培优原子结构与元素周期表辅导专题训练附答案.docx

1、培优原子结构与元素周期表辅导专题训练附答案培优原子结构与元素周期表辅导专题训练附答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。（1）写出的元素符号_。（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：_。（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是_(填相应化学式，下同)，碱性最强的是_。（4）这些元素中(除外)，原子半径最小的是_(填元素符号，下同)，原子半径最大的是_。（5）的单质与的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2，(O、X分别表示氧和的元素符号，即OX2代表该化学式)，该反应的离子方程式为(方程式中用具

2、体元素符号表示)_。（6）的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2溶液中的离子方程式_。【答案】Mg 2Na+2H2O=2Na+2OH-+H2 HClO4 NaOH F Na 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O 3SO2+2NO3-+3Ba2+2H2O=3BaSO4+2NO+4H+ 【解析】【分析】根据元素在元素周期表正的位置可以得出，为N元素，为F元素，为Na元素，为Mg元素，为Al元素，Si元素，为S元素，为Cl元素，为Ar元素，据此分析。【详解】（1）为Mg元素，则的元素符号为Mg；（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na，Na与水发生的反应的离子方程式为2Na+2H2O=2Na+2OH

3、-+H2；（3）这些元素中非金属性最强的是Cl元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO4，这些元素中金属性最强的元素是Na元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH；（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F元素，原子半径最大的是Na元素；（5）F2与NaOH反应生成OF2，离子方程式为2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O；（6）为S元素，的低价氧化物为SO2，SO2在Ba(NO3)2溶液中发生氧化还原反应，SO2变成SO42-，NO3-变成NO，方程式为3SO2+2NO3-+3Ba2+2

4、H2O=3BaSO4+2NO+4H+。2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a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为

5、_gcm-3(列出计算式)。【答案】1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2 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1s22s22p63s23p6

6、3d104s2或Ar3d104s2，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Ar3d104s2；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

7、定状态，所以Cu较Zn易失电子，则第一电离能CuZn，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Z

8、n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)3ccm3，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。3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

9、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BF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】O B、Si、Al 非极性 高 【解析】【分析】(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；

10、(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BF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。【详解】(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NaMgAlSiBO，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

11、：；(3)BF3分子中三根BF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。4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”）

12、。【答案】5 1 第五周期A族 H2 蓝 2Rb+2H2O=2Rb+2OH-+H2 强 【解析】【分析】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。【详解】(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

13、，由于元素的金属性RbNa，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。【点睛】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

14、增强分析判断。5原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前20号元素，B、C、D、E同周期，A、D同主族，且A的原子结构中最外层电子数是电子层数的3倍。F和其他元素既不在同周期也不在同主族，且B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水。根据以上信息，回答下列问题：(1)A、F的名称为_、_。(2)A和D与氢元素形成的氢化物中，沸点较高的是_(填化学式，下同)，D和E的最高价氧化物对应的水化物中酸性较强的是_，写出A和B形成的化合物中含有共价键的化合物的电子式_。(3)B、C形成的单质中与水反应较剧烈的是_，相应反应的化学方程式为_。(4)写出C的最高价氧

15、化物对应的水化物与B的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式_。【答案】氧 钙 H2O HClO4 Na 2Na+2H2O=2NaOH+H2 Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O 【解析】【分析】原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F都是元素周期表中前20号元素，A的原子结构中最外层电子数是电子层数的3倍，最外层最多容纳8个电子，则A含有2个电子层，最外层含有6个电子，A为O元素；A、D同主族，则D为S元素；B、C、D、E同一周期，则四种元素都位于元素周期表第三周期，E的原子序数大于S，则E为Cl元素；B、C、D的最高价氧化物对应的水化物两两混合均能发生反应生成盐和水，则B为Na元

16、素，C为Al元素；F和其他元素既不在同周期也不在同主族，则F位于第四周期，F不可能为K元素，只能为Ca元素，据此进行解答。【详解】根据上述分析可知：A为O，B为Na，C为Al，D为S，E为Cl，F为Ca元素。(1)根据分析可知，A、F元素的名称分别为氧、钙；(2)A、D分别为O、S，二者的氢化物分别为H2O、H2S，由于H2O分子之间存在氢键，增加了分子之间的作用力，导致其沸点比H2S高；D为S、E为Cl，元素的非金属性：ClS，由于元素的非金属性越强，其最高价含氧酸的酸性越强，所以S、Cl元素的最高价含氧酸的酸性较强的为高氯酸，其化学式为：HClO4；A为O，B为Na，二者形成的含共价键的化

17、合物为Na2O2，Na2O2是由2个Na+与1个O22-通过离子键结合而成的离子化合物，电子式为；(3)B、C的单质分别为Na、Al，钠的金属性比铝强，与水反应更剧烈。钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，反应的化学方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2；(4)C是Al，Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3，B是Na，Na的最高价氧化物对应的水化物为NaOH，Al(OH)3是两性氢氧化物，能够与强碱NaOH反应产生NaAlO2和H2O，二者反应的离子方程式为：Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。【点睛】本题考查了元素的位置、结构与性质关系的应用，根据元素的原子结构及性质和相互

18、关系推断元素为解答关键，注意掌握元素周期表结构、元素周期律内容，试题有利于培养学生的分析能力及灵活应用能力。6如图所示，甲、乙、丙是三种常见单质，X、Y、Z是它们的化合物。它们之间有如图所示的转化关系：(1)若甲是具有还原性的金属单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，试推断：X、Y、Z中含有丙元素的是_(填物质的化学式)；写出化合物X的电子式_；X与甲反应的化学方程式是_。(2)若甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，丙通常是深红棕色液体，Y和Z具有相同的阳离子，X与Z含有相同的阴离子。写出单质甲的组成元素的原子结构示意图_；实验室贮存丙单质时，通常需要加入_，其理由是_；写出X与足量的甲在溶液中完全

19、反应的离子方程式_。【答案】CO和CO2 CO2+2Mg2MgO+C 少量水 加水可防止溴单质的挥发 2Fe2+4Br-+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl- 【解析】【分析】甲、乙、丙、是三种常见单质，X、Y、Z是常见的三种化合物，X与甲的反应为置换反应，(1)若甲是具有还原性的单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为2Mg+CO22MgO+C，则X为CO2，甲为Mg，Y为MgO，丙为C，Z为CO，乙为O2；(2)丙在通常状况下深红棕色的液体，应为Br2，甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，可置换出Br2，甲为Cl2，X为FeBr2，Z为FeBr3，乙为Fe，Y

20、为FeCl3，据此解答。【详解】甲、乙、丙、是三种常见单质，X、Y、Z是常见的三种化合物，X与甲的反应为置换反应。(1)若甲是具有还原性的单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为2Mg+CO22MgO+C，则X为CO2，甲为Mg，Y为MgO，丙为C，Z为CO，乙为O2；丙为C元素，分析可知X、Y、Z中含有丙元素的是X、Z，即CO和CO2；X为CO2，在CO2分子，C原子与2个O原子形成4对共用电子对，所以电子式为；Mg可以在CO2中燃烧，反应时产生白烟，同时在容器器壁上有黑色固体碳生成，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO22MgO+C；(2)丙在通常状况

21、下呈液态，为深红棕色，应为Br2，甲是具有氧化性的单质，可置换出Br2，甲为Cl2，X为FeBr2，Z为FeBr3，乙为Fe，Y为FeCl3，甲为Cl2，分子中2个Cl原子形成一对共用电子对，结构式为Cl-Cl；丙为Br2，易挥发，实验室保存时，需加入少量水，可防止溴单质的挥发；X与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式是2Fe2+4Br-+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl-。7已知元素X、Y、Z质子数都小于18，并且质子数。X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，Z原子有两个电子层，外层电子数是内层的电子数的三倍，则（1）X是_，Z是_；Y原子结构示意图_。（2）由Y和Z组成，且Y和Z的质

22、量比为720的化合物的分子式是_。（3）X、Z可以形成两种化合物A和B，A中原子个数比为21，则A的摩尔质量是_。B中两原子个数比为11，实验室常用B制备少量的氧气，写出该反应的化学反应方程式_。【答案】H元素 O元素 N2O5 18g/mol 2H2O22H2O+O2 【解析】【分析】元素X、Y、Z质子数都小于18，X原子的电子层数与它的核外电子总数相同，则X为H元素；Z原子有两个电子层，外层电子数是内层的电子数的三倍，最外层电子数为6，则Z为O元素；由于质子数X+Y=Z，故Y质子数=8-1=7，故Y为N元素，据此分析。【详解】元素X、Y、Z质子数都小于18，X原子的电子层数与它的核外电子总

23、数相同，则X为H元素；Z原子有两个电子层，外层电子数是内层的电子数的三倍，最外层电子数为6，则Z为O元素；由于质子数X+Y=Z，故Y质子数=8-1=7，故Y为N元素。（1）X是H元素，Z是O元素；Y为N元素，原子结构示意图为；（2）m（N）：m（O）=7：20，可知n（N）：n（O）=：=2：5，故该化合物为N2O5；（3）H、O可以形成两种化合物A和B，A中X、Z原子个数比为2：1，则A为H2O，则A的摩尔质量是18g/mol；B中两原子个数比为11，则B为H2O2，实验室常用H2O2制备少量的氧气，反应的化学反应方程式为2H2O22H2O+O2。8金、银、铜、铁、铝和钛均是人类生产和生活中

24、大量使用的金属。试回答与上述金属原子结构有关的问题：（1）上述金属元素中属于主族元素的是_ 。（2）钛被称为继铁、铝之后的“第三金属”。基态钛原子价电子轨道表示式为_ 。（3）基态金原子的价电子排布式为，试判断金在元素周期表中位于第_ 周期第_族。（4）已知Ag与Cu位于同一族，则Ag在元素周期表中位于_区。【答案】铝 六 B ds 【解析】【分析】（1）铝属于主族元素；（2）钛基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其外围电子排布式为3d24s2；（3）电子排布式中能层数与周期数相等，外围电子排布式为（n-1）d10ns1的原子位于第IB族；（4）A、A族最后填充

25、s电子，为s区；A零族为p区，第BB族和第为d区；B和B族为ds区。【详解】（1）铝位于第三周期第A族，属于主族元素，金、银、铜、铁和钛都不属于主族元素，故答案为：Al；（2）钛基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2，其外围电子排布式为3d24s2，则其外围电子的电子排布图为：，故答案为：；（3）电子排布式中最大能层数与周期数相等，外围电子排布式为（n-1）d10ns1的原子位于第IB族，基态金原子的外围电子排布式为5d106s1，该原子最大能层数是6，所以金原子位于第六周期第B族，故答案为：六；B；（4）A、A族最后填充s电子，为s区；A零族为p区，第BB族和第为

26、d区；B和B族为ds区，Ag与Cu位于同一族，属于第B族，所以属于ds区，故答案为：ds。【点睛】本题考查了元素周期表的有关知识，明确元素周期表的结构是解本题关键，了解元素周期表5区的划分方法。9有下列各组物质：(A)O2和O3；（B）23592U和23892U；(C) CH3CH2CH2CH3和；(D) 和 ；(E)甲烷和新戊烷。(1)_组两物质互为同位素；(2)_组两物质互为同素异形体；(3)_组两物质互为同系物；(4)_组两物质互为同分异构体。【答案】B A E C 【解析】【详解】(A)O2和O3 都是由氧元素组成的不同单质，互为同素异形体；(B)和都是U元素的不同核素，互为同位素；(

27、C)CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3 分子式相同，碳链结构不同，互为同分异构体；(D)和都代表二氟二氯甲烷，为同一种物质；(E)甲烷和新戊烷结构相似，分子组成上相差4个-CH2，互为同系物；则：(1)互为同位素的是B；(2)互为同素异形体的是A；(3)互为同系物的是E；(4)互为同分异构体的是C。【点睛】考查同位素、同系物、同素异形体、同分异构体的概念判断。判断同位素、同素异形体、同分异构体的方法是：若化学式为元素，可能是同位素；若化学式为单质，则可能是同素异形体；若化学式为分子式相同、结构不同的有机化合物，则为同分异构体；若是分子式不同结构相似的有机化合物，则为同系物。10钋

28、（Po）是一种低熔点金属，极其稀有，毒性和放射性极强。回答下列问题：（1）Po具有放射性，经衰变成稳定的铅，在衰变过程中释放一个He2+，Pb的原子核中质子数为_，中子数为_，Po元素能形成较稳定的+4价离子，wgPo4+含有的电子的物质的量为_；（2）半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中，放射性元素原子核有50发生衰变所需的时间，已知Po的半衰期为138天，质量为64克的Po，经276天后，得到铅的质量为_。【答案】82 124 mol 47.09g 【解析】【分析】(1)了解任何一个原子X用表示时的意义，且A、Z、N满足关系式A=Z+N，离子所含的电子数为原子得失电子后得到的电子数；(2

29、)半衰期是指有一半发生衰变所需要的时间，276天是二个半衰期。【详解】(1)Po的质子数是84，它释放出的2+的质子数是2，所以Pb的质子数=84-2=82；Po的中子数是210-84=126，它释放出的2+的中子数=4-2=2，所以Pb的中子数=126-2=124；的质量数为210，所以Po的摩尔质量数值为210，质量为Wg的Po的物质的量为mol，一个Po原子含的电子数为84，一个Po4+离子含的电子数为84-4=80，所以Wg所含的电子的物质的量为mol80=mol；(2)经过第一个半衰期生成的Pb的物质的量为50%mol，剩余的Po的物质的量为50%mol；再经过第二个半衰期生成的Pb的物质的量为50%50%mol，所以经过276天所得Pb的质量为(50%+50%50%)206g/mol=47.09g。11海水中溴含量约为67mgL-1，从海水中提取溴的一种工艺流程如图：（1）步骤中已获得游离态的溴，步骤又将之转化为化合态的溴，其目的是_。（2）步