1、备战高考化学备考之原子结构与元素周期表压轴突破训练培优篇一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 磷化铝（ AlP）和磷化氢（PH3）都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。( 1) 磷元素在元素周期表中的位置：_ 。AlP 遇水蒸气会发生反应放出 PH3气体，该反应的另一种产物的化学式为_。( 2) PH3具有强还原性，能与4溶液反应，配平该反应的化学方程式：CuSO_CuSO4 _PH3 _H2O _Cu3P _H3PO4 _H2SO4( 3) 工业制备PH3 的流程如图所示。次磷酸属于 _元酸。白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为：_ 。若起始时有 1molP4参加反应，则整个工业流程中
2、共生成3_mol PH 。（不考虑产物的损失）【答案】第3周期第VA族Al OH 324 11 12 8 324 1 4P2( )+3NaOH+3H OPH + 3NaH PO 2. 5322【解析】【分析】（1）原子结构中电子层数等于周期数，最外层电子数等于族序数，AlP 遇水蒸气会发生反应放出 PH3 气体，根据元素守恒确定该反应的另一种产物的化学式；（ 2）配平化学方程式，就是通过在各物质的化学式前面添加系数，使反应中每种原子个数在反应前后相等的过程，但对于复杂的化学反应通常通过观察，找出变化的特点或规律，常使用化合价来配平，保证化合价升高与降低的数相等即可；（ 3）根据物质电离出的氢离
3、子数目确定酸的元数；根据图示信息：白磷和烧碱溶液反应生成 PH3、 NaH2PO2，据此书写方程式；根据发生反应的过程寻找关系式，进行计算即可。【详解】( 1) P 处于第 3 周期 A 族， AlP 遇水蒸气会发生反应放出PH3 气体，根据元素守恒，确定该反应的另一种产物是Al( OH) 3，故答案为：第 3 周期第 VA 族； Al( OH) 3 ；( 2) 该方程式中 Cu 价态由 +2 下降为 +1， P 价态由 - 3 升高为 +5，为保证化合价升降数相等， Cu3P 与 H3PO4 计量数分别为 8、 3， CuSO4 的系数是 24，H2SO4 系数是 24，根据元素守恒，得到：
4、 24CuSO 4 +11PH 3 +12H 2 O=8Cu 3P+3H 3PO4 +24H 2SO4 ，故答案为：24， 11，12， 8， 3， 24；( 3) 根据氢氧化钠过量时只能生成NaH221 个氢离子，因此次磷PO 可知次磷酸只能电离出酸属于一元酸，故答案为：1；根据图示信息：白磷和烧碱溶液反应生成PH3、 NaH2PO2，方程式为：P4 + 3NaOH + 3H 2O = PH 3 + 3NaH 2 PO2 ；故答案为：P4 + 3NaOH + 3H 2O = PH 3+ 3NaH 2 PO2 ；P4+3NaOH+3H O=PH +3NaH PO ； 2HPO =PH +H P
5、O ，即 P 2. 5PH ，若起始时有232232334431molP参加反应，则整个工业流程中共生成2.5molPH；故答案为：2 5432 完成下列问题：(1)氮和磷氢化物热稳定性的比较：NH3_PH3（填 “ 或”“ Q32Q1+Q24Q3 2Q1 +Q2 bc FeO 2-4+3e +4H2O=Fe(OH)3+5OHZn+2OH-2e =Zn(OH)2【解析】【分析】(1)根据元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物越稳定分析；(2)PH3 与 HI 反应产生PH4I，相当于铵盐，具有铵盐的性质；(3)根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热，结合燃烧反应为放热反应
6、分析解答；(4)根据在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。【详解】(1)由于元素的非金属性：NP，所以简单氢化物的稳定性：NH3PH3；(2) a铵盐都能与NaOH 发生复分解反应，所以PH4I也能与NaOH 发生反应，a 错误；b铵盐中含有离子键和极性共价键，所以PH4 I 也含离子键、共价键，b 正确；c铵盐不稳定，受热以分解，故PH4I 受热也会发生分解反应，c 正确；故合理选项是bc；(3)1 mol H 2O 中含 2 mol H-O键，断开 1 mol H-H、1 mol O=O、 1 mol O-H 键需
7、吸收的能量分别为 Q12332122、 Q、 Q kJ，则形成1 mol O-H 键放出 QkJ 热量，对于反应 H (g)+2O (g)=H O(g)，断开 1 mol H-H 键和1112mol O=O 键所吸收的能量 (Q+Q ) kJ，生成 2 mol H-O 新键释放的221能量为 2Q3 kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3 -(Q1+Q2)0，2Q1+Q2MgAl【解析】【分析】图中曲线表示8 种元素的原子序数(按递增顺序连续排列)和单质沸点的关系， H、 I 的沸点低于 0，根据气体的沸点都低于0，可推断 H、I 为气体，气体元素单质为非气体，故为第三周期元素，则A 为 Na
8、， B 为 Mg ， C 为 Al，D 为 Si， E为 P、 G 为 S， H 为 Cl， I 为Ar。(1)原子中没有运动状态相同的电子，由几个电子就具有几种运动状态；根据核外电子排布式判断占有的能级；(2)氢氧化铝为两性氢氧化物，有酸式电离与碱式电离；(3)根据晶体类型不同，以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答；(4)同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定；电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，据此解答。【详解】由上述分析可知：A 为 Na， B 为 Mg， C 为 Al， D 为 Si， E 为 P、 G 为 S， H 为 Cl， I 为 Ar。(1)A 为 N
9、a 元素，原子核外电子数为 11，故共有 11 种不同运动状态的电子，原子核外电子排布式为 1s22s22p63s1，可见有4 种不同能级的电子；(2)Al(OH)3 为两性氢氧化物，在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用，电离方程式为： AlO2-+H+H2OAl(OH)3Al3+3OH-；(3)NaF 与 MgF2 为离子晶体，阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合，断裂化学键需消耗较高的能量，因此它们的熔沸点较高；由于Mg 2+的半径比 Na+的半径小，带有的电荷比+多，所以MgF2的熔点比 NaF 高；而4NaSiF 为分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，破坏分子间作用
10、力消耗的能量较少，故SiF4 的熔点低；(4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，元素的非金属性：ClSP。元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物就越稳定，故HCl 最稳定性，Na+、 Mg 2+、 Al3+核外电子排布都是 2 、8，电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子来说，离子的核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径Na+Mg2+Al3+。【点睛】本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用，根据图象信息判断出元素是解题关键，突破口为二、三周期含有气体单质数目。5 下表标出的是元素周期表的一部分元素，回答下列问题：（1）表中用字母标出的14 种元素中，化学
11、性质最不活泼的是_ （用元素符号表示，下同），金属性最强的是_，非金属性最强的是_，常温下单质为液态的非金属元素是_，属于过渡元素的是_（该空用字母表示）。（ 2） B，F， C 气态氢化物的化学式分别为 _，其中以 _最不稳定。（ 3）第三周期中原子半径最小的是_。【答案】 ArKFBrMH2O、 HCl、PH3PH3Cl【解析】【分析】由元素在周期表中位置，可知 A 为氟、 B 为氧、 C 为磷、 D 为碳、 E 为 Ar、 F 为 Cl、G 为硫、 H 为 Al、 I 为 Mg 、 J为 Na、 K 为 Ca、 L 为钾、 N 为 Br、 M 处于过渡元素。【详解】（ 1）表中用字母标出
12、的 14 种元素中，稀有气体原子最外层达到稳定结构，化学性质最不活泼的是 Ar（用元素符号表示，下同）；同周期自左而右金属性减弱、非金属性增强，同主族自上而下金属性增强、非金属性减弱，故上述元素中金属性最强的为K，非金属性最强的为 F；Br2 常温下为液态，根据元素在周期表中位置可知M 属于过渡元素；故答案为： Ar； K； F； Br； M；（2） B，F， C 气态氢化物的化学式分别为H2O、 HCl、 PH3，同周期自左而右非金属性增强，同主族自上而下非金属性减弱，故非金属性O P、 ClP，非金属性越强，氢化物越稳定，与 PH3最不稳定，故答案为：233H O、 HCl、 PH ； P
13、H ；（3）同周期自左而右原子半径减小，故第三周期中Cl 原子半径最小，故答案为： Cl。6 有7 种短周期元素的原子序数按A、 B、 C、D、 E、 F、 G 的顺序依次增大，B 元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，A 和C 元素的原子能形成4 核10 电子的微粒，D 和E 可形成离子化合物E2D， E2D 中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30，E、 F、 G的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应，G 和D 同主族。试回答下列问题：(1)C 元素的原子结构示意图_。(2)A 和D 可形成化合物的化学式为_。(3)F 的单质与E 元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式
14、为_。(4)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质中含有的化学键类型为_。(5)写出 D 元素原子形成的10 电子微粒X 与 G 元素原子形成的18 电子微粒Y 反应的离子方程式： _。【答案】-共价键- 2-+2H2OH2O 和 H2O2 2Al+ 2OH +2H2O=2AlO2 +3H2H2S+2OH=S或 HS-+OH-=S2-+H2O【解析】【分析】7 种短周期元素的原子序数按A、 B、 C、 D、E、 F、 G 的顺序依次增大；B 元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，则B 为碳元素； A 和 C 元素的原子能形成 4核 10电子的微粒，结合原子序数可知A 为氢元
15、素、 C 为氮元素； D 和 E 可形成离子化合物E22D， E D中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30，故 E+、D2-离子核外电子数均为10，则 D 为氧元素、 E 为钠元素； E、 F、 G 的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应，是氢氧化铝与强碱、强酸之间的反应，则F 为 Al；G 和 D 同主族，则 G 为硫元素，然后根据问题逐一分析解答。【详解】根据上述分析可知： A 是 H， B 是 C，C 是 N，D 是 O， E 是 Na， F 是 Al， G 是 S 元素。(1) C 是 7 号 N 元素，原子核外电子排布为2、 5，所以 N 的原子结构示意图为；(2) A 是 H
16、， D 是 O， A 和 D 可形成两种化合物，它们的化学式为H O 和 H O ；222(3)F 是 Al， E 是 Na， Na 的最高价氧化物对应的水化物是NaOH， Al 与 NaOH 溶液反应产生22-22-2NaAlO和 H ，反应的离子方程式为2Al+ 2OH +2H O=2AlO+3H ；(4)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质是SO2，该物质是共价化合物， S、 O 原子通过共价键结合，所以其中含有的化学键类型为共价键；(5)D 是 O， G 是 S， D 元素原子形成的 10 电子微粒 X 是 OH- ，G 元素原子形成的18 电子微粒 Y 是 H2S 或
17、HS-，它们之间反应的离子方程式为：H2S+2OH-=S2-+2H2O 或 HS-+OH-=S2-+H2O。【点睛】本题考查了原子结构与物质性质及元素在周期表位置关系应用，根据原子结构关系或物质性质推断元素是解题关键，理解影响微粒半径大小的因素，注意识记常见 10 电子、 18 电子微粒，理解酸式盐可以与碱反应产生正盐，结合物质的溶解性及电解质的强弱和物质的拆分原则书写反应的离子方程式。7 元素周期表前四周期的元素a、 b、 c、 d、 e，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3倍， d 与 c 同族，
18、 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：(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，HNO 、 H SO 的中心原子价层电子对数之和为_， H SO22323和 H2 4_、 _。SO 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 原子半径为 r cm， e 的相对原子质量为 M ，晶胞密度为3，则阿伏加德罗常数为-1（用 r、 表示）。 g/cm_mol(5)这 5 种元素
19、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 ，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
20、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
21、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NH ，根据价层电3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
22、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 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
23、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NH3，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；(3)2N 原子的价层电子对数为512这些形成的含氧酸中， HNO 的分子的中心2+2=3，H SO 的中心S 原子的价层电子对数为3+4=4，所以 HNO、HSO 的中心原子价层电2362232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：3+6232H2SO4的酸根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
