化学化学 原子结构与元素周期表的专项 培优 易错 难题练习题附答案.docx

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化学化学原子结构与元素周期表的专项培优易错难题练习题附答案

【化学】化学原子结构与元素周期表的专项培优易错难题练习题附答案

一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）

1．锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。

回答下列问题:

（1）Zn原子核外电子排布式为__________洪特规则内容_____________

泡利不相容原理内容______________________

（2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn和Cu组成。

第一电离能I1（Zn）__________I1（Cu）（填“大于”或“小于”）。

原因是__________

（3）ZnF2具有较高的熔点（872℃）,其化学键类型是__________;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________

（4）金属Zn晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,配位数为____六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为__________g·cm-3（列出计算式）。

【答案】1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子大于Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子离子键ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小六方最密堆积（A3型）12

【解析】

【分析】

【详解】

（1）Zn原子核外有30个电子，分别分布在1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s能级上，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低，而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子，故答案为：

1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低；每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子；

（2）轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn原子轨道中电子处于全满状态，Cu失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu较Zn易失电子，则第一电离能Cu＜Zn，故答案为：

大于；Zn核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；

（3）离子晶体熔沸点较高，熔沸点较高ZnF2，为离子晶体，离子晶体中含有离子键；根据相似相溶原理知，极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，ZnF2属于离子化合物而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为共价化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2分子极性较小，乙醇、乙醚等有机溶剂属于分子晶体极性较小，所以互溶，故答案为：

离子键；ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主，极性较小；

（4）金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积，Zn原子的配位数为12，该晶胞中Zn原子个数=12×

+2×

+3=6，六棱柱底边边长为acm，高为ccm，六棱柱体积=[（6×

）×3×c]cm3，晶胞密度=

，故答案为：

六方最密堆积（A3型）；12；

。

【点睛】

本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，侧重考查学生分析、判断、计算及空间想像能力，熟练掌握均摊分在晶胞计算中的正确运用、价层电子对个数的计算方法，注意：

该晶胞中顶点上的原子被6个晶胞共用而不是8个，为易错点。

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．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-=H2OD．H++OH-=H2O

（3）若有反α粒子（α粒子即氦核），它的质量数为_________电荷数为_______。

【答案】BA42

【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-=H2O，根据反物质的定义特征，可知反物质酸碱中和反应为H- +OH+= H2O，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。

4．A、B、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Na2O2O

【解析】

【分析】

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，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Mg3N2。

【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Na2O2，故答案为：

第二周期VIA族；Na2O2；

（2）Na、Mg、Al在第三周期，O、N在第二周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则O

O

（3）铝能跟氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，其反应的离子反应方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：

2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

【点睛】

一般情况下，原子个数比按2∶1和1∶1可分别形成H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，H2O、H2O2为共价化合物，Na2O、Na2O2为离子化合物。

5．下表是元素周期表的一部分。

表中所列的字母分别代表某一化学元素。

（1）下列________（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。

①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f

（2）以上13种元素中，____（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。

i在周期表中的位置_________。

（3）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。

核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：

原子核对核外电子的吸引力；形成稳定结构的倾向。

下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJ·mol－1）；

锂

X

Y

失去第一个电子

519

502

580

失去第二个电子

7296

4570

1820

失去第三个电子

11799

6920

2750

失去第四个电子

9550

11600

①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量______________。

②表中X可能为以上13种元素中的_____（填写字母）元素。

用元素符号表示X和j形成化合物的化学式_____。

③Y是周期表中_____族元素。

【答案】①④m第三周期ⅤA族Li原子失去1个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难aNa2O和Na2O2ⅢA

【解析】

【分析】

（1）金属是导体（锗是半导体），石墨是导体；

（2）越容易失去第一个电子，第一电离能越小；

（3）根据电离能的大小结合原子核外电子排布判断可能的元素种类，注意电离能的大小能判断出元素的化合价，即最外层电子数。

【详解】

根据元素周期表中元素的分布知识，可以知道a是Na，b是H，c是Mg，d是Sr，e是Sc，f是Al，g是Ge，h是C，j是O，i是P，k是Sb，l是Cl，m是Ar；

（1）金属是电的良导体，石墨棒是电的良导体，金属有Na、Mg、Sr、Sc、Al，锗是半导体，故答案为：

①④；

（2）从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关．结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13种元素中，处于零族的m元素已达8e-的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多；i是P，位于元素周期表的第三周期ⅤA族；

（3）①锂原子核外共有3个电子，其中两个在K层，1个在L层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量；

②由表中数据可知：

X失去第2个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量（9倍多），而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层；结合所给的周期表知，X应为a，即钠元素，和j即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O和Na2O2；

③由表中所给Y的数据可知，Y失去第1、2、3个电子所需能量差别不大，而失去第4个电子所需能量远大于失去第3个电子所需的能量，因此Y元素的最外层有3个电子，即为ⅢA族的元素Al。

6．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。

7．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

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

0

2

3

（1）①—⑩中，最活泼的金属元素是___________________（写元素符号）；最不活泼的元素是_______（写元素符号）。

（2）④、⑤的简单离子，其半径更大的是________（写离子符号）。

（3）⑧、⑨的气态氢化物，更稳定的是_________（填化学式）。

（4）元素的非金属性：

①_______⑦（填“>”或“<”）。

（5）①—⑨的最高价氧化物的水化物中：

酸性最强的是___________（填化学式），既能与酸反应又能与碱反应的是___________（填化学式）．

【答案】NaArF-HCl>HClO4Al（OH）3

【解析】

【分析】

由元素在周期表中位置可知，①为C元素、②为N元素、③为O元素、④为F元素、⑤为Na元素、⑥为Al元素、⑦为Si元素、⑧为S元素、⑨为Cl元素、⑩为Ar元素。

【详解】

（1）①—⑩中，最活泼的金属元素是左下角的Na元素，最不活泼的元素为0族元素Ar元素，故答案为：

Na；Ar；

（2）氟离子和钠离子电子层结构相同，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则氟离子半径大于钠离子，故答案为：

F-；

（3）元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氯元素的非金属性强于硫元素，则氯化氢的稳定性强于硫化氢，故答案为：

HCl；

（4）同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则碳元素的非金属性强于硅元素，故答案为：

>；

（5）①—⑨的最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是高氯酸；氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，故答案为：

HClO4；Al（OH）3。

【点睛】

注意对元素周期表的整体把握，注意位置、结构、性质的相互关系是解答关键。

8．请用符号表示下列核素或同位素。

（1）质子数为

，中子数为

的

原子：

______。

（2）质子数和中子数都为9的氟原子：

______。

（3）中子数为2的氢原子：

______。

（4）中子数分别为8、9、10的氧原子：

______。

（5）质量数分别为35、37的氯原子：

______。

【答案】

（或

）

、

、

、

【解析】

【分析】

结合核素的组成结构和同位素的概念分析解题即可。

【详解】

（1）质子数为

，中子数为

的

原子的质量数为a+b，其核素表示为

；

（2）质子数和中子数都为9的氟原子的质量数为18，其核素表示为

；

（3）中子数为2的氢原子，质子数为1，质量数为3，其核素表示为

（或

）；

（4）中子数分别为8、9、10的氧原子，质量数分别是16、17、18，核素依次表示为

、

、

；

（5）质子数为17，质量数分别为35、37的氯原子核素依次表示为

、

。

【点睛】

核素的最常见表示形式为

，其中A为质量数，Z为质子数，核内中子数为A-Z，而同种元素的不同核素，其子数肯定不等，互为同位素，化学性质几乎完全相同，据此分析解题。

9．NaNO2因外观和食盐相似，又有咸味，容易使人误食中毒．已知NaNO2能发生如下反应：

2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O。

（1）上述反应中氧化剂是____________，氧化产物是______________（填写化学式）。

（2）根据上述反应，鉴别NaNO2、NaCl．可选用的物质有：

①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋，你认为必须选用的物质有______________（填序号）。

（3）某厂废液中，含有2%～5%的NaNO2，直接排放会造成污染，下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是______（填编号）。

A．NaCl      B．NH4Cl       C．HNO3     D．浓H2SO4

【答案】NaNO2I2①②⑤B

【解析】

【分析】

（1）反应中N元素的化合价降低，I元素的化合价升高；

（2）由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知，鉴别NaNO2和NaCl，可利用碘的特性分析；

（3）NaNO2具有氧化性，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性。

【详解】

（1）反应中N元素的化合价降低，发生还原反应，I元素的化合价升高，发生氧化反应，则氧化剂是NaNO2，氧化产物是I2；

（2）由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知，鉴别NaNO2和NaCl，则固体加水溶解后，再滴加食醋酸化，将溶液滴在碘化钾淀粉试纸上，变蓝的为NaNO2，故答案为：

①②⑤；

（3）NaNO2具有氧化性，能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性，只有选项B符合，故答案为：

B。

10．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。

如图是模拟工业制备氢溴酸的流程图：

回答下列问题:

（1）混合①中发生反应的离子方程式为____。

（2）混合②中加入试剂a是____。

（3）工业氢溴酸常带有淡淡的黄色，可能的原因是:

①含Fe3+，②含Br2，③含Fe3+和Br2，只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因，该试剂是_____（填写字母）。

a.KMnO4溶液　b.NaOH溶液　c.KSCN溶液　d.