高考化学原子结构与元素周期表的综合热点考点难点附答案解析一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）1．著名化学家徐光宪在稀土化学等领域取得了卓越成就，被誉为“稀土界的袁隆平”。

稀土元素包括钪、钇和镧系元素。

请回答下列问题：(1)写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式____，其中电子占据的轨道数为 ____。

(2)在用重量法测定镧系元素和使镧系元素分离时，总是使之先转换成草酸盐，然后经过灼烧而得其氧化物，如2LnCl3+3H2C2O4+nH2O=Ln2(C2O4)3∙nH2O+6HCl。

①H2C2O4中碳原子的杂化轨道类型为____；1 mol H2C2O4分子中含σ键和π键的数目之比为 ___。

②H2O的VSEPR模型为 ___；写出与H2O互为等电子体的一种阴离子的化学式_______。

③HCI和H2O可以形成相对稳定的水合氢离子盐晶体，如HCl∙2H2O，HCl∙2H2O中含有H5O2+，结构为，在该离子中，存在的作用力有___________a.配位键b.极性键c.非极性键d.离子键e.金属键 f氢键 g.范德华力h.π键i.σ键(3)表中列出了核电荷数为21～25的元素的最高正化合价：元素名称钪钛钒铬锰元素符号Sc Ti V Cr Mn核电荷数2122232425最高正价+3+4+5+6+7对比上述五种元素原子的核外电子排布与元素的最高正化合价，你发现的规律是___________(4)PrO2(二氧化镨)的晶胞结构与CaF2相似，晶胞中Pr(镨)原子位于面心和顶点。

假设相距最近的Pr原子与O原子之间的距离为a pm，则该晶体的密度为_____g∙cm-3(用N A表示阿伏加德罗常数的值，不必计算出结果)。

【答案】1s22s22p63s23p63d1 10 sp2杂化 7:2 四面体形 NH2- abfi 五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s电子和次高能层d电子数目之和()3-10A4141+16234a10N⨯⨯⎫⨯⨯⎪⎝⎭【解析】【分析】(1)Sc(钪)为21号元素，1s 22s 22p 63s 23p 63d 14s 2，据此写出基态Sc 2+核外电子排布式；s 、p 、d 能级分别含有1、3、5个轨道，基态Sc 2+的核外电子3d 轨道只占了一个轨道，据此计算Sc 2+占据的轨道数；(2)①根据杂化轨道理论进行分析；根据共价键的类型结合该分子的结构进行分析计算； ②根据价层电子对互斥理论分析H 2O 的分子空间构型；等电子体是原子数相同，电子数也相同的物质，据此写出与之为等电子体的阴离子；③HCl ∙2H 2O 中含有H 5O 2+，结构为，据此分析该粒子存在的作用力；(3)根据表中数据，分别写出Sc 、Ti 、V 、Cr 、Mn 的外围电子排布式为：3d 14s 2、3d 24s 2、3d 34s 2、3d 54s 1、3d 54s 2，则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s 电子和次高能层d 电子数目之和；(4)根据均摊法进行计算该晶胞中所含粒子的数目，根据密度=m V 进行计算。

【详解】(1)Sc(钪)为21号元素，基态Sc 2+失去两个电子，其核外电子排布式为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 1，s 、p 、d 能级分别含有1、3、5个轨道，但基态Sc 2+的核外电子3d 轨道只占了一个轨道，故共占据1×3+3×2+1=10个，故答案为：1s 22s 22p 63s 23p 63d 1；10；(2)①H 2C 2O 4的结构式为，含碳氧双键，则碳原子的杂化轨道类型为sp 2杂化，分子中含有7个σ键、2个π键，所以σ键和π键数目之比为：7:2，故答案为：sp 2杂化；7:2；②H 2O 中O 原子的价层电子对数6+2==42，且含有两个2个孤对电子，所以H 2O 的VSPER 模型为四面体形，分子空间构型为V 形，等电子体是原子数相同，电子数也相同的物质，因此，与H 2O 互为等电子体的阴离子可以是NH 2-，故答案为：四面体形；NH 2-； ③HCl∙2H 2O 中含有H 5O 2+，结构为，存在的作用力有：配位键、极性键、氢键和σ键，故答案为：abfi ；(3)根据表中数据，分别写出Sc 、Ti 、V 、Cr 、Mn 的外围电子排布式为：3d 14s 2、3d 24s 2、3d 34s 2、3d 54s 1、3d 54s 2，则有五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s 电子和次高能层d 电子数目之和，故答案为：五种元素的最高正化合价数值等于各元素基态原子的最高能层s 电子和次高能层d 电子数目之和；(4)由图可知，相距最近的Pr 原子和O 原子之间的距离为该立方体晶胞的体对角线的14，则该晶胞的晶胞参数-103=4a 10cm 3⨯，每个晶胞中占有4个“PrO 2”，则该晶胞的质量为()A 4141+162g N ⨯⨯，根据m =Vρ可得，该晶体的密度为：()3-10A 4141+16234a 10N ⨯⨯⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭，故答案为：()3-10A 4141+16234a 103N ⨯⨯⎛⎫⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭ 。

【点睛】本题考查新情景下物质结构与性质的相关知识，意在考查考生对基础知识的掌握情况以及对知识的迁移能力；本题第(2)小题的第②问中H 2O 的VSEPR 模型容易习惯性写为空间构型V 形，解答时一定要仔细审题，注意细节。

2．我国科学家受中医启发，发现As 2O 3（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：As 4，其分子结构与白磷（P 4）相似，也是正四面体，则As 4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）NH 4NO 3可做化肥，但易爆，300℃发生爆炸：2NH 4NO 3→2N 2↑+O 2↑+4H 2O 。

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CO 2。

常温下，当CO 2不断通入pH =11的氨水中时会产生微量的新离子：NH 2COO -。

（i ）写出NH 2COO -的电子式___________。

（ii ）计算原氨水中c （NH 4+）=_______mol /L 。

【答案】 60o 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＜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 10-3-10-11（或10-3）【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2molN2，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)①NH2COO−的电子式为；②pH=11的氨水中，c（H+）=10-11mol/L，c（OH-）=10-3mol/L，由电荷守恒可知，c(NH4+)+c(H+)= c（OH-），解得c(NH4+)=(10-3-10-11) mol/L或=10-3mol/L。

3．A、B、C、D、E都是短周期元素，原子序数依次增大，A、B处于同一周期，C、D、E 同处另一周期。

C、B可按原子个数比2∶1和1∶1分别形成两种离子化合物甲和乙。

D、A按原子个数比3∶2形成离子化合物丙。

E是地壳中含量最高的金属元素。

根据以上信息回答下列问题：(1)B元素在周期表中的位置是__________，乙物质化学式是__________。

(2)A、B、C、D、E五种元素的原子半径由小到大的顺序是__________(用元素符号填写)。

(3)E的单质加入到C的最高价氧化物对应的水化物的溶液中，发生反应的离子方程式是____________________________________。

【答案】第二周期VIA族 Na2O2 O<N<Al<Mg<Na 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑【解析】【分析】C、B可按原子个数比2∶1和1∶1分别形成两种离子化合物甲和乙，可知C为Na元素，B为O元素，甲为Na2O，乙为Na2O2；E是地壳中含量最高的金属元素，则E为Al元素；A、B、C、D、E都是短周期元素，原子均小于Al的原子序数，D、A按原子个数比3∶2形成离子化合物丙，可知A为N元素，D为Mg元素，丙为Mg3N2。

【详解】（1）B为O元素，在周期表中第二周期VIA族，乙物质为过氧化钠，化学式是Na2O2，故答案为：第二周期VIA族；Na2O2；（2）Na、Mg、A l在第三周期，O、N在第二周期，同周期元素从左到右原子半径逐渐减小，同主族元素从上到下原子半径逐渐增大，则O<N<P<Al<Mg<Na，即O<N<Al<Mg<Na，故答案为：O<N<Al<Mg<Na；（3）铝能跟氢氧化钠溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，其反应的离子反应方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。

【点睛】一般情况下，原子个数比按2∶1和1∶1可分别形成H2O、H2O2或Na2O、Na2O2，H2O、H2O2为共价化合物，Na2O、Na2O2为离子化合物。

4．下表是元素周期表的一部分，除标出的元素外，表中的每个编号代表一种元素。

请根据要求回答问题：（1）②的元素符号是______。

（2）⑤和⑥两种元素的非金属性强弱关系是：⑤______⑥。