第14讲原子结构与元素周期表-【暑假弯道超车】2023年新高一化学暑假讲义+习题(人教版2019必修第一册)(原卷版+解析)

第14讲原子结构与元素周期表1、认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。2、能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的相互推导。3、了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构。4、知道元素、核素、同位素、eq\o\al(A,Z)X的含义，并能比较它们的不同。5、知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律。6、能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性7、巩固原子的构成，加深对核素、同位素概念的理解，熟练掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的关系。8、熟练掌握元素周期表的结构，能用原子结构理论解释同族元素性质的相似性和递变性。一、原子的构成1、构成原子的微粒及其性质2、质量数(1)概念：将原子核内所有和的相对质量取近似，所得的数值叫做质量数，常用表示。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝。②质子数＝核电荷数＝。二、原子核外电子排布1、电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在的区域内运动。我们把不同的区域简化为，也称作电子层。如图为电子层模型示意图：(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号离核远近由到能量高低由到2、核外电子排布规律核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)电子总是尽可能先从排起，当一层后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为。(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为。(4)K层为次外层时，所排电子数为，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为。3、核外电子排布的表示方法——原子结构示意图4．常见的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2三、核素，同位素1、元素(1)概念：具有相同的一类的总称。(2)决定元素种类的是。2、核素(1)概念：具有一定数目和一定数目的一种原子。表示方法：eq\o\al(A,Z)X。(2)实例原子符号(eq\o\al(A,Z)X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)eq\o\al(1,1)H氕eq\o\al(2,1)H或D氘eq\o\al(3,1)H或T氚3、同位素(1)概念：相同而不同的同一的不同原子互称为同位素(即同一的不同互称为同位素)。“同位”是指核素的相同，在元素周期表中占有的位置。例如：氢元素有eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素；碳元素有eq\o\ar(12,6)C、eq\o\ar(13,6)C、eq\o\ar(14,6)C等核素；氧元素有eq\o\ar(16,8)O、eq\o\ar(17,8)O和eq\o\ar(18,8)O三种核素；铀元素有eq\o\ar(234,92)U、eq\o\ar(235,92)U、eq\o\ar(238,92)U等核素。(2)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的。(3)常见同位素的用途①考古测定文物的年代的是eq\o\ar(14,6)C；②制造氢弹的是；③利用放射性同位素释放的射线、金属、诊断和治疗疾病等。四、元素周期表的编排原则与结构1、元素周期表的发展历程2、元素周期表的编排原则(1)原子序数：按照元素给元素编的序号。(2)原子序数＝＝＝。(3)横行原则：把相同的元素，按的顺序从左到右排列。(4)纵列原则：把不同横行中相同的元素，按的顺序由上而下排列。3、元素周期表的结构元素周期表有个横行，个纵列。每一个横行叫做一个，每一个纵列叫做一个三个纵列共同组成第Ⅷ族)。(1)周期周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1H～He212Li～Ne823Na～Ar834K～Kr1845Rb～Xe1856Cs～Rn3267Fr～Og(118号)327①周期序数＝②周期的分类(2)族①周期表中族的特点和划分特点主族元素的族序数＝分类主族共有个，包括，由短周期和长周期元素共同构成副族共有个，包括，完全由长周期元素构成0族占据元素周期表的第纵列，最外层电子数为(He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价②常见族的别称族别名第ⅠA族(除氢外)元素第ⅦA族元素0族稀有气体元素4、元素周期表中方格里的符号的意义五、碱金属元素1、碱金属元素的原子结构元素名称锂钠钾铷铯元素符号原子结构示意图原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265递变性从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐，原子半径逐渐相同点最外层均有个电子，均易电子，有较强性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性2、实验探究——碱金属化学性质的比较(1)钠、钾与氧气的反应实验现象在空气中燃烧，钠产生火焰，钾产生火焰，钾燃烧更剧烈化学方程式2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))K＋O2eq\o(→,\s\up7(△))多种氧化物(产物中金属均为＋1价)实验结论钾原子半径比钠原子，对最外层电子的引力，钾比钠更，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈。4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Li2O(2)钠、钾与水的反应实验现象相同点：金属在水面上，金属熔成闪亮的小球，小球，发出，反应后的溶液呈色；不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧化学方程式2Na＋2H2O=，2K＋2H2O=实验结论金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈3、碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性七、卤族元素1、卤素单质的物理性质卤素单质颜色(常态)密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色(气体)1.69g·L－1(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色(气体)3.214g·L－1(0℃)－101－34.6Br2深红棕色(液体)3.119g·cm－3(20℃)－7.258.78I2紫黑色(固体)4.93g·cm－3113.5184.4结论从F2到I2，颜色逐渐，熔、沸点逐渐，密度逐渐。2、卤族元素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm0.0710.0991.121.32结论(1)相似性：最外层电子数都是，易电子而具有较强的非金属性。(2)递变性：F→I，核电荷数依次，电子层数依次，原子半径逐渐。3、卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2在暗处剧烈化合并发生爆炸H2＋F2=2HF很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或点燃))2HCl较稳定Br2加热H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr不如氯化氢稳定I2不断加热H2＋I2eq\o(,\s\up7(△))2HI不稳定，同一条件下同时分解结论从F2到I2，与H2化合越来越，生成的氢化物稳定性逐渐，元素的非金属性逐渐。(2)卤素单质间的置换反应的实验探究实验操作实验现象离子方程式结论振荡静置后，溶液由无色变为色2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－氧化性：振荡静置后，溶液由无色变为色2I－＋Cl2=I2＋2Cl－振荡静置后，溶液由无色变为色2I－＋Br2=I2＋2Br－八、原子结构和核素1、构成原子的微粒及作用2、微粒符号周围数字的含义(1)质量数(A)＝。(2)原子序数＝核电荷数＝质子数＝原子的核外电子数。3、元素、核素、同位素的关系九、同主族元素性质的相似性和递变性内容同主族(从上到下)电子层结构电子层数最外层电子数原子半径依次得电子能力依次失电子能力依次金属性依次非金属性依次最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐碱性逐渐非金属元素气态氢化物的形成及稳定性气态氢化物的形成逐渐变难，气态氢化物的稳定性逐渐考点一：元素周期表例1．（2023重庆市合川中学高一期末）元素周期表是指导化学学习的工具，下列说法正确的是A．IA族元素全部是金属元素，称为碱金属元素B．元素周期表纵向看，由16个纵列构成，共16个族C．元素周期表中元素种类最多的族是第ⅢB族D．原子最外层有2个电子的元素都在ⅡA族考点二：核外电子排布例2.某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法正确的是()A．该粒子为阳离子B．最外层电子数为2C．核外电子数为8D．核外有3个电子层考点三：元素、核素、同位素和同素异形体例3.(2023广东佛山高一期末)科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：eq\o\ar(249,98)Cf＋eq\o\al(48,20)Ca→eq\o\al(294,118)Og＋3eq\o\al(1,0)n。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(249,98)Cf的电子数为151B.eq\o\al(294,118)Og的中子数为294C.eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互为同素异形体D.eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互为同位素考点四：卤族元素例4．(2023广东湛江高一期末)已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是()考点五：碱金属例5.（2023天津河西天津实验中学高一期末）下列叙述正确的是A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁D．Li、Na、K都可以保存在煤油中1、（2023重庆九龙坡育才中学高一期末）下列说法正确的是A．和互为同位素B．金刚石、石墨互为同素异形体C．和的核外电子排布不同D．与的质量数相同2、（2023北京汇文中学高一期末）和呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关和的叙述中，不正确的是A．与互为同位素B．与具有相同的质量数C．与质子数相同D．与形成的单质化学性质基本相同3、（2023北京西城高一期末）铈()是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于和的说法中，正确的是A．和互为同位素B．和都含有58个中子C．和含有不同的质子数D．和含有不同的电子数4、（2023辽宁沈阳第十中学高一期末）(核磁共振)、可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWuthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关、的叙述正确的是A．与具有相同的中子数B．的中子数与的核外电子数相同C．与互为同位素D．与互为同素异形体5、（2023北京东城高一期末）下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是A．原子核外最外层电子数都是1B．单质与水反应的剧烈程度：K＞NaC．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＜KOHD．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物6、（2023重庆沙坪坝重庆南开中学高一期末）铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是A．铁60的质子数为60B．与的核外电子数相同，属于不同核素C．的核内质子数比中子数多8D．与的化学性质相似，互为同素异形体7、（2023上海同济大学第一附属中高一期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是A．3molT216O分子中的中子总数为42NAB．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NAC．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NAD．1mol中有8NA个电子8、（2023广东江门第一中学高一期末）下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是A．的结构式为：N≡NB．与互为同位素C．原子核外有98个中子D．与互为同素异形体9、（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A．①③B．③④C．①②D．②④10、（双选）（2023上海奉贤中学高一期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测、量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”，根据以上说法：26Al和27Al_______(选填编号)。A．是同一种元素B．是同一种核素C．具有相同的中子数D．具有相同的化学性质1、（2023重庆合川中学高一期末）中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a克中含有质子的物质的量为A．B．C．D．2、（2023天津河西实验中学高一期末）向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是A．NaBr和KIB．NaBr和KClC．NaCl和KClD．NaCl、KCl和I23、（2023吉林长春吉大附中实验学校长高一期末）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是A．标准状况下，中含有中子数为B．用足量水吸收1mol，所得溶液中、HClO、微粒数目之和小于2C．100mL的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01D．查德威克发现了中子：，当产生时，产物X中含中子数为34、（2023广东广州市南武中学校高一期末）Li和在450℃时反应制得储氢燃料，易水解，在空气中加热可发生剧烈燃烧。下图是某实验小组设计的实验宊制备少量装置图。下列有关说法不正确的是A．洗气瓶a中盛放NaOH溶液B．反应时，先点燃c中酒精灯，再对d加热C．取少量反应后固体，滴加酚酞溶液，若溶液变红说明反应后固体中一定含D．浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入d，避免水解和燃烧5、(2023福建省福州高级中学高一期中)下列说法正确的是()A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素C．NHeq\o\al(＋,4)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6、（2023浙江省嘉兴一中、湖州中学高一期中联考）一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL质量分数为20%，密度为1.2g/cm3的NaOH溶液吸收，恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.1mol。（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为___mol/L；（2）所得溶液中Cl－的物质的量为___mol；（3）原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为___。7、（2023上海市奉贤中学高一期末）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si。①Si原子的结构示意图为_______。②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；，其中a1%、a2%……是指各同位素的_______。8、（2023上海市奉贤中学高一期末）已知硫化氢气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。①用单线桥法标出电子转移的方向和数目_______。②氧化产物是_______，被还原的元素为_______。③若11.2L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为_______(用NA表示阿伏伽德罗常数)④该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。9、（2023上海徐汇南洋中学高一期末）我国展开“嫦娥探月”工程，向月球发起探索。2020年嫦娥五号一次带回1700多克月壤样本。研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发用作未来的新型能源。(1)He与He它们的原子结构不同之处_______。(2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子，由此推断一个α粒子含有_______个中子和_______个电子，α粒子是_______(填正或负离子)，它的结构示意图为_______。(3)利用核聚变发电，3He是最安全的最清洁的能源，下列说法正确的是_______。A．3He、4He的化学性质基本相同 B．3He、4He具有相同的电子数C．3He核聚变是化学变化 D．3He液化是化学变化(4)同温同压下，下列关于氦气和氧气的叙述中，正确的是_______。①氦气和氧气所含的分子数相同②氦分子间的平均距离和氧分子间的平均距离几乎是相等的③氦分子与氧分子的大小几乎相同④氦分子和氧分子本身大小对于气体体积影响可以忽略不计⑤氦气与氧气的密度之比等于32：4A．①②B．②④C．③⑤D．②③(5)16克氧气含有n个O2分子，则阿佛加德罗常数可表示为_______。A．2nB．(1/2)nC．16nD．(1/16)n(6)人造空气(氧气和氦气的混合气)可用于减轻某些疾病或供深水潜水员使用。在标准状况下，11.2L“人造空气”的质量是4.8g，该混合气体的平均分子量为_______，其中氧气和氦气的分子数之比是_______。10、（2023上海黄浦高一期末）分子、原子、离子、电子等微观粒子，是化学最基本的研究对象。这些粒子的结合重组，是构成物质及其物质变化和能量变化的根本原因。(1)某元素X的负离子与氖原子的电子层结构相同。标准状况时X可形成气体，经测定气体为。写出X的负离子的结构示意图：_______；写出X原子核内含10个中子的原子的化学符号：_______。(2)根据下列微粒回答问题：①、②、③、④、⑤、⑥以上6种微粒共有_______种核素，_______种元素。互为同位素的是_______(填序号，下同)。质量数相等的是_______，中子数相等的是_______。(3)相同物质的量的与的质量之比为_______；中子数之比为_______；电子数之比为_______。(4)个分子的摩尔质量是_______。(5)两个同容积的密闭容器A、B，在下，A中充入气体，B中充入气体，A与B内的压强之比是，A的相对分子质量为_______。(6)自然界中的铀元素主要以三种同位素的形式存在，三种同位素的原子百分含量分别为：为0.005%，为0.72%，为99.275%。请计算轴元素的近似相对原子质量(结果保留至小数点后第二位)_______。

第14讲原子结构与元素周期表1、认识原子的构成，了解原子核外电子排布规律，能画出1～20号元素的原子结构示意图。2、能从原子结构的角度理解元素周期表的编排原则，能进行元素在周期表中的位置与原子结构之间的相互推导。3、了解元素周期表的发展历程及现行元素周期表的结构。4、知道元素、核素、同位素、eq\o\al(A,Z)X的含义，并能比较它们的不同。5、知道碱金属元素、卤族元素的结构和性质，能从原子结构角度解释同主族元素性质的递变规律。6、能设计实验方案，探究同主族元素性质的递变性7、巩固原子的构成，加深对核素、同位素概念的理解，熟练掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的关系。8、熟练掌握元素周期表的结构，能用原子结构理论解释同族元素性质的相似性和递变性。一、原子的构成1、构成原子的微粒及其性质2、质量数(1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。(2)构成原子的粒子间的两个关系①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。②质子数＝核电荷数＝核外电子数。二、原子核外电子排布1、电子层(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。如图为电子层模型示意图：(2)不同电子层的表示及能量关系各电子层由内到外电子层数1234567字母代号KLMNOPQ离核远近由近到远能量高低由低到高2、核外电子排布规律核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP2氦He210氖Ne2818氩Ar28836氪Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188(1)电子总是尽可能先从内层排起，当一层充满后再填充下一层，即按K→L→M……顺序排列。(2)原子核外第n层最多能容纳的电子数为2n2。(3)K层为最外层时最多能容纳的电子数为2，除K层外，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数为8。(4)K层为次外层时，所排电子数为2，除K层外，其他各层为次外层时，最多能容纳的电子数为18。3、核外电子排布的表示方法——原子结构示意图4．常见的10e－和18e－微粒(1)10e－微粒单核微粒：O2－、F－、Ne、Na＋、Mg2＋、Al3＋多核微粒：CH4、NH3、H2O、HF、OH－、NHeq\o\al(－,2)、NHeq\o\al(＋,4)、H3O＋(2)18e－微粒单核微粒：S2－、Cl－、Ar、K＋、Ca2＋多核微粒：SiH4、PH3、H2S、HCl、HS－、H2O2、N2H4、F2三、核素，同位素1、元素(1)概念：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。(2)决定元素种类的是质子数。2、核素(1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。表示方法：eq\o\al(A,Z)X。(2)实例原子符号(eq\o\al(A,Z)X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)eq\o\al(1,1)H氕10eq\o\al(2,1)H或D氘11eq\o\al(3,1)H或T氚123、同位素(1)概念：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(即同一元素的不同核素互称为同位素)。“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。例如：氢元素有eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三种核素；碳元素有eq\o\ar(12,6)C、eq\o\ar(13,6)C、eq\o\ar(14,6)C等核素；氧元素有eq\o\ar(16,8)O、eq\o\ar(17,8)O和eq\o\ar(18,8)O三种核素；铀元素有eq\o\ar(234,92)U、eq\o\ar(235,92)U、eq\o\ar(238,92)U等核素。(2)同位素的特征①同一种元素的各种同位素的化学性质几乎相同；物理性质略有差异。②在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率。(3)常见同位素的用途①考古测定文物的年代的是eq\o\ar(14,6)C；②制造氢弹的是eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(3,1)H；③利用放射性同位素释放的射线育种、金属探伤、诊断和治疗疾病等。四、元素周期表的编排原则与结构1、元素周期表的发展历程2、元素周期表的编排原则(1)原子序数：按照元素在元素周期表中的顺序给元素编的序号。(2)原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。(3)横行原则：把电子层数目相同的元素，按原子序数递增的顺序从左到右排列。(4)纵列原则：把不同横行中最外层电子数相同的元素，按电子层数递增的顺序由上而下排列。3、元素周期表的结构元素周期表有7个横行，18个纵列。每一个横行叫做一个周期，每一个纵列叫做一个族(8、9、10三个纵列共同组成第Ⅷ族)。(1)周期周期序数起止元素包括元素种数核外电子层数1H～He212Li～Ne823Na～Ar834K～Kr1845Rb～Xe1856Cs～Rn3267Fr～Og(118号)327①周期序数＝电子层数②周期的分类(2)族①周期表中族的特点和划分特点主族元素的族序数＝最外层电子数分类主族共有7个，包括ⅠA、ⅡA、ⅢA、ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA，由短周期和长周期元素共同构成副族共有8个，包括ⅠB、ⅡB、ⅢB、ⅣB、ⅤB、ⅥB、ⅦB、Ⅷ，完全由长周期元素构成0族占据元素周期表的第18纵列，最外层电子数为8(He是2)，很难与其他物质发生化学反应，化合价定为0价②常见族的别称族别名第ⅠA族(除氢外)碱金属元素第ⅦA族卤族元素0族稀有气体元素4、元素周期表中方格里的符号的意义五、碱金属元素1、碱金属元素的原子结构元素名称锂钠钾铷铯元素符号LiNaKRbCs原子结构示意图原子半径/nm0.1520.1860.2270.2480.265递变性从Li到Cs随着核电荷数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大相同点最外层均有1个电子，均易失电子，有较强还原性，因此碱金属元素的化学性质具有相似性2、实验探究——碱金属化学性质的比较(1)钠、钾与氧气的反应实验现象在空气中燃烧，钠产生黄色火焰，钾产生紫色火焰，钾燃烧更剧烈化学方程式2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2K＋O2eq\o(→,\s\up7(△))多种氧化物(产物中金属均为＋1价)实验结论钾原子半径比钠原子大，对最外层电子的引力弱，钾比钠更活泼，同理，锂可以与O2反应，但不如钠剧烈。4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(△))2Li2O(2)钠、钾与水的反应实验现象相同点：金属浮在水面上，金属熔成闪亮的小球，小球四处游动，发出嘶嘶的响声，反应后的溶液呈红色；不同点：钾与水的反应有轻微爆炸声并着火燃烧化学方程式2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑，2K＋2H2O=2KOH＋H2↑实验结论金属性强弱顺序：K>Na，同理，Li与H2O反应不如Na剧烈3、碱金属元素单质物理性质的相似性和递变性七、卤族元素1、卤素单质的物理性质卤素单质颜色(常态)密度熔点/℃沸点/℃F2淡黄绿色(气体)1.69g·L－1(15℃)－219.6－188.1Cl2黄绿色(气体)3.214g·L－1(0℃)－101－34.6Br2深红棕色(液体)3.119g·cm－3(20℃)－7.258.78I2紫黑色(固体)4.93g·cm－3113.5184.4结论从F2到I2，颜色逐渐加深，熔、沸点逐渐升高，密度逐渐增大。2、卤族元素的原子结构元素名称氟氯溴碘元素符号FClBrI原子结构示意图原子半径/nm0.0710.0991.121.32结论(1)相似性：最外层电子数都是7，易得到电子而具有较强的非金属性。(2)递变性：F→I，核电荷数依次增加，电子层数依次增多，原子半径逐渐增大。3、卤素单质的化学性质(1)卤素单质与氢气反应卤素单质反应条件化学方程式产物稳定性F2在暗处剧烈化合并发生爆炸H2＋F2=2HF很稳定Cl2光照或点燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或点燃))2HCl较稳定Br2加热H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr不如氯化氢稳定I2不断加热H2＋I2eq\o(,\s\up7(△))2HI不稳定，同一条件下同时分解结论从F2到I2，与H2化合越来越难，生成的氢化物稳定性逐渐减弱，元素的非金属性逐渐减弱。(2)卤素单质间的置换反应的实验探究实验操作实验现象离子方程式结论振荡静置后，溶液由无色变为橙黄色2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－氧化性：Cl2>Br2>I2振荡静置后，溶液由无色变为褐色2I－＋Cl2=I2＋2Cl－振荡静置后，溶液由无色变为褐色2I－＋Br2=I2＋2Br－八、原子结构和核素1、构成原子的微粒及作用eq原子\o\al(A,Z)Xeq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子Z个——决定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,决定原子种类)同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元素的化学性质))2、微粒符号周围数字的含义(1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(2)原子序数＝核电荷数＝质子数＝原子的核外电子数。3、元素、核素、同位素的关系九、同主族元素性质的相似性和递变性内容同主族(从上到下)电子层结构电子层数依次增加最外层电子数相同原子半径依次增大得电子能力依次减弱失电子能力依次增强金属性依次增强非金属性依次减弱最高价氧化物对应水化物的酸碱性酸性逐渐减弱碱性逐渐增强非金属元素气态氢化物的形成及稳定性气态氢化物的形成逐渐变难，气态氢化物的稳定性逐渐减弱考点一：元素周期表例1．（2023重庆市合川中学高一期末）元素周期表是指导化学学习的工具，下列说法正确的是A．IA族元素全部是金属元素，称为碱金属元素B．元素周期表纵向看，由16个纵列构成，共16个族C．元素周期表中元素种类最多的族是第ⅢB族D．原子最外层有2个电子的元素都在ⅡA族【答案】C【解析】ⅠA族元素中H是非金属元素，A错误；元素周期表纵向看，由18个纵列构成，共16个族，B错误；元素周期表中元素种类最多的族是第ⅢB族，包含镧系和锕系，C正确，原子最外层有2个电子的元素不一定在ⅡA族，如He是0族元素，D错误。考点二：核外电子排布例2.某粒子的结构示意图为，下列关于该粒子的说法正确的是()A．该粒子为阳离子B．最外层电子数为2C．核外电子数为8D．核外有3个电子层【答案】D考点三：元素、核素、同位素和同素异形体例3.(2023广东佛山高一期末)科学家以钙离子撞击锎(Cf)靶，产生了一种超重元素——(Og)，其反应可表示为：eq\o\ar(249,98)Cf＋eq\o\al(48,20)Ca→eq\o\al(294,118)Og＋3eq\o\al(1,0)n。下列说法正确的是()A.eq\o\ar(249,98)Cf的电子数为151B.eq\o\al(294,118)Og的中子数为294C.eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互为同素异形体D.eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互为同位素【答案】D【解析】电子数等于质子数，eq\o\ar(249,98)Cf的电子数为98，故A错误；中子数等于质量数减去质子数，eq\o\al(294,118)Og的中子数为294－118＝176，B错误；质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素，eq\o\al(48,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca互为同位素，C错误；质子数相同中子数不同的同种元素的不同核素互为同位素，eq\o\ar(249,98)Cf和eq\o\ar(250,98)Cf互为同位素，D正确。考点四：卤族元素例4．(2023广东湛江高一期末)已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是()【答案】D【解析】由图可知，氟原子的最外层电子数为7，与氟原子具有相似的化学性质的原子最外层电子数也为7，故D选项符合。考点五：碱金属例5.（2023天津河西天津实验中学高一期末）下列叙述正确的是A．Na在空气中燃烧会生成Na2O2，故Li在空气中燃烧也会生成Li2O2B．碱金属元素是指ⅠA族的所有元素C．在熔融状态下，钠可以从MgCl2中置换出镁D．Li、Na、K都可以保存在煤油中【答案】C【解析】Li在空气中燃烧只生成Li2O，A错误；碱金属元素是指ⅠA族除氢外的金属元素，B错误；钠比镁金属性强，能在熔融状态下置换出氯化镁中的镁单质，C正确；Li的密度比煤油小，不能保存在煤油中，D错误。1、（2023重庆九龙坡育才中学高一期末）下列说法正确的是A．和互为同位素B．金刚石、石墨互为同素异形体C．和的核外电子排布不同D．与的质量数相同【答案】B【解析】同位素指质子数相同，中子数不同的同一元素不同核素，24Na、24Mg质子数分别为11、12，质子数不同，它们不互为同位素，A错误；金刚石、石墨均是由碳元素组成的单质，它们结构不同，因此两者互为同素异形体，B正确；12C、14C质子数均为6，核外电子排布相同，C错误；质量数等于质子数+中子数，两者质量数分别为20、22，D错误。2、（2023北京汇文中学高一期末）和呼气试验都是检测幽门螺杆菌常用且较为敏感的测试方法。下面有关和的叙述中，不正确的是A．与互为同位素B．与具有相同的质量数C．与质子数相同D．与形成的单质化学性质基本相同【答案】A【解析】是单质，不是原子，因此与不互为同位素，A错误；与具有相同的质量数，其质量数都为14，B正确；与质子数相同，其质子数为6，C正确；最外层电子数决定化学性质，因此与形成的单质化学性质基本相同，D正确。3、（2023北京西城高一期末）铈()是稀土元素中丰度最高的元素，广泛应用于医药、玻璃、纺织等工业。下列关于和的说法中，正确的是A．和互为同位素B．和都含有58个中子C．和含有不同的质子数D．和含有不同的电子数【答案】A【解析】质子数相同中子数不同的原子之间互称为同位素，和质子数均为58，中子数不同，二者互为同位素，A正确；原子中，中子数=138-58=80，原子中，中子数=140-58=82，B错误；和均含有58个质子，C错误；和原子中，质子数=电子数=58，D错误。4、（2023辽宁沈阳第十中学高一期末）(核磁共振)、可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWuthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关、的叙述正确的是A．与具有相同的中子数B．的中子数与的核外电子数相同C．与互为同位素D．与互为同素异形体【答案】B【解析】与的中子数分别为13－6=7、15－7=8，二者不具有相同的中子数，A错误；的中子数为13－6=7，的核外电子数是7，因此的中子数与的核外电子数相同，B正确；与属于不同的元素，不可能互为同位素，C错误；与均表示氮气分子，不可能互为同素异形体，D错误。5、（2023北京东城高一期末）下列关于碱金属元素的说法中，不正确的是A．原子核外最外层电子数都是1B．单质与水反应的剧烈程度：K＞NaC．最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＜KOHD．碱金属元素的单质在氧气中燃烧均生成过氧化物【答案】D【解析】碱金属元素位于ⅠA族，原子核外最外层电子数都是1，A正确；同主族元素从上到下，金属性增强，单质与水反应的剧烈程度：K＞Na，B正确；同主族元素从上到下，金属性增强，最高价氧化物对应水化物的碱性：LiOH＜KOH，C正确；金属Li在氧气中燃烧生成Li2O，D错误。6、（2023重庆沙坪坝重庆南开中学高一期末）铁60同位素的现身，揭秘了超新星爆炸历史真相。下列说法中正确的是A．铁60的质子数为60B．与的核外电子数相同，属于不同核素C．的核内质子数比中子数多8D．与的化学性质相似，互为同素异形体【答案】B【解析】铁60的质量数为60，A错误；与的核外电子数都是26，二者的中子数不同，属于不同核素，B正确；的核内质子数是26、中子数是60-26=34，质子数比中子数少8，C错误；与是质子数相同、中子数不同的原子，互为同位素，D错误。7、（2023上海同济大学第一附属中高一期末）设NA为阿伏伽德罗常数的值，下列有关说法正确的是A．3molT216O分子中的中子总数为42NAB．33.6LCO2中含有的原子数是4.5NAC．0.2mol/LNaCl溶液中含有Na+数是0.2NAD．1mol中有8NA个电子【答案】D【解析】T的中子数为2，16O的中子数为16-8=8，3molT216O分子中的中子总数=3mol×(2×2+8)×NAmol-1=36NA，A错误；未给标况，无法计算，B错误；未给体积，无法计算，C错误；1mol的电子总数=1mol×(6+3-1)×NAmol-1=8NA，D正确。8、（2023广东江门市第一中学高一期末）下列表示反应中相关微粒的化学用语不正确的是A．的结构式为：N≡NB．与互为同位素C．原子核外有98个中子D．与互为同素异形体【答案】C【解析】的结构式为：N≡N，A正确；与质子数相同，中子数不同互为同位素，B正确；原子核外有98个电子，C错误；与为同种元素构成的不同单质，互为同素异形体，D正确。9、（2022秋·上海浦东新·高一上海市川沙中学校考期末）下列说法中错误的是①同位素的化学性质基本相同②质子数相同的微粒一定是同种元素③电子数相同的微粒不一定是同一种原子④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A．①③B．③④C．①②D．②④【答案】D【解析】①同位素是指质子数相同中子数不同的原子互为同位素，其最外层电子数相同，化学性质基本相同，故①正确；②元素是指具有相同质子数的一类原子的总称，所以质子数相同的微粒，可能是原子团或分子，不一定是同种元素，故②错误；③微粒包含离子、原子、原子团、分子等，所以电子数相同的微粒不一定是同一种原子，故③正确；④质量数是指中性原子中，将原子内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加而得到的数值。由于一个质子和一个中子相对质量取近似整数值时均为1，所以质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，故④错误；综上所述，②④错误D正确。10、（双选）（2023上海奉贤中学高一期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测、量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”，根据以上说法：26Al和27Al_______(选填编号)。A．是同一种元素B．是同一种核素C．具有相同的中子数D．具有相同的化学性质【答案】AD【解析】26Al和27Al质子数都是13，是同一种元素，A正确；26Al和27Al中子数不同，是不同核素，B错误；26Al中子数为13、27Al中子数为14，中子数不同，C错误；26Al和27Al核外电子排布相同，具有相同的化学性质，D正确。1、（2023重庆合川中学高一期末）中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a克中含有质子的物质的量为A．B．C．D．【答案】D【解析】中共有x个电子，R原子的质量数为A，则的摩尔质量为，的质子数等于其电子数减去所带负电荷数，为，则a克中含有质子的物质的量为，D正确。2、（2023天津河西实验中学高一期末）向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，将溶液蒸干并灼烧，最后得到的物质是A．NaBr和KIB．NaBr和KClC．NaCl和KClD．NaCl、KCl和I2【答案】C【解析】向和的混合溶液中，通入足量的，发生反应：，，加热，挥发，升华，最后得到固体为：和，C正确。3、（2023吉林长春吉大附中实验学校长高一期末）设为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是A．标准状况下，中含有中子数为B．用足量水吸收1mol，所得溶液中、HClO、微粒数目之和小于2C．100mL的NaOH水溶液中含有氧原子数为0.01D．查德威克发现了中子：，当产生时，产物X中含中子数为3【答案】C【解析】1个18O2中含有20个中子，标准状况下1.12L18O2物质的量为=0.05mol，含中子物质的量为0.05mol×20=1mol，含有中子数为NA，A项正确；用足量水吸收Cl2，所得氯水中的含氯粒子有Cl2、Cl-、ClO-、HClO，根据Cl守恒，2n(Cl2)+n(Cl-)+n(ClO-)+n(HClO)=2mol，则溶液中Cl2、HClO、Cl-微粒物质的量之和小于2mol，数目小于2NA，B项正确；100mL0.1mol/L的NaOH水溶液中NaOH物质的量为0.1mol/L×0.1L=0.01mol，NaOH中含O原子物质的量为0.01mol，溶剂H2O中也含有O原子，故溶液中含O原子物质的量大于0.01mol，含O原子数大于0.01NA，C项错误；根据知X为，1个X中含有6个中子，当产生0.5mol时产生0.5molX，0.5molX中含中子物质的量为0.5mol×6=3mol，含中子数为3NA，D项正确。4、（2023广东广州市南武中学校高一期末）Li和在450℃时反应制得储氢燃料，易水解，在空气中加热可发生剧烈燃烧。下图是某实验小组设计的实验宊制备少量装置图。下列有关说法不正确的是A．洗气瓶a中盛放NaOH溶液B．反应时，先点燃c中酒精灯，再对d加热C．取少量反应后固体，滴加酚酞溶液，若溶液变红说明反应后固体中一定含D．浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入d，避免水解和燃烧【答案】C【解析】洗气瓶a中盛放NaOH溶液吸收空气中的酸性气体二氧化碳，A正确；反应时，先点燃c中酒精灯，用铜粉消耗空气中的氧气，再对d加热，B正确；取少量反应后固体，滴加酚酞溶液，若溶液变红不能说明反应后固体中一定含，金属锂本身可以与水反应生成氢氧化锂，C错误；浓硫酸的作用是防止空气中的水蒸气和氧气进入d，避免水解和燃烧，D正确。5、(2023福建省福州高级中学高一期中)下列说法正确的是()A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素C．NHeq\o\al(＋,4)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【解析】该微粒不一定是氩原子，如x＝17时为氯离子，x＝19时为钾离子，A错误；H原子的最外层只有1个电子，但H元素不是金属元素，B错误；NHeq\o\al(＋,4)与H3O＋所含质子数均为11，电子数均为10，C正确；最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，D错误。6、（2023浙江省嘉兴一中、湖州中学高一期中联考）一定量的氢气在氯气中燃烧，所得混合物用100mL质量分数为20%，密度为1.2g/cm3的NaOH溶液吸收，恰好完全吸收，测得溶液中含有NaClO的物质的量为0.1mol。（1）原NaOH溶液的物质的量浓度为___mol/L；（2）所得溶液中Cl－的物质的量为___mol；（3）原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为___。【答案】(1).6(2).0.5(3).3：2【解析】⑴；⑵NaOH最终生成氯化钠和次氯酸钠，根据钠元素守恒：n(Cl－)=n(NaCl)=6mol∙L-1×0.1L–0.1mol=0.5mol；⑶根据2NaOH＋Cl2===NaClO＋NaCl＋H2O，生成0.1molNaClO，反应消耗0.1molCl2，也生成0.1molNaCl，因此HCl与氢氧化钠反应生成0.4molNaCl，即有0.4molHCl生成，则消耗氢气和氯气分别为0.2mol，总的消耗氯气为0.3mol，故原混合气体中氯气和氢气的物质的量之比为3:2。7、（2023上海市奉贤中学高一期末）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si。①Si原子的结构示意图为_______。②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为；，其中a1%、a2%……是指各同位素的_______。【答案】，丰度【解析】①Si核外有14个电子，原子的结构示意图为。②计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：，其中a1%、a2%……是指各同位素的丰度。8、（2023上海市奉贤中学高一期末）已知硫化氢气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色。①用单线桥法标出电子转移的方向和数目_______。②氧化产物是_______，被还原的元素为_______。③若11.2L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为_______(用NA表示阿伏伽德罗常数)④该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。【答案】S，Mn，NA，2:5【解析】①H2S中S元素化合价由-2升高为0，KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，用单线桥法标出电子转移的方向和数目为。②H2S中S元素化合价由-2升高为0，发生氧化反应，氧化产物是S；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，发生还原反应，被还原的元素为Mn。③H2S中S元素化合价由-2升高为0，若11.2L(标准状况下)H2S气体完全反应，则反应中转移电子个数为；④H2S中S元素化合价由-2升高为0，H2S是还原剂；KMnO4中Mn元素化合价由+7降低为+2，KMnO4是氧化剂，该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:5。9、（2023上海徐汇南洋中学高一期末）我国展开“嫦娥探月”工程，向月球发起探索。2020年嫦娥五号一次带回1700多克月壤样本。研究表明，月球上有丰富的He资源，可开发用作未来的新型能源。(1)He与He它们的原子结构不同之处_______。(2)α粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的氦离子，由此推断一个α粒子含有_______个中子和_______个电子，α