高中化學必修二導學案：第1章 含答案

高中化學必修課程PAGE101-第一節(jié)元素周期表第1課時元素周期表[目標導航]1.簡單了解元素周期表的發(fā)展歷程。2.了解元素周期表的編排原則及結(jié)構(gòu)。3.了解周期、族等概念。4.理解原子結(jié)構(gòu)與其元素在周期表中位置的關系。一、元素周期表的發(fā)展歷程和編排原則1．發(fā)展歷程2．編排原則【議一議】1．請判斷以下說法的正誤(1)現(xiàn)行元素周期表的編排依據(jù)是相對原子質(zhì)量。()(2)一個橫行即是一個周期，一個縱行即是一個族。()(3)最外層電子數(shù)相同的元素一定是同族元素。()(4)每一周期都是堿金屬元素開始，稀有氣體元素結(jié)束。()答案(1)×(2)×(3)×(4)×二、元素周期表的結(jié)構(gòu)1．元素周期表的結(jié)構(gòu)2．常見族的特別名稱：第ⅠA族(除氫)：堿金屬元素；第ⅦA族：鹵族元素；0族：稀有氣體元素。點撥【議一議】2．元素周期表中所含元素種類最多的族是哪一族？答案ⅢB族。3．現(xiàn)行元素周期表元素種類最多的周期是哪一周期？答案第六周期。一、元素周期表的結(jié)構(gòu)【例1】1869年，俄國化學家門捷列夫制作出了第一張元素周期表，揭示了化學元素間的內(nèi)在聯(lián)系，成為化學史上的重要里程碑之一。下列有關元素周期表的說法正確的是()A．元素周期表含元素最多的族是第ⅢB族B．元素周期表有18個族C．第ⅠA族的元素全部是金屬元素D．短周期是指第一、二、三、四周期答案A解析第ⅢB族中包含錒系與鑭系元素，共有32種元素，A項正確；元素周期表中共有18個縱行，16個族，B項錯誤；第ⅠA族中H為非金屬元素，C項錯誤；短周期包括第一、二、三周期，D項錯誤。要點歸納1．周期周期行數(shù)所含元素種類數(shù)每周期的起止元素及其原子序數(shù)短周期一121H→2He二283Li→10Ne三3811Na→18Ar長周期四41819K→36Kr五51837Rb→54Xe六63255Cs→86Rn七732(填滿時)87Fr118X(X表示未發(fā)現(xiàn)的118號元素)2.族主族副族第Ⅷ族副族主族0族列序數(shù)123456789101112131415161718族序數(shù)ⅠAⅡAⅢBⅣBⅤBⅥBⅦBⅧⅠBⅡBⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA03.過渡元素元素周期表中從ⅢB到ⅡB共10個縱行，包括了第Ⅷ族和全部副族元素，共60多種元素，全部為金屬元素，統(tǒng)稱為過渡元素。特別提醒元素周期表中主、副族的分界線：(1)第ⅡA族與第ⅢB族之間，即第2、3列之間；(2)第ⅡB族與第ⅢA族之間，即第12、13列之間。變式訓練1已知某元素的原子序數(shù)，可以推知該元素原子的()①質(zhì)量數(shù)②周期數(shù)③核外電子數(shù)④中子數(shù)⑤族序數(shù)A．①③⑤B．②③⑤C．①②③D．②③④答案B解析元素的原子序數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，③正確；又根據(jù)原子序數(shù)和元素周期表的結(jié)構(gòu)可以確定元素在周期表中的位置，即周期數(shù)和族序數(shù)，②、⑤均正確。二、元素周期表的應用【例2】據(jù)短周期元素的信息回答問題。元素信息A第三周期第ⅥA族B族序數(shù)是周期數(shù)的3倍C原子序數(shù)是11DD3＋與Ne電子數(shù)相同(1)寫出A、B的元素符號________、________，C、D元素的名稱________、________。(2)寫出B、C單質(zhì)在加熱時的反應的化學方程式_________________________________________________________________________________________。(3)從原子結(jié)構(gòu)的角度分析A與B的________相同，C與D的________相同。答案(1)SO鈉鋁(2)2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2(3)最外層電子數(shù)電子層數(shù)相同解析短周期是一、二、三周期(前18號元素)，據(jù)“周期序數(shù)＝電子層數(shù)，主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)”、“原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)”可推出A是硫，B是氧，C是鈉，D3＋與Ne電子數(shù)相同，即D是13號元素鋁。鈉與氧氣在加熱時的反應為2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(△))Na2O2，從原子結(jié)構(gòu)的角度分析硫與氧的最外層電子數(shù)相同，鈉與鋁的電子層數(shù)相同。要點歸納1．元素周期表在元素推斷中的應用(1)利用元素的位置與原子結(jié)構(gòu)的關系推斷。本方法常用于確定原子序數(shù)小于18的元素。①應用關系。等式一：周期序數(shù)＝電子層數(shù)等式二：主族序數(shù)＝最外層電子數(shù)等式三：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)②實例。(ⅰ)X元素是第三周期第ⅠA族元素，則該元素原子有三個電子層，最外層電子數(shù)是1，即為鈉元素。(ⅱ)Y元素的原子序數(shù)是16，則該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖是eq\a\vs4\al()，其在周期表中的位置是第三周期第ⅥA族。(2)利用短周期中族序數(shù)與周期數(shù)的關系推斷。特殊位置元素族序數(shù)等于周期數(shù)H、Be、Al族序數(shù)等于周期數(shù)的2倍C、S族序數(shù)等于周期數(shù)的3倍O周期數(shù)是族序數(shù)的2倍Li周期數(shù)是族序數(shù)的3倍Na(3)利用離子電子層結(jié)構(gòu)相同的“陰上陽下”推斷具有相同電子層結(jié)構(gòu)的離子，如aX(n＋1)＋、bYn＋、cZ(n＋1)－、dMn－的電子層結(jié)構(gòu)相同，在周期表中位置關系為…cZdMbYaX…則它們的原子序數(shù)關系為：a＞b＞d＞c。2．元素原子序數(shù)差的確定方法(1)同周期第ⅡA族和第ⅢA族元素原子序數(shù)差。(2)同主族相鄰兩元素原子序數(shù)的差的情況。①若為ⅠA、ⅡA族元素，則原子序數(shù)的差等于上周期元素所在周期的元素種類數(shù)。②若為ⅢA族至0族元素，則原子序數(shù)的差等于下周期元素所在周期的元素種類數(shù)。變式訓練2俄羅斯科學家用含20個質(zhì)子的鈣的一種原子轟擊含95個質(zhì)子的镅原子，結(jié)果4次成功合成4個第115號元素的原子。這4個原子生成數(shù)微秒后衰變成第113號元素。下列有關敘述正確的是()A．115號元素在第六周期B．113號元素在第七周期ⅢA族C．115號和113號元素都是非金屬元素D．镅元素和115號元素不在同一周期答案B解析95號元素镅、115號元素、113號元素，原子序數(shù)都大于86而小于118，所以都在第七周期；115號比118號原子序數(shù)少3，應在第ⅤA族，113號元素在第ⅢA族；113號元素和115號元素都是金屬元素。解題方法歸納據(jù)原子序數(shù)確定元素位置的方法——稀有氣體定位法1．比大小定周期比較該元素的原子序數(shù)與0族元素的序數(shù)大小，找出與其相鄰近的0族元素，那么該元素就和序數(shù)大的0族元素處于同一周期。2．求差值定族數(shù)(1)若某元素原子序數(shù)比相應的0族元素多1或2，則該元素應處在該0族元素所在周期的下一個周期的ⅠA族或ⅡA族。(2)若比相應的0族元素少1～5時，則應處在同周期的ⅦA～ⅢA族。(3)若差為其他數(shù)，則由相應差數(shù)找出相應的族。1．下列說法正確的是 ()A．常用元素周期表中元素排序的依據(jù)是原子的核電荷數(shù)B．元素周期表有十六個縱行，也就是十六個族C．原子的最外層電子數(shù)相同的元素，一定屬于同一族D．電子層數(shù)相同的粒子，對應元素一定屬于同一周期答案A解析元素周期表中有十八個縱行，十六個族，第Ⅷ族占三個縱行；Be和He的最外層電子數(shù)都是2，但不屬于同一族；Ne和Na＋的電子層數(shù)都是2，但不屬于同一周期。2．下列各圖若為元素周期表的一部分(表中數(shù)字代表原子序數(shù))，其中合理的是()答案D解析本題要求熟記周期表的結(jié)構(gòu)，知道1～18號元素在周期表中的具體位置。解題時可根據(jù)稀有氣體2號、10號元素應在周期表的最右端和3號元素在周期表的最左端排除A、B、C三項。3.A、B、C均為短周期元素，它們在周期表中的位置如圖所示，已知B、C元素的原子序數(shù)之和是A元素原子序數(shù)的4倍，則A、B、C符合的一組是 ()A．Be、Na、Al B．B、Mg、SiC．O、P、Cl D．C、Al、P答案C解析由于A、B、C為短周期元素，從A、B、C的相對位置可知，A只能處在第二周期，而B、C處在第三周期。設A的原子序數(shù)為x，則B的原子序數(shù)為(x＋8－1)＝x＋7，C的原子序數(shù)為(x＋8＋1)＝x＋9，則(x＋7)＋(x＋9)＝4x，x＝8。所以，A、B、C的原子序數(shù)分別為8、15、17，對應的元素分別為O、P、Cl。故選C。4．下表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分別代表某一化學元素。(1)表中所列元素中：屬于短周期元素的有__________；屬于主族元素的有__________；e元素在元素周期表中的位置是第__________周期__________族。(2)下列__________組元素的單質(zhì)可能都是電的良導體。A．a(chǎn)，c，hB．b，g，kC．c，g，lD．d，e，f答案(1)b、h、j、a、c、f、i、l、ma、b、c、d、f、h、g、i、j、k、l四ⅣB(2)AD解析熟記元素周期表的結(jié)構(gòu)是解決這一類習題的關鍵。對元素周期表中常見元素的名稱和元素符號及其位置要熟練掌握，利用元素周期表推斷元素是高考的熱點之一。5．查閱元素周期表，指出下列微粒結(jié)構(gòu)示意圖表示的各是什么微粒？指出它們在周期表中的位置。微粒：________、________、________、________。位置：______________、______________、_________________、____________。答案ONa＋ClCl－第二周期ⅥA族第三周期ⅠA族第三周期ⅦA族第三周期ⅦA族解析根據(jù)原子序數(shù)等于核電荷數(shù)，通過查閱元素周期表，可以確定以上元素分別是8號元素氧、11號元素鈉、17號元素氯，再根據(jù)核電荷數(shù)和核外電子數(shù)的比較，判斷微粒的種類。6．(1)第三周期第ⅣA族的元素原子序數(shù)是：________；(2)Na元素的原子序數(shù)為11，相鄰的同族元素的原子序數(shù)是：________；(3)短周期元素中，族序數(shù)＝周期序數(shù)的元素有：______________；(4)短周期元素中，族序數(shù)等于周期序數(shù)2倍的元素有：____________；(5)短周期元素中，周期序數(shù)＝族序數(shù)2倍的有：____________________。答案(1)14(2)3、19(3)H、Be、Al(4)C、S(5)Li[經(jīng)典基礎題]題組1元素周期表結(jié)構(gòu)的考查1．關于元素周期表的說法正確的是 ()A．元素周期表有8個主族B．ⅠA族的元素都是金屬元素C．元素周期表有7個周期D．短周期是指第一、二周期答案C解析周期表中有7個主族，A選項錯誤；ⅠA族中的氫元素是非金屬元素，B選項錯誤；短周期是指第一、二、三周期，D選項錯誤。2．如果n為第ⅡA族中某元素的原子序數(shù)，則原子序數(shù)為(n＋1)的元素可能位于 ()A．ⅢA或ⅢB B．ⅣAC．ⅠB D．ⅠA答案A解析在元素周期表中，第二、三周期中第ⅡA族與第ⅢA族元素原子序數(shù)相差1，在第四、五、六、七周期中，第ⅡA族與第ⅢB族相鄰，故原子序數(shù)為(n＋1)的元素位于第ⅢA或ⅢB族，A正確。3．在現(xiàn)行元素周期表中，所含元素種數(shù)最多的族和周期分別是 ()A．第ⅠA族第六周期 B．第Ⅷ族第六周期C．第ⅢB族第六周期 D．第ⅢA族第六周期答案C解析現(xiàn)行元素周期表中，第六、七周期第ⅢB族分別為鑭系和錒系元素，各有15種元素，由于第七周期未排滿，故第六周期、第ⅢB族元素最多。4．若把周期表原先的主、副族號取消，由左到右按原順序編為18縱行。如堿金屬為第1縱行，稀有氣體為第18縱行，按這個規(guī)定，下列說法不正確的是()A．計算機芯片的組成元素位于第14縱行B．第10縱行元素全部是金屬元素C．第18縱行元素單質(zhì)全部是氣體D．只有第2縱行元素的原子最外層有2個電子答案D解析本題實際上考查了對元素周期表結(jié)構(gòu)的掌握狀況。芯片的組成元素為硅，位于第ⅣA族，為第14縱行，A項正確；第10縱行為過渡金屬元素，所以B項也正確；第18縱行元素為稀有氣體元素，單質(zhì)全部為氣體，所以C項正確；D項中除第2縱行元素的原子最外層有2個電子外，其他如He、部分過渡金屬元素最外層也是2個電子。5．在元素周期表中，從左到右共有18個縱行。第1縱行(除氫以外)為堿金屬元素，稀有氣體元素是第18縱行。下列說法正確的是 ()A．鋁元素位于第3縱行B．過渡元素在周期表中占10個縱行C．第17縱行所有元素的化合價都有＋7價D．第16縱行元素都是非金屬元素答案B解析第17縱行中F無正價，第16縱行中的釙(Po)為金屬元素，鋁位于第13縱行，從第3縱行到第12縱行共10個縱行為過渡元素。題組2元素位置的推斷6．我國的納米技術基礎研究能力已躋身于世界前列，例如曾作為我國兩年前十大科技成果之一的就是一種合成納米材料，化學式為RN。已知該化合物中的Rn＋核外有28個電子。則R元素位于元素周期表的 ()A．第三周期ⅤA族 B．第四周期ⅢA族C．第五周期ⅢA族 D．第四周期ⅤA族答案B解析本題考查原子結(jié)構(gòu)和元素周期表結(jié)構(gòu)的知識，又和科技前沿的納米技術聯(lián)系在一起，這種命題方式是以后高考命題的一個方向。雖然題目很新穎，但所涉及的知識都是基礎知識。R元素在化合物RN中的化合價決定于N元素，因Rn＋中R元素顯正價，N元素在RN中顯－3價，故R元素離子應為R3＋，則R原子含31個電子，其質(zhì)子數(shù)為31，核外電子排布為eq\a\vs4\al()，所以應為第四周期ⅢA族，故應選B答案。7．已知某離子的結(jié)構(gòu)示意圖為，下列說法正確的是 ()A．該元素位于第二周期ⅡA族B．該元素位于第二周期Ⅶ族C．該元素位于第三周期ⅡA族D．該元素位于第二周期0族答案C解析由該離子的結(jié)構(gòu)示意圖知其原子序數(shù)為12，失去2個電子后，帶2個單位正電荷，可畫出該元素原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，可確定該元素在周期表中位于第三周期、第ⅡA族。8．據(jù)國外有關資料報道，在“獨居石”(一種共生礦，化學成分為Ce、La、Nb等的磷酸鹽)中，查明有尚未命名的116、124、126號元素。試判斷116號元素應位于周期表中的 ()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族答案B解析第七周期若排滿，118號元素應為0族元素，則116號元素位于從0族開始向左兩縱行，故應為第七周期第ⅥA族元素，故選B。9．A、B兩種元素為某周期第ⅡA族和第ⅢA族元素，若A元素的原子序數(shù)為x，則B元素的原子序數(shù)可能為 ()①x＋1②x＋8③x＋11④x＋18⑤x＋25⑥x＋32A．①③ B．②④C．①③⑤ D．②④⑥答案C[能力提升題]10．下表是元素周期表的一部分，針對表中的①～⑨種元素，填寫下列空白：主族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA0族二①②③三④⑤⑥⑦⑧四⑨(1)寫出元素符號和名稱：①________，②________，⑧________，⑨________。(2)寫出下列反應的化學方程式：⑦單質(zhì)跟④的氫氧化物溶液反應：_____________________________________________________________________________________________________。⑤的氧化物跟④的氫氧化物溶液反應：_________________________________________________________________________________________________。⑥的單質(zhì)在③的單質(zhì)中燃燒：_______________________________________。答案(1)①C碳②N氮⑧Ar氬⑨K鉀(2)Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2OAl2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2OS＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))SO211．結(jié)合元素周期表回答下列問題：(1)表中的實線是元素周期表的部分邊界，請在圖中用實線補全元素周期表的邊界。(2)表中所列元素，屬于短周期元素的有____________，屬于主族元素的有____________；g元素位于第______周期第______族；i元素位于第______周期第______族。(3)元素f是第______周期第______族元素，請在下邊方框中按氦元素的式樣寫出該元素的原子序數(shù)、元素符號、元素名稱、相對原子質(zhì)量。答案(1)(2)a、b、c、d、e、f、ga、b、c、d、e、f三0四ⅡB(3)三ⅥA解析(1)根據(jù)元素周期表的結(jié)構(gòu)知：第一周期有2種元素，第二、三周期各有8種元素，分列于第1、2、13～18列，第四、五、六、七周期為長周期，包括1～18列。由此可畫出周期表的邊界。(2)畫出周期表的邊界，對照周期表，很容易找出各元素在周期表中的位置。(3)第三周期、第ⅥA族元素為硫，原子序數(shù)為16，相對原子質(zhì)量為32。12．A、B兩種元素，A的原子序數(shù)為x，A和B所在周期所含的元素種類分別是m和n。(1)如果A和B同在ⅠA族，當B在A的上一周期時，B的原子序數(shù)為______，當B在A的下一周期時，B的原子序數(shù)為____。(2)如果A和B同在ⅦA族，當B在A的上一周期時，B的原子序數(shù)為__________，當B在A的下一周期時，B的原子序數(shù)為________。答案(1)x－nx＋m(2)x－mx＋n解析此題選取了具有代表性的兩族：ⅠA和ⅦA，可以根據(jù)它們具體的原子序數(shù)來推理，試過之后再與下面的答案相比較。經(jīng)過對元素周期表的分析研究，你可能不難得出以下結(jié)論：①ⅠA、ⅡA族，下面元素的原子序數(shù)等于同主族上面元素的原子序數(shù)加上上面元素所在周期的元素種類數(shù)。②ⅢA到0族，下面元素的原子序數(shù)等于上面元素的原子序數(shù)加上下面元素所在周期的元素種類數(shù)。

第2課時元素的性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)[目標導航]1.了解堿金屬、鹵素原子在周期表中的位置。2.了解堿金屬、鹵素原子的結(jié)構(gòu)特點，了解原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關系。3.了解堿金屬、鹵素性質(zhì)的相似性與遞變性，并能初步運用原子結(jié)構(gòu)理論解釋。一、堿金屬元素1．結(jié)構(gòu)特點(1)完成表格元素名稱元素符號核電荷數(shù)原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)電子層數(shù)原子半徑/nm堿金屬元素鋰Li3120.152鈉Na11130.186鉀K19140.227銣Rb37150.248銫Cs55160.265(2)得出結(jié)論：堿金屬元素原子結(jié)構(gòu)的共同點是最外層電子數(shù)均為1，不同點是電子層數(shù)和原子半徑不同，其變化規(guī)律是隨著核電荷數(shù)的增加，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。2．堿金屬的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)(2)化學性質(zhì)①與O2反應堿金屬化學反應方程式反應程度產(chǎn)物復雜程度活潑性Li4Li＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))2Li2ONa2Na＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))Na2O2KK＋O2eq\o(=,\s\up7(點燃))KO2RbCs—————②與水反應堿金屬鉀鈉實驗操作實驗現(xiàn)象熔成小球，浮于水面，四處游動，有輕微爆炸聲，反應后溶液加酚酞變紅熔成小球，浮于水面，四處游動，有“嘶嘶”的響聲，反應后溶液加酚酞變紅實驗原理2K＋2H2O=2KOH＋H2↑2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑結(jié)論鉀比鈉的活動性強警示(1)因Na、K都是很活潑的金屬易與H2O反應，故不能從溶液中置換出相對不活潑的金屬。(2)堿金屬單質(zhì)性質(zhì)的相似性和遞變性是其原子結(jié)構(gòu)的相似性和遞變性的必然結(jié)果。【議一議】1．判斷下列說法是否正確。(1)堿金屬元素即ⅠA元素。()(2)從上到下，堿金屬單質(zhì)密度依次增大，熔沸點依次降低。()(3)K比Na活潑，故K可以從鈉鹽溶液中置換出Na。()答案(1)×(2)×(3)×2．金屬鈉、鉀在實驗室中如何保存？答案少量的鈉和鉀可保存在煤油中，并密封存放。二、鹵族元素1．原子結(jié)構(gòu)(1)完成表格元素名稱氟(F)氯(Cl)溴(Br)碘(I)原子序數(shù)9173553原子結(jié)構(gòu)示意圖最外層電子數(shù)7777電子層數(shù)2345原子半徑由小到大(2)得出結(jié)論：鹵族元素原子結(jié)構(gòu)的共同點是最外層電子數(shù)都是7，不同點是電子層數(shù)和原子半徑不同，其變化規(guī)律是隨著原子序數(shù)增大，電子層數(shù)逐漸增多，原子半徑逐漸增大。2．鹵族元素單質(zhì)的性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：F2Cl2Br2I2顏色：eq\o(→,\s\up7(淺黃綠色黃綠色深紅棕色紫黑色))顏色加深熔、沸點：eq\o(→,\s\up7(氣體氣體液體固體))逐漸升高密度：eq\o(→,\s\up7())逐漸增大水溶性：eq\o(→,\s\up7(反應溶解溶解微溶))逐漸減小(2)化學性質(zhì)①與H2反應a．填寫下表反應條件化學方程式產(chǎn)物穩(wěn)定性F2暗處H2＋F2=2HF很穩(wěn)定Cl2光照或點燃H2＋Cl2eq\o(=,\s\up7(光照或點燃))2HCl較穩(wěn)定Br2加熱H2＋Br2eq\o(=,\s\up7(△))2HBr不穩(wěn)定I2不斷加熱H2＋I2eq\o(,\s\up7(△))2HI很不穩(wěn)定b.得出結(jié)論：從F2到I2，與H2反應所需要的條件逐漸升高，反應劇烈程度依次減弱，生成氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性依次減弱。②鹵素單質(zhì)間的置換反應a．填寫下表：實驗操作實驗現(xiàn)象化學方程式靜置后，液體分層，上層無色，下層橙紅色2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2靜置后，液體分層，上層無色，下層紫紅色2KI＋Br2=2KBr＋I2靜置后，液體分層，上層無色，下層紫紅色2KI＋Cl2=2KCl＋I2b.得出結(jié)論：Cl2、Br2、I2三種鹵素單質(zhì)的氧化性由強到弱的順序是Cl2＞Br2＞I2，相應鹵素離子的還原性由強到弱的順序是I－＞Br－＞Cl－。警示因為F2能與H2O發(fā)生反應(2F2＋2H2O=4HF＋O2)，所以F2不能從其他鹵化物的鹽溶液中置換出鹵素單質(zhì)?！咀h一議】1．判斷正誤(X代表鹵素)(1)鹵素單質(zhì)與水反應均可用X2＋H2O=HXO＋HX表示()(2)HX都極易溶于水，它們的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)增加而增強()(3)鹵素單質(zhì)的顏色從F2→I2按相對分子質(zhì)量增大而加深()(4)將F2通入NaCl溶液中可置換出Cl2()答案(1)×(2)×(3)√(4)×解析(1)F2與H2O反應為2F2＋2H2O=4HF＋O2，不可用X2＋H2O=HXO＋HX表示；(2)HX的熱穩(wěn)定性隨核電荷數(shù)的增加而減弱；(4)F2性質(zhì)極活潑，遇鹽溶液先和水反應，故不能將鹵素從它的鹽溶液里置換出來。2．已知還原性I－>Br－>Cl－>F－，試從原子結(jié)構(gòu)的角度分析原因。答案還原性即微粒失去電子的能力。按I－→Br－→Cl－→F－的順序，離子的半徑逐漸減小，原子核對最外層電子的吸引力逐漸增大，失去電子的能力逐漸減弱，故還原性逐漸減弱。一、堿金屬元素單質(zhì)化學性質(zhì)的相似性和遞變性【例1】下列對堿金屬性質(zhì)的敘述中，正確的是()A．堿金屬元素的單質(zhì)具有強還原性，可置換出硫酸銅溶液中的銅單質(zhì)B．單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物C．堿金屬單質(zhì)與水反應生成堿和氫氣D．單質(zhì)熔、沸點隨著原子序數(shù)遞增而升高答案C解析A項中堿金屬元素的單質(zhì)具有強還原性，但活潑的金屬易與H2O反應，故不能從鹽溶液中置換出不活潑的金屬，A項錯；鋰在空氣中燃燒生成的是氧化鋰，而不是過氧化鋰，B項錯；堿金屬單質(zhì)的熔、沸點隨著原子序數(shù)的遞增而降低，D項錯；堿金屬都能與水反應生成對應的堿和氫氣，只是反應越來越劇烈，C項正確。要點歸納堿金屬的原子結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)的關系1．相似性(R表示堿金屬元素)原子都容易失去最外層的一個電子，化學性質(zhì)活潑，它們的單質(zhì)都具有較強的還原性，它們都能與氧氣等非金屬單質(zhì)及水反應。堿金屬與水反應的通式為2R＋2H2O=2ROH＋H2↑。2．遞變性隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，堿金屬元素的原子失電子能力逐漸增強，金屬性逐漸增強。(1)(2)與O2的反應越來越劇烈，產(chǎn)物更加復雜，如Li與O2反應只能生成Li2O，Na與O2反應還可以生成Na2O2，而K與O2反應能夠生成KO2等。(3)與H2O的反應越來越劇烈，如K與H2O反應可能會發(fā)生輕微爆炸，Rb與Cs遇水發(fā)生劇烈爆炸。(4)最高價氧化物對應水化物的堿性逐漸增強，CsOH的堿性最強。變式訓練1下列各組比較不正確的是()A．鋰與水反應不如鈉與水反應劇烈B．還原性：K＞Na＞Li，故K可以從NaCl溶液中置換出金屬鈉C．熔、沸點：Li＞Na＞KD．堿性：LiOH＜NaOH＜KOH答案B解析A中鋰的活潑性比鈉弱，與水反應不如鈉劇烈；B中還原性，K＞Na＞Li，但K不能置換出NaCl溶液中的Na，而是先與H2O反應；C中堿金屬元素從Li到Cs，熔、沸點逐漸降低，即Li＞Na＞K＞Rb＞Cs；D中從Li到Cs，堿金屬元素的金屬性逐漸增強，對應最高價氧化物的水化物的堿性依次增強，即堿性：LiOH＜NaOH＜KOH＜RbOH＜CsOH。二、鹵素單質(zhì)的相似性、遞變性和特性【例2】下列對鹵素的說法不符合遞變規(guī)律的是()A．F2、Cl2、Br2、I2的氧化性逐漸減弱B．HF、HCl、HBr、HI的熱穩(wěn)定性逐漸減弱C．F－、Cl－、Br－、I－的還原性逐漸增強D．鹵素單質(zhì)按F2、Cl2、Br2、I2的順序顏色變淺，密度增大答案D解析從F→I原子半徑依次增大，單質(zhì)氧化性逐漸減弱，則陰離子的還原性逐漸增強，氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，鹵素單質(zhì)按F2、Cl2、Br2、I2的順序顏色逐漸變深，密度也逐漸增大。要點歸納鹵素的原子結(jié)構(gòu)與化學性質(zhì)的關系1．相似性(X表示鹵素元素)鹵素原子都容易得到一個電子使其最外層達到8個電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，它們的單質(zhì)都是活潑的非金屬單質(zhì)，都具有較強的氧化性。(1)與H2反應：X2＋H2eq\o(=,\s\up7(一定條件))2HX。(2)與活潑金屬(如Na)反應：2Na＋X2eq\o(=,\s\up7(點燃))2NaX。(3)與H2O反應①X2＋H2O=HX＋HXO(X＝Cl、Br、I)；②2F2＋2H2O=4HF＋O2。(4)與NaOH溶液反應X2＋2NaOH=NaX＋NaXO＋H2O(X＝Cl、Br、I)。2．遞變性(X表示鹵素元素)隨著原子序數(shù)的遞增，原子半徑逐漸增大，原子核對最外層電子的引力逐漸減小，鹵素原子得電子的能力逐漸減弱，非金屬性逐漸減弱。(1)(2)與H2反應越來越難，對應氫化物的穩(wěn)定性逐漸減弱，還原性逐漸增強，即：穩(wěn)定性：HF＞HCl＞HBr＞HI；還原性：HF＜HCl＜HBr＜HI。(3)鹵素單質(zhì)與變價金屬(如Fe)反應時，F(xiàn)2、Cl2、Br2生成高價鹵化物(如FeX3)，而I2只能生成低價鹵化物(如FeI2)。(4)氫化物都易溶于水，其水溶液酸性依次增強，氫化物中HCl、HBr、HI的熔、沸點依次升高，HF的熔、沸點最高。(5)最高價氧化物的水化物的酸性逐漸減弱，即酸性：HClO4＞HBrO4＞HIO4，HClO4是已知含氧酸中酸性最強的酸。變式訓練2砹是原子序數(shù)最大的鹵族元素，根據(jù)鹵素性質(zhì)的遞變規(guī)律，對砹及其化合物的敘述，正確的是()A．與H2化合能力：At2>I2B．砹在常溫下為白色固體C．砹原子的最外電子層上有7個電子D．砹能從NaCl溶液中置換出氯單質(zhì)答案C解析從F2到At2，元素的非金屬性逐漸減弱，與H2化合能力逐漸減弱，A項不正確；由F2到I2，單質(zhì)的顏色依次加深，I2是紫黑色固體，則砹為黑色固體，B項不正確；鹵族元素的原子，最外層上都有7個電子，C項正確；因氧化性Cl2>At2，所以At2不能從NaCl溶液中置換出Cl2，D項不正確。解題方法歸納鹵素的特性(1)氟元素無正價，無含氧酸。F－的還原性極弱。(2)X2＋H2O=HX＋HXO而2F2＋2H2O=4HF＋O2(3)Br2在常溫下是唯一的一種液態(tài)非金屬單質(zhì)。(4)碘為紫黑色固體，易升華，淀粉遇I2變藍色。(5)氫氟酸為弱酸，而鹽酸、氫溴酸、氫碘酸為強酸。1．關于堿金屬元素的說法中正確的是 ()A．ⅠA族元素都是堿金屬元素B．堿金屬單質(zhì)可將銅從其鹽溶液中置換出來C．金屬鉀具有強還原性，K＋具有強氧化性D．Cs常溫下與水反應會發(fā)生爆炸答案D解析ⅠA族元素還有氫元素，A錯；堿金屬單質(zhì)非?；顫姡谒芤褐邢扰c水反應生成強堿再與銅離子反應生成Cu(OH)2沉淀，而不能將銅置換出來，B錯；由于鉀原子的最外層只有1個電子，鉀單質(zhì)具有較強的還原性，但是其失去電子后形成的K＋最外層已經(jīng)達到8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其氧化性非常弱，C錯；Cs是還原性比Li、Na、K、Rb都強的金屬單質(zhì)，與水反應會發(fā)生爆炸，D正確。2．下列關于鹵素的敘述正確的是 ()A．鹵素是典型的非金屬元素，因此不能與其他非金屬元素化合B．鹵素單質(zhì)越活潑，其熔、沸點就越高C．鹵素各單質(zhì)都能與水劇烈反應D．鹵素的單質(zhì)都能與氫氣反應，且氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性隨單質(zhì)氧化性的增強而增強答案D解析鹵素能與其他非金屬化合，如H、C等。鹵素單質(zhì)越活潑，其相對分子質(zhì)量越小，其熔、沸點越低；鹵素單質(zhì)中只有氟能與水劇烈反應。3．F、Cl和Br都是ⅦA族元素，關于這三種元素原子的說法正確的是 ()A．原子半徑：F>Cl>BrB．最外層電子數(shù)都相同C．核外電子層數(shù)都相同D．最外層電子數(shù)都不相同答案B4．(雙選)下列各項比較正確的是 ()A．銣與水反應現(xiàn)象與鈉相似B．還原性：K>Na>LiC．熔點：Li>Na>KD．堿性：LiOH>NaOH>KOH答案BC解析因銣的密度大于水，反應時沉入水中，A錯誤；隨著電子層數(shù)的遞增，堿金屬的金屬性遞增，即還原性遞增，B正確；從Li→K，熔點逐漸降低，C正確；從Li→K，還原性遞增，相應的氫氧化物的堿性遞增，D錯誤。5．(1)向NaBr和KI的混合溶液中，通入足量的Cl2后，將溶液蒸干并灼燒，最后蒸發(fā)皿中剩余的物質(zhì)是________，寫出反應的化學方程式：_____________________________________________________________________________。(2)向KI溶液中滴入淀粉溶液，現(xiàn)象是________________，再滴入氯水，現(xiàn)象是______________，有關反應的離子方程式為___________________________________________________________________。答案(1)NaCl、KCl2NaBr＋Cl2=2NaCl＋Br2，2KI＋Cl2=2KCl＋I2(2)無明顯變化溶液變藍色Cl2＋2I－=2Cl－＋I26．(1)鹵素氫化物中最不穩(wěn)定的是__________(寫化學式)。(2)下列單質(zhì)熔、沸點隨原子序數(shù)遞增而升高的是__________(填序號)。A．堿金屬元素B．鹵族元素(3)下列反應中，更劇烈的是__________(填序號)。A．鈉與水反應B．鉀與水反應(4)取下列溶液分裝兩試管，再分別依次加入少量氯水和少量四氯化碳，用力振蕩、靜置后，四氯化碳層顯紫紅色的是__________(填序號)。A．溴化鈉溶液B．碘化鉀溶液答案(1)HI(2)B(3)B(4)B解析鹵素中碘元素的非金屬性最弱，氫化物最不穩(wěn)定的是HI；堿金屬元素的單質(zhì)熔、沸點隨原子序數(shù)遞增而降低，鹵素單質(zhì)熔、沸點隨原子序數(shù)遞增而升高；鉀比鈉活潑，與水反應更劇烈；氯水與NaBr、KI溶液分別生成Br2、I2，而二者的四氯化碳溶液分別為橙色、紫紅色。[經(jīng)典基礎題]題組1堿金屬元素性質(zhì)的考查1．下列對堿金屬性質(zhì)的敘述中，正確的是 ()①都是銀白色的柔軟金屬(除銫外)，密度都比較小②單質(zhì)在空氣中燃燒生成的都是過氧化物③堿金屬單質(zhì)都與水劇烈反應④單質(zhì)的熔、沸點隨著原子序數(shù)的增加而升高A．①③ B．②④ C．①④ D．②③答案A解析除銫外，堿金屬單質(zhì)均為銀白色金屬，質(zhì)軟，有延展性，密度較小，①正確；堿金屬單質(zhì)在空氣中燃燒時，產(chǎn)物不同，Li生成Li2O，Na生成Na2O2，K、Rb、Cs則生成較復雜的氧化物，②錯誤；堿金屬單質(zhì)性質(zhì)活潑，都能與水劇烈反應，③正確；堿金屬單質(zhì)的熔、沸點隨著原子序數(shù)的增加而逐漸降低，④錯誤。2．已知鋇的金屬活動性處于鉀和鈉之間。則下列變化中可能實現(xiàn)的是()A．鋇可從氯化鈉溶液中置換出金屬鈉B．鋇可從冷水中置換出氫氣C．鋇可從硫酸銅溶液中置換出銅D．在溶液中Ba2＋可氧化金屬鋅，生成Zn2＋答案B解析由于鋇可以與水反應，所以鋇和鈉一樣并不能置換出水溶液中的金屬離子。題組2鹵素性質(zhì)的考查3．鹵素是最活潑的一族非金屬，下列關于鹵族元素的說法正確的是 ()A．鹵素單質(zhì)的最外層電子數(shù)都是7B．從上到下，鹵素原子的電子層數(shù)依次增多，半徑依次減小C．從F到I，原子核對最外層電子的吸引能力依次減弱，原子的得電子能力依次減弱D．鹵素單質(zhì)與H2化合由易到難順序為F2＜Cl2＜Br2＜I2答案C解析鹵素原子最外層有7個電子，而不是單質(zhì)最外層有7個電子，A項錯誤；鹵素原子從F到I，電子層數(shù)依次增多，半徑依次增大，原子核對最外層電子吸引能力依次減弱，原子得電子能力依次減弱，故B項錯誤，C項正確；單質(zhì)與H2化合由易到難順序為F2＞Cl2＞Br2＞I2，D項錯誤。4．下列關于鹵族元素由上到下性質(zhì)遞變規(guī)律的敘述，正確的是 ()①單質(zhì)的氧化性增強②單質(zhì)的顏色加深③氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性增強④單質(zhì)的沸點升高⑤陰離子的還原性增強A．①②③ B．②③④ C．②④⑤ D．①③⑤答案C解析F2、Cl2、Br2、I2氧化性依次減弱，其對應的陰離子F－、Cl－、Br－、I－的還原性依次增強，故①敘述錯誤，⑤敘述正確；F2、Cl2、Br2、I2的顏色由淺黃綠色→黃綠色→深紅棕色→紫黑色逐漸加深，②敘述正確；HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱，③敘述錯誤；F2、Cl2、Br2、I2在通常情況下其狀態(tài)變化為氣→液→固，則沸點逐漸升高，④敘述正確，故答案為C。5．往碘化鉀溶液中先加入氯水，再加入CCl4振蕩，靜置后出現(xiàn)分層，下層呈()A．橙紅色 B．紫紅色C．無色 D．深褐色答案B解析碘化鉀中加入氯水發(fā)生反應2KI＋Cl2=2KCl＋I2，加入CCl4后由于碘易溶于CCl4，CCl4層(下層)呈現(xiàn)紫紅色。6．下列關于鹵素(用X表示)的敘述正確的是 ()A．其單質(zhì)都能與水反應，通式為X2＋H2O=HX＋HXOB．HX易溶于水，其水溶液都是強酸C．其單質(zhì)都有顏色，都有毒D．最高價含氧酸的通式為HXO4答案C解析本題考查鹵素及有關化合物的基本知識規(guī)律，解答好本題，除掌握一般規(guī)律外，要注意F2及氟的化合物的特殊性：①F2與水反應置換H2O中的氧生成O2，不像其他鹵素單質(zhì)，②F是最強的非金屬，在化合物中不表現(xiàn)正價，HF的溶液表現(xiàn)弱酸性。7．若能發(fā)現(xiàn)第117號元素X，它的原子結(jié)構(gòu)與鹵族元素相似，電子排布有7個電子層，且最外層有7個電子。下列敘述中正確的是 ()A．此X元素的氣態(tài)氫化物的化學式為HX，在常溫下很穩(wěn)定B．其單質(zhì)帶有金屬光澤，具有強氧化性，可與KI發(fā)生置換反應生成I2C．其單質(zhì)的分子式為X2，易溶于有機溶劑D．AgX是一種有色的易溶于水的化合物答案C解析因為此X顯－1價，所以X元素的氣態(tài)氫化物的化學式為HX，但由于X的非金屬性很弱，所以HX在常溫下很不穩(wěn)定，A錯誤；X單質(zhì)氧化性比碘弱。不可與KI發(fā)生置換反應，B錯誤；類比Br2、I2等，C正確；類比AgCl、AgBr等，D錯誤。題組3鹵素互化物的性質(zhì)8．溴化碘(IBr)的化學性質(zhì)很像鹵素的單質(zhì)，它能與大多數(shù)金屬、非金屬化合生成鹵化物，它也能與水發(fā)生以下反應：IBr＋H2O=HBr＋HIO，下列有關IBr的敘述中，不正確的是 ()A．在很多反應中IBr是強氧化劑B．IBr與水反應時既作氧化劑，又作還原劑C．IBr與AgNO3溶液反應會生成AgBr沉淀D．IBr與NaOH溶液反應時，生成NaBr和NaIO答案B解析此題是一道信息題，題中給出了三點信息：(1)溴化碘(IBr)暗示Br呈－1價，I呈＋1價；(2)IBr性質(zhì)與鹵素相似；(3)IBr與水反應生成HIO和HBr。由(2)可知，IBr是一種強氧化劑。分析IBr中各元素的化合價，確定碘為＋1價，溴為－1價。再結(jié)合(3)，可知IBr與水的反應不是氧化還原反應，而是復分解反應。因此，A、C、D正確，B不正確。題組4位、構(gòu)、性關系考查9．已知元素aA、bB、cC、dD、eE的原子的結(jié)構(gòu)示意圖分別為：請回答下列問題：(1)屬于同周期的元素是__________(填元素符號，下同)，屬于同主族的元素__________。(2)金屬性最強的元素是__________，非金屬性最強的元素是__________。(3)上述元素中最高價氧化物對應的水化物堿性最強的是__________。答案(1)Na、Al、ClF、Cl、Br(2)NaF(3)NaOH解析(1)弄清原子結(jié)構(gòu)示意圖與元素在周期表中的位置關系，即電子層數(shù)與周期數(shù)相等，所以A、B、C同周期。主族的族序數(shù)與最外層電子數(shù)相等，所以B、D、E同主族。(2)同周期從左到右金屬性減弱，非金屬性增強；同主族從上到下金屬性增強，非金屬性減弱。所以Na的金屬性最強，F(xiàn)的非金屬性最強。(3)金屬性越強，最高價氧化物對應的水化物堿性越強。10．下表為元素周期表的一部分。族周期ⅠAⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA一①二②③④⑤⑥三⑦⑧⑨⑩四???(1)表中元素________的非金屬性最強；元素________的金屬性最強；元素________的單質(zhì)室溫下呈液態(tài)(填寫元素符號)；(2)表中元素⑦的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___________________________________；(3)表中元素⑥⑩氫化物的穩(wěn)定性順序為_______＞______(填寫化學式，下同)；(4)表中元素⑩和?最高價氧化物對應水化物的酸性：________＞________。(5)表中元素②和⑦最高價氧化物對應水化物的堿性________＞________。答案(1)FKBr(2)eq\a\vs4\al()(3)HFHCl(4)HClO4HBrO4(5)NaOHLiOH[能力提升題]11．最新報道，我國科學家通過與多個國家進行科技合作，成功研發(fā)出銫(Cs)原子噴泉鐘，使我國時間頻率基準的精度從30萬年不差1秒提高到600萬年不差1秒，標志著我國時間頻率基準研究進入世界先進行列。已知銫位于元素周期表中第六周期第ⅠA族，根據(jù)銫在元素周期表中的位置，推斷下列內(nèi)容：(1)銫的原子核外共有________層電子，最外層電子數(shù)為________，銫的原子序數(shù)為________。(2)銫單質(zhì)與水劇烈反應，放出________色氣體，同時使紫色石蕊試液顯________色，因為____________________(寫出化學方程式)。(3)預測銫單質(zhì)的還原性比鈉單質(zhì)的還原性________(填“弱”或“強”)。答案(1)6155(2)無藍2Cs＋2H2O=2CsOH＋H2↑(3)強解析根據(jù)原子核外電子排布規(guī)律，結(jié)合銫在元素周期表中的位置知：銫原子核外電子分六層排布，分別是2、8、18、18、8、1，原子序數(shù)是55，最外層只有1個電子。銫與鈉同主族，具有極強的金屬性。與水反應生成氫氣和氫氧化銫：2Cs＋2H2O=2CsOH＋H2↑，氫氧化銫是強堿，使紫色石蕊試液變藍色。12．在硬質(zhì)玻璃管中的A、B、C處依次放有浸有KBr溶液、KI溶液、淀粉溶液的3個棉球(如圖所示)。由左端導入氯氣，在B處加熱，可觀察到A處棉球呈________色，B處棉球呈現(xiàn)________色，C處棉球呈________色。將試管冷卻后，在B、C之間的玻璃壁上有________色的________，這是因為_______________。答案紅棕紫紅藍紫黑固體碘蒸氣遇冷凝結(jié)為固體解析本題主要考查了Cl2、Br2、I2的氧化性及其特征。解答此題要清楚：氧化性Cl2>Br2>I2；Cl2、Br2、I2顏色；Br2易揮發(fā)，I2易升華且遇淀粉變藍等。13．某學生在做元素性質(zhì)與原子結(jié)構(gòu)關系的實驗時，設計了一套實驗方案，并記錄了有關的實驗現(xiàn)象。請幫助該學生整理并完成實驗報告。(1)實驗目的探究同一主族元素性質(zhì)的遞變規(guī)律。(2)實驗用品儀器：試管、膠頭滴管藥品：新制氯水、新制溴水、溴化鈉溶液、碘化鈉溶液、四氯化碳(3)實驗內(nèi)容(在下表橫線中填寫相關內(nèi)容)序號實驗方案實驗現(xiàn)象①向盛有少量溴化鈉溶液的試管中滴加少量新制氯水，振蕩，再加入少量四氯化碳，振蕩后靜置液體分為兩層，下層呈________色②向盛有少量碘化鈉溶液的試管中滴加少量新制溴水，振蕩，再加入少量四氯化碳，振蕩后靜置液體分為兩層，下層呈________色(4)實驗結(jié)論：___________________________________________________。(5)問題和討論①上述兩個實驗中發(fā)生反應的離子方程式分別為________________、__________________。②由于氟單質(zhì)過于活潑，所以很難設計出一個簡單的實驗來驗證其氧化性的強弱。試列舉兩項事實說明氟的非金屬性比氯的強：______________、______________。答案(3)①橙紅②紫紅(4)同主族元素從上到下，元素原子的得電子能力逐漸減弱(5)①Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－2I－＋Br2=2Br－＋I2②HF的穩(wěn)定性比HCl的強F2能置換出水中的氧，而Cl2不能置換出水中的氧(其他合理答案也可)解析向溴化鈉溶液中加入新制氯水，發(fā)生反應：Cl2＋2Br－=Br2＋2Cl－，證明氧化性：Cl2＞Br2；再加入四氯化碳后，振蕩靜置，溶液分層，上層近無色，下層呈橙紅色。向碘化鈉溶液中加入新制溴水，發(fā)生反應：Br2＋2I－=I2＋2Br－，證明氧化性：Br2＞I2；再加入四氯化碳后，振蕩靜置，溶液分層，上層近無色，下層呈紫紅色。兩個實驗說明：同主族元素從上到下，元素原子的得電子能力逐漸減弱。

第3課時核素[目標導航]1.了解質(zhì)量數(shù)和eq\o\al(A,Z)X的含義。2.了解核素、同位素的概念、并了解同位素的重要作用。3.了解原子的結(jié)構(gòu)以及各種微粒數(shù)的關系。一、原子的構(gòu)成質(zhì)量數(shù)1．原子的構(gòu)成及表示方法(1)構(gòu)成原子(eq\o\al(A,Z)X)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子（帶正電）,中子（不帶電）)),核外電子（帶負電）))(2)表示方法eq\o\al(A,Z)X表示一個質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的X原子，如eq\o\al(16,8)O表示一個質(zhì)量數(shù)為16，質(zhì)子數(shù)為8的氧原子。2．質(zhì)量數(shù)由于原子的質(zhì)量集中在原子核上，把質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量分別取其近似整數(shù)值1，如果忽略電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量的近似整數(shù)值相加，所得的數(shù)值叫做質(zhì)量數(shù)，符號為A。質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)點撥原子或離子中各微粒間的數(shù)目關系①原子的質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝原子序數(shù)＝核外電子數(shù)；②陽離子所帶電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－核外電子數(shù)；陰離子所帶電荷數(shù)＝核外電子數(shù)－質(zhì)子數(shù)；③質(zhì)子數(shù)(Z)＝陽離子的核外電子數(shù)＋陽離子所帶的電荷數(shù)；④質(zhì)子數(shù)(Z)＝陰離子的核外電子數(shù)－陰離子所帶的電荷數(shù)。【議一議】1．判斷下列說法是否正確(1)所有原子都由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成。()(2)原子的種類大于元素的種類。()(3)某種氯原子的中子數(shù)是18，則其質(zhì)量數(shù)是35，核外電子數(shù)是17。()答案(1)×(2)√(3)√二、核素同位素1．核素把具有一定數(shù)目的質(zhì)子和一定數(shù)目的中子的一種原子叫做核素。如12C、13C、14C就是碳元素的三種不同核素。2．同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。即同一元素的不同核素之間互為同位素，如1H、2H、3H三種核素均是氫元素的同位素。3．同位素的兩個特征(1)同一種元素的各種同位素的化學性質(zhì)幾乎完全相同；(2)在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，同位素相互之間保持一定的比率，即各種同位素所占的原子個數(shù)百分比是相同的。4．同位素的用途(1)eq\o\al(14,6)C在考古工作中用于測定文物的年代；(2)eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H用于制造氫彈；(3)利用放射性同位素釋放的射線育種、治療癌癥和腫瘤等。警示(1)同位素中“同位”指幾種核素的質(zhì)子數(shù)相同，在元素周期表中占據(jù)同一個位置。同位素屬于同一種元素，但不是同種原子。例如：eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是三種不同的原子，但都是氫元素。(2)同種元素可以有多種不同的同位素原子，所以元素的種類數(shù)遠小于原子的種類數(shù)?！咀h一議】2．(1)eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N的質(zhì)量數(shù)相等，是否互為同位素？(2)核素種類與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和質(zhì)量數(shù)有何關系？答案(1)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。eq\o\al(14,6)C與eq\o\al(14,7)N的質(zhì)量數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)分別為6和7，屬于不同的元素，故不是同位素。(2)核素是具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子，因此核素種類由質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)共同決定。質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，故不同的核素也可能具有相同的質(zhì)量數(shù)，如eq\o\al(14,6)C和eq\o\al(14,7)N，故核素種類與質(zhì)量數(shù)無直接關系。一、元素、核素、同位素、同素異形體的區(qū)別和聯(lián)系【例1】下列說法錯誤的是()A.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2是氫元素的四種不同粒子B.eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、石墨和金剛石均為同素異形體C.eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是不同的核素D．12C和14C互為同位素，物理性質(zhì)不同，但化學性質(zhì)幾乎完全相同答案B解析元素的存在形式有游離態(tài)和化合態(tài)兩種，A項中的四種微粒是氫元素的四種不同粒子，eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是質(zhì)子數(shù)均為1，中子數(shù)不等的不同的氫原子，它們是不同的核素；12C和14C由于其質(zhì)子數(shù)均為6，而中子數(shù)分別為6和8，故它們互為同位素，同理，eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca互為同位素其物理性質(zhì)不同但化學性質(zhì)幾乎完全相同；金剛石與石墨是由碳元素組成的不同的單質(zhì)，它們互為同素異形體。要點歸納1．區(qū)別名稱內(nèi)容項目元素核素同位素同素異形體本質(zhì)質(zhì)子數(shù)相同的一類原子的總稱質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素同種元素形成的不同單質(zhì)范疇同類原子原子原子單質(zhì)特性只有種類，沒有個數(shù)化學反應中的最小微?；瘜W性質(zhì)幾乎完全相同元素相同、性質(zhì)不同決定因素質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)組成元素、結(jié)構(gòu)舉例H、C、O三種元素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H三種核素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H互稱同位素O2與O3互為同素異形體2.聯(lián)系特別提醒(1)在辨析核素和同素異形體時，通常只根據(jù)二者研究范疇不同即可作出判斷。(2)同種元素可以有多種不同的同位素原子，所以元素的種類數(shù)目遠少于原子種類的數(shù)目。(3)自然界中，元素的各種同位素的含量基本保持不變。變式訓練1下列互為同位素的是()A．H2D2B．14N14CC．16O17OD．金剛石石墨答案C解析同位素是指原子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素的互稱，只有C項符合。二、原子的相對原子質(zhì)量與元素的相對原子質(zhì)量的區(qū)別【例2】我國著名化學家張青蓮教授測定的銻元素的相對原子質(zhì)量為127.760，被國際原子量委員會采用為國際新標準。已知銻有兩種以上天然同位素，則127.760是()A．按照銻的各種天然同位素的質(zhì)量數(shù)與這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值B．按照銻的各種天然同位素的相對原子質(zhì)量與這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值C．一個銻原子的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值D．銻元素的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值答案B解析元素的相對原子質(zhì)量是根據(jù)各種天然同位素的相對原子質(zhì)量和這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值。要點歸納1．原子的相對原子質(zhì)量(1)含義原子的相對原子質(zhì)量是該同位素的一個原子的質(zhì)量與12C質(zhì)量的eq\f(1,12)的比值。(2)計算公式原子的相對原子質(zhì)量＝eq\f(一個該原子的質(zhì)量,一個12C原子質(zhì)量×\f(1,12))(3)常用關系原子的近似相對原子質(zhì)量＝質(zhì)量數(shù)2．元素的相對原子質(zhì)量(1)元素的平均相對原子質(zhì)量①含義：根據(jù)各種核素的相對原子質(zhì)量和它們在原子總數(shù)中所占的組成分數(shù)計算的平均值。②計算公式Meq\o(r,\s\up6(－))＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋……其中A、B、C分別為各同位素的相對原子質(zhì)量：a%、b%、c%分別為自然界中各同位素所占的原子的含量或原子個數(shù)的組成分數(shù)，Meq\o(r,\s\up6(－))是元素的平均相對原子質(zhì)量。③實例如氧有三種天然同位素，它們的同位素原子的相對原子質(zhì)量和各同位素原子含量(即原子個數(shù)百分比)的數(shù)據(jù)分別為：eq\o\al(16,8)O15.99599.759%eq\o\al(17,8)O16.9990.037%eq\o\al(18,8)O17.9990.204%則氧元素的相對原子質(zhì)量為：Meq\o(r,\s\up6(－))＝15.995×99.759%＋16.999×0.037%＋17.999×0.204%＝15.999。(2)元素的近似相對原子質(zhì)量可根據(jù)各種核素(同位素)的質(zhì)量數(shù)按上法計算。特別提醒①元素周期表中的相對原子質(zhì)量是指元素的平均相對原子質(zhì)量，而不是該元素的某種核素的相對原子質(zhì)量。②已知某元素的一種核素的相對原子質(zhì)量無法求解該元素的平均相對原子質(zhì)量。變式訓練2氧元素有三種核素16O、17O、18O，它們在自然界中所占的原子個數(shù)百分比分別為a%、b%、c%，則下列說法正確的是()A．一個16O原子的質(zhì)量為16gB．17O的相對原子質(zhì)量約為17C．氧元素的相對原子質(zhì)量為eq\f(16＋17＋18,3)D．氧元素的相對原子質(zhì)量為(16a%＋17b%＋18c%)答案B解析1mol16O原子的質(zhì)量近似等于16g，A項錯誤；某一核素原子的相對原子質(zhì)量在數(shù)值上近似等于其質(zhì)量數(shù)，所以B項正確；氧元素的相對原子質(zhì)量為16O、17O、18O的相對原子質(zhì)量的平均值，而“16a%＋17b%＋18c%”是氧元素的近似相對原子質(zhì)量，C、D兩項錯誤。1．下列有關鈀原子(eq\o\al(106,46)Pd)的說法錯誤的是 ()A．原子序數(shù)為46 B．質(zhì)子數(shù)為46C．電子數(shù)為46 D．中子數(shù)為46答案D解析由eq\o\al(106,46)Pd可知，鈀的原子序數(shù)為46，核外電子數(shù)＝原子序數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝46；核內(nèi)中子數(shù)為106－46＝60，D選項錯誤。2．有六種微粒，它們分別是eq\o\al(40,19)M、eq\o\al(40,20)N、eq\o\al(40,18)X、eq\o\al(40,19)Q＋、eq\o\al(40,20)Y2＋、eq\o\al(40,17)Z－，它們所屬元素的種類為 ()A．3種 B．4種 C．5種 D．6種答案B解析質(zhì)子數(shù)決定元素的種類，eq\o\al(40,19)M、eq\o\al(40,19)Q＋是K元素形成的微粒，eq\o\al(40,20)N、eq\o\al(40,20)Y2＋表示Ca元素形成的微粒；eq\o\al(40,18)X表示Ar原子，eq\o\al(40,17)Z－表示Cl－。3．醫(yī)學界通過用放射性14C標記的C60，發(fā)現(xiàn)C60的羧酸衍生物在特定條件下可斷裂DNA殺死細胞，抑制艾滋病。關于14C的下列說法中正確的是()A．14C原子與C60中普通碳原子的化學性質(zhì)不同B．14C原子與14N原子所含中子數(shù)相同C．是C60的同素異形體D．與12C、13C是碳元素的三種同位素答案D解析C60中普通的碳原子為12C，12C、13C、14C互為同位素，它們的化學性質(zhì)幾乎完全相同，故A選項錯誤，D選項正確；14C中含有8個中子，14N中含有7個中子，B選項錯誤；14C是一種核素，C60是碳元素的一種單質(zhì)，二者不是同素異形體，C選項錯誤。4．氯元素在自然界有35Cl和37Cl兩種同位素，在計算式34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.453中 ()A．75.77%表示35Cl的質(zhì)量分數(shù)B．24.23%表示35Cl的豐度C．35.453表示氯元素的相對原子質(zhì)量D．36.966表示37Cl的質(zhì)量數(shù)答案C解析元素的相對原子質(zhì)量是按該元素的各種天然同位素的相對原子質(zhì)量和所占的豐度計算出的平均值。本題中34.969、36.966表示兩種核素的相對原子質(zhì)量，75.77%表示35Cl的豐度，24.23%表示37Cl的豐度。5．在eq\o\al(6,3)Li、eq\o\al(14,7)N、eq\o\al(23,11)Na、eq\o\al(24,12)Mg、eq\o\al(7,3)Li、eq\o\al(14,6)C中：(1)________和________互為同位素。(2)________和________質(zhì)量數(shù)相等，但不能互稱同位素。(3)________和________的中子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不相等，所以不是同一種元素。答案(1)eq\o\al(6,3)Lieq\o\al(7,3)Li(2)eq\o\al(14,7)Neq\o\al(14,6)C(3)eq\o\al(23,11)Naeq\o\al(24,12)Mg解析質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素，故eq\o\al(6,3)Li與eq\o\al(7,3)Li互為同位素；eq\o\al(14,7)N與eq\o\al(14,6)C質(zhì)量數(shù)相等，但因質(zhì)子數(shù)不同，不能互稱同位素；eq\o\al(23,11)Na和eq\o\al(24,12)Mg的中子數(shù)均是12，但質(zhì)子數(shù)不相等，所以不是同一種元素。[經(jīng)典基礎題]題組1同位素及其性質(zhì)1．簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示：其中“eq\a\vs4\al(?)”表示質(zhì)子或電子，“eq\a\vs4\al()”表示中子，則下列有關①②③的敘述正確的是 ()A．①②③互為同素異形體B．①②③互為同位素C．①②③是三種化學性質(zhì)不同的粒子D．①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)答案B解析由題圖可知三個原子的質(zhì)子數(shù)、核外電子數(shù)相同，而中子數(shù)不同，所以應為同位素，同位素的化學性質(zhì)相同。2．下列各組中屬于同位素關系的是 ()A．金剛石與石墨 B．T2O與H2OC．40K與39K D．16O與16O2－答案C解析A中金剛石與石墨都是碳元素形成的不同的單質(zhì)，屬于同素異形體；B中T2O與H2O是化合物；D中16O2－是離子，16O與16O2－的關系為同一種元素形成的不同的微粒。故只有C正確。3．據(jù)科學家預測，月球的土壤中吸附著數(shù)百萬噸的eq\o\al(3,2)He，每百噸eq\o\al(3,2)He核聚變所釋放出的能量相當于目前人類一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以eq\o\al(4,2)He的形式存在。下列說法正確的是 ()A.eq\o\al(4,2)He原子核內(nèi)含有4個質(zhì)子B.eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互為同位素C.eq\o\al(3,2)He原子核內(nèi)含有3個中子D.eq\o\al(4,2)He的最外層電子數(shù)為2，所以eq\o\al(4,2)He具有較強的金屬性答案B解析本題的解題關鍵在于熟悉原子的表示符號eq\o\al(A,Z)X，A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示質(zhì)子數(shù)，所以可判斷A、C錯誤；又eq\o\al(4,2)He的最外層電子數(shù)為2，雖然少于8個，但屬于穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，因此D選項錯誤。4．下列關于12C和13C說法正確的是 ()A．兩者互為同位素 B．兩者屬于不同的元素C．兩者屬于同一種核素 D．兩者互為同素異形體答案A5．有關H、D、T、HD、H2、D＋、H－這七種微粒的說法正確的是 ()A．互為同位素 B．是七種氫元素C．電子數(shù)相同 D．HD和H2均是單質(zhì)答案D6．下列說法正確的是 ()A．同一元素各核素的質(zhì)量數(shù)不同，但它們的化學性質(zhì)幾乎完全相同B．任何元素的原子都是由核外電子和核內(nèi)中子、質(zhì)子構(gòu)成的C．鈉原子失去一個電子后，它的電子數(shù)與氖原子相同，所以變成氖原子D.eq\o\al(40,18)Ar、eq\o\al(40,19)K、eq\o\al(40,20)Ca的質(zhì)量數(shù)相同，所以它們互為同位素答案A解析元素的化學性質(zhì)是由其核外電子排布決定的，故同一元素各核素的化學性質(zhì)幾乎完全相同；一般來說，元素的原子都是由核外電子和核內(nèi)中子、質(zhì)子構(gòu)成的，但也有特殊情況，如eq\o\al(1,1)H；鈉原子失去一個電子后，它的核外電子數(shù)雖與氖原子相同，但質(zhì)子數(shù)仍為11，與氖原子不同；同位素是指質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一元素的不同原子的互稱。7.eq\o\al(131,53)I是常規(guī)核裂變產(chǎn)物之一，可以通過測定大氣或水中eq\o\al(131,53)I的含量變化來檢測核電站是否發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏。下列有關eq\o\al(131,53)I的敘述中錯誤的是()A.eq\o\al(131,53)I的化學性質(zhì)與eq\o\al(127,53)I基本相同B.eq\o\al(131,53)I的原子序數(shù)為53C.eq\o\al(131,53)I的原子核外電子數(shù)為78D.eq\o\al(131,53)I的原子核內(nèi)中子數(shù)多于質(zhì)子數(shù)答案C解析同位素的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子排布相同，因而化學性質(zhì)幾乎完全相同，A正確；eq\o\al(131,53)I的質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＝53，故B項正確，C項錯誤；中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)＝131－53＝78>53，D項正確。題組2原子組成及其關系的判斷8．已知R2＋核內(nèi)共有N個中子，R的質(zhì)量數(shù)為A，確定mgR2＋中含有電子的物質(zhì)的量為 ()A.eq\f(m（A－N）,A)mol B.eq\f(m（A－N＋2）,A)molC.eq\f(m（A－N－2）,A)mol D.eq\f(m（A＋N－2）,A)mol答案C解析R2＋核外電子數(shù)為(A－N－2)，mgR2＋的物質(zhì)的量為eq\f(mg,Ag·mol－1)＝eq\f(m,A)mol，mgR2＋中含有電子的物質(zhì)的量為eq\f(m,A)(A－N－2)mol。9．(1)A元素原子的核電荷數(shù)為8，其原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為________，該元素原子的二價陰離子中，核外電子數(shù)為________，中子數(shù)是9的核素表示為________。(2)B元素原子的一價陽離子的核外有18個電子，質(zhì)量數(shù)為40，該元素原子的原子核內(nèi)中子數(shù)為________。(3)A、B形成1∶1型化合物的相對分子質(zhì)量是________。答案(1)810eq\o\al(17,8)O(2)21(3)114解析(1)核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)，陰離子的核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋所帶電荷數(shù)＝10，中子數(shù)是9的核素，質(zhì)量數(shù)是17，可表示為eq\a\vs4\al(eq\o\al(17,8)O)。(2)B元素質(zhì)子數(shù)是18＋1＝19，質(zhì)量數(shù)為40，該元素原子的中子數(shù)為40－19＝21。(3)兩元素形成1∶1型化合物是K2O2，其相對分子質(zhì)量是40×2＋17×2＝114。10．現(xiàn)有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，請回答下列問題：(1)其中，它們分屬________種元素，屬于氫元素的核素有________種，屬于鈾元素的核素有________種?；橥凰氐脑臃謩e為________，________。(2)質(zhì)量數(shù)相等的粒子為________，________(可不填滿，也可補充)。答案(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)40K、40Ca14N、14C1H、1H＋解析本題考查元素、核素、同位素的相互關系，解決本題的關鍵在于理解并能靈活運用所學知識。(1)本題列出的12種粒子分屬H、U、K、Ca、Cl、N、C7種元素，1H和1H＋是同一種核素的不同粒子，1H、2H、3H屬于氫元素的3種不同核素，且互為同位素。234U、235U、238U屬于鈾元素的3種不同核素，也可為同位素；(2)是為“質(zhì)量數(shù)相等的粒子”，而非“質(zhì)量數(shù)相等的原子”，否則：1H和1H＋不為答案。[能力提升題]11．用eq\o\al(A,Z)X表示原子：(1)中性原子的中子數(shù)N＝______。(2)AXn＋共有x個電子，則該陽離子的中子數(shù)N＝________。(3)AXn－共有x個電子，則該陰離子的中子數(shù)N＝________。(4)12C16O2分子中的中子數(shù)N＝________。(5)A2－原子核內(nèi)有x個中子，其質(zhì)量數(shù)為m，則ngA2－所含電子的物質(zhì)的量為________。答案(1)A－Z(2)A－x－n(3)A－x＋n(4)22(5)eq\f(n（m－x＋2）,m)mol解析根據(jù)“質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)”的關系，(1)N＝A－Z；(2)AXn＋共有x個電子，中性原子X的電子數(shù)為x＋n，則N＝A－x－n；(3)AXn－共有x個電子，中性原子X的電子數(shù)為x－n，則N＝A－x＋n；(4)12C16O2分子中的中子數(shù)為6＋8＋8＝22；(5)A2－所含電子數(shù)為m－x＋2，則ngA2－所含電子的物質(zhì)的量為eq\f(n（m－x＋2）,m)mol。12．近年來，科學家通過粒子加速器進行了一周的實驗，獲得了6個非常罕見的eq\o\al(45,26)Fe原子，接著，科學家又使用特制的測量儀器觀測到，這6個原子中有4個發(fā)生了衰變，這一實驗證實了曾經(jīng)預言的雙質(zhì)子衰變方式，即有一個原子同時放出兩個質(zhì)子的衰變方式?；卮鹣铝袉栴}：(1)eq\o\al(45,26)Fe原子的核內(nèi)中子數(shù)為________，該原子的核外電子數(shù)為________。(2)以下關于eq\o\al(45,26)Fe的敘述正確的是________。A.eq\o\al(45,26)Fe與eq\o\al(56,26)Fe是兩種核素B．科學家獲得了一種新元素C.eq\o\al(45,26)Fe的衰變不是化學變化D．這種鐵原子衰變放出兩個質(zhì)子后變成eq\o\al(43,26)Fe(3)某同學認為eq\o\al(45,26)Fe在一定條件下也可與氧氣反應，他的判斷依據(jù)是________________________________________________________________________。答案(1)1926(2)AC(3)eq\o\al(45,26)Fe與eq\o\al(56,26)Fe的核外電子數(shù)相同，化學性質(zhì)幾乎完全相同解析(1)eq\o\al(45,26)Fe的中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)＝45－26＝19，電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝26。(2)eq\o\al(45,26)Fe與eq\o\al(56,26)Fe的質(zhì)子數(shù)相同，屬同一元素Fe元素，但中子數(shù)不同，是兩種不同的核素；Fe元素不是一種新元素，eq\o\al(45,26)Fe衰變放出兩個質(zhì)子后變?yōu)橘|(zhì)子數(shù)為24的新原子，原子核發(fā)生了變