1、2020-2021【化学】高考化学原子结构与元素周期表解答题压轴题提高专题练习附详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 如图是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。根据表中所列元素回答下列问题：(1)元素 d 在元素周期表中的位置是_，元素 h 与 f 的原子序数相差_。(2)元素b、 c、 f 形成的简单离子中半径最小的是_(填离子符号)，原子半径最小的是_(填元素符号)。(3)表中第三周期所列元素的非金属性最强的是 _（填元素符号），的简单氢化物中最不稳定的是 _（填化学式）。e、 f、 g 三种元素(4)元素 g 与元素 b 的最高价氧化物对应水化物反应的
2、化学方程式为_。(5)铅 (Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)与碳 (C)、硅 (Si)属于同主族元素，常温下，在空气中，单质锡、锗均不反应而单质铅表面生成一层氧化铅；单质锗与盐酸不反应，而单质锡与盐酸反应。由此可得出以下结论：锗的原子序数为 _；铅 (Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的+4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为_（用化学式表示）。(6)最近，德国科学家实现了铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换，该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。已知铷(Rb)是 37号元素，相对原子质量是85.5 ，与钠同主族。回答下列问题：铷在元素周期表中的位置为_ 。同主族元素的同类化合物的性质相
3、似，请写出AlCl3 与 RbOH过量反应的离子方程式：_。现有铷和另一种碱金属形成的混合金属50 g，当它与足量水反应时，放出标准状况下的氢气 22.4 L，另一种碱金属可能是_。（填序号）A LiB NaC KD Cs【答案】第三周期第A 族18Mg2+S Cl3442PH NaOH+HClO=NaClO +H O 32Pb(OH)4Sn(OH)4Ge(OH)4第五周期第 A 族Al3+4OH-=AlO2-+2H2O (或写为 Al3+4OH-=Al(OH)4-)AB【解析】由元素在周期表的位置可知，a 是N 元素， b为 Na 元素， C 为Mg元素， d 为 Al 元素， e为 P 元
4、素， f为S 元素， g 为Cl 元素，h 为Se 元素，然后根据元素周期律分析解答。【详解】根据元素在周期表的位置可知确定各种元素分别是：a 是 N元素， b 为Na 元素，C 为 Mg元素， d 为 Al 元素， e 为 P 元素， f 为 S 元素， g 为 Cl 元素， h 为 Se 元素。(1)元素 d 为 Al，原子核外电子排布是2、 8、3，所以在元素周期表中的位置是第三周期IIIA 族， f 是 16 号元素 S， h 是 34 号元素 Se， h 与 f 原子序数相差 34-16=18；(2)b、 c、 f 形成的简单离子分别是Na+、 Mg 2+、 S2-， Na+、 Mg
5、2+核外电子排布为 2、8，具有两个电子层， S2-核外电子排布是2、 8、 8，具有三个电子层，离子核外电子层数越多，离子半径越大，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径越小，所以，三种离子中离子半径最小的是Mg 2+； Na、Mg 、 S 都是同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小，所以三种元素的原子半径最小的是S；(3)同一周期的元素，原子序数越大，元素的非金属性越强，表中第三周期元素的非金属性最强是 Cl；元素的非金属性越强，其简单氢化物的稳定性就越强， e、f 、 g 三种元素分别表示 P、 S、 Cl，元素的非金属性： PSSnGe，元素的金属性越强，其最高价氧化
6、物对应水化物的碱性逐渐增强，故铅(Pb)、锡 (Sn)、锗 (Ge)的 +4 价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为 Pb(OH)4Sn(OH)4Ge(OH)4；(6)铷 (Rb)是 37 号元素，原子核外有5 个电子层，最外层有 1 个电子，所以 37 号元素在元素周期表中的位置为第五周期第A 族；铷 (Rb)与钠同主族，由于Rb 的金属性比Na 强，所以 RbOH 是一元强碱， AlCl3 与过量的RbOH 反应产生的离子方程式为Al3+-2-23+-4 -+4OH = AlO+2H O (或写为Al+4OH =Al(OH) )；22.4 L 标准状况下的 H2的物质的量 n(H2)=22.4
7、L 22.4 L/mol=1 mol，铷和水反应的化学方程式为 2Rb+2H222O=2RbOH+H ，可知2 molRb 反应产生 1 mol H ，由碱金属与水反应的化学方程式为 2M+2H 2O=2MOH+H2可知混合金属的平均摩尔质量50?g=25 g/mol ， RbM=2?mol的摩尔质量为85.5 g/mol ，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25 g/mol ，所以另一种碱金属可能是 Li 或 Na，故合理选项是AB。【点睛】本题考查元素周期表和元素周期律的应用的知识。掌握元素的位置、原子结构与物质性质的关系解答本题的关键，注意规律性知识的应用，侧重考查学生的分析与应用能力。2
8、 如图是元素周期表中的前四周期，为相应的元素，请从中选择合适的元素回答问题：（ 1）根据元素原子的外 子排布特征，元素周期表可划分 五个区域，元素位于周期表的 _区。（ 2）写出元素与元素形成的 定化合物的 构式_。（3）、两元素形成的化合物其中心原子的 化 道 型 _。（4）元素与 CO 可形成 X（ CO）5 型化合物， 化合物常温下呈液 ，熔点 -20.5，沸点 103，易溶于非极性溶 ，据此可判断 化合物晶体属于_晶体（填晶体 型）。（5）元素的离子的 氧化物不溶于水，但可溶于氨水， 离子与NH3 合的作用力 _。（6）将、形成的化合物溶于水，其与水 可能存在的 表示 _（写一种即可）
9、。（7）金属有、 、 三种同素异形体，各晶胞如下 ， 和 中原子的配位数之比为_。【答案】dO=C=Osp2 化分子配位 F H F、 F H O、OH F、 OH O4：3【解析】【分析】根据元素周期表可知 H 元素、 B 元素、 C 元素、 N 元素、 O 元素、 F 元素、 Fe 元素、 Cu 元素、 Zn 元素。【 解】（ 1）元素 Fe 元素，位于周期表的 d 区，故答案 ： d ；（ 2）元素 C 元素、元素 O 元素，其形成的 定化合物 二氧化碳， 构式 ：O=C=O，故答案 ： O=C=O；（3） B 元素、 F 元素，两元素形成的化合物 BF3，中心原子是B，价 子 3 03
10、sp2 化，故答案 ：sp2 化；个数 = 键+孤 子 个数= += ， 化 道 型 ：（4）元素 Fe 元素、与CO 可形成 Fe( CO) 5 型化合物， 化合物常温下呈液 ，熔点 - 20. 5 ，沸点 103 ，易溶于非极性溶 ，据此可判断 化合物晶体属于分子晶体，故答案 ：分子；（5）元素 Zn 元素， 氧化物 Zn( OH) 2 不溶于水，但可溶于氨水，Zn2+离子与 NH3 间结合的作用力 配位 ，故答案 ：配位 ；（ 6） H 元素、 F 元素，形成的化合物 HF，溶于水，与水分子 可能存在的 表示 ： FH F、 F HO、 O HF、O H O，故答案 ： F H F、 F
11、 HO、 OH F、 O H O；（ 7）金属 Fe，有 、 三种同素异形体， 体心立方， 立方，原子的配位数之比 8： 6 4：3 ，故答案 ： 4： 3。【点睛】金属晶体的原子堆 模型： 立方堆 ，空 利用率52% ，配位数 6；体心立方堆 ，空 利用率 68% ，配位数 8 ；六方最密堆 ，空 利用率 74% ，配位数 12；面心立方最密堆 ，空 利用率 74% ，配位数 12。3 下表是元素周期表的一部分，回答下列 ：（1） B 在周期表中的位置是 _；写出 A、B 的 之 生反 的化学方程式：_。（2）写出表中位于 周期的 族元素的名称：_；属于短周期的碱金属元素的元素符号 _。加
12、【答案】第 3 周期 A 族2K+SK2 S溴Li、 Na【解析】【分析】根据元素周期表的 构及物 性 分析解答。【 解】（1） B 在周期表中的位置是第3 周期， VIA 族； A ， B 硫， 之 加 反 生加 成硫化 ，反 的化学方程式：2K+SK2S ，故答案 ：第3 周期 A 族；加 2K+SK2S；（2）表中的 周期 第4 周期， 族元素 A 族元素， 元素 溴；碱金属元素指IA族元素中 H 以外的元素，短周期指前3 周期， 元素符号 Li、 Na；故答案 ：溴；Li、Na。4 已知A BC三种元素的原子中， 于数：AB”“ 同素异形体价键离子化合物【解析】【分析】水分子间存在氢键
13、离子键和非极性共2H2O22H2O+O2短周期元素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
14、O 元素， C 是 Na 元素， D 是 S 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
15、，故物质的沸点：H2OH2S；(3)E 是 Na2 O2，该物质是离子化合物， 2 个 Na+与 O22-之间通过离子键结合，在阴离子O22-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 H2O，形成的 18 电子分子是 H2O2， 18 电子分子 H2O2 不稳定，容易分解为H2 O 和 O2，反应的化学方程式为： 2H2O22H2O+O2。【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
16、握元素化合物、元素周期律等知识点，侧重考查学生分析与应用能力。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； 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22+，生
17、成黑色RZ 可以用来除去水中超标的T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】 1s2 24HNO33 杂化2ClO2+2s 2p三角锥形 sp2+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 1s2
18、2s22p4，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 23=1，价层电子对数为23+1=4，则 ClO3-立体构型是
19、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
20、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。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8 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 _。-Na+【答案】 HCl HCl=H + +Cl【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
21、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 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
22、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。9 下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。试填空。(1)写出上表中元素 原子的外围电子排布式_。(2)元素 与 形成的化合物中元素 的杂化方式为：_杂化，其形成的化合物的晶体类型是： _。(3)元素 、 的第一电离能大小顺序是：_( 用元素符号表示 )；元素 与元素 形成的 X 分子的空间构型为： _。请写出
23、与 N3互为等电子体的分子或离子的化学式 _， _(各写一种 )。(4)在测定 与 形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是： _。(5)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素 与元素 的氢氧化物有相似的性质，写出元素 的氢氧化物与 NaOH 溶液反应的化学方程式_ 。(6)元素 在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1 和图 2所示，则在图 1 和图 2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为：_。【答案】 3d513分子晶体N O 三角锥形2222-4sspCO或 CS、 NO、 BeClCNO HF 分子之间有氢键，形成(HF)nNa
24、2 BeO22 3，【解析】【分析】由元素在周期表中的位置可知，为H，为Be，为C，为N，为O，为F，为Al，为 Cl，为 Cr，为 Co；(1)Cr 的原子序数为24，注意外围电子的半满为稳定状态；(2)元素与形成的化合物为CCl4，存在 4 个共价单键，没有孤对电子，构成微粒为分子；(3)为N，为O， N 原子的2p电子半满为稳定结构，则第一电离能大；X 分子为NH3，与 N3-互为等电子体的分子、离子，应具有3 个原子和16 个价电子；(4)HF 分子之间含有氢键；(5)Al 与 Be 位于对角线位置，性质相似；(6)由图 1 可知，与体心原子距离最近的原子位于顶点，则有8 个；由图 2
25、可知，与顶点原子距离最近的原子位于面心，1 个晶胞中有 3 个，则晶体中有3 8=12 个。2【详解】由元素在周期表中的位置可知，为H，为 Be，为 C，为 N，为 O，为 F，为Al，为 Cl，为 Cr，为 Co；(1)Cr 的原子序数为 24，注意外围电子的半满为稳定状态，则外围电子排布为3d54s1；(2)元素与形成的化合物为4，存在 4 个共价单键，没有孤对电子，则C 原子为 sp3CCl杂化，构成微粒为分子，属于分子晶体；(3)为 N，为 O， N 原子的 2p 电子半满为稳定结构，则第一电离能大，即N O； X 分子为 NH3，空间构型为三角锥形；与N3-互为等电子体的分子、离子，应具有3 个原子和16 个价电子，则有 CO2(或 CS2、 N2O、 BeCl2)、 CNO-等微粒；(4)因HF 分子之间含有氢键，能形成缔合分子(HF)n，则测定的相对分子质量较大；(5)Al与Be 位于对角线位置，性质相似，则Be 与NaOH 溶液反应生成Na2BeO2；(6)由图1 可知，与体心原子距离最近的原子位于顶点，则有8 个；由图2 可知，与顶点原
