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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
第一课时 原子结构 核外电子排布
基础达标
1．随着自然科学的发展，科学家们依据实验事实，提出了各种假说和原子结构模型，
其中提出“带核原子结构模型”的科学家是（ ）
A．汤姆生 B．波尔
C．卢瑟福 D．道尔顿
【答案】C
【解析】A．汤姆生提出葡萄干面包式原子结构模型，A不符合题意；B．波尔在行星
模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型，B不符合题意；C．卢瑟福通过α
粒子轰击金箔实验提出带核的原子结构模型，C符合题意；D．道尔顿提出实心球原子结
构模型，D不符合题意；故选C。
2.以下有关原子结构的说法中，正确的是（ ）
A．原子核都是由质子和中子构成的
B．原子次外层电子数不一定都是8
C．原子最外层电子数一般不超过4
D．稀有气体元素原子最外层电子数都是8
【答案】B
【解析】A．H原子核中无中子，A错误；B．原子次外层电子数不一定都是8，如第
二周期元素，次外层均为2，B正确；C．原子最外层电子数一般不超过8，C错误；D．稀
有气体He最外层电子数是2，D错误；故选B。
3.下列有关原子核外电子的说法错误的是（ ）
A．每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子
B．电子在核外是分层排布的
C．电子不停地做高速运动
D．离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高
【答案】A
【解析】A．第一个电子层作为最外层时，最多可容纳2个电子，如氦原子，故A错
误；B．电子在原子中处于不同的能量状态，按照能量不同分层排布，故B正确；C．原子核外的电子，在核外不停的作无规则高速移动，故C正确；D．原子核外区域能量可能不
同，距核由近到远，能量由低到高，即离原子核近的电子能量低，离核远的电子能量高，
故D正确；故选A。
4．在离子 Rn- 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 B．A–x
C．A–x-n D．A+x-n
【答案】A
【解析】Rn-离子有x个电子，电荷数为n，阴离子的核外电子数=质子数+电荷数，所
以质子数=核外电子数-电荷数= x- n，中子数=质量数-质子数= A-(x-n)= A-x+n；故选A。
5．下列说法中正确的是（ ）
A．某单核微粒的核外电子排布为 ，则该微粒一定是氩原子
B．最外层只有3个电子的元素一定是金属元素
C． 与HO+具有相同的质子数和电子数
3
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】A．某单核粒子的核外电子排布为 ，由于核电荷数x未知，该微
粒不一定是氩原子，可能为K+、Ca2+、S2-等，A错误；B．原子最外层只有3个电子的元素
不一定是金属元素，可能为硼元素，硼是非金属元素，B错误；C． 与HO+具有相同
3
的质子数11和电子数10，C正确；D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为碳元
素，最外层有4个电子，既难得电子也难失电子，D错误；故选C。
6.中核集团原子能科学研究院团队对嫦娥五号带回的月球土壤样品进行分析研究，精
确测定了40多种化学元素的含量，其中每吨月壤样品中钛的含量是地球土壤含量的六倍
多。如图是钛元素的相关信息，下列说法正确的是（ ）A．钛属于非金属元素 B．钛离子的质子数为22
C．钛离子核外有22个电子 D．钛原子和钛离子属于不同的元素
【答案】B
【解析】A．钛属于金属元素，A错误；B．在元素周期表中，元素名称左上角的数字
表示原子数，原子序数=质子数=核电荷数，原子通过得失电子形成离子，只是核外电子数
发生了改变，质子数不变，故钛离子的质子数为22，B正确；C．钛离子是钛原子失去电
子后形成的，钛离子核外电子数小于22，C错误；D．元素是质子数相同的一类原子的总
称，钛原子和钛离子的质子数相同，属于同种元素，D错误；故答案选B。
7.35S是硫的一种放射性核素，可用作蛋白质代谢研究的示踪剂，还可以协助治疗软骨
肉瘤等。下列有关35S的说法正确的是（ ）
A．K层和M层电子数之和是核内质子数的 B．核外电子数为19
C．中子数为35，质量数为51 D．35S与35Cl互为同位素
【答案】A
【解析】A．已知S是16号元素，其核内有16个质子，K层有2个电子和M层有6个
电子，电子数之和8个是核内质子数的 ，A正确；B．已知S是16号元素，其核内有16
个质子，核外电子数为16，B错误；C．35S中质量数为35，中子数为35-16=19，C错
误；D．质子数相同，而中子数不同的同一元素不同原子互为同位素，故35S与35Cl不互
为同位素，D错误；故答案为：A。
8.下图为多电子原子的电子层模型示意图。有关描述不正确的是（ ）
A．K层电子的能量高于L层 B．核外电子从K层开始填充
C．L层最多能容纳8个电子 D．原子由原子核与核外电子构成
【答案】A【解析】A．原子核外电子在核外排布在能量不连续的电子层中，由里向外能量依次
升高，故K层电子的能量低于L层，A错误；B．原子核外电子排布遵循能量最低原则，
即核外电子总是优先排在离核近的能量低的电子层里，即总是从K层开始填充，B正确；
C．由核外电子排布规律可知，每一层最多排布的电子为2n2个(n为电子层序数)，故第二
层即L层最多能容纳8个电子，C正确；D．原子由原子核与核外电子构成，D正确；故答
案为：A。
9．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
【答案】D
【解析】A．根据2n2原则，第二电子层最多可容纳8个电子，A正确B．最外层最多
可容纳8个电子，次外层最多可容纳18个电子，B正确；C．根据2n2原则，最多可容纳2
个电子的电子层一定是第一电子层，C正确；D．最多可容纳8个电子的电子层不一定是第
二电子层，当第三电子层为最外层时，最多只可容纳8个电子，D错误；故选D。
10．核电荷数为1～18的元素中，下列说法不正确的是（ ）
A．最外层只有1个电子的元素不一定是金属元素
B．最外层有2个电子的元素不一定是金属元素
C．原子核外各层电子数相等的元素一定是金属元素
D．最外层电子数为7的原子，最高正价为+7
【答案】D
【解析】A．H原子最外层只有一个电子，H元素是非金属元素，所以最外层只有1个
电子的元素不一定是金属元素，A正确；B．He原子最外层只有2个电子，He元素属于稀
有气体元素，不是金属元素，B正确；C．核电荷数为1～18的元素中，原子核外各层电子
数相等的元素是Be，Be是金属元素，C正确；D．核电荷数为1～18的元素中，最外层电
子数为7的原子是F和Cl，但F没有正化合价，D错误；答案选D。
能力提升
11．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1H原子组成H X
m分子。在ag H X中所含质子的物质的量是（ ）
m
A． (A—N) mol B． mol
C． (A—N＋m) mol D． (A—N＋m) mol
【答案】C
【解析】由同位素X的原子质量数为A，含N个中子可知，同位素X的质子数为(A—
N)，H X分子的摩尔质量为(A+M)g/mol，含有的质子数为(A—N+m)，则ag H X中所含质
m m
子的物质的量为 ×(A—N+m)= (A—N＋m) mol，故选C。
12．不列说法不正确的是（ ）
A．原子结构模型的演变为：希腊哲学家提出原子概念→道尔顿原子学说→汤姆生葡
萄干面包式→卢瑟福带核原子模型→玻尔原子轨道理论→量子力学
B．质量数是将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值之和
C．在原子结构分层排布中，第三层（M层）容纳电子数最多为18，最少为8
D．在化学反应过程中，原子核不发生变化，但原子外层电子可能发生变化
【答案】C
【解析】A．原子结构模型的演变，是从猜想到理论分析，再到实验探究的过程，所
以原子结构模型的演变为：希腊哲学家提出原子概念→道尔顿原子学说→汤姆生葡萄干面
包式→卢瑟福带核原子模型→玻尔电子轨道理论→量子力学，故A正确；B．质子和中子
的相对质量取整数值，均为1，质量数＝质子数+中子数，即质量数是将原子核内所有的质
子和中子的相对质量取整数值之和，故B正确；C．在原子结构分层排布中，每个电子层
最多容纳2n2电子，则M层(第三层)容纳电子数最多为18，最少为0，故C错误；D．化学
变化中最小的微粒是原子，在化学反应过程中，原子核不发生变化，故D正确；故答案为
C。
13．空间站是一种可以提供多名航天员巡防、长期工作和生活的载人航天器。空间站
补充的一种方式是通过化学反应来生成。电解水可以生成 和 ，其中 可以直接供人类呼吸使用。 在一定条件下与人类呼出的 反应生成 和 ，然后又可以
电解 产生 。这样就可以形成一个循环的反应链。C和O都属于元素周期表第二周期
元素，他们原子结构中相同的是（ ）
A．质子数 B．电子层数
C．核外电子数 D．最外层电子数
【答案】B
【解析】C是6号元素，有6个质子和6个核外电子，最外层电子数是4，O是8号元
素，有8个质子和8个核外电子，最外层电子数是6，C和O都属于元素周期表第2周期元
素，即核外都有2个电子层，所以C和O的质子数、核外电子数和最外层电子数都不同，
只有电子层数相同。故选B。
14．某简单微粒的结构示意图为 ，且x、y均为不大于20的正整数，据此回答
下列问题：
(1)若该微粒一般情况下不与其他元素的原子反应，这种微粒的符号是___________。
(2)若该微粒有很强的氧化性，且只需得到一个电子就能达到稳定结构，这种微粒的结
构示意图为__________________________。
(3)若该微粒为正一价阳离子，且对应的碱为可溶性强碱，则x=_______，y=_______。
(4)当x-y=10时，该粒子为_____________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(5)当y=8时，粒子可能为(填粒子符号)______、______、______、______、_______。
【答案】Ar 19 8 原子 Ar Cl- S2- K+ Ca2+
【解析】根据核外电子排布规律及元素性质分析元素的种类，根据核电荷与核外电子
数目相对大小分析微粒的种类。
(1) 依据题目所给的结构示意图可知，若微粒性质稳定，则为稀有气体Ar，故答案
为：Ar；
(2) 若该微粒有很强的氧化性，且只需得到一个电子就能达到稳定结构，则该微粒是最外层电子数为7的氯原子，原子结构示意图为： ；故答案为： ；
(3) 若该微粒为正一价阳离子，且对应的碱为可溶性强碱，则该微粒是K＋，其原子核
内有19个质子，其离子最外层电子数为8，故答案为：19；8；
(4) 当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核内质子数等于核外电子数，所以该粒子应为原
子，故答案为：原子；
(5) 当y＝8时，应为18个电子的粒子，可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙
离子等，故答案为：Ar；Cl-；S2-；K+；Ca2+。
直击高考
15.牛奶中含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素和矿物质(富含钙、磷、钾、硫、镁、钠
等常量元素)。随着原子序数的递增，其组成元素中部分短周期元素的原子半径相对大小、
最高正化合价或最低负化合价的变化如图所示。牛奶中的钠可以维持人体内的酸碱平衡。
下列有关钠元素及其化合物的表示不正确的是（ ）
A．钠原子的结构示意图： B．质子数为11、中子数为12的钠原子：
C． 的电子式： D．NaCl的电离方程式：
【答案】A
【解析】A．钠原子核外有11个电子，其结构示意图： ，A表示错误；B．质子数为11、中子数为12，则质量数为23，钠原子： ，B表示正确；C．Na+的
核外有10个电子，则最外层满足8个稳定结构，则电子式：Na+，C表示正确；D．NaCl
为强电解质，完全电离，电离方程式：NaCl=Na++Cl-，D表示正确；答案为A。
16．现有部分元素的原子结构特点如表：
X L层电子数是K层电子数的3倍
Y 核外电子层数等于原子序数
Z L层电子数是K层和M层电子数之和
W 最外层电子数是次外层电子数的2.5倍
(1)画出W原子结构示意图________。
(2)元素X与元素Z相比，非金属性较强的是________(填元素名称)，写出一个能表示
X、Z非金属性强弱关系的化学方程式：_____________________。
(3)X、Y、Z、W四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化
学式为________。
(4)元素 X 和元素 Y 以原子个数比 1∶1 化合形成的化合物 Q，写出 Q 的电子式：
________。元素W和元素Y化合形成的化合物M，Q和M的电子总数相等。以M为燃
料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的、且在自然界中稳定存在的物质，写
出该反应的化学方程式：_________________________________________________。
【答案】 (1) (2)氧 2HS＋O===2H O＋2S↓ (3)NH HSO
2 2 2 4 4
(4) NH＋2HO=====N＋4HO
2 4 2 2 2 2
【解析】X元素的L层电子数是K层电子数的3倍，根据核外电子排布的规律，推出
X为O，Y元素核外电子层数等于原子序数，推出Y为H，Z元素L层电子数是K层和M
层电子数之和，推出Z为S，W元素最外层电子数是次外层电子数的 2.5倍，推出W为
N。(2)X 为 O，Z 为 S，比较两者的非金属性，一般通过置换反应进行比较，2HS＋
2
O===2H O＋2S↓，氧气的氧化性强于S，即O的非金属性强于S。(3)这四种元素组成化合
2 2
物是离子化合物，该化合物为铵盐，水溶液显酸性，应是酸式盐，即化学式为NH HSO 。
4 4
(4)X和Y以原子个数比为1∶1化合形成的化合物是HO ，其电子式为 ；
2 2HO 的电子总数为18，M化合物是由N和H组成的18电子微粒，即为NH ，生成无毒物
2 2 2 4
质，即N转化成N，H转化成HO，即化学方程式为NH＋2HO=====N＋4HO。
2 2 2 4 2 2 2 2
