高考化学原子结构与元素周期表经典压轴题及详细答案.docx

1、高考化学原子结构与元素周期表经典压轴题及详细答案2020-2021高考化学原子结构与元素周期表-经典压轴题及详细答案一、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

2、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_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

3、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

4、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、Zn

5、Br2、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)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。2我国科学家受中医启发，发现As2O3（俗称砒

6、霜）对白血病有疗效。氮、磷、砷（As）是VA族、第二至第四周期的元素，这些元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。完成下列填空：（1）As原子最外层电子的轨道表示式为_；砷蒸气的分子式：As4，其分子结构与白磷（P4）相似，也是正四面体，则As4中砷砷键的键角是_。（2）P的非金属性比As强，从原子结构的角度解释其原因_；如图是元素周期表的一部分，请推测砷的单质或其化合物可能具有的性质_（写出两条即可）（3）NH4NO3可做化肥，但易爆，300发生爆炸：2NH4NO32N2+O2+4H2O。每生成2molN2，反应中转移的电子为_mol，氧化产物与还原产物的质量之比为_。（4）发电厂常用氨气

7、吸收烟气中的CO2。常温下，当CO2不断通入pH=11的氨水中时会产生微量的新离子：NH2COO-。（i）写出NH2COO-的电子式_。（ii）计算原氨水中c（NH4+）=_mol/L。【答案】 60o P原子核外有三个电子层，As原子核外有四个电子层，P的原子半径As，P吸引电子的能力更强，所以P的非金属性更强 砷是半导体，砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物等 10 15:7 10-3-10-11（或10-3） 【解析】【分析】【详解】(1)As的最外层有5个电子，As原子最外层电子的轨道表示式为；As4分子结构与白磷(P4)相似，也是正四面体，键角为60o；(

8、2)由于为P原子核外有三个电子层，As原子核外有四个电子层，P的原子半径小于As，P吸引电子的能力更强，所以P的非金属性更强；由位置可知，砷是半导体，则砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物；(3)该反应2NH4NO32N2+O2+4H2O中N元素化合价由3价、+5价变为0价，O元素的化合价由2价升高为0，则氮气既是氧化产物也是还原产物，氧气为氧化产物，转移电子个数为10，则每生成2molN2，反应中转移的电子为10mol，氧化产物与还原产物的质量之比为(32+28):28=15:7。(4)NH2COO的电子式为；pH=11的氨水中，c（H+）=10-11mol/L，

9、c（OH-）=10-3mol/L，由电荷守恒可知，c(NH4+)+c(H+)= c（OH-），解得c(NH4+)=(10-3-10-11) mol/L或=10-3mol/L。3A、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

10、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A族 HClO4 Na+O2-Cl- S +3Cl2+4H2O=8H+SO42-+6Cl- 【解析】【分析】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A族，应为N元素，C元素原子的最外层电子数比次外

11、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。【详解】(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A族，故答案为：第二周期第A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+O2-S2-，故答案为：Na+O2-S，单质的氧化性Cl2

12、S，则对应简单离子的还原性Cl-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）的元素符号是_。（2）和两种元素的非金属性强弱关系是：_。（3）和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）和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 AgClAgCl 【

13、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，为氢，为碳，为氧，为钠，为硫，为氯；（1）碳的元素符号是C，故答案为：C；（2）和处于相同周期，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：，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：AgClAgCl，故答案为：AgClAgCl。5有7种

14、短周期元素的原子序数按A、B、C、D、E、F、G 的顺序依次增大，B元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，A和C元素的原子能形成4核10电子的微粒，D和E可形成离子化合物E2D，E2D中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30，E、F、G的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应，G和D同主族。试回答下列问题：(1)C元素的原子结构示意图_。(2)A和D可形成化合物的化学式为_。(3)F的单质与E元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为_。(4)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质中含有的化学键类型为_。(5)写出D 元素原子形成的10电子微粒X与G元素原子形成的1

15、8电子微粒Y反应的离子方程式：_。【答案】 H2O和H2O2 2Al+ 2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 共价键 H2S+2OH-=S2-+2H2O或HS-+OH-=S2-+H2O 【解析】【分析】7种短周期元素的原子序数按A、B、C、D、E、F、G的顺序依次增大；B元素一种原子的含量常用于判定古生物遗体的年代，则B为碳元素；A和C元素的原子能形成4核10电子的微粒，结合原子序数可知A为氢元素、C为氮元素；D和E可形成离子化合物E2D，E2D中所有微粒的电子数相同，且电子总数为30，故E+、D2-离子核外电子数均为10，则D为氧元素、E为钠元素；E、F、G的最高价氧化物对应的水化物之间

16、可以相互反应，是氢氧化铝与强碱、强酸之间的反应，则F为Al；G和D同主族，则G为硫元素，然后根据问题逐一分析解答。【详解】根据上述分析可知：A是H，B是C，C是N，D是O，E是Na，F是Al，G是S元素。(1) C是7号N元素，原子核外电子排布为2、5，所以N的原子结构示意图为；(2) A是H，D是O，A和D可形成两种化合物，它们的化学式为H2O和H2O2；(3)F是Al，E是Na，Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH，Al与NaOH溶液反应产生NaAlO2和H2，反应的离子方程式为2Al+ 2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2；(4)上述元素形成的二元化合物中，能够用于漂白的气体物质

17、是SO2，该物质是共价化合物，S、O原子通过共价键结合，所以其中含有的化学键类型为共价键；(5)D是O，G是S，D 元素原子形成的10电子微粒X是OH-，G元素原子形成的18电子微粒Y是H2S或HS-，它们之间反应的离子方程式为：H2S+2OH-=S2-+2H2O或HS-+OH-=S2-+H2O。【点睛】本题考查了原子结构与物质性质及元素在周期表位置关系应用，根据原子结构关系或物质性质推断元素是解题关键，理解影响微粒半径大小的因素，注意识记常见10电子、18电子微粒，理解酸式盐可以与碱反应产生正盐，结合物质的溶解性及电解质的强弱和物质的拆分原则书写反应的离子方程式。6原子序数依次增大的A、B、

18、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的最高价氧化物对应的水化物与B的最高价氧化物对应的水

19、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元素，C为Al元素；F和其他元素既不在同周期

20、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合物为Na2O2，Na2O2是由2个Na+

21、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关系推断元素为解答关键，注意掌握元素周期表

22、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。7下表是元素周期表的一部分，回答下列问题：（1）B在周期表中的位置是_；写出A、B的单质之间发生反应的化学方程式：_。（2）写出表中位于长周期的卤族元素的名称：_；属于短周期的碱金属元素的元素符号为_。【答案】第3周期A族 2K+SK2S 溴 Li、Na 【解析】【分析】根据元素周期表的结构及物质性质分析解答。【详解】（1）B在周期表中的位置是第3周期，VIA族； A为钾，B为硫，则单质之间加热反应生成硫化钾，反应的化学方程式：2K+SK2S ，故答案为：第3周期A族；2K+SK2S；（2）表中的长周期为第4周期，卤族元素为A族

23、元素，则该元素为溴；碱金属元素指IA族元素中H以外的元素，短周期指前3周期，则元素符号为Li、Na；故答案为：溴；Li、Na。8X、Z、Q、R、T为前四周期元素，且原子序数依次增大。X和Q属同族元素，X和R可形成化合物XR4；R2为黄绿色气体；Z与X同周期且基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T2+的3d 轨道中有5个电子。请回答下列问题：(1)Z基态原子的电子排布式是_；Z所在周期元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是_（填化学式）。(2)利用价层电子对互斥理论判断 RZ3-的立体构型是_；RZ3-的中心原子的杂化轨道类型为_。(3)水中T含量超标，容易使洁具和衣物染色RZ2可以用

24、来除去水中超标的T2+，生成黑色沉淀TZ2，当消耗0.2molRZ2时，共转移了1mol电子，则反应的离子方程式为_。【答案】1s22s22p4 HNO3 三角锥形 sp3杂化 2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+2Cl+12H+ 【解析】【分析】X、Z、Q、R、T为前四周期元素，且原子序数依次增大，R2为黄绿色气体，则R为Cl；X和R可形成化合物XR4，则X为+4价，处于IVA族，X和Q属同族元素，可推知X为C元素、Q为Si；Z与X同周期且基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等，则Z核外电子排布为1s22s22p4，因此Z为O元素；T2+的3d轨道中有5个电子，原子核外电子排布式为1

25、s22s22p63s23p63d54s2，则T为Mn，据此解答。【详解】根据上述分析可知：X是C元素，Z是O元素，Q是Si元素，R是Cl元素，T是Mn元素。(1)Z是O元素，O基态原子的电子排布式是1s22s22p4；Z所在周期元素中，元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3；(2) RZ3-是ClO3-，ClO3-离子中中心原子Cl原子孤电子对数=1，价层电子对数为3+1=4，则ClO3-立体构型是三角锥形，其中心原子Cl原子的杂化轨道类型为sp3 杂化；(3)水中Mn含量超标，容易使洁具和衣物染色，ClO2可以用来除去水中超标的Mn2+，生成黑色沉淀MnO2，当消耗0.2molCl

26、O2时，共转移了1mol电子，假设Cl元素在还原产物中化合价为a，则0.2mol(4-a)=1mol，解得a=-1，即ClO2被还原变为Cl-，根据电荷守恒可知，还产生了H+，则反应的离子方程式为：2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+2Cl+12H+。【点睛】本题考查结构、性质、位置关系应用、核外电子排布、杂化方式判断、氧化还原反应等，较为全面的考查了元素化合物、物质结构理论及氧化还原反应的分析与判断能力，是对学生对知识的迁移运用能力的综合考查。9短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如表所示，已知A原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：1。E和C、D同周期，它的原子序数比

27、B多6。回答下列问题：ABCD(1)人的汗液中含有D的简单离子，其离子结构示意图为_，元素C在元素周期表中的位置是_。C的最高价氧化物的水化物的浓溶液稀释的方法是_。(2)A的最高价氧化物的化学式为_，所含的化学键类型是_（填“离子键”或“共价键”）。(3)E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为_，它是_（填“酸性”或“两性”或“碱性”）化合物。写出该化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式_。(4)加热时，B的最高价氧化物对应水合物的浓溶液与单质A反应的化学方程式为(用具体的化学式表示)_。【答案】 第三周期A族 将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌 CO2 共价键 Al(OH)3 两

28、性 Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O C+4HNO3(浓)CO2+4NO2+2H2O 【解析】【分析】短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如下表，A位于第二周期，A原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：1，则其最外层电子数是4，A为C元素，则B为N元素、C为S元素、D为Cl元素，E和C、D同周期，它的原子序数比B多6，则E是13号的Al元素。【详解】根据上述分析可知A是C元素，B为N元素、C为S元素、D为Cl元素，E是Al元素。(1)D是Cl元素，Cl原子获得1个电子生成Cl-，Cl-离子结构示意图为；元素C是S元素，原子核外电子排布是2、8、6，所以S位于元素周期

29、表第三周期第VIA族。C的最高价氧化物的水化物是H2SO4，由于浓硫酸的密度比水大，且浓硫酸溶于水会放出大量的热，属于浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌；(2)A是C，C原子最外层有4个电子，所以C元素的最高价氧化物是CO2，CO2分子中C原子和O原子之间通过共价键结合，使分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构；(3)E是Al元素，原子最外层有3个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al(OH)3，Al元素处于金属与非金属交界区，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al(OH)3既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱溶液反应产生盐和水，是一种两性氢氧化物；Al(OH)3与氢氧化钠溶液反应产生NaAlO2和H2O，该反应的离子方程式为：Al(OH)3 +OH-=AlO2-+2H2O；(4)B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓HNO3，该物质具有强的氧化性，在加热时浓硝酸和C发生氧化还原反应，产生CO2、NO2、H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应方程式为C+4HNO3(浓) CO2+4NO2+ 2H2O。【点睛】本题考查了元素及化合物的推断、金属及非金属化合物的性质、结构等。根据元素的相对位置及原子结构特点推断元素是本题解答的关键，准确掌握物质结构对性质的决定作用，清楚各种物质的化学性质是解题基础。10有A、B、C、D四种核电荷数小于