化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题附详细答案.docx

1、【化学】化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题附详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。(1)基态 Mn 2+的价电子排布式为_；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的_区。(2)Mg(H 2 O)6 2+(N5)2(H2O)42-的晶体的部分结构如图1 所示：N、 O、 Mg 元素的前3 级电离能如下表所示：元素I1 /kJ?mol-1I2/kJ?mol-1I3/kJ?mol-1X737.71450.77732.7Y1313.93388.35300.5Z140

2、2.32856.04578.1X、 Y、 Z 中为 N 元素的是 _，判断理由是 _。从作用力类型看， Mg2+与 H2O 之间是 _、 N5 与 H2O 之间是 _。N5-为平面正五边形，N 原子的杂化类型是 _。科学家预测将来还会制出含N4-、 N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大键，可用符号mn 表示，其中 m 代表参与形成大 键的原子数， n 代表参与形成大 键的电子数 (如苯分子中的大键可表示为64-中的大 键应表示为 _ 。6 )，则 N(3)AgN5 的立方晶胞结构如图2 所示， Ag+周围距离最近的 Ag+有 _个。若晶体中紧邻的 N5-与 Ag+的平均距离为a

3、nm ，NA 表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5 的密度可表示为_g?cm-3（用含 a、 NA 的代数式表示）。【答案】 3d5ds ZX最外层为 2 个电子， X 为镁； N 的 2p 轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1 较大，则 Z 为氮元素配位键 氢键sp258.91022412a3NA【解析】【分析】(1)根据构造原理 写出25 号Mn元素的原子核外 子排布式，Mn原子失去最外 2 个 子得到Mn 2+；根据原子 构与元素在周期表的位置确定Ag 在周期表所属区域；(2)根据元素的 离能大小 合原子 构确定X、 Y、 Z 三种元素，然后判断哪种元素是N元素；根据 示，

4、判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力 型； 合 N5- 平面正五 形 构， 合原子 化 型与微粒构型关系分析判断， 合微粒的原子 构分析大 的形成；(3)根据晶胞中离子的相 位置判断Ag+的配位数，利用均 方法 算1 个晶胞中含有的mAgN5 的个数， 合= 算密度大小。V【 解】(1)Mn 是 25 号元素，根据构造原理可得Mn 原子的核外 子排布式 1s22s22p63s23p63d54s2， Mn原子失去最外 2 个 子得到Mn 2+，其价 子排布式 3d5；Ag、 Cu 在周期表中位于第IB， 生 化的 子有最外 的s 子和次外 的d 子，属于ds 区元素；(2) X 的第一、第二

5、离能比 小且很接近， 明X 原子最外 有 2 个 子，容易失去，则 X 为 Mg 元素， Z 的第一 离能在三种元素中最大， 合N 原子 2p 道 于半充 的 定状 ，其失去第一个 子 ，I1 大，可推知Z 为 N 元素， Y 是 O 元素；在 晶体中阳离子Mg(H2O)62+的中心离子 Mg2+含有空 道，而配位体 H的 O 原子上2 O含有孤 子 ，在 合 ，Mg 2+提供空 道， H2O 的 O 原子提供孤 子 ，二者形成配位 ；在阴离子 (N 5 22 42-上 N5-与 H2NH-O，)(H O)O 的 H 原子之 通 合在一起，形成故二者之 作用力 ；若原子采用sp3 化，形成的物

6、 构 四面体形；若原子采用sp2 化，形成的物 构 平面形；若原子采用sp 化， 形成的 直 型 构。N5 - 平面正五 形， 明N原子的 化 型 sp2 化；在 N5- 中，每个 N 原子的 sp2 化 道形成 2 个 ， N 原子上 有 1 个孤 子 及1 个垂直于 N 原子形成平面的p 道， p 道 形成大 ， N5-为4 个 N 原子得到1 个 子形成 有1 个 位 荷的阴离子，所以含有的 子数 5个，其中大 是由4 个原子、 5 个 子形成，可表示 54 ；5+ 研究 象，在晶胞中与 Ag+(3)根据 AgN 的晶胞 构示意 可知，假 以晶胞 点Ag距离相等且最近的Ag+在晶胞面心上

7、，通 点Ag+可形成 8 个晶胞，每个面心上的Ag+被重复使用了 2 次，所以与 Ag+距离相等且最近的Ag+的数目 3 8=12 个；在一个晶胞中2+11-1-7 3含有 Ag 的数目 8+6 =4，含有 N5 的数目 1+12 =4，晶胞体 V=(2a 10)8244 178?g / mol3mN A/mol8.910223。cm ， =g/cmV2a 10 7 3 cm3N Aa3【点睛】本题考查了物质结构，涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大 的分析、晶胞计算，掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键，要注意电离能变化规律及特殊性，利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目，结合密度

8、计算公式解答。2 下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。（1）写出的元素符号_。（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：_。（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是_(填相应化学式，下同)，碱性最强的是 _。（4）这些元素中(除外 )，原子半径最小的是_(填元素符号，下同)，原子半径最大的是_。（5）的单质与的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2， (O、 X 分别表示氧和的元素符号，即 OX2 代表该化学式 )，该反应的离子方程式为 (方程式中用具体元素符号表示 )_。（6）的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2 溶液中的离子方程式_。【答案】

9、Mg2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2HClO4NaOHFNa2F+2OH-=OF2 +2F-+H2O3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO4 +2NO+4H+【解析】【分析】根据元素在元素周期表正的位置可以得出，为N 元素，为 F 元素，为 Na 元素，为 Mg 元素，为 Al 元素， Si 元素，为S元素，为 Cl 元素，为 Ar 元素，据此分析。【详解】（1）为 Mg 元素，则的元素符号为Mg ；（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na， Na 与水发生的反应的离子方程式为2+- 2；2Na+2H O=2Na +2OH +H（3）这些元素中非金属性最强的是Cl 元素，则

10、最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na 元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F 元素，原子半径最大的是 Na 元素；（5） F2 与 NaOH 反应生成OF2，离子方程式为2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O；（6）为 S 元素，的低价氧化物为SO2， SO2 在 Ba(NO3)2 溶液中发生氧化还原反应， SO2变成 SO42-， NO3-变成 NO，方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO

11、4 +2NO+4H+。3 正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反。科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质。1997年年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9 个和 7 个反氢原子。这是人类探索反物质的一大进步。（1）你推测反氢原子的结构是（_）A 由 1个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子构成B 由 1 个带负电荷的质子与1 个带正电荷 的电子构成C 由 1个不带电子的中子与1个带负电荷的电子构成D 由 1 个带负电荷的质子与1 个带负电荷的电子构成（2）反物质酸、碱中和反应的实质是（_）-+2+2A H +

12、OH =H OB H+OH =H OC H-+OH- =H2OD H+ +OH- =H2O（3） 若有反 粒子（ 粒子即氦核），它的质量数为_ 电荷数为 _。【答案】 B A 42【解析】【分析】根据反粒子特征和定义进行解答。【详解】(1)A. 由一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成的，这是正常氢原子的构成，故A错误；B.由一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成的，符合反氢原子的构成 , 故 B 正确；C.由一个不带电的中子和一个带负电荷的电子构成的，不正确，因为反氢原子中电子带正电，故 C 错误；D.由一个带负电荷的质子和一个带负电荷的电子构成，原子不显电性，不能都带负电荷。故 D

13、 错误。答案： B。(2) 酸碱中和反应是 H + +OH -=H 2O，根据反物质的定义特征，可知反物质酸碱中和反应为H -+OH += H 2O，所以 A 符合题意，答案：A ；(3) 已知 a 粒子质量数为4，带 2 个正电荷，因此反a 粒子质量数为4, 电荷数为 -2。答案： 4； 2。【点睛】根据反粒子的定义：正电子、负质子等都属于反粒子；反粒子的特征：它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反进行解答。4 元素周期表与元素周期律在学习、研究和生产实践中有很重要的作用。下表列出了ae5 种元素在周期表中的位置。族 A AA A A A A0周期2a3bcde（ 1） a 的

14、元素符号是 _。（ 2）金属性 b 强于 c，用原子结构解释原因： _，失电子能力 b 大于 c。（3） d、 e 的最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的的是_。（ 4）已知硒 ( Se) 与 d 同主族，且位于 d 下一个周期，根据硒元素在元素周期表中的位置推测，硒可能具有的性质是 _。其单质在常温下呈固态SeO2 既有氧化性又有还原性最高价氧化物对应的水化物的化学式为H2SeO3非金属性比e 元素的强【答案】 C 电子层数 b 与 c 相同，核电荷数 b 小于 c，原子半径 b 大于 c HClO4 【解析】【分析】由元素在周期表中的分布可知，a 是 C， b 是 Na，c 是 Al，d

15、 是 S，e 是 Cl，结合元素周期律分析解答。【详解】由元素在周期表中的分布可知，a 是C， b 是Na，c 是Al，d是S，e 是Cl。( 1) a 是碳元素，元素符号为C，故答案为： C；( 2) b 是钠， c 是铝，由于电子层数b 与 c 相同，核电荷数b 小于 c，原子半径b 大于电子能力b 大于 c，因此金属性b 强于 c，故答案为：电子层数b 与 c 相同，核电荷数于 c，原子半径b 大于 c；c，失b 小( 3) d 的非金属性小于e，因此最高价氧化物对应的水化物中，酸性较强的的是高氯酸，故答案为： HClO4；( 4) 硒 ( Se) 与 S 同主族，且位于 S 下一个周期

16、，非金属性比 S 弱。常温下硫为固体，同一主族元素的非金属单质，从上到下，熔沸点逐渐升高，因此硒单质在常温下呈固态，故正确； SeO2 中 Se 的化合价为 +4 价，介于 - 2+6 之间，既有氧化性又有还原性，故正确； Se 的最高价为 +6 价，最高价氧化物对应的水化物的化学式为H24SeO ，故错误；硒 ( Se) 与 S 同主族，且位于 S 下一个周期，非金属性比S 弱，故错误；故答案为：。【点睛】本题的易错点为 ( 4) ，要注意元素周期律的理解和应用，的判断要注意在氧化还原反应中处于中间价态的元素既有氧化性又有还原性。5 下表是元素周期表的一部分，回答下列问题：（1） B 在周期

17、表中的位置是 _；写出 A、B 的单质之间发生反应的化学方程式：_。（2）写出表中位于长周期的卤族元素的名称：_；属于短周期的碱金属元素的元素符号为_。加热【答案】第3 周期 A 族 2K+S2Li、 NaK S 溴【解析】【分析】根据元素周期表的结构及物质性质分析解答。【详解】（1） B 在周期表中的位置是第3 周期， VIA 族； A 为钾， B 为硫，则单质之间加热反应生加热成硫化钾，反应的化学方程式：2K+SK2S ，故答案为：第 3 周期 A 族；加热2K SK2S+；（2）表中的长周期为第4 周期，卤族元素为A 族元素，则该元素为溴；碱金属元素指IA族元素中 H 以外的元素，短周期

18、指前3周期，则元素符号为Li、 Na；故答案为：溴；Li、Na。6 下列各题中的物质均由核电荷数为1 10 的元素组成。请按下列要求填写化学式：（1）只由2 个原子核和2 个电子构成的分子是_。（2） 1 个最外层有5 个电子和3 个只有 1 个电子的原子结合的分子是 _。（3） 1个最外层有4 个电子的原子和2个最外层有 6 个电子的原子结合的分子是_。（4）由 3 个最外层是 6个电子的原子结合而形成的分子是_。（5）由 2个原子核10 个电子结合而成的分子是_。（6）由 5 个原子核10 个电子结合而成的分子是_。【答案】 H23234NH CO O HF CH【解析】【分析】根据前10

19、号元素的电子排布，由成键特点和形成分子的原子数目推导常见的分子微粒；根据原子符号的含义解题。【详解】1 由题意可知，一个原子中含有一个电子，则原子为H，构成的分子为：H 2 ；2 由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子分别是N 和 H，形成的分子为NH 3 ；3 由由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子分别是C 和 O，形成的分子为CO2 ；45由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子是O，形成的分子为O3 ；由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为HF；6 由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为CH 4 。【点睛】考查元素化合物的推断，推断元素化合物是解题的

20、根据，了解短周期元素构成的常见10 电子、 18 电子物质是解题基础；常见10 电子微粒：原子、 Na+、(Ne)；离子 N3- 、 O2、 FMg2+、 Al3+、 NH4+、 OH- 、H3O+；分子 (CH4 、NH3 、H2 O、 HF)等。7A、 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

21、D C 的电子式 _；该化合物中所含化学键类型为_22(3)化合物 A C 和A E 中，沸点较高的是_(填化学式 )22(4)化合物 EC 常温下呈气态，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，

22、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，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，

23、 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 Na2O2+与O 2- 通过离子键结合，在O 2- 中两个 O 原子通过共，该物质中 Na22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；22222分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引(3)化合物 A C 是 H O， A E 是 H S，由于在H O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 EC2 是 SO2，在常温下呈气态，该物质具有还原性，将其通入Ba(NO3)2 溶液中，有白色沉淀和NO 气体

24、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)元素 A、B、 C 按原子个数比22： 1：1 组成的化合物 CH O 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。8X、Z、Q、 R、 T

25、为前四周期元素，且原子序数依次增大。X和 Q 属同族元素， X 和 R 可形成化合物 XR4； R2为黄绿色气体； Z 与 X 同周期且基态原子的s 轨道和 p 轨道的电子总数相等； T2+的 3d 轨道中有 5个电子。请回答下列问题：(1)Z 基态原子的电子排布式是_； Z 所在周期元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是 _ （填化学式）。(2)利用价层电子对互斥理论判断RZ3-的立体构型是 _； RZ3-的中心原子的杂化轨道类型为_ 。(3)水中 T 含量超标，容易使洁具和衣物染色RZ2 可以用来除去水中超标的T2+，生成黑色沉淀 TZ2，当消耗0.2molRZ2 时，共转移了1mo

26、l 电子，则反应的离子方程式为_。【答案】 1s2 24HNO3三角锥形3 杂化2ClO2+2s 2psp2+5Mn+6H2O=5MnO2 +2Cl +12H【解析】【分析】X、 Z、 Q、 R、T 为前四周期元素，且原子序数依次增大，2为黄绿色气体，则R 为 Cl；XR和 R 可形成化合物XR4，则 X 为 +4 价，处于 IVA 族， X 和 Q 属同族元素，可推知X 为 C 元素、 Q 为 Si； Z 与 X 同周期且基态原子的s 轨道和 p 轨道的电子总数相等，则Z 核外电子排布为 1s22s22p4，因此 Z 为 O 元素； T2+的3d 轨道中有5 个电子，原子核外电子排布式为1s

27、22s22p63s23p63d54s2，则 T 为 Mn ，据此解答。【详解】根据上述分析可知：X 是 C 元素， Z 是 O 元素， Q 是 Si 元素， R 是 Cl 元素， T 是 Mn 元素。(1)Z 是 O 元素， O 基态原子的电子排布式是1s22s22p4； Z 所在周期元素中，元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3；(2) RZ3-是 ClO3-， ClO3- 离子中中心原子Cl 原子孤电子对数 = 71 23=1，价层电子对数为23+1=4，则 ClO3-立体构型是三角锥形，其中心原子Cl 原子的杂化轨道类型为sp3 杂化；(3)水中 Mn 含量超标，容易使洁具和衣

28、物染色，2可以用来除去水中超标的Mn2+，生成ClO黑色沉淀 MnO 2，当消耗 0.2molClO2 时，共转移了1mol 电子，假设 Cl 元素在还原产物中化合价为 a，则 0.2mol (4-a)=1mol，解得 a=-1，即 ClO2被还原变为 Cl-，根据电荷守恒可知，还产生了 H+，则反应的离子方程式为：2ClO2+5Mn2+22+。+6H O=5MnO +2Cl +12H【点睛】本题考查结构、性质、位置关系应用、核外电子排布、杂化方式判断、氧化还原反应等，较为全面的考查了元素化合物、物质结构理论及氧化还原反应的分析与判断能力，是对学生对知识的迁移运用能力的综合考查。9 有 A、

29、B、 C、D 四种核电荷数小于 20 的元素， A 原子最外层电子数是次外层的2 倍； B原子核外 K 层比 M 层电子数多1 ；C 原子最外层电子数是其电子层数的3 倍； D 能形成 D22的 M 层为最外层。试回答下列问题：， D(1)写出 A、B、 C、 D 四种元素的元素符号：A_、 B_、 C_、 D_(2)写出 A、B、 C、 D 四种元素中的任意 3种元素所能形成的常见化合物的化学式_、_、 _。【答案】 C Na O S NaNa2SO3Na2SO42CO3【解析】【分析】A 原子最外层电子数是次外层的2 倍，则 A 为碳元素； B 原子核外 K 层比 M 层电子数多1，则 B

30、 为钠元素； C 原子最外层电子数是其电子层数的3 倍，则 C 为氧元素； D 能形成 D22的 M 层为最外层，则 S为硫元素。， D【详解】A 原子最外层电子数是次外层的2 倍，则 A 为碳元素； B 原子核外 K 层比 M 层电子数多1，则 B 为钠元素； C 原子最外层电子数是其电子层数的3 倍，则 C 为氧元素； D 能形成 D22的 M 层为最外层，则 S 为硫元素；， D(1)由分析可知： A、 B、 C、 D 四种元素的元素符号分别为C、 Na、 O、 S；(2) C、 Na、O、 S 四种元素中的任意 3 种元素所能形成的常见化合物的化学式有Na2CO3、Na2SO3、 Na

31、2SO4。10 A、 B、 C、 D、 E、 F 六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。已知：A 元素的原子半径最小，B 元素原子的最外层电子数是内层电子数的2 倍， C 元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐，D 与 E 同主族， E 元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。请回答：（1）元素 C 在周期表中的位置是_。（2）元素 D 的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂，这种化合物与水反应的离子方程式_ 。（3） D 和E两种元素相比较，其原子得电子能力较强的是_(写名称)。 以下说法中，可以证明上述结论的是_(填写编号)。a比较这两种元素的常见单质的

32、沸点b二者形成的化合物中，D 元素的原子显负价c比较这两种元素的气态氢化物的稳定性d比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性（4）元素 A、 D、 E 与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素)，这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是_ 。【答案】第二周期A 族2Na2 22+4OH- +O2氧 bc+3-22O +2H O=4NaH +HSO=SO +H O【解析】【分析】A、 B、 C、 D、E、 F 六种短周期主族元素，它们的原子序数依次增大。A 元素的原子半径是主族元素中最小的，则A 为 H； C 元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐，则 C 为 N 元素； B 元素原子的最外层电子数是内层电子数的2 倍，则 B 为 C 元素；D 与 E 同主族， E 元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2，则 E 最外层含有6个电子，为 S 元素， D 为 O 元素； F 的原子序数大于S，且为短周期主族元素，则F 为 Cl 元素，据此解答。【详解】根据分析可知：A 为 H， B 为 C 元素， C 为 N， D 为 O， E 为 S， F 为 Cl 与水。（1） C 是 N 元素，其原子核内有 7 个质子，在周期表中第二周期 A 族，故答案