高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案解析.docx

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高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案解析

2020-2021高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案解析

一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）

1．正电子、负质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反。

科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质—反物质。

1997年年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：

他们分别制造出9个和7个反氢原子。

这是人类探索反物质的一大进步。

（1）你推测反氢原子的结构是（____）

A．由1个带正电荷的质子与1个带负电荷的电子构成

B．由1个带负电荷的质子与1个带正电荷的电子构成

C．由1个不带电子的中子与1个带负电荷的电子构成

D．由1个带负电荷的质子与1个带负电荷的电子构成

（2）反物质酸、碱中和反应的实质是（____）

A．H-+OH+=H2OB．H++OH+=H2O

C．H-+OH-=H2OD．H++OH-=H2O

（3）若有反α粒子（α粒子即氦核），它的质量数为_________电荷数为_______。

【答案】BA42

【解析】

【分析】

根据反粒子特征和定义进行解答。

【详解】

（1）A.由一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成的，这是正常氢原子的构成，故A错误；

B.由一个带负电荷的质子和一个带正电荷的电子构成的， 符合反氢原子的构成,  故B正确；

C.由一个不带电的中子和一个带负电荷的电子构成的，不正确，因为反氢原子中电子带正电，故C错误；

D.由一个带负电荷的质子和一个带负电荷的电子构成，原子不显电性，不能都带负电荷。

故D错误。

答案：

B。

（2）酸碱中和反应是H+ +OH-=H2O，根据反物质的定义特征，可知反物质酸碱中和反应为H- +OH+= H2O，所以A符合题意，答案：

A；  

（3）已知a粒子质量数为4，带2个正电荷，因此反a粒子质量数为4,  电荷数为-2。

答案：

4；2。

【点睛】

根据反粒子的定义：

正电子、负质子等都属于反粒子；反粒子的特征：

它们跟普通电子、质子的质量、电荷量均相等，而电性相反进行解答。

2．如图是元素周期表中的前四周期，①～⑨为相应的元素，请从中选择合适的元素回答问题：

（1）根据元素原子的外围电子排布特征，元素周期表可划分为五个区域，元素⑦位于周期表的___区。

（2）写出元素③与元素⑤形成的稳定化合物的结构式______。

（3）②、⑥两元素形成的化合物其中心原子的杂化轨道类型为___。

（4）元素⑦与CO可形成X（CO）5型化合物，该化合物常温下呈液态，熔点为-20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断该化合物晶体属于____晶体（填晶体类型）。

（5）元素⑨的离子的氢氧化物不溶于水，但可溶于氨水，该离子与NH3间结合的作用力为____。

（6）将①、⑥形成的化合物溶于水，其与水间可能存在的氢键表示为____________（写一种即可）。

（7）金属⑦有δ、γ、α三种同素异形体，各晶胞如下图，则δ和α中原子的配位数之比为________。

【答案】dO=C=Osp2杂化分子配位键F－H…F、F－H…O、O－H…F、O－H…O4：

3

【解析】

【分析】

根据元素周期表可知①为H元素、②为B元素、③为C元素、④为N元素、⑤为O元素、⑥为F元素、⑦为Fe元素、⑧为Cu元素、⑨为Zn元素。

【详解】

（1）元素⑦为Fe元素，位于周期表的d区，故答案为：

d；

（2）元素③为C元素、元素⑤为O元素，其形成的稳定化合物为二氧化碳，结构式为：

O=C=O，故答案为：

O=C=O；

（3）②为B元素、⑥为F元素，两元素形成的化合物为BF3，中心原子是B，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数=3+0=3，杂化轨道类型为：

sp2杂化，故答案为：

sp2杂化；

（4）元素⑦为Fe元素、与CO可形成Fe（CO）5型化合物，该化合物常温下呈液态，熔点为-20.5 ℃，沸点为103 ℃，易溶于非极性溶剂，据此可判断该化合物晶体属于分子晶体，故答案为：

分子；

（5）元素⑨Zn元素，氢氧化物为Zn（OH）2不溶于水，但可溶于氨水，Zn2+离子与NH3间结合的作用力为配位键，故答案为：

配位键；

（6）①为H元素、⑥为F元素，形成的化合物为HF，溶于水，与水分子间可能存在的氢键表示为：

F－H…F、F－H…O、O－H…F、O－H…O，故答案为：

F－H…F、F－H…O、O－H…F、O－H…O；

（7）金属⑦为Fe，有δ、γ、α三种同素异形体，δ为体心立方，α为简单立方，原子的配位数之比为8：

6＝4：

3，故答案为：

4：

3。

【点睛】

金属晶体的原子堆积模型：

①简单立方堆积，空间利用率

，配位数6；②体心立方堆积，空间利用率

，配位数8；③六方最密堆积，空间利用率

，配位数12；④面心立方最密堆积，空间利用率

，配位数12。

3．A、B、C、D四种元素都是短周期元素。

A元素的离子具有黄色的焰色反应。

B离子带有2个单位正电荷，且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布。

H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰，D元素原子的电子层结构里，最外层电子数是次外层电子数的3倍。

根据上述条件回答：

（1）元素C位于第___周期第___族。

（2）A是___元素，B是___元素，D是___元素。

（3）A与D形成稳定的化合物的化学式为___，此化合物与水反应的化学方程式为___。

（4）C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为___。

【答案】三ⅦANaMgONa2O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

【解析】

【分析】

A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应，则A为Na元素；B离子带两个单位正电荷，且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布，则B为12号Mg元素；H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰，则C为Cl元素；D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍，则D原子核外有2个电子层，次外层为2，最外层电子为2×3=6，D为O元素，然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。

【详解】

根据上述分析可知A是Na元素，B是Mg元素，C是Cl元素，D是O元素。

（1）元素C是Cl，Cl原子核外电子排布为2、8、7，所以Cl元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族；

（2）根据上述分析可知：

A是Na元素，B是Mg元素，D是O元素；

（3）A是Na，D是O，Na与O形成的稳定化合物为Na2O2，Na2O2与水反应产生NaOH和O2，反应的化学方程式为：

2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑；

（4）元素C是Cl，Cl元素的单质Cl2是有毒气体，可以与NaOH在溶液中反应产生NaCl、NaClO和H2O，反应方程式为：

Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，离子方程式为：

Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O，所以用NaOH溶液吸收氯气可消除氯气对环境造成的污染。

【点睛】

本题考查了元素的位置、结构、性质的关系及应用。

正确推断各元素为解答本题的关键，要明确元素周期表结构、元素周期律的内容，并结合元素及其单质、化合物的性质进行解答。

4．A、B、C为电子层数小于或等于3的元素，A元素原子M层电子数为K层电子数的

，B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子数的

。

由此推断三种元素原子的核电荷数及元素名称分别是A__________;B________;C________。

【答案】11、钠16、硫8、氧

【解析】

【分析】

电子层从里向外依次是K、L、M、N，据此分析；A元素原子M层电子数为K层电子数的

，则M层有一个电子，据此分析；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，则M层电子数为8-2=6，据此分析；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子数的

，L层稳定结构含有8个电子，据此分析解答。

【详解】

A元素原子M层电子数为K层电子数的12，则M层有1个电子，所以A元素为钠元素，其核电荷数为11；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，则M层电子数=8-2=6，所以B元素为硫元素，其核电荷数为16；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子数的13，L层的稳定结构为8电子结构，则L层电子数为6，所以C元素为氧元素，其核电荷数为8，故A的元素名称为钠，B的元素名称为硫，C的元素名称为氧，故答案为11、钠；16、硫；8、氧。

【点睛】

注意题目要求是元素名称，不能写元素符号，学生容易写错。

5．有关物质存在如图所示的转化关系，已知C、G、H为中学常见的单质，其中G固态时呈紫黑色，C、H在通常状况下为气体，实验室常用E在B的催化加热下制单质H。

（1）写出B物质的名称_______________________；

（2）写出①的化学反应方程式___________________________________________________；

（3）写出②的离子方程式_____________________________________________________________；

（4）在D溶液中通入C后的溶液中，分离出G的操作名称是_______________________。

【答案】二氧化锰MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O6I-+ClO3-+6H+=3I2+Cl-+3H2O萃取

【解析】

【分析】

G为紫黑色固体单质，且是常见单质，则G是碘单质；实验室常用E在B的催化加热下制单质H，实验室需要催化剂制取的气体单质只有氧气，所以H为O2，常用氯酸钾在二氧化锰的催化下加热分解制取氧气，所以B为MnO2，E是KClO3；浓A溶液与B（二氧化锰）加热可以生成气体单质C，则A为HCl，气体C为Cl2，氯气可以与D（含I-溶液）反应生成碘单质，且D与HCl、KClO3反应生成碘单质，根据元素守恒可知F为KCl溶液，则D为KI溶液。

【详解】

（1）根据分析可知B为二氧化锰，故答案为：

二氧化锰；

（2）该反应为浓盐酸与二氧化锰共热制取氯气的反应，故答案为：

MnO2+4HCl（浓）=MnCl2+Cl2↑+2H2O；

（3）该反应为KI在酸性环境中与KClO3发生归中反应生成碘单质的反应，故答案为：

6I-+ClO3-+6H+=3I2+Cl-+3H2O；

（4）通过萃取可将碘单质从溶液中分离，故答案为：

萃取。

【点睛】

实验室制取氧气的反应有:

1、加热高锰酸钾，化学式为：

2KMnO4===（△）K2MnO4+MnO2+O2↑；

2、用催化剂MnO2并加热氯酸钾，化学式为:

2KClO3

2KCl+3O2↑；

3、双氧水在催化剂MnO2（或红砖粉末，土豆，水泥，铁锈等）中，生成O2和H2O，化学式为:

2H2O2

2H2O+O2↑；

6．A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应。

B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布；5.8gB的氢氧化物恰好能与100mL2mol·L-1盐酸完全反应；B原子核中质子数和中子数相等。

H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰。

D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍。

根据上述条件完成下列问题：

（1）C元素位于第______周期第_____族，它的最高价氧化物的化学式为____。

（2）A元素是_____，B元素是_____，D元素是_____。

（填元素符号）

（3）A与D形成稳定化合物的化学式是______，该化合物中存在的化学键类型为___，判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是______。

（4）C元素的单质有毒，可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收，其离子方程式为______。

【答案】三ⅦACl2O7NaMgONa2O2离子键和（非极性）共价键看表面颜色是否变白Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

【解析】

【分析】

A、B、C、D四种元素都是短周期元素，A元素的离子具有黄色的焰色反应，则A为Na元素；5.8gB的氢氧化物恰好能与100mL2mol/L盐酸完全反应，n（H+）=n（OH-），设B的化合价为x，摩尔质量为y，则

×x=0.2，显然x=2，y=24符合，B原子核中质子数和中子数相等，则B的质子数为12，即B为Mg元素；H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰，则C为Cl元素；D元素原子的电子层结构中，最外层电子数是次外层电子数的3倍，则次外层为2，最外层为6符合，即D为O元素，然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。

【详解】

根据上述分析可知A是Na，B是Mg，C是Cl，D是O元素。

（1）C是Cl元素，Cl原子核外电子排布为2、8、7，根据原子核外电子排布与元素位置的关系可知：

Cl位于元素周期表第三周期第ⅦA族，Cl最外层有7个电子，最高化合价为+7价，其最高价氧化物为Cl2O7；

（2）根据以上分析可知A是Na元素，B是Mg元素，D是O元素；

（3）A、D两种元素形成的稳定氧化物是Na2O2，该物质属于离子晶体，含有离子键和非极性共价键。

过氧化钠为淡黄色，Na2O2容易与空气中的CO2、H2O发生反应，若变质，最终会变为白色的Na2CO3，所以判断该化合物在空气中是否变质的简单方法是看表面颜色是否变白；

（4）C是Cl元素，其单质Cl2是有毒气体，可根据Cl2能够与NaOH溶液反应的性质除去，反应的离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。

【点睛】

本题考查了元素及化合物的推断、元素的位置与原子结构及性质的关系。

明确元素的推断是解答本题的关键，掌握元素的位置、结构、性质的关系及应用，熟悉元素及其单质、化合物的性质即可解答。

7．有X、Y、Z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１对电子。

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ⅢA族

HClO4

0.1

【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ⅢA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：

；

（7）标准状况下，2.24LZ单质与足量氢氧化钙完全反应:

，电子转移总数

。

8．X、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】1s22s22p4HNO3三角锥形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1s22s22p63s23p63d54s2，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0.2molClO2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．下表是元素周期表的一部分，表中序号分别代表某一元素。

请回答下列问题。

周期

ⅠA

ⅡA

ⅢA

ⅣA

ⅤA

ⅥA

ⅦA

0

2

3

（1）①—⑩中，最活泼的金属元素是___________________（写元素符号）；最不活泼的元素是_______（写元素符号）。

（2）④、⑤的简单离子，其半径更大的是________（写离子符号）。

（3）⑧、⑨的气态氢化物，更稳定的是_________（填化学式）。

（4）元素的非金属性：

①_______⑦（填“>”或“<”）。

（5）①—⑨的最高价氧化物的水化物中：

酸性最强的是___________（填化学式），既能与酸反应又能与碱反应的是___________（填化学式）．

【答案】NaArF-HCl>HClO4Al（OH）3

【解析】

【分析】

由元素在周期表中位置可知，①为C元素、②为N元素、③为O元素、④为F元素、⑤为Na元素、⑥为Al元素、⑦为Si元素、⑧为S元素、⑨为Cl元素、⑩为Ar元素。

【详解】

（1）①—⑩中，最活泼的金属元素是左下角的Na元素，最不活泼的元素为0族元素Ar元素，故答案为：

Na；Ar；

（2）氟离子和钠离子电子层结构相同，电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径越小，则氟离子半径大于钠离子，故答案为：

F-；

（3）元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，氯元素的非金属性强于硫元素，则氯化氢的稳定性强于硫化氢，故答案为：

HCl；

（4）同主族元素，从上到下非金属性依次减弱，则碳元素的非金属性强于硅元素，故答案为：

>；

（5）①—⑨的最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是高氯酸；氢氧化铝是两性氢氧化物，既能与酸反应又能与碱反应，故答案为：

HClO4；Al（OH）3。

【点睛】

注意对元素周期表的整体把握，注意位置、结构、性质的相互关系是解答关键。

10．下图是元素周期表的一部分：

①

④

⑤

⑥

②

③

⑦

⑧

Fe

Ⅰ．用化学用语回答下列问题：

（1）①、②、⑥形成的化合物中存在的化学键类型有________。

（2）④、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_______。

（3）写出②的离子结构示意图为__________。

（4）Y由②⑥⑧三种元素组成，它的水溶液是生活中常见的消毒剂。

Y的水溶液与洁厕灵混合使用会产生一种有毒气体，该反应的离子方程式为_______。

Ⅱ．A、B、C、D都是中学化学中常见的物质，其中A、B、C均含有同一种元素，在一定条件下相互转化关系如下（部分反应中的水已略去）。

根据题意回答下列问题：

（1）若A是一种金属单质，C是淡黄色固体，写出C的一种用途_____；

（2）若A、B、C均为化合物且含有同一种金属元素，D是会造成温室效应的一种气体，请写出D的电子式_____，A和C反应的离子方程式___。

（3）若D是一种常见的过渡金属单质，原子核内有26个质子，向C的水溶液中滴加AgNO3溶液，产生不溶于稀HNO3的白色沉淀，检验此C溶液中金属离子的方法是________；又知在酸性溶液中该金属离子能被双氧水氧化，写出该反应的离子方程式_________。

【答案】离子键、共价键HClO4>H2SO4>H2CO3

ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O强氧化剂或供氧剂

HCO3-+OH-=CO32-+H2O先加KSCN，无现象，后滴加氯水，溶液呈血红色2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O

【解析】

【分析】

由表中元素所在的位置，可确定①、②、③、④、⑤、⑥、⑦、⑧分别为H、Na、Al、C、N、O、S、Cl元素。

【详解】

Ⅰ．

（1）①、②、⑥形成的化合物为NaOH，由此可确定其中存在的化学键为离子键、共价键；

（2）④、⑦、⑧的最高价含氧酸分别为H2CO3、H2SO4、HClO4，非金属性Cl>S>C，则酸性由强到弱的顺序为HClO4>H2SO4>H2CO3；

（3）②的离子为Na+，其原子核外有2个电子层，最外层达8电子稳定结构，则其离子结构示意图为

；

（4）Y为NaClO，其水溶液与洁厕灵（HCl）混合使用会产生一种有毒气体Cl2，由此可写出该反应的离子方程式为ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O；

Ⅱ．

（1）C是淡黄色固体，则其为Na2O2，它的用途为强氧化剂或供氧剂；

（2）D是会造成温室效应的一种气体，则其为CO2，电子式为

，A为NaOH，C为NaHCO3，则NaOH和NaHCO3反应的离子方程式为HCO3-+OH-=CO32-+H2O；

（3）若D是一种常见的过渡金属单质，原子核内有26个质子，则其为Fe。

A为Cl2，B为FeCl3，C为FeCl2。

检验FeCl2中Fe2+的方法是先加KS