备战高考化学 原子结构与元素周期表 培优练习含答案及详细答案.docx

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备战高考化学原子结构与元素周期表培优练习含答案及详细答案

2020-2021备战高考化学原子结构与元素周期表培优练习（含答案）及详细答案

一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）

1．完成下列问题：

（1）氮和磷氢化物热稳定性的比较：

NH3______PH3（填“>”或“<”）。

（2）PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。

下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_________（填序号）。

a．不能与NaOH反应b．含离子键、共价键c．受热可分解

（3）已知H2与O2反应放热，断开1molH-H键、1molO=O键、1molO-H键所需要吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是______。

①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3③2Q1+Q2<2Q3

（4）高铁电池总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，写出电池的正极反应：

__________，负极反应________________。

【答案】>bc②FeO42-+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：

N>P，所以简单氢化物的稳定性：

NH3>PH3；

（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PH4I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）1molH2O中含2molH-O键，断开1molH-H、1molO=O、1molO-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，则形成1molO-H键放出Q3kJ热量，对于反应H2（g）+

O2（g）=H2O（g），断开1molH-H键和

molO=O键所吸收的能量（Q1+

Q2）kJ，生成2molH-O新键释放的能量为2Q3kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3-（Q1+

Q2）>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理选项是②；

（4）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。

根据高铁电池总反应为：

3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH可知：

Fe元素的化合价由反应前K2FeO4中的+6价变为反应后Fe（OH）3中的+3价，化合价降低，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：

FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；Zn元素化合价由反应前Zn单质中的0价变为反应后Zn（OH）2中的+2价，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2。

【点睛】

本题考查了元素周期律的应用及键能与反应热的关系、原电池反应原理的应用。

元素周期律是学习化学的重要规律，要掌握物质性质变化的规律及物质的特殊性，结合具体物质分析。

在化学反应过程中伴随的能量变化可能是热能、电能及光能，化学能的断裂与形成是能量变化的根本原因。

在书写原电池电极反应式时要结合元素化合价升降及电解质溶液的酸碱性分析，明确负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

2．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，回答下列问题。

（1）第三周期元素中非金属性最强的元素的原子结构示意图是___。

（2）②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是___（填化学式）。

（3）下列可以判断⑤和⑥金属性强弱的是___（填序号）。

a．单质的熔点：

⑤＜⑥

b．化合价：

⑤＜⑥

c．单质与水反应的剧烈程度：

⑤＞⑥

d．最高价氧化物对应水化物的碱性：

⑤＞⑥

（4）为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答：

①仪器A的名称是___，A中发生反应的离子方程式是___。

②棉花中浸有NaOH溶液的作用是___（用离子方程式表示）。

③验证溴与碘的非金属性强弱：

通入少量⑨的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到___。

该实验必须控制⑨单质的加入量，否则得不出溴的非金属性比碘强的结论。

理由是___。

④第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：

同主族元素从上到下原子半径逐渐_____（填“增大”或“减小”），得电子能力逐渐减弱。

【答案】

HNO3＞H2CO3＞H2SiO3cd分液漏斗2Br-＋Cl2=Br2＋2Cl-Cl2＋2OH-=H2O＋Cl-＋ClO-溶液分层，下层液体为紫红色氯气能够氧化溴离子和碘离子，氯气必须少量，否则干扰检验结果增大

【解析】

【分析】

由元素在周期表的位置可知，元素①～⑨分别为H、C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl，结合元素周期律和物质的性质分析解答。

【详解】

（1）第三周期元素中非金属性最强的元素是Cl，其原子结构示意图是

；

（2）元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3＞H2CO3＞H2SiO3；

（3）a．根据单质的熔点不能判断金属性强弱，故a错误；

b．化合价高低不能作为比较金属性的依据，故b错误；

c．Na与水反应比Al剧烈，说明金属性：

Na＞Al，可以比较，故c正确；

d．元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，可以比较，故d正确；

答案选cd；

（4）①A为分液漏斗，A中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，离子方程式为2Br－＋Cl2=Br2＋2Cl－；

②NaOH溶液用于吸收氯气，离子方程为Cl2＋2OH－=H2O＋Cl－＋ClO－；

③溴与KI反应生成碘单质，碘单质易溶于四氯化碳。

将A中液体滴入试管内，充分振荡、静置，可观察到溶液分层，下层呈紫色；若通入过量氯气，剩余的氯气能够进入试管先于Br2氧化碘离子，干扰溴与碘离子的反应，所以氯气必须少量，否则干扰检验结果；

④同主族元素从上到下，原子核外电子层数增加，原子半径增大，故得到电子能力减弱。

【点睛】

比较金属性的强弱，是看金属与水或与酸反应的剧烈程度，最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，比较非金属性强弱，可以依照单质的氧化性的强弱。

3．下表是元素周期表的一部分，除标出的元素外，表中的每个编号代表一种元素。

请根据要求回答问题：

（1）②的元素符号是______。

（2）⑤和⑥两种元素的非金属性强弱关系是：

⑤______⑥。

（3）①和③两种元素组成的化合物中含有的化学键为________（填“离子键”或“共价键”）。

（4）④和⑥两种元素组成的化合物与AgNO3溶液反应的离子方程式为__________。

【答案】C＜共价键Ag＋＋Cl－＝AgCl↓

【解析】

【分析】

根据元素在周期表中的位置分析元素的种类；根据元素周期律及元素性质分析解答。

【详解】

根据元素周期表的结构及元素在周期表中的位置分析知，①为氢，②为碳，③为氧，④为钠，⑤为硫，⑥为氯；

（1）碳的元素符号是C，故答案为：

C；

（2）⑤和⑥处于相同周期，同周期元素随核电荷数增大，非金属性增强，则两种元素的非金属性强弱关系是：

⑤＜⑥，故答案为：

＜；

（3）H和O两种元素组成的化合物中有H2O和H2O2，都属于共价化合物，含有的化学键为共价键，故答案为：

共价键；

（4）Na和Cl两种元素组成的化合物为NaCl，与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，离子方程式为：

Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，故答案为：

Ag＋＋Cl－＝AgCl↓。

4．A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素，原子序数依次增大。

A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A的单质在常温下为气体。

C与B、H在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17。

D与F同周期。

G的单质常用作半导体材料。

请回答：

（1）C和H分别与A形成的简单化合物沸点较高的是________（填化学式），理由是_____________。

（2）C、E形成的简单离子半径大小：

r（C）______r（E）（填>、<或=）

（3）请写出F最高价氧化物对应的水化物在水溶液中的电离方程式______________。

（4）B与G形成的化合物常用于做耐高温材料，工业可用碳热还原法制取：

将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应，请写出化学反应方程式_____________。

【答案】H2OH2O分子间存在氢键>H++AlO2-+H2O

Al（OH）3

Al3++3OH-3SiO2+6C+2N2

Si3N4+6CO

【解析】

【分析】

A、B、C、D、E、F、G、H为八种短周期主族元素，原子序数依次增大。

A、F的最外层电子数分别等于各自的电子层数，其中A的单质在常温下为气体，则A为H；G的单质常用作半导体材料，G为Si，结合原子序数可知F为Al；C与B、H在元素周期表中处于相邻位置，这三种元素原子的最外层电子数之和为17，17÷3=5…2，B为N、C为O、H为S，D与F同周期，位于第三周期，D为Na、E为Mg，以此来解答。

【详解】

由上述分析可知，A为H、B为N、C为O、D为Na、E为Mg、F为Al、G为Si、H为S。

（1）C和H分别与A形成的简单化合物分别是H2O、H2S，其中沸点较高的是H2O，原因是H2O分子间存在氢键，增加了分子之间的吸引力；

（2）O2-、Mg2+核外电子排布相同。

具有相同电子排布的离子中，原子序数大的离子半径小，则C、E形成的简单离子半径大小：

r（C）>r（E）；

（3）F最高价氧化物对应的水化物Al（OH）3是两性氢氧化物，在水溶液中存在酸式电离和碱式电离，电离方程式为H++AlO2-+H2O

Al（OH）3

Al3++3OH-；

（4）将G的氧化物与B的单质在1400℃条件下和足量的碳反应，其化学反应方程式为3SiO2+6C+2N2

Si3N4+6CO。

【点睛】

本题考查元素及化合物的推断及物质性质的方程式表示。

把握原子结构、元素的位置、质子数关系来推断元素为解答的关键，注意元素化合物知识的应用，题目侧重考查学生的分析与应用能力。

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）

【答案】

m

①②⑤H2O＞HF＞HClb

【解析】

【分析】

（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。

【详解】

（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，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

；

（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，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．已知A、B、C三种元素的原子中，质于数：

A

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】

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。

7．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素，在周期表的短周期主族元素中，X的原子半径最小，X与R的最外层电子数相等；Z的内层电子数是最外层电子数的一半；U的最高化合价和最低化合价的代数和为6；R和Q可形成原子个数之比为1：

1和2：

1的两种化合物；T与Z同主族。

请回答下列问题：

（1）T元素在周期表中的位置是________________________。

（2）X、Z、Q三种元素的原子半径由小到大的顺序为___________（填元素符号）。

（3）R、T两元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为____________。

（4）某同学用X、R两元素的单质反应生成固体物质RX，RX属于离子化合物，且能与化合物X2Q反应生成X的单质。

①RX的电子式为_____________；RX与X2Q反应的化学方程式为___________。

②该同学认为取X、R两元素的单质反应后的固体物质与X2Q反应，若能产生

的单质，即可证明得到的固体物质一定是纯净的RX。

请判断该方法是否合理并说明理由：

_____________。

【答案】第三周期ⅣA族H

NaH+H2O=NaOH+H2↑不合理，若反应后有Na残留，也能与水反应生成H2

【解析】

【分析】

X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素，周期表的全部元素中X的原子半径最小，则X为H元素，X与R的最外层电子数相等，二者原子序数相差大于2，则R为Na元素，可知Z、Q处于第二周期，Z的内层电子数是最外层电子数的一半，Z的核外电子排布为2、4，Z原子最外层电子数为4，则Z为C元素；U的最高化合价和最低化合物的代数和为6，则U为Cl元素，R和Q可形原子数之比为1：

1和2：

1的两种化合物，则Q为O元素，这两种化合物为Na2O2、Na2O，T与Z同主族，由于Z是C元素，所以T为Si元素，据此分析解答。

【详解】

根据上述分析可知：

X为H，Z为C，Q为O，R为Na，T为Si，U为Cl元素。

（1）T为Si元素，原子核外电子排布为2、8、4，所以Si元素在期表中的位置是第三周期IVA族；

（2）X为H，Z为C，Q为O，同一周期元素原子序数越大原子半径越小；原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以上述三种元素中原子半径由小到大顺序为H

（3）R为Na，T为Si，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH、H2SiO3，H2SiO3是弱酸，可以与强碱NaOH发生中和反应产生Na2SiO3和H2O，反应的化学方程式为：

2NaOH+H2SiO3=Na2SiO3+2H2O；

（4）X为H，R为Na，Q为O，H、Na二种元素形成的化合物NaH是离子化合物，X2Q是H2O，NaH与H2O反应产生NaOH和H2。

①NaH中Na+与H-通过离子键结合，电子式为

；NaH与H2O反应产生NaOH和H2，反应方程式为：

NaH+H2O=NaOH+H2↑；

②由于Na是非常活泼的金属，可以与水反应产生H2，反应方程式为2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，所以如果有Na残留，过量的Na与水反应也生成氢气，因此不能根据H、Na反应后的固体与水反应放出氢气确定得到的固体一定是纯净NaH，即该同学的说法不合理。

【点睛】

本题考查元素周期表及原子结构在元素推断中的应用。

根据元素的原子结构及相互关系推断元素是解题关键。

熟练掌握结构、性质、位置关系，注意元素金属性、非金属性强弱比较实验事实，要注意基础知识并灵活运用，注意金属氢化物有关问题。

8．A、B、C为短周期元素，在周期表中所处的位置如图所示。

A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数，B原子核内质子数和中子数相等。

（1）写出A、B、C的名称:

A_____、B_____、C_____。

（2）C在元素周期表中的位置是_____。

（3）B的原子结构示意图为_____,C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序　　　　　>　　　　　（填化学式）。

_______

（4）比较A、C的原子半径:

A_____（填“>”“<”或“=”）C。

【答案】氮硫氟第二周期ⅦA

HF>H2S>

【解析】

【分析】

A、B、C为短周期元素，由它们在周期表中的位置，可知A、C处于第二周期，B处于第三周期，令A原子核外电子为x，则B质子数为x+9，C核外电子数为x+2，则：

x+x+2=x+9，解得x=7，故A为N元素、B为S元素、C为F元素，据此解答。

【详解】

A、B、C为短周期元素，由它们在周期表中的位置，可知A.C处于第二周期，B处于第三周期，令A原子核外电子为x，则B质子数为x+9，C核外电子数为x+2，则：

x+x+2=x+9，解得x=7，故A为N元素、B为S元素、C为F元素，

（1）由上述分析可知，A为氮、B为硫、C为氟；

（2）C为氟，处于周期表中第二周期ⅦA族；

（3）B为S元素，原子结构示意图为

；非金属性：

F＞S，非金属性越强其对应简单气态氢化物的稳定性越大，故氢化物稳定性：

HF＞H2S；

（4）A为N、C为F，同一周期，自左至右，元素的原子半径减小，故原子半径：

N＞F。

9．下列各题中的物质均由核电荷数为1～10的元素组成。

请按下列要求填写化学式：

（1）只由2个原子核和2个电子构成的分子是___。

（2）1个最外层有5个电子和3个只有1个电子的原子结合的分子是___。

（3）1个最外层有4个电子的原子和2个最外层有6个电子的原子结合的分子是___。

（4）由3个最外层是6个电子的原子结合而形成的分子是___。

（5）由2个原子核10个电子结合而成的分子是___。

（6）由5个原子核10个电子结合而成的分子是___。

【答案】H2NH3CO2O3HFCH4

【解析】

【分析】

根据前10号元素的电子排布，由成键特点和形成分子的原子数目推导常见的分子微粒；根据原子符号的含义解题。

【详解】

由题意可知，一个原子中含有一个电子，则原子为H，构成的分子为：

；

由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子分别是N和H，形成的分子为

；

由由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子分别是C和O，形成的分子为

；

由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，原子是O，形成的分子为

；

由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为HF；

由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为

。

【点睛】

考查元素化合物的推断，推断元素化合物是解题的根据，了解短周期元素构成的常见10电子、18电子物质是解题基础；常见10电子微粒：

原子（Ne）；离子N3-、O2－、F－、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、OH-、H3O+；分子（CH4、NH3、H2O、HF）等。

10．A、D、E、W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A的原子最外层电子数是次外层的2倍，D的氧化物属于两性氧化物，D、E位于同周期，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，W是人体必需的微量元素，缺W会导致贫血症状。

（1）写出AE4的电子式：

____________________。

（2）下列事实能用元素周期律解释的是（填字母序号）___________。

a．D的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg（OH）2

b．E的气态氢化物的稳定性小于HF

c．WE3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板

（3）NaCN是一种有剧毒的盐，用E的一种氧化物EO2可以除去水溶液中含有的该有毒物质，得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体。

写出该反应的离子方程式：

_________________________________________。

（4）工业上用电解法制备D的单质，反应的化学方程式为_____________________。

（5）W的单质可用于处理酸性废水中的NO3-，使其转换为NH4+，同时生成有磁性的W的氧化物X，再进行后续处理。

①上述反应的离子方程式为___________________________________________。

②D的单质与X在高温下反应的化学方程式为____________________________。

【答案】

ab2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-2Al2O3（熔融）

4Al+3O2↑3Fe+NO3-+2H++H2O=Fe3O4+NH4+8Al+3Fe3O4

4Al2O3+9Fe

【解析】

【分析】

A、D、E、W是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A的原子最外层电子数是次外层的2倍，A为C；D的氧化物属于两性氧化物，D为Al；D、E位于同周期，A、D、E的原子最外层电子数之和为14，14-4-3=7，则E为Cl；W是人体必