2020-2021【化学】化学元素周期律的专项培优易错试卷练习题(含答案)及详细答案

2020-2021【化学】化学元素周期律的专项培优易错试卷练习题(含
答案)及详细答案
一、元素周期律练习题（含详细答案解析）
1．已知元素X 、Y 均为短周期元素，X 元素的一种核素常用于测文物的年代，Y 元素原子半径是所有原子中最小的，元素X 、Y 可形成两种常见化合物M 和N ，已知M 可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，M 分子中所含X 元素的质量是Y 元素质量的6倍，且M 的相对分子质量为56。

N 是一种常用溶剂，它的实验式XY 。

回答下列问题：
(1)符合条件的M 的有 ______种。

(2)任意写一种不带支链的M 的结构简式__________。

(3)若在N 与液溴的混合液中加入铁粉可以发生反应(在如图装置a 容器中反应)，则：
①写出a 容器中发生的所有反应的化学方程式：_____________。

②d 容器中NaOH 溶液的作用是_____________。

(4)在碘水中加入N 振荡静置后的现象是__________。

(5)等质量M 、N 完全燃烧时消耗O 2的物质的量较多的是________(填“M ”或“N ”)。

【答案】3 CH 2＝CH －CH 2－CH 3 2Fe +3Br 2＝2FeBr 3、+Br 23FeBr −−−→
+HBr 吸收HBr 和Br 2，防止污染环境 溶液分层，下层无色，上层紫红色 M
【解析】
【分析】
短周期元素X 元素的一种核素常用于测文物的年代，则X 为碳(C )；Y 元素原子半径是所有原子中最小的，则Y 为氢(H )。

元素X 、Y 可形成两种常见化合物M 和N ，已知M 可以使高锰酸钾酸性溶液褪色，M 分子中所含X 元素的质量是Y 元素质量的6倍，且M 的相对分子质量为56，则M 为分子式C 4H 8的烯烃；N 是一种常用溶剂，它的实验式XY ，则N 为苯(C 6H 6)。

【详解】
由以上分析可知，M 是分子式为C 4H 8的烯烃，N 是分子式为C 6H 6的苯。

(1)符合条件的M 有CH 2=CHCH 2CH 3、CH 3CH =CHCH 3、(CH 3)2C =CH 2，共3种。

答案为：3；
(2)一种不带支链的M 的结构简式为CH 2=CHCH 2CH 3或CH 3CH =CHCH 3。

答案为：CH 2=CHCH 2CH 3或CH 3CH =CHCH 3；
(3)①a 容器中，Fe 与Br 2发生反应生成FeBr 3、苯与Br 2在FeBr 3的催化作用下发生反应生成溴苯和溴化氢，发生的所有反应的化学方程式：2Fe +3Br 2＝2FeBr 3、
+Br 2
3FeBr −−−→ +HBr 。

答案为：2Fe +3Br 2＝2FeBr 3、+Br 23FeBr −−−→ +HBr ；
②不管是Br 2(g )还是HBr 都是大气污染物，都应除去，所以d 容器中NaOH 溶液的作用是吸收HBr 和Br 2，防止污染环境。

答案为：吸收HBr 和Br 2，防止污染环境；
(4)在碘水中加入苯，由于碘溶于苯、苯难溶于水且密度比水小，所以振荡静置后的现象是溶液分层，下层无色，上层紫红色。

答案为：溶液分层，下层无色，上层紫红色；
(5)M 中含氢量高于N 中含氢量，所以等质量M (C 4H 8)、N (C 6H 6)完全燃烧时消耗O 2的物质的量较多的是M 。

答案为：M 。

【点睛】
计算耗氧量时，若质量一定，则先将化学式改写碳原子个数为1的最简式，然后比较氢原子数，氢原子数越多，耗氧越多；若物质的量一定，则看化学式，4个氢原子与1个碳原子的耗氧量相同，依据需要可进行互换。

2．煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如图所示：
(1)②中NH 3参与反应的化学方程式为_______。

(2)焦炭氮中有一种常见的含氮有机物吡啶()，其分子中相邻的C 和N 原子相比，N 原子吸引电子能力更___________(填“强”或“弱”)，从原子结构角度解释原因：________。

(3)工业合成氨是人工固氮的重要方法。

2007年化学家格哈德·埃特尔证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程，示意如图：
下列说法正确的是________(选填字母)。

a. 图①表示N 2、H 2分子中均是单键
b. 图②→图③需要吸收能量
c. 该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成
(4)已知：N 2(g) ＋ O 2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol -1
N 2(g) ＋ 3H 2(g) = 2NH 3(g) ΔH = b kJ·mol -1
2H 2(g) ＋ O 2(g) = 2H 2O(l) ΔH = c kJ·mol -1
反应后恢复至常温常压，①中NH 3参与反应的热化学方程式为________。

(5)用间接电化学法除去NO 的过程，如图所示：
①已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间，写出阴极的电极反应式：________。

②用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理：__________。

【答案】4NH3+5O2催化剂
Δ
4NO+6H2O 强 C和N原子在同一周期(或电子层数相同)，N原
子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强 bc 4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH = (3c-3a-2b) kJ·mol-1 2HSO3- + 2e- + 2H+ = S2O42- + 2H2O 2NO + 2S2O42-
+2H2O = N2 + 4HSO3-
【解析】
【分析】
【详解】
(1)氨气在催化剂条件下与氧气反应生成一氧化氮和水，为重要的工业反应，反应的化学方
程式为4NH3+5O2催化剂
Δ
4NO+6H2O；
(2)由于C和N原子在同一周期(或电子层数相同)，N原子核电荷数更大，原子半径更小，原子核对外层电子的吸引力更强，所以N原子吸引电子能力更强；
(3)a．氮气中两个氮原子之间为三键，故a错误；
b．分析题中图可以知道，图②表示N2、H2被吸附在催化剂表面，而图③表示在催化剂表面，N2、H2中化学键断裂，断键吸收能量，所以图②→图③需要吸收能量，故b正确；c．在化学变化中，氮分子和氢分子在催化剂的作用下断裂成氢原子和氮原子，发生化学键的断裂，然后原子又重新组合成新的分子，形成新的化学键，所以该过程表示了化学变化中包含旧化学键的断裂和新化学键的生成，故c正确；
答案选bc。

(4)①中NH3参与的反应为：4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l)；
已知：N2(g) ＋ O2(g) = 2NO(g) ΔH = a kJ·mol-1 i；
N2(g) ＋ 3H2(g) = 2NH3(g) ΔH = b kJ·mol-1 ii；
2H2(g) ＋ O2(g) = 2H2O(l) ΔH = c kJ·mol-1 iii；
根据盖斯定律iii×3- i×3-ii×2可得4NH3(g) + 6NO(g) = 5N2(g) + 6H2O(l) ΔH=(3c-3a-2b)kJ·mol-1；
(5)①阴极发生还原反应，据图可知亚硫酸氢根离子得电子被还原生成S2O42-，电解质溶液显弱酸性，所以电极反应式为：2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O；
②据图可知S2O42-与一氧化氮发生氧化还原反应，生成氮气和亚硫酸氢根，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。

3．A、B、C、D、E均为短周期主族元素，其原子序数依次增大。

其中A元素原子核内只有1个质子；A与C，B与D分别同主族；B、D两元素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍。

请回答下列问题：
(1)由上述元素组成的下列物质中属于非电解质的是________(填字母编号)。

a.A2B
b.E2
c.DB2
d.C2DB3
(2)B元素在元素周期表中的位置为________；化合物C2B2中含有的化学键类型是
________；化合物C2B中两种离子的半径大小关系为________＜________(填离子符号)。

(3)实验室中欲选用下列装置制取并收集纯净干燥的E2气体。

①实验中应选用的装置为________(按由左到右的连接顺序填写)；
②装置A中发生反应的化学方程式为________。

【答案】c 第2周期ⅥA族离子键、共价键 Na+ O2－ AFEB MnO2＋
4HCl(浓)Δ
MnCl2＋Cl2↑+2H2O
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E均为短周期主族元素，其原子序数依次增大。

其中A元素原子核内只有1个质子，则A为H；A与C，B与D分别同主族；B、D两元素原子序数之和是A、C两元素原子序数之和的2倍，C应为Na，设B的原子序数为x，D的原子序数为x+8，则2×（1+11）=x+x+8，解得x=8，则B为O，D为S，E为Cl。

【详解】
(1)H2O、Na2SO3均为化合物，均可发生电离，属于电解质，Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质，而SO2本身不能电离，属于非电解质，则只有c为非电解质，故答案为：c；
(2)B为O，位于第2周期ⅥA族，化合物C2B2为Na2O2，含离子键、共价键；C2B为
Na2O，其中离子具有相同电子排布，原子序数大离子半径小，离子半径为O2-＞Na+，故答案为：第2周期ⅥA族；离子键、共价键；Na+；O2-；
(3)①用装置A制取并收集纯净干燥的Cl2气体，选择浓盐酸与二氧化锰加热制备；用装置F中的饱和食盐水除杂；用装置E中的浓硫酸干燥；最后用B装置进行收集及尾气处理，则仪器连接顺序为AFEB，故答案为：AFEB；
②装置A中发生反应的化学方程式为MnO2＋4HCl(浓)Δ
MnCl2＋Cl2↑+2H2O，故答案为：
MnO2＋4HCl(浓)Δ
MnCl2＋Cl2↑+2H2O。

【点睛】
此题易错点在于非电解质的判断，电解质的前提必须是化合物，本质是自身在一定条件下可以电离。

4．原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。

其中A的基态原子有3个不同的能级，各能级中的电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同；D 为它所在周期中原子半径最大的主族元素；E和C位于同一主族，F的原子序数为29。

(1)F原子基态的外围核外电子排布式为_______。

(2)在A、B、C三种元素中，第一电离能由小到大的顺序是_______(用元素符号回答)。

(3)元素B的简单气态氢化物的沸点________(高于，低于)元素A的简单气态氢化物的沸点，其主要原因是__________。

(4)由A、B、C形成的离子CAB－与AC2互为等电子体，则CAB－的结构式为__________。

(5)在元素A与E所形成的常见化合物中，A原子轨道的杂化类型为________。

(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，则该化合物的化学式为
______。

【答案】3d104s1 C＜O＜N 高于 NH3分子之间存在氢键 [N＝C＝O]－ sp NaNO2
【解析】
【分析】
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素，A的基态原于有3个不同的能级，各能级中的电子数相等，则A是C元素；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同，C原子序数大于A，则C为O元素；B原子序数大于A而小于C，则B是N元素；E和C位于同一主族，则E是S元素；D为它所在周期中原子半径最大的主族元素，原子序数小于S，则D是Na元素；F的原子序数为29，为Cu元素；
(1)F是Cu元素，其原子核外有29个电子，根据构造原理书写F基态原子的外围核外电子排布式；
(2)A、B、C分别是C、N、O元素，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素；
(3)含有氢键的氢化物熔点较高；
(4)由C、N、O形成的离子OCN-与CO2互为等电子体，等电子体原子个数相等、价电子数相等；
(5)在元素C与S所形成的常见化合物CS2中，根据价层电子对理论确定A原子轨道的杂化类型；
(6)由N、O、Na三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示，利用均摊法确定其化学式。

【详解】
(1)F为ds区，因此核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1，外围核外电子排布式为3d104s1；
(2)同周期从左向右第一电离能增大，但II A＞III A、V A＞VI A，第一电离能大小顺序是C ＜O＜N；
(3)B的氢化物是NH3，A的简单氢化物是CH4，NH3分子之间存在氢键，而CH4分子间的作用是范德华力，氢键比范德华力更强，NH3的沸点较高；
(4)CAB－的化学式为OCN－，AC2的化学式为CO2，两者为等电子体，它们的结构相似，因此OCN－的结构式为：[N=C=O]−；
(5)形成的化合物是CS2，结构式为S=C=S，杂化轨道数等于价层电子对数，即C的杂化类型为sp；
(6)根据半径大小，大黑球是Na，大黑球位于晶胞的棱上，因此真正属于晶胞的个数为
8×1
4
=2，大白球为N，小白球为O，两者形成离子是NO2-，其位于顶点和体心，真正的个
数为8×1
8
+1=2，因此化学式为NaNO2。

5．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-1I2/kJ∙mol-1I3/kJ∙mol-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πn
m
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π66)，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a nm，N A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、N A的代数式表示）。

【答案】3d5 ds Z X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 sp254π 12
22
3
A
8.910 N a
⨯
⨯
【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=m
V
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5
4
π；
(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38
2
⨯
=12个；在一个晶胞中
含有Ag+的数目为8×
1
8
+6×
1
2
=4，含有N5-的数目为1+12×
1
4
=4，晶胞体积为V=(2a×10-7)3
cm3，则ρ=
()
22
A/mol
33
73
A
4178?g/mol
N
m8.910
V N a
2a10cm
-
⨯
⨯
==
⨯
⨯
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。

6．下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。

（1）写出④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⑨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）②的单质与③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②的元素符号，即OX2代表该化学式)，该反应的离子方程式为(方程式中用具体元
素符号表示)__。

（6）⑦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，①为N元素，②为F元素，③为Na元素，④为Mg元素，⑤为Al元素，⑥Si元素，⑦为S元素，⑧为Cl元素，⑨为Ar元素，据此分析。

【详解】
（1）④为Mg元素，则④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-+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）⑦为S元素，⑦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++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+。

7．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：
（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】Ne F Br2 2K＋2H2O＝2K＋＋H2↑＋2OH－ HF H3PO4 HCl HBr 2Mg＋
CO22MgO ＋C OH－＋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＋CO22MgO ＋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＋CO22MgO ＋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。

8．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：
族
ⅠA0
周期
1①ⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦA
2②③④⑤
3⑥⑦⑧⑨
（1）①④⑥三种元素构成的化合物的电子式：__；⑨的最高价氧化物对应水化物的化学式：__。

（2）⑤、⑦、⑧的简单离子半径由大到小的顺序：__(用离子符号填写)。

（3）用一个化学方程式表示④、⑤二种元素非金属性的强弱__。

（4）⑦的单质与⑥的最高价氧化物对应水化物的水溶液反应的离子方程式为__。

（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q，元素①、元素③形成化合物M，Q和M的电子总数相等。

以M为燃料，Q为氧化剂，可作火箭推进剂，最终产物对空气没有污染，写出该反应的化学方程式：__。

【答案】 HClO4 S2-＞F-＞Al3+ 2F2+2H2O=4HF+O2 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-
+3H2↑ N2H4＋2H2O2=N2＋4H2O
【解析】
【分析】
由元素周期表可知①为H；②为C；③为N；④为O；⑤为F；⑥为Na；⑦为Al；⑧为S；
⑨为Cl；
（1）①④⑥三种元素构成的化合物为NaOH；⑨的最高价氧化物对应水化物为HClO4；（2）⑤、⑦、⑧的简单离子半径通过电子层数和原子质量进行判断；
（3）通过置换反应比较二种元素非金属性的强弱；
（4）⑦的单质为Al⑥的最高价氧化物对应水化物的水溶液为NaOH；
（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q为H2O2，元素①、元素③形成化合物M，Q和M的电子总数相等，M为N2H4，以此分析。

【详解】
由元素周期表可知①为H；②为C；③为N；④为O；⑤为F；⑥为Na；⑦为Al；⑧为S；
⑨为Cl。

（1）①④⑥三种元素构成的化合物为NaOH，电子式为，⑨的最高价氧化物
对应水化物为HClO 4，故答案为：
；HClO 4； （2）⑤、⑦、⑧的简单离子为F -、Al 3+、S 2-，则离子半径S 2-＞F -＞Al 3+，故答案为：S 2-＞F -
＞Al 3+； （3）氟气与水反应生成氧气可证明F 的非金属强于O ，反应方程式为：
2222F +2H O=4HF+O ，故答案为：2222F +2H O=4HF+O ；
（4）⑦的单质为Al ，⑥的最高价氧化物对应水化物为NaOH ，离子方程式为：
--2222Al+2OH +2H O=2AlO +3H ↑，故答案为：--2222Al+2OH +2H O=2AlO +3H ↑；
（5）元素①、元素④以原子个数比为1∶1形成化合物Q 为H 2O 2，元素①、元素③形成化合物M ，Q 和M 的电子总数相等，则M 为N 2H 4，该反应的化学方程式为：
242222 N H 2H O =N 4H O ＋＋，故答案为：242222 N H 2H O =N 4H O ＋＋。

9．下列问题涉及前 20 号元素，请按要求用相应的化学用语作答：
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素_____
（2）最外层电子数是内层电子数的一半且单质可作为电极材料的元素， 其在周期表中的位置是_____
（3）原子半径最大的短周期元素和地壳中含量最多的元素形成原子个数比为 1:1 的化合物，其阴离子符号为________________________________
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素，其最高价氧化物与短周期元素中最稳定的气态氢化物的水溶液间发生反应的化学方程式___________________________ （5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素，其离子结构示意图为_____
（6）简单离子 X n+与 Y n-具有相同的电子层结构，X n+的焰色为淡紫色，则 Y 的最高价氧化物对应水化物的名称为_____
【答案】C 、S 第两周期IA 族 O 22- SiO 2+ 4HF = SiF 4↑+2H 2O
高氯酸
【解析】
【分析】
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素是碳和硫元素；
（2）最外层电子数是内层电子数的一半，单质可作为电极材料的元素，该元素为金属，是锂元素；
（3）原子半径最大的短周期元素是Na 、地壳中含量最多的元素是O ；
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是ⅣA 族的C 、Si ，其最高价氧化物分别是CO 2、SiO 2，短周期元素中最稳定的气态氢化物是HF ；
（5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素是Al ；
（6）X n+的焰色为淡紫色，X 是K 元素，简单离子K +与 Y -具有相同的电子层结构，则Y 是Cl 元素；
【详解】
（1）族序数等于周期数 2 倍的元素，如为第二周期的元素，族序数是4，则为C ，如为第三周期的元素，族序数是6，则为S ；
（2）最外层电子数是内层电子数的一半，单质可作为电极材料的元素，该元素为金属，所以是锂元素，在周期表中的位置是第两周期IA 族；
（3）原子半径最大的短周期元素是Na 、地壳中含量最多的元素是O ，形成原子个数比为 1:1 的化合物是Na 2O 2，其阴离子符号为O 22-；
（4）最高正价与最低负价代数和为零的短周期元素是ⅣA 族的C 、Si ，其最高价氧化物分别是CO 2、SiO 2，短周期元素中最稳定的气态氢化物是HF ，能与HF 反应的是SiO 2，反应方程式是SiO 2+ 4HF = SiF 4↑+2H 2O ；
（5）第三周期元素中，简单离子半径最小的元素是Al ，Al 3+结构示意图为
；
（6）Y 是Cl 元素，Cl 的最高价氧化物对应水化物是HClO 4，名称为高氯酸；
10．已知A 、B 、R 、D 都是周期表中前四周期的元素，它们的原子系数依次增大。

其中A 元素基态原子第一电离能比B 元素基态原子的第一电离能大，B 的基态原子的L 层、R 基态原子的M 层均有2个单电子，D 是第Ⅷ族中原子序数最小的元素。

(1)写出基态D 原子的电子排布式__________。

(2)已知高纯度R 的单质在现代信息技术与新能源开发中具有极为重要的地位。

工业上生产高纯度R 的单质过程如下：
写出过程③的反应方程式___________，已知RHCl 3的沸点是31.5o C ，则该物质的晶体类型是__________，中心原子的轨道杂化类型为__________，该物质的空间构型是______。

(3)A 的第一电离能比B 的第一电离能大的原因是_________，A 、B 两元素分别与R 形成的共价键中，极性较强的是________。

A 、B 两元素间能形成多种二元化合物，其中与A 3-互为等电子体的物质的化学式为_______。

(4)已知D 单质的晶胞如图所示，则晶体中D 原子的配位数为______，一个D 的晶胞质量为____，已知D 原子半径为r pm ，则该晶胞的空间利用率为_____________ (写出计算过程)。

【答案】[Ar]3d 64s 2 SiHCl 3 + H 21000∼1100℃Si + 3HCl 分子晶体 sp 3 四面体形 N 原子
的2p 能级处于较稳定的半充满状态 Si-O 键 N 2O 8 A
112g N 晶胞中铁原子占据的体积为两个铁原子的体积，铁原子的半径为r pm ，如图所示，晶胞的棱长为=3r 3
，晶胞的
体积
=(3)3，空间利用率=V V ()()小球晶胞
=3
342πr 3r ⨯⨯⨯⎫⎪⎝⎭
×100%=68% 【解析】
【分析】
B 的基态原子的L 层、R 基态原子的M 层均有2个单电子，则最外层电子数可能为4或6，B 可能为
C 或O 元素，R 可能为Si 或S 元素，
D 是第Ⅷ族中原子序数最小的元素，应为Fe ，A 元素基态原子第一电离能比B 元素基态原子的第一电离能大，且A 的原子序数小于B ，则A 是N 元素、B 是O 元素，高纯度R 的单质在现代信息技术与新能源开发中具有极为重要的地位，则R 是Si 元素；
(1)D 是Fe 元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理书写基态D 原子的电子排布式；
(2)SiO 2和C 在高温下发生置换反应生成粗Si ，粗硅和HCl 在300℃条件下反应生成SiHCl 3，SiHCl 3和过量氢气在1000℃-1100℃条件下反应生成纯硅，③的反应为SiHCl 3和氢气的反应，生成Si 和HCl ，分子晶体熔沸点较低，该分子中Si 原子价层电子对个数是4且不孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Si 原子的轨道杂化类型及空间构型；
(3)原子轨道中电子处于全满、全空或半满最稳定；N 、O 两元素分别与Si 形成的共价键中，元素的非金属性越强，其形成的化合物中极性键的极性越强；等电子体中原子个数相等及价电子数相等；
(4)该晶胞是体心立方晶胞，该晶胞中Fe 原子个数=1+8×
18=2，其配合物是8，每个Fe 原子的质量=A M N ，则该晶胞质量就是两个Fe 原子质量，空间利用率 =V V ()()
小球晶胞。

【详解】
(1)D 是Fe 元素，其原子核外有26个电子，根据构造原理书写基态D 原子的电子排布式为
[Ar]3d 64s 2；
(2)SiO 2和C 在高温下发生置换反应生成粗Si ，粗硅和HCl 在300℃条件下反应生成SiHCl 3，SiHCl 3和过量氢气在1000℃-1100℃条件下反应生成纯硅，③的反应为SiHCl 3和氢气的反应，生成Si 和HCl ，反应方程式为SiHCl 3 +H 21000∼1100℃Si+3HCl ；分子晶体熔沸点较低，该物质熔沸点较低，则该物质晶体类型为分子晶体，该分子中Si 原子价层电子对个数是4且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断Si 原子的轨道杂化类型及空间构型分别为sp 3、四面体形；
(3)原子轨道中电子处于全满、全空或半满最稳定，N 原子的2p 能级处于较稳定的半充满状态，所以N 原子比O 原子第一电离能大；N 、O 两元素分别与Si 形成的共价键中，元素的非金属性越强，其形成的化合物中极性键的极性越强，因为O 元素的非金属性大于N ，则极性O-Si 键＞N-Si 键；等电子体中原子个数相等及价电子数相等，N 3-中含有3个原子、。