1、石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题( 含答案 )一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 如图是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。根据表中所列元素回答下列问题：(1)元素 d 在元素周期表中的位置是_，元素 h 与 f 的原子序数相差_。(2)元素b、 c、 f 形成的简单离子中半径最小的是_(填离子符号)，原子半径最小的是_(填元素符号)。(3)表中第三周期所列元素的非金属性最强的是_（填元素符号），的简单氢化物中最不稳定的是_（填化学式）。e、 f、 g 三种元素(4)元素g 与元素b 的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为_。(5)铅 (Pb)、
2、锡 (Sn)、锗 (Ge)与碳 (C)、硅 (Si)属于同主族元素，常温下，在空气中，单质锡、锗均不反应而单质铅表面生成一层氧化铅；单质锗与盐酸不反应，而单质锡与盐酸反应。由此可得出以下结论：锗的原子序数为 _；铅 (Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的+4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为_（用化学式表示）。(6)最近，德国科学家实现了铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷(Rb)是 37 号元素，相对原子质量是85.5 ，与钠同主族。回答下列问题：铷在元素周期表中的位置为 _ 。同主族元素的同类化合物的性质相似，请写出AlCl3 与 RbO
3、H过量反应的离子方程式：_。现有铷和另一种碱金属形成的混合金属50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气 22.4 L，另一种碱金属可能是_。（填序号）A LiB NaC KD Cs【答案】第三周期第A 族18Mg2+S ClPH3NaOH+HClO4=NaClO4+H2O 324443+-2-23+-Pb(OH) Sn(OH) Ge(OH) 第五周期第 A 族Al +4OH=AlO+2H O (或写为 Al+4OH=Al(OH)4-) AB【解析】【分析】由元素在周期表的位置可知，a 是 N 元素， b 为 Na 元素， C 为 Mg 元素， d 为 Al 元素， e为 P 元素，
4、f 为 S 元素， g 为 Cl 元素， h 为 Se 元素，然后根据元素周期律分析解答。【详解】根据元素在周期表的位置可知确定各种元素分别是：a 是 N元素， b 为Na 元素，C 为 Mg元素，d 为Al 元素，e 为P 元素， f为S 元素，g 为 Cl 元素，h 为Se 元素。(1)元素 d 为 Al，原子核外电子排布是2、 8、3，所以在元素周期表中的位置是第三周期IIIA 族， f 是 16 号元素 S， h 是 34号元素 Se， h 与 f 原子序数相差 34-16=18；(2)b、 c、 f 形成的简单离子分别是Na+、 Mg 2+、 S2-， Na+、 Mg2+核外电子排布
5、为2、8，具有两个电子层， S2-核外电子排布是2、 8、 8，具有三个电子层，离子核外电子层数越多，离子半径越大，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小，所以，三种离子中离子半径最小的是Mg 2+； Na、Mg 、 S 都是同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以三种元素的原子半径最小的是S；(3)同一周期的元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，表中第三周期元素的非金属性最强是 Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强， e、f 、 g 三种元素分别表示 P、 S、 Cl，元素的非金属性： PSSnGe，元素的金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的碱性
6、逐渐增强，故铅(Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的 +4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为 Pb(OH)444Sn(OH) Ge(OH) ；(6)铷 (Rb)是 37 号元素，原子核外有5 个电子层，最外层有 1 个电子，所以37 号元素在元素周期表中的位置为第五周期第A 族；铷 (Rb)与钠同主族，由于 Rb 的金属性比Na 强，所以 RbOH 是一元强碱， AlCl3 与过量的RbOH 反应产生的离子方程式为3+-2-23+-4 -Al +4OH = AlO+2H O (或写为Al +4OH =Al(OH) )；22.4 L 标准状况下的H2 的物质的量 n(H2)=22.4 L 22.
7、4 L/mol=1 mol，铷和水反应的化学方程式为 2Rb+2H222O=2RbOH+H ，可知 2 molRb 反应产生 1 mol H ，由碱金属与水反应的化学方程式为 2M+2H 2O=2MOH+H2可知混合金属的平均摩尔质量M=50?g=25 g/mol ， Rb2?mol的摩尔质量为85.5 g/mol ，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25 g/mol ，所以另一种碱金属可能是Li 或 Na，故合理选项是AB。【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的应用的知识。掌握元素的位置、原子结构与物质性质的关系解答本题的关键，注意规律性知识的应用，侧重考查学生的分析与应用能力。2 下表是元
8、素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。（1）下列 _（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。a、 c、 h b、 g、 k c、h、 l d、 e、 f（ 2）以上 13 种元素中， _（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。 i 在周期表中的位置 _ 。（ 3）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力；形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJmol 1）；锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子7296457018
9、20失去第三个电子1179969202750失去第四个电子955011600通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量 _。表中X 可能为以上13 种元素中的_（填写字母）元素。用元素符号表示X 和j形成化合物的化学式_。Y 是周期表中_族元素。【答案】m第三周期A 族Li 原子失去1 个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难aNa2O和 Na2 O2 A【解析】【分析】(1)金属是导体 (锗是半导体 )，石墨是导体；(2)越容易失去第一个电子，第一电离能越小；(3)根据电离能的大小结合原子核外电子排布判断可能的元素种类，注意
10、电离能的大小能判断出元素的化合价，即最外层电子数。【详解】根据元素周期表中元素的分布知识，可以知道a 是Na， b 是H， c 是Mg，d是Sr， e 是Sc， f是Al， g 是Ge， h是C，j是O， i是P，k是Sb， l 是Cl， m是 Ar；(1)金属是电的良导体，石墨棒是电的良导体，金属有故答案为：；Na、 Mg、 Sr、Sc、 Al，锗是半导体，(2)从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13 种元素中，处于零族的m 元素已达8e-的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多；i
11、 是P，位于元素周期表的第三周期A 族；(3)锂原子核外共有3 个电子，其中两个在K 层， 1 个在L 层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量；由表中数据可知：X 失去第2 个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量(9倍多)，而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层；结合所给的周期表知，X 应为a，即钠元素，和j 即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O 和 Na2O2；由表中所给Y 的数据
12、可知， Y 失去第 1、 2、 3 个电子所需能量差别不大，而失去第4 个电子所需能量远大于失去第3 个电子所需的能量，因此Y 元素的最外层有3 个电子，即为A 族的元素 Al。A BC三种元素的原子中，质于数：ABC18。A元素原子的最外层3 已知 、 、，且都小于电子数是次外层电子数的2 倍； B 元素原子的 M 层电子数是 L 层电子数的一半；C元素原子的次外层电子数比最外层电子数多1。试回答下列问题。(1)写出三种元素的名称和符号：A_， B_， C_。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A_，B_， C_。【答案】碳C硅 Si氯 Cl【解析】【分析】A 元素的原子最外层电子数是次外层
13、电子数的2 倍，则A 原子核外电子排布为2、 4， A 是C 元素；B 元素的原子核外M 层电子数是L 层电子数的一半，则B 原子核外电子排布为2、8、 4， B 为 Si 元素； C 元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1 个，且原子序数大于 B 小于 18，所以 C 原子核外电子排布为2、 8、 7， C 是 Cl 元素，据此答题。【详解】根据上述分析可知A 是 C 元素， B 是 Si 元素， C 是 Cl 元素。(1)A 为碳元素，元素符号为C； B 为硅元素，元素符号为Si； C 为氯元素，元素符号为Cl；(2)碳原子的结构示意图为，硅原子的结构示意图为，氯原子的结构示意图为。【点
14、睛】本题主要考查了根据原子核外各层电子数的关系，确定元素的种类，解题时要熟悉常见元素的核外电子排布，注意规范书写结构示意图。4A、 B、 C、 D 四种元素都是短周期元素。A 元素的离子具有黄色的焰色反应。B 离子带有 2 个单位正电荷，且 B 元素的离子结构和Ne 具有相同的电子层排布。 H2 在 C 单质中燃烧产生苍白色火焰， D 元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3 倍。根据上述条件回答：(1)元素 C 位于第 _周期第 _族。(2)A 是 _元素， B 是_元素， D 是 _元素。(3)A 与 D 形成稳定的化合物的化学式为_，此化合物与水反应的化学方程式为_。(4)
15、C 元素的单质有毒，可用A 的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为_。【答案】三 ANa MgONa-2O22Na2 O2+2H2O=4NaOH+O2 Cl2+2OH =Cl+ClO +H2O【解析】【分析】A、 B、 C、 D 四种元素都是短周期元素，A 元素的离子具有黄色的焰色反应，则A 为 Na 元素； B 离子带两个单位正电荷，且B 元素的离子结构和Ne 具有相同的电子层排布，则B为 12 号 Mg 元素； H2 在 C 单质中燃烧产生苍白色火焰，则C 为 Cl 元素； D 元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3 倍，则 D 原子核外有 2 个电子层，次外
16、层为 2，最外层电子为23=6， D 为 O 元素，然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。【详解】根据上述分析可知A 是 Na 元素， B 是 Mg 元素， C 是 Cl 元素， D 是 O 元素。(1)元素 C 是 Cl， Cl 原子核外电子排布为2、 8、 7，所以 Cl 元素在周期表中位于第三周期第A 族；(2)根据上述分析可知： A 是 Na 元素， B 是 Mg 元素， D 是 O 元素；(3)A 是 Na， D 是 O， Na 与 O 形成的稳定化合物为 Na2O2，Na2O2 与水反应产生NaOH 和O ，反应的化学方程式为：2Na O +2H2O=4NaOH+O ；2222
17、(4)元素 C 是 Cl， Cl 元素的单质 Cl 是有毒气体，可以与NaOH 在溶液中反应产生NaCl、2NaClO2222-和 H O，反应方程式为：Cl +2NaOH=NaCl+NaClO+ HO，离子方程式为：Cl +2OH=Cl-2+ClO+H O，所以用 NaOH 溶液吸收氯气可消除氯气对环境造成的污染。【点睛】本题考查了元素的位置、结构、性质的关系及应用。正确推断各元素为解答本题的关键，要明确元素周期表结构、元素周期律的内容，并结合元素及其单质、化合物的性质进行解答。5 已知 A、 B、 C、 D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如下图所示的转化关系：(1) 如果 A、
18、 B、 C、 D均是 10 电子的粒子，请写出：A 的结构式 _； D 的电子式 _；(2) 如果 A和 C 是 18 电子的粒子， B 和 D是 10 电子的粒子，请写出：A与 B 在溶液中反应的离子方程式：_根据上述离子方程式，可判断C 与 B 结合质子的能力大小是( 用化学式或离子符号表示 ) _ _。【答案】或 H-F-2-+H2O-2-H2S+OH=HS+H2O或 HS+OH=SOHS或 HS【解析】【详解】(1)如果 A、 B、 C、 D均是 10 电子的粒子，符合关系的微粒分别为4+-3-NH 或 HF、 OH、 NH 或 F、H2O；(2)如果 A和 C 是 18 电子的粒子，
19、2-2-， B 和 D 是 10 电子的粒A 为 HS 或 HS， C为 HS或 S-子，分别为OH、 H2O；6A、 B、 C、 D、 E 五种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A 元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质；B 元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2 倍； D原子的电子层数与最外层电子数之比为3： 1； E 元素的最外层电子数是电子层数的2倍； C 与 E 同主族。请回答下列问题：(1)B 元素在周期表中的位置是：_(2)写出化合物 D2C2 的电子式 _；该化合物中所含化学键类型为_(3)化合物 A2C 和 A2E 中，沸点较高的是_(填化学式 )(4)化合物 EC常
20、温下呈气态，将其通入Ba(NO )溶液中，有白色沉淀和NO 气体放出，该23 2反应的离子方程式为_(5)元素 A、B、 C 按原子个数比2： 1：1 组成的化合物是常见的室内装修污染物，该物质的分子空间构型为 _；该化合物中B 原子的杂化轨道类型为_【答案】第二周期第IVA 族离子键、共价键H2O22+3-24+平面三角形23SO +3Ba +2NO +2H O=3BaSO +2NO+4Hsp【解析】【分析】A、 B、 C、 D、E 五种短周期元素，它们的原子序数依次增大。A 元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质，则A 是 H 元素； B 元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的 2 倍
21、，则 B 原子核外有 2 个电子层，核外电子排布是2、 4， B 是 C 元素； D 原子的电子层数与最外层电子数之比为3： 1，则 D 核外电子排布式是2、 8、 1， D 是 Na 元素； E元素的最外层电子数是电子层数的2 倍，则 E 核外电子排布是2、 8、 6， E 是 S 元素； C与 E 同主族，原子序数小于Na，大于 C，则 C 是 O 元素。结合元素的单质及化合物的结构、性质分析解答。【详解】根据上述分析可知A 是 H， B 是 C， C 是 O， D 是 Na， E 是 S 元素。(1) B 是 C 元素，在周期表中的位置是第二周期第IVA 族；(2)化合物 D2C2 是
22、Na2O2，该物质中Na+与 O22- 通过离子键结合，在O22- 中两个 O 原子通过共价键结合，所以其电子式为：；该化合物中所含化学键类型为离子键、共价键；(3)化合物 A2C 是 H2O， A2E 是 H2S，由于在H2 O 分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使物质气化消耗较多的能量，因此沸点较高的是H2O；(4)化合物 EC是 SO ，在常温下呈气态，该物质具有还原性，将其通入Ba(NO )溶液中，223 2有白色沉淀和NO 气体放出，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒，可得该反应的离子方程式为 3SO2+-+；2+3Ba +2NO3 +2H2O=3BaSO4 +2NO+4H(5
23、)元素 A、B、 C 按原子个数比 2： 1：1 组成的化合物CH2O 是常见的室内装修污染物，该物质的分子中， C 原子采用 sp2 杂化，与 O 原子形成共价双键，再与2 个 H 原子形成 2 个共价键，分子空间构型为平面三角形。【点睛】本题考查了元素的原子结构与物质性质的关系、有电子转移的离子方程式书写等知识。根据题干信息正确推断元素是解题关键，能很好的反映学生对饮水机化合物的性质及物质结构理论的掌握和应用情况。7A、 D、 E、 W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A 的原子最外层电子数是次外层的2 倍， D 的氧化物属于两性氧化物，D、 E 位于同周期，A、 D、 E 的原子最
24、外层电子数之和为14，W是人体必需的微量元素，缺W 会导致贫血症状。（ 1）写出 AE4 的电子式： _ 。（ 2）下列事实能用元素周期律解释的是（填字母序号）_。a D 的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg(OH)2b E 的气态氢化物的稳定性小于HFc WE3 的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板（ 3） NaCN 是一种有剧毒的盐，用 E 的一种氧化物 EO2 可以除去水溶液中含有的该有毒物质，得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体。写出该反应的离子方程式：_ 。（4）工业上用电解法制备D 的单质，反应的化学方程式为_。（5） W 的单质可用于处理酸性废水中的NO3 -，使其转换为NH4+
25、，同时生成有磁性的氧化物 X，再进行后续处理。 上述反应的离子方程式为_ 。W 的D 的单质与X 在高温下反应的化学方程式为_ 。ab 2ClO-电解【答案】4Al + 3O22+2CN=2CO2+N2+2Cl2Al2O3（熔融）冰晶石高温-+8Al+3FeO44Al2 O3+ 9Fe3Fe + NO3+ 2H + H2O = Fe3O4+ NH4 铝与四氧化三铁反应生成氧化铝和铁，方程式：8 下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：冰晶石（5） W 的单质可用于处理酸性废水中的 NO3 -，使其转换为 NH4+，同时生成有磁性的氧化物 X，再进行后续处理，酸性环境下硝酸根离子具有强的氧化
26、性，能够氧化性铁生成四氧化三铁，反应的离子方程式为3Fe+NO3- +2H+H2O=Fe3O4 +NH4+；高温4Al+3O2；电解【解析】【分析】A、 D、 E、W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A 的原子最外层电子数是次外层的 2 倍， A 为 C； D 的氧化物属于两性氧化物，原子最外层电子数之和为 14， 14-4-3=7，则 E 为D 为 Al； D、 E 位于同周期， A、D、 E 的Cl； W 是人体必需的微量元素，缺乏 W 会导致贫血症状，W 为 Fe。【详解】（1） A 为 C， E 为 Cl，AE44；为 CCl ，电子式为（2） a.同周期元素金属性依次减弱，铝在
27、镁的右边，所以金属性弱于镁，所以氧化物对应水化物氢氧化铝的碱性弱于Mg(OH)2，故 a 符合题意；b.同周期元素非金属性依次增强，所以F 的非金属性强于O，则氢化物稳定性D 的最高价H2O 小于HF，故 b 符合题意；c.氯化铁与铜发生氧化还原反应，所以可以用氯化铁的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板，不能用元素周期律解释，故c 不符合题意；答案选 ab；（ 3） NaCN 是一种有剧毒的盐， E 为 Cl，用 E 的一种氧化物 ClO2 可以除去水溶液中含有的该有毒物质，得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体。该反应的离子方程式：2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-；（4） D 为
28、Al，工业上用电解熔融氧化铝的方法制备铝的单质，反应的化学方程式为2Al2O3（熔融）W 的8Al+3Fe3O44Al2O3+ 9Fe。（ 1）写出下列元素符号： _， _， _， ? _。（ 2）在这些元素中，最活泼的金属元素是 _，最活泼的非金属元素是 _，最不活泼的元素是 _。（ 3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是_，碱性最强的是_，呈两性的氢氧化物是 _ ，写出三者之间相互反应的化学方程式_。（4）在这些元素中，原子半径最小的是_，原子半径最大的是 _。（5）在与中，化学性质较活泼的是_，怎样用化学实验证明？答：_。在与 ? 中，化学性质较活泼的是_，怎样用化学实验
29、证明？答：_。【答案】 N Si SCa K F ArHClOAl(OH)3+3HClO4=Al(ClO4)3+3H2O、4 KOH Al(OH)3Al(OH)3+KOH=KAlO2 +2H2 O、 KOH+HClO4=KClO4+H2O F KNa 与 H2O 反应： Na 与水剧烈反应， Mg 与水不反应Cl 将 Cl2 通入到 NaBr 溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl 的化学性质比 Br 的活泼【解析】【详解】（ 1）根据元素周期表的结构可知：、 ? 分别在第二周期 VA、第三周期 IVA、第三周期 VIA 和第四周期 IIA，则、 ? 分别为 N、 Si、 S、 Ca；（ 2）根
30、据元素周期表性质的递变规律，最活泼的金属应在第IA，最活泼的非金属应在第VIIA，惰性气体最不活泼，则在I A 元素 Na（）和 K（）中K 最活泼；在 VII A 族元素FClBr（?）中，F最活泼；最不活泼的是即Ar；（）、（）和（3）元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素非金属性的递变规律可知，元素非金属性最强的是即F，但 F 无最高正价；因为我们知道， HClO4 已知的最高价含氧酸中酸性最强的，即酸性最强的是HClO4；元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素金属性的递变规律可知，元素金属性最强
31、的是即K，则碱性最强的必是KOH；在表中所列元素的最高价氧化物对应水化物中，只有Al(OH)3 具有两性；三者之间相互反应的化学方程式分别为Al(OH)3+3HClO4 =Al(ClO4 )3+3H2O、Al(OH)3+KOH=KAlO2 +2H2 O、 KOH+HClO4=KClO4+H2O；（ 4）同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，故在这些元素中，原子半径最小的是F，原子半径最大的是 K；（5）和分别是Na 和 Mg ，根据同主族元素金属性的递变规律可知，金属性Na Mg，根据判断金属性强弱的方法，可依据二者单质分别与水反应的剧烈程度来判断其金属性强弱
32、，即与 H2O 反应： Na 与水剧烈反应，Mg 与水不反应；和?分别是 Cl 和 Br，根据同主族元素非金属性的递变规律可知，非金属性Cl Br，根据判断非金属性强弱的方法，可依据二者气态氢化物的稳定性、单质之间的置换反应等来判断其非金属性强弱，即将Cl2 通入到 NaBr 溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl 的化学性质比Br 的活泼。【点睛】本题综合性较强，涵盖了元素周期表、元素性质的递变规律、元素金属性及非金属性强弱的判断方法等，要求用多方面的知识解决问题，能很好滴训练综合运用知识解决问题的能力，根据元素最高价氧化物对应水化物的递变规律或元素的金属性、非金属性的递变规律思考。9 下表是元素周期表中短周期元素的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。族 A A AV A A A0I A周期一二三回答下列问题：（ 1）上述元素中元素的名称 _；元素在周期表中的位置是 _。（ 2）在、的气态氢化物中最稳定的是 _(用化学式表示 )；的最高价氧化物对应水化物的化学式是 _。（3）写出的单质和的最高价氧化物对应水化物的化学方程式是_。（4）、是两种活泼性不同的金属，用事实来说明比活泼性更强_。（5）由和
