1、2020-2021 备战高考化学原子结构与元素周期表提高练习题压轴题训练含详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 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 2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3?nH2O+6HCl。H2C2O4 中碳原子的杂化轨道类型为_； 1 mol H2C2O4 分子中
2、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52+，结构为，在该离子中，存在的作用力有_H Oa.配位键 b.极性键 c.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_(
3、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7:2 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；
4、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：12223d 4s、3d4s、3d3 4s2、 3d54s1、 3d54s2，则有五种元素的最高正化合价
5、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、 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) H C O的结构式为，含碳氧双键，则碳原子的杂化轨道类型为224sp2 杂化，分子中含有 7 个 键、 2 个 键，所以 键
6、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 =4 ，且含有两个2 个孤对电子，所以H2O 的 VSPER2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-，故答案为：四面体形； NH2-；HCl?2H5 2+，结构为，存在的作用力有：配位键、极性键、氢O中含有 H O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、 3
7、d54s2，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则该晶胞的晶胞参数=3-10cm ，每个晶胞中占有24a 104 个 “ PrO”，则该晶胞的质量34141+162= m 可得，该晶体的密度为：4141+1623为NAg ，根据NA3 4a10-10，故V34141+162答案为：3 4a310-10。NA3【点睛】本题考查新情景下物质结构
8、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。2 正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反。科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质反物质。 1997年年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9 个和 7 个反氢原子。这是人类探索反物质的一大进步。（1）你推测反氢原子的结构是（_）A 由 1 个带正电荷的质子与1 个带负电荷的电子构成B 由 1 个带负电荷的质子与1 个带正电荷 的电
9、子构成C 由 1个不带电子的中子与1个带负电荷的电子构成D 由 1 个带负电荷的质子与1 个带负电荷的电子构成（2）反物质酸、碱中和反应的实质是（_）A H-+OH+ =H2OB H+OH+ =H2O-+-C H +OH =H OD H +OH =H O22（3） 若有反 粒子（ 粒子即氦核），它的质量数为_ 电荷数为 _。【答案】 B A 42【解析】【分析】根据反粒子特征和定义进行解答。【详解】(1)A. 由一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成的，这是正常氢原子的构成，故A错误；B.由一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成的，符合反氢原子的构成, 故 B 正确；C.由一个不带电的
10、中子和一个带负电荷的电子构成的，不正确，因为反氢原子中电子带正电，故 C 错误；D.由一个带负电荷的质子和一个带负电荷的电子构成，原子不显电性，不能都带负电荷。故 D 错误。答案： B。(2) 酸碱中和反应是 H + +OH -=H 2O，根据反物质的定义特征，可知反物质酸碱中和反应为H -+OH += H 2O，所以A 符合题意，答案：A ；(3) 已知 a 粒子质量数为4，带2 个正电荷，因此反a 粒子质量数为4,电荷数为-2。答案： 4； 2。【点睛】根据反粒子的定义：正电子、负质子等都属于反粒子；反粒子的特征：它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反进行解答。3A、 B、
11、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 Na2O2 ONAlMgNa 2Al+2OH+2H2
12、O=2AlO2 +3H2【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，B 为 O 元素，甲为 Na2O，乙为 Na2O2； E 是地壳中含量最高的金属元素，则E 为 Al 元素；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Na22O ，故答案为：第二周期VIA 族； Na2O2；2NaMg、AO N在
13、第二周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减（） 、l 在第三周期， 、小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则ONPAlMgNa，即 ONAlMgNa，故答案为： ONAlMgHNO3H3PO42222- -+Be(OH) +2NaOH=Na BeO +2H OClFNa【解析】【分析】由元素在周期表中位置，可知是H，是 Be，是 N，是 O，是 F，是 Na，是Al，是 P，是 S，是 Cl。(1)和两种元素原子按1 ：1 组成的常见化合物为过氧化氢；(2)和形成化合物为硫化钠，为离子化合物；(3)非金属性越强，对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强；(4)的氢氧化物与的氢氧化物反应，生成偏
14、铍酸钠、水；(5)离子核外电子层越多，离子半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小。【详解】由元素在周期表中位置，可知是H，是Be，是N，是O，是F，是Na，是Al，是P，是S，是Cl。(1)和两种元素原子按1 ：1 组成的常见化合物为过氧化氢，分子式是H2O2，在该分子中 2 个 O 原子形成一个共价键，每个O 原子分别与H 原子形成1 个共价键，因此H2O2 的电子式为；(2)和形成化合物为硫化钠，Na2S 为离子化合物，Na+与 S2-之间通过离子键结合，用电子式表示 Na2 S 形成化合物的过程为：；(3)元素的非金属性越强，其对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强，、的
15、最高价氧化物对应水化物分别是HNO3、 H3PO4、 HClO4 ，三种酸的酸性由强到弱的顺序为HClO4HNO3H3PO4 ；(4)的氢氧化物Be(OH)2 是两性氢氧化物，可以与的氢氧化物钠和水，反应方程式为Be(OH)2 +2NaOH=Na2BeO2+2H2 O；NaOH 反应，生成偏铍酸(5)离子核外电子层数越大，离子半径越大；对于电子层结构相同的离子来说，离子核外电子层数越多，离子半径越大；具有相同电子排布的离子，原子序数大的离子半径小。所以、三种元素的离子F-、 Na+、 Cl-的离子半径由大到小的顺序为Cl-F-Na+。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断及元素周期律的应用。掌握
16、元素的位置、结构与性质的关系、元素化合物知识为解答的关键。注重原子结构与元素化合物知识相结合的训练，侧重考查学生的分析与应用能力。8 (1)18_16_在 8 O 中，中子数为8 O是关系。；该原子与(2)标准状况下，有以下三种物质余22gCO 2 ，33.6LCH4 ， 1molH 2 O ，上述物质质量最大的 _(填序号，下同 )，所含原子数最多的是_，体积最小的是 _。(3)已知 A、B、 C、 D 均含有同一种元素，其中A 为活泼金属单质，热的C 溶液可用于洗涤油污。且它们四种物质之间存在如下转化关系，请回答下列问题：D 的化学式为：_。写出过程的化学方程式：_。【答案】 10同位素N
17、aHCO3Na2CO3+ CO2+H2O=2NaHCO3【解析】【分析】(1)质量数 =质子数 +中子数；同位素是同种元素的不同核素；22 g(2) 标准状况下： 22gCO2 的物质的量为=0.5mol ，体积为44g / mol0.5mol 22.4L/mol=11.2L； 33.6LCH4 的物质的量为33.6 L=1.5mol ，质量为22.4L / mol1.5mol 16g/mol=24g； 1molH 2O 的质量为 1mol 18g/mol=18g，体积为 18mL；(3)常用热的Na2CO3 溶液洗涤油污，且Na 为活泼金属，则A 为Na、B 为NaOH、 C 为Na2CO3
18、 、D 为NaHCO3。【详解】(1)在188 O 中，中子数为181618-8=10 ； 8 O 与 8O 具有相同质子数和不同中子数，互为同位素；(2) 标准状况下： 22gCO2 的物质的量为22 g=0.5mol ，体积为44g / mol0.5mol 22.4L/mol=11.2L，含有的原子总物质的量为1.5mol ； 33.6LCH4 的物质的量为33.6 L1.5mol 16g/mol=24g，含有的原子总物质的量为7.5mol ；=1.5mol ，质量为22.4L / mol1molH 2O 的质量为 1mol 18g/mol=18g，体积为 18mL，含有的原子总物质的量为
19、3mol；则上述物质质量最大的，所含原子数最多的是，体积最小的是；23溶液洗涤油污，且Na 为活泼金属，则A 为 Na、 B 为 NaOH、 C 为(3) 常用热的 Na CO233Na CO、D 为 NaHCO ；D 为碳酸氢钠，化学式为NaHCO3；过程为碳酸钠与水、CO2 反应生成 NaHCO3，发生反应的化学方程式Na2CO3+CO2+H2 O=2NaHCO3。9 下表是元素周期表的一部分，对于表中元素，填空回答：族 AA A A A A A0周期二三(1)地壳中含量最多的元素是_ ，非金属性最强的元素是 _。(2)写出的最简单的气态氢化物的电子式_。(3)在第三周期主族元素中，单质氧
20、化性最强的是_，能形成的二元强酸是 _。(4)写出的气态氢化物与的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式_。【答案】 O FCl2H2SO4NH3+HNO3=NH4 NO3【解析】【分析】由元素在周期表的位置可知，元素分别为 C、 N、 O、 F、 Na、Al、 S、 Cl，然后结合元素的性质与原子结构的知识分析解答。【详解】由元素在周期表的位置可知，元素分别为C、 N、 O、 F、 Na、Al、 S、 Cl。(1)地壳中含量最高的元素为O，非金属性最强的元素为F；(2)的最简单的气态氢化物为甲烷，分子中C 原子与4 个H 原子形成四对共用电子对，其电子式为；(3)第三周期主族元素中Cl 的非
21、金属性最强，单质氧化性最强的是Cl2， S对应的硫酸为二元强酸，能形成的二元强酸是H2SO4；(4)的气态氢化物为NH3，的最高价氧化物对应水化物为HNO3，二者反应生成NH4NO3，反应方程式为NH3+HNO3=NH4NO3。【点睛】本题考查位置、结构与性质关系的应用，把握元素周期表结构、元素周期律内容为解答的关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力。10 按要求回答下列问题：（1）某种粒子有 1 个原子核，核中有 17 个质子， 20 个中子，核外有 18 个电子，该粒子的化学符号是 _。（ 2）下列关于化学键的说法正确的是_。 含有金属元素的化合物一定是离子化合物 第 IA
22、族和第 A 族元素原子化合时，一定生成离子键 由非金属元素形成的化合物一定不是离子化合物 活泼金属与非金属化合时，能形成离子键 离子键就是阴、阳离子间的相互引力离子化合物中可能含有非极性共价键（ 3）写出下列物质的电子式： Mg(OH)2： _， N2： _， NH4I： _。（ 4）用电子式表示下列化合物的形成过程：Na2S： _； H2O： _。【答案】 3717 Cl【解析】【详解】（1）某种粒子有1 个原子核，核中有 17 个质子， 20个中子，核外有 18 个电子，该粒子电子数比质子数多1 个，为带 1 个单位负电荷的阴离子，核中有17 个质子，则为 1737 Cl；（2） 含有金属
23、元素的化合物不一定是离子化合物，如AlCl3为共价化合物，错误； 第 IA 族和第 A 族元素原子化合时，不一定生成离子键，如HCl，错误； 由非金属元素形成的化合物可能是离子化合物，如NH4Cl，错误； 活泼金属与非金属化合时，能形成离子键，如NaCl、KI 等，正确； 离子键就是阴、阳离子间的相互作用，既有引力又有斥力，错误；离子化合物中可能含有非极性共价键，如Na2O2，正确；故答案为：；（3） Mg(OH) 2：由Mg 2+和OH-构成，电子式为；N2 ：两个N 原子间形成三对共用电子，电子式为；NH4I：由NH 4+和I-构成，电子式为；（4） Na2S：；H2O：。【点睛】在书写电
24、子式时，首先应确定物质所属类别，弄清它是非金属单质，还是离子化合物或共价化合物。离子化合物，由阴、阳离子构成；共价单质或共价化合物，由原子构成。对于离子化合物，要确定离子尤其是阴离子的组成，若阴离子是原子团，则还要确定阴离子内原子间的共价键数目；对于共价化合物，既要确定原子的相对位置，又要确定原子间的共用电子对数目等。对于一般的非金属原子来说，共用电子对数目=8 一最外层电子数。对于H 来说，只能形成一对共用电子。11 二氧化碳是造成大气污染的主要有害气体之一，二氧化硫尾气处理的方法之一是采用钠 钙联合处理法。第一步：用 NaOH 溶液吸收 SO2。 2NaOH+SO2 Na2SO3+H2O第二步：将所得的Na2SO3 溶液与生石灰反应。Na2SO3+CaO+H2O CaSO3 +2NaOH完成下列填空：(1)在上述两步反应所涉及的短周期元素中，原子半径由小到大的顺序是_。(2)氧和硫属于同族元素，该族元素的原子最外层电子排布可表示为_。写出一个能比较氧元素和硫元素非金属性强弱的化学反应方程式：_(3)NaOH 的电子式为 _ 。(4)若在第一步吸收SO 后得到的 NaOH 和 Na SO 混合溶液中，加入少许溴水，振荡后溶液223变为无色，生成 Na2SO4 和 NaBr。写出发生反应的化学方程式。_(5)钠 钙联合处理法的优点有_、 _。（任写两点）2422
