化學(xué)史（元素周期律發(fā)現(xiàn)）試題一、選擇題19世紀(jì)60年代，為元素周期律的發(fā)現(xiàn)奠定基礎(chǔ)的關(guān)鍵條件是（）A.道爾頓原子學(xué)說(shuō)的提出B.60余種化學(xué)元素的發(fā)現(xiàn)及原子量數(shù)據(jù)的積累C.電子顯微鏡的發(fā)明D.放射性元素的發(fā)現(xiàn)下列科學(xué)家在元素周期律研究中，提出“按原子量大小排列元素并發(fā)現(xiàn)周期性”的是（）A.門捷列夫與邁錫尼B.湯姆生與盧瑟福C.道爾頓與阿伏加德羅D.波義耳與拉瓦錫門捷列夫在1869年發(fā)表的第一張?jiān)刂芷诒碇?，未包含的?nèi)容是（）A.根據(jù)周期律修正銦、鈾等元素的原子量B.預(yù)言“類鋁”“類硼”“類硅”等未知元素C.提出元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈周期性變化D.將元素按照相對(duì)原子質(zhì)量大小排列1875年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)的新元素“鎵”，其性質(zhì)與門捷列夫預(yù)言的“類鋁”高度吻合。這一發(fā)現(xiàn)直接證明了（）A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.元素周期律的科學(xué)性C.質(zhì)量守恒定律的普適性D.化學(xué)平衡移動(dòng)原理元素周期律的現(xiàn)代表述為“元素性質(zhì)隨原子序數(shù)遞增呈周期性變化”，這一修正的主要依據(jù)是（）A.莫斯萊對(duì)原子序數(shù)與核電荷數(shù)關(guān)系的研究B.居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳元素C.道爾頓提出的原子論D.波義耳對(duì)化學(xué)元素的定義門捷列夫在預(yù)言“類硅”（后被命名為鍺）時(shí)，未準(zhǔn)確預(yù)測(cè)的性質(zhì)是（）A.原子量約為72B.密度約為5.5g/cm3C.單質(zhì)為灰色金屬D.能與氫氟酸反應(yīng)下列關(guān)于元素周期律發(fā)現(xiàn)過(guò)程的說(shuō)法，錯(cuò)誤的是（）A.邁錫尼等科學(xué)家的研究為門捷列夫提供了借鑒B.門捷列夫周期表最初未包含稀有氣體元素C.周期律的發(fā)現(xiàn)使化學(xué)研究從經(jīng)驗(yàn)走向系統(tǒng)D.原子量測(cè)定的誤差曾導(dǎo)致周期表中部分元素位置錯(cuò)誤19世紀(jì)末，元素周期表的完善得益于（）A.電子的發(fā)現(xiàn)B.X射線光譜技術(shù)的應(yīng)用C.放射性元素的分離D.量子力學(xué)理論的建立二、填空題1868年，經(jīng)過(guò)多年研究，發(fā)現(xiàn)元素性質(zhì)隨__________的遞增呈周期性變化，這一規(guī)律被稱為元素周期律。1869年，他發(fā)表了第一張?jiān)刂芷诒?，其中大膽修正了、__________等9種元素的原子量。門捷列夫預(yù)言的“類鋁”在1871年被發(fā)現(xiàn)，命名為__________，其原子量、密度等性質(zhì)與預(yù)言的誤差分別僅為__________和__________，這一事件被視為周期律正確性的__________證據(jù)。元素周期律的核心內(nèi)涵是元素的__________（填“物理性質(zhì)”“化學(xué)性質(zhì)”或“物理與化學(xué)性質(zhì)”）隨原子序數(shù)的遞增呈現(xiàn)周期性變化，這種周期性源于原子__________的周期性排布。1913年，英國(guó)物理學(xué)家__________通過(guò)X射線光譜實(shí)驗(yàn)，證明原子序數(shù)即原子核的__________，從而將周期律的表述修正為“元素性質(zhì)隨__________遞增呈周期性變化”。三、簡(jiǎn)答題簡(jiǎn)述19世紀(jì)中葉元素周期律發(fā)現(xiàn)的歷史背景。19世紀(jì)初，道爾頓的原子學(xué)說(shuō)確立了原子作為物質(zhì)基本單位的概念，為元素的定量研究奠定基礎(chǔ)。隨著化學(xué)分析技術(shù)的進(jìn)步，到19世紀(jì)60年代，科學(xué)家已發(fā)現(xiàn)60余種化學(xué)元素，并積累了大量原子量數(shù)據(jù)。當(dāng)時(shí)的化學(xué)家們開始嘗試尋找元素間的內(nèi)在聯(lián)系，例如德貝萊納提出“三素組”理論，紐蘭茲發(fā)現(xiàn)“八音律”，這些早期探索為周期律的誕生提供了重要啟示。其中，德國(guó)化學(xué)家邁錫尼與俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫分別獨(dú)立地根據(jù)原子量大小對(duì)元素進(jìn)行排序，最終門捷列夫在1868年系統(tǒng)提出了元素周期律。門捷列夫在元素周期律研究中做出了哪些突破性貢獻(xiàn)？門捷列夫的貢獻(xiàn)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：首先，他突破了前人對(duì)元素分類的局限性，提出“元素性質(zhì)隨原子量遞增呈周期性變化”的普適規(guī)律；其次，他敢于根據(jù)周期律修正已知元素的原子量，例如將銦的原子量從75.6修正為114.8，鈾從120修正為240，這些修正后來(lái)均被實(shí)驗(yàn)證實(shí)；最后，他預(yù)言了“類鋁”“類硼”“類硅”等未知元素的存在及其性質(zhì)，包括原子量、密度、氧化物化學(xué)式等，其中“類鋁”（鎵）、“類硼”（鈧）、“類硅”（鍺）在隨后15年內(nèi)相繼被發(fā)現(xiàn)，且性質(zhì)與預(yù)言高度吻合，這使周期律從假說(shuō)上升為科學(xué)理論。為什么說(shuō)元素周期律的發(fā)現(xiàn)是“近代化學(xué)史上的里程碑”？元素周期律的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著化學(xué)研究從經(jīng)驗(yàn)性、零散性探索轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性、規(guī)律性總結(jié)。它將原本看似孤立的元素統(tǒng)一在一個(gè)邏輯框架中，使化學(xué)學(xué)習(xí)和研究有規(guī)律可循，為新元素的發(fā)現(xiàn)提供了理論指導(dǎo)。例如，門捷列夫周期表中的空位直接引導(dǎo)科學(xué)家定向?qū)ふ椅粗兀?9世紀(jì)末至20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的鎵、鈧、鍺等元素均驗(yàn)證了這一點(diǎn)。此外，周期律為物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，19世紀(jì)末電子的發(fā)現(xiàn)、20世紀(jì)原子結(jié)構(gòu)模型的建立，均以周期律為重要依據(jù)。它的影響還延伸至物理學(xué)、地質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域，成為自然科學(xué)中跨學(xué)科的典范。比較門捷列夫最初提出的周期律與現(xiàn)代周期律的差異，并說(shuō)明修正的科學(xué)依據(jù)。門捷列夫最初提出的周期律表述為“元素性質(zhì)隨相對(duì)原子質(zhì)量的遞增呈周期性變化”，而現(xiàn)代周期律的表述為“元素性質(zhì)隨原子序數(shù)的遞增呈周期性變化”。這一修正源于1913年莫斯萊的X射線光譜實(shí)驗(yàn)：莫斯萊發(fā)現(xiàn)，元素的特征X射線頻率的平方根與原子序數(shù)（即原子核電荷數(shù)）呈線性關(guān)系，而非相對(duì)原子質(zhì)量。例如，氬（原子量39.95）與鉀（原子量39.10）的原子量大小順序與它們?cè)谥芷诒碇械奈恢妹?，但按原子序?shù)（氬18、鉀19）排列則完全合理。這一發(fā)現(xiàn)揭示了原子序數(shù)（核電荷數(shù)）才是決定元素性質(zhì)的根本因素，從而完善了周期律的理論基礎(chǔ)。四、材料分析題閱讀以下材料，回答問(wèn)題。材料一：1875年，法國(guó)化學(xué)家布瓦博德朗在分析閃鋅礦時(shí)發(fā)現(xiàn)一種新元素，命名為“鎵”，并公布其性質(zhì)：原子量約69.9，密度4.7g/cm3。材料二：門捷列夫得知后致信布瓦博德朗，指出“鎵”的密度應(yīng)為5.9~6.0g/cm3，原子量約為70。布瓦博德朗經(jīng)重新提純后，測(cè)得鎵的密度為5.94g/cm3，原子量為69.72。（1）材料中鎵的性質(zhì)與門捷列夫的預(yù)言為何高度吻合？門捷列夫在1869年的周期表中，根據(jù)鋁（Al）與銦（In）之間的空位，預(yù)言了“類鋁”元素的存在。他通過(guò)周期律推測(cè)，該元素的原子量應(yīng)介于鋁（27）和銦（114）之間，約為68；密度應(yīng)介于鋁（2.7g/cm3）和銦（7.3g/cm3）之間，約為5.9g/cm3。布瓦博德朗發(fā)現(xiàn)的鎵，其原子量和密度經(jīng)修正后與門捷列夫的預(yù)言幾乎完全一致，這是因?yàn)殒壴谥芷诒碇星『梦挥阡X的正下方，屬于同一主族，其性質(zhì)遵循主族元素的遞變規(guī)律。（2）這一事件如何推動(dòng)了元素周期律的被廣泛接受？在鎵被發(fā)現(xiàn)之前，元素周期律仍被部分科學(xué)家質(zhì)疑為理論假說(shuō)。而鎵的性質(zhì)與預(yù)言的精準(zhǔn)吻合，首次通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了周期律的預(yù)測(cè)能力，使科學(xué)界開始廣泛認(rèn)可這一規(guī)律。此后，1880年鈧（類硼）、1886年鍺（類硅）的發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了門捷列夫的預(yù)言，其中鍺的原子量（72.6）、密度（5.47g/cm3）與預(yù)言的“類硅”（原子量72，密度5.5g/cm3）幾乎完全相同。這些成功案例徹底確立了周期律在化學(xué)中的核心地位，使其成為化學(xué)研究的重要工具。五、論述題論述元素周期律的發(fā)現(xiàn)對(duì)化學(xué)學(xué)科發(fā)展的深遠(yuǎn)影響。元素周期律的發(fā)現(xiàn)是化學(xué)史上的革命性事件，其影響貫穿化學(xué)學(xué)科發(fā)展的多個(gè)維度。在理論層面，它首次揭示了元素之間的內(nèi)在聯(lián)系，將化學(xué)元素納入一個(gè)統(tǒng)一的自然序列，為物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展提供了框架。20世紀(jì)初，玻爾的原子模型正是基于周期律中元素性質(zhì)的周期性，提出核外電子分層排布理論，解釋了周期律的微觀本質(zhì)。在實(shí)踐層面，周期律為新元素的發(fā)現(xiàn)和合成提供了指導(dǎo)。門捷列夫周期表中的空位直接引導(dǎo)科學(xué)家定向?qū)ふ椅粗?，例?940年人工合成的砹（At）、鈁（Fr），其位置和性質(zhì)均符合周期律預(yù)測(cè)。此外，周期律指導(dǎo)著材料科學(xué)的發(fā)展，例如根據(jù)元素在周期表中的位置，可預(yù)測(cè)半導(dǎo)體材料（如硅、鍺）、催化劑（如過(guò)渡金屬）的性能，推動(dòng)了現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)步。在教育層面，元素周期表成為化學(xué)學(xué)習(xí)的基石，它將零散的元素知識(shí)系統(tǒng)化，幫助學(xué)生理解元素性質(zhì)的遞變規(guī)律，培養(yǎng)邏輯思維能力。同時(shí)，周期律的發(fā)現(xiàn)過(guò)程本身也是科學(xué)方法論的典范——從大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中歸納規(guī)律，通過(guò)預(yù)測(cè)與驗(yàn)證推動(dòng)理論完善，這種“歸納-演繹-驗(yàn)證”的模式深刻影響了科學(xué)研究的范式。從更廣泛的視角看，元素周期律跨越了化學(xué)學(xué)科的界限，為物理學(xué)（如核反應(yīng)研究）、地質(zhì)學(xué)（如元素分布規(guī)律）、生物學(xué)（如微量元素作用）等領(lǐng)域提供了重要啟示。它不僅是化學(xué)史上的里程碑，更是人類探索自然規(guī)律的智慧結(jié)晶，展現(xiàn)了科學(xué)理論對(duì)實(shí)踐的強(qiáng)大指導(dǎo)作用。六、實(shí)驗(yàn)探究題某研究小組模擬19世紀(jì)門捷列夫修正原子量的過(guò)程，對(duì)未知元素X進(jìn)行研究。已知X與鋁、銦同主族，且在周期表中位于鋁和銦之間。（1）根據(jù)主族元素性質(zhì)遞變規(guī)律，預(yù)測(cè)X的原子量范圍。鋁的原子量為27，銦的原子量為114.8，X位于兩者之間，屬于第ⅢA族元素。根據(jù)同主族元素原子量隨周期數(shù)遞增的規(guī)律，X的原子量應(yīng)介于27~114.8之間，推測(cè)約為70（與鎵的實(shí)際原子量69.72接近）。（2）若X的氧化物化學(xué)式為X?O?，且10.0gX?O?與足量鹽酸反應(yīng)生成0.15molXCl?，計(jì)算X的原子量并判斷其是否符合預(yù)測(cè)。設(shè)X的原子量為M，X?O?的摩爾質(zhì)量為2M+48g/mol。根據(jù)反應(yīng)方程式X?O?+6HCl=2XCl?+3H?O，可知n(X?O?)=0.15mol/2=0.075mol。則有：（2M+48）g/mol×0.075mol=10.0g解得M=69.3，