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1、2020-2021 高考化学专题训练 - 原子结构与元素周期表的综合题分类及答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1 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
2、 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)SiO 晶体的熔点比 BF 晶体 _(选填“高”、“低” )。23【答案】 OB、 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；(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 B F 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
3、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Na Mg Al SiB O，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：；(3)BF3 分子中三根 B F 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。2 下表是元素周期表的一部分，针对表中
4、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
5、原子晶体2OH-232-2223+Al O =2AlO+H OSiOH O NH 3424342- Cl- O2-HOH22?HClO HClPHHClOHSO H POSCl H O【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，
6、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-2 32 - 2-2 32-2O；+Al O =2AlO +H O，故答案为：； 2OH +Al O =2AlO+H（ 3）二氧化硅常用作光导纤维，故答案为：SiO2；（ 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H2ONH3 PH3 ，故答案为： H2O NH3 PH3；（5）同周期元素从左到右非金属性逐渐增强，则非金属性ClS P，非金属性强的元素对
7、应的最高价含氧酸的酸性强，则酸性HClO4 H2SO4 H3PO4，故答案为： HClO4 H2SO4H3PO4；（6） S2-、 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S2-Cl-， O2- 有两个电子层，比S2- 、Cl-的离子半径都小，则S2- Cl- O2-，故答案为：S2- Cl-O2-；（7）元素 I 的氢化物为水，结构式为HOH，水在常温下和氯气反应的化学方程式为Cl2 H2O ?HClO HCl，故答案为： HOH； Cl2 H2O ?HClO HCl。3 离子化合物AB2 的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB2 中含 54 mol 电子，
8、且有下列反应：H点燃CB X Y AB H OY C AB Z， Z 有漂白作用。B222222根据上述条件回答下列问题：(1)写出下列物质的化学式：AB _， X_， Y_， Z_。2(2)用电子式表示AB2 的形成过程： _。(3)写出反应的化学方程式：_ 。【答案】 CaCl222Ca(OH)Ca(ClO) HClO2Cl 2Ca(OH) =Ca(ClO) CaCl 222222H O【解析】【分析】离子化合物 AB2 的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB2 中含54 mol 电子，则 A2+、 B-离子中含有的电子数目均为18 个， AB2 为氯化钙， A 为钙元素， B 为氯
9、元素，则 H2Cl2点燃HCl， C 为 HCl； Cl2 X Y CaCl2 H2O， X 为 Ca(OH)2， Y 为 Ca(ClO)2； Ca(ClO)2HCl CaCl2 Z， Z 有漂白作用， Z 为 HClO。【详解】（1）由分析可知 AB2 为 CaCl2， X 为 Ca(OH)2， Y 为 Ca(ClO)2， Z 为 HClO。，故答案为：CaCl2； Ca(OH)2 ；Ca(ClO)2；HClO；（2） AB2 的形成过程用电子式表示为，故答案为：；（3）的化学方程式为2Cl22Ca(OH)2 Ca(ClO)2CaCl2 2H2O，故答案为：2Cl2=2Ca(OH)2 =Ca
10、(ClO)2 CaCl2 2H2O。【点睛】常见 18 电子的离子有K+、 Ca2+、 Cl、 S2- 、 HS-等。4A、 B、 C、 D、 E 五种短周期元素，它们的原子序数依次增大； A 原子核内无中子； B 元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能反应生成盐 F； D 与 A 同主族，且与 E 同周期； E 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3 ， A、 B、 D、 E 这四种元素，每一种4与 C 元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物请回答下列问题：（ 1） C 元素在元素周期表中的位置是 _； C、 D、E 三种元素简单离子半径由大到小的顺序为： _(用离子符号表示
11、 )。（2）写出分别由A、 D 与 C 形成的原子个数比为1： 1 的化合物的电子式_、 _。（3） A 与 C、 E 间分别形成甲、乙两种共价化合物，且甲有10 个电子，乙有18 个电子，则沸点较高的是_ (填化学式 )。（4） F 含有的化学键类型是_、_。（5） D 和 C 形成的一种化合物能与离子方程式为 _。A 和C 形成的一种化合物反应产生C 单质，该反应的【答案】第二周期VIA 族S2- O2-Na+H2O离子键极性共价键 2Na2 22+-2O +2HO=4Na +4OH +O 【解析】【分析】A 原子核内无中子，则A 为氢元素； B 元素的最高价氧化物对应水化物与其氢化物能反
12、应生成盐 F， B 为氮元素， F 为硝酸铵； E 元素原子的最外层电子数是其次外层电子数的3 ，4则 E 为硫元素，在第三周期；D 与 A 同主族，且与 E 同周期，则 D 为钠元素； A、B、 D、 E这四种元素，每一种与C 元素都能形成元素的原子个数比不相同的若干种化合物，则C 为氧元素。【详解】（1） C 为氧元素，在元素周期表中的位置是第二周期VIA 族； Na+、 O2-、 S2-离子半径由大到小的顺序为 S2- O2-Na+，故答案为：第二周期VIA 族； S2- O2-Na+；（2）由 H、Na 与 O 形成的原子个数比为1： 1 的化合物分别为H2O2、 Na2O2，其电子式
13、分别为、，故答案为：；（ 3） H 与 O、 S间分别形成 H2O、H2S 两种共价化合物，因为水分子间存在氢键，则沸点较高，故答案为： H2O；（ 4） F 为硝酸铵，含有离子键和极性共价键，故答案为：离子键、极性共价键；（ 5）过氧化钠与水反应能生成氧气，则该反应的离子方程式为2Na2O2 +2H2O=4Na+4OH-+O2，故答案为： 2Na2O2+2H2 O=4Na+4OH-+O2。【点睛】比较离子半径可以用“先层后核再电子 ”进行比较， S2-有三个电子层，则半径最大，Na+、 O2-有两个电子层，但氧的序数小于钠的序数，则O2- 的离子半径大于 Na+，所以 S2- O2-Na+。
14、5 下表为元素周期表的一部分，请参照元素在表中的位置，回答下列问题：(1)地壳中含量居于第二位的元素在周期表中的位置是_。(2)的最高价氧化物的分子式为_。(3)、中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物，写出符合要求的一种化合物的电子式 _。(4)W 是第四周期与同主族的元素。据此推测W 不可能具有的性质是_A 最高正化合价为 +6B 气态氢化物比 H2S 稳定C 最高价氧化物对应水化物的酸性比硫酸弱D单质在常温下可与氢气化合(5)已知 X 为第 A 族元素 (第一到第四周期 )，其原子序数为a， Y 与 X 位于同一周期，且为第 A 族元素，则 Y 的原子序数 b 与 a 所有可
15、能的关系式为_。【答案】第三周期第 A 族 CO2NaOH：2 2或 Na O ：BD b=a+1 或 b=a+11【解析】【分析】由元素在周期表中的位置可知：为H、为 C、为 N、为 O、为 Na、为 Al、为 Si、为 Cl。(1)地壳中含量居于第二位的元素为Si；(2)表示 C 元素，根据元素最高化合价等于原子最外层电子数等于原子序数分析；(3)由 H、 O、 Na 中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物有NaOH、 Na O22等；(4)W 是第四周期与同主族元素，是O 元素，则 W 为 Se 元素，根据元素周期律分析判断；(5)根据元素周期表的位置与原子序数关系分析解答。
16、【详解】由元素在周期表中的位置可知：为H、为 C、为 N、为 O、为 Na、为 Al、为 Si、为 Cl。(1)地壳中含量居于第二位的元素为Si， Si 原子核外电子排布为2、 8、4，所以 Si 处于元素周期表中第三周期第A 族；(2)表示C 元素，C 原子最外层有4 个电子，所以其最高价氧化物的分子式为CO2；(3)由H、 O、 Na 中的某些元素可形成既含离子键又含共价键的离子化合物有NaOH、 Na2O2等，其中NaOH 的电子式为：， Na2O2 的电子式为：；(4)W 是第四周期与同主族元素，是O 元素，则A. Se 原子最外层有6 个电子，所以其最高正化合价为W 为 Se 元素。
17、+6，A 正确；B. 元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物的稳定性就越强，由于元素的非金属性：SSe，所以气态氢化物稳定性：H2SH2Se， B 错误；C. 同一主族的元素原子序数越大，元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强。由于非金属性 SSe，所以 H2SeO4Se， S与H2反应需在加热条件下进行，则Se 单质与H2 反应要求温度会更高，在常温下不可能与H2 化合， D 错误；故合理选项是BD；(5)X 原子序数为a，Y 原子序数为b，若 X 位于第二周期第A 族元素，或X 位于第三周期第 IIA 族，则其同一周期第IIIA 的元素Y 原子序数为b=a+1；若X 位于第
18、四周期第A 族元素，由于第IIA 族、第IIIA 族之间增加了7 个副族和1 个第VIII 族元素，共10 纵行，所以其同一周期第IIIA 的元素Y 原子序数为b=a+10+1=a+11。【点睛】本题考查元素周期表与元素周期律、无机物推断、常用化学用语、元素化合物性质等，掌握元素周期表的结构、元素周期律是正确判断解答的关键，注意元素周期表的结构。一般情况下同一周期相邻主族元素原子序数相差1，但第IIA、第IIIA 有特殊性，还与其在周期表的周期序数有关。在比较同一周期第IIA、第IIIA 元素的原子序数时，若元素位于元素周期表第二、三周期时，原子序数相差1；若元素位于元素周期表第四、五周期时，
19、由于在第 IIA 与第 IIIA 之间增加了7 个副族和 1 个第 VIII 族，共 10 个纵行，元素的原子序数相差11；若元素位于第六周期，在第IIIB 是 15 种镧系元素，在第七周期在第IIIB 是 15 种锕系元素，元素的原子序数相差25。6 下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一化学元素。（1）下列 _（填写编号）组元素的单质可能都是电的良导体。a、 c、 h b、 g、 k c、h、 l d、 e、 f（ 2）以上 13 种元素中， _（填写字母）元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。 i 在周期表中的位置 _ 。（ 3）如果给核外电子足够的能量，这些电子便会摆
20、脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响：原子核对核外电子的吸引力；形成稳定结构的倾向。下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量（kJmol 1）；锂XY失去第一个电子519502580失去第二个电子729645701820失去第三个电子1179969202750失去第四个电子955011600通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量_。表中X 可能为以上13 种元素中的_（填写字母）元素。用元素符号表示X 和j 形成化合物的化学式_。Y 是周期表中 _族元素。【答案】m第三周期 A 族L
21、i 原子失去1 个电子后形成稳定结构，此时再失去1个电子很困难aNa2O 和 Na2 O2 A【解析】【分析】(1)金属是导体 (锗是半导体 )，石墨是导体；(2)越容易失去第一个电子，第一电离能越小；(3)根据电离能的大小结合原子核外电子排布判断可能的元素种类，注意电离能的大小能判断出元素的化合价，即最外层电子数。【详解】根据元素周期表中元素的分布知识，可以知道a 是Na， b 是H， c 是Mg，d是Sr， e 是Sc， f是Al， g 是Ge， h是C，j是O， i是P，k是Sb， l 是Cl， m是 Ar；(1)金属是电的良导体，石墨棒是电的良导体，金属有故答案为：；Na、 Mg、 S
22、r、Sc、 Al，锗是半导体，(2)从题目所给信息知道，原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关，还与形成稳定结构的倾向有关结构越稳定失电子所需能量越高，在所给13 种元素中，处于零族的m 元素已达8e-的稳定结构，因此失去核外第一个电子需要的能量最多；i 是P，位于元素周期表的第三周期A 族；(3)锂原子核外共有3 个电子，其中两个在K 层， 1 个在L 层，当失去最外层的一个电子后，锂离子处于稳定结构，根据题给信息可知，要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构，因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量；由表中数据可知：X 失去第 2 个电子所需能量远大于失
23、去第一个电子所需的能量(9 倍多)，而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍，故第一个电子为最外层的1个电子，而其他几个电子应处于内层；结合所给的周期表知，X 应为 a，即钠元素，和j 即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O 和 Na2O2；由表中所给Y 的数据可知， Y 失去第 1、 2、 3 个电子所需能量差别不大，而失去第4 个电子所需能量远大于失去第3 个电子所需的能量，因此Y 元素的最外层有3 个电子，即为A 族的元素 Al。7 某元素原子的电子排布式为Ar 3d104s2 4p1 ，根据原子核外电子排布与元素在元素周期表中的位置关系，完成下列各题：(1)该元素处于元素周
24、期表的第_周期，该周期的元素种数是_；(2)该元素处于元素周期表的第_族，该族的非金属元素种数是_。(3)试推测该元素处于元素周期表的_区，该区包含族的种类是_。【答案】四18 A1pA A 族、 0 族【解析】【分析】(1)电子层数 =周期数，由核外电子排布可知，该元素处于第四周期，含有18 种元素；(2)根据外围电子排布可知，为主族元素，主族族序数=最外层电子数，非金属性元素的最外层电子数大于电子层数，据此判断；(3)根据价层电子排布为4s24p1，可以确定该元素在p 区， A A 族、零族。【详解】(1)根据元素原子有 4 个电子层容纳电子，则该元素处于第四周期，该周期元素原子的电子排布
25、式为 Ar3d 1-104s1-24p1-6，故共有 18 种元素；(2)由外围电子排布为4s24p1，可知该元素处于p 区，为主族元素，最外层电子数为3，处于 A 族，本族元素只有一种非金属元素-硼；(3)由外围电子排布为4s24p1，可知该元素处于p 区，由该区元素的价层电子的电子排布为ns24p1-6，可以确定所包含元素族的种数为 A A 族、零族。【点睛】对于主族元素，最外层电子数等于族数，周期数等于电子层数。8 有X YZ三种短周期元素，已知X原子L层电子比M层电子多2个，Y3+离子电子层、 、结构与 Ne 相同； Z 与 X 处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用对电子。
26、试回答：（ 1）写出元素 X 名称 ： _ ；（ 2）写出 Y 元素在元素周期表的位置 _ ;（ 3）画出元素 Z 的原子结构示意图： _ ；（4） Z 元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是（写化学式）_；（ 5） X 的氢化物的电子式为 _；（ 6）写出 Y 单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式_；（7）标准状况下，2.24LZ 单质与足量氢氧化钙完全反应时，电子转移总数为_mol 。【答案】硫第 3 周期第A 族HClO42Al+2NaOH+2H 2O=2NaAlO 2 +3H 20.1【解析】【分析】已知X 原子L 层电子比M 层电子多2 个，则X 为 S； Y3+离子电子层结构与Ne
27、 相同，则Y为 Al； Z 与 X 处于同一周期，其气态单质是双原子分子，两原子共用1 对电子，则Z 为Cl，以此答题。【详解】经分析，X 为S， Y 为Al，Z 为Cl；（1）元素 X 名称为硫；（2） Y 元素在元素周期表的位置第3 周期第A 族；（3）元素Z 的原子结构示意图为：；（4） Z 元素所在主族的元素形成的含氧酸酸性最强的是HClO4；（5） X 的氢化物为H2S 其电子式为：；（6） Y 单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式：2Al+2NaOH+2H（7）标准状况下，2.24L Z 单质与足量氢氧化钙完全反2O=2NaAlO2 +3H 2；应: 2Cl 22Ca OH2 =CaC
28、l2CaClO2 2H 2O ，电子转移总数N=nNA =V1N A =2.24L1N A =0.1N A。Vm22.4L/mol9A、 B、 C、 D 为原子序数依次增大短周期元素，A 的最外层电子数是其电子层数2 倍； B的阴离子和 C 的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体 E； D 的 L 层电子数等于其它电子层上的电子数之和。(1)A 元素名称为 _， D 在周期表中的位置_，离子半径大小B_C(填 “ ”“或 同素异形体水分子间存在氢键离子键和非极性共价键 离子化合物2H2 222O2H O+O 【解析】【分析】短周期元素 A、B、C、 D 原子序数依
29、次增大，A 的最外层电子数是其电子层数2 倍，则 A原子核外有2 个电子层，核外电子排布是2、 4， A 是 C 元素； B 的阴离子和 C 的阳离子具有相同的电子层结构，两元素的单质反应，生成一种淡黄色的固体E，淡黄色固体E 是Na2O2，则 B 是 O 元素、 C是 Na 元素； D 的 L 层电子数等于K、 M 两个电子层上的电子数之和，则 D 原子 M 层电子数为6，则 D 为 S元素。然后根据元素的原子结构及形成的化合物的性质，结合元素周期律分析解答。【详解】根据上述分析可知：A 是 C 元素， B 是 O 元素， C 是 Na 元素， D 是 S 元素，淡黄色的固体E 是 Na2O
30、2。(1)A 是 C 元素，元素名称为碳； D 是 S 元素，原子核外电子排布为2、 8、6，则 S 在元素周期表中位于第三周期第VIA 族； O2-、 Na+核外电子排布是 2、 8，二者电子层结构相同，对于电子层结构相同的离子来说，核电荷数越大，离子半径就越小，所以离子半径O2-Na+；(2)氧元素形成的单质有O2、 O3，二者是由同一元素形成的不同性质的单质，互为同素异形体； B 的氢化物 H2O 和 D 的氢化物H2S 结构相似，由于在H2O 分子之间存在氢键，增加了分子之间的吸引力，使得物质的熔沸点升高，故物质的沸点：H2OH2S；(3)E 是 Na2 O2，该物质是离子化合物， 2
31、 个 Na+与 O22-之间通过离子键结合，在阴离子O22-中 2 个 O 原子之间通过共价键结合；(4)C 与 D 的二元化合物Na2S 是离子化合物， Na+与 S2- 通过离子键结合，用电子式表示其形成过程为：。(5)H 与 O 分别形成10电子分子是 H2O，形成的 18 电子分子是 H2O2， 18 电子分子 H2O2 不稳定，容易分解为H2 O 和 O2 ，反应的化学方程式为： 2H2O22H2O+O2。【点睛】本题考查位置结构性质的相互关系及应用，涉及原子结构、元素周期表结构、物质性质等知识点，熟练掌握元素化合物、元素周期律等知识点，侧重考查学生分析与应用能力。10 下表是元素周
32、期表的一部分，回答下列有关问题：1）写出下列元素符号：_，_， ?_。（，（ 2）在这些元素中，最活泼的金属元素是 _，最活泼的非金属元素是 _，最不活泼的元素是 _。（ 3）在这些元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是_，碱性最强的是_，呈两性的氢氧化物是 _ ，写出三者之间相互反应的化学方程式_。（4）在这些元素中，原子半径最小的是_，原子半径最大的是_。（5）在与中，化学性质较活泼的是_，怎样用化学实验证明？答：_。在与 ? 中，化学性质较活泼的是_，怎样用化学实验证明？答：_。【答案】 N SiSCa K F ArHClO4KOH3344 32Al(OH)Al(OH) +3HCl
33、O =Al(ClO ) +3H O、Al(OH) +KOH=KAlO +2H O、 KOH+HClO=KClO+H OF KNa 与 H O反应： Na 与水剧烈反3224422应， Mg 与水不反应Cl 将 Cl2 通入到 NaBr 溶液中，溶液由无色变为橙色，说明Cl 的化学性质比 Br 的活泼【解析】【详解】（ 1）根据元素周期表的结构可知：、 ? 分别在第二周期 VA、第三周期 IVA、第三周期 VIA 和第四周期 IIA，则、 ? 分别为 N、 Si、 S、 Ca；（ 2）根据元素周期表性质的递变规律，最活泼的金属应在第IA，最活泼的非金属应在第VIIA，惰性气体最不活泼，则在I A 元素Na（）和K（）中K 最活泼；在VII A族元素F（）、Cl（）和Br（?）中， F 最活泼；最不活泼的是即Ar；（3）元素的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的必是非金属性