化学化学元素周期律的专项培优 易错 难题练习题含答案及答案.docx
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化学化学元素周期律的专项培优易错难题练习题含答案及答案
2020-2021【化学】化学元素周期律的专项培优易错难题练习题（含答案）及答案
一、元素周期律练习题（含详细答案解析）
1．下表列出了①～⑩十种元素在周期表中的位置。
族
周期
ⅠA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
④
⑩
3
⑤
⑥
⑦
③
⑧
⑨
回答下列问题：
（1）①、④按原子个数比1:
1组成的分子的电子式为____________________；由②、④两种元素组成的一种无毒化合物的结构式为_____________________。
（2）这10种元素中，化学性质最不活泼的元素是_____________（填元素符号，下同），得电子能力最强的原子是__________________，失电子能力最强的单质与水反应的化学方程式是_________________________。
（3）用化学方程式表示②和⑨两种元素的非金属性强弱：
________________________。
（4）元素③的气态氢化物和元素⑧的气态氢化物中，易于制备的是____________________（填化学式）
（5）元素⑤的最高价氧化物对应的水化物与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物反应，其离子方程式为______________________________。
（6）元素①、④、⑤两两之间可以形成两种类型的化合物，写出一种共价化合物的化学式：
___________________；写出一种离子化合物的化学式：
______________________。
【答案】
O=C=ONeO2Na+2H2O=2NaOH+H2↑2HClO4+Na2CO3=CO2↑+2NaClO4+H2OH2SAl（OH）3+OH-=AlO2-+2H2OH2O（或H2O2）Na2O（或Na2O2或NaH）
【解析】
【分析】
从表中元素所在的位置，可推出①为氢（H），②为碳（C），③为磷（P），④为氧（O），⑤为钠（Na），⑥为镁（Mg），⑦为铝（Al），⑧为硫（S），⑨为氯（Cl），⑩为氖（Ne）。
【详解】
（1）①、④为H和O，二者按原子个数比1:
1组成分子H2O2，电子式为
；②、④两种元素为C和O，二者组成的一种无毒化合物为CO2，结构式为O=C=O，答案为：
；O=C=O；
（2）这10种元素中，化学性质最不活泼的元素是稀有气体元素Ne；得电子能力最强的原子是O；失电子能力最强的元素是Na，它的单质与水反应生成NaOH和H2，化学方程式是2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，答案为：
Ne；O；2Na+2H2O=2NaOH+H2↑；
（3）②和⑨分别为C和Cl，比较两种元素的非金属性强弱，可利用HClO4与碳酸钠反应，方程式为：
2HC1O4+Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4+H2O，答案为：
2HC1O4+Na2CO3=CO2↑+2NaC1O4+H2O；
（4）元素③的气态氢化物为PH3，元素⑧的气态氢化物为H2S，非金属性：
S大于P，易于制备的是H2S，答案为：
H2S；
（5）元素⑤的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，与元素⑦的最高价氧化物对应的水化物Al（OH）3反应，生成NaAlO2和H2O，其离子方程式为A1（OH）3+OH-=A1O2-+2H2O，答案为：
A1（OH）3+OH-=A1O2-+2H2O；
（6）元素①、④、⑤分别为H、O、Na，两两之间反应，生成共价化合物可能为水或双氧水，化学式为H2O（或H2O2）；离子化合物可能为氧化钠、过氧化钠、氢化钠，化学式为Na2O（或Na2O2或NaH），答案为：
H2O（或H2O2）；Na2O（或Na2O2或NaH）。
【点睛】
比较氧与氯的得电子能力，如果利用周期表中元素所在位置，无法比较；可以利用同一化学式，比如HClO，从化合价可以解决问题。
2．短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X原子最外层有6个电子，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，W的单质广泛用作半导体材料。
下列叙述不正确的是（）
A．最高正价由低到高的顺序：
Z、W、X、Y
B．原子半径由大到小的顺序：
Z、W、X、Y
C．Z、W分别与X形成的化合物：
均既能与酸又能与碱反应
D．简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：
Y、X、W
【答案】A
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W原子序数依次增大，Y是至今发现的非金属性最强的元素，Y是F元素；X原子最外层有6个电子，X是O元素；Z在周期表中处于周期序数等于族序数的位置，Z位于第三周期、ⅢA族，Z是Al元素；W的单质广泛用作半导体材料，W是Si元素。
【详解】
A．主族元素最高正价等于族序数（O、F除外），F没有正价，故A错误；
B．电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，原子半径由大到小的顺序：
Al>Si>O>F，故B正确；
C．Al2O3是两性氢氧化物既能与酸又能与碱反应，SiO2是酸性氧化物，能与碱反应生成硅酸盐，SiO2也能与氢氟酸反应生成SiF4气体和水，故C正确；
D．非金属性越强，气态氢化物越稳定，简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序：
HF>H2O>SiH4，故D正确；
故选A。
【点睛】
本题考查元素周期表和元素周期律，熟记元素及其化合物特殊的性质是解题关键，明确氟是至今非金属性最强的元素，无正价，SiO2是酸性氧化物，但能与氢氟酸反应。
3．南京理工教授制出了一种新的全氮阴离子盐—AgN5，目前已经合成出钠、锰、铁、钴、镍、镁等几种金属的全氮阴离子盐。
（1）基态Mn2+的价电子排布式为____；银与铜位于同一族，银元素位于元素周期表的___区。
（2）[Mg（H2O）6]2+[（N5）2（H2O）4]2-的晶体的部分结构如图1所示：
N、O、Mg元素的前3级电离能如下表所示：
元素
I1/kJ∙mol-1
I2/kJ∙mol-1
I3/kJ∙mol-1
X
737.7
1450.7
7732.7
Y
1313.9
3388.3
5300.5
Z
1402.3
2856.0
4578.1
①X、Y、Z中为N元素的是____，判断理由是__________。
②从作用力类型看，Mg2+与H2O之间是________、N5与H2O之间是________。
③N5-为平面正五边形，N原子的杂化类型是_______。
科学家预测将来还会制出含N4-、N6-等平面环状结构离子的盐，这一类离子中都存在大π键，可用符号π
表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为π
），则N4-中的大π键应表示为_________。
（3）AgN5的立方晶胞结构如图2所示，Ag+周围距离最近的Ag+有_______个。
若晶体中紧邻的N5-与Ag+的平均距离为anm，NA表示阿伏加德罗常数的值，则AgN5的密度可表示为_____g∙cm-3（用含a、NA的代数式表示）。
【答案】3d5dsZX最外层为2个电子，X为镁；N的2p轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1较大，则Z为氮元素配位键氢键sp2
12
【解析】
【分析】
（1）根据构造原理书写出25号Mn元素的原子核外电子排布式，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+；根据原子结构与元素在周期表的位置确定Ag在周期表所属区域；
（2）①根据元素的电离能大小结合原子结构确定X、Y、Z三种元素，然后判断哪种元素是N元素；
②根据图示，判断晶体中阳离子、阴离子中含有的作用力类型；
③结合N5-为平面正五边形结构，结合原子杂化类型与微粒构型关系分析判断，结合微粒的原子结构分析大π键的形成；
（3）根据晶胞中离子的相对位置判断Ag+的配位数，利用均摊方法计算1个晶胞中含有的AgN5的个数，结合ρ=
计算密度大小。
【详解】
（1）Mn是25号元素，根据构造原理可得Mn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，Mn原子失去最外层2个电子得到Mn2+，其价电子排布式为3d5；Ag、Cu在周期表中位于第IB，发生变化的电子有最外层的s电子和次外层的d电子，属于ds区元素；
（2）①X的第一、第二电离能比较小且很接近，说明X原子最外层有2个电子，容易失去，则X为Mg元素，Z的第一电离能在三种元素中最大，结合N原子2p轨道处于半充满的稳定状态，其失去第一个电子较难，I1较大，可推知Z为N元素，Y是O元素；
②在该晶体中阳离子[Mg（H2O）6]2+的中心离子Mg2+含有空轨道，而配位体H2O的O原子上含有孤电子对，在结合时，Mg2+提供空轨道，H2O的O原子提供孤电子对，二者形成配位键；在阴离子[（N5）2（H2O）4]2-上N5-与H2O的H原子之间通过氢键结合在一起，形成N…H-O，故二者之间作用力为氢键；
③若原子采用sp3杂化，形成的物质结构为四面体形；若原子采用sp2杂化，形成的物质结构为平面形；若原子采用sp杂化，则形成的为直线型结构。
N5-为平面正五边形，说明N原子的杂化类型为sp2杂化；在N5-中，每个N原子的sp2杂化轨道形成2个σ键，N原子上还有1个孤电子对及1个垂直于N原子形成平面的p轨道，p轨道间形成大π键，N5-为4个N原子得到1个电子形成带有1个单位负电荷的阴离子，所以含有的电子数为5个，其中大π键是由4个原子、5个电子形成，可表示为
；
（3）根据AgN5的晶胞结构示意图可知，假设以晶胞顶点Ag+为研究对象，在晶胞中与该Ag+距离相等且最近的Ag+在晶胞面心上，通过该顶点Ag+可形成8个晶胞，每个面心上的Ag+被重复使用了2次，所以与Ag+距离相等且最近的Ag+的数目为
=12个；在一个晶胞中含有Ag+的数目为8×
+6×
=4，含有N5-的数目为1+12×
=4，晶胞体积为V=（2a×10-7）3cm3，则ρ=
g/cm3。
【点睛】
本题考查了物质结构，涉及电离能的应用、作用力类型的判断、大π的分析、晶胞计算，掌握物质结构知识和晶体密度计算方法是解题关键，要注意电离能变化规律及特殊性，利用均摊方法分析判断晶胞中含有微粒数目，结合密度计算公式解答。
4．硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2•6H2O，相对分子质量392]晶体又称莫尔盐，易溶易电离但却比一般的亚铁盐稳定，因此广泛应用于制药、电镀以及定量分析。
回答下列与之有关的问题：
（1）在莫尔盐所涉及的五种元素中：
①S元素在门捷列夫元素周期表中的位置是______________；
②其中处于同主族的两种元素非金属性更强的是：
_____________。
（2）为检验莫尔盐是否变质，可用的试剂为_______________。
碘是合成人体甲状腺激素的重要原料，食盐中加KIO3是我国为解决普遍性碘缺乏问题的国家规定，下图是自动电位滴定法测定食盐中碘含量的实验过程：
（3）已知“溶解”过程中IO3-的还原产物为碘单质，写出该反应的离子反应方程式：
______________________________。
（4）取50.00mL样品，用0.005mol/L酸性K2Cr2O7溶液滴定剩余Fe2+，滴定操作时使用的锥形瓶未干燥，导致结果_____________（填“偏大”“偏小”或“无影响”）
【答案】第三周期第ⅥA族O硫氰化钾（KSCN）溶液2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O无影响
【解析】
【分析】
【详解】
（1）①S元素在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族，故答案为：
第三周期第ⅥA族；
②莫尔盐中处于同主族的两种元素是O和S，其中非金属性更强的是O，故答案为：
O；
（2）硫酸亚铁铵中含有Fe2+，Fe2+容易被氧化成Fe3+，可加入硫氰化钾（KSCN）溶液检验是否有Fe3+生成，故答案为：
硫氰化钾（KSCN）溶液；
（3）溶解过程中，IO3-与Fe2+发生氧化还原反应生成I2和Fe3+，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子反应方程式为2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O，故答案为：
2IO3-+10Fe2++12H+=I2+10Fe3++6H2O；
（4）滴定操作时使用的锥形瓶未干燥，不会影响Fe2+的物质的量，因此对滴定结果无影响，故答案为：
无影响。
5．下表为元素周期表的一部分，表中列出12种元素在周期表中的位置，请回答：
族
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
一
①
二
⑦
⑨
⑫
三
②
④
⑥
⑧
⑩
四
③
⑤
⑪
（1）这12种元素中，化学性质最不活泼的元素是______（填元素符号或化学式，下同），得电子能力最强的原子是______，常温下单质为液态的非金属单质是____________。
（2）失电子能力最强的单质与水反应的离子反应方程式是________________，
（3）写出⑦⑧⑨与①形成的简单化合物中最稳定的分子式________。
写出⑧⑩两种元素最高价氧化物对应水化物中酸性较弱的化学式________。
（4）写出⑨⑩⑪与①形成的化合物中沸点最低的化学式______酸性最强的化学式_______。
（5）写出④的单质置换出⑦的单质的化学反应方程式：
__________________。
②和⑥两种元素最高价氧化物对应的水化物相互反应的离子方程式为_____________。
（6）用电子式表示⑤与⑨组成的二元化合物的形成过程________________________。
【答案】NeFBr22K＋2H2O＝2K＋＋H2↑＋2OH－HFH3PO4HClHBr2Mg＋CO2
2MgO＋COH－＋Al（OH）3＝AlO2－＋2H2O
【解析】
【分析】
由元素在周期表中位置，可知①为H、②为Na、③为K、④为Mg、⑤为Ca、⑥为Al、⑦为C、⑧为P、⑨为F、⑩为Cl、⑪为Br、⑫为Ne。
【详解】
（1）稀有气体Ne最外层为稳定结构，化学性质最不活泼；上述元素中F的非金属性最强，得电子能力最强；已知元素中常温下单质为液态的非金属单质是Br2；
故答案为：
Ne；F；2K+2H2O=2K＋+H2↑+2OH－；Br2；
（2）上述元素中K的金属性最强，失去电子能力最强，K与水反应生成KOH和H2，离子方程式为2K+2H2O=2K＋+H2↑+2OH－；
故答案为：
2K+2H2O=2K＋+H2↑+2OH－；
（3）同主族自上而下元素非金属性逐渐减弱，非金属性越强，其简单的气态氢化物越稳定，最高价含氧酸的酸性越强，⑦为C、⑧为P、⑨为F与H形成为氢化物分别为CH4、PH3、HF，非金属性F>C>P,形成的简单化合物中最稳定的分子式HF。
⑧为P⑩为Cl，非金属性Cl>P，所以最高价含氧酸的酸性酸性：
HClO4＞H3PO4，故答案为：
HF；H3PO4；
（4）⑨⑩⑪与H形成为氢化物分别为HF、HCl、HBr，由于HF分子之间存在氢键，使HF的沸点大于HCl，HCl和HBr的结构相似，但HCl的相对分子质量小、分子间作用力弱，使HBr的沸点大于HCl；Br原子半径大于Cl、F，使H-Br键的键能最小、容易断裂，所以HF、HCl、HBr中酸性最强的是HBr，故答案为：
HCl；HBr；
（5）Mg与CO2反应生成MgO和C，化学方程式为2Mg＋CO2
2MgO＋C；Na、Al最高价氧化物的水化物分别为强碱NaOH和两性氢氧化物Al（OH）3，二者反应生成NaAlO2和H2O，离子方程式为OH－＋Al（OH）3＝AlO2－＋2H2O；
故答案为：
2Mg＋CO2
2MgO＋C；OH－＋Al（OH）3＝AlO2－＋2H2O；
（6）F与Ca形成离子化合物CaF2，用电子式表示⑤与⑨组成的二元化合物的形成过程
。
故答案为：
。
【点睛】
本题考查元素周期表与元素周期律的应用，侧重于元素周期表和周期律的考查，学习中注意把握元素周期表的组成和元素周期律的递变规律，易错点（6），用电子式表示CaF2的形成过程，注意：
电子是由氟失给钙，箭头的起点和终点位置易错，离子化合物的电子式中[]加在阴离子或原子团上。
6．X、Y、Z、W、Q、R是周期表中前36号元素，核电荷数依次增大，其中X、Y、Z、W都是元素周期表中短周期元素。
X为非金属元素，且X原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，Z的次外层电子数是最外层电子数的
，W原子的s电子与p电子数相等，Q是前四周期中电负性最小的元素，R的原子序数为29。
回答下列问题：
（1）X的最高价氧化物对应的水化物分子中，中心原子采取______________杂化。
（2）化合物XZ与Y的单质分子互为______________，1molXZ中含有π键的数目为______________。
（3）W的稳定离子核外有______________种运动状态的电子。
W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是：
_____。
（4）Q的晶体结构如图所示，则在单位晶胞中Q原子的个数为______________，晶体的配位数是______________。
（5）R元素的基态原子的核外电子排布式为________；Y与R形成某种化合物的晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为ρg·cm-3，阿伏加德罗常数的数值为NA，则该晶体中R原子和Y原子之间的最短距离为______________cm。
（只写计算式）
【答案】sp2等电子体2NA10Mg原子的价电子排布式为3s2，3s轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难281s22s22p63s23p63d104s1
【解析】
【分析】
X、Y、Z、W、Q、R是周期表中前36号元素，核电荷数依次增大，其中X、Y、Z、W都是元素周期表中短周期元素。
X为非金属元素，且X原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，则X的核外电子排布式为1s22s22p2，则X为碳；Z的次外层电子数是最外层电子数的
，则Z为氧，Y为氮；W原子的s电子与p电子数相等，则W的核外电子排布式为1s22s22p63s2，W为镁；Q是前四周期中电负性最小的元素，则Q为钾；R的原子序数为29，则R为铜，据此分析解答。
【详解】
（1）X的最高价氧化物对应的水化物为H2CO3，结构式为
，则中心原子C采取sp2杂化，故答案为：
sp2；
（2）化合物CO与N2分子具有相同的原子个数及价层电子数，属于等电子体；CO的结构与N2相似，为
，其中含有π键的数目为2NA，故答案为：
等电子体；2NA；
（3）Mg2+核外有10个电子，则有10种运动状态的电子；W元素的第一电离能比其同周期相邻元素的第一电离能高，其原因是Mg原子的价电子排布式为3s2，3s轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；故答案为：
10；Mg原子的价电子排布式为3s2，3s轨道处于全满状态，比较稳定，失去一个电子比较困难；
（4）根据晶胞结构知，钾原子在顶点和体心，则在单位晶胞中钾原子的个数为8×
+1=2；离体心钾原子最近的钾原子处于晶胞的8个顶点，则晶体的配位数是8；故答案为：
2；8
（5）铜基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1；晶胞中含有N原子数为：
8×
=1，含有的Cu原子数为：
12×
=3，则晶胞的质量为
，设晶胞的棱长为d，则d3=
，则R原子和Y原子之间的最短距离为
；故答案为：
1s22s22p63s23p63d104s1；
。
7．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①－⑩在表中的位置，用相应的化学用语回答下列问题：
族
周期
IA
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
2
②
③
④
⑤
3
⑥
⑦
⑧
⑨
⑩
（1）表中用序号标出的10种元素中，化学性质最不活泼的元素的原子结构示意图是_____________________________。
（2）④、⑥、⑧的原子半径由小到大的顺序为___________（用元素符号作答）。
（3）②、③、⑨的最高价氧化物的水化物的酸性由弱到强的顺序是______________（用化学式作答）。
（4）由表中两种元素的原子按1：
1组成的共价化合物M，M为常见液态化合物，其稀溶液易被催化分解，请写出M的电子式_____________，M的结构式_____________。
（5）写出⑦元素的最高价氧化物对应水化物分别与元素⑥、⑧的最高价氧化物对应水化物的水溶液反应的离子方程式_____________、_____________。
（6）⑥的金属性强于⑦，下列表述中能证明这一事实的是_____________。
a．⑥的单质和⑦的单质熔沸点不同
b．⑥的最高价氧化物水化物的碱性比⑦的最高价氧化物水化物的碱性强
c．⑦最外层的电子数比⑥多
d．⑦的单质与稀盐酸反应比⑥的缓和一些
（7）①和④形成的气态氢化物与①和⑧形成的气态氢化物相比较，_____________沸点高（填化学式），理由是_______________________________________。
【答案】
OH-O-O-HAl（OH）3+OH-=AlO2-+2H2OAl（OH）3+3H+==Al3++3H2ObdH2OH2O分子间能形成氢键，氢键可以极大地提高水的熔沸点
【解析】
【分析】
由表中元素所在的位置，可以确定①为氢（H），②为碳（C），③为氮（N），④为氧（O），⑤为氟（F），⑥为钠（Na），⑦为铝（Al），⑧为硫（S），⑨为氯（Cl），⑩为氩（Ar）。
【详解】
（1）表中用序号标出的10种元素中，化学性质最不活泼的元素是稀有气体氩，其原子结构示意图是
。
答案为：
；
（2）④、⑥、⑧分别为O、Na、S元素，O的电子层数比Na、S少一层，Na与S同周期且S在Na的右方，由此得出原子半径由小到大的顺序为O答案为：
O（3）②、③、⑨分别为C、N、Cl，碳酸为弱酸，硝酸为强酸，高氯酸为最强的含氧酸，它们的最高价氧化物的水化物的酸性由弱到强的顺序是H2CO3答案为：
H2CO3（4）由表中两种元素的原子按1：
1组成的共价化合物M应为H2O2，M的电子式为
，M的结构式为H-O-O-H。
答案为
：
H-O-O-H；
（5）⑦元素的最高价氧化物对应水化物为Al（OH）3，分别与元素⑥、⑧的最高价氧化物对应水化物的水溶液NaOH、H2SO4反应的离子方程式为Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O、Al（OH）3+3H+==Al3++3H2O。
答案为：
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；Al（OH）3+3H+==Al
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