备战高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案.docx
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备战高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案
2020-2021备战高考化学复习《原子结构与元素周期表》专项综合练习含答案
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.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>H2SiO3cd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
,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.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)。
(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A和C形成的一种化合物反应产生C单质,该反应的离子方程式为___。
【答案】第二周期VIA族S2->O2->Na+
H2O离子键极性共价键2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑
【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
,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+2H2O=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+。
4.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;
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.下列各题中的物质均由核电荷数为1~10的元素组成。
请按下列要求填写化学式:
(1)只由2个原子核和2个电子构成的分子是___。
(2)1个最外层有5个电子和3个只有1个电子的原子结合的分子是___。
(3)1个最外层有4个电子的原子和2个最外层有6个电子的原子结合的分子是___。
(4)由3个最外层是6个电子的原子结合而形成的分子是___。
(5)由2个原子核10个电子结合而成的分子是___。
(6)由5个原子核10个电子结合而成的分子是___。
【答案】H2NH3CO2O3HFCH4
【解析】
【分析】
根据前10号元素的电子排布,由成键特点和形成分子的原子数目推导常见的分子微粒;根据原子符号的含义解题。
【详解】
由题意可知,一个原子中含有一个电子,则原子为H,构成的分子为:
;
由核外电子排布和形成分子的原子数目可知,原子分别是N和H,形成的分子为
;
由由核外电子排布和形成分子的原子数目可知,原子分别是C和O,形成的分子为
;
由核外电子排布和形成分子的原子数目可知,原子是O,形成的分子为
;
由核外电子排布和形成分子的原子数目可知,该分子为HF;
由核外电子排布和形成分子的原子数目可知,该分子为
。
【点睛】
考查元素化合物的推断,推断元素化合物是解题的根据,了解短周期元素构成的常见10电子、18电子物质是解题基础;常见10电子微粒:
原子(Ne);离子N3-、O2-、F-、Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、OH-、H3O+;分子(CH4、NH3、H2O、HF)等。
7.如表所示为元素周期表的一部分,参照元素①~⑩在表中的位置,请回答下列问题:
(1)写出①和④两种元素原子按1:
1组成的常见化合物的电子式______。
(2)用电子式表示⑥和⑨形成化合物的过程:
______。
(3)③、⑧、⑩的最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序为______(用化学式表示)。
(4)已知周期表中存在对角相似规则,如②与⑦在周期表中处于对角线位置则化学性质相似,②的氧化物、氢氧化物也有两性,写出②的氢氧化物与⑥的氢氧化物反应的化学方程式______。
(5)⑤、⑥、⑩的离子半径由大到小的顺序为______(用离子符号表示)。
【答案】
HClO4>HNO3>H3PO4Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2OCl->F->Na+
【解析】
【分析】
由元素在周期表中位置,可知①是H,②是Be,③是N,④是O,⑤是F,⑥是Na,⑦是Al,⑧是P,⑨是S,⑩是Cl。
(1)①和④两种元素原子按1:
1组成的常见化合物为过氧化氢;
(2)⑥和⑨形成化合物为硫化钠,为离子化合物;
(3)非金属性越强,对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强;
(4)②的氢氧化物与⑥的氢氧化物反应,生成偏铍酸钠、水;
(5)离子核外电子层越多,离子半径越大;具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小。
【详解】
由元素在周期表中位置,可知①是H,②是Be,③是N,④是O,⑤是F,⑥是Na,⑦是Al,⑧是P,⑨是S,⑩是Cl。
(1)①和④两种元素原子按1:
1组成的常见化合物为过氧化氢,分子式是H2O2,在该分子中2个O原子形成一个共价键,每个O原子分别与H原子形成1个共价键,因此H2O2的电子式为
;
(2)⑥和⑨形成化合物为硫化钠,Na2S为离子化合物,Na+与S2-之间通过离子键结合,用电子式表示Na2S形成化合物的过程为:
;
(3)元素的非金属性越强,其对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强,③、⑧、⑩的最高价氧化物对应水化物分别是HNO3、H3PO4、HClO4,三种酸的酸性由强到弱的顺序为HClO4>HNO3>H3PO4;
(4)②的氢氧化物Be(OH)2是两性氢氧化物,可以与⑥的氢氧化物NaOH反应,生成偏铍酸钠和水,反应方程式为Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O;
(5)离子核外电子层数越大,离子半径越大;对于电子层结构相同的离子来说,离子核外电子层数越多,离子半径越大;具有相同电子排布的离子,原子序数大的离子半径小。
所以⑤、⑥、⑩三种元素的离子F-、Na+、Cl-的离子半径由大到小的顺序为Cl->F->Na+。
【点睛】
本题考查了元素及化合物的推断及元素周期律的应用。
掌握元素的位置、结构与性质的关系、元素化合物知识为解答的关键。
注重原子结构与元素化合物知识相结合的训练,侧重考查学生的分析与应用能力。
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.A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。
已知:
A元素的原子半径最小,B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐,D与E同主族,E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2。
请回答:
(1)元素C在周期表中的位置是________。
(2)元素D的单质与金属钠反应生成的化合物可作潜水面具中的供氧剂,这种化合物与水反应的离子方程式____________________________________。
(3)D和E两种元素相比较,其原子得电子能力较强的是________(写名称)。
以下说法中,可以证明上述结论的是__________(填写编号)。
a.比较这两种元素的常见单质的沸点
b.二者形成的化合物中,D元素的原子显负价
c.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
d.比较这两种元素氢化物的水溶液的酸性
(4)元素A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素),这两种酸式盐在水溶液中反应的离子方程式是___________________________。
【答案】第二周期ⅤA族2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑氧bcH++HSO3-=SO2↑+H2O
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大。
A元素的原子半径是主族元素中最小的,则A为H;C元素的最高价氧化物对应的水化物与其氢化物反应能生成盐,则C为N元素;B元素原子的最外层电子数是内层电子数的2倍,则B为C元素;D与E同主族,E元素原子的最外层电子数比次外层电子数少2,则E最外层含有6个电子,为S元素,D为O元素;F的原子序数大于S,且为短周期主族元素,则F为Cl元素,据此解答。
【详解】
根据分析可知:
A为H,B为C元素,C为N,D为O,E为S,F为Cl与水。
(1)C是N元素,其原子核内有7个质子,在周期表中第二周期ⅤA族,故答案为:
第二周期ⅤA族;
(2)D元素单质与钠反应生成的化合物可以作潜水面具中的供氧剂,为过氧化钠,过氧化钠和水反应生成氢氧化钠和氧气,离子方程式为:
2Na2O2+2H2O=4Na++4OH-+O2↑;
(3)这两种元素分别O、S元素,同一主族从上到下非金属性逐渐减弱,则非金属性较强的是O元素,名称为氧;元素的非金属性越强,对应的原子得电子能力越强,而
a.单质的沸点与非金属性无关,与得电子能力无关,a项错误;
b.二者形成的化合物为二氧化硫与三氧化硫,O元素的原子显负价,则证明O的得电子能力比S强,b项正确;
c.气态氢化物的稳定性越强,则元素的非金属性越强,得电子能力越强,c项正确;
d.这两种元素氢化物的水溶液的酸性与非金属性无关,与得电子能力无关,d项错误;
答案为:
氧;bc;
(4)A、D、E与钠元素可形成两种酸式盐(均含有该四种元素),这两种酸式盐分别是硫酸氢钠和亚硫酸氢钠,二者反应生成二氧化硫和水,离子方程式为:
H++HSO3−═SO2↑+H2O。
【点睛】
第(3)问元素周期律的判断是常考点,要特别注意非金属性的判断依据,可总结为:
1、由单质的氧化性判断,一般情况下,氧化性越强,对应非金属性越强;
2、由单质和酸或者和水的反应程度来看,反应越剧烈,非金属性越强。
(比如F2、Cl2、Br2和H2O的反应剧烈程度依次减弱,则非金属依次减弱);
3、由对应氢化物的稳定性判断。
氢化物越稳定,非金属性越强;
4、由和氢气化合的难易程度判断。
化合反应越容易,非金属性越强;
5、由最高价氧化物对应水化物的酸性来判断,酸性越强,非金属越强;
6、由对应最低价阴离子的还原性判断,还原性越强,对应非金属性越弱;
10.NaNO2因外观和食盐相似,又有咸味,容易使人误食中毒.已知NaNO2能发生如下反应:
2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O。
(1)上述反应中氧化剂是____________,氧化产物是______________(填写化学式)。
(2)根据上述反应,鉴别NaNO2、NaCl.可选用的物质有:
①水、②碘化钾淀粉试纸、③淀粉、④白酒、⑤食醋,你认为必须选用的物质有______________(填序号)。
(3)某厂废液中,含有2%~5%的NaNO2,直接排放会造成污染,下列试剂能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的是______(填编号)。
A.NaCl B.NH4Cl C.HNO3 D.浓H2SO4
【答案】NaNO2I2①②⑤B
【解析】
【分析】
(1)反应中N元素的化合价降低,I元素的化合价升高;
(2)由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,鉴别NaNO2和NaCl,可利用碘的特性分析;
(3)NaNO2具有氧化性,能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性。
【详解】
(1)反应中N元素的化合价降低,发生还原反应,I元素的化合价升高,发生氧化反应,则氧化剂是NaNO2,氧化产物是I2;
(2)由2NaNO2+4HI═2NO↑+I2+2NaI+2H2O可知,鉴别NaNO2和NaCl,则固体加水溶解后,再滴加食醋酸化,将溶液滴在碘化钾淀粉试纸上,变蓝的为NaNO2,故答案为:
①②⑤;
(3)NaNO2具有氧化性,能使NaNO2转化为不引起二次污染的N2的物质应具有还原性,只有选项B符合,故答案为:
B。
11.钋(Po)是一种低熔点金属,极其稀有,毒性和放射性极强。
回答下列问题:
(1)
Po具有放射性,经
衰变成稳定的铅,在衰变过程中释放一个
He2+,Pb的原子核中质子数为____,中子数为____,Po元素能形成较稳定的+4价离子,wg
Po4+含有的电子的物质的量为____;
(2)半衰期是指由大量原子组成的放射性样品中,放射性元素原子核有50%发生衰变所需的时间,已知
Po的半衰期为138天,质量为64克的
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