高考化学提高题专题复习原子结构与元素周期表练习题附答案一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1．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：M 2O·R 2O 3·2SiO 2·nH 2O ，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。
（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 ．CuCl 2溶液 b ．Fe 2O 3 c ．浓硫酸 d ．Na 2CO 3溶液（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（Si 3N 4）陶瓷材料硬度大、熔点高。
可由下列反应制得：SiO 2+C+N 2−−−→高温Si 3N 4+CO（5）Si 3N 4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______________。
（6）C 3N 4的结构与Si 3N 4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Si 3N 4质量为_____________。
【答案】Na >Al>Si 3s 1 bd ()-23-2Al OH +OH =lO +H A O -3 N 2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C 3N 4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si 3N 4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 ； （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：3s 1；（3）常温下，Al 与CuCl 2溶液反应能将铜置换出来；Al 与Fe 2O 3在高温反应；Al 与浓硫酸发生钝化；Al 与Na 2CO 3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：()-23-2Al OH +OH =lO +H A O ；II ．（5）非金属性N>Si ，因此Si 3N 4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）Si 3N 4陶瓷材料硬度大、熔点高，晶体中只有极性共价键，说明Si 3N 4为原子晶体，C 3N 4的结构与Si 3N 4相似，说明C 3N 4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C 3N 4中碳原子与氮原子形成的共价键键长较Si 3N 4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；（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 ，2234=3SiO +6C +2N Si N +6CO 140g 112g28gm∆高温气体质量变化 因此生成的Si 3N 4质量为28g140g 112g⨯=35g 。
2．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 AF BF 2 DF 4 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 4 AlO 2-+H++H2O Al(OH)3Al3++3OH- NaF与 MgF2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；Mg2+的半径比Na+的半径小，离子电荷比Na+多，故MgF2的熔点比NaF高；SiF4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 Na+>Mg2+>Al3+【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：AlO 2-+H++H2O Al(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Mg2+的半径比Na+的半径小，带有的电荷比Na+多，所以MgF2的熔点比NaF高；而SiF4为分子晶体，分子之间以微弱的分子间作用力结合，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：Cl>S>P。
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+、Mg2+、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。
3．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①⑧③⑤②④⑥⑦(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)(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_________。
(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>H2S Pb3O4+8HCl(浓)=3PbCl2+Cl2↑+4H2O H2S+H2O2=S+H2O NaNO2 HSO3-+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。
【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：；(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；(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；(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；(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↑。