化学化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案附详细答案Word下载.docx

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【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，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Na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++H2O

Al3++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Mg2+的半径比Na+的半径小，带有的电荷比Na+多，所以MgF2的熔点比NaF高；

而SiF4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：

Cl>

S>

P。

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+、Mg2+、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+>

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。

2．据《中国质量报》报道，我国首次将星载铷（Rb）钟应用于海洋二号卫星，已知

的原子序数为37。

回答下列有关铷的问题：

（1）Rb的原子结构示意图中共有______个电子层，最外层电子数为______。

（2）Rb在元素周期表中的位置是______。

（3）取少量铷单质加入水中，可观察到其剧烈反应，放出气体______（写化学式），在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显______色，因为___________（用离子方程式表示）。

（4）Rb的还原性比K的还原性______（填“弱”或“强”）。

【答案】51第五周期ⅠA族H2蓝2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑强

根据元素周期律，结合原子核外电子排布规律确定Rb元素在周期表的位置，利用元素周期律分析、解答。

（1）Rb是37号元素，根据原子核外电子排布规律，可知Rb核外电子排布为2、8、18、8、1，所以Rb的原子结构示意图中共有5个电子层，最外层电子数为1个；

（2）Rb核外电子排布是2、8、18、8、1，根据原子核外电子层结构与元素在周期表的位置关系可知Rb在元素周期表中的位置是第五周期第IA族；

（3）Na是活泼金属，与水发生反应：

2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Rb与Na是同一主族的元素，由于元素的金属性Rb>

Na，所以Rb与水反应比钠更剧烈反应放出H2；

RbOH是一元强碱，水溶液显碱性，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显蓝色，该反应的离子方程式为：

2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+H2↑；

（4）同一主族的元素，由于从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，Rb在K元素下一周期，所以Rb的还原性比K的还原性强。

本题考查了原子核外电子排布与元素在周期表的位置及元素性质的关系，掌握原子核外电子层数等于元素在周期表的周期序数，原子核外最外层电子数等于元素的族序数。

利用同一主族的元素由上到下元素的金属性逐渐增强分析判断。

3．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：

，故答案为：

；

（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-。

4．A、B、C、D、E、F、X、Y、Z九种主族元素的原子序数依次增大，且均不大于20。

B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐；

盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含EYC的溶液；

X元素的最外层电子数是其次外层电子数的

倍，D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15；

E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐。

请回答下列问题：

（1）B元素的原子结构示意图是____，X元素在周期表中的位置是第__周期第__族。

（2）这九种元素中，金属性最强的是____，非金属性最强的是____。

（3）EYC中化学键类型：

_____________，其电子式为___________。

（4）A与B、C、D形成的化合物中，共价键的极性由强到弱的顺序是________（用化学式表示），这些化合物的稳定性由强到弱的顺序为__________（用化学式表示）。

（5）D、E、F简单离子半径由大到小的顺序为_________（填离子符号），F和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，镁条作______（填“正极”或“负极”）。

【答案】

三VIAK或钾F或氟离子键、共价键（或极性键）

HF＞H2O＞NH3HF＞H2O＞NH3F-＞Na+＞Al3+正极

B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐，则B为氮元素；

盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，该气体为氯气，氯气同冷烧碱溶液作用，可得到含次氯酸钠溶液，则E为钠元素，Y为氯元素，C为氧元素，A氢元素，因此D是F；

倍，则X为硫元素；

D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15，则Z为钾元素；

E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐，则F为铝元素。

（1）B为氮元素，原子结构示意图是

X为硫元素，在周期表中的位置是第三周期第VIA族，故答案为：

三；

VIA；

（2）由分析和元素周期律可知，这九种元素中，金属性最强的是钾元素，非金属性最强的是氟元素，故答案为：

K或钾；

F或氟；

（3）次氯酸钠为离子化合物，次氯酸根中有极性共价键，所以次氯酸钠中的化学键为离子键和共价键（或极性键），次氯酸钠的电子式为

离子键、共价键（或极性键）；

（4）根据非金属性F＞O＞N，可知氨气、水、氟化氢中，共价键的极性由强到弱的顺序是HF＞H2O＞NH3，键能大小关系为HF＞H2O＞NH3，则稳定性由强到弱的顺序为HF＞H2O＞NH3，故答案为：

HF＞H2O＞NH3；

（5）氟离子、钠离子、铝离子的核外电子层数相同，则原子序数小的半径大，即离子半径由大到小的顺序为F-＞Na+＞Al3+，铝和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，因为镁与氢氧化钠不发生反应，而铝与氢氧化钠能发生氧化还原反应，则镁条作正极，故答案为：

F-＞Na+＞Al3+；

正极。

在原电池判断负极时，要注意一般活泼性不同的两个金属电极，活泼的金属电极作负极，但要考虑负极要发生氧化反应，所以在镁、铝、氢氧化钠形成的原电池中，铝作负极，镁作正极。

5．下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。

（1）表中的实线表示系周期表的部分边界，请用实线补全元素周期表的上边界____

（2）常温下，其单质呈液态的元素是____（填字母代号），它与e形成的化合物电子式为：

___________（用元素符号表示）

（3）b元素形成的单质所属晶体类型可能是________（填序号）

①分子晶体②原子晶体③金属晶体④离子晶体⑤过渡型晶体

（4）元素c、d、g的氢化物的沸点由高到低的顺序为________（用化学式表示）

（5）NH3·

H2O的电离方程NH3·

H2O

NH+4+OH-，试判断NH3溶于水后，形成的NH3·

H2O的合理结构__________（填字母代号）

m

①②⑤H2O＞HF＞HClb

（1）第一周期中含有2种元素，处于第1列、18列；

第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，据此画出元素周期表的上边界；

（2）常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列；

e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成；

（3）b为碳元素，形成的单质可能为原子晶体，如金刚石，可能为分子晶体，若富勒烯，可能为过渡型晶体，如石墨；

（4）c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，结合常温下氢化物状态与氢键判断氢化物的沸点；

（5）氨水的电离生成NH4+、OH-，说明NH3•H2O 

中O-H键发生断裂，来确定氨水的结构和成键情况。

第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，故元素周期表的上边界为：

（2）常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列，为表中m元素；

e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成，溴化钠电子式为

（4）c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，常温下水为液体，HF、HCl为气体，故水的沸点较高，HF中分子之间存在氢键，沸点比HCl高，故沸点H2O＞HF＞HCl；

（5）NH3溶于水后，形成的NH3•H2O中，根据NH3•H2O的电离方程式为NH3•H2O⇌NH4++OH-，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，故NH3•H2O结构为b，故答案为b。

6．有关物质存在如图所示的转化关系，已知C、G、H为中学常见的单质，其中G固态时呈紫黑色，C、H在通常状况下为气体，实验室常用E在B的催化加热下制单质H。

（1）写出B物质的名称_______________________；

（2）写出①的化学反应方程式___________________________________________________；

（3）写出②的离子方程式_____________________________________________________________；

（4）在D溶液中通入C后的溶液中，分离出G的操作名称是_______________________。

【答案】二氧化锰MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O6I-+ClO3-+6H+=3I2+Cl-+3H2O萃取

G为紫黑色固体单质，且是常见单质，则G是碘单质；

实验室常用E在B的催化加热下制单质H，实验室需要催化剂制取的气体单质只有氧气，所以H为O2，常用氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解制取氧气，所以B为MnO2，E是KClO3；

浓A溶液与B（二氧化锰）加热可以生成气体单质C，则A为HCl，气体C为Cl2，氯气可以与D（含I-溶液）反应生成碘单质，且D与HCl、KClO3反应生成碘单质，根据元素守恒可知F为KCl溶液，则D为KI溶液。

（1）根据分析可知B为二氧化锰，故答案为：

二氧化锰；

（2）该反应为浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气的反应，故答案为：

MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（3）该反应为KI在酸性环境中与KClO3发生归中反应生成碘单质的反应，故答案为：

6I-+ClO3-+6H+=3I2+Cl-+3H2O；

（4）通过萃取可将碘单质从溶液中分离，故答案为：

萃取。

实验室制取氧气的反应有:

1、加热高锰酸钾，化学式为：

2KMnO4===（△）K2MnO4+MnO2+O2↑；

2、用催化剂MnO2并加热氯酸钾，化学式为:

2KClO3

2KCl+3O2↑；

3、双氧水在催化剂MnO2（或红砖粉末，土豆，水泥，铁锈等）中，生成O2和H2O，化学式为:

2H2O2

2H2O+O2↑；

7．有X、Y、Z三种短周期元素，已知X原子L层电子比M层电子多2个，Y3+离子电子层结构与Ne相同；

Z与X处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用１对电子。

试回答：

（1）写出元素X名称：

________；

（2）写出Y元素在元素周期表的位置_______________;

（3）画出元素Z的原子结构示意图：

___________________；

（4）Z元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是（写化学式）____________；

（5）X的氢化物的电子式为______________；

（6）写出Y单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式_________________；

（7）标准状况下，2.24LZ单质与足量氢氧化钙完全反应时，电子转移总数为_____mol。

【答案】硫第3周期第ⅢA族

HClO4

0.1

已知X原子L层电子比M层电子多2个，则X为S；

Y3+离子电子层结构与Ne相同，则Y为Al；

Z与X处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用1对电子，则Z为Cl，以此答题。

经分析，X为S，Y为Al，Z为Cl；

（1）元素X名称为硫；

（2）Y元素在元素周期表的位置第3周期第ⅢA族；

（3）元素Z的原子结构示意图为：

（4）Z元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是HClO4；

（5）X的氢化物为H2S其电子式为：

（6）Y单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式：

（7）标准状况下，2.24LZ单质与足量氢氧化钙完全反应:

，电子转移总数

。

8．下表是元素周期表的一部分，回答下列有关问题：

（1）写出下列元素符号：

①________，⑥________，⑦________，⑪________。

（2）在这些元素中，最活泼的金属元素是________，最活泼的非金属元素是_______，最不活泼的元素是________。

（3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是________，碱性最强的是______，呈两性的氢氧化物是___________，写出三者之间相互反应的化学方程式___。

（4）在这些元素中，原子半径最小的是_________，原子半径最大的是_________。

（5）在③与④中，化学性质较活泼的是________，怎样用化学实验证明？

答：

在⑧与⑫中，化学性质较活泼的是_________，怎样用化学实验证明？

【答案】NSiSCaKFArHClO4KOHAl（OH）3Al（OH）3+3HClO4=Al（ClO4）3+3H2O、Al（OH）3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2OFKNa与H2O反应：

Na与水剧烈反应，Mg与水不反应Cl将Cl2通入到NaBr溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl的化学性质比Br的活泼

（1）根据元素周期表的结构可知：

①、⑥、⑦、⑪分别在第二周期VA、第三周期IVA、第三周期VIA和第四周期IIA，则①、⑥、⑦、⑪分别为N、Si、S、Ca；

（2）根据元素周期表性质的递变规律，最活泼的金属应在第IA，最活泼的非金属应在第VIIA，惰性气体最不活泼，则在IA元素Na（③）和K（⑩）中K最活泼；

在VIIA族元素F（②）、Cl（⑧）和Br（⑫）中，F最活泼；

最不活泼的是⑨即Ar；

（3）元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素非金属性的递变规律可知，元素非金属性最强的是②即F，但F无最高正价；

因为我们知道，HClO4已知的最高价含氧酸中酸性最强的，即酸性最强的是HClO4；

元素的最高价氧化物对应水化物中，碱性最强的必是非金属性增强的，根据同周期、同主族元素金属性的递变规律可知，元素金属性最强的是⑩即K，则碱性最强的必是KOH；

在表中所列元素的最高价氧化物对应水化物中，只有Al（OH）3具有两性；

三者之间相互反应的化学方程式分别为Al（OH）3+3HClO4=Al（ClO4）3+3H2O、Al（OH）3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2O；

（4）同周期元素从左至右原子半径依次减小，同主族元素从上而下原子半径依次增大，故在这些元素中，原子半径最小的是F，原子半径最大的是K；

（5）③和④分别是Na和Mg，根据同主族元素金属性的递变规律可知，金属性Na＞Mg，根据判断金属性强弱的方法，可依据二者单质分别与水反应的剧烈程度来判断其金属性强弱，即与H2O反应：

Na与水剧烈反应，Mg与水不反应；

⑧和⑫分别是Cl和Br，根据同主族元素非金属性的递变规律可知，非金属性Cl＞Br，根据判断非金属性强弱的方法，可依据二者气态氢化物的稳定性、单质之间的置换反应等来判断其非金属性强弱，即将Cl2通入到NaBr溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl的化学性质比Br的活泼。

本题综合性较强，涵盖了元素周期表、元素性质的递变规律、元素金属性及非金属性强弱的判断方法等，要求用多方面的知识解决问题，能很好滴训练综合运用知识解决问题的能力，根据元素最高价氧化物对应水化物的递变规律或元素的金属性、非金属性的递变规律思考。

9．有A、B、C、D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_______。

【答案】HClHCl=H++Cl-

Na+

由A元素的原子有三个电子层，最外层上有一个电子可知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。

（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

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。

10．下表是元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。

请回答下列问题。

周期

ⅠA

ⅡA

ⅢA