1、备战高考化学原子结构与元素周期表( 大题培优易错 难题 )一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 电气石是一种具有保健作用的天然石材，其中含有的主要元素为B、 Si、 Al、 Mg 、Na、O 等元素。(1)上述元素中，原子半径最小的是_(用元素符号表示)，在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是_(用元素符号表示)；(2)表示原子结构的化学用语有：原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式，从中选择最详尽描述核外电子运动状态的方式，来表示氧元素原子核外电子的运动状态_；(3)B 与最活泼的非金属元素F 形成化合物BF3，检测发现BF3 分子中三根BF 键的键长相等，三根键
2、的键角相等，能否仅仅依据此数据此判断BF3 分子的极性 _；(4)SiO2 晶体的熔点比 BF3 晶体 _(选填“高”、“低” )。【答案】 O B、 Si、 Al非极性高【解析】【分析】(1)同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大；在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是 B、 Si、 Al；(2)最详尽描述核外电子运动状态的方式为核外电子轨道排布式，根据核外电子排布规律画出；处于不同能级的电子，能量不同，处于同一能级不同轨道的电子能量相同；(3)BF3 分子中三根 B F 键的键长相等且键角也相等，为平面正三角形结构，正负电荷重心重合；根据晶体类型判断熔点高低，一般熔点
3、：原子晶体离子晶体分子晶体；(4)BF3 是分子晶体，SiO2 是原子晶体。【详解】(1)同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径Na Mg Al SiB O，在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是B、Si、 Al；(2)最详尽描述核外电子运动状态的方式为核外电子轨道排布式，氧元素原子核外电子轨道排布式为：；(3)BF3 分子中三根 B F 键的键长相等且键角也相等，为平面正三角形结构，正负电荷重心重合，为非极性分子；(4)BF3 是分子晶体，SiO2 是原子晶体，故SiO2 晶体的熔点比BF3 晶体高。2 元素周期表前四周期的元素 a、 b、 c、 d、 e，
4、原子序数依次增大。 a 的核外电子总数与其周期数相同， b 的价电子层中未成对电子有 3 个， c 的最外层电子数为其内层电子数的倍， d 与 c 同族， e 的最外层只有 1 个电子，但次外层有 18 个电子。回答下列问题：3(1)b、 c、 d 中第一电离能最大的是_(填元素符号)， e 的价层电子轨道表示式为_。(2)a 和其他元素形成的二元共价化合物中，三角锥形分子的中心原子的杂化方式为_。(3)这些元素形成的含氧酸中，HNO2、 H2SO3 的中心原子价层电子对数之和为_， H2SO3和 H2SO4 酸根的空间构型分别为_、 _。(4)e 单质晶体结构如图1，此晶胞模型名称为_， e
5、 原子半径为r cm， e 的相对原子质量为 M ，晶胞密度为 g/cm 3，则阿伏加德罗常数为_mol -1（用 r、 表示）。(5)这 5 种元素形成的一种1 1 型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图 2 所示 )。该化合物中，阴离子为 _，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是 _（填“H23O”或“ NH”），判断理由是 _。【答案】 Nsp37 三角锥形正四面体面心立方晶胞2MSO42-共价键和配位键H2O H2O 与 Cu2+的配位键键长较长而比较弱8 r 3【解析】【分析】元素周期表前四周期的元素a、 b、 c、 d、e ，
6、原子序数依次增大，a 的核外电子总数与其周期数相同，则a 为 H 元素； c 的最外层电子数为其内层电子数的3 倍，最外层电子数不超过 8 个，则 c 核外电子排布为2、 6，因此 c 是 O 元素； b 的价电子层中的未成对电子有3 个，且原子序数小于c，则 b 核外电子排布式是1s22s22p3， b 原子序数为7，所以 b 是 N元素； e 的最外层只有1 个电子，但次外层有 18个电子，则 e 原子核外电子数为2+8+18+1=29， e 为 Cu 元素； d 与 c 同族，且原子序数小于e ，所以 d 为 S 元素。(1)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第
7、IIA 族和第 VA 族元素第一电离能大于其相邻主族元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小； e 的价层电子为3d、 4s 电子；(2)a 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子为NH3，根据价层电子对互斥理论确定该分子的中心原子的杂化方式；(3)根据价层电子对理论分析这些元素形成的含氧酸中的中心原子的价层电子对数之和，根据原子的价层电子对数确定 H2SO3 和 H2SO4 酸根的空间构型；(4)根据晶胞结构判断晶胞晶体类型；根据晶胞的基本结构可知其中含有的Cu 原子数，利m用密度 = 计算阿伏伽德罗常数；V(5)这 5 种元素形成的一种1： 1 型离子化
8、合物中，阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4 且不含孤电子对；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知：其阳离子中铜离子配位数是6，在八面体上下顶点上的分子中含有两个共价键且含有两个孤电子对，为水分子，有两个H2O 分子；正方形平面上四个顶点上的分子中含有3 个共价键且含有一个孤电子对，该分子为NH3 分子，共有4 个 NH3 分子。【详解】根据上述分析可知：a 为 H 元素； b 是 N 元素； c 是 O 元素； d 为 S 元素； e 为 Cu 元素。(1)b 是 N， c 是 O， d 为 S。由于同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第 IIA 族和第
9、VA 族元素第一电离能大于其相邻元素；同一主族元素的第一电离能随着原子序数增大而减小，所以b、c、 d 三种元素第一电离能最大的是N 元素； e 是 Cu 元素，其价层电子为 3d、 4s 电子，则其价层电子排布图为；(2)a 是 H 元素， H 和其他元素形成的二元共价化合物中，物质分子呈三角锥形的为NH ，3该分子的中心N 原子形成 3个共价健 N-H，同时 N 原子上还含有一个孤电子对，价层电子对数为4，所以 N 原子的杂化方式为sp3 杂化；2N 原子的价层电子对数为512(3)这些形成的含氧酸中， HNO 的分子的中心2+2=3，H2SO3 的中心 S 原子的价层电子对数为64=4，
10、所以 HNO2、H2 SO3 的中心原子价层电3+2子对数之和为3+4=7；亚硫酸 H2SO3 的酸根 SO32-中的 S 原子价层电子对数为：6232H2SO4的酸根3+2=4，且含有一对孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；硫酸42- 中的 S 原子价层电子对数为：4+6 242SO2=4，中心原子 S 上无孤对电子，所以其空间构型为正四面体形；(4)根据 Cu 晶胞结构可知 :Cu 晶胞模型类型为立方面心结构；在一个Cu 晶胞中含有的Cu 原114M?g / mol4M子个数为： 8 +6 =4，Cu 的相对原子质量为M ，则晶胞质量 m=N A / molN A82g，假设晶胞边长为L，
11、Cu 原子半径为 r cm ，则2 L=4r cm，所以 L=22 r cm ，晶胞体积为 V= L3 =32r3 cm3， 则晶胞密度 =m4M g22r?cm=16N A4M，所V16 2r 3cm3162N A r 3以 NA=2M/mol ；38r(5)根据已知条件可知五种元素形成的1： 1 型离子化合物的阴离子呈四面体结构，说明该阴离子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，则该离子为SO42-；阳离子呈轴向狭长的八面体结构，根据图知，其阳离子中的中心离子Cu2+配位数是6，配位体是H2O、 NH3，其中H2O 有 2 个， NH3 有 4 个， H2O、 NH3 与 Cu2+之间通过配
12、位键结合，H2O 中存在 H-O 共价键， NH3 中存在 H-N 共价键，故阳离子中含有配位键和共价键；元素的非金属性ON，且原子半径ONH3，因此物质的沸点最高的是HF。(4)Na、 Mg 、Al、 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
13、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。6A、 B 均为钾盐的水溶液， A 呈中性， B 有氧化性， E 的溶质中有一种含 +5 价元素的含氧酸盐 M。现有下图所示转化：请回答：（ 1） C 的化学式为 _，检验气体 F 常用的试纸是 _（ 2）写出物质 M 在生活中的常见用途 _（ 3）写出 FH的化学方程式： _【答案】 AgI（湿润的）淀粉碘化钾试纸给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等Cl2+2KOH=KCl+KClO+HO【解析】【分析】A 为钾盐且遇到硝酸酸化的AgNO3 得到黄色沉淀，说明A 为 KI； D 在 CCl4 中呈紫
14、色，说明D 为 I2; 将 B 逐滴加入KI 溶液中即可将I 氧化为 I2，说明该钾盐具有强氧化性，F(黄绿色气体)为 Cl2，与 KOH溶液反应会生成 KCl和 KClO，而 KClO具有氧化性，又H 中含 B，故 H 中B 为 KClO，上述流程中，得到的碘溶液，继续滴加KClO会继续发生氧化还原反应，KClO继续将 I2 氧化为 IO3 ，溶液变为无色，结合已知信息，E 的溶质中有一种含+5 价元素的含氧酸盐 M，则 M 为 KIO33；氯气可氧化氯化亚铁为氯化铁，故K 为 FeCl ，据此分析作答。【详解】根据上述分析可知，（ 1） C 为黄色沉淀，其化学式为 AgI， F 为氯气，检
15、验气体氯气常用的试纸是（湿润的）淀粉 碘化钾试纸，故答案为： AgI；（湿润的）淀粉 碘化钾试纸；（ 2）根据上述分析知， M 为 KIO3，在生活中的常见用途是：给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等（ 3） FH为氯气与氢氧化钾的反应，其化学方程式为：Cl2+2KOH=KCl+KClO+HO。AB CD四种元素，A元素的原子有三个电子层，最外层上有一个电子；B元素7 有、 、 、负 2 价阴离子的电子层结构与氩原子相同；C 元素的原子核内无中子；D 原子核外电子数比 A 原子核外电子总数多6 个。（1） C 与 D 形成化合物的化学式_，其在水中的电离方程式为_。（ 2） B 离
16、子的电子式 _， A 离子的电子式 _。（ 3） B 原子的结构示意图 _， D 离子的结构示意图 _。【答案】 HCl HCl=H + +Cl-Na+【解析】【分析】由 A 元素的原子有三个电子层，最外层上有一个电子可知A 为 Na 元素；由 B 元素负 2 价阴离子的电子层结构与氩原子相同可知B 为 S 元素；由C 元素的原子核内无中子可知C 为H 元素；由 D 原子核外电子数比钠原子核外电子总数多6 个可知 D 为 Cl 元素。【详解】（1）氢元素与氯元素形成的化合物为氯化氢，化学式为HCl，氯化氢在溶液中完全电离，电离出氯离子和氢离子，电离方程式为-HCl=H+Cl ；（2）硫原子得到
17、 2 个电子形成硫离子，硫离子最外层有8 个电子，电子式为；钠离子为阳离子，其电子式直接用离子符号表示，则钠离子的电子式为Na+；（3）硫原子核外有 16 个电子，有3 个电子层， 最外层有 6 个电子，原子的结构示意图为；氯原子得到 1 个电子形成氯离子，氯离子核外有18 个电子，有 3 个电子层， 最外层有 8 个电子，原子的结构示意图为。【点睛】阴离子与同周期稀有气体原子电子层结构相同，由 B 元素负 2 价阴离子的电子层结构与氩原子相同确定 B 为钠元素是解答关键，也是解答的突破口。8 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I A A A AV A A
18、A0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）由和组成的化合物极易溶于水，请设计简单的实验加以说明。写出简要的实验操作、现象和结论。 _。【答案】氮第三周期 II A 族HFH2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2 Na 在常温下2SO4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
19、设计喷泉实验进行验证，烧瓶中装满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【解析】【分析】根据表中数据，元素分别为 H、 N、F、Na、 Mg 、 Al、 S、 Cl。【详解】（1）分析可知元素为N，名称为氮；元素为Mg ，在周期表中的位置为第三周期II A族；（2）、分别为F、 S、 Cl，元素的非金属性越强，其气态氢化物越稳定，非金属性： FClS，则最稳定的氢化物为HF； S 的最高价氧化物对应水化物为H2SO4 ；（3）、分别为 Na、 Al， Al 与 NaOH 反应生成偏铝酸钠和氢气，反应的化学方程式为2Al+2Na
20、OH+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。9 短周期元素A、 B、 C、D 的原子序数依次增大。X、 Y、 Z、 W 分别是由这四种元素中的两种组成的常见化合物，Y 为淡黄色固体，W 为常见液体；甲为单质，乙为红棕色气体；上述物质之间的转化关系如
21、图所示(部分生成物已省略)。则下列说法中不正确的是A沸点： WXB原子半径：DBCAC C、 D 两种元素组成的化合物只含有离子键D A、 B、C 三种元素组成的化合物既可以是离子化合物，又可以是共价化合物【答案】 C【解析】【分析】乙为红棕色气体，乙是NO2 ； Y 为淡黄色固体，Y 是 Na2O2； Y 与 W 生成甲，所以甲是O2， W 是常见液体则为H2O，甲与Z 生成NO2，所以Z 是 NO ；X 与 O2 生产NO2，所以X是 NH3 ；因为A、 B、 C、 D 的原子序数依次增加，所以分别是H、 N、 O、 Na；综上所述，A、 B、 C、 D 分别是 H、 N、O、 Na； X
22、 是 NH3， Y 是 Na2 O2， Z 是 NO， W 是 H2O，甲是 O2，乙是 NO2。【详解】A. 常温下， W 为水液态， X 为氨气气态，沸点：WX，故 A 正确；B. 电子层越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径减小，则原子半径：DBCA，故 B 正确；C. 氧化钠中只含有离子键，过氧化钠中既有离子键，又含有共价键，故C 错误；D. H、 N、 O 三种元素可组成硝酸，为共价化合物，又可组成硝酸铵，为离子化合物，故正确；答案选 C。D10 如图所示，甲、乙、丙是三种常见单质，X、 Y、 Z 是它们的化合物。它们之间有如图所示的转化关系：(1)若甲是具有还原性的金属单质，X
23、、 Y、 Z 中有一种是离子晶体，试推断：X、 Y、 Z 中含有丙元素的是_(填物质的化学式)；写出化合物X 的电子式_；X 与甲反应的化学方程式是_。(2)若甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，丙通常是深红棕色液体，Y 和Z 具有相同的阳离子， X 与Z 含有相同的阴离子。写出单质甲的组成元素的原子结构示意图_；实验室贮存丙单质时，通常需要加入_，其理由是 _ ；写出 X 与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式_ 。【答案】 CO和 CO222MgO+C少量水加水可CO +2Mg防止溴单质的挥发2Fe2+4Br-+3Cl2 =2Fe3 +2Br2+6Cl-【解析】【分析】甲、乙、丙、是三种常见单
24、质，X、 Y、 Z 是常见的三种化合物，X 与甲的反应为置换反应，(1)若甲是具有还原性的单质，X、 Y、 Z 中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为2Mg+CO22MgO+C，则 X 为 CO2，甲为 Mg， Y 为 MgO，丙为 C， Z 为CO，乙为 O2；(2)丙在通常状况下深红棕色的液体，应为Br2，甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，可置换出 Br22233，据此解答。，甲为Cl ， X 为 FeBr ， Z 为 FeBr ，乙为 Fe， Y 为 FeCl【详解】甲、乙、丙、是三种常见单质，X、 Y、 Z 是常见的三种化合物，X 与甲的反应为置换反应。(1)若甲是具有
25、还原性的单质，X、 Y、 Z 中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为 2Mg+CO222MgO+C，则 X 为 CO ，甲为 Mg， Y 为 MgO，丙为 C， Z 为CO，乙为 O2；丙为 C 元素，分析可知 X、 Y、 Z 中含有丙元素的是X、 Z，即 CO 和 CO2；X 为 CO2，在 CO2 分子， C原子与 2 个 O 原子形成4 对共用电子对，所以电子式为；Mg 可以在 CO2 中燃烧，反应时产生白烟，同时在容器器壁上有黑色固体碳生成，Mg 与CO2 反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C；(2)丙在通常状况下呈液态，为深红棕色，应为Br2，甲是具有氧化性的单质，可置换出Br2，甲为 Cl2 ，X 为 FeBr2， Z 为 FeBr3 ，乙为 Fe， Y为 FeCl3，甲为 Cl2，分子中2 个 Cl 原子形成一对共用电子对
