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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 同一周期(短周期 )各元素形成单质的沸点变化如下图所示(按原子序数连续递增顺序排列)。该周期部分元素氟化物的熔点见下表。氟化物AFBF2DF4熔点 /K12661534183(1)A 原子核外共有 _种不同运动状态的电子、_种不同能级的电子;(2)元素 C 的最高价氧化物对应水化物的电离方程式为_ ;(3)解释上表中氟化物熔点差异的原因:_;(4)在 E、G、 H 三种元素形成的氢化物中,热稳定性最大的是_(填化学式)。 A、B、 C 三种原子形成的简单离子的半径由大到小的顺序为_(填离子符号)。【答案】 11 4AlO2 - + 2Al(OH)3Al3+-2+H +H O+3OHNaF与 MgF 为离子晶体,离子之间以离子键结合,离子键是强烈的作用力,所以熔点高;Mg 2+的半径比 Na+的半径小,离子电荷比 Na+多,故 MgF24的熔点比 NaF 高; SiF 为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,故SiF4 的熔点低 HCl+2+3+NaMgAl【解析】【分析】图中曲线表示 8种元素的原子序数(按递增顺序连续排列)和单质沸点的关系, H、 I 的沸点低于 0,根据气体的沸点都低于0,可推断 H、I 为气体,气体元素单质为非气体,故为第三周期元素,则A 为 Na, B 为 Mg , C 为 Al,D 为 Si, E为 P、 G 为 S, H 为 Cl, I 为Ar。(1)原子中没有运动状态相同的电子,由几个电子就具有几种运动状态;根据核外电子排布式判断占有的能级;(2)氢氧化铝为两性氢氧化物,有酸式电离与碱式电离;(3)根据晶体类型不同,以及同种晶体类型影响微粒之间作用力的因素解答;(4)同周期自左而右非金属性增强,非金属性越强氢化物越稳定;电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,据此解答。【详解】由上述分析可知:A 为 Na, B 为 Mg, C 为 Al, D 为 Si, E 为 P、 G 为 S, H 为 Cl, I 为 Ar。(1)A 为 Na 元素,原子核外电子数为 11,故共有 11 种不同运动状态的电子,原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,可见有4 种不同能级的电子;(2)Al(OH)3为两性氢氧化物,在溶液中存在酸式电离和碱式电离两种形式的电离作用,电离方程式为: AlO2-+H+H2OAl(OH)3Al3+3OH-;(3)NaF 与 MgF2 为离子晶体,阳离子与阴离子之间以强烈的离子键结合,断裂化学键需消耗较高的能量,因此它们的熔沸点较高;由于Mg 2+的半径比 Na+的半径小,带有的电荷比+多,所以 MgF2的熔点比 NaF 高;而4为分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力NaSiF结合,破坏分子间作用力消耗的能量较少,故SiF4 的熔点低;(4)同一周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强,元素的非金属性:ClSP。元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物就越稳定,故HCl 最稳定性, Na+、 Mg 2+、 Al3+核外电子排布都是 2 、8,电子层结构相同,对于电子层结构相同的离子来说,离子的核电荷数越大,离子半径越小,故离子半径Na+Mg2+Al3+。【点睛】本题考查核外电子排布规律、晶体结构与性质的关系、元素周期律等的应用,根据图象信息判断出元素是解题关键,突破口为二、三周期含有气体单质数目。2 我国科学家受中医启发,发现As2O3(俗称砒霜)对白血病有疗效。氮、磷、砷(As)是 VA 族、第二至第四周期的元素,这些元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。完成下列填空:(1) As 原子最外层电子的轨道表示式为_;砷蒸气的分子式: As4,其分子结构与白磷( P4)相似,也是正四面体,则As4 中砷砷键的键角是 _ 。(2) P 的非金属性比As 强,从原子结构的角度解释其原因_;如图是元素周期表的一部分,请推测砷的单质或其化合物可能具有的性质_(写出两条即可)(3) NH4NO3 可做化肥,但易爆,300发生爆炸: 2NH4 NO32N 2+O2+4H2O。每生成2molN 2 ,反应中转移的电子为_mol ,氧化产物与还原产物的质量之比为 _。(4)发电厂常用氨气吸收烟气中的CO2。常温下,当CO2 不断通入 pH=11 的氨水中时会产-。生微量的新离子: NH2COO-(i )写出 NH2COO 的电子式 _ 。ii)计算原氨水中c(NH4+)=_molL(/ 。【答案】60oP原子核外有三个电子层,As 原子核外有四个电子层, P 的原子半径 As, P 吸引电子的能力更强,所以P 的非金属性更强砷是半导体,砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物等1015: 7-3- 10-11(或 10-3)10【解析】【分析】【详解】( 1) As 的最外层有5 个电子, As 原子最外层电子的轨道表示式为; As4 分子结构与白磷( P4) 相似,也是正四面体,键角为60o;( 2) 由于为 P 原子核外有三个电子层,As 原子核外有四个电子层,P 的原子半径小于As,P吸引电子的能力更强,所以 P 的非金属性更强;由位置可知,砷是半导体,则砷的氧化物是两性氧化物、砷的最高价氧化物对应水化物是两性氢氧化物;( 3) 该反应 2NH4NO3 2N2+O2+4H2O 中 N 元素化合价由 - 3 价、 +5 价变为 0 价, O 元素的化合价由 - 2 价升高为 0,则氮气既是氧化产物也是还原产物,氧气为氧化产物,转移电子个数为 10,则每生成 2molN 2,反应中转移的电子为 10mol ,氧化产物与还原产物的质量之比为 ( 32+28): 28=15: 7。( 4) NH2COO- 的电子式为; pH =11 的氨水中, c( H+)=10- 11mol / L, c( OH- )=10- 3mol / L,由电荷守恒可知,+-),解得+- 3- 11mol/ L 或 =10- 3c( NH4)+ c( H )= c( OHc( NH4 )=( 10- 10)mol/ L。3 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)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)最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是(3)下列可以判断和金属性强弱的是_( 填序号 ) 。_。_( 填化学式) 。a单质的熔点:b化合价:c单质与水反应的剧烈程度:d最高价氧化物对应水化物的碱性:(4)为验证第A 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:仪器 A 的名称是 _,A 中发生反应的离子方程式是 _。棉花中浸有NaOH溶液的作用是_( 用离子方程式表示 ) 。验证溴与碘的非金属性强弱:通入少量的单质,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_。第 A 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-2BrCl2 =Br2 2ClCl2 2OH-氯气能够氧化溴离子和碘离子,氯气必=H2O Cl ClO 溶液分层,下层液体为紫红色须少量,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:
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