高考化学培优专题复习原子结构与元素周期表练习题及详细答案

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4.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)。_______
(5)已知⑦的稳定化合态为+2价,且⑦与③可按3:4形成某化合物,该化合物具有较强氧化性,可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体,请写出该化学方程式:_________________
(6)①与③,①与④能形成18个电子的化合物,此两种化合物在溶液中发生反应的化学方程式为_________。
(7)⑧的一种氧化物为无色气体,在空气中能迅速变成红棕色。在一定条件下,2L的该无色气体与0.5 L的氧气混合,该混合气体被足量的NaOH溶液完全吸收后没有气体残留,则所生成的一种含氧酸盐的化学式是_________。
II.(5)非金属性N>Si,因此Si3N4中N元素化合价为-3价;该反应中N元素化合价从0价降低至-3价,N元素被还原;
(6)Si3N4陶瓷材料硬度大、熔点高,晶体中只有极性共价键,说明Si3N4为原子晶体,C3N4的结构与Si3N4相似,说明C3N4为原子晶体,两者均为原子晶体,碳原子半径小于硅原子半径,因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小,键能较大,熔点较高;








(1)用电子式表示①与②形成化合物A的过程:________
(2)已知⑥原子的最外层有2个电子,请画出⑥原子的结构示意图:______________
(3)含有④元素的某种18电子的离子与H+及OH-均可发生反应,请写出该离子的电子式______
(4)元素③④⑤的简单气态氢化物的稳定性由强到弱的顺序是_________(用化学式表示),其沸点由高到低的顺序是_______(用化学式表示)
(1)该硅酸盐中同周期元素原子半径由大到小的顺序为________________;
(2)写出M原子核外能量最高的电子的电子排布式:__________________;
(3)常温下,不能与R单质发生反应的是___________(选填序号);
a.CuCl2溶液b.Fe2O3c.浓硫酸d.Na2CO3溶液
(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______。
(6)C3N4的结构与Si3N4相似。请比较二者熔点高低。并说明理由:_____________________。
(7)配平上述反应的化学方程式,并标出电子转移的数目和方向。_________________
(8)如果上述反应在10L的密闭容器中进行,一段时间后测得气体密度增加了2.8g/L,则制得的Si3N4质量为_____________。
【详解】
(1)由上述分析可知,①为H元素,②为Na元素,两者形成的化合物A为离子化合物NaH,用电子式表示其形成过程为 ,故答案为: ;
(2)⑥为Fe元素,核外共有26个电子,原子的最外层有2个电子,则其原子结构示意图为 ,故答案为: ;
(3)含有S元素的某种18电子的离子与H+及OH-均可发生反应,该离子为HS-,电子式为 ,故答案为: ;
(2)M原子核外能量最高的电子位于第三能层,第三能层上只有1个电子,其电子排布式为:3s1;
(3)常温下,Al与CuCl2溶液反应能将铜置换出来;Al与Fe2O3在高温反应;Al与浓硫酸发生钝化;Al与Na2CO3溶液在常温下不发生反应;
故答案为:bd;
(4)Na、Al两种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为:NaOH、Al(OH)3,二者反应的离子方程式为: ;
【详解】
根据上述分析可知A是C元素,B是Si元素,C是Cl元素。
(1)A为碳元素,元素符号为C;B为硅元素,元素符号为Si;C为氯元素,元素符号为Cl;
(2)碳原子的结构示意图为 ,硅原子的结构示意图为 ,氯原子的结构示意图为 。
【点睛】
本题主要考查了根据原子核外各层电子数的关系,确定元素的种类,解题时要熟悉常见元素的核外电子排布,注意规范书写结构示意图。
(4)非金属性越强,简单气态氢化物的稳定性越强,由于非金属性:F>O>S,则气态氢化物的稳定性:HF>H2O>H2S,因为H2O和HF分子中含有氢键,故沸点均大于H2S,且一个H2O分子中可形成两个氢键,故沸点:H2O>HF,则H2O>HF>H2S,故答案为:HF>H2O>H2S;H2O>HF>H2S;
(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。
(8)两种均含H、Na、O、S四种元素的化合物可相互反应放出气体,可以是硫酸氢钠与亚硫酸氢钠反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,离子反应方程式为HSO3-+H+= H2O+SO2↑,故答案为:HSO3-+H+= H2O+SO2↑。
【点睛】
解答本题的关键在于熟悉元素周期表的结构以及元素在元素周期表中位置,从而推出相应的元素,同时要能够对物质结构的基础知识进行迁移运用,综合度较高,解答时要注意元素及其化合物的性质的综合运用。
【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;
(5)由题干已知,Pb的稳定化合态为+2价,且Pb与O可按3:4形成某化合物Pb3O4,该化合物具有较强氧化性,可以与浓盐酸反应并释放出一种黄绿色的气体Cl2,根据氧化还原反应规律可得出其化学反应方程式为:Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O,故答案为:Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O;
(8)两种均含①与②③④四种元素的化合物相互反应放出气体的离子方程式为_________。
【答案】 HF>H2O>H2SH2O>HF>H2SPb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2OH2S+H2O2=S+H2ONaNO2HSO3-+H+= H2O+SO2↑
【解析】
【分析】
根据题干图表分析可知,①元素位于元素周期表的第一周期第ⅠA族,为H元素,②元素位于元素周期表的第三周期第ⅠA族,为Na元素,③元素位于元素周期表的第二周期第ⅥA族,为O元素,④元素位于元素周期表的第三周期第ⅥA族,为S元素,⑤元素位于元素周期表的第二周期第ⅦA族,为F元素,⑥元素位于元素周期表第四周期第Ⅷ族,为26号元素Fe,⑦元素位于元素周期表的第六周期第ⅣA族,为Pb元素,⑧元素位于元素周期表的第二周期第ⅤA族,为N元素,据此分析解答问题。
(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。
(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。
5.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______。
高考化学培优专题复习原子结构与元素周期表练习题及详细答案
一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)
1.硅是构成矿物和岩石的主要成分,单质硅及其化合物具有广泛的用途。完成下列填空:
I.某些硅酸盐具有筛选分子的功能,一种硅酸盐的组成为:M2O·R2O3·2SiO2·nH2O,已知元素M、R均位于元素周期表的第3周期。两元素原子的质子数之和为24。
3.已知A、B、C三种元素的原子中,质于数:A<B<C,且都小于18。A元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍;B元素原子的M层电子数是L层电子数的一半;C元素原子的次外层电子数比最外层电子数多1。试回答下列问题。
(1)写出三种元素的名称和符号:A______,B______,C______。
(2)画出三种元素的原子结构示意图:A______,B______,C______。
【答案】碳C硅Si氯Cl
【解析】
【分析】
A元素的原子最外层电子数是次外层电子数的2倍,则A原子核外电子排布为2、4,A是C元素;B元素的原子核外M层电子数是L层电子数的一半,则B原子核外电子排布为2、8、4,B为Si元素;C元素的原子次外层电子数比最外层电子数多1个,且原子序数大于B小于18,所以C原子核外电子排布为2、8、7,C是Clห้องสมุดไป่ตู้素,据此答题。
(7)该反应中Si元素化合价不变,N元素化合价从0价降低至-3价,C元素化合价从0价升高至+2价,根据得失电子关系以及原子守恒配平方程式以及单线桥为: ;
(8)气体密度增加了2.8g/L,说明气体质量增加了2.8g/L ×10L=28g,
因此生成的Si3N4质量为 =35g。
2.下表为元素周期表的粗表,①~⑧分别表示元素周期表中对应位置的元素
【答案】Na >Al>Si3s1bd -3N2中氮元素两者均为原子晶体,碳原子半径小于硅原子半径,因此C3N4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si3N4中硅原子与氮原子形成的共价键键长小,键能较大,熔点较高 35g
【解析】
【分析】
【详解】
I.(1)化合物的化合价代数和为0,因此M呈+1价,R呈+3价,M、R均位于元素周期表的第3周期,两元素原子的质子数之和为24,则M为Na,R为Al,该硅酸盐中Na、Al、Si为同周期元素,元素序数越大,其半径越小,因此半径大小关系为:Na >Al>Si;
(6)H与O形成的18电子的化合物为H2O2,H与S形成的18电子的化合物为H2S,H2S在溶液中可被H2O2氧化生成S单质,反应方程式为H2S+H2O2=S+H2O,故答案为:H2S+H2O2=S+H2O;
(7)⑧为N元素,N的某种氧化物是一种无色气体,该气体在空气中迅速变成红棕色,则该气体为NO,2L的NO与0.5LO2相混合,该混合气体被足量NaOH溶液全吸收后没有气体残留,生成C的含氧酸盐只有一种,设含氧酸盐中N的化合价为x,根据得失电子守恒,2L×[x-(+2)]=0.5L×4,解得x=+3,所得含氧酸盐的化学式为NaNO2,故答案为:NaNO2;
(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。
(4)写出M、R两种元素的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式:____________________________________________。
II.氮化硅(Si3N4)陶瓷材料硬度大、熔点高。可由下列反应制得:SiO2+C+N2 Si3N4+CO
(5)Si3N4晶体中只有极性共价键,则氮原子的化合价为______,被还原的元素为______________。
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