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第四章 物質結構元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
高中化學人教版必修第一冊
必備知識
知識點1 原子結構
例1-1 2017年5月，中國科學院、國家語言文字工作委員會、全國科學技術名詞審定
委員會聯合向社會正式發布115號元素的中文名稱為鏌。 原子內中子數與
質子數之差是( )
C
A.173 B.115 C.58 D.288
【解析】原子核內質子數為115，根據質量數質子數 中子數，中子數
，原子內中子數與質子數之差為 。
例1-2 (2024福建廈門、泉州五校聯考)在中，共有個核外電子， 原子的質量
數為，則 原子核內含有的中子數是( )
B
A. B. C. D.
【解析】陰離子的核外電子總數質子總數陰離子所帶的電荷數，則 的核外
電子總數的質子數，故的質子數, 的中子數為
,故選B。
例1-3 下列說法正確的是( )
C
A.電子在原子核外空間高速運動且能量都相等
B.兩種微粒的核外電子排布相同，則一定屬于同種元素
C.最外層電子數是次外層電子數3倍的原子是氧原子
D.最外層電子數為8的結構是穩定結構，其他結構都不穩定
【解析】A項：在多電子原子中，電子的能量不同（×）。
B項：如和 ，核外都有10個電子，核外電子排布相同，但它們屬于不同種元
素（×）。
C項：最外層電子數最多為8，故最外層電子數是次外層電子數3倍的原子，只有2個
電子層，次外層即 層有2個電子，則其最外層有6個電子，為氧原子（√）。
D項：最外層為 層時，2個電子即達到穩定結構。（×）
例1-4 核電荷數小于18的某元素，其原子核外電子層數為 ，最外層電子數為
。下列有關元素 的說法不正確的是( )
C
A.元素的原子核內質子數可能為
B.元素 形成的單質既能作氧化劑又能作還原劑
C.元素形成的簡單離子，各電子層的電子數均達到表示電子層數
D.由元素 形成的某些化合物可能具有殺菌、消毒作用
【解析】根據核外電子排布規律，結合核電荷數小于18分析如下：
電子層數 最外層電子數 結論 質子數
1 3 不符合核外電子排布規律 —
2 5 為 7
3 7 為 17
A項：、的質子數均符合 。
B項：氮元素、氯元素的化合價均有正價和負價，故和 既能作氧化劑又能作還
原劑（√）。
C項：若為，則的最外層電子數為8，不是 。
D項：形成的化合物 可用于殺菌、消毒（√）。
例1-5 (河北石家莊二中月考)下列說法正確的是( )
B
A.在多電子原子里，能量高的電子通常在離核較近的區域內運動
B. 層上運動的電子的能量最低
C.某原子層電子數為 層電子數的4倍
D.氧原子的核電荷數與最外層電子數相等
【解析】A項：在多電子原子里，能量高的電子通常在離核較遠的區域內運動（×）。
B項： 層離核最近，其上運動的電子的能量最低（√）。
C項：當層上排有電子時，層上一定排滿了8個電子，則層上有32個電子，而
層最多只能容納18個電子 （×）。
D項：由氧原子的結構示意圖 可知，氧原子的核電荷數與最外層電子數不相
等（×）。
例1-6 已知、、均為原子序數小于18的元素，其中、 原子核外均有三個電子層，
且最外層電子數依次增大，與 具有相同的電子層結構。下列說法正確的是
( )
D
A. 的結構示意圖為
B. 與氧元素形成的化合物只可能有一種
C.、、的原子序數大小關系為
D.、 均能與鹽酸反應
【解析】由和的原子序數均小于18、原子核外有三個電子層、與 具有相同
的電子層結構,可推斷出為，為，由、 原子核外均有三個電子層，且最外層
電子數依次增大，可推斷出為或。的結構示意圖為 ，A項錯誤；若
為，與可以形成、，B項錯誤；、、 的原子序數大小關系為
，C項錯誤；或、 均能與鹽酸反應，D項正確。
例1-7 (江西贛州期末改編)下列說法正確的是( )
C
A.某單核微粒的結構示意圖為 ，則該微粒一定是氬原子
B.原子核外最外層只有2個電子的元素一定是金屬元素
C.與 具有相同的質子數和電子數
D.最外層電子數是次外層電子數2倍的元素原子容易失去電子成為陽離子
【解析】A項：核電荷數未知，該單核微粒不一定是氬原子，可能為、 、
等（×）。
B項：原子核外最外層只有2個電子的元素可能為、、 等，不一定是金屬元
素（×）。
C項：與的質子數均為11，電子數均為 。
D項：最外層電子數是次外層電子數2倍的元素為碳元素，其原子核外最外層有4個
電子，既難得到電子又難失去電子（×）。
例1-8 (2024江蘇揚州江都區期中)已知、、、四種元素中， 是宇宙中最豐富的
元素;元素原子最外層電子數是內層電子總數的2倍； 元素原子最外層電子數比次
外層電子數多4；元素原子最外層有1個電子，其陽離子與 的簡單陰離子的核外電
子總數相同。請完成下列問題：
（1）元素的原子結構示意圖為 _ _________；由、 元素形成的10電子微粒可能
是 ______________________________（寫兩個）。
、、（任寫2個）
（2）含、、、 四種元素的化合物屬于___（填標號）。
.酸 .鈉鹽 .酸式鹽
.碳酸鹽 .堿
（3）化合物與 反應的化學方程式為 __________________________________
____。
【解析】圖示析題·思路具象化
知識點2 元素周期表
例2-9 (山東濟南一中月考)國際純粹與應用化學聯合會 在1989年作出決定：
把周期表原先的主、副族取消，從左向右按原順序編為18列，如第ⅠA族為第1列，稀
有氣體為第18列。按這個規定，下列說法正確的是( )
C
A.每一列都有非金屬元素
B.第18列元素的原子最外層均有8個電子
C.第3列所含元素種類最多
D.只有第2列元素的原子最外層有 2個電子
【解析】元素周期表的第2列到第12列都是金屬元素，A項錯誤；第18列的氦原子的
最外層有2個電子，B項錯誤；第3列包含了鑭系和錒系元素，所以該列元素的種類最
多，C項正確；除第2列元素外， 及過渡元素中的大多數元素原子的最外層電子數
也是2，D項錯誤。
例2-10 下列有關元素周期表的說法錯誤的是( )
D
A.主族元素原子的最外層電子數等于該元素所在族的族序數
B.第ⅡA族與第ⅢA族之間隔著10個縱列
C.族序數等于周期序數的短周期元素可能為非金屬元素
D.元素的簡單離子的核外電子層數等于其所在周期的序數
【解析】A項：主族元素原子的最外層電子數等于該元素所在族的族序數（√）。
B項：第ⅡA族、第ⅢA族分別位于元素周期表的第2列和第13列，即第ⅡA族與第ⅢA
族之間隔著10個縱列（第 列）（√）。
C項：族序數等于周期序數的短周期元素有、、 。
D項：簡單陰離子的核外電子層數等于元素所在周期的序數，但簡單陽離子的核外
電子層數等于元素所在周期的上一周期的序數（×）。
例2-11 下列各表中的數字代表的是原子序數，表中數字所表示的元素與它們在元素
周期表中的實際位置相符的是( )
A
A. B. C. D.
【解析】B項：4號元素位于第ⅡA族，5號元素位于第ⅢA族，第ⅡA族和第ⅢA族位
置上不相鄰，它們之間隔著10個縱列，因此4號元素和5號元素位置上不相鄰（×）。
C項：第一周期和第二周期、第二周期和第三周期同主族元素原子序數分別相差2、8，
則1號元素下面是3號元素，3號元素下面是11號元素；另外，1號元素和2號元素之間
間隔16個空格（×）。
D項：第三周期和第四周期同主族元素原子序數相差18，則35號元素應在17號元素
下面（×）。
例2-12 結合元素周期表回答下列問題：
（1）下圖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。
【答案】
【解析】根據元素周期表結構，第一周期有2種元素，分別位于第1列和第18列，第
二、三周期各有8種元素，分別位于第1、2、 列，余下的4個周期均為長周期，
均包含了全部的18列，補全實線見答案。
（2）周期表中所列元素 ，屬于短周期元素的有___種，屬于主族元素的有___
種；元素位于第____周期___族； 元素位于第____周期第_____族。
（3） 元素的原子結構示意圖為________，請在下圖右邊方框中按氦元素的式樣寫
出該元素的原子序數、元素符號、元素名稱、相對原子質量。
7
6
三
0
四
ⅡB
【答案】 ;
【解析】元素是 ，相關圖示見答案。
知識點3 核素
例3-13 (2021上海卷)以下關于氚的說法正確的是( )
D
A.質子數為2 B.電子數為3
C.質量數為4 D.氚原子和 化學性質相似
【解析】圖示析題·思路具象化
例3-14 (河南靈寶一中月考)現有6種微粒：、、、、、 ,則
它們所屬元素有( )
B
A.3種 B.4種 C.5種 D.6種
【解析】質子數相同的原子（或相應簡單離子）屬于同一元素，故、 屬于同
一元素,、屬于同一元素，、 為2種不同的元素，所以共有4種元素。
例3-15 (2024北京第三中學期中)活著的生物體內 的值基本不變，死亡后生物體內
會衰變為其他種類的原子而減少，而的量基本不變。已知 衰變到它的量為
其初始量的一半需要的時間為5 730年。下列說法不正確的是( )
B
A.與 位于元素周期表中第二周期第ⅣA族
B.與 的中子數分別為14和12
C.中的原子數約為
D.通過測定死亡生物體殘骸中 的量可以確定生物體死亡年代
例3-16 (2024廣東江門第一中學開學考)穩定同位素分析法在植物生理學、生態學和
環境科學研究中應用廣泛。如在陸地生態系統研究中，、、、、 等
常用作環境分析指示物。下列說法正確的是( )
B
A.的中子數為16 B.轉化成 不是化學變化
C.的酸性比的酸性更強 D.和 的質子數相差2
【解析】由“”可知，的中子數為 ，A項錯誤；原子是化學
變化中的最小粒子，則轉化成 （改變的是原子核內部的中子數，原子核發生
了變化，不符合化學變化的定義）不是化學變化，B項正確；互為同位素 的原子的
化學性質幾乎完全相同，故的酸性與的酸性相同，C項錯誤；和 的質
子數分別是6、7，相差1，D項錯誤。
. .
例3-17 (湖南長沙長郡中學期末)月壤中含有豐富的， 的核聚變反應為
，可控核聚變提供人類生產生活所需能量是能
源發展的重要方向。下列說法正確的是( )
B
A. 的核聚變是化學變化
B.與 互為同位素
C. 的中子數為1
D.、 形成的單質中均含有兩個原子
【解析】根據質子數和質量數守恒可得：
是稀有氣體，是單原子分子，故、 形成的單質中均含有一個原子，D項錯誤。
知識點4 原子結構與元素的性質 重點 難點
例4-18 具有下列結構的原子一定屬于堿金屬元素的是( )
C
A.最外層只有1個電子
B.最外層電子數為次外層電子數的
C.層電子數為層電子數的
D.、層電子數之和等于、 層電子數之和
【解析】列表分析·逐項釋疑惑
選項 分析 正誤
A 氫原子的最外層只有1個電子，但不是堿金屬元素
B 硅原子最外層電子數為次外層電子數的 ，但不是堿金屬元素
C 層有電子，則層電子數為2，層電子數為8，可推知 層電子數 為1，則該元素是 ,是堿金屬元素 √
D 、層電子數之和是10，則、層電子數之和也為10，那么 層有 8個電子， 層有2個電子，是鈣元素，不屬于堿金屬元素
例4-19 下列關于堿金屬單質的性質的敘述正確的是( )
B
A.單質均為銀白色
B.單質與水反應時都能生成堿和氫氣
C.單質在空氣中燃燒的產物都是過氧化物
D.從到 ,單質的還原性逐漸減弱
【解析】圖示析題·思路具象化
例4-20 下列各項中的敘述Ⅰ和敘述Ⅱ都正確，但敘述Ⅱ不能解釋敘述Ⅰ的是
( )
選項 敘述Ⅰ 敘述Ⅱ
A 金屬鈉和鉀都容易用小刀切開 鈉和鉀的硬度都較小
B 金屬鈉和鉀都可用煤油密封保存 鈉和鉀都不與煤油反應，
且都比煤油的密度大
C 金屬鈉和鉀分別在空氣中燃燒，鉀的反應更 劇烈 鉀的金屬性比鈉的強
D 金屬鈉和鉀分別與水反應，鉀的反應更劇烈 鉀的密度比鈉的小
D
【解析】金屬鈉和鉀分別與水反應，鉀反應更劇烈的原因是鉀的金屬性比鈉的強，
或者說鉀原子比鈉原子更易失去電子，D項符合題意。
例4-21 (廣東廣州六區期末)原子結構決定元素的性質，我們經常把元素周期表中同
族元素放在一起研究。
（1）鈉的化學性質活潑，在化學反應中容易________（填“得到”或“失去”）電子。
若實驗室中金屬鈉著火了應用______________撲滅。
干燥的沙土
【解析】鈉原子最外層只有1個電子，在化學反應中容易失去最外層的1個電子。若
實驗室中金屬鈉著火了應用干燥的沙土撲滅。
失去
（2）鈉與氧氣在加熱條件下反應生成 ，鉀與氧氣在加熱條件下反應可生成
和 ，且鉀與氧氣反應更為劇烈。從原子結構角度解釋鉀比鈉的金屬性強的
原因 ____________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
________________________________ 。
鉀和鈉的最外層電子數相同，鉀原子核外電子層數比鈉原子核外電子層數多，
鉀的原子半徑大于鈉的原子半徑，鉀原子核對最外層電子的吸引力較小，所以鉀原
子失電子能力大于鈉原子失電子能力
（3）銫 的原子結構示意圖如圖所示。
①銫在元素周期表中的位置是_________________。
第六周期第 ⅠA族
【解析】銫原子核外有6個電子層，最外層有1個電子，所以銫位于元素周期表中第
六周期第ⅠA族。
②預測銫可能具有的一種化學性質：_________________________________________。
（用化學方程式表示）
（合理即可）
【解析】銫與鈉同主族，化學性質相似，預測銫能與水反應生成氫氧化銫和氫氣。
例4-22 (江西南昌重點學校聯考)可能存在的第119號未知元素，有人稱為“類鈁”，它
位于第 族，根據元素周期表結構及元素性質變化趨勢判斷，下列關于“類鈁”的敘
述錯誤的是( )
D
A.“類鈁”單質是強還原劑
B.“類鈁”在化合物中顯 價
C.推測“類鈁”單質的密度應該大于
D.“類鈁”單質有較高的熔點
【解析】列表分析·逐項釋疑惑
A “類鈁”屬于堿金屬元素，堿金屬單質都具有強還原性，可作強還原劑 √
B 堿金屬元素原子最外層都只有1個電子，在反應中容易失去最外層的1個電 子而顯 價 √
C 堿金屬單質的密度從上到下逐漸增大（ 反常），推測“類鈁”單質的密度應 該大于鈁的密度，故其密度大于 √
D 堿金屬單質的熔點較低且從上到下熔點逐漸降低，所以“類鈁”單質的熔點 較低
例4-23 (上海七寶中學開學考改編)隨著鹵素原子半徑的增大，下列遞變規律正確的
是( )
B
A.單質的熔、沸點逐漸降低 B.鹵素離子的還原性逐漸增強
C.氣態氫化物的穩定性逐漸增強 D.單質與氫氣化合的能力逐漸增強
【解析】列表分析·逐項釋疑惑
A 從到,狀態：氣 氣 液 固，故鹵素單質的熔、沸點逐漸升高
B 從到 ，單質的氧化性逐漸減弱，鹵素離子的還原性逐漸增強 （【技巧】單質的還原性（或氧化性）強弱順序與對應離子的氧化性 （或還原性）強弱順序是相反的） √
C 從到 ,氣態氫化物的穩定性逐漸減弱
D 從到 ，單質與氫氣反應越來越難，故與氫氣化合的能力逐漸減弱
. .
例4-24 為驗證第 族部分元素非金屬性的遞變規律,設計了如圖所示裝置進行實驗
（夾持裝置已省略）,請回答:
（1）A中發生反應的離子方程式是________________________。
【解析】由題圖可知,分液漏斗A中發生與 的置換反應,離子方程式是
。
（2）浸有 溶液的棉團的作用是_______________________________（用離子方
程式表示）。
【解析】浸有 溶液的棉團可以吸收氯氣，以防止氯氣擴散到空氣中污染環境，
反應的離子方程式為 。
（3）為驗證溴與碘的非金屬性強弱:通入一定量 ,充分反應后，將A中液體滴入試
管內,取下試管,充分振蕩，靜置,可觀察到______________________。
溶液由無色變為棕黃色
【解析】溴單質與 反應生成碘單質,取下試管,充分振蕩，靜置,可觀察到溶液由無
色變為棕黃色。
（4）通過此實驗,某同學得出結論:“溴比碘的非金屬性強”,請判斷這一說法是否正確
并說明理由_______________________________________________________________
_________。
不正確。過量的氯氣也可以將氧化為碘單質，而該實驗不能確定氯氣是否過量
【解析】該實驗不能說明溴比碘的非金屬性強,氯氣和溴單質的氧化性都比碘單質的
強,過量的氯氣也可以將 氧化為碘單質,而該實驗不能確定氯氣是否過量。
【學會了嗎丨變式題】
1.(2024上海財經大學附屬北郊高級中學期末)已知常溫下
與濃鹽酸反應放出氯氣，現按如圖所示進行鹵素的性質實驗。
玻璃管內裝有分別滴加過不同溶液的白色棉球，反應一段時間
后，對圖中指定部位顏色描述正確的是( )
A
選項 ① ② ③ ④ 選項 ① ② ③ ④
A 黃綠色 橙色 藍色 白色 C 黃綠色 橙色 藍色 無色
B 無色 橙色 紫色 白色 D 黃綠色 無色 紫色 白色
【解析】在錐形瓶中，與濃鹽酸反應產生，所以①處為黃綠色； 在②處
與反應生成，所以②處為橙色；可能還有揮發的在③處與 反應生成
，淀粉遇變藍，所以③處為藍色；可能還有揮發的最后全部被 溶
液吸收，所以④處為白色。
例4-25 (天津耀華中學期末)元素、、、、 在元素周期表中的相對位置如圖所
示，其中單質在暗處與 劇烈化合并發生爆炸，則下列判斷不正確的是( )
C
A.最高價氧化物對應的水化物的酸性：
B.與 的電子數相差26
C.氣態氫化物的穩定性：
D.五種元素中 的化學性質最穩定
【解析】圖示析題·思路具象化
知識點5 確定主族元素在周期表中位置的方法
例5-26 某元素原子的結構示意圖為 ，由此得到的結論不正確的是( )
B
A.該元素原子核外有3個電子層
B.該元素屬于金屬元素
C.該元素原子在化學反應中易得到2個電子
D.該元素在元素周期表中的位置是第三周期第 族
【解析】圖示析題·思路具象化
硫在元素周期表中的位置是第三周期第 族，D項正確。
例5-27 A、B、C為短周期元素，在周期表中的相對位置如圖所示。A、C兩元素的
原子核外電子數之和等于B元素原子的質子數。
（1）寫出A、B、C的元素符號___、___、___。
（2）A元素在周期表中的位置為_________________。
（3）C元素的原子結構示意圖為_ __________。
第二周期第族
【解析】由題給三種短周期元素在周期表中的相對位置關系，假設A元素原子核外
電子數是 ，則相應元素原子核內質子數或核外電子數的關系為 。
已知A、C兩元素的原子核外電子數之和等于B元素原子的質子數，即
，解得。則A為，B為，C為 。
關鍵能力
題型1 原子的結構及元素、核素、同位素的判斷
例28 是碘元素的穩定同位素， 是碘元素的一種放射性同位素。下列說法正
確的是( )
D
A.和的核外電子數之比為
B.和的中子數之比為
C. 的中子數與質子數之差為74
D.和 互為同位素
【解析】A項：和的核外電子數之比為 。
B項：和的中子數之比為 。
C項：的中子數與質子數之差為 。
D項：和 的質子數相同，中子數不同，二者互為同位素（√）。
【學會了嗎丨變式題】
2.(河北石家莊二中月考)北京成為世界上首座“雙奧之城”。北京冬奧會也是歷史上首
個全部使用綠色清潔能源供電的奧運會，場館中大量使用了綠色環保的碲化鎘
發電玻璃。下列說法正確的是( )
D
A.比多兩個質子 B. 的中子數為128
C.的核電荷數為76 D.與 互為同位素
【解析】與 的質子數相同、中子數不同，二者互為同位素，A項錯誤，D項
正確；原子中，質子數核電荷數，中子數為 ，B、C項錯誤。
題型2 利用原子結構信息推斷元素
例29 有、、、、 五種元素，它們的核電荷數依次增大，且都小于18。其中
只有、為金屬元素；和的最外層均只有1個電子；和 的最外層電子數相同，
且的層電子數是層電子數的3倍；的最外層電子數為的最外層電子數的 。完
成下列問題：
（1）的一種核素中質子數為中子數的 ，則該核素的名稱為________________。
氚（或超重氫）
【解析】的同位素有氕、氘、氚 ，其中氚符合題意。
（2） 形成的簡單陽離子的結構示意圖為_ __________。
【解析】 的結構示意圖為 。
（3）非金屬性：______（填“強于”或“弱于”） 。
強于
【解析】、的最外層電子數相同，均位于第 族，根據同主族元素從上到下，
非金屬性逐漸減弱可知，非金屬性：強于 。
【解析】圖示析題·思路具象化
題型3 同主族元素原子結構和性質的遞變規律
例30 下列關于同主族元素性質的推測不正確的是( )
B
A.、同主族，能與水反應放出氫氣，所以 也能與水反應放出氫氣
B.、同主族，為強酸，則 也為強酸
C.、同主族，的堿性強于
D.、同主族，是強酸，所以 也是強酸
【解析】A項：堿金屬單質都可以與水反應放出氫氣（√）。
B項： 為弱酸（×）。
C項：元素的金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的堿性越強，金屬性：
，則堿性： 。
D項：元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬性：
，是強酸，則 也是強酸（√）。
【學會了嗎丨變式題】
3.下列有關非金屬元素的敘述及推理結果正確的是( )
C
A.非金屬性：，故將通入溶液中發生的反應為
B.非金屬性：，故酸性：
C.非金屬性：，故與化合比與 化合容易
D.（砷）與同主族，熱穩定性：
【解析】A項：將通入溶液中，與水反應生成和，不與 發生置換
反應 。
B項：元素非金屬性越強，對應氣態氫化物越穩定，但不能判斷氫化物水溶液酸性的
強弱 。
C項：元素非金屬性越強，其單質與反應越容易，故與化合比與 化合容
易 。
D項：非金屬性：,故氣態氫化物的熱穩定性： 。
題型4 元素周期表的結構
例31 下列有關元素周期表的認識正確的是( )
B
A.第ⅠA族元素又可稱為堿金屬元素
B.元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族共10個縱列的元素都是金屬元素
C.第 族是包含元素種類最多的族
D.元素周期表有7個橫行、18個縱列，即有7個周期、18個族
【解析】A項：元素周期表中，第ⅠA族除氫元素外的其他元素都是金屬元素，稱為
堿金屬元素（×）。
B項：元素周期表中從第ⅢB族到第ⅡB族共10個縱列，統稱為過渡元素，都是金屬元
素（√）。
C項：第 族共有12種元素，而第ⅢB族包括鑭系元素和錒系元素，共有32種元素，
故元素周期表中包含元素種類最多的是第ⅢB族（×）。
D項：元素周期表中第8、9、10三個縱列為一個族，其余各列各為一個族，共16個
族（×）。
例32 甲、乙是元素周期表中同一主族的兩種元素，若甲的原子序數為 ，則乙的原
子序數不可能是( )
B
A. B. C. D.
【解析】根據元素周期表的結構可知，位于同一主族不同周期的元素，原子序數相
差可以是2、8、18、32或者這些數字相加得到的數值，故不可能相差4，即乙的原子
序數不可能為 。
［變形式］已知A、B是元素周期表中同主族且相鄰的兩種元素，A、B所在周期分
別有、種元素。若A的原子序數為 ，則B的原子序數可能為
( )
D
A.僅①② B.僅②④ C.僅②③ D.①②③④
【解析】畫圖分析：
【學會了嗎丨變式題】
4.［變角度］(2023山東濟南外國語學校月考)第ⅡA族某元素原子序數為 ，則原子序
數為 的元素的族序數不可能為( )
D
A.ⅣA B.ⅣB C.ⅢB D.
【解析】
原子序數為 的第ⅡA族元素所在的周期 原子序數為 的元素所在的族
第二或三周期 ⅣA
第四或五周期 ⅣB
第六或七周期 ⅢB
由此可知，D項不可能。
高考聚焦
考向1 電子數、質子數、中子數的判斷
例33 (2021高考組合) 為阿伏加德羅常數的值。下列敘述正確的是( )
B
A.（全國甲卷8A）重水中含有的質子數為
B.（廣東卷3C）火星隕石中的 質量數為20
C.（6月浙江卷18A）標準狀況下，中含有中子數為
D.（海南卷7A）中含有的電子數為
【解析】A項：中D的質量數為2，的摩爾質量為，1個 分子
中含有10個質子，的物質的量為 ,其所含質子數為
。
B項：的質量數為 。
C項：1個分子中含有20個中子，標準狀況下， 的物質的量為
,其所含中子數為 。
D項：1個中含有10個電子，中含有的電子數為 。
【學會了嗎丨變式題】
5.［變情境］（高考組合） 是阿伏加德羅常數的值。下列說法正確的是( )
C
A.（2022全國甲卷11A），下，氫氣中質子的數目為
B.（2022海南卷7C改編）含有的中子數為
C.（2023上海卷16A改編）與 中所含的中子數相等
D.（全國Ⅲ卷）重水比水多 個質子
【解析】， 不是標準狀況，不可以使用標準狀況下氣體摩爾體積計算氫
氣的物質的量，故無法計算氫氣中質子的數目，A項錯誤； 的中子數為
,的物質的量為,含有的中子數為 ，B項錯誤；
中所含中子數為， 中所含中子數
為，兩者所含中子數相等，C項正確； 所
含質子數為，所含質子數也為 ，D項錯誤。
考向2 元素、核素、同位素與同素異形體
例34 （高考組合）下列敘述中正確的個數是( )
①（浙江卷）和 是兩種不同的元素
②（浙江卷）和 是質子數相同的兩種核素
③（2022廣東卷2D）核電站反應堆所用鈾棒中含有的與 互為同位素
④（2022山東卷3B改編）人工合成、的反應分別為 、
。、 互為同位素
⑤（2021廣東卷3D）月壤中的與地球上的 互為同位素
⑥（2021年6月浙江卷6A）和 互為同位素
⑦（浙江卷）金剛石和石墨互為同素異形體
B
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】
考向3 原子結構與元素推斷
例35 (2021河北卷改編)用中子轟擊原子產生 粒子即氦核 的核反應為
。已知元素在化合物中呈 價。下列說法正確的是( )
A
A.可用于中和濺在皮膚上的 溶液
B. 單質在化學反應中易失去3個電子
C. 中質子數與中子數不相等
D.和 互為同素異形體
【解析】由核反應可知，，結合的質量數及 在化合物中的化合
價為可知，為，則為B。（硼酸）可用于中和濺在皮膚上的 溶液，
A項正確；單質在化學反應中易失去1個電子形成，B項錯誤； 中質子數與
中子數均為2，C項錯誤；和是 的兩種核素，二者互為同位素，D項錯誤。
習題課
A 基礎練 學考測評
建議時間 ：20分鐘
題組1 原子的結構與核素、同位素
1.(2024重慶第八中學期末)科學家以鈣離子撞擊锎靶，產生了元素 ，反應為
，下列說法不正確的是( )
D
A.的電子數為98 B. 的中子數為176
C.與互為同位素 D. 表示氫元素的一種核素
【解析】A項：原子核外電子數質子數，則的電子數為 。
B項：的中子數為 。
C項：與的質子數相同、中子數不同，二者互為同位素 。
D項：的質子數為0，氫原子的質子數為1，不屬于氫元素的一種核素 。
2.下列說法正確的是( )
C
A.氧氣和臭氧互為同素異形體，它們的相互轉化屬于物理變化
B.、、與、 最多可組成6種不同的水分子
C.和互為同位素，其中 可用于文物年代的測定
D.和 互為同素異形體
【解析】同素異形體是由同種元素形成的不同單質，不同單質之間的轉化屬于化學
變化，A項錯誤；可能組成的水分子：、、、 、
、、、、、、、 ，
共12種，B項錯誤；和為碳元素的不同原子，互為同位素，其中 具有放射
性，可用于文物年代的測定，C項正確；和 是氯元素的不同原子，互為同位
素，而同素異形體的研究對象是單質，D項錯誤。
3.［新情境·科技發展］(2021天津卷)核聚變發電有望成為解決人類能源問題的重要
手段之一。氘 是核聚變反應的主要原料，下列有關敘述正確的是( )
B
A.的中子數為2 B. 的核電荷數為1
C.是自然界中最輕的原子 D. 是氫元素的一種同素異形體
【解析】A項：的中子數為 。
B項：的質子數為1，則核電荷數為 。
C項：自然界中最輕的原子是，而不是 。
D項：是氫元素的一種同位素 。
題組2 核外電子排布規律
4.(廣東學考)已知某元素的原子核外最外層電子數最內層電子數 電子層數，則該
元素是( )
C
A.氦 B.鋰 C.鈹 D.鎂
【解析】由最內層層有2個電子、元素的原子核外最外層電子數最內層電子數
電子層數可知，該元素有2個電子層，最外層電子數為2，是4號元素鈹，C項正確。
5.、、、均為短周期主族元素，原子序數依次增加，且原子核外 層電子數分
別為0、5、8、8，它們的最外層電子數之和為18。下列說法正確的是( )
B
A.相同條件下，對應單質的密度：
B.在常溫下，四種元素對應的單質不都是氣體
C.最高價氧化物對應水化物的酸性：
D.、與 不能存在同一化合物中
【解析】圖示析題·思路具象化
A項：相同條件下，的密度小于的密度 。
B項：在常溫下，四種元素對應的單質中、、 均為氣體，而磷的單質為固體
。
C項：同主族元素的非金屬性越強，其最高價氧化物對應水化物的酸性越強，非金屬
性：，故酸性： 。
D項：、與可以存在同一化合物中 。
題組3 元素周期表
6.下列有關元素周期表的敘述不正確的是( )
C
①短周期元素中，若兩種元素的原子序數相差8，則它們一定是同主族元素
②第ⅠA族元素稱為堿金屬元素
③用中文“鏌”命名的第115號元素在周期表中位于第七周期第15列
④同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素原子序數只能相差1或11
⑤同一主族元素原子的最外層電子數相同，最外層電子數相同的原子一定位于同一主族
⑥所含元素種類最多的族是第ⅢB族，所含元素形成化合物種類最多的族是第ⅣA族
A.①②⑤⑥ B.①② C.①②④⑤ D.③④⑥
【解析】①短周期元素中，若兩種元素的原子序數相差8，它們不一定是同主族元素，
如和 。
②堿金屬元素是指、、、、、，第ⅠA族元素包括堿金屬元素和 。
③采用“0族元素定位法”，由于 ，故第115號元素“鏌”在周期表中位
于第七周期第15列 。
④同周期第ⅡA族與第ⅢA族元素原子序數相差1（第二、三周期）、11（第四、五周
期）、25（第六、七周期） 。
⑤同一主族元素原子的最外層電子數相同，但最外層電子數相同的原子不一定位于
同一主族，如和 。
⑥所含元素種類最多的族是第ⅢB族（因為第ⅢB族包括鑭系元素和錒系元素），形
成化合物種類最多的元素是碳元素，則所含元素形成化合物種類最多的族是第ⅣA
族 。
綜上所述，不正確的是①②④⑤。
7.在元素周期表中，“相鄰”元素即同周期左右緊挨或同主族上下緊挨的元素。下列元
素與第三周期第 族元素一定不“相鄰”的是( )
C
A.原子核外電子總數是最內層電子數4倍的元素
B.最外層電子數是最內層電子數2.5倍的短周期主族元素
C.次外層電子數是最外層電子數2倍的短周期主族元素
D.質子數為34的元素
【解析】第三周期第族元素為，與 元素“相鄰”的元素如下：
A項：最內層為層，則原子核外電子總數是最內層電子數4倍的元素為元素，與
元素“相鄰”，不符合題意。
B項：最外層電子數為5，則該短周期主族元素為元素或元素，其中元素與 元素
“相鄰”，不符合題意。
C項：當層為次外層時，最外層電子數為1，該元素為；當 層為次外層時，最外
層電子數為4，該元素為，、與 元素均不“相鄰”，符合題意。
題組4 同主族元素性質遞變規律
8.(上海師范大學附屬中學寶山分校期末)不能作為氯、溴、碘元素非金屬性
（原子得電子能力）遞變規律的判斷依據是( )
A
A.、、的熔點 B.、、 的氧化性
C.、、的熱穩定性 D.、、 的酸性
【解析】、、 的熔點屬于物理性質，不能用于判斷非金屬性的強弱，A項符
合題意。元素的非金屬性越強，單質的氧化性越強，簡單氣態氫化物的熱穩定性越
強，最高價氧化物對應水化物的酸性越強，B、C、D項不符合題意。
9.下列有關堿金屬元素和鹵素的說法錯誤的是( )
D
A.溴單質與的反應比碘單質與 的反應更劇烈
B.堿金屬元素中，鋰原子失去最外層電子的能力最弱；鹵素中，氟原子得電子的能
力最強
C.鉀與水的反應比鈉與水的反應更劇烈
D.隨著核電荷數的增加，堿金屬單質和鹵素單質的熔沸點都逐漸降低
【解析】A項：溴的非金屬性強于碘，故溴單質與的反應比碘單質與 的反應更
劇烈 。
B項：堿金屬元素中，鋰的金屬性最弱，故鋰原子失去最外層電子的能力最弱；鹵素
中，氟的非金屬性最強，故氟原子得電子的能力最強 。
C項：鉀的金屬性比鈉的強，故鉀與水的反應比鈉與水的反應更劇烈 。
D項：隨著核電荷數的增加，堿金屬單質的熔沸點逐漸降低，鹵素單質的熔沸點逐
漸升高 。
10.據報道，德國科學家實現了銣原子氣體超流體態與絕緣態的可逆轉換，該成果將給
量子計算機的研究帶來重大突破。已知銣是37號元素。根據相關知識回答下列問題：
（1）銣 位于元素周期表的第____周期第____族。
五
ⅠA
【解析】銣的原子序數比稀有氣體元素氪（36）的原子序數大1，應在氪的下一周期，
即第五周期第ⅠA族。
（2）下列關于銣元素的結構和性質判斷正確的是__________（填序號）。
①銣單質與水反應比鈉與水反應劇烈
②原子半徑比鈉的小
③氧化物暴露在空氣中易吸收
④銣離子最外層電子數和鎂離子相同
⑤銣單質是還原劑
①③④⑤
【解析】根據堿金屬元素的結構及性質的相似性和遞變性，可知①③⑤正確。
和 的最外層電子數均為8，④正確。
（3）現有銣和另一種堿金屬單質形成的合金 ，當它與足量水反應時，放出標準
狀況下的氫氣 ，這種堿金屬單質可能是____（填標號）。
【解析】
解得
則合金中堿金屬單質的平均摩爾質量 ，即混合物的平均
相對原子質量是25，銣的相對原子質量大于25，則必須與另一個相對原子質量小于
25的堿金屬單質混合，題給選項中和的相對原子質量小于25，故選 。
B 綜合練 選考通關
建議時間 ：15分鐘
11.(2022北京卷改編)（鍶）的、穩定同位素在同一地域土壤中
值不變。土壤生物中值與土壤中 值有效相關。測定土壤生物中
值可進行產地溯源。下列說法不正確的是( )
A
A. 位于元素周期表中第六周期第ⅡA族
B.和 的化學性質幾乎完全相同
C.和 含有的中子數分別為49和48
D.同一地域產出的同種土壤生物中 值相同
【解析】A項：采用“0族元素定位法”，由于，，故 位于
元素周期表中第五周期第ⅡA族 。
B、C項：的質子數為38，的中子數為， 的中子數為
，則和互為同位素，化學性質幾乎完全相同 。
D項：根據題給信息“（鍶）的、穩定同位素在同一地域土壤中
值不變。土壤生物中值與土壤中 值有效相關”可知，同一地域產出
的同種土壤生物中值相同 。
12.(北京卷改編)2019年是元素周期表誕生150周年，期間科學家為完善周期表做出了
不懈努力。中國科學院院士張青蓮教授曾主持測定了銦 等9種元素相對原子質
量的新值，被采用為國際新標準。銦與鎵 、鋁同主族。下列說法不正確的是
( )
D
A.是第五周期第ⅢA族元素 B. 的中子數與電子數的差值為17
C.原子半徑: D.堿性：
【解析】A項：銦與鎵、鋁同主族，的核電荷數大于，推知 位于
第五周期第ⅢA族 。
B項：的中子數為，電子數為49，兩者之差為 。
C項：和同主族，位于的下方，故的原子半徑大于 。
D項：根據同主族元素從上到下，金屬性逐漸增強可知，金屬性,故
的堿性大于 。
13.甲～辛等元素在周期表中的相對位置如圖所示。甲與戊的原子序數相差3，戊的
一種單質是自然界硬度最大的物質，丁與辛屬同周期元素，下列判斷正確的是
( )
C
A.金屬性：甲 乙 丙 B.簡單氣態氫化物的穩定性：己 戊
C.丙與庚的原子核外電子數相差13 D.乙的單質與 反應的產物只有一種
【解析】圖示析題·思路具象化
同主族元素從上到下金屬性逐漸增強，非金屬性逐漸減弱，則金屬性：甲 乙
丙 ，A項錯誤；非金屬性越強，對應簡單氣態氫化物的穩定性越強，非
金屬性:己 戊，則簡單氣態氫化物的穩定性: ，B項錯誤；原子序
數等于原子核外電子數，庚，原子序數為32與丙，原子序數為19 的原子核外
電子數之差為，C項正確；在空氣中燃燒生成，在常溫下與
反應生成 ，D項錯誤。
14.下圖中的實線表示元素周期表的部分邊界。①～⑤分別表示元素周期表中對應位
置的元素。
（1）③④的氣態氫化物的穩定性強弱順序是___________（用化學式表示）。
【解析】元素的非金屬性越強，對應氣態氫化物越穩定，非金屬性 ，故氣態氫
化物穩定性 。
（2）寫出②含有12個中子的原子符號______。
【解析】②為，含有12個中子的原子符號是 。
（3）、、代表原子序數依次增大的三種短周期元素。在周期表中，與 相鄰，
與也相鄰；、和三種元素原子的最外層電子數之和為17；、、 三種元素有
的是圖甲中編號①～⑤的元素，有的不是，其中不是編號①～⑤的元素在周期表中
的位置為_________________。
第二周期第ⅤA族
【解析】、、代表原子序數依次增大的三種短周期元素，在周期表中，與 相
鄰，與也相鄰，假設、、 處于同一周期，根據它們的原子序數依次增大，其
最外層電子數分別設為、、，則， 為分數，不合
理；處于不同周期的、、可能出現的位置關系有 、三種，設 的最外
層電子數為，若為第一種情況，則有，解得，、、
對應的三種元素分別為、、，其中 不屬于題圖中編號①～⑤的元素，其位于周
期表中第二周期第ⅤA族；若為第二種情況，則有， 為分數，不
合理；若為第三種情況，則、、分別為、、或、、 ，最外層電子
數之和不等于17，不合理。
【解析】由元素在周期表中的位置，可知①為、②為、③為、④為、⑤為 。
C 培優練 能力提升
15.原子序數為的元素 在元素周期表中位于A、B、C、D四種元素中間
（如圖所示），則A、B、C、D四種元素的原子序數之和不可能是
（鑭系、錒系、0族元素除外）( )
B
A. B. C. D.
【解析】A、B、C、D四種元素中，同周期的A、C兩種元素的原子序數之和為 ；
同族相鄰的兩元素之間的原子序數差值有2（本題不可能，因B不是第一周期元素）、
8、18、32，所以同族的B、D兩種元素的原子序數之和可能為、 或
，則四種元素的原子序數之和可能為、或 ，B項不可能。
謝謝
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