全国高考化学原子结构与元素周期表的综合高考真题汇总附答案

全国高考化学原子结构与元素周期表的综合高考真题汇总附答案

一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）

1．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Q1 kJ、Q2 kJ、Q3 kJ，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】> bc ② FeO42-+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)1 mol H2O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Q1、Q2、Q3 kJ，则形成1 mol O-H键放出Q3 kJ热量，对于反应H2(g)+1

2

O2(g)=H2O(g)，

断开1 mol H-H键和1

2

mol O=O键所吸收的能量(Q1+

1

2

Q2) kJ，生成2 mol H-O新键释放的

能量为2Q3 kJ，由于该反应是放热反应，所以2Q3-(Q1+1

2

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。

2．锌在工业中有重要作用,也是人体必需的微量元素。回答下列问题:

（1）Zn 原子核外电子排布式为__________洪特规则内容_____________

泡利不相容原理内容______________________

（2）黄铜是人类最早使用的合金之一,主要由Zn 和Cu 组成。第一电离能

I 1(Zn)__________I 1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________

（3）ZnF 2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF 2不溶于有机溶剂而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,原因是__________

（4）金属Zn 晶体中的原子堆积方式如图所示,这种堆积方式称为__________,配位数为____

六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为N A ，Zn 的密度为__________g·

cm -3(列出计算式)。

【答案】1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar ]3d 104s 2 原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低 每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子 大于 Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子 离子键 ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为

主、极性较小 六方最密堆积(A 3型2A 3N 6a c ??? 【解析】

【分析】

【详解】

(1)Zn 原子核外有30个电子，分别分布在1s 、2s 、2p 、3s 、3p 、3d 、4s 能级上，其核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2，洪特规则是指原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的

能量最低，而泡利原理是指每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子，故答案为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2或[Ar]3d 104s 2；原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时，电子尽可能分占不同的原子轨道，且自旋状态相同，这样整个原子的能量最低；每个原子轨道上最多只能容纳两个自旋状态不同的电子；

(2)轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定，失去电子需要的能量较大，Zn 原子轨道中电子处于全满状态，Cu 失去一个电子内层电子达到全充满稳定状态，所以Cu 较Zn 易失电子，则第一电离能Cu ＜Zn ，故答案为：大于；Zn 核外电子排布为全满稳定结构，较难失电子；

(3)离子晶体熔沸点较高，熔沸点较高ZnF 2，为离子晶体，离子晶体中含有离子键；根据相似相溶原理知，极性分子的溶质易溶于极性分子的溶剂，ZnF 2属于离子化合物而ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2为共价化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2分子极性较小，乙醇、乙醚等有机溶剂属于分子晶体极性较小，所以互溶，故答案为：离子键；ZnF 2为离子化合物，ZnCl 2、ZnBr 2、ZnI 2的化学键以共价键为主，极性较小；

(4)金属锌的这种堆积方式称为六方最密堆积，Zn 原子的配位数为12，该晶胞中Zn 原子个

数=12×

16+2×12+3=6，六棱柱底边边长为acm ，高为ccm ，六棱柱体积

=[(6×24a )×3×c]cm 3，晶胞密度

=m V =，故答案为：六方最密堆积(A 3型)；12

。 【点睛】 本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、微粒空间构型判断、原子杂化方式判断、原子核外电子排布等知识点，侧重考查学生分析、判断、计算及空间想像能力，熟练掌握均摊分在晶胞计算中的正确运用、价层电子对个数的计算方法，注意：该晶胞中顶点上的原子被6个晶胞共用而不是8个，为易错点。

3．据《中国质量报》报道，我国首次将星载铷(Rb)钟应用于海洋二号卫星，已知Rb 的原子序数为37。回答下列有关铷的问题：

(1) Rb 的原子结构示意图中共有______个电子层，最外层电子数为______。

(2) Rb 在元素周期表中的位置是______。

(3)取少量铷单质加入水中，可观察到其剧烈反应，放出气体______(写化学式)，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显______色，因为___________(用离子方程式表示)。

(4) Rb 的还原性比K 的还原性______（填“弱”或“强”）。

【答案】5 1 第五周期ⅠA 族 H 2 蓝 2Rb+2H 2O=2Rb ++2OH -+H 2↑ 强

【解析】

【分析】

根据元素周期律，结合原子核外电子排布规律确定Rb 元素在周期表的位置，利用元素周

期律分析、解答。

【详解】

(1)Rb是37号元素，根据原子核外电子排布规律，可知Rb核外电子排布为2、8、18、8、1，所以Rb的原子结构示意图中共有5个电子层，最外层电子数为1个；

(2)Rb核外电子排布是2、8、18、8、1，根据原子核外电子层结构与元素在周期表的位置关系可知Rb在元素周期表中的位置是第五周期第IA族；

(3)Na是活泼金属，与水发生反应：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，Rb与Na是同一主族的元素，由于元素的金属性Rb>Na，所以Rb与水反应比钠更剧烈反应放出H2；RbOH是一元强碱，水溶液显碱性，在反应后的溶液中滴加紫色石蕊试液，溶液显蓝色，该反应的离子方程式为：2Rb+2H2O=2Rb++2OH-+ H2↑；

(4)同一主族的元素，由于从上到下，原子核外电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大，原子失去电子的能力逐渐增强，获得电子的能力逐渐减弱，Rb在K元素下一周期，所以Rb 的还原性比K的还原性强。

【点睛】

本题考查了原子核外电子排布与元素在周期表的位置及元素性质的关系，掌握原子核外电子层数等于元素在周期表的周期序数，原子核外最外层电子数等于元素的族序数。利用同一主族的元素由上到下元素的金属性逐渐增强分析判断。

4．A、B、C、D、E、F、X、Y、Z九种主族元素的原子序数依次增大，且均不大于20。B 元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐；盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，此气体同冷烧碱溶液作用，可得到含EYC的溶液；X元素的

最外层电子数是其次外层电子数的3

4

倍，D、Y、Z元素的最外层电子数之和为15；E、F、

X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐。

请回答下列问题：

(1)B元素的原子结构示意图是____，X元素在周期表中的位置是第__周期第__族。

(2)这九种元素中，金属性最强的是____，非金属性最强的是____。

(3)EYC中化学键类型：_____________，其电子式为___________。

(4)A与B、C、D形成的化合物中，共价键的极性由强到弱的顺序是________（用化学式表示），这些化合物的稳定性由强到弱的顺序为__________（用化学式表示）。

(5)D、E、F简单离子半径由大到小的顺序为_________（填离子符号），F和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，镁条作______（填“正极”或“负极”）。

【答案】三 VIA K或钾 F或氟离子键、共价键（或极性键）

HF＞H2O＞NH3 HF＞H2O＞NH3 F-＞Na+＞Al3+正极

【解析】

【分析】

B元素的最高价氧化物对应的水化物与其气态氢化物反应生成一种正盐，则B为氮元素；盐EYC与AY的浓溶液反应，有黄绿色气体产生，该气体为氯气，氯气同冷烧碱溶液作用，

可得到含次氯酸钠溶液，则E为钠元素，Y为氯元素，C为氧元素，A氢元素，因此D是

F；X元素的最外层电子数是其次外层电子数的3

4

倍，则X为硫元素；D、Y、Z元素的最外

层电子数之和为15，则Z为钾元素；E、F、X三种元素对应的最高价氧化物的水化物间两两皆能反应生成盐，则F为铝元素。

【详解】

（1）B为氮元素，原子结构示意图是；X为硫元素，在周期表中的位置是第三周期

第VIA族，故答案为：三；VIA；

（2）由分析和元素周期律可知，这九种元素中，金属性最强的是钾元素，非金属性最强的是氟元素，故答案为：K或钾；F或氟；

（3）次氯酸钠为离子化合物，次氯酸根中有极性共价键，所以次氯酸钠中的化学键为离子键和共价键（或极性键），次氯酸钠的电子式为，故答案为：离子键、共价键（或极性键）；；

（4）根据非金属性F＞O＞N，可知氨气、水、氟化氢中，共价键的极性由强到弱的顺序是HF＞H2O＞NH3，键能大小关系为HF＞H2O＞NH3，则稳定性由强到弱的顺序为HF＞H2O＞NH3，故答案为：HF＞H2O＞NH3；HF＞H2O＞NH3；

（5）氟离子、钠离子、铝离子的核外电子层数相同，则原子序数小的半径大，即离子半径由大到小的顺序为F-＞Na+＞Al3+，铝和镁条用导线连接插入NaOH溶液中，因为镁与氢氧化钠不发生反应，而铝与氢氧化钠能发生氧化还原反应，则镁条作正极，故答案为：F-＞Na+＞Al3+；正极。

【点睛】

在原电池判断负极时，要注意一般活泼性不同的两个金属电极，活泼的金属电极作负极，但要考虑负极要发生氧化反应，所以在镁、铝、氢氧化钠形成的原电池中，铝作负极，镁作正极。

5．X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素，在周期表的短周期主族元素中，X的原子半径最小，X与R的最外层电子数相等；Z的内层电子数是最外层电子数的一半；U的最高化合价和最低化合价的代数和为6；R和Q可形成原子个数之比为1：1和2：1的两种化合物；T与Z同主族。请回答下列问题：

(1)T元素在周期表中的位置是________________________。

(2)X、Z、Q三种元素的原子半径由小到大的顺序为___________（填元素符号）。

(3)R、T两元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为____________。

(4)某同学用X、R两元素的单质反应生成固体物质RX，RX属于离子化合物，且能与化合物X2Q反应生成X的单质。

①RX的电子式为_____________；RX与X2Q反应的化学方程式为___________。

②该同学认为取X、R两元素的单质反应后的固体物质与X2Q反应，若能产生X的单质，即可证明得到的固体物质一定是纯净的RX。请判断该方法是否合理并说明理由：

_____________。

【答案】第三周期ⅣA 族 H

+

NaH+H 2O=NaOH+H 2↑ 不合理，若反应后有Na 残留，也能与水反应生成H 2

【解析】

【分析】

X 、Z 、Q 、R 、T 、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素，周期表的全部元素中X 的原子半径最小，则X 为H 元素，X 与R 的最外层电子数相等，二者原子序数相差大于2，则R 为Na 元素，可知Z 、Q 处于第二周期，Z 的内层电子数是最外层电子数的一半，Z 的核外电子排布为2、4，Z 原子最外层电子数为4，则Z 为C 元素；U 的最高化合价和最低化合物的代数和为6，则U 为Cl 元素，R 和Q 可形原子数之比为1：1和2：1的两种化合物，则Q 为O 元素，这两种化合物为Na 2O 2、Na 2O ，T 与Z 同主族，由于Z 是C 元素，所以T 为Si 元素，据此分析解答。

【详解】

根据上述分析可知：X 为H ，Z 为C ，Q 为O ，R 为Na ，T 为Si ，U 为Cl 元素。(1)T 为Si 元素，原子核外电子排布为2、8、4，所以Si 元素在期表中的位置是第三周期IVA 族；

(2) X 为H ，Z 为C ，Q 为O ，同一周期元素原子序数越大原子半径越小；原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以上述三种元素中原子半径由小到大顺序为H

(3) R 为Na ，T 为Si ，它们的最高价氧化物对应的水化物分别为NaOH 、H 2SiO 3，H 2SiO 3是弱酸，可以与强碱NaOH 发生中和反应产生Na 2SiO 3和H 2O ，反应的化学方程式为：2NaOH+H 2SiO 3=Na 2SiO 3+2H 2O ；

(4) X 为H ，R 为Na ，Q 为O ，H 、Na 二种元素形成的化合物NaH 是离子化合物，X 2Q 是H 2O ，NaH 与H 2O 反应产生NaOH 和 H 2。

①NaH 中Na +与H -通过离子键结合，电子式为[]Na :H -+；NaH 与H 2O 反应产生NaOH 和 H 2，反应方程式为：NaH+H 2O=NaOH+H 2↑；

②由于Na 是非常活泼的金属，可以与水反应产生H 2，反应方程式为

2Na+2H 2O=2NaOH+H 2↑，所以如果有Na 残留，过量的Na 与水反应也生成氢气，因此不能根据H 、Na 反应后的固体与水反应放出氢气确定得到的固体一定是纯净NaH ，即该同学的说法不合理。

【点睛】

本题考查元素周期表及原子结构在元素推断中的应用。根据元素的原子结构及相互关系推断元素是解题关键。熟练掌握结构、性质、位置关系，注意元素金属性、非金属性强弱比较实验事实，要注意基础知识并灵活运用，注意金属氢化物有关问题。

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】H2 NH3 CO2 O3 HF CH4

【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】

()1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：2H；

()2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

NH；

3

()3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

CO；

2

()4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3O；

()5由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为HF；

()6由核外电子排布和形成分子的原子数目可知，该分子为4

CH。

【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．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

2Al+2NaOH+2H O=2NaAlO+3H↑0.1

222

【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 ；Y 3+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HClO 4；

（5）X 的氢化物为H 2S 其电子式为：；

（6）Y 单质与氢氧化钠溶液反应化学方程式：2222Al+2NaOH+2H O=2NaAlO +3H ↑； （7）标准状况下，2.24L Z 单质与足量氢氧化钙完全反

应:()()222222Cl 2Ca OH =CaCl Ca ClO 2H O ＋＋＋，电子转移总数

A A A A m V 2.24L N=nN =1N =1N =0.1N V 22.4L/mol

??。

8．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】F Na HClO 4 Al(OH)3 HF S 2-

【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HClO 4；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HClO 4，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CH 4、NH 3、H 2S 、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 、NH 3分子之间存在氢键，且氢键HF>NH 3，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 +、Mg 2+、Al 3+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；S 2-、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S 2-。

【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。

9．请用符号表示下列核素或同位素。

（1）质子数为a ，中子数为b 的X 原子：______。

（2）质子数和中子数都为9的氟原子：______。

（3）中子数为2的氢原子：______。

（4）中子数分别为8、9、10的氧原子：______。

（5）质量数分别为35、37的氯原子： ______。

【答案】X a b a 18

9F 31H （或T ） 168O 、178O 、188O 3517Cl 、3717Cl 【解析】

【分析】

结合核素的组成结构和同位素的概念分析解题即可。

【详解】

(1)质子数为a ，中子数为b 的X 原子的质量数为a+b ，其核素表示为X a b a +；

(2)质子数和中子数都为9的氟原子的质量数为18，其核素表示为189F ；

(3)中子数为2的氢原子，质子数为1，质量数为3，其核素表示为31H (或T )；

(4)中子数分别为8、9、10的氧原子，质量数分别是16、17、18，核素依次表示为168O 、

17

8O 、18

8O ；

(5)质子数为17，质量数分别为35、37的氯原子核素依次表示为3517Cl 、3717Cl 。

【点睛】

核素的最常见表示形式为A Z X ，其中A 为质量数，Z 为质子数，核内中子数为A-Z ，而同种

元素的不同核素，其子数肯定不等，互为同位素，化学性质几乎完全相同，据此分析解题。

10．现有下列9种微粒：11H 、21H 、136C 、146C 、147N 、56226Fe +、56326Fe +、1682O 、16

83O 。按要求完成以下各题：

（1）1

1H 、21H 分别是氢元素的一种______，它们互为______。

（2）互为同素异形体的微粒是______。

（3）56226Fe +的中子数为______，核外电子数为______。

（4）形成上述9种微粒的核素有______种、元素有______种。

【答案】核素 同位素 1682O 和1683O 30 24 7 5

【解析】

【分析】

结合核素的结构分析即可。

【详解】

(1)1

1H 、21H 的质子数均为1，中子数分别为0、1，分别是氢元素的一种核素，它们互为同位素；

(2)1682O 和1683O 是由O 元素组成的两种不同单质，互为同素异形体；

(3)56226Fe +的质子数为26，质量数为56，中子数为562630-=，核外电子数为26224-=；

(4)9种微粒中含有H 、C 、N 、Fe 和O 5种元素，含有1

1H 、21H 、136C 、146C 、147N 、

56

26Fe 、16

8O 7种核素。

11．海水中溴含量约为67mg?L -1，从海水中提取溴的一种工艺流程如图：

（1）步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴，其目的是___。（2）步骤Ⅱ中通入热空气吹出Br2，利用了Br2的___（填序号）。

A．氧化性 B．还原性

C．挥发性 D．腐蚀性

（3）步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在横线上填上适当的化学计量数：___Br2+___CO32-——___BrO3-+___Br-+___CO2。

（4）上述流程中吹出的溴蒸汽也可先用二氧化硫的水溶液吸收，再用氯气氧化，最后蒸馏，写出Br2与SO2水溶液反应的化学方程式：___。

【答案】富集（或浓缩）溴元素 C 3 3 1 5 3 SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4

【解析】

【分析】

根据流程分析可知：海水晒盐后得到氯化钠和卤水，卤水中通入氯气，可将溴离子氧化为单质溴，得到低浓度的溴溶液，通入热空气或水蒸气吹出Br2，利用的是溴单质的易挥发性，利用纯碱溶液吸收溴单质，再用硫酸酸化，使溴酸根离子和溴离子发生氧化还原反应得到溴单质，据此解答。

【详解】

(1)由于海水中Br-的含量低，步骤Ⅰ获得游离态的溴后，步骤Ⅱ又将其转化为化合态的溴，其目的是富集(或浓缩)溴元素，故答案为：富集(或浓缩)溴元素；

(2)步骤Ⅱ用热空气吹出Br2，主要利用了Br2的挥发性，故答案为：C；

(3)该反应中Br元素的化合价由0价变为?1价、+5价，根据得失电子守恒、原子守恒、电荷守恒，配平该离子程式为：3Br2+3CO32? ═ BrO3?+5Br?+3CO2↑，故答案为：3；3；1；5；3；

(4)溴与二氧化硫水溶液反应生成硫酸和溴化氢，反应的化学方程式为

SO+Br+2H O=2HBr+H SO，故答案为：SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4。

22224

12．海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）写出步骤I中生成低浓度Br2的离子方程式______。

（2）步骤I中已获得Br2，步骤I中又将Br2还原为Br-，其目的为富集溴元素，请写出步骤

II的化学方程式_______。

（3）在3mL溴水中加入1mL四氯化碳，振荡、静置后，观察到试管里的分层现象为如图

．．中的_______。

（4）某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料：Br2的沸点为59℃，微溶于水，有毒性和强腐蚀性，他们设计了如图装置简图。请你参与分析讨论：

①C中液体产物颜色为_____。

②用离子方程式解释NaOH浓溶液的作用______。

【答案】Cl2+2Br-=2Cl-+Br2 Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4 D 深红棕色 Br2+2OH-=Br-+BrO-

+H2O

【解析】

【分析】

海水淡化得到氯化钠，电解氯化钠溶液或熔融状态氯化钠会生成氯气，氯气通入母液中发生反应得到低浓度的溴单质溶液，通入热空气吹出后用二氧化硫水溶液吸收得到含HBr和硫酸的溶液，通入适量氯气氧化得到溴单质，富集溴元素，蒸馏得到工业溴；

(1)步骤I中生成低浓度Br2，涉及氯气与溴离子的置换反应；

(2)步骤Ⅱ中又将Br2还原为Br-，二氧化硫与溴发生氧化还原反应；

(3)四氯化碳的密度比水大，且溴易溶于四氯化碳；

(4)工业制溴中提纯溴的方法，主要是利用蒸馏方法，因为题干中给出信息Br2的沸点是59℃，提纯溴必须收集59℃时的馏分；C中液体为冷凝下来的纯溴，则颜色为深棕红色；溴蒸气有毒，需要用碱液来吸收。

【详解】

（1）氯气能够氧化溴离子得到氯离子和单质溴，离子方程式为：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；

故答案是：Cl2+2Br-=2Cl-+Br2；

（2）二氧化硫具有还原性，溴具有氧化性，二者发生氧化还原反应生成硫酸和氢溴酸，步

骤II 的化学方程式为：Br 2+SO 2+2H 2O=2HBr+H 2SO 4；

故答案是：Br 2+SO 2+2H 2O=2HBr+H 2SO 4；

（3）四氯化碳能够萃取溴水中的溴，但是四氯化碳的密度大于水的密度，看到的现象是：溶液分层，溴溶解四氯化碳中呈橙红色，所以下层呈橙红色，上层为水层，呈无色，故D 正确；

故答案选D 。

（4）①C 中圆底烧瓶中产生液体为溴，颜色为深红棕色；

答案是:深红棕色；

②Br 2有毒，不能排放到环境中，D 中浓NaOH 溶液的作用是吸收挥发出来的溴，反应的离子方程式为Br 2+2OH -=Br -+BrO - +H 2O ；

故答案是: Br 2+2OH -=Br -+BrO - +H 2O 。

13．在玻璃生产中，熔炉里原料发生的主要反应为：

2Na 2CO 3+CaCO 3+3SiO 22Na 2SiO 3+CaSiO 3+3CO 2↑。

(1)某反应物在熔融状态下不导电，它属于______晶体。

(2)上述反应里所涉及的短周期元素原子半径由大到小的顺序为________。

(3)碳和硅属于同族元素，该族元素的原子最外层电子的价层电子表示式为________。

(4)写一个能比较碳元素和氧元素非金属性强弱的化学反应方程式：________。

(5)CO 2的电子式为_______。

(6)反应物Na 2CO 3与CaCO 3均能制备二氧化碳，但是往往不是都能使用稀硫酸，请说明理由。______

【答案】原子 Na>Si>C>O ns 2np 2 22C+O CO 点燃 CaCO 3与稀硫酸反应生成的CaSO 4微溶于水，会附着在CaCO 3表面阻止反应进一步进行

【解析】

【分析】

(1)反应物中Na 2CO 3、CaCO 3为离子晶体，SiO 2为原子晶体；

(2)反应中涉及Na 、C 、Si 、O 、Ca 五种元素，根据它们在周期中的位置及元素周期律分析；

(3)C 、Si 位于第IVA ，最外层有4个电子，根据核外电子排布规律书写；

(4)根据二者形成化合物中元素化合价的正负判断；

(5)C 原子与2个O 原子形成4个共用电子对；

(6)根据反应产物的溶解性、反应进行的快慢分析。

【详解】

(1)反应物中Na 2CO 3、CaCO 3是盐，属于离子晶体，离子晶体在熔融状态时电离产生自由移动的离子，因此能导电，而SiO 2为原子晶体，原子之间通过共价键结合形成晶体，原子晶体在熔融状态下不导电；

(2)在上述反应中涉及Na 、C 、Si 、O 、Ca 五种元素，Ca 位于第四周期，Na 、Si 位于第三周期，C 、O 位于第二周期，由于同一周期的元素，原子序数越大，原子半径越小；不同周期

的元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，所以上述反应里所涉及的短周期元素原子半径由大到小的顺序为Na>Si>C>O；

(3)碳和硅属于同一族元素，该族元素的原子最外层电子数为4个，根据核外电子排布规律可得该族元素的价层电子排布式为ns2np2；

(4)C与O2在点燃条件下发生反应产生CO2气体，在该反应产生的CO2中，C为+4价，O为-2价，表明O吸引电子能力强，共用电子对偏小O原子，偏离C原子，从而证明元素的非金属性O>C；

(5)在CO2分子中，C原子与2个O原子形成4个共用电子对，从而使分子中每个原子都达到8个电子的稳定结构，电子式为；

(6)从理论上可知反应物Na2CO3与CaCO3均能制备二氧化碳，但是往往不是都能使用稀硫酸，Na2CO3与硫酸反应产生Na2SO4具有可溶性，对反应无影响，而CaCO3与稀硫酸反应生成的CaSO4微溶于水，会附着在CaCO3表面阻止反应进一步进行，因此就不能使用H2SO4制备CO2。

【点睛】

本题考查了晶体的类型、元素周期表的应用、电子式、气体飞制取方法等，把握原子的电子排布与元素的位置关系为解答的关键，要注重基础知识的学习，从物质的溶解性等分析气体制备试剂的使用情况。

14．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。下列八种化学符号：1

1

H、

2 1H、146C、6

3

Li、23

11

Na、14

7

N、73Li、24

12

Mg

（1）涉及的核素共有__种；

（2）互为同位素的是__、__；

（3）质量数相等，但不能互称为同位素的是__；

（4）中子数相等，但质子数不相等的是__。

（5）氢的三种同位素是__，它们与氯的同位素35Cl、37Cl相互结合为氯化氢，可得氯化氢分子的种数为__。

【答案】8 6

3Li和7

3

Li 1

1

H和2

1

H 14

6

C和14

7

N 23

11

Na和24

12

Mg 1H、2H、3H 6

【解析】

【分析】

(1)核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子；

(2)具有相同质子数，不同中子数同一元素的不同原子互为同位素；

(3)根据同位素的概念和原子的表示方法思考；

(4)根据质量数=质子数+中子数的关系计算；

(5)根据氢原子有三种同位素和氯原子有两种同位素，它们两两结合生成氯化氢进行判断。【详解】

(1)核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，属于原子的有11H、12H、6

14C、36Li、1123Na、714N、37Li，1224Mg，它们都表示核素，即共有8种核素；

(2)质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素，在8种微粒中，36Li、37Li

质子数都是3，而中子数分别为3和4，即二者互为同位素．11H 、12H 质子数都是1，而中子数分别为0和1，即二者互为同位素；

(3)在8中微粒中，质量数相等的是614C 、714N ，它们的质子数分别为6和7而不相同，它们不能互称同位素；

(4)根据质子数等于质子数与中子数之和得，11H 、12H 、614C 、36Li 、1123Na 、714N 、37Li 、1224Mg 的中子数分别为0、1、8、3、12、7、4、12，因此中子数相等，但质子数不相等的是1123Na 、1224Mg ；

(5)氢原子有三种同位素1H 、2H 、3H ，氯原子有两种同位素35Cl 、37Cl ，故氯化氢分子可能为：H 35Cl 、H 37Cl 、D 35Cl 、D 37Cl 、T 35Cl 、T 37Cl ，则形成的氯化氢分子的种类有6种。

【点睛】

考查核数的种类、元素的种类、同位素的概念等，其中：元素就是具有相同的核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称；核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子；具有相同质子数，不同中子数同一元素的不同核素互为同位素；氢原子的三种同位素和氯原子的两种同位素的组合为该题易错点。

15．氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢材料有：配位氢化物、富氢载体化合物、碳质材料、金属氢化物等。

(1)Ti(BH 4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。

①Ti 2+基态的电子排布式可表示为__________________。

②BH 4-的空间构型是________________(用文字描述)。

(2)液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N 2+3H 2储氢输氢

垐垐垐?噲垐垐?2NH 3实现储氢和输氢。

①上述方程式涉及的三种气体熔点由低到高的顺序是__________________。

②下列说法正确的是________(填字母)。

a .NH 3分子中N 原子采用sp 3杂化

b .相同压强时，NH 3沸点比PH 3高

c .[Cu(NH 3)4]2＋中，N 原子是配位原子

d .CN -的电子式为

(3)Ca 与C 60生成的Ca 32C 60能大量吸附H 2分子。

①C 60晶体易溶于苯、CS 2，说明C 60是________分子(填“极性”或“非极性”)；

②1个C 60分子中，含有σ键数目为________个。

(4)MgH 2是金属氢化物储氢材料，其晶胞结构如图所示，已知该晶体的密度为a g·cm -3，则晶胞的体积为____cm 3[用a 、N A 表示(N A 表示阿伏加德罗常数)]。

【答案】1s22s22p63s23p63d2(或[Ar]3d2) 正四面体 H2< N2< NH3 abcd 非极性 90

52

A

aN 【解析】

【分析】

(1)①Ti是22号元素，Ti原子失去最外层2个电子形成Ti2+，然后根据构造原理书写基态的电子排布式；

②根据价层电子对互斥理论判断离子空间构型；

(2)①根据物质的分子间作用力和分子之间是否含有氢键分析判断；

②a.根据价层电子对互斥理论确定杂化方式；

b.同一主族元素的氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高；

c.提供孤电子对的原子是配原子；

https://www.360docs.net/doc/e912723356.html,-的结构和氮气分子相似，根据氮气分子的电子式判断；

(3)①根据相似相溶原理确定分子的极性；

②利用均摊法计算；

(4)利用均摊法计算该晶胞中镁、氢原子个数，再根据V=m

ρ进行计算。

【详解】

①Ti是22号元素，根据构造原理可知基态Ti原子核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d24s2，Ti原子失去最外层2个电子形成Ti2+，则Ti2+基态的电子排布式可表示为1s22s22p63s23p63d2 (或写为[Ar]3d2)；

②BH4-中B原子价层电子对数为4+3141

2

+-?

=4，且不含有孤电子对，所以BH4-的空间构

型是正四面体型；

(2)①在该反应中涉及的物质有N2、H2、NH3，NH3分子之间存在氢键，而N2、H2分子之间只存在分子间作用力，所以NH3的熔沸点比N2、H2的高；由于相对分子质量N2>H2，物质的相对分子质量越大，分子间作用力就越大，物质的熔沸点就越高；所以三种物质的熔点由低到高的顺序是H2< N2

②a.NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，a正确；

b.相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，b正确；

c.[Cu(NH3)4]2+离子中，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，c正确；

https://www.360docs.net/doc/e912723356.html,-中C、N原子通过三对共用电子对结合，其电子式为，d正确；

故合理选项是abcd；

(3)①苯、CS2都是非极性分子，根据相似相溶原理，由非极性分子构成的溶质容易溶于由非极性分子构成的溶剂中，所以C60是非极性分子；

②利用均摊法知，每个碳原子含有σ键数目为133

22

?

=，则1mol C60分子中，含有σ键数

目=3

2

×1mol×60×N A/mol=90N A；

(4)该晶胞中镁原子个数=1

8

×8+1=2，含有的H原子个数=2+4×

1

2

=4，则晶胞的体积

V=m

ρ=A

24214

N

a

?+?

g/cm3=

A

52

aN g/cm

3。

【点睛】

本题考查物质结构和性质，涉及原子核外电子排布、微粒空间构型的判断、晶胞的计算等知识点，难点是晶胞的计算，学会使用均摊方法分析，灵活运用公式是解本题关键。