高考化学压轴题专题复习—原子结构与元素周期表的综合含答案

高考化学压轴题专题复习—原子结构与元素周期表的综合含答案

一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）

1．同一周期(短周期)各元素形成单质的沸点变化如下图所示(按原子序数连续递增顺序排列)。该周期部分元素氟化物的熔点见下表。

氟化物AF BF2DF4

熔点/K12661534183

(1)A原子核外共有_______种不同运动状态的电子、_______种不同能级的电子；

(2)元素C的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为__________；

(3)解释上表中氟化物熔点差异的原因：_______；

(4)在E、G、H三种元素形成的氢化物中，热稳定性最大的是_______（填化学式）。A、

B、C三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为______（填离子符号）。

【答案】11 4 AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH- NaF与 MgF2为离子晶体，离子之间以离子键结合，离子键是强烈的作用力，所以熔点高；Mg2+的半径比Na+的半径小，离子电荷比Na+多，故MgF2的熔点比NaF高；SiF4为分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，故SiF4的熔点低 HCl Na+>Mg2+>Al3+

【解析】

【分析】

图中曲线表示8种元素的原子序数(按递增顺序连续排列)和单质沸点的关系，H、I的沸点低于0℃，根据气体的沸点都低于0℃，可推断H、I为气体，气体元素单质为非气体，故为第三周期元素，则A为Na，B为Mg，C为Al，D为Si，E为P、G为S，H为Cl，I为Ar。

(1)原子中没有运动状态相同的电子，由几个电子就具有几种运动状态；

根据核外电子排布式判断占有的能级；

(2)氢氧化铝为两性氢氧化物，有酸式电离与碱式电离；

(3)根据晶体类型不同，以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答；

(4)同周期自左而右非金属性增强，非金属性越强氢化物越稳定；

电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小，据此解答。

【详解】

由上述分析可知：A为Na，B为Mg，C为Al，D为Si，E为P、G为S，H为Cl，I为Ar。

(1)A为Na元素，原子核外电子数为11，故共有11种不同运动状态的电子，原子核外电子排布式为1s22s22p63s1，可见有4种不同能级的电子；

(2)Al(OH)3为两性氢氧化物，在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用，电离方程式为：AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH-；

(3)NaF与MgF2为离子晶体，阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合，断裂化学键需消耗较高的能量，因此它们的熔沸点较高；由于Mg2+的半径比Na+的半径小，带有的电荷比Na+多，所以MgF2的熔点比NaF高；而SiF4为分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，破坏分子间作用力消耗的能量较少，故SiF4的熔点低；

(4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，元素的非金属性：Cl>S>P。元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物就越稳定，故HCl最稳定性，Na+、Mg2+、Al3+核外电子排布都是2、8，电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子来说，离子的核电荷数越大，离子半径越小，故离子半径Na+>Mg2+>Al3+。

【点睛】

本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用，根据图象信息判断出元素是解题关键，突破口为二、三周期含有气体单质数目。

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＞H2SiO3 cd 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．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；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。