4 1 原子结构与元素周期表 同步训练 高中化学人教版（2019）必修第一册

4.1.原子结构与元素周期表同步训练一、单选题1．下列说法正确的是A．足球烯与金刚石互为同素异形体B．氕、氘、氚互为同位素，中子数分别为1、2、3C．乙二醇和丙三醇互为同系物D．淀粉和纤维素互为同分异构体2．镍元素用途非常广泛，不锈钢中就掺杂有一定量的镍元素。镍元素处于元素周期表中的第四横行和第10纵列，则镍元素所处的周期和族分别为A．第四周期、第十族 B．第四周期、XB族C．第四周期、第VIII族 D．第四周期、第VIIIB族3．关于原子模型的演变过程，正确的是（

）A．汤姆生模型—道尔顿模型—卢瑟福模型—玻尔模型—量子力学模型B．道尔顿模型—汤姆生模型—玻尔模型—量子力学模型—卢瑟福模型C．卢瑟福模型—道尔顿模型—汤姆生模型—玻尔模型—量子力学模型D．道尔顿模型—汤姆生模型—卢瑟福模型—玻尔模型—量子力学模型4．民间称硒(Se)为“长寿”元素。Se原了核内质子数为A．34 B．45 C．79 D．1135．关于铷的稳定同位素的说法正确的是A．质子数是85 B．中子数是48 C．质量数是37 D．电子数为486．同位素的应用十分广泛，如14C的放射性可用于考古断代，15N可用于生物大分子的空间结构的测定。有关叙述正确的是A．13C的中子数和15N的质子数相等 B．13C与14C为同一种核素C．14C与14N互为同位素 D．15N的核外电子数比中子数多17．下列说法正确的是

A．Li是最活泼金属，F是最活泼非金属B．Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2强C．元素周期表共有7行18列D．Mg位于周期表第三周期2A族8．某元素的单质为双原子分子，由于同位素的存在，分子的相对分子质量只有2n-2，2n，2n+2三种。当n为正整数时，该元素同位素的质量数是①n-1②n-2③n④n+1⑤n+2A．①③④ B．①④ C．②③⑤ D．②⑤9．下列各组微粒中，互为同素异形体的是A．H和D B．O2和O3C．CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH D．H2O和D2O10．下列关于和和的说法正确的是（

）A．质子数相同，互称为同位素 B．中子数相同，互称为同位素C．核外电子数相同，是同一种核素 D．质量数不同，不能互称为同位素11．下列元素不属于主族元素的是A．铁 B．钙 C．磷 D．碘12．某元素原子的原子核外有2个电子层，最外层有5个电子，则该元素位于A．第三周期第ⅣA族 B．第二周期第ⅥA族C．第二周期第ⅤA族 D．第四周期第ⅣA族13．2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰，以表彰他们在锂离子电池研发领域作出的贡献。三人的获奖，再次让锂电池及其原料成为了世界的焦点。一种锂电池其原理为4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S。已知：锂是最轻的金属(锂密度：0.534g/cm3)，化学性质与钠相似，下列说法错误的是A．该反应中Li失电子，被氧化，是还原剂B．不经处理的锂电池不能防水，发生反应：2Li+2H2O=2LiOH+H2↑C．实验室中金属锂不能保存在煤油中(煤油密度：0.8g/cm3)D．该反应中SOCl2是氧化剂，1molSOCl2参与反应时转移的电子数为4NA14．NaNO2大量进入血液时，能将血红蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+，正常的血红蛋白转化为高价铁血红蛋白，失去携氧功能，引起中毒，甚至死亡。下列各组试剂不能检验食盐中是否含有NaNO2的是A．FeCl3溶液、KSCN溶液 B．KMnO4溶液、H2SO4溶液C．FeSO4溶液、KSCN溶液 D．KI溶液、淀粉溶液15．2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战略实施有重要意义。医用同位素有、、等，有关说法不正确的是。A．位于第2周期第ⅦA族 B．和具有相同的最外层电子数C．可用于考古断代 D．化合物的中子总数为1016．工业制溴的大致流程如图：已知溴的沸点为58.7℃，常温下在水中的溶解度为3.5g；溴与碳酸钠溶液反应生成NaBr、NaBrO3、CO2等。则下列说法不正确的是A．步骤②通热空气是利用了溴的挥发性B．从混合液甲到混合液乙，目的是对溴进行富集C．步骤④发生氧化还原反应，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1D．操作⑤可以采取分液17．化学与生产、生活社会发展息息相关，下列说法错误的是A．我国最新研制有5款新冠疫苗获批上市，注射新冠疫苗后产生的抗体主要成分是蛋白质B．中国航天“探月工程”中嫦娥五号带回的“快递”——“月壤”中富含“完美能源”3He，3He和4He是同种核素C．“华为麒麟980”手机中芯片的主要成分是单质硅D．“垃圾分类”将易腐垃圾转化成热值较高的可燃性气体，属于生物质能热化学转换18．下列叙述正确的是A．发生化学反应时失去电子越多的金属原子，还原能力越强B．金属阳离子被还原后，一定得到该元素的单质C．核外电子总数相同的原子，一定是同种元素的原子D．能与酸反应的氧化物，一定是碱性氧化物19．下列关于的说法错误的是A．质量数为137 B．核内由82个中子C．核外有55个电子 D．核内有82个质子20．某小组比较Cl-、Br-、I-的还原性，实验如下：实验1实验2实验3装置现象试管内颜色无明显变化；用蘸浓氨水的玻璃棒靠近管口，产生白烟。溶液变黄；把湿润的KI淀粉试纸靠近试管口，变蓝。溶液变深紫色；经检验溶液含单质碘。下列对实验的分析合理的是A．实验1中，白烟是(NH4)2SO4B．根据实验1和实验2判断还原性：Br->Cl-C．根据实验3判断还原性：I->Br-D．上述实验利用了浓H2SO4的强酸性、强氧化性等性质21．草酸钴晶体是制备钴的氧化物的重要原料。18.3g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)在隔绝空气受热时的质量变化曲线如图所示，240℃及以上所得固体均为钴氧化物(其中Co的化合价为+2或+3)。下列说法正确的是A．到A点时草酸钴晶体失去2个H2OB．C点剩余固体的化学成分为Co3O4C．若B点时通入氧气，则会发生反应3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2D．C点到D点发生反应的化学方程式为CoCO3CoO+CO2↑22．关于石墨和金刚石，下列说法正确的是①石墨和金刚石互为同素异形体

②石墨和金刚石都是由碳元素组成的，二者混合后仍属于纯净物③石墨转化为金刚石属于化学变化

④石墨和金刚石是同一种物质A．①③ B．②④ C．③④ D．①④23．、均是(叠氮酸，常温下)的盐。设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．含有的中子总数为B．溶液中含数为C．反应中每生成，转移的电子数为D．常温下，向溶液中滴加溶液至，数为24．化学与生产、生活、科技密切相关。下列说法错误的是A．“天问一号”中形状记忆合金的两种金属都属于过渡金属元素B．国家速滑馆采用的硫化镉太阳能发电玻璃，可将太阳能转化为电能C．“战袍”用微信小程序，调控石墨烯片加热保暖，石墨烯和碳纳米管互为同位素D．北京冬奥会通信和信息传输所用光导纤维的主要成分是25．现有四种短周期元素的有关信息如表所示：元素结构特点及在周期表中的位置单质及化合物的部分性质与用途甲在元素周期表中，主族序数等于周期序数工业上用电解法冶炼该金属乙原子最外层电子数是次外层电子数的一半单质是重要的半导体材料丙原子最外层电子数是最内层电子数的2倍单质存在多种同素异形体丁元素能形成两种不同的单质丁的一种单质与KI溶液反应生成丁的另一种单质则甲、乙、丙、丁四种元素的原子序数从大到小的排列顺序为（

）A．甲、乙、丙、丁 B．丁、甲、乙、丙C．丙、丁、甲、乙 D．乙、甲、丁、丙二、填空题26．(1)将下列科学家与他们的原子结构模型用线连接起来：原子结构发展阶段的历史顺序是(用序号A、B、C、D填写)(2)原子结构的演变过程表明(多项选择，选填序号)A．人类对某一事物的认识是无止境的，是发展变化的。B．现代原子结构已经完美无缺，不会再发展。C．科学技术的进步，推动了原子学说的发展。D．科学理论的发展过程中的不完善现象在许多科学领域都存在，随着科学的不断发展将会得到补充和完善。(3)在打开原子结构大门的过程中，科学家运用了许多科学方法，除模型方法外，请从下列方法中选择出人们在认识原子结构过程中所运用的科学方法(多项选择，填写序号)①实验方法②假说方法③类比方法④推理方法27．化学的学科特征是在原子、分子水平上研究物质和创造物质。请从微观的角度回答下列问题。(1)物质的结构决定性质，根据Na、Al原子结构图、，可推知，金属Na、Al的化学性质不同的原因是。(2)CO和CO2化学性质不同的原因是。(3)稀盐酸和稀硫酸都可使紫色石蕊试剂变红，原因是。28．有下列几种物质：A．金刚石和石墨B．C2H6和C5H12C．C2H4和C2H6D．CH3CH2CH2CH3和CH3CH（CH3）2E.35Cl和37Cl其中属于同分异构体的是（填序号，下同），属于同素异形体的是，属于同系物的是，属于同位素的是。参考答案：1．A【详解】A．足球烯与金刚石是两种同碳单质，互为同素异形体，A正确；B．、、中子数分别为0，1，2，B错误；C乙二醇中含有2个和丙三醇3个含有的官能团数目不同，不能互为同系物，C错误；D．淀粉和纤维素分子式为：，因为n不同，不能互为同分异构体，D错误；故选A。2．C【详解】根据元素周期表的结构，可知镍元素在元素周期表中位于第四周期第VIII族。故本题选C。3．D【详解】道尔顿是首先提出原子学说的；后来汤姆生发现了原子中存在电子；再后来卢瑟福提出原子由原子核和核外电子构成；玻尔的研究涉及原子中电子的运动轨道问题；答案选D。4．A【详解】的质子数是34，A正确，故选A。5．B【详解】A．核素中，元素符号左下角的数字表示质子数，则的质子数是37，A不正确；B．的质量数为85，质子数为37，则中子数是85-37=48，B正确；C．核素中，元素符号左上角的数字表示质量数，则的质量数是85，C不正确；D．对于核素来说，质子数=电子数，所以电子数为37，D不正确；故选B。6．A【详解】A．13C的中子数为7，15N的质子数也是7，因此二者相等，A正确；B．13C与14C质子数都是6，中子数分别是7、8，二者质子数相同中子数不同，是两种不同的核素，B错误；C．14C与14N属于不同元素，因此不能互为同位素，C错误；D．15N的原子核外电子数等于质子数，等于7，而中子数为8，所以原子核外电子数比中子数少1，D错误；故合理选项是A。7．C【详解】A.Li是第二周期最活泼金属，但不是元素周期表中最活泼的金属，A错误；B.Mg的金属性弱于Ca，所以Mg(OH)2碱性比Ca(OH)2弱，B错误；C.元素周期表共有7行18列，分为7个周期16个族，C正确；D.Mg位于周期表第三周期ⅡA族，D错误。故选C。【点睛】标明元素在周期表中所在族的位置时，主族一定要用“A”表示，副族用“B”表示，第Ⅷ族不分主副族，过渡元素属于0族。在平时练习中，经常见到有少部分同学将“A”用“主”表示，对于这部分同学，需进行纠正，否则考试时，还不知自己为何被扣分。8．B【详解】设该元素的质量数种类为x，且该元素的单质是双原子分子，其相对分子质量种=x+(x−1)＝3（x取正整数），解得x=2，所以其同位素有两种，双原子分子的相对分子质量有2n-2，2n，2n+2三种，相对分子质量的一半为该原子的相对原子质量，则其同位素的质量数为n-1和n+1；故答案为B。9．B【详解】A．H和D是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素，互称同位素，选项A错误；B．O2和O3是由氧元素形成的性质不同的单质，互为同素异形体，选项B正确；C．CH3CH2CH2CH3和（CH3）3CH的分子式相同而结构不同，二者互为同分异构体，选项C错误；D．H2O和D2O为同一种物质，选项D错误。答案选B。10．A【详解】A．和质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，A正确；B．中的中子数=198-78=120，中的中子数为202-78=124，中子数不同，B错误；C．因核素的种类取决于质子数和中子数，虽然78202Pt和78198Pt的质子数相同，但中子数不同，不是同种核素，C错误；D．因同位素是质子数相同，中子数不同的原子，而78202Pt和78198Pt的质子数相同，中子数不同，是同位素，D错误；故选A。11．A【详解】A．铁元素位于周期表第四周期Ⅷ族，不属于主族元素，故A符合题意；B．钙元素位于周期表第四周期ⅡA族，属于主族元素，故B不符合题意；C．磷元素位于周期表第三周期ⅤA族，属于主族元素，故C不符合题意；D．碘元素位于周期表第五周期第ⅦA族，属于主族元素，故D不符合题意；答案为A。12．C【详解】原子核外有2个电子层，最外层有5个电子的原子为氮原子，氮元素位于元素周期表第二周期第ⅤA族，故选C。13．D【分析】根据电池总反应4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S可知，电池工作时，锂的化合价从0价升高到+1价，被氧化，作还原剂，为原电池的负极，SOCl2中硫元素的化合价从+4价降低到0价，被还原，作氧化剂，作电池的正极，由此分析。【详解】A．该反应中Li元素由0价变为+1价，失电子被氧化，是还原剂，故A不符合题意；B．金属锂与钠性质相似，根据Na与水的反应可知Li会与水发生反应：2Li+2H2O═2LiOH+H2↑，故B不符合题意；C．锂的密度比煤油小，保存在煤油中会浮在液面上，无法隔绝空气和水，所以锂不能保存在煤油中，故C不符合题意；D．根据分析，SOCl2中硫元素的化合价从+4价降低到0价，被还原，作氧化剂，根据电池总反应4Li+2SOCl2=SO2↑+4LiCl+S可知，2molSOCl2参与反应时转移的电子为4mol，1molSOCl2参与反应时转移的电子的物质的量为2mol，转移的电子数为2NA，故D符合题意；答案选D。14．A【详解】A．加入FeCl3溶液和KSCN溶液，无论是否存在NaNO2，溶液都变血红色，所以不能用FeCl3和KSCN检验NaNO2，A项选；B．NaNO2具有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，所以KMnO4溶液和H2SO4溶液能检验NaNO2，B项不选；C．加入FeSO4和KSCN时，NaNO2将Fe2+氧化成Fe3+，所以溶液变血红色，所以能用FeSO4溶液和KSCN溶液检验NaNO2，C项不选；D．NaNO2有氧化性，能把碘离子氧化为碘单质，使碘化钾淀粉溶液变蓝色，所以能用KI溶液和淀粉溶液检验NaNO2，D项不选；答案选A。15．D【详解】A．的质子数为9，位于第2周期第ⅦA族，A项正确；B．和都属于第ⅦA族，最外层电子数相同，B项正确；C．碳14鉴定即放射性碳定年法，是利用在自然界中广泛存在的碳14来测量“动物和植物”的年龄，C项正确；D．的中子总数为(1-1)+(18-9)=9，D项错误；答案选D。16．C【解析】粗盐中含有浓度较小的NaBr，先用Cl2将Br-氧化为Br2，然后利用其沸点低的性质，用热空气将其吹出；再用Na2CO3溶液吸收溴蒸汽，此时Br2转化为NaBr、NaBrO3等，再加入硫酸，NaBr、NaBrO3发生归中反应生成Br2，实现了溴的富集，由于溴的密度比水大，且微溶于水，所以大部分溴沉在水的下层，分液可获得液溴。【详解】A．由以上分析可知，步骤②通入热空气，升高溶液的温度，利用溴的挥发性，让溴从溶液中分离出来，A正确；B．从混合液甲到混合液乙，溶液中都含有Br2，只是前者浓度小，后者浓度大，此操作的目的，是对溴进行富集，B正确；C．步骤④发生反应5NaBr+NaBrO3+3H2SO4=3Br2+3Na2SO4+3H2O，其中氧化产物与还原产物的物质的量之比为5:1，C不正确；D．操作⑤中，大部分溴沉在水的下层，采用分液的方法可获得液溴，D正确；故选C。17．B【详解】A．抗体（antibody）是指机体由于抗原的刺激而产生的具有保护作用的蛋白质，故A正确；B．质子数相同，中子数不同的原子互为同位素，则3He与4He互为同位素，不是同种核素，故B错误；C．单质硅为良好的半导体材料，可用于制造手机芯片，故C正确；D．将易腐垃圾转化成热值较高的可燃性气体，将生物质能转化为化学能储存，属于生物质能的热化学转换，故D正确。故选：B。18．C【详解】A．金属原子发生化学反应时还原能力的强弱与失去电子能力的大小有关，而与失去电子的多少无关，错误；B．金属阳离子得到电子被还原后，可能得到该元素的单质，也可能得到的是该元素较低价态的化合物，错误；C．元素核外电子数等于原子核内质子数，若核外电子总数相同的原子，则核内质子数一定相同，故一定是同种元素的原子，正确；D．能与酸反应的氧化物，可能是碱性氧化物，也可能是两性氧化物如Al2O3与酸的反应或酸性氧化物如SiO2与HF的反应，错误。答案选C。19．D【详解】中的137代表质量数，55代表质子数，A．铯-137中的137表示质子数与中子数和，137为质量数，A正确；B．中子数=质量数-质子数=137-55=82，B正确；C．核外电子数=质子数=55，C正确；D．质子数为55，D错误；故选：D。20．B【详解】A．硫酸不具有挥发性，白烟不可能是(NH4)2SO4，而是浓硫酸与NaCl固体反应生成的挥发性酸HCl与氨气生成的氯化铵，故A错误；B．浓硫酸具有氧化性，将溴离子氧化成具有挥发性的溴单质，溴单质将湿润KI淀粉试纸中的碘离子氧化成碘单质，使得KI淀粉试纸变蓝，可知氧化性：浓硫酸＞Br2；而浓硫酸不能氧化Cl-得到氯气，说明氯气的氧化性强于浓硫酸，则氧化性Cl2＞Br2，还原性Br-＞Cl-，故B正确；C．结合试验2可知浓硫酸的氧化性大于溴，②中溶液中还有剩余的浓硫酸，也能氧化I－成碘单质；所以试验3中无法确定是何种物质将碘离子氧化，故C错误；D．①中为难挥发性酸制备易挥发酸，②为浓硫酸氧化溴离子，所以利用了浓H2SO4的难挥发性、强氧化性，故D错误；故答案为B。21．C【详解】A．若失去2个，则固体质量保留百分数为，对应的点为B点，A项错误；B．若C点生成，根据钴元素守恒，得到关系式，则固体质量保留百分数为，假设不成立，B项错误；C．B点剩余固体为，通入氧气，则会发生反应，C项正确；D．，推测C点为，高温分解生成，固体质量保留百分数为，D项错误；故选C。22．A【详解】①石墨和金刚石都是碳元素构成的结构不同的单质，故互为同素异形体，①正确；②石墨和金刚石都是由碳元素组成的，但二者是不同的物质，混合后属于混合物，②错误；③石墨转化为金刚石，有新物质生成，属于化学变化，③正确；④石墨和金刚石是结构不同的物质，不是同一种物质，④错误；正确的是①③；故选A。23．D【详解】A.的物质的量，而一个的中子数为36，故含有的中子总数不为，A不正确；B.的物质的量为0.1mol，而叠氮酸，常温下，为弱酸，溶液中含要水解，故数小于，B不正确；C.反应中氢由+1价变为0价，每生成，转移的电子数为，根据反应，每生成的同时生成，转移电子数为，C不正确；D.常温下，向溶液中滴加溶液至时，，==0.05mol/L，溶液体积为1L，可知物质的量为0.05mol，数目为，D正确。答案选D。24．C【详解】A．Ti位于IVB族，Ni位于VIIIB族，两者都是过渡金属元素，选项A正确；B．太阳能发电玻璃，可将太阳能转化为电能，选项B正确；C．石墨烯和碳纳米管是由碳元素组成的不同性质的单质，二者互为同素异形体，选项C错误；D．光导纤维的主要成分是二氧化硅，化学式为，选项D正确；答案选C。25．D【分析】短周期元素甲在元素周期表中，主族序数等于周期序数，且工业上用电解法冶炼该金属，则甲为Al元素；短周期元素乙原子最外层电子数是次外层电子书的一半，且单质是重要的半导体材料，则乙为Si元素；短周期元素丙原子最外层电子数是最内层电子数的2倍，且单质存在多种同素异形体，则丙为C元素；短周期元素丁元素能形成两种不同的单质，且丁的一种单质与KI溶液反应生成丁的另一种单质，则丁为O元素，据此分析解题。【详解】由分析知：甲是Al，乙是Si，丙是C，丁是O，其中Al的原子序数为13，Si的原子序数为14，C的原子序数为6，O的原子序数为8，则原子序数：，选项D正确，故答案为D。26．A、C、B、DA、C、D①②③④【分析】(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，道尔顿创立了近现代原子论；汤姆生提出的葡萄干面包原子模型；卢瑟福提出了原子结构的行星模型；丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；(2)原子结构的演变过程表明人类对某一事物的认识是无止境的，科学技术的进步，推动了原子学说的发展，随着科学的不断发展将会得到补充和完善；(3)道尔顿假说方法，汤姆生类比方法，卢瑟福提出了原子结构的行星模型实验方法，波尔推理方法。【详解】(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，认为物质由极小的称为“原子”的微粒构成，物质只能分割到原子为止；1808年，英国科学家道尔顿提出了原子论，他认为物质是由原子直接构成的，原子是一个实心球体，不可再分割，创立