铝沉淀，但氢氧化铝是两性氢氧化物，可与NaOH继续反应，化学方程式为：Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O，即铁离子转为氢氧化铁难溶物、铝离子转化为NaAlO2可溶物，则氢氧化钠溶液能分离铁离子和铁离子，答案选d。