化学化学原子结构与元素周期表的专项培优 易错 难题练习题.docx
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化学化学原子结构与元素周期表的专项培优易错难题练习题
【化学】化学原子结构与元素周期表的专项培优易错难题练习题
一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)
1.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-+H2OSiO2H2O>NH3>PH3HClO4>H2SO4>H3PO4S2->Cl->O2-H—O—HCl2+H2O
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-+Al2O3=2AlO2-+H2O,故答案为:
;2OH-+Al2O3=2AlO2-+H2O;
(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H2O>NH3>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HClO4>H2SO4>H3PO4,故答案为:
HClO4>H2SO4>H3PO4;
(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H—O—H,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:
H—O—H;Cl2+H2O
HClO+HCl。
2.下表标出的是元素周期表的一部分元素,回答下列问题:
(1)表中用字母标出的14种元素中,化学性质最不活泼的是____________(用元素符号表示,下同),金属性最强的是___________,非金属性最强的是___________,常温下单质为液态的非金属元素是_________,属于过渡元素的是______________(该空用字母表示)。
(2)B,F,C气态氢化物的化学式分别为______________,其中以___________最不稳定。
(3)第三周期中原子半径最小的是__________________。
【答案】ArKFBrMH2O、HCl、PH3PH3Cl
【解析】
【分析】
由元素在周期表中位置,可知A为氟、B为氧、C为磷、D为碳、E为Ar、F为Cl、G为硫、H为Al、I为Mg、J为Na、K为Ca、L为钾、N为Br、M处于过渡元素。
【详解】
(1)表中用字母标出的14种元素中,稀有气体原子最外层达到稳定结构,化学性质最不活泼的是Ar(用元素符号表示,下同);
同周期自左而右金属性减弱、非金属性增强,同主族自上而下金属性增强、非金属性减弱,故上述元素中金属性最强的为K,非金属性最强的为F;
Br2常温下为液态,根据元素在周期表中位置可知M属于过渡元素;
故答案为:
Ar;K;F;Br;M;
(2)B,F,C气态氢化物的化学式分别为H2O、HCl、PH3,同周期自左而右非金属性增强,同主族自上而下非金属性减弱,故非金属性O>P、Cl>P,非金属性越强,氢化物越稳定,与PH3最不稳定,故答案为:
H2O、HCl、PH3;PH3;
(3)同周期自左而右原子半径减小,故第三周期中Cl原子半径最小,故答案为:
Cl。
3.下表为元素周期表的一部分,请参照元素①~⑧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)②的最高价氧化物的分子式为____。
(3)①、④、⑤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④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ⅡA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ⅢA族元素,则Y的原子序数b与a所有可能的关系式为____。
【答案】第三周期第ⅣA族CO2NaOH:
或Na2O2:
BDb=a+1或b=a+11
【解析】
【分析】
由元素在周期表中的位置可知:
①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧为Cl。
(1)地壳中含量居于第二位的元素为Si;
(2)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、Na2O2等;
(4)W是第四周期与④同主族元素,④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。
【详解】
由元素在周期表中的位置可知:
①为H、②为C、③为N、④为O、⑤为Na、⑥为Al、⑦为Si、⑧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ⅣA族;
(2)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④同主族元素,④是O元素,则W为Se元素。
A.Se原子最外层有6个电子,所以其最高正化合价为+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:
S>Se,所以气态氢化物稳定性:
H2S>H2Se,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S>Se,所以H2SeO4 D.元素的非金属性越强,其单质越容易与氢气化合,由于元素的非金属性: S>Se,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ⅡA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位于第四周期第ⅡA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,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。 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H2O22Al+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-+H2O。 【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.A、B、C为短周期元素,在周期表中所处的位置如图所示。 A、C两元素的原子核外电子数之和等于B原子的质子数,B原子核内质子数和中子数相等。 (1)写出A、B、C的名称: A_____、B_____、C_____。 (2)C在元素周期表中的位置是_____。 (3)B的原子结构示意图为_____,C的氢化物与B的氢化物的稳定性强弱顺序 > (填化学式)。 _______ (4)比较A、C的原子半径: A_____(填“>”“<”或“=”)C。 【答案】氮硫氟第二周期ⅦA HF>H2S> 【解析】 【分析】 A、B、C为短周期元素,由它们在周期表中的位置,可知A、C处于第二周期,B处于第三周期,令A原子核外电子为x,则B质子数为x+9,C核外电子数为x+2,则: x+x+2=x+9,解得x=7,故A为N元素、B为S元素、C为F元素,据此解答。 【详解】 A、B、C为短周期元素,由它们在周期表中的位置,可知A.C处于第二周期,B处于第三周期,令A原子核外电子为x,则B质子数为x+9,C核外电子数为x+2,则: x+x+2=x+9,解得x=7,故A为N元素、B为S元素、C为F元素, (1)由上述分析可知,A为氮、B为硫、C为氟; (2)C为氟,处于周期表中第二周期ⅦA族; (3)B为S元素,原子结构示意图为 ;非金属性: F>S,非金属性越强其对应简单气态氢化物的稳定性越大,故氢化物稳定性: HF>H2S; (4)A为N、C为F,同一周期,自左至右,元素的原子半径减小,故原子半径: N>F。 6.有关元素X、Y、D、E的信息如下: 元素 有关信息 X 地壳中含量最高的元素 Y 第三周期中原子半径最小的元素 D 最高价氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱 E 单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏 用化学用语回答下列问题: (1)D在元素周期表中的位置为____。 (2)X、Y、D形成的简单离子的半径由大到小为_____。 (3)X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质,其反应的化学方程式为_________,D的单质溶于强碱的离子方程式为________。 (4)E元素与Y元素可形成EY2和EY3两种化合物,下列说法正确的是(填序号)_____。 ①保存EY2溶液时,需向溶液加入少量E单质 ②EY2、EY3均能通过化合反应生成 ③向煮沸的NaOH溶液中滴加几滴饱和EY3溶液,可以制得胶体 【答案】第三周期第ⅢA族r(Cl-)>r(O2-)>r(Al3+)2H2O2 2H2O+O2↑2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑①② 【解析】 【分析】 X是地壳中含量最高的元素,则其为氧(O);Y为第三周期中原子半径最小的元素,则其为氯(Cl);D元素的最高价氧化物既能溶于强酸又能溶于强碱,则其为铝(Al);E的单质是生活中常见金属,其制品在潮湿空气中易被腐蚀或损坏,则其为铁(Fe)。 【详解】 (1)铝的原子结构示意图为 ,则其在元素周期表中的位置为第三周期第ⅢA族; (2)比较O2-、Al3+、Cl-的半径时,O2-、Al3+为两个电子层数,Cl-为三个电子层,则Cl-半径最大,O2-、Al3+的核电荷数,前者为8后者为13,所以离子半径前者大于后者,从而得出离子半径大小关系为r(Cl-)>r(O2-)>r(Al3+); (3)X的一种氢化物可用于实验室制取X的单质,则其为H2O2,其反应的化学方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,Al的单质溶于强碱离子的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑; (4)①保存FeCl2溶液时,需向溶液加入少量Fe单质,以防止Fe2+被空气中O2氧化,①正确; ②FeCl2可由Fe与FeCl3化合制得,FeCl3可由Fe与Cl2化合制得,②正确; ③向煮沸的NaOH溶液中滴加1~2mL饱和FeCl3溶液,并继续煮沸至液体呈红褐色,可以制得胶体,③错误; 故选①②。 【点睛】 比较原子或离子半径时,通常先看电子层数,一般情况下,电子层数越多,半径越大;当电子层数相同时,比较核电荷数,核电荷数越大,半径越小;当电子层数、核电荷数均相同时,比较最外层电子数,最外层电子数越多,半径越大。 7.A、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“=”)。 (2)B的两种单质在常温下都是气体,它们互为____________。 比较B的氢化物和D的氢化物沸点: B___D(填“>”“<”或“=”),原因是_________________。 (3)E中含有化学键类型: _________,属于___________化合物(填“离子化合物”或“共价化合物”)。 (4)用电子式表示C与D的二元化合物的形成过程: _____________________。 (5)氢原子与B分别形成10电子和18电子分子,写出18电子分子转化成10电子分子的化学方程式__________________。 【答案】碳第三周期第VIA>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 2H2O2 2H2O+O2↑ 【解析】 【分析】 短周期元素A、B、C、D原子序数依次增大,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Na2O2。 (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: H2O>H2S; (3)E是Na2O2,该物质是离子化合物,2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H2O和O2,反应的化学方程式为: 2H2O2 2H2O+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。 8.A、B均为钾盐的水溶液,A呈中性,B有氧化性,E的溶质中有一种含+5价元素的含氧酸盐M。 现有下图所示转化: 请回答: (1)C的化学式为_________,检验气体F常用的试纸是______________ (2)写出物质M在生活中的常见用途______________ (3)写出F→H的化学方程式: ______________ 【答案】AgI(湿润的)淀粉—碘化钾试纸给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O 【解析】 【分析】 A为钾盐且遇到硝酸酸化的AgNO3得到黄色沉淀,说明A为KI;D在CCl4中呈紫色,说明D为I2;将B逐滴加入KI溶液中即可将I-氧化为I2,说明该钾盐具有强氧化性,F(黄绿色气体)为Cl2,与KOH溶液反应会生成KCl和KClO,而KClO具有氧化性,又H中含B,故H中B为KClO,上述流程中,得到的碘溶液,继续滴加KClO会继续发生氧化还原反应,KClO继续将I2氧化为IO3-,溶液变为无色,结合已知信息,E的溶质中有一种含+5价元素的含氧酸盐M,则M为KIO3;氯气可氧化氯化亚铁为氯化铁,故K为FeCl3,据此分析作答。 【详解】 根据上述分析可知, (1)C为黄色沉淀,其化学式为AgI,F为氯气,检验气体氯气常用的试纸是(湿润的)淀粉—碘化钾试纸,故答案为: AgI;(湿润的)淀粉—碘化钾试纸; (2)根据上述分析知,M为KIO3,在生活中的常见用途是: 给食盐中加碘、给人体补充碘元素、预防甲状腺肿大等 (3)F→H为氯气与氢氧化钾的反应,其化学方程式为: Cl2+2KOH=KCl+KClO+H2O。 9.有A、B、C、D四种核电荷数小于20的元素,A原子最外层电子数是次外层的2倍;B原子核外K层比M层电子数多1;C原子最外层电子数是其电子层数的3倍;D能形成D2-,D2-的M层为最外层。 试回答下列问题: (1)写出A、B、C、D四种元素的元素符号: A______、B______、C______、D______. (2)写出A、B、C、D四种元素中的任意3种元素所能形成的常见化合物的化学式______、______、______。 【答案】CNaOSNa2CO3Na2SO3Na2SO4 【解析】 【分析】 A原子最外层电子数是次外层的2倍,则A为碳元素;B原子核外K层比M层电子数多1,则B为钠元素;C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则C为氧元素;D能形成D2-,D2-的M层为最外层,则S为硫元素。 【详解】 A原子最外层电子数是次外层的2倍,则A为碳元素;B原子核外K层比M层电子数多1,则B为钠元素;C原子最外层电子数是其电子层数的3倍,则C为氧元素;D能形成D2-,D2-的M层为最外层,则S为硫元素; (1)由分析可知: A、B、C、D四种元素的元素符号分别为C、Na、O、S; (2)C、Na、O、S四种元素中的任意3种元素所能形成的常见化合物的化学式有Na2CO3、Na2SO3、Na2SO4。 10.短周期元素A、B、C、D的原子序数依次增大。 X、Y、Z、W分别是由这四种元素中的两种组成的常见化合物,Y为淡黄色固体,W为常见液体;甲为单质,乙为红棕色气体;上述物质之间的转化关系如图所示(部分生成物已省略)。 则下列说法中不正确的是 A.沸点: W>X B.原子半径: D>B>C>A C.C、D两种元素组成的化合物只含有离子键 D.A、B、C三种元素组成的化合物既可以是离子化合物,又可以是共价化合物 【答案】C 【解析】 【分析】 乙为红棕色气体,乙是NO2;Y为淡黄色固体,Y是Na2O2;Y与W生成甲,所以甲是O2,W是常见液体则为H2O,甲与Z生成NO2,所以Z是NO;X与O2生产NO2,所以X是NH3;因为A、B、C、D的原子序数依次增加,所以分别是H、N、O、Na;综上所述,A、B、C、D分别是H、N、O、Na;X是NH3,Y是Na2O2,Z是NO,W是H2O,甲是O2,乙是NO2。 【详解】 A.常温下,W为水液态,X为氨气气态,沸点: W>X,故A正确; B.电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右原子半径减小,则原子半径: D>B>C>A,故B正确;
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