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时作业

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[基础巩固]


一、原子的构成 质量数


1.eq \\al(131, 53)I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中eq \\al(131, 53)I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关eq \\al(131, 53)I的叙述中错误的是( )


A.eq \\al(131, 53)I的化学性质与eq \\al(127, 53)I相同


B.eq \\al(131, 53)I的原子序数为53


C.eq \\al(131, 53)I的原子核外电子数为78


D.eq \\al(131, 53)I的原子核内中子数多于质子数


[解析] 核外电子数＝质子数＝53。


[答案] C


2．有aXn＋和bYm－两种元素的简单离子，若它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是( )


A．b－a＝n＋m B．a－b＝n－m


C．核电荷数YX


[解析] 因为两种离子的电子层结构相同，即其核外电子数相同，且阴离子的核电荷数(或质子数)小于阳离子的核电荷数(或质子数)。由此可知：①a－n＝b＋m，a－b＝m＋n，A、B选项不正确；②a>b，C正确，D不正确。


[答案] C


3．下列各组中两种微粒所含电子数不相等的是( )


A．H3O＋和OH－ B．CO和N2


C．HNO2和NOeq \\al(－,2) D．CHeq \\al(＋,3)和NHeq \\al(＋,4)


[解析] H3O＋和OH－均为10电子微粒，A项错误；CO和N2均为14电子微粒，B项错误；HNO2和NOeq \\al(－,2)均为24电子微粒，C项错误；CHeq \\al(＋,3)为8电子微粒，NHeq \\al(＋,4)为10电子微粒，D项正确。


[答案] D


二、原子核外电子的排布规律


4．某短周期元素的原子最外层电子数是次外层电子数的3倍，那么该原子( )


A．有3个电子层 B．有2个电子层


C．最外层电子数是8 D．核电荷数是10


[解析] 第一层排满为2个电子，第二层排满为8个电子，第三层为最外层时，最多排8个电子，若该原子有3个电子层，依题意可知最外层(第3层)要排到24个电子，这不可能，则该原子只有2个电子层，第一层为2个电子，第二层为6个电子。


[答案] B


5．某元素原子的最外层电子数是次外层的m倍(m为大于1的整数)，则该原子的核外电子总数为( )


A．2m B．2m＋10


C．2m＋2 D．m＋2


[解析] 按照原子核外电子排布的一般规律，最外层电子数不超过8个，最外层电子数是次外层的m倍，所以次外层电子数<8，即次外层只能为K层，电子数为2，最外层电子数是2m，该原子的核外电子总数为(2m＋2)。


[答案] C


6．下列关于核外电子排布的说法中不正确的是( )


A．第二电子层最多可容纳的电子数为8


B．次外层最多可容纳的电子数为18


C．最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层


D．最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层


[解析] 根据核外电子排布规律可知，第二电子层最多可容纳的电子数为8，A正确；次外层最多可容纳的电子数为18，B正确；最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，即K层，C正确；由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，D错误。


[答案] D


三、常见的等电子微粒


7．与NHeq \\al(＋,4)含有不同电子数的微粒是( )


A．Al3＋ B．H2O2 C．OH－ D．CH4


[解析] Al3＋中具有13个质子和10个电子，则与NHeq \\al(＋,4)具有相同电子数，故A不符合题意；H2O2中有18个质子和18个电子，则与NHeq \\al(＋,4)具有不相同电子数，故B符合题意；OH－中有9个质子和10个电子，则与NHeq \\al(＋,4)具有相同电子数，故C不符合题意；CH4中具有10个质子和10个电子，则与NHeq \\al(＋,4)具有相同电子数，故D不符合题意；综上所述，故选B。


[答案] B


8．和Na＋离子都具有相同电子数的一组微粒是( )


A．Na NHeq \\al(＋,4) B．CO N2


C．CH4 H2O D．Mg N2H4


[解析] Na＋离子核外电子总数为10。Na核外电子总数为11，NHeq \\al(＋,4)核外电子总数为10，故A错误；CO和N2核外电子总数为14，故B错误；CH4和H2O核外电子总数为10，故C正确；Mg核外电子总数为12；N2H4核外电子总数为18，故D错误；故选C。


[答案] C


[能力提升]


9．同温同压下，等容积的两个密闭集气瓶中分别充满12C18O和14N2两种气体。关于这两个容器中气体的说法正确的是( )


A．质子数相等，质量不等


B．分子数和质量都不相等


C．分子数、质量均相等


D．原子数、中子数和质量数均相等


[解析] 由阿伏加德罗定律可知两容器中所盛气体的分子数相等；因12C18O中原子质量数之和为30，故其摩尔质量为30 g/ml，而14N2中原子质量数之和为28，故其摩尔质量为28 g/ml，故两容器气体的质量不相等；一个12C18O分子中质子数为14，中子数为(12－6)＋(18－8)＝16，而一个14N2分子中质子数为7×2＝14，中子数为(14－7)×2＝14，故两容器气体的中子数不同，质子数相同；故A项正确。


[答案] A


10．下列叙述中，正确的是( )


A．核外电子排布完全相同的两种微粒，其化学性质一定相同


B．凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布


C．核外电子排布相同的两原子一定属于同种元素


D．阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同


[解析] 核外电子排布完全相同的两种微粒，化学性质不一定相同，如K＋和Cl－，A项错误；H＋核外没有电子，不具有稀有气体元素原子的核外电子排布，B项错误；阴离子的核外电子排布一般与同一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D项错误。


[答案] C


11．在离子ROeq \\al(n－,3)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＋48 B．A－x＋n＋24


C．A－x－n－24 D．A＋x－n－24


[解析] 在离子ROeq \\al(n－,3)中，共有x个核外电子，则R原子的核外电子数为x－n－24，则R原子核内质子数为x－n－24，则R原子核内含有的中子数目是A－x＋n＋24。


[答案] B


12．由eq \\al(2,1)H和eq \\al(18, 8)O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )


A．4.5 ml B．5 ml C．5.5 ml D．6 ml


[解析] 由eq \\al(2,1)H和eq \\al(18, 8)O组成的水相对分子质量为22，


1 ml 2Heq \\al(18,2)O含12 ml中子，故11 g水中含有中子的物质的量为eq \f(11 g,22 g·ml－1)×12＝6 ml。


[答案] D


14．某微粒的结构示意图如图所示：


(1)x表示________，y表示________。


(2)当y＝7时，若该微粒为中性原子，则x ＝________。


(3)当y＝8时，若该微粒带有两个单位负电荷，则该微粒的表示符号为________；若该微粒带有一个单位正电荷，则该微粒的表示符号为________。


[解析] (1)x表示质子数(或核电荷数)，y表示最外层电子数；(2)当y＝7时，该微粒为中性原子，则质子数＝核外电子数＝2＋8＋7＝17；(3)当y＝8时，若该微粒带有两个单位的负电荷，质子数＝核外电子数－所带电荷数＝18－2＝16，故该微粒为S2－；若该微粒带有一个单位的正电荷，质子数＝核外电子数＋所带电荷数＝18＋1＝19，故该微粒为K＋。


[答案] (1)质子数 最外层电子数


(2)17 (3)S2－ K＋


15．已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A

(1)三种元素的名称和符号：


A________，B________，C________。


(2)画出三种元素的原子结构示意图：


A________，B________，C________。


[解析] 由A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，可知A是碳元素；B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半，可知B为硅元素；C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个，可知C应为氯元素。


[答案] (1)碳C 硅Si 氯Cl


(2)


16．Ⅰ.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如下图中转化关系：





如果A、B、C、D均是10电子的微粒，请写出：A的化学式________；D的化学式________。


Ⅱ.用A＋、B－、C2－、D、E、F和G分别表示含有18个电子的七种微粒(离子或分子)，请回答：


(1)A元素是________，B元素是________，C元素是________(用元素符号表示)。


(2)D是由两种元素组成的双原子分子，其分子式是________。


(3)F是由两种元素组成的三原子分子，其分子式是________，将其通入足量的NaOH溶液，反应的离子方程式为_______。


(4)G分子中含有4个原子，其分子式是________。


[解析] Ⅰ.如果A、B、C、D均是10电子的微粒，结合10电子微粒的结构性质特征，可知A为NHeq \\al(＋,4)，B为OH－，C为NH3，D为H2O。


Ⅱ.常见的18e－微粒有：


阳离子：K＋、Ca2＋；阴离子：P3－、S2－、HS－、Cl－；分子有Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6等。结合题目所给条件，不难确定答案。


[答案] Ⅰ.NHeq \\al(＋,4) H2O


Ⅱ.(1)K Cl S (2)HCl (3)H2S H2S＋2OH－===S2－＋2H2O (4)H2O2(或PH3)


14．以下是四种粒子的结构示意图：





(1)上述粒子中其单质具有两性的元素是________(填字母序号)，将其加入氢氧化钠溶液反应的离子方程式为：


______________________________________________。


(2)C单质与水发生反应的离子方程式为___________。


(3)电子层结构与C相同、化学性质最稳定的元素原子的核电荷数是________，用原子结构与元素性质的关系说明它化学性质稳定的原因_____________________________________。


(4)A的一种同位素可用于考古测定文物的年代，这种同位素的符号是________，这种用途取决于它的________性。


[解析] 四种粒子按A～D的顺序依次是C、Cl、Na＋、Al3＋，其中单质具有两性的元素为Al，Al能与NaOH溶液反应生成H2；Na能与水反应产生H2；电子层结构与Na＋相同的原子为Ne，其最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定；考古工作者利用eq \\al(14, 6)C来测定文物的年代。


[答案] (1)D 2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \\al(－,2)＋3H2↑ (2)2Na＋2H2O===2Na＋＋2OH－＋H2↑


(3)10 该原子最外层已达8电子稳定结构，故化学性质稳定 (4)eq \\al(14, 6)C 放射