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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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这是一份高中化学人教版 (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，文件包含高中化学新版必修一第17讲元素周期表教师满分版docx、高中化学新版必修一第17讲元素周期表学生满分版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共39页， 欢迎下载使用。
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
K
3．原子半径
由于原子核在原子中只占很少的一部分，原子半径主要是由最外层电子界定的．
原子半径的判断依据：
① 根据电子层数判断：电子层越多，原子半径越大．
② 当电子层数相同时，根据质子数判断：由于，故质子数越多，F电越大，原子半径越小．
③ 当电子层数、质子数相同时，根据最外层电子数判断，电子数越多，充斥的轨道越多，原子半径越大．
4：核素
元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称．
核素：具有一定数目的质子和中子的一种原子，叫做核素．如H、H、H各为一种核素．
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素．
同位素核素之间的关系
质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值加起来所得的数值
质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N)
原子x代表的含义
X：该元素的元素符号；Z：该原子的原子核内质子数；
A：该原子的质量数；b：微粒个数；n：微粒所带的电荷数
同素异形体：同种元素不同的单质．例如：氧气和臭氧，金刚石和石墨，红磷和白磷．
例10．下列符号代表几种元素？几种原子？它们的关系？
随堂练习：
1．溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述中，不正确的是( )
A．在很多反应中IBr是强氧化剂
B．IBr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂
C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀
D．IBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO
2．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙中，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
3．某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时，设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的
探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品
仪器：试管、胶头滴管
药品：新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，下层呈________色
②
向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，下层呈________色
(4)实验结论：______________________________________________。
(5)问题和讨论
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________、________________。
②由于氟单质过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟元素的非金属性比氯元素的强：_____________________________、________________。
4．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________(填字母序号)。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_____________________________________________________________。
5．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与氢原子构成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是( )
A.(A－N＋m)mol
B.(A－N)mol
C.(A－N)mol
D.(A－N＋m)mol
6．下列说法不正确的是( )
①质子数相同的粒子一定属于同一种元素
②同一元素的核素种数由中子数决定
③同位素的化学性质几乎相同
④质子数相同、电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和离子
⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等
A．③ B．④
C．②⑤ D．①
课后作业：
一、选择题
1．下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是( )
A．同一主族的元素从上到下金属性逐渐减弱
B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式
C．同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大
D．非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值
2. 下列说法中错误的是（ ）
A. 原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B. 元素周期表中，从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C. 除氦外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D. 同种元素的各种粒子的质子数不一定等于核外电子数
3．核电荷数大于10的某短周期元素，其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是( )
A．该元素在第三周期第ⅣA族
B．该元素的单质在常温下性质稳定，不易与水反应
C．该元素的氧化物不与酸反应，可与强碱的水溶液反应
D．该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位
4. A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B元素的原子核外电子总数比A元素原子的核外电子总数多5个，则A与B可形成的化合物类型为 ( )
A. AB B. BA2 C. AB4 D. B3A2
5.通过14C标记的C60进行跟踪研究，医学界发现了一种C60的羧酸衍生物在特定的条件下可通过断裂DNA杀死艾滋病病毒。有关C60和14C的叙述正确的是( )
A．12C60与14C60互为同位素
B．14C转变为12C的过程属于化学变化
C．12C与14C的原子中含有的中子数之比为3∶4
D．金刚石与C60具有相同的物理性质
6．据国外有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表的( )
A．第六周期第ⅣA族 B．第七周期第ⅥA族
C．第七周期第ⅦA族 D．第八周期第ⅥA族
7.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数。表中数字所对应的元素与它们在周期表中的位置相符的是 ( )
8．某种元素A的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质2.8 g跟氧气充分反应，可得6 g化合物AO2，元素A在周期表中的位置是( )
A．第二周期ⅡA族 B．第三周期ⅣA族
C．第二周期ⅣA族 D．第三周期ⅤA族
9．有X、Y两种元素，原子序数小于等于20，X的原子半径小于Y，且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法中正确的是( )
A．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为m，则X的最高正价一定为m
10.原子序数为Z的元素R,在元素周期表中位于A、B、C、D四种元素的中间,A、B、C、D四种元素的原子序数之和为下列数据,其中不可能的是 ( )
A.4Z B.4Z+10
C.4Z+5 D.4Z+14
11.下列说法：
①质子数相同的粒子一定属于同种元素；
②电子数相同的粒子不一定是同一种元素；
③一种元素只能有一种质量数；
④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数；
⑤质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子；
⑥同位素的性质几乎完全相同。
其中不正确的是( )
A．①③④⑥ B．①②④⑤
C．②③⑤⑥ D．②⑤
12．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B．原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ
C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同
D．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
13．下列说法中正确的是( )
A．任何元素原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.Cl、Cl互为同位素，Cl2与Cl2互为同素异形体
C．常温下，4.48 L Cl2含有8NA个中子(NA为阿伏加德罗常数的值)
D．O2－、Mg2＋、Ne的结构示意图都可以用表示
14．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是( D )
A．X的非金属性是同周期中最强的
B．对应气态氢化物的稳定性：Y>Z
C．对应简单离子半径：X>W
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_____________________________。
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
K
3．原子半径
由于原子核在原子中只占很少的一部分，原子半径主要是由最外层电子界定的．
原子半径的判断依据：
① 根据电子层数判断：电子层越多，原子半径越大．
② 当电子层数相同时，根据质子数判断：由于，故质子数越多，F电越大，原子半径越小．
③ 当电子层数、质子数相同时，根据最外层电子数判断，电子数越多，充斥的轨道越多，原子半径越大．
4：核素
元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称．
核素：具有一定数目的质子和中子的一种原子，叫做核素．如H、H、H各为一种核素．
同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素．
同位素核素之间的关系
质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值加起来所得的数值
质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N)
原子x代表的含义
X：该元素的元素符号；Z：该原子的原子核内质子数；
A：该原子的质量数；b：微粒个数；n：微粒所带的电荷数
同素异形体：同种元素不同的单质．例如：氧气和臭氧，金刚石和石墨，红磷和白磷．
例10．下列符号代表几种元素？几种原子？它们的关系？
随堂练习：
1．溴化碘(IBr)的化学性质很像卤素的单质，它能与大多数金属、非金属化合生成卤化物，它也能与水发生以下反应：IBr＋H2O===HBr＋HIO。下列有关IBr的叙述中，不正确的是( )
A．在很多反应中IBr是强氧化剂
B．IBr与水反应时既作氧化剂，又作还原剂
C．IBr与AgNO3溶液反应会生成AgBr沉淀
D．IBr与NaOH溶液反应时，生成NaBr和NaIO
2．甲、乙、丙三种溶液各含有一种X－(X－为Cl－、Br－或I－)，向甲中加淀粉溶液和新制的氯水变为橙色，将此溶液倒入丙中，颜色无明显变化。则甲、乙、丙依次含有( )
A．Br－、Cl－、I－ B．Br－、I－、Cl－
C．I－、Br－、Cl－ D．Cl－、I－、Br－
3．某学生在做元素性质与原子结构关系的实验时，设计了一套实验方案，并记录了有关的实验现象。请帮助该学生整理并完成实验报告。
(1)实验目的
探究同一主族元素性质的递变规律。
(2)实验用品
仪器：试管、胶头滴管
药品：新制氯水、新制溴水、溴化钠溶液、碘化钠溶液、四氯化碳
(3)实验内容(在下表横线中填写相关内容)
序号
实验方案
实验现象
①
向盛有少量溴化钠溶液的试管中滴加少量新制氯水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，下层呈________色
②
向盛有少量碘化钠溶液的试管中滴加少量新制溴水，振荡，再加入少量四氯化碳，振荡后静置
液体分为两层，下层呈________色
(4)实验结论：______________________________________________。
(5)问题和讨论
①上述两个实验中发生反应的离子方程式分别为________________、________________。
②由于氟单质过于活泼，所以很难设计出一个简单的实验来验证其氧化性的强弱。试列举两项事实说明氟元素的非金属性比氯元素的强：_____________________________、________________。
4．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________(填字母序号)。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_____________________________________________________________。
5．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与氢原子构成HmX分子，在a g HmX中所含质子的物质的量是( )
A.(A－N＋m)mol
B.(A－N)mol
C.(A－N)mol
D.(A－N＋m)mol
6．下列说法不正确的是( )
①质子数相同的粒子一定属于同一种元素
②同一元素的核素种数由中子数决定
③同位素的化学性质几乎相同
④质子数相同、电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和离子
⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等
A．③ B．④
C．②⑤ D．①
课后作业：
一、选择题
1．下列关于元素周期律和元素周期表的论述中正确的是( )
A．同一主族的元素从上到下金属性逐渐减弱
B．元素周期表是元素周期律的具体表现形式
C．同一周期从左到右，元素原子半径逐渐增大
D．非金属元素的最高正化合价等于它的负化合价的绝对值
2. 下列说法中错误的是（ ）
A. 原子及其离子的核外电子层数等于该元素所在的周期数
B. 元素周期表中，从第ⅢB族到第ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C. 除氦外的稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
D. 同种元素的各种粒子的质子数不一定等于核外电子数
3．核电荷数大于10的某短周期元素，其原子最外电子层所含有的电子数是次外层所含有的电子数的一半，有关该元素的单质或化合物的描述不正确的是( )
A．该元素在第三周期第ⅣA族
B．该元素的单质在常温下性质稳定，不易与水反应
C．该元素的氧化物不与酸反应，可与强碱的水溶液反应
D．该元素在地壳中的含量大，居所有元素的第二位
4. A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B元素的原子核外电子总数比A元素原子的核外电子总数多5个，则A与B可形成的化合物类型为 ( )
A. AB B. BA2 C. AB4 D. B3A2
5.通过14C标记的C60进行跟踪研究，医学界发现了一种C60的羧酸衍生物在特定的条件下可通过断裂DNA杀死艾滋病病毒。有关C60和14C的叙述正确的是( )
A．12C60与14C60互为同位素
B．14C转变为12C的过程属于化学变化
C．12C与14C的原子中含有的中子数之比为3∶4
D．金刚石与C60具有相同的物理性质
6．据国外有关资料报道，在独居石(一种共生矿，化学成分为Ce、La、Nb等的磷酸盐)中，查明有尚未命名的116、124、126号元素。试判断116号元素应位于周期表的( )
A．第六周期第ⅣA族 B．第七周期第ⅥA族
C．第七周期第ⅦA族 D．第八周期第ⅥA族
7.下列各表中的数字代表的是元素的原子序数。表中数字所对应的元素与它们在周期表中的位置相符的是 ( )
8．某种元素A的核外电子数等于核内中子数，取该元素的单质2.8 g跟氧气充分反应，可得6 g化合物AO2，元素A在周期表中的位置是( )
A．第二周期ⅡA族 B．第三周期ⅣA族
C．第二周期ⅣA族 D．第三周期ⅤA族
9．有X、Y两种元素，原子序数小于等于20，X的原子半径小于Y，且X、Y原子的最外层电子数相同(选项中m、n均为正整数)。下列说法中正确的是( )
A．若X(OH)n为强碱，则Y(OH)n也一定为强碱
B．若HnXOm为强酸，则X的氢化物溶于水一定显酸性
C．若X元素形成的单质是X2，则Y元素形成的单质一定是Y2
D．若Y的最高正价为m，则X的最高正价一定为m
10.原子序数为Z的元素R,在元素周期表中位于A、B、C、D四种元素的中间,A、B、C、D四种元素的原子序数之和为下列数据,其中不可能的是 ( )
A.4Z B.4Z+10
C.4Z+5 D.4Z+14
11.下列说法：
①质子数相同的粒子一定属于同种元素；
②电子数相同的粒子不一定是同一种元素；
③一种元素只能有一种质量数；
④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数；
⑤质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子；
⑥同位素的性质几乎完全相同。
其中不正确的是( )
A．①③④⑥ B．①②④⑤
C．②③⑤⑥ D．②⑤
12．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的相对位置如图所示。下列说法正确的是( )
A．元素X与元素Z的最高正化合价之和的数值等于8
B．原子半径的大小顺序为rX>rY>rZ>rW>rQ
C．离子Y2－和Z3＋的核外电子数和电子层数都不相同
D．元素W的最高价氧化物对应的水化物的酸性比Q的强
13．下列说法中正确的是( )
A．任何元素原子的原子核都是由质子和中子构成的
B.Cl、Cl互为同位素，Cl2与Cl2互为同素异形体
C．常温下，4.48 L Cl2含有8NA个中子(NA为阿伏加德罗常数的值)
D．O2－、Mg2＋、Ne的结构示意图都可以用表示
14．W、X、Y、Z是4种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和氖原子的核外电子数相差1；Y的单质是一种常见的半导体材料；Z的非金属性在同周期元素中最强，下列说法正确的是( D )
A．X的非金属性是同周期中最强的
B．对应气态氢化物的稳定性：Y>Z
C．对应简单离子半径：X>W
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_____________________________。
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