1、2020-2021 备战高考化学二轮原子结构与元素周期表专项培优易错试卷附答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 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 +Q2bcFeO42-+3e-+4H2O=Fe(OH)3+5OH-Zn+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分析解答；(4)根
2、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 键需吸收
3、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+Q2AlSi 3s bd Al OH 3 +OH=A lO2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34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Si N35g【解析】【分析】【详
4、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、2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3?nH2O+6HCl。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： 3s1；（3）常温下， Al 与 CuCl2 溶液反应能将铜置换出来；Al 与 Fe2O3 在高温反应； Al 与浓硫酸发生钝化； Al
5、 与 Na2CO3 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 ；34中 N 元素化合价为 -3价；该反应中N 元素化合价从 0II（ 5）非金属性 NSi，因此 Si N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，NSi NC3N4 的结构与 Si3 N4 相似，说明 C3N4 为原子晶体，两者均为原子晶体，碳原子半径小于硅原子半径，因此 C3
6、N4 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；（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/L 10L=28g，高温3SiO 2 +6C +2N 2= Si 3 N 4 +6CO 气体质量变化m140g112g28g因此生成的 Si3N4 质量为 140g28g112g =35g。3 著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就，被誉为“稀土界
7、的袁隆平”。稀土元素包括钪、钇和镧系元素。请回答下列问题：(1)写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式_，其中电子占据的轨道数为_。(2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时，总是使之先转换成草酸盐，然后经过灼烧而得其氧化物，如H2C2O4 中碳原子的杂化轨道类型为_； 1 mol H2C2O4 分子中含键和 键的数目之比为 _。H2O 的 VSEPR模型为 _；写出与 H2 O 互为等电子体的一种阴离子的化学式_。HCI 和 H2O 可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体，如HCl?2HO，HCl?2HO 中含有H5O2+，结构为，在该离子中，存在的作用力有_a.配位键b.极性键c.
8、非极性键d.离子键e.金属键f 氢键 g.范德华力h. 键 i. 键(3)表中列出了核电荷数为21 25 的元素的最高正化合价：元素名称钪钛钒铬锰元素符号ScTiVCrMn核电荷数2122232425最高正价+3+4+5+6+7对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是_(4)PrO (二氧化镨 )的晶胞结构与CaF 相似，晶胞中Pr(镨 )原子位于面心和顶点。假设相距最22近的Pr原子与O原子之间的距离为a pm，则该晶体的密度为_g cm-3A表示阿伏?(用 N加德罗常数的值，不必计算出结果)。【答案】 1s22s22p63s23p63d110 sp2 杂化7:
9、2 四面体形NH2-abfi 五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s 电子和次高能层d 电子数目之和4141+1623 4a3NA10-103【解析】【分析】(1)Sc(钪 ) 为 21 号元素， 1s22s 22p63s23p63d14s2，据此写出基态Sc2+核外电子排布式； s、p、 d 能级分别含有1、 3、 5 个轨道，基态Sc2+的核外电子 3d 轨道只占了一个轨道，据此计算 Sc2+占据的轨道数；(2) 根据杂化轨道理论进行分析；根据共价键的类型结合该分子的结构进行分析计算；根据价层电子对互斥理论分析 H2O的分子空间构型；等电子体是原子数相同，电子数也相同的物
10、质，据此写出与之为等电子体的阴离子；HCl?2H2O中含有H5O2+，结构为，据此分析该粒子存在的作用力；(3) 根据表中数据，分别写出Sc、 Ti 、V、 Cr、 Mn的外围电子排布式为：3d14s2、3d24s2、3d3 4s2、 3d54s1、 3d54s2，则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层 s 电子和次高能层 d 电子数目之和；(4) 根据均摊法进行计算该晶胞中所含粒子的数目，根据密度= m 进行计算。V【详解】(1)Sc(钪 )为 21 号元素，基态Sc2+失去两个电子，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d1，s、p 、d 能级分别含有1、
11、 3、 5 个轨道，但基态 Sc2+的核外电子3d 轨道只占了一个轨道，故共占据13+32+1=10个，故答案为： 1s22s22p63s23p63d1； 10；(2) H2C2 O4 的结构式为，含碳氧双键，则碳原子的杂化轨道类型为sp2 杂化，分子中含有 7 个 键、 2个 键，所以 键和 键数目之比为： 7:2，故答案为： sp2 杂化； 7:2；H2O 中 O 原子的价层电子对数 =6+2，且含有两个 2 个孤对电子，所以H2O 的 VSPER=42模型为四面体形，分子空间构型为V 形，等电子体是原子数相同，电子数也相同的物质，因此，与 H2O 互为等电子体的阴离子可以是NH2-，故答
12、案为：四面体形； NH2-；HCl?2HO 中含有 H5O2+，结构为，存在的作用力有：配位键、极性键、氢键和 键，故答案为： abfi ；(3)根据表中数据，分别写出Sc、 Ti、 V、 Cr、Mn 的外围电子排布式为： 3d14s2、 3d24s2、3d34s2、3d 54s1、 3d54s2，则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层 s 电子和次高能层 d 电子数目之和，故答案为：五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层 s 电子和次高能层 d 电子数目之和；(4)由图可知，相距最近的Pr 原子和 O 原子之间的距离为该立方体晶胞的体对角线的1 ，4则该晶
13、胞的晶胞参数=34a 10-10cm ，每个晶胞中占有234 个 “ PrO”，则该晶胞的质量4141+162= m 可得，该晶体的密度为：4141+162g ，根据3 4a 10-103为NANA，故V34141+162答案为：3 4a310-10。NA3【点睛】本题考查新情景下物质结构与性质的相关知识，意在考查考生对基础知识的掌握情况以及对知识的迁移能力；本题第(2)小题的第问中H2 O 的 VSEPR模型容易习惯性写为空间构型V 形，解答时一定要仔细审题，注意细节。4 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
14、，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
15、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：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
16、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。5 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
17、第三周期所列元素的非金属性最强的是_（填元素符号），e、 f、 g 三种元素的简单氢化物中最不稳定的是_（填化学式）。(4)元素 g 与元素 b 的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为_。(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
18、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 ClPH3NaOH+HClO4=NaClO4+H2O 32Pb(OH)4Sn(OH)4Ge(OH)4 第五周期第 A 族3+-3+-Al +4OH=AlO2
19、+2H2O (或写为 Al+4OH=Al(OH)4-) AB【解析】【分析】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
20、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+、 Mg2+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
21、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， A
22、lCl3 与过量的RbOH 反应产生的离子方程式为Al3+4OH- = AlO2-+2H2O (或写为 Al3+4OH-=Al(OH)4 -)；22.4 L 标准状况下的 H2的物质的量 n(H2)=22.4 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M=50?g=25 g/mol ， Rb2?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
23、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。6 下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。（1）下列 _（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。a、 c、 h b、 g、 k c、h、 l d、 e、 f（ 2）以上 13 种元素中， _（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。 i 在周期表中的位置 _ 。（ 3）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原
24、子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力；形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子729645701820失去第三个电子1179969202750失去第四个电子955011600通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量_。表中X 可能为以上13 种元素中的_（填写字母）元素。用元素符号表示X 和j形成化合物的化学式_。Y 是周期表中_族元素。【答案】m第三周期A 族Li 原子失去1 个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难
25、aNa222O和 Na O A【解析】【分析】(1)金属是导体 (锗是半导体 )，石墨是导体；(2)越容易失去第一个电子，第一电离能越小；(3)根据电离能的大小结合原子核外电子排布判断可能的元素种类，注意电离能的大小能判断出元素的化合价，即最外层电子数。【详解】根据元素周期表中元素的分布知识，可以知道a 是 Na， b 是 H， c 是 Mg，d 是 Sr， e 是Sc， f 是 Al， g 是 Ge， h 是 C，j 是 O， i 是 P，k 是 Sb， l 是 Cl， m 是 Ar；(1)金属是电的良导体，石墨棒是电的良导体，金属有Na、 Mg、 Sr、Sc、 Al，锗是半导体，故答案为：
26、；(2)从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13种元素中，处于零族的 m 元素已达 8e-的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多；i 是 P，位于元素周期表的第三周期A 族；(3)锂原子核外共有 3 个电子，其中两个在 K 层， 1 个在 L 层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量；由表中数据可知： X 失去第 2 个电子所需能量远大于失去第一个电子所需
27、的能量(9 倍多)，而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层；结合所给的周期表知，X 应为 a，即钠元素，和j 即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O 和 Na2O2；由表中所给 Y 的数据可知， Y 失去第 1、 2、 3 个电子所需能量差别不大，而失去第4个电子所需能量远大于失去第3 个电子所需的能量，因此Y 元素的最外层有3 个电子，即为A 族的元素 Al。7 已知A、 B、 C 三种元素的原子中，质于数：ABC，且都小于18。A 元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2 倍； B 元素原子的M 层电子数是L 层电子数
28、的一半；C元素原子的次外层电子数比最外层电子数多1。试回答下列问题。(1)写出三种元素的名称和符号：A_， B_， C_。(2)画出三种元素的原子结构示意图：A_，B_， C_。【答案】碳C硅 Si氯 Cl【解析】【分析】A 元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2 倍，则 A 原子核外电子排布为2、 4， A 是C 元素； B 元素的原子核外M 层电子数是L 层电子数的一半，则B 原子核外电子排布为2、8、 4， B 为 Si 元素； C 元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1 个，且原子序数大于 B 小于18，所以C 原子核外电子排布为2、 8、 7， C 是Cl 元素，据此答题。【详解
29、】根据上述分析可知A 是 C 元素， B 是 Si 元素， C 是 Cl 元素。(1)A 为碳元素，元素符号为C； B 为硅元素，元素符号为Si； C 为氯元素，元素符号为Cl；(2)碳原子的结构示意图为，硅原子的结构示意图为，氯原子的结构示意图为。【点睛】本题主要考查了根据原子核外各层电子数的关系，确定元素的种类，解题时要熟悉常见元素的核外电子排布，注意规范书写结构示意图。8 某元素原子的电子排布式为Ar 3d104s2 4p1，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：(1)该元素处于元素周期表的第_周期，该周期的元素种数是_；(2)该元素处于元素周期表的第_族，该
30、族的非金属元素种数是_。(3)试推测该元素处于元素周期表的_区，该区包含族的种类是 _。【答案】四 18 A 1 pA A 族、 0 族【解析】【分析】(1)电子层数 =周期数，由核外电子排布可知，该元素处于第四周期，含有18 种元素；(2)根据外围电子排布可知，为主族元素，主族族序数外层电子数大于电子层数，据此判断；=最外层电子数，非金属性元素的最(3)根据价层电子排布为4s24p1，可以确定该元素在p 区， A A 族、零族。【详解】(1)根据元素原子有 4 个电子层容纳电子，则该元素处于第四周期，该周期元素原子的电子排布式为 Ar3d 1-104s1-24p1-6，故共有 18 种元素；(2)由外围电子排布为4s24p1，
