高考化学《原子结构与元素周期表的综合》专项训练附详细答案.docx
《高考化学《原子结构与元素周期表的综合》专项训练附详细答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学《原子结构与元素周期表的综合》专项训练附详细答案.docx（26页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
高考化学《原子结构与元素周期表的综合》专项训练附详细答案
2020-2021高考化学《原子结构与元素周期表的综合》专项训练附详细答案
一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）
1．磷化铝（AlP）和磷化氢（PH3）都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。
（1）磷元素在元素周期表中的位置：
________________。
AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，该反应的另一种产物的化学式为________。
（2）PH3具有强还原性，能与CuSO4溶液反应，配平该反应的化学方程式：
________CuSO4＋_____PH3＋_____H2O＝_____Cu3P↓＋_____H3PO4＋_____H2SO4
（3）工业制备PH3的流程如图所示。
①次磷酸属于________元酸。
②白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为：
____________________________________。
③若起始时有1molP4参加反应，则整个工业流程中共生成________molPH3。
（不考虑产物的损失）
【答案】第3周期第VA族Al（OH）324111283241P4+3NaOH+3H2O＝PH3↑+3NaH2PO22.5
【解析】
【分析】
（1）原子结构中电子层数等于周期数，最外层电子数等于族序数，AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，根据元素守恒确定该反应的另一种产物的化学式；
（2）配平化学方程式，就是通过在各物质的化学式前面添加系数，使反应中每种原子个数在反应前后相等的过程，但对于复杂的化学反应通常通过观察，找出变化的特点或规律，常使用化合价来配平，保证化合价升高与降低的数相等即可；
（3）①根据物质电离出的氢离子数目确定酸的元数；
②根据图示信息：
白磷和烧碱溶液反应生成PH3、NaH2PO2，据此书写方程式；
③根据发生反应的过程寻找关系式，进行计算即可。
【详解】
（1）P处于第3周期ⅤA族，AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，根据元素守恒，确定该反应的另一种产物是Al（OH）3，故答案为：
第3周期第VA族；Al（OH）3；
（2）该方程式中Cu价态由+2下降为+1，P价态由-3升高为+5，为保证化合价升降数相等，Cu3P与H3PO4计量数分别为8、3，CuSO4的系数是24，H2SO4系数是24，根据元素守恒，得到：
，故答案为：
24，11，12，8，3，24；
（3）①根据氢氧化钠过量时只能生成NaH2PO2可知次磷酸只能电离出1个氢离子，因此次磷酸属于一元酸，故答案为：
1；
②根据图示信息：
白磷和烧碱溶液反应生成PH3、NaH2PO2，方程式为：
；故答案为：
；
③P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2；2H3PO2=PH3↑+H3PO4，即P4～2.5PH3，若起始时有1molP4参加反应，则整个工业流程中共生成2.5molPH3；故答案为：
2.5。
2．完成下列问题：
（1）氮和磷氢化物热稳定性的比较：
NH3______PH3（填“>”或“<”）。
（2）PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。
下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是_________（填序号）。
a．不能与NaOH反应b．含离子键、共价键c．受热可分解
（3）已知H2与O2反应放热，断开1molH-H键、1molO=O键、1molO-H键所需要吸收的能量分别为Q1kJ、Q2kJ、Q3kJ，由此可以推知下列关系正确的是______。
①Q1+Q2>Q3②2Q1+Q2<4Q3③2Q1+Q2<2Q3
（4）高铁电池总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH，写出电池的正极反应：
__________，负极反应________________。
【答案】>bc②FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2
【解析】
【分析】
（1）根据元素的非金属性越强，其相应的简单氢化物越稳定分析；
（2）PH3与HI反应产生PH4I，相当于铵盐，具有铵盐的性质；
（3）根据旧键断裂吸收的能量减去新键生成释放的能量的差值即为反应热，结合燃烧反应为放热反应分析解答；
（4）根据在原电池中，负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应，结合物质中元素化合价及溶液酸碱性书写电极反应式。
【详解】
（1）由于元素的非金属性：
N>P，所以简单氢化物的稳定性：
NH3>PH3；
（2）a．铵盐都能与NaOH发生复分解反应，所以PH4I也能与NaOH发生反应，a错误；
b．铵盐中含有离子键和极性共价键，所以PH4I也含离子键、共价键，b正确；
c．铵盐不稳定，受热以分解，故PH4I受热也会发生分解反应，c正确；
故合理选项是bc；
（3）1molH2O中含2molH-O键，断开1molH-H、1molO=O、1molO-H键需吸收的能量分别为Q1、Q2、Q3kJ，则形成1molO-H键放出Q3kJ热量，对于反应H2（g）+
O2（g）=H2O（g），断开1molH-H键和
molO=O键所吸收的能量（Q1+
Q2）kJ，生成2molH-O新键释放的能量为2Q3kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3-（Q1+
Q2）>0，2Q1+Q2<4Q3，故合理选项是②；
（4）在原电池中负极失去电子发生氧化反应，正极上得到电子发生还原反应。
根据高铁电池总反应为：
3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn（OH）2+2Fe（OH）3+4KOH可知：
Fe元素的化合价由反应前K2FeO4中的+6价变为反应后Fe（OH）3中的+3价，化合价降低，发生还原反应，所以正极的电极反应式为：
FeO42-+3e-+4H2O=Fe（OH）3+5OH-；Zn元素化合价由反应前Zn单质中的0价变为反应后Zn（OH）2中的+2价，化合价升高，失去电子，发生氧化反应，所以负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2。
【点睛】
本题考查了元素周期律的应用及键能与反应热的关系、原电池反应原理的应用。
元素周期律是学习化学的重要规律，要掌握物质性质变化的规律及物质的特殊性，结合具体物质分析。
在化学反应过程中伴随的能量变化可能是热能、电能及光能，化学能的断裂与形成是能量变化的根本原因。
在书写原电池电极反应式时要结合元素化合价升降及电解质溶液的酸碱性分析，明确负极发生氧化反应，正极发生还原反应。
3．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。
4．下表是元素周期表的一部分，除标出的元素外，表中的每个编号代表一种元素。
请根据要求回答问题：
（1）②的元素符号是______。
（2）⑤和⑥两种元素的非金属性强弱关系是：
⑤______⑥。
（3）①和③两种元素组成的化合物中含有的化学键为________（填“离子键”或“共价键”）。
（4）④和⑥两种元素组成的化合物与AgNO3溶液反应的离子方程式为__________。
【答案】C＜共价键Ag＋＋Cl－＝AgCl↓
【解析】
【分析】
根据元素在周期表中的位置分析元素的种类；根据元素周期律及元素性质分析解答。
【详解】
根据元素周期表的结构及元素在周期表中的位置分析知，①为氢，②为碳，③为氧，④为钠，⑤为硫，⑥为氯；
（1）碳的元素符号是C，故答案为：
C；
（2）⑤和⑥处于相同周期，同周期元素随核电荷数增大，非金属性增强，则两种元素的非金属性强弱关系是：
⑤＜⑥，故答案为：
＜；
（3）H和O两种元素组成的化合物中有H2O和H2O2，都属于共价化合物，含有的化学键为共价键，故答案为：
共价键；
（4）Na和Cl两种元素组成的化合物为NaCl，与AgNO3溶液反应生成氯化银沉淀和硝酸钠，离子方程式为：
Ag＋＋Cl－＝AgCl↓，故答案为：
Ag＋＋Cl－＝AgCl↓。
5．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。
6．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子，它们之间存在如下图所示的转化关系：
（1）如果A、B、C、D均是10电子的粒子，请写出：
A的结构式_____________；D的电子式____________；
（2）如果A和C是18电子的粒子，B和D是10电子的粒子，请写出：
①A与B在溶液中反应的离子方程式：
____________________________________
②根据上述离子方程式，可判断C与B结合质子的能力大小是（用化学式或离子符号表示）________＞________。
【答案】
或H-F
H2S+OH-=HS-+H2O或HS-+OH-=S2-+H2OOH-S2-或HS-
【解析】
【详解】
（1）如果A、B、C、D均是10电子的粒子，符合关系的微粒分别为NH4+或HF、OH-、NH3或F-、H2O；
（2）如果A和C是18电子的粒子，A为H2S或HS-，C为HS-或S2-，B和D是10电子的粒子，分别为OH-、H2O；
7．某元素原子的电子排布式为
，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】四18ⅢA1pⅢA~ⅦA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，ⅡA～ⅦA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式为[Ar]3d1-104s1-24p1-6，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ⅢA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ⅢA～ⅦA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、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
。
9．下表是元素周期表中的一部分。
周期
ⅠA
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
0
1
A
2
E
F
H
J
3
B
C
D
G
I
根据A～J在周期表中的位置，用元素符号或化学式回答下列问题：
（1）电负性最强的元素是________，第一电离能最小的单质是________。
（2）最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是__________，呈两性的是________。
（3）A分别与E、F、G、H、I形成的简单化合物中，沸点最高的是________。
（4）由B、C、D、G、I形成的单核离子中，半径最大的离子是________。
【答案】FNaHClO4Al（OH）3HFS2-
【解析】
【分析】
先根据元素在周期表的位置确定元素：
A是H，B是Na，C是Mg，D是Al，E是C，F是N，G是S，H是F，I是Cl，J是Ne。
（1）在同一周期元素的原子中，原子半径越小，元素的非金属性越强，元素的电负性越大；元素的金属性越强，其第一电离能越小；
（2）形成最高价含氧酸酸性最强的是物质HClO4；处于金属与非金属交界区的Al元素形成的氧化物的水化物显两性；
（3）分子之间作用力越强，物质的熔沸点越高；分子之间存在的氢键，增加分子之间的吸引力，导致相应的氢化物沸点升高；
（4）离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层数相同时，离子的核电荷数越小，离子半径越大。
【详解】
根据上述分析可知A是H，B是Na，C是Mg，D是Al，E是C，F是N，G是S，H是F，I是Cl，J是Ne。
（1）元素的非金属性越强，其电负性越大，在上述元素中，非金属性最强的元素是F，所以电负性最强的元素是F；元素的金属性越强，原子半径越大，越容易失去电子，其第一电离能越小。
在上述元素中金属性最强的元素是Na元素，所以第一电离能最小的单质是Na；
（2）上述元素形成最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是HClO4，呈两性的是Al（OH）3；
（3）H分别与C、N、S、F、Cl形成的简单化合物分别是CH4、NH3、H2S、HF、HCl，这些物质都是由分子构成，物质分子间作用力越强，克服分子间作用力消耗的能量越高，物质的熔沸点就越高。
氢键是比分子间作用力强很多的作用力，会使物质的熔沸点升高。
由于HF、NH3分子之间存在氢键，且氢键HF>NH3，因此物质的沸点最高的是HF。
（4）Na、Mg、Al、S、Cl都是第三周期的元素，Na+、Mg2+、Al3+是原子失去最外层电子形成的阳离子，核外电子排布是2、8；S2-、Cl-是原子获得电子形成阴离子，核外电子排布是2、8、8。
由于离子核外电子层数越多，离子半径越大；当离子核外电子层数相同时，离子的核电荷数越小，离子半径越大，所以上述元素形成的单核离子中，半径最大的离子是S2-。
【点睛】
本题考查了元素周期表和元素周期律的综合应用，涉及电离能、电负性、氢键、离子半径大小比较等知识点，要根据物质结构特点、氢键对物质性质的影响等知识点再结合元素周期律、知识迁移的方法分析解答即可。
10．短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如表所示，已知A原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：
1。
E和C、D同周期，它的原子序数比B多6。
回答下列问题：
A
B
C
D
（1）人的汗液中含有D的简单离子，其离子结构示意图为______，元素C在元素周期表中的位置是______。
C的最高价氧化物的水化物的浓溶液稀释的方法是______。
（2）A的最高价氧化物的化学式为_____，所含的化学键类型是______（填“离子键”或“共价键”）。
（3）E的最高价氧化物对应的水化物的化学式为____，它是______（填“酸性”或“两性”或“碱性”）化合物。
写出该化合物与氢氧化钠溶液反应的离子方程式______。
（4）加热时，B的最高价氧化物对应水合物的浓溶液与单质A反应的化学方程式为（用具体的化学式表示）______。
【答案】
第三周期ⅥA族将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌CO2共价键Al（OH）3两性Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2OC+4HNO3（浓）
CO2↑+4NO2↑+2H2O
【解析】
【分析】
短周期元素A、B、C、D在元素周期表中的相对位置如下表，A位于第二周期，A原子最外层电子数与次外层电子数之比为2：
1，则其最外层电子数是4，A为C元素，则B为N元素、C为S元素、D为Cl元素，E和C、D同周期，它的原子序数比B多6，则E是13号的Al元素。
【详解】
根据上述分析可知A是C元素，B为N元素、C为S元素、D为Cl元素，E是Al元素。
（1）D是Cl元素，Cl原子获得1个电子生成Cl-，Cl-离子结构示意图为
；元素C是S元素，原子核外电子排布是2、8、6，所以S位于元素周期表第三周期第VIA族。
C的最高价氧化物的水化物是H2SO4，由于浓硫酸的密度比水大，且浓硫酸溶于水会放出大量的热，属于浓硫酸稀释的方法是将浓硫酸沿器壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌；
（2）A是C，C原子最外层有4个电子，所以C元素的最高价氧化物是CO2，CO2分子中C原子和O原子之间通过共价键结合，使分子中每个原子都达到最外层8个电子的稳定结构；
（3）E是Al元素，原子最外层有3个电子，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al（OH）3，Al元素处于金属与非金属交界区，其最高价氧化物对应的水化物的化学式是Al（OH）3既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱溶液反应产生盐和水，是一种两性氢氧化物；Al（OH）3与氢氧化钠溶液反应产生NaAlO2和H2O，该反应的离子方程式为：
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（4）B的最高价氧化物对应水化物的浓溶液是浓HNO3，该物质具有强的氧化性，在加热时浓硝酸和C发生氧化还原反应，产生CO2、NO2、H2O，根据原子守恒、电子守恒，可得该反应方程式为C+4HNO3（浓）
CO2↑+4NO2↑+2H2O。
【点睛】
本题考查了元素及化合物的推断、金属及非金属化合物的性质、结构等。
根据元素的相对位置及原子结构特点推断元素是本题解答的关键，准确掌握物质结构对性质的决定作用，清楚各种物质的化学性质是解题基础。
11．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
升级会员 