2020-2021高考化学压轴题之原子结构与元素周期表(高考题型整理,突破提升)

2020-2021高考化学压轴题之原子结构与元素周期表(高考题型整理,突破提升)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（PH 3）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PH 3气体，该反应的另一种产物的化学式为________。

(2)PH 3具有强还原性，能与CuSO 4溶液反应，配平该反应的化学方程式：________CuSO 4＋_____PH 3＋_____H 2O ＝_____Cu 3P ↓＋_____H 3PO 4＋_____H 2SO 4(3)工业制备PH 3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1 mol P 4参加反应，则整个工业流程中共生成________mol PH 3。

（不考虑产物的损失）【答案】第3周期第VA 族 Al (OH )3 24 11 12 8 3 24 1 P 4 + 3NaOH + 3H 2O ＝PH 3↑+ 3NaH 2PO 2 2.5【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PH 3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PH 3、NaH 2PO 2，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PH 3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，Cu 3P 与H 3PO 4计量数分别为8、3，CuSO 4的系数是24，H 2SO 4系数是24，根据元素守恒，得到：4323342424CuSO +11PH +12H O=8Cu P +3H PO +24H SO ，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NaH 2PO 2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PH 3、NaH 2PO 2，方程式为：42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑；故答案为：42322P + 3NaOH + 3H O = PH + 3NaH PO ↑；③P 4+3NaOH +3H 2O =PH 3↑+3NaH 2PO 2；2H 3PO 2=PH 3↑+H 3PO 4，即P 4～2.5PH 3，若起始时有1molP 4参加反应，则整个工业流程中共生成2.5molPH 3；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：NH 3______PH 3（填“>”或“<”）。

(2)PH 3和NH 3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。

下列对PH 3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H 2与O 2反应放热，断开1 mol H-H 键、1 mol O=O 键、1 mol O-H 键所需要吸收的能量分别为Q 1 kJ 、Q 2 kJ 、Q 3 kJ ，由此可以推知下列关系正确的是______。

①Q 1+Q 2>Q 3 ②2Q 1+Q 2<4Q 3 ③2Q 1+Q 2<2Q 3(4)高铁电池总反应为：3Zn+2K 2FeO 4+8H 2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH ，写出电池的正极反应：__________，负极反应 ________________。

【答案】> bc ② FeO 42-+3e -+4H 2O=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)PH 3与HI 反应产生PH 4I ，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：NH 3>PH 3；(2) a ．铵盐都能与NaOH 发生复分解反应，所以PH 4I 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PH 4I 也含离子键、共价键，b 正确； c ．铵盐不稳定，受热以分解，故PH 4I 受热也会发生分解反应，c 正确；故合理选项是bc ；(3)1 mol H 2O 中含2 mol H-O 键，断开1 mol H-H 、1 mol O=O 、1 mol O-H 键需吸收的能量分别为Q 1、Q 2、Q 3 kJ ，则形成1 mol O-H 键放出Q 3 kJ 热量，对于反应H 2(g)+12O 2(g)=H 2O(g)，断开1 mol H-H 键和12 mol O=O 键所吸收的能量(Q 1+12Q 2) kJ ，生成2 mol H-O 新键释放的能量为2Q 3 kJ ，由于该反应是放热反应，所以2Q 3-(Q 1+12Q 2)>0，2Q 1+Q 2<4Q 3，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．下表是元素周期表的一部分，回答相关的问题。

（1）写出④的元素符号__。

（2）在这些元素中，最活泼的金属元素与水反应的离子方程式：__。

（3）在这些元素中，最高价氧化物的水化物酸性最强的是__(填相应化学式，下同)，碱性最强的是__。

（4）这些元素中(除⑨外)，原子半径最小的是__(填元素符号，下同)，原子半径最大的是__。

（5）②的单质与③的最高价氧化物的水化物的溶液反应，其产物之一是OX2，(O、X分别表示氧和②的元素符号，即OX2代表该化学式)，该反应的离子方程式为(方程式中用具体元素符号表示)__。

（6）⑦的低价氧化物通入足量Ba(NO3)2溶液中的离子方程式__。

【答案】Mg 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ HClO4 NaOH F Na 2F2+2OH-=OF2+2F-+H2O 3SO2+2NO3-+3Ba2++2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+【解析】【分析】根据元素在元素周期表正的位置可以得出，①为N元素，②为F元素，③为Na元素，④为Mg元素，⑤为Al元素，⑥Si元素，⑦为S元素，⑧为Cl元素，⑨为Ar元素，据此分析。

【详解】（1）④为Mg元素，则④的元素符号为Mg；（2）这些元素中最活泼的金属元素为Na，Na与水发生的反应的离子方程式为2Na+2H 2O=2Na ++2OH -+H 2↑；（3）这些元素中非金属性最强的是Cl 元素，则最高价氧化物对应的水化物为HClO 4，这些元素中金属性最强的元素是Na 元素，则最高价氧化物对应的水化物为NaOH ；（4）根据元素半径大小比较规律，同一周期原子半径随原子序数的增大而减小，同一主族原子半径随原子序数的增大而增大，可以做得出，原子半径最小的是F 元素，原子半径最大的是Na 元素；（5）F 2与NaOH 反应生成OF 2，离子方程式为2F 2+2OH -=OF 2+2F -+H 2O ；（6）⑦为S 元素，⑦的低价氧化物为SO 2，SO 2在Ba(NO 3)2溶液中发生氧化还原反应，SO 2变成SO 42-，NO 3-变成NO ，方程式为3SO 2+2NO 3-+3Ba 2++2H 2O=3BaSO 4↓+2NO+4H +。

4．为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行如下实验：先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中)，使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应；乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，再让乙烯与溴水反应。

请回答下列问题：(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生了加成反应，其理由是________(填序号)。

①使溴水褪色的反应不一定是加成反应②使溴水褪色的反应就是加成反应③使溴水褪色的物质不一定是乙烯④使溴水褪色的物质就是乙烯(2)乙同学推测此乙烯中一定含有的一种杂质气体是________，它与溴水反应的化学方程式是________________。

在实验前必须全部除去，除去该杂质的试剂可用________。

(3)为验证乙烯与溴发生的反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH 试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是_____________________________________________________________________________。