1、高考化学原子结构与元素周期表综合题附答案解析一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 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 )_
2、。（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】 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2Na+2H2O=2
3、Na+2OH-+H2 ；（3）这些元素中非金属性最强的是Cl 元素，则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22-2-2OF ，离子方程式为2F +2OH =OF +2F +H O；（6）为 S 元素，的低价氧化物为SO223 2溶液中发生氧化还原反应，2， SO在 Ba(NO )SO变成 SO42-， N
4、O3-变成 NO，方程式为3SO23-2+24+。+2NO +3Ba+2H O=3BaSO +2NO+4H2 锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:（ 1） Zn 原子核外电子排布式为 _ 洪特规则内容 _泡利不相容原理内容_（2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由 Zn 和 Cu 组成。第一电离能I1(Zn)_I1(Cu)(填 “大于 ”或 “小于 ”)。原因是 _（ 3） ZnF2 具有较高的熔点 (872 ),其化学键类型是 _;ZnF2 不溶于有机溶剂而ZnCl2、 ZnBr2、 ZnI2 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是 _（4）金属 Zn 晶体中的原子堆
5、积方式如图所示,这种堆积方式称为 _,配位数为 _六棱柱底边边长为 a cm,高为 c cm,阿伏加德罗常数的值为NA，Zn 的密度为 _g cm-3(列出计算式 )。【答案】 1s22s22p63s23p63d104s2 或 Ar 3d104s2原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子大于Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子离子键 ZnF2为离子化合物，222的化学键以共价键为ZnCl、 ZnBr 、 ZnI656主、极性较小六方最密堆积 (A3 型 ) 123a2c
6、N A 64【解析】【分析】【详解】(1)Zn 原子核外有30 个电子，分别分布在1s、2s、2p、 3s、 3p、 3d、 4s 能级上，其核外电子排布式为 1s22s22p63s23p6 3d104s2 或 Ar3d 104s2，洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子，故答案为： 1s22s22p63s23p63d104s2 或 Ar3d 104s2；原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整
7、个原子的能量最低；每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子；(2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，电子处于全满状态， Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Zn 原子轨道中Cu 较 Zn 易失电子，则第一电离能Cu Zn，故答案为：大于；Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；(3)离子晶体熔沸点较高，熔沸点较高ZnF2，为离子晶体，离子晶体中含有离子键；根据相似相溶原理知，极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，ZnF2 属于离子化合物而 ZnCl2、ZnBr2 、ZnI2 为共价化合物， ZnCl2、 ZnBr2、 ZnI2分子极性较小
8、，乙醇、乙醚等有机溶剂属于分子晶体极性较小，所以互溶，故答案为：离子键；ZnF2 为离子化合物， ZnCl2、 ZnBr2、ZnI2 的化学键以共价键为主，极性较小；(4)金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积，Zn 原子的配位数为 12，该晶胞中 Zn 原子个1 1数 =12 +2 +3=6，六棱柱底边边长为 acm，高为 ccm，六棱柱体积6 23m656=(6 a23，晶胞密度 =V，故答案为：六方最密堆积 (A3) 3 ccm63 a2 c4N A4656型)； 12；N A 63。a2 c4【点睛】本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、原子杂化方式判断、原子核外电子排
9、布等知识点，侧重考查学生分析、判断、计算及空间想像能力，熟练掌握均摊分在晶胞计算中的正确运用、价层电子对个数的计算方法，注意：该晶胞中顶点上的原子被 6 个晶胞共用而不是 8 个，为易错点。3 为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行如下实验：先取一定量的工业用乙烯气体 (在储气瓶中 )，使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应；乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，再让乙烯与溴水反应。请回答下列问题：(1)甲同学设计的实验_(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生了
10、加成反应，其理由是 _(填序号 )。使溴水褪色的反应不一定是加成反应使溴水褪色的反应就是加成反应使溴水褪色的物质不一定是乙烯使溴水褪色的物质就是乙烯(2)乙同学推测此乙烯中一定含有的一种杂质气体是_，它与溴水反应的化学方程式是 _ 。在实验前必须全部除去，除去该杂质的试剂可用_。(3)为验证乙烯与溴发生的反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH 试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是_ 。【答案】不能 H 2S H 2S Br22HBr S()NaOH 溶液 答案合理即可若乙烯与 Br2 发生取代反应，必定生成HBr ，溶液的酸性会明显增强，若乙烯与Br2 发生加成反应，则生成CH 2Br
11、CH 2 Br ，溶液的酸性变化不大，故可用pH 试纸予以验证【解析】【分析】根据乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，该淡黄色的浑浊物质应该是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质，反应方程式为H 2 SBr22HBrS，据此分析解答。【详解】(1)根据乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，则可能是该还原性气体与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，则溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应，所以正确，故答案为：不能；(2
12、)淡黄色的浑浊物质是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质，反应方程式为 H 2 S Br 22HBrS ；选用的除杂试剂能够除去硫化氢气体，但是不能与乙烯反应，也不能引入新的气体杂质，根据除杂原则，可以选用NaOH 溶液，故答案为：H 2 S； H 2S Br 22HBrS ； NaOH 溶液 (答案合理即可 )；(3)若乙烯与 Br2 发生取代反应，必定生成HBr ，溶液的酸性会明显增强，若乙烯与Br2 发生加成反应，则生成CH 2BrCH 2 Br ，溶液的酸性变化不大，故可用pH 试纸予以验证，故答案为：若乙烯与Br2 发生取代反应，必定生成HBr ，溶液的酸性会明显增强
13、，若乙烯与 Br2 发生加成反应，则生成CH 2 BrCH 2Br ，溶液的酸性变化不大，故可用pH 试纸予以验证。4 我国科学家受中医启发，发现As2O3（俗称砒霜）对白血病有疗效。氮、磷、砷（As）是 VA 族、第二至第四周期的元素，这些元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。完成下列填空：（1） As 原子最外层电子的轨道表示式为_；砷蒸气的分子式： As4，其分子结构与白磷（ P4）相似，也是正四面体，则As4 中砷砷键的键角是 _ 。（2） P 的非金属性比 As 强，从原子结构的角度解释其原因_；如图是元素周期表的一部分，请推测砷的单质或其化合物可能具有的性质_（写出两条即可）（
14、3） NH4NO3 可做化肥，但易爆，300发生爆炸： 2NH4 NO32N 2+O2+4H2O。每生成2molN 2 ，反应中转移的电子为_mol ，氧化产物与还原产物的质量之比为 _。（4）发电厂常用氨气吸收烟气中的CO2CO2不断通入pH 11的氨水中时会产。常温下，当=生微量的新离子：-。NH2COO-（i ）写出 NH2COO 的电子式 _ 。（ii ）计算原氨水中c（NH4+）=_mol / L。【答案】60oP原子核外有三个电子层，As 原子核外有四个电子层， P 的原子半径 As， P 吸引电子的能力更强，所以P 的非金属性更强砷是半导体，砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化
15、物对应水化物是两性氢氧化物等1015: 7-11（或 10-3）10 3- 10【解析】【分析】【详解】( 1) As 的最外层有5 个电子， As 原子最外层电子的轨道表示式为； As4 分子结构与白磷( P4) 相似，也是正四面体，键角为60o；( 2) 由于为 P 原子核外有三个电子层，As 原子核外有四个电子层，P 的原子半径小于As，P吸引电子的能力更强，所以 P 的非金属性更强；由位置可知，砷是半导体，则砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物；( 3) 该反应 2NH4NO3 2N2+O2+4H2O 中 N 元素化合价由 - 3 价、 +5 价变为 0 价
16、， O 元素的化合价由 - 2 价升高为 0，则氮气既是氧化产物也是还原产物，氧气为氧化产物，转移电子个数为 10，则每生成 2molN 2，反应中转移的电子为 10mol ，氧化产物与还原产物的质量之比为 ( 32+28): 28=15: 7。( 4) NH2COO- 的电子式为； pH =11 的氨水中， c（ H+）=10- 11mol / L， c（ OH- ）=10- 3mol / L，由电荷守恒可知，+-），解得+- 3- 11mol/ L 或 =10- 3c( NH4)+ c( H )= c（ OHc( NH4 )=( 10- 10)mol/ L。A BC三种元素的原子中，质于数
17、：ABC18。A元素原子的最外层5 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
18、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。6A、 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
19、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C 单质中燃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)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 A Na Mg ONa2 222222-2O2Na O +2H O=4NaOH+O Cl +2OH =Cl+ClO +H O【
20、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
21、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O2，反应的化学方程式为： 2Na2O2+2H2 O=4NaOH+O2；(4)元素 C 是 Cl， Cl 元素的单质 Cl2 是有毒气体，可以与 NaOH 在溶液中反应产生NaCl、NaClO 和 H2O，反应方程式为： Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+ H2O，离子方程式为
22、： Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，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。7X、Z、Q、 R、 T、 U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素，在周期表的短周期主族元素中， X 的原子半径最小， X 与 R 的最外层电子数相等；Z 的内层电子数是最外层电子数的一半； U 的最高化合价和最低化合价的代数和为6；R 和 Q 可形成原子个数之比为1： 1和 2： 1 的两种化合物； T 与 Z 同主族。
23、请回答下列问题：(1)T 元素在周期表中的位置是 _ 。(2)X、 Z、 Q 三种元素的原子半径由小到大的顺序为_（填元素符号）。(3)R、T 两元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为_ 。(4)某同学用 X、 R 两元素的单质反应生成固体物质RX， RX属于离子化合物，且能与化合物2X Q 反应生成 X 的单质。RX 的电子式为 _； RX 与 X2Q 反应的化学方程式为_。该同学认为取 X、 R 两元素的单质反应后的固体物质与X2Q 反应，若能产生 X 的单质，即可证明得到的固体物质一定是纯净的RX。请判断该方法是否合理并说明理由：_ 。【答案】第三周期A 族 HOC2NaOH+H
24、SiO3=Na2SiO3+2H2O Na: H22 不合理，若反应后有 Na 残留，也能与水反应生成H2NaH+H O=NaOH+H【解析】【分析】X、 Z、 Q、 R、T、 U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素，周期表的全部元素中X 的原子半径最小，则X 为 H 元素， X 与 R 的最外层电子数相等，二者原子序数相差大于2 ，则 R 为 Na 元素，可知 Z、Q 处于第二周期， Z 的内层电子数是最外层电子数的一半，Z 的核外电子排布为2、 4，Z 原子最外层电子数为4，则 Z 为 C 元素； U 的最高化合价和最低化合物的代数和为6，则 U 为 Cl 元素， R 和 Q 可形原子数之
25、比为1： 1 和 2： 1 的两种化合物，则 Q 为 O 元素，这两种化合物为Na2O2、 Na2O， T 与 Z 同主族，由于Z 是 C 元素，所以 T 为 Si 元素，据此分析解答。【详解】根据上述分析可知：X 为 H， Z 为 C，Q 为O， R 为Na， T 为Si， U 为Cl 元素。 (1)T 为Si 元素，原子核外电子排布为2、8 、4，所以Si 元素在期表中的位置是第三周期IVA 族；(2) X 为 H，Z 为 C， Q 为 O，同一周期元素原子序数越大原子半径越小；原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以上述三种元素中原子半径由小到大顺序为HOHNO3H3PO4Be(OH)2
26、+2NaOH=Na2BeO2+2H2OCl-F-Na+【解析】【分析】由元素在周期表中位置，可知是H，是 Be，是 N，是 O，是 F，是 Na，是Al，是 P，是 S，是 Cl。(1)和两种元素原子按1 ：1 组成的常见化合物为过氧化氢；(2)和形成化合物为硫化钠，为离子化合物；(3)非金属性越强，对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强；(4)的氢氧化物与的氢氧化物反应，生成偏铍酸钠、水；(5)离子核外电子层越多，离子半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小。【详解】由元素在周期表中位置，可知是H，是 Be，是 N，是 O，是 F，是 Na，是Al，是 P，是 S，是 Cl。(
27、1)和两种元素原子按1 ：1组成的常见化合物为过氧化氢，分子式是H2O2，在该分子中 2 个 O 原子形成一个共价键，每个O 原子分别与 H 原子形成 1 个共价键，因此 H2O2 的电子式为；(2)和形成化合物为硫化钠，Na2S 为离子化合物，Na+与 S2-之间通过离子键结合，用电子式表示 Na2 S 形成化合物的过程为：；(3)元素的非金属性越强，其对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强，、的最高价氧化物对应水化物分别是HNO3、 H3PO4、 HClO4 ，三种酸的酸性由强到弱的顺序为HClO4HNO3H3PO4 ；(4)的氢氧化物Be(OH)2 是两性氢氧化物，可以与的氢氧化物NaOH
28、 反应，生成偏铍酸钠和水，反应方程式为Be(OH)2 +2NaOH=Na2BeO2+2H2 O；(5)离子核外电子层数越大，离子半径越大；对于电子层结构相同的离子来说，离子核外电子层数越多，离子半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小。所以、三种元素的离子F-、 Na+、 Cl-的离子半径由大到小的顺序为Cl-F-Na+。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断及元素周期律的应用。掌握元素的位置、结构与性质的关系、元素化合物知识为解答的关键。注重原子结构与元素化合物知识相结合的训练，侧重考查学生的分析与应用能力。9 短周期元素A、 B、 C、D 在元素周期表中的相对位置如表所示，已
29、知A 原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：1 。E 和 C、 D 同周期，它的原子序数比B 多 6。回答下列问题：ABCD(1)人的汗液中含有D的简单离子，其离子结构示意图为_，元素C在元素周期表中的位置是 _。C 的最高价氧化物的水化物的浓溶液稀释的方法是_。(2)A的最高价氧化物的化学式为_，所含的化学键类型是_（填“离子键”或“共价键”）。(3)E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_（填“酸性”或“两性”，它是或“碱性”）化合物。写出该化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_。( 4)加热时， B 的最高价氧化物对应水合物的浓溶液与单质A 反应的化学方程式为( 用具体的化学式表示 )
30、 _。【答案】第三周期 A 族将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌CO233- AlO2-2H2共价键Al OH两性Al OHOH=+O( )( )+C+4HNO3 ( 浓)CO2+4NO2+2H2O【解析】【分析】短周期元素A、B、C、 D 在元素周期表中的相对位置如下表，A 位于第二周期，A 原子最外层电子数与次外层电子数之比为2： 1，则其最外层电子数是4， A 为C 元素，则B 为N 元素、 C 为 S 元素、 D 为Cl 元素，E 和C、D 同周期，它的原子序数比B 多6，则E 是13 号的 Al 元素。【详解】根据上述分析可知A 是 C 元素， B 为 N 元素、 C 为
31、 S 元素、 D 为 Cl 元素， E 是 Al 元素。( 1) D 是 Cl 元素， Cl 原子获得1 个电子生成Cl- ， Cl- 离子结构示意图为；元素C 是 S元素，原子核外电子排布是2、 8、 6，所以 S 位于元素周期表第三周期第VIA 族。 C的最高价氧化物的水化物是H2 4，由于浓硫酸的密度比水大，且浓硫酸溶于水会放出大SO量的热，属于浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌；( 2) A 是 C，C 原子最外层有4 个电子，所以 C 元素的最高价氧化物是CO22分子中 C原， CO子和 O 原子之间通过共价键结合，使分子中每个原子都达到最外层8 个电子
32、的稳定结构；( 3) E 是 Al 元素，原子最外层有3 个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al( OH) 3，Al 元素处于金属与非金属交界区，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al OH 3既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱溶液反应产生盐和水，是一种两性氢氧( )化物； Al( OH) 3 与氢氧化钠溶液反应产生NaAlO2 和 H2O，该反应的离子方程式为： Al( OH) 3+OH- =AlO2- +2H2O；( 4) B 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓HNO3，该物质具有强的氧化性，在加热时浓硝酸和 C 发生氧化还原反应，产生CO2、 NO2、 H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应方程式为C+4HNO3( 浓 )CO2+4NO2 + 2H2O。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断、金属及非金属化合物的性质、结构等。根据元素的相对位置及原子结构特点推断元素是本题解答的关键，准确掌握物质结构对性质的决定作用，清楚各种物质的化学性质是解题基础。10 A、 B 均为钾盐的水溶液， A 呈中性， B 有氧化性， E 的溶质中有
