高考化学压轴题之原子结构与元素周期表高考题型整理突破提升含详细答案Word格式文档下载.docx

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钪

钛

钒

铬

锰

元素符号

核电荷数

最高正价

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）PrO2（二氧化镨）的晶胞结构与CaF2相似，晶胞中Pr（镨）原子位于面心和顶点。

假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为apm，则该晶体的密度为_____g∙cm-3（用NA表示阿伏加德罗常数的值，不必计算出结果）。

【答案】1s22s22p63s23p63d110sp2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

【解析】

【分析】

（1）Sc（钪）为21号元素，1s22s22p63s23p63d14s2，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）①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；

②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；

③HCl∙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、3d34s2、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=进行计算。

【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1×

3+3×

2+1=10个，故答案为：

1s22s22p63s23p63d1；

10；

（2）①H2C2O4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σ键、2个π键，所以σ键和π键数目之比为：

2，故答案为：

sp2杂化；

2；

②H2O中O原子的价层电子对数，且含有两个2个孤对电子，所以H2O的VSPER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-；

③HCl∙2H2O中含有H5O2+，结构为，存在的作用力有：

配位键、极性键、氢键和σ键，故答案为：

abfi；

3d14s2、3d24s2、3d34s2、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，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，则该晶胞的晶胞参数，每个晶胞中占有4个“PrO2”，则该晶胞的质量为，根据可得，该晶体的密度为：

，故答案为：

。

【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②问中H2O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．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B—F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】OB、Si、Al非极性高

（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：

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。

（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＞Si＞B＞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。

3．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

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。

（1）表中用字母标出的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、Cl＞P，非金属性越强，氢化物越稳定，与PH3最不稳定，故答案为：

H2O、HCl、PH3；

PH3；

（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。

4．A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子；

B元素的原子半径是其所在主族中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3；

C元素原子的最外层电子数比次外层多4；

C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C；

C、E同主族。

（1）B在周期表中的位置_________

（2）F元素的最高价氧化物对应的水化物的化学式为________。

（3）元素C、D、E形成的简单离子半径由小到大的顺序________（用离子符号表示）。

（4）写出化合物D2C2的电子式：

________。

（5）E、F的简单离子的还原性大小顺序为：

_________。

（6）已知E单质和F单质的水溶液反应会生成两种强酸，其离子方程式为_______。

【答案】第二周期第ⅤA族HClO4Na+<

O2-<

S2-S2->

Cl-S+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-

由题干信息，A、B、C、D、E、F是核电荷数依次增大的六种短周期主族元素，A元素的原子核内只有1个质子，则A为H元素，B元素的原子半径是其所在主族元素原子中最小的，B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3，则B的最高化合价为+5，位于周期表中第ⅤA族，应为N元素，C元素原子的最外层电子数比次外层电子数多4，则原子核外电子排布为2、6，应为O元素，C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布，两元素可形成化合物D2C，则D的化合价为+1，应为Na元素，C、E同主族，则E为S元素，F为Cl元素，据此分析解答问题。

（1）根据上述分析，B为N元素，是第7号元素，在元素周期表的第二周期第ⅤA族，故答案为：

第二周期第ⅤA族；

（2）F为Cl元素，其最高价氧化物对应水化物为高氯酸，化学式为HClO4，故答案为：

HClO4；

（3）Na+、O2-电子层数均为2，而核电荷数：

Na+>

O2-，则半径：

Na+<

O2-，又S2-的电子层数为3，则半径Na+<

S2-，故答案为：

S2-；

（4）D2C2为Na2O2，是离子化合物，其电子式为：

（5）非金属性Cl>

S，单质的氧化性Cl2>

S，则对应简单离子的还原性Cl-<

S2->

Cl-；

（6）E的单质为S，F的单质为Cl2，S和Cl2的水溶液发生氧化还原反应生成H2SO4和HCl，离子方程式为S+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-，故答案为：

S+3Cl2+4H2O=8H++SO42-+6Cl-。

5．A、B、C、D四种元素都是短周期元素。

A元素的离子具有黄色的焰色反应。

B离子带有2个单位正电荷，且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排

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