高考化学原子结构与元素周期表(大题培优)附详细答案

高考化学原子结构与元素周期表(大题培优)附详细答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1．我国科学家受中医启发，发现As2O3（俗称砒霜）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：2NH4NO3→2N2↑+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；(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2NH4NO3→2N2↑+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)①NH2COO−的电子式为；②pH=11的氨水中，c（H+）=10-11mol/L，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。

2．下表是元素周期表的一部分，针对表中用字母标出的元素，回答下列问题：（除特别注明外，其它一律用化学式表示）（1）由E形成的物质中硬度最大的是___（填名称），属于___（填“晶体类型”）。

（2）最高价氧化物水化物中碱性最强的化合物的电子式是___，该碱溶液与D的最高价氧化物反应的离子方程式___。

（3）常用作光导纤维的是___。

（4）G、H、I形成的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序___。

（5）H、J、K的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序___。

（6）I、J、K三种元素形成的离子，离子半径由大到小的顺序是___。

（7）元素I的氢化物的结构式为___；该氢化物常温下和元素K的单质反应的化学方程式为___。

【答案】金刚石原子晶体 2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O SiO2 H2O＞NH3＞PH3 HClO4＞H2SO4＞H3PO4 S2-＞Cl-＞O2- H—O—H Cl2＋H2O ƒ HClO＋HCl【解析】【分析】根据元素周期表可知，A为氢元素，B为钠元素，C为镁元素，D为铝元素，E为碳元素，F 为硅元素，G为氮元素，H为磷元素，I为氧元素，J为硫元素，K为氯元素，L为氩元素。

【详解】（1）E为碳元素，形成的物质中硬度最大的是金刚石，属于原子晶体，故答案为：金刚石；原子晶体；（2）同周期元素从左到右，金属性逐渐减弱，同主族元素，从上到下，金属性逐渐增强，可知钠金属性最强，对应的碱为氢氧化钠，其电子式为，D为铝元素，其最高价氧化物为氧化铝，氧化铝有两性，与氢氧化钠反应的离子反应方程式为2OH-+Al 2O 3=2AlO 2-+H 2O ，故答案为：；2OH -+Al 2O 3=2AlO 2-+H 2O ；（3）二氧化硅常用作光导纤维，故答案为：SiO 2；（4）同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱，则非金属性O ＞N ＞P ，非金属性强的元素对应的氢化物越稳定，则稳定性H 2O ＞NH 3＞PH 3，故答案为：H 2O ＞NH 3＞PH 3；（5）同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性Cl ＞S ＞P ，非金属性强的元素对应的最高价含氧酸的酸性强，则酸性HClO 4＞H 2SO 4＞H 3PO 4，故答案为：HClO 4＞H 2SO 4＞H 3PO 4；（6）S 2-、Cl -均有三个电子层，核外电子排布相同，则核电荷数小的离子半径大，即S 2-＞Cl -，O 2- 有两个电子层，比S 2-、Cl -的离子半径都小，则S 2-＞Cl -＞O 2-，故答案为：S 2-＞Cl -＞O 2-；（7）元素I 的氢化物为水，结构式为H —O —H ，水在常温下和氯气反应的化学方程式为Cl 2＋H 2O ƒ HClO ＋HCl ，故答案为：H —O —H ；Cl 2＋H 2O ƒ HClO ＋HCl 。

3．离子化合物AB 2的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB 2中含54 mol 电子，且有下列反应：①H 2＋B 2−−−→点燃 C ②B 2＋X →Y ＋AB 2＋H 2O ③Y ＋C →AB 2＋Z ，Z 有漂白作用。

根据上述条件回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：AB 2________，X________，Y________，Z________。

(2)用电子式表示AB 2的形成过程：________________________。

(3)写出反应②的化学方程式：_______________________。

【答案】CaCl 2 Ca(OH)2 Ca(ClO)2 HClO2Cl 2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl 2＋2H 2O【解析】【分析】离子化合物AB 2的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB 2中含54 mol 电子，则A 2+、B -离子中含有的电子数目均为18个，AB 2为氯化钙，A 为钙元素，B 为氯元素，则①H 2＋Cl 2−−−→点燃HCl ，C 为HCl ；②Cl 2＋X →Y ＋CaCl 2＋H 2O ，X 为Ca(OH)2，Y 为Ca(ClO)2；③Ca(ClO)2＋HCl →CaCl 2＋Z ，Z 有漂白作用，Z 为HClO 。

【详解】（1）由分析可知AB 2为CaCl 2，X 为Ca(OH)2，Y 为Ca(ClO)2，Z 为HClO 。

，故答案为：CaCl 2；Ca(OH)2；Ca(ClO)2；HClO ；（2）AB 2的形成过程用电子式表示为，故答案为：；（3）②的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，故答案为：2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O。

【点睛】常见18电子的离子有K+、Ca2+、Cl‾、S2−、HS-等。

4．有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，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18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-+H 2O 。

【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。

5．元素周期表前四周期的元素a 、b 、c 、d 、e ，原子序数依次增大。