1、高考化学原子结构与元素周期表综合题汇编含答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 硅是构成矿物和岩石的主要成分，单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空：I.某些硅酸盐具有筛选分子的功能，一种硅酸盐的组成为：22322M OR O 2SiOnH O，已知元素M、 R 均位于元素周期表的第3 周期。两元素原子的质子数之和为24。（1）该硅酸盐中同周期元素原子半径由大到小的顺序为_ ；（2）写出 M 原子核外能量最高的电子的电子排布式：_；（3）常温下，不能与 R 单质发生反应的是 _（选填序号）；a CuCl2 溶液 bFe2O3 c浓硫酸d Na2CO3 溶液（4）写出 M、
2、 R 两种元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式：_ 。II.氮化硅（ Si3N4）陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得：高温Si3N4+COSiO2+C+N2（5） Si3N4 晶体中只有极性共价键，则氮原子的化合价为_，被还原的元素为_。（6） C3N4 的结构与Si3N4 相似。请比较二者熔点高低。并说明理由：_。（7）配平上述反应的化学方程式，并标出电子转移的数目和方向。_（8）如果上述反应在 10L 的密闭容器中进行，一段时间后测得气体密度增加了2.8g/L ，则制得的 Si3N4 质量为 _。1-N2 中氮元素两者均为【答案】 Na AlSi 3s bd Al OH3
3、+OH=A lO2 +H 2O -3原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此C3N4 中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si3N4 中硅原子与氮原子形成的共价键键长小，键能较大，熔点较高35g【解析】【分析】【详解】I（ 1）化合物的化合价代数和为0，因此 M 呈+1 价， R 呈+3 价， M、 R 均位于元素周期表的第 3 周期，两元素原子的质子数之和为24，则 M 为 Na，R 为 Al，该硅酸盐中 Na、Al、 Si 为同周期元素，元素序数越大，其半径越小，因此半径大小关系为：Na AlSi；（2） M 原子核外能量最高的电子位于第三能层，第三能层上只有1个电子，其电子排布式为： 3s
4、1；（3）常温下， Al 与CuCl2溶液反应能将铜置换出来；2 3在高温反应； Al 与浓硫酸Al 与 Fe O发生钝化； Al 与 Na23CO 溶液在常温下不发生反应；故答案为： bd；（4） Na、 Al 两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为：NaOH、 Al(OH)3，二者反应的离子方程式为：Al OH 3 +OH- =A lO 2- +H 2O ；II（ 5）非金属性 NSi，因此 Si3N4 中 N 元素化合价为 -3 价；该反应中N 元素化合价从 0价降低至 -3 价， N 元素被还原；（6） Si3 4陶瓷材料硬度大、熔点高，晶体中只有极性共价键，说明34为原子晶体，NS
5、i NC N的结构与 Si N 相似，说明 C N为原子晶体，两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅343434原子半径，因此C343 4中硅原子与氮原子形成N中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si N的共价键键长小，键能较大，熔点较高；（7）该反应中 Si 元素化合价不变，N 元素化合价从0 价降低至 -3价， C 元素化合价从0 价升高至 +2 价，根据得失电子关系以及原子守恒配平方程式以及单线桥为：；（8）气体密度增加了2.8g/L ，说明气体质量增加了2.8g/L10L=28g，高温3SiO 2 +6C +2N 2= Si 3 N 4 +6CO 气体质量变化m140g112g28g因此生成
6、的 Si3N428g=35g。质量为 140g112g2 据中国质量报报道，我国首次将星载铷(Rb)钟应用于海洋二号卫星，已知Rb 的原子序数为 37。回答下列有关铷的问题：(1) Rb 的原子结构示意图中共有 _个电子层，最外层电子数为 _。(2) Rb 在元素周期表中的位置是_。(3)取少量铷单质加入水中，可观察到其剧烈反应，放出气体_(写化学式) ，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显_色，因为_(用离子方程式表示) 。(4) Rb 的还原性比 K 的还原性 _（填 “弱 ”或“强 ”）。【答案】 51第五周期 A 族H2蓝2Rb+2H2O=2Rb+2OH-+H2强【解析】【分析】根
7、据元素周期律，结合原子核外电子排布规律确定Rb 元素在周期表的位置，利用元素周期律分析、解答。【详解】(1)Rb 是 37 号元素，根据原子核外电子排布规律，可知Rb 核外电子排布为 2、 8、 18、8、1，所以 Rb 的原子结构示意图中共有5 个电子层，最外层电子数为1 个；(2)Rb 核外电子排布是 2、 8、 18、8、1，根据原子核外电子层结构与元素在周期表的位置关系可知 Rb 在元素周期表中的位置是第五周期第IA 族；(3)Na 是活泼金属，与水发生反应：2Na+2H O=2NaOH+H ， Rb与 Na 是同一主族的元素，22由于元素的金属性 RbNa，所以 Rb 与水反应比钠更
8、剧烈反应放出H2； RbOH 是一元强碱，水溶液显碱性，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显蓝色，该反应的离子方程式为： 2Rb+2H2O=2Rb+2OH-+ H2；(4)同一主族的元素，由于从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，Rb 在 K 元素下一周期，所以Rb的还原性比K 的还原性强。【点睛】本题考查了原子核外电子排布与元素在周期表的位置及元素性质的关系，掌握原子核外电子层数等于元素在周期表的周期序数，原子核外最外层电子数等于元素的族序数。利用同一主族的元素由上到下元素的金属性逐渐增强分析判断。3A、 B、 C、 D
9、、 E 都是短周期元素，原子序数依次增大，A、 B 处于同一周期， C、D、E同处另一周期。 C、 B 可按原子个数比2 1 和 1 1 分别形成两种离子化合物甲和乙。D、A 按原子个数比 3 2 形成离子化合物丙。E 是地壳中含量最高的金属元素。根据以上信息回答下列问题：(1)B 元素在周期表中的位置是_，乙物质化学式是 _。(2)A、 B、C、 D、 E 五种元素的原子半径由小到大的顺序是_(用元素符号填写 )。(3)E 的单质加入到 C 的最高价氧化物对应的水化物的溶液中，发生反应的离子方程式是_ 。【答案】第二周期 VIA 族-Na2O2 ONAlMgNa 2Al+2OH+2H2O=2
10、AlO2 +3H2【解析】【分析】C、 B 可按原子个数比21 和 1 1 分别形成两种离子化合物甲和乙，可知C 为 Na 元素，B 为 O 元素，甲为 Na O，乙为 Na O ； E 是地壳中含量最高的金属元素，则E 为 Al 元素；222A、 B、 C、 D、E 都是短周期元素，原子均小于Al 的原子序数， D、 A 按原子个数比 3 2 形成离子化合物丙，可知A 为 N 元素， D 为 Mg 元素，丙为 Mg 3N2。【详解】（1） B 为 O 元素，在周期表中第二周期VIA 族，乙物质为过氧化钠，化学式是Na22O ，故答案为：第二周期 VIA 族； Na2O2；（2） Na、 Mg
11、、 Al 在第三周期， O、 N 在第二周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则ONPAlMgNa，即 ONAlMgNa，故答案为： ONAlMgClS，则最稳定的氢化物为（3）、分别为Na、 Al， Al 与HF； S 的最高价氧化物对应水化物为H2SO4 ；NaOH 反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 ；（4） Na 在常温下就能和冷水发生剧烈反应生成氢气，而Mg 和冷水几乎不反应，和热水发生微弱反应，从而说明Na 比 Mg 活泼；（5）由和组成的化合物为HCl，可设计喷泉实验进行验证，烧瓶
12、中装满HCl 气体，倒置在盛有水的烧杯中，挤压胶头滴管，观察水沿着导管进入烧瓶中形成喷泉，可说明HCl极易溶于水。【点睛】利用喷泉实验验证HCl 极易溶于水的性质。6A、 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
13、_ 。（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
14、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
15、，在周期表中第二周期A 族，故答案为：第二周期 A 族；（2） D 元素单质与钠反应生成的化合物可以作潜水面具中的供氧剂，为过氧化钠，过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气，离子方程式为：+-2Na2O2+2H2O=4Na+4OH +O2；（ 3）这两种元素分别 O、S 元素，同一主族从上到下非金属性逐渐减弱，则非金属性较强的是 O 元素，名称为氧；元素的非金属性越强，对应的原子得电子能力越强，而a. 单质的沸点与非金属性无关，与得电子能力无关，a 项错误；b. 二者形成的化合物为二氧化硫与三氧化硫，O 元素的原子显负价，则证明O 的得电子能力比S 强， b 项正确；c. 气态氢化物的稳定性越强，
16、则元素的非金属性越强，得电子能力越强，c 项正确；d. 这两种元素氢化物的水溶液的酸性与非金属性无关，与得电子能力无关，答案为：氧； bc；d 项错误；（4） A、 D、E 与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素)，这两种酸式盐分别是硫酸氢钠和亚硫酸氢钠，二者反应生成二氧化硫和水，离子方程式为：H+HSO3- SO2 +H2 O。【点睛】第（ 3）问元素周期律的判断是常考点，要特别注意非金属性的判断依据，可总结为：1、由单质的氧化性判断，一般情况下，氧化性越强，对应非金属性越强；2、由单质和酸或者和水的反应程度来看，反应越剧烈，非金属性越强。（比如F2、 Cl2、Br2 和 H2O 的反应
17、剧烈程度依次减弱，则非金属依次减弱）；3、由对应氢化物的稳定性判断。氢化物越稳定，非金属性越强；4、由和氢气化合的难易程度判断。化合反应越容易，非金属性越强；5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断，酸性越强，非金属越强；6、由对应最低价阴离子的还原性判断，还原性越强，对应非金属性越弱；7 金、银、铜、铁、铝和钛均是人类生产和生活中大量使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题：（1）上述金属元素中属于主族元素的是_ 。（2）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属 ”。基态钛原子价电子轨道表示式为_ 。（3）基态金原子的价电子排布式为5d106s1 ，试判断金在元素周期表中位于第_ 周期第 _
18、族。（ 4）已知 Ag 与 Cu 位于同一族，则 Ag 在元素周期表中位于 _ 区。【答案】铝六 Bds【解析】【分析】（ 1）铝属于主族元素；（ 2）钛基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其外围电子排布式为 3d24s2；（3）电子排布式中能层数与周期数相等，外围电子排布式为（n-1） d10ns1 的原子位于第IB族；（ 4） A、 A 族最后填充 s 电子，为 s 区； A零族为 p 区，第 B B 族和第为 d 区； B 和 B 族为 ds 区。【详解】（ 1）铝位于第三周期第 A 族，属于主族元素，金、银、铜、铁和钛都不属于主族元素，故答案为： Al；
19、（2）钛基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其外围电子排布式为3d24s2，则其外围电子的电子排布图为：，故答案为：；（3）电子排布式中最大能层数与周期数相等，外围电子排布式为（n-1）d10ns1 的原子位于第 IB 族，基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，该原子最大能层数是6，所以金原子位于第六周期第 B 族，故答案为：六；B；（4） A、 A 族最后填充 s 电子，为 s 区； A零族为 p 区，第 B B 族和第为 d 区； B 和 B 族为 ds 区， Ag 与 Cu 位于同一族，属于第 B 族，所以属于 ds区，故答案为：ds。【点睛】本题考
20、查了元素周期表的有关知识，明确元素周期表的结构是解本题关键，了解元素周期表 5 区的划分方法。8 下表是元素周期表的一部分，对于表中元素，填空回答：族 AA A A A A A0周期二三(1)地壳中含量最多的元素是_ ，非金属性最强的元素是_。(2)写出的最简单的气态氢化物的电子式_。(3)在第三周期主族元素中，单质氧化性最强的是_，能形成的二元强酸是_。(4)写出的气态氢化物与的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式_。【答案】 OFCl2H2SO4NH3+HNO3=NH4 NO3【解析】【分析】由元素在周期表的位置可知，元素分别为C、 N、 O、 F、 Na、Al、 S、 Cl，然后结合元
21、素的性质与原子结构的知识分析解答。【详解】由元素在周期表的位置可知，元素分别为C、 N、 O、 F、 Na、Al、 S、 Cl。(1)地壳中含量最高的元素为O，非金属性最强的元素为F；(2)的最简单的气态氢化物为甲烷，分子中C 原子与 4 个 H 原子形成四对共用电子对，其电子式为；(3)第三周期主族元素中Cl 的非金属性最强，单质氧化性最强的是Cl2， S对应的硫酸为二元强酸，能形成的二元强酸是H2SO4；(4)的气态氢化物为NH3，的最高价氧化物对应水化物为HNO3，二者反应生成NH4NO3，反应方程式为NH3+HNO3=NH4NO3。【点睛】本题考查位置、结构与性质关系的应用，把握元素周
22、期表结构、元素周期律内容为解答的关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力。9 按要求回答下列问题：（1）某种粒子有 1 个原子核，核中有17 个质子， 20 个中子，核外有18 个电子，该粒子的化学符号是 _。（2）下列关于化学键的说法正确的是_。含有金属元素的化合物一定是离子化合物第 IA 族和第 A 族元素原子化合时，一定生成离子键由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物活泼金属与非金属化合时，能形成离子键离子键就是阴、阳离子间的相互引力离子化合物中可能含有非极性共价键（ 3）写出下列物质的电子式： Mg(OH)2： _， N2： _， NH4I： _。（ 4）用电子式表示下
23、列化合物的形成过程：Na2S： _； H2O： _。【答案】 3717 Cl【解析】【详解】（1）某种粒子有1 个原子核，核中有 17 个质子， 20 个中子，核外有18 个电子，该粒子电子数比质子数多1 个，为带 1 个单位负电荷的阴离子，核中有17个质子，则为 1737 Cl；（2） 含有金属元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3为共价化合物，错误； 第 IA 族和第 A 族元素原子化合时，不一定生成离子键，如HCl，错误； 由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl，错误； 活泼金属与非金属化合时，能形成离子键，如NaCl、KI 等，正确； 离子键就是阴、阳离子间的相互
24、作用，既有引力又有斥力，错误；离子化合物中可能含有非极性共价键，如 Na2O2，正确；故答案为：；（3） Mg(OH) 2：由 Mg 2+和 OH-构成，电子式为；N ：两个 N 原子间形成三对共用电子，电子式为；2NH4I：由 NH 4+和 I-构成，电子式为；（4） Na2S：；H2O：。【点睛】在书写电子式时，首先应确定物质所属类别，弄清它是非金属单质，还是离子化合物或共价化合物。离子化合物，由阴、阳离子构成；共价单质或共价化合物，由原子构成。对于离子化合物，要确定离子尤其是阴离子的组成，若阴离子是原子团，则还要确定阴离子内原子间的共价键数目；对于共价化合物，既要确定原子的相对位置，又要
25、确定原子间的共用电子对数目等。对于一般的非金属原子来说，共用电子对数目=8 一最外层电子数。对于H 来说，只能形成一对共用电子。10 (1)将下列科学家与他们的原子结构模型用线连接起来：_原子结构发展阶段的历史顺序是(用序号 A、 B、C、 D 填写 )_(2)原子结构的演变过程表明_( 多项选择，选填序号)A人类对某一事物的认识是无止境的，是发展变化的。B现代原子结构已经完美无缺，不会再发展。C科学技术的进步，推动了原子学说的发展。D科学理论的发展过程中的不完善现象在许多科学领域都存在，随着科学的不断发展将会得到补充和完善。(3)在打开原子结构大门的过程中，科学家运用了许多科学方法，除模型方
26、法外，请从下列方法中选择出人们在认识原子结构过程中所运用的科学方法序号 ) 实验方法 假说方法 类比方法 推理方法_(多项选择，填写【答案】A、 C、 B、 DA 、 C、 D 【解析】【分析】(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，道尔顿创立了近现代原子论；汤姆生提出的葡萄干面包原子模型；卢瑟福提出了原子结构的行星模型；丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型；(2)原子结构的演变过程表明人类对某一事物的认识是无止境的，科学技术的进步，推动了原子学说的发展，随着科学的不断发展将会得到补充和完善；(3)道尔顿假说方法，汤姆生类比方法，卢瑟福提出
27、了原子结构的行星模型实验方法，波尔推理方法。【详解】(1)古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论，认为物质由极小的称为“原子 ”的微粒构成，物质只能分割到原子为止；1808 年，英国科学家道尔顿提出了原子论，他认为物质是由原子直接构成的，原子是一个实心球体，不可再分割，创立了近现代原子论(连线：道尔顿 -)； 1897 年，英国科学家汤姆生发现原子中存在电子1904 年汤姆生提出了葡萄干面包原子模型 (连线：汤姆生 -)， 1911 年，英国科学家卢瑟福提出了原子结构的行星模型(连线：卢瑟福 - )， 1913年丹麦物理学家波尔 (卢瑟福的学生 )引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型(连线：玻尔 - )，原子结构发展阶段的历史顺序是：A、C、 B、 D；
