1、高考化学培优易错 难题 ( 含解析 ) 之原子结构与元素周期表附详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1A、 B、 C、 D、 E、 F 是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素，A 元素的原子核内只有 1 个质子； B 元素的原子半径是其所在主族中最小的，B 的最高价氧化物对应水化物的化学式为 HBO3 ；C 元素原子的最外层电子数比次外层多4； C 的阴离子与 D 的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C； C、 E 同主族。(1)B 在周期表中的位置_(2)F 元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_。(3)元素 C、 D、 E 形成的简单离子半径由小到大的
2、顺序_(用离子符号表示 )。(4)写出化合物 D2C2 的电子式： _。(5)E、 F 的简单离子的还原性大小顺序为：_。(6)已知 E 单质和 F 单质的水溶液反应会生成两种强酸，其离子方程式为_。【答案】第二周期第A 族 HClO4+2-2-2-SNa O Cl22+42-+3Cl +4H O=8H +SO+6Cl【解析】【分析】由题干信息， A、 B、C、 D、 E、F 是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素，A 元素的原子核内只有1 个质子，则 A 为 H 元素， B 元素的原子半径是其所在主族元素原子中最小的， B 的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3 ，则 B 的最高化合价为
3、 +5，位于周期表中第 A 族，应为 N 元素， C 元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4，则原子核外电子排布为2 、6，应为 O 元素， C 的阴离子与 D 的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物 D2C，则 D 的化合价为 +1，应为 Na 元素， C、 E 同主族，则 E 为 S 元素， F 为 Cl 元素，据此分析解答问题。【详解】(1)根据上述分析， B 为 N 元素，是第7 号元素，在元素周期表的第二周期第 A 族，故答案为：第二周期第 A 族；(2)F 为 Cl 元素，其最高价氧化物对应水化物为高氯酸，化学式为HClO ，故答案为：4HClO ；4(3)Na+、 O2
4、- 电子层数均为2，而核电荷数： Na+O2-，则半径： Na+O2- ，又 S2-的电子层数为3，则半径 Na+O2-S2- ，故答案为： Na+O2-SCl2SCl-Cl-；(6)E 的单质为 S， F 的单质为 Cl2， S 和 Cl2的水溶液发生氧化还原反应生成H2SO4 和 HCl，离子方程式为 S+3Cl+2-，故答案为： S+3Cl+2-。2+4H2 O=8H +SO4 +6Cl2+4H2O=8H +SO4+6Cl2A、 B、 C、 D、 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
5、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Na2 2-22-2O ONAlMgNa 2Al+2OH+2H O=2AlO +3H 【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，222
6、E 为 Al 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A、 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Na2 O2，故答案为：第二周期 VIA 族； Na2O2；（2） Na、 Mg、 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，
7、即 ONAlMgNa，故答案为： ONAlMgNa；（3）铝能跟氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，其反应的离子反应方程式为2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2，故答案为： 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2。【点睛】一般情况下，原子个数比按21 和 1 1 可分别形成 H22 222 22O、O、 H O或 Na O、 Na O ， HH2O2 为共价化合物，Na2O、 Na2O2 为离子化合物。3 已知A、 B、 C 三种元素的原子中，质于数：AB”“或 同素异形体水分子间存在氢键离子键和非极性共价键 离子化合物2H2O22H2O+O2【解析】【分析】短周期
8、元素 A、B、C、 D 原子序数依次增大，A 的最外层电子数是其电子层数2 倍，则 A原子核外有2 个电子层，核外电子排布是2、 4， A 是 C 元素； B 的阴离子和 C 的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E，淡黄色固体 E 是Na2O2，则 B 是 O 元素、 C是 Na 元素； D 的 L 层电子数等于K、 M 两个电子层上的电子数之和，则D 原子 M 层电子数为6，则 D 为 S元素。然后根据元素的原子结构及形成的化合物的性质，结合元素周期律分析解答。【详解】根据上述分析可知：A 是 C 元素， B 是 O 元素， C 是 Na 元素， D 是 S
9、元素，淡黄色的固体E 是 Na2O2。(1)A 是 C 元素，元素名称为碳； D 是 S 元素，原子核外电子排布为2、 8、6，则 S 在元素周期表中位于第三周期第VIA 族； O2-、 Na+核外电子排布是 2、 8，二者电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径O2-Na+；(2)氧元素形成的单质有O2、 O3，二者是由同一元素形成的不同性质的单质，互为同素异形体； B 的氢化物 H2O 和 D 的氢化物 H2S 结构相似，由于在 H2O 分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使得物质的熔沸点升高，故物质的沸点：H2OH2S；2 2+与 O
10、22-之间通过离子键结合，在阴离子O22-(3)E 是 Na O ，该物质是离子化合物，2 个 Na中 2 个 O 原子之间通过共价键结合；(4)C 与 D 的二元化合物2+与 S2- 通过离子键结合，用电子式表示其形Na S 是离子化合物， Na成过程为：。(5)H 与 O 分别形成10 电子分子是 HO，形成的 18 电子分子是 H O ， 18 电子分子 H O不22222稳定，容易分解为H222222O 和 O ，反应的化学方程式为： 2H O2H O+O 。【点睛】本题考查位置结构性质的相互关系及应用，涉及原子结构、元素周期表结构、物质性质等知识点，熟练掌握元素化合物、元素周期律等知
11、识点，侧重考查学生分析与应用能力。5A、 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 EC2 常温下呈气态，将其通入Ba(NO3)2 溶液中，有白色沉淀和NO 气体放出，
12、该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H2O3SO2+3Ba2+2NO3-+2H2O=3BaSO4 +2NO+4H+平面三角形sp2【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，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
13、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 Na2O2，该物质中+与 O 2- 通过离子键结合，在O 2- 中两个 O 原子通过共Na22价键
14、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 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 3SO22+3-24+；+3Ba +2NO+2H O=3BaSO +2NO+4H(5)元素 A、B、 C 按原子个数比 2： 1：1组成的化合物CH O 是常见的室内装修污染物，该
15、2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。6 下表是元素周期表中的一部分。周期 A A A A AA A01A2EFHJ3BCDGI根据 A J在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：(1)电负性最强的元素是_，第一电离能最小的单质是_。(2)最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是_，呈两性的是 _。(
16、3)A 分别与 E、 F、 G、 H、I 形成的简单化合物中，沸点最高的是_。(4)由 B、 C、 D、 G、 I 形成的单核离子中，半径最大的离子是_。【答案】 F Na HClO432-Al(OH)HF S【解析】【分析】2、8； S2- 、 Cl-是原子获得电子形成阴离子，核外电子排布是先根据元素在周期表的位置确定元素：A 是 H， B 是 Na， C 是 Mg ， D 是 Al， E 是 C，F 是N，G 是 S， H 是 F， I 是 Cl， J 是 Ne。(1)在同一周期元素的原子中，原子半径越小，元素的非金属性越强，元素的电负性越大；元素的金属性越强，其第一电离能越小；(2)形成
17、最高价含氧酸酸性最强的是物质HClO4；处于金属与非金属交界区的Al 元素形成的氧化物的水化物显两性；(3)分子之间作用力越强，物质的熔沸点越高；分子之间存在的氢键，增加分子之间的吸引力，导致相应的氢化物沸点升高；(4)离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层数相同时，离子的核电荷数越小，离子半径越大。【详解】根据上述分析可知A 是 H， B 是 Na， C 是 Mg ， D 是 Al， E 是 C，F 是 N， G 是 S， H 是 F， I是 Cl， J是 Ne。(1)元素的非金属性越强，其电负性越大，在上述元素中，非金属性最强的元素是F，所以电负性最强的元素是F；元素的金属性
18、越强，原子半径越大，越容易失去电子，其第一电离能越小。在上述元素中金属性最强的元素是Na 元素，所以第一电离能最小的单质是Na；(2)上述元素形成最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4，呈两性的是Al(OH)3；(3)H 分别与 C、N、S、F、Cl 形成的简单化合物分别是 CH4、 NH3、 H2S、 HF、 HCl，这些物质都是由分子构成，物质分子间作用力越强，克服分子间作用力消耗的能量越高，物质的熔沸点就越高。氢键是比分子间作用力强很多的作用力，会使物质的熔沸点升高。由于HF、NH3 分子之间存在氢键，且氢键HFNH3，因此物质的沸点最高的是HF。(4)Na、 Mg 、Al、
19、 S、 Cl 都是第三周期的元素， Na+、 Mg2+、 Al3+是原子失去最外层电子形成的阳离子，核外电子排布是2、8、 8。由于离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层数相同时，离子的核电荷数越小，离子半径越大，所以上述元素形成的单核离子中，半径最大的离子是S2-。【点睛】本题考查了元素周期表和元素周期律的综合应用，涉及电离能、电负性、氢键、离子半径大小比较等知识点，要根据物质结构特点、氢键对物质性质的影响等知识点再结合元素周期律、知识迁移的方法分析解答即可。7X、Z、Q、 R、 T 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
20、； 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3-的立体构型是 _； RZ3 -的中心原子的杂化轨道类型RZ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1mol 电子，则反应的离子方程式为_。【答案】 1s224HNO3 三角锥形3 杂化2ClO
21、2+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，R2 为黄绿色气体，则R 为 Cl；X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1s22s22p63s23p63d54s2，则 T 为 Mn ，据此解答。【详解】根据上
22、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 2 3=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，容易使洁具和衣物染色，ClO2 可以用来除去水中超标的Mn 2+，生成黑色沉淀 MnO 2，当消
23、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。8 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，已知数与次外层电子数之
24、比为 2：1 。E 和 C、 D 同周期，它的原子序数比A 原子最外层电子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 )
25、_。【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CO2 共价键Al( OH) 3 两性-=AlO2-+2H2OAl( OH) 3 +OHC+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
26、 N 元素、 C 为 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H2SO4，由于浓硫酸的密度比水大，且浓硫酸溶于水会放出大量的热，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
27、达到最外层8 个电子的稳定结构；( 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
28、、 H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应方程式为C 4HNOCO24NO22H2O+3( 浓 )+。+【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。9 下图是中学化学中常见物质间的转化关系，其中甲、乙、丙均为非金属单质；A B E、 、和丁均为化合物，其中A 常温下呈液态； B 和 E 为能产生温室效应的气体，且1mol E 中含有 10mol 电子。乙和丁为黑色固体，将他们混合后加热发现固体由黑变红。（ 1）写出化学式：甲 _；乙 _；
29、丙 _；（ 2）丁的摩尔质量 _；（ 3）写出丙和 E 反应生成 A 和 B 的化学方程式 _；（4）有同学将乙和丁混合加热后收集到的标准状态下气体4.48L，测得该气体是氢气密度的 16 倍，若将气体通入足量澄清石灰水，得到白色沉淀物_g；【答案】 H2C2点燃CO2+2H 2O 5O 80g/mol CH 4 +2O2【解析】【分析】产生温室效应的气体有：二氧化碳、甲烷、臭氧等，常见的黑色固体有：碳、二氧化锰、四氧化三铁、铁粉、氧化铜等，由乙和丁为黑色固体且乙为非金属单质，所以乙为C，由丙是非金属单质，乙和丙反应产生温室效应气体B，所以丙是 O22，B 是 CO ， B 和 E 为能产生温
30、室效应的气体且1mol E 中含有 10mol 电子，则 E 为 CH4，再结合转化关系可知，A 为水，甲为 H2，丁为 CuO。【详解】（1）由上述分析可知，甲、乙、丙分别为H2、 C、 O2；（2）丁为 CuO，相对分子质量为 80，则摩尔质量为80 g/mol ；（3）丙和 E 反应生成 A 和 B 的化学方程式为 CH+2O点燃CO+2H O ；2422（4）测得该气体对氢气的相对密度为16，则 M 为 162 g/mol =32g/mol ，标准状况下气体2的混合物， n=4.48L=0.2mol2xmol ，则4.48L，为 CO、 CO，设 CO 的物质的量为22.4L/mol2
31、8 (0.2-x)+44x=32，解得 x=0.05mol ，由 C 原子守恒可知，0.2n( CO2) =n( CaCO3) =0.05mol ，则白色沉淀物为0.05mol 100g/mol=5g。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_
