石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案.docx
- 文档编号:10196386
- 上传时间:2023-02-09
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:194.92KB
石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案.docx
《石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题含答案
石家庄化学原子结构与元素周期表的专项培优练习题(含答案)
一、原子结构与元素周期表练习题(含详细答案解析)
1.如图是元素周期表的一部分,表中所列字母分别代表一种元素。
根据表中所列元素回答下列问题:
(1)元素d在元素周期表中的位置是________,元素h与f的原子序数相差_____。
(2)元素b、c、f形成的简单离子中半径最小的是______(填离子符号),原子半径最小的是______(填元素符号)。
(3)表中第三周期所列元素的非金属性最强的是______(填元素符号),e、f、g三种元素的简单氢化物中最不稳定的是______(填化学式)。
(4)元素
与元素
的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式为______。
(5)铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)与碳(C)、硅(Si)属于同主族元素,常温下,在空气中,单质锡、锗均不反应而单质铅表面生成一层氧化铅;单质锗与盐酸不反应,而单质锡与盐酸反应。
由此可得出以下结论:
①锗的原子序数为______;
②铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)的+4价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为___________(用化学式表示)。
(6)最近,德国科学家实现了铷原子气体的超流体态与绝缘态的可逆转换,该成果将在量子计算机研究方面带来重大突破。
已知铷(Rb)是37号元素,相对原子质量是85.5,与钠同主族。
回答下列问题:
①铷在元素周期表中的位置为__________________。
②同主族元素的同类化合物的性质相似,请写出AlCl3与RbOH过量反应的离子方程式:
_____________________。
③现有铷和另一种碱金属形成的混合金属50g,当它与足量水反应时,放出标准状况下的氢气22.4L,另一种碱金属可能是__________。
(填序号)
A.LiB.NaC.KD.Cs
【答案】第三周期第ⅢA族18Mg2+SClPH3NaOH+HClO4=NaClO4+H2O32Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4第五周期第ⅠA族Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或写为Al3++4OH-=[Al(OH)4]-)AB
【解析】
【分析】
由元素在周期表的位置可知,a是N元素,b为Na元素,C为Mg元素,d为Al元素,e为P元素,f为S元素,g为Cl元素,h为Se元素,然后根据元素周期律分析解答。
【详解】
根据元素在周期表的位置可知确定各种元素分别是:
a是N元素,b为Na元素,C为Mg元素,d为Al元素,e为P元素,f为S元素,g为Cl元素,h为Se元素。
(1)元素d为Al,原子核外电子排布是2、8、3,所以在元素周期表中的位置是第三周期IIIA族,f是16号元素S,h是34号元素Se,h与f原子序数相差34-16=18;
(2)b、c、f形成的简单离子分别是Na+、Mg2+、S2-,Na+、Mg2+核外电子排布为2、8,具有两个电子层,S2-核外电子排布是2、8、8,具有三个电子层,离子核外电子层数越多,离子半径越大,对于电子层结构相同的离子来说,核电荷数越大,离子半径越小,所以,三种离子中离子半径最小的是Mg2+;Na、Mg、S都是同一周期的元素,原子序数越大,原子半径越小,所以三种元素的原子半径最小的是S;
(3)同一周期的元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,表中第三周期元素的非金属性最强是Cl;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强,e、f、g三种元素分别表示P、S、Cl,元素的非金属性:
P
(4)g元素与b元素的最高价氧化物对应水化物分别是HClO4、NaOH,HClO4是一元强酸,NaOH是一元强碱,二者混合发生中和反应产生盐和水,反应的化学方程式为NaOH+HClO4=NaClO4+H2O;
(5)①锗位于Si元素下一周期,二者原子序数相差18,所以Ge的原子序数为14+18=32;
②由于同一主族的元素从上到下元素的金属性逐渐增强,所以根据铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)在元素周期表的位置可知,元素的金属性Pb>Sn>Ge,元素的金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强,故铅(Pb)、锡(Sn)、锗(Ge)的+4价氢氧化物的碱性由强到弱的顺序为Pb(OH)4>Sn(OH)4>Ge(OH)4;
(6)①铷(Rb)是37号元素,原子核外有5个电子层,最外层有1个电子,所以37号元素在元素周期表中的位置为第五周期第ⅠA族;
②铷(Rb)与钠同主族,由于Rb的金属性比Na强,所以RbOH是一元强碱,AlCl3与过量的RbOH反应产生的离子方程式为Al3++4OH-=AlO2-+2H2O(或写为Al3++4OH-=[Al(OH)4]-);
③22.4L标准状况下的H2的物质的量n(H2)=22.4L÷22.4L/mol=1mol,铷和水反应的化学方程式为2Rb+2H2O=2RbOH+H2↑,可知2molRb反应产生1molH2,由碱金属与水反应的化学方程式为2M+2H2O=2MOH+H2↑可知混合金属的平均摩尔质量M=
=25g/mol,Rb的摩尔质量为85.5g/mol,则另一种碱金属的摩尔质量一定小于25g/mol,所以另一种碱金属可能是Li或Na,故合理选项是AB。
【点睛】
本题考查元素周期表和元素周期律的应用的知识。
掌握元素的位置、原子结构与物质性质的关系解答本题的关键,注意规律性知识的应用,侧重考查学生的分析与应用能力。
2.下表是元素周期表的一部分。
表中所列的字母分别代表某一化学元素。
(1)下列________(填写编号)组元素的单质可能都是电的良导体。
①a、c、h②b、g、k③c、h、l④d、e、f
(2)以上13种元素中,____(填写字母)元素原子失去核外第一个电子需要的能量最多。
i在周期表中的位置_________。
(3)如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。
核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:
原子核对核外电子的吸引力;形成稳定结构的倾向。
下表是一些气态原子失去核外不同电子所需的能量(kJ·mol-1);
锂
X
Y
失去第一个电子
519
502
580
失去第二个电子
7296
4570
1820
失去第三个电子
11799
6920
2750
失去第四个电子
9550
11600
①通过上述信息和表中的数据分析为什么锂原子失去核外第二个电子时所需的能量要远远大于失去第一个电子所需的能量______________。
②表中X可能为以上13种元素中的_____(填写字母)元素。
用元素符号表示X和j形成化合物的化学式_____。
③Y是周期表中_____族元素。
【答案】①④m第三周期ⅤA族Li原子失去1个电子后形成稳定结构,此时再失去1个电子很困难aNa2O和Na2O2ⅢA
【解析】
【分析】
(1)金属是导体(锗是半导体),石墨是导体;
(2)越容易失去第一个电子,第一电离能越小;
(3)根据电离能的大小结合原子核外电子排布判断可能的元素种类,注意电离能的大小能判断出元素的化合价,即最外层电子数。
【详解】
根据元素周期表中元素的分布知识,可以知道a是Na,b是H,c是Mg,d是Sr,e是Sc,f是Al,g是Ge,h是C,j是O,i是P,k是Sb,l是Cl,m是Ar;
(1)金属是电的良导体,石墨棒是电的良导体,金属有Na、Mg、Sr、Sc、Al,锗是半导体,故答案为:
①④;
(2)从题目所给信息知道,原子失电子所需能量不仅与原子核对核外电子的吸引力有关,还与形成稳定结构的倾向有关.结构越稳定失电子所需能量越高,在所给13种元素中,处于零族的m元素已达8e-的稳定结构,因此失去核外第一个电子需要的能量最多;i是P,位于元素周期表的第三周期ⅤA族;
(3)①锂原子核外共有3个电子,其中两个在K层,1个在L层,当失去最外层的一个电子后,锂离子处于稳定结构,根据题给信息可知,要使锂离子再失去电子便会形成不稳定结构,因此锂原子失去第二个电子时所需能量远大于失去第一个电子所需的能量;
②由表中数据可知:
X失去第2个电子所需能量远大于失去第一个电子所需的能量(9倍多),而失去第三个、第四个电子所需能量皆不足前者的两倍,故第一个电子为最外层的1个电子,而其他几个电子应处于内层;结合所给的周期表知,X应为a,即钠元素,和j即氧元素所形成的化合物化学式分别为Na2O和Na2O2;
③由表中所给Y的数据可知,Y失去第1、2、3个电子所需能量差别不大,而失去第4个电子所需能量远大于失去第3个电子所需的能量,因此Y元素的最外层有3个电子,即为ⅢA族的元素Al。
3.已知A、B、C三种元素的原子中,质于数:
A
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Cl元素,据此答题。
【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.A、B、C、D四种元素都是短周期元素。
A元素的离子具有黄色的焰色反应。
B离子带有2个单位正电荷,且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布。
H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰,D元素原子的电子层结构里,最外层电子数是次外层电子数的3倍。
根据上述条件回答:
(1)元素C位于第___周期第___族。
(2)A是___元素,B是___元素,D是___元素。
(3)A与D形成稳定的化合物的化学式为___,此化合物与水反应的化学方程式为___。
(4)C元素的单质有毒,可用A的最高价氧化物对应的水化物的溶液吸收,其离子方程式为___。
【答案】三ⅦANaMgONa2O22Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
【解析】
【分析】
A、B、C、D四种元素都是短周期元素,A元素的离子具有黄色的焰色反应,则A为Na元素;B离子带两个单位正电荷,且B元素的离子结构和Ne具有相同的电子层排布,则B为12号Mg元素;H2在C单质中燃烧产生苍白色火焰,则C为Cl元素;D元素原子的电子层结构中,最外层电子数是次外层电子数的3倍,则D原子核外有2个电子层,次外层为2,最外层电子为2×3=6,D为O元素,然后利用元素及其单质、化合物的性质来解答。
【详解】
根据上述分析可知A是Na元素,B是Mg元素,C是Cl元素,D是O元素。
(1)元素C是Cl,Cl原子核外电子排布为2、8、7,所以Cl元素在周期表中位于第三周期第ⅦA族;
(2)根据上述分析可知:
A是Na元素,B是Mg元素,D是O元素;
(3)A是Na,D是O,Na与O形成的稳定化合物为Na2O2,Na2O2与水反应产生NaOH和O2,反应的化学方程式为:
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
(4)元素C是Cl,Cl元素的单质Cl2是有毒气体,可以与NaOH在溶液中反应产生NaCl、NaClO和H2O,反应方程式为:
Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,离子方程式为:
Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O,所以用NaOH溶液吸收氯气可消除氯气对环境造成的污染。
【点睛】
本题考查了元素的位置、结构、性质的关系及应用。
正确推断各元素为解答本题的关键,要明确元素周期表结构、元素周期律的内容,并结合元素及其单质、化合物的性质进行解答。
5.已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同粒子,它们之间存在如下图所示的转化关系:
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,请写出:
A的结构式_____________;D的电子式____________;
(2)如果A和C是18电子的粒子,B和D是10电子的粒子,请写出:
①A与B在溶液中反应的离子方程式:
____________________________________
②根据上述离子方程式,可判断C与B结合质子的能力大小是(用化学式或离子符号表示)________>________。
【答案】
或H-F
H2S+OH-=HS-+H2O或HS-+OH-=S2-+H2OOH-S2-或HS-
【解析】
【详解】
(1)如果A、B、C、D均是10电子的粒子,符合关系的微粒分别为NH4+或HF、OH-、NH3或F-、H2O;
(2)如果A和C是18电子的粒子,A为H2S或HS-,C为HS-或S2-,B和D是10电子的粒子,分别为OH-、H2O;
6.A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。
①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质;②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍;③D原子的电子层数与最外层电子数之比为3:
1;④E元素的最外层电子数是电子层数的2倍;⑤C与E同主族。
请回答下列问题:
(1)B元素在周期表中的位置是:
______________
(2)写出化合物D2C2的电子式____________;该化合物中所含化学键类型为____________
(3)化合物A2C和A2E中,沸点较高的是______________(填化学式)
(4)化合物EC2常温下呈气态,将其通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀和NO气体放出,该反应的离子方程式为_______________
(5)元素A、B、C按原子个数比2:
1:
1组成的化合物是常见的室内装修污染物,该物质的分子空间构型为______________;该化合物中B原子的杂化轨道类型为______________
【答案】第二周期第IVA族
离子键、共价键H2O3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+平面三角形sp2
【解析】
【分析】
A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的原子序数依次增大。
①A元素组成的单质是相同条件下密度最小的物质,则A是H元素;②B元素原子的最外层电子数是其内层电子总数的2倍,则B原子核外有2个电子层,核外电子排布是2、4,B是C元素;③D原子的电子层数与最外层电子数之比为3:
1,则D核外电子排布式是2、8、1,D是Na元素;④E元素的最外层电子数是电子层数的2倍,则E核外电子排布是2、8、6,E是S元素;⑤C与E同主族,原子序数小于Na,大于C,则C是O元素。
结合元素的单质及化合物的结构、性质分析解答。
【详解】
根据上述分析可知A是H,B是C,C是O,D是Na,E是S元素。
(1)B是C元素,在周期表中的位置是第二周期第IVA族;
(2)化合物D2C2是Na2O2,该物质中Na+与O22-通过离子键结合,在O22-中两个O原子通过共价键结合,所以其电子式为:
;该化合物中所含化学键类型为离子键、共价键;
(3)化合物A2C是H2O,A2E是H2S,由于在H2O分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引力,使物质气化消耗较多的能量,因此沸点较高的是H2O;
(4)化合物EC2是SO2,在常温下呈气态,该物质具有还原性,将其通入Ba(NO3)2溶液中,有白色沉淀和NO气体放出,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式为3SO2+3Ba2++2NO3-+2H2O=3BaSO4↓+2NO+4H+;
(5)元素A、B、C按原子个数比2:
1:
1组成的化合物CH2O是常见的室内装修污染物,该物质的分子中,C原子采用sp2杂化,与O原子形成共价双键,再与2个H原子形成2个共价键,分子空间构型为平面三角形。
【点睛】
本题考查了元素的原子结构与物质性质的关系、有电子转移的离子方程式书写等知识。
根据题干信息正确推断元素是解题关键,能很好的反映学生对饮水机化合物的性质及物质结构理论的掌握和应用情况。
7.A、D、E、W是中学常见的四种元素,原子序数依次增大,A的原子最外层电子数是次外层的2倍,D的氧化物属于两性氧化物,D、E位于同周期,A、D、E的原子最外层电子数之和为14,W是人体必需的微量元素,缺W会导致贫血症状。
(1)写出AE4的电子式:
____________________。
(2)下列事实能用元素周期律解释的是(填字母序号)___________。
a.D的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg(OH)2
b.E的气态氢化物的稳定性小于HF
c.WE3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板
(3)NaCN是一种有剧毒的盐,用E的一种氧化物EO2可以除去水溶液中含有的该有毒物质,得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体。
写出该反应的离子方程式:
_________________________________________。
(4)工业上用电解法制备D的单质,反应的化学方程式为_____________________。
(5)W的单质可用于处理酸性废水中的NO3-,使其转换为NH4+,同时生成有磁性的W的氧化物X,再进行后续处理。
①上述反应的离子方程式为___________________________________________。
②D的单质与X在高温下反应的化学方程式为____________________________。
【答案】
ab2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑3Fe+NO3-+2H++H2O=Fe3O4+NH4+8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe
【解析】
【分析】
A、D、E、W是中学常见的四种元素,原子序数依次增大,A的原子最外层电子数是次外层的2倍,A为C;D的氧化物属于两性氧化物,D为Al;D、E位于同周期,A、D、E的原子最外层电子数之和为14,14-4-3=7,则E为Cl;W是人体必需的微量元素,缺乏W会导致贫血症状,W为Fe。
【详解】
(1)A为C,E为Cl,AE4为CCl4,电子式为
;
(2)a.同周期元素金属性依次减弱,铝在镁的右边,所以金属性弱于镁,所以D的最高价氧化物对应水化物氢氧化铝的碱性弱于Mg(OH)2,故a符合题意;
b.同周期元素非金属性依次增强,所以F的非金属性强于O,则氢化物稳定性H2O小于HF,故b符合题意;
c.氯化铁与铜发生氧化还原反应,所以可以用氯化铁的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板,不能用元素周期律解释,故c不符合题意;
答案选ab;
(3)NaCN是一种有剧毒的盐,E为Cl,用E的一种氧化物ClO2可以除去水溶液中含有的该有毒物质,得到一种生活中常见的固体和两种无毒气体。
该反应的离子方程式:
2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-;
(4)D为Al,工业上用电解熔融氧化铝的方法制备铝的单质,反应的化学方程式为2Al2O3(熔融)
4Al+3O2↑;
(5)W的单质可用于处理酸性废水中的NO3-,使其转换为NH4+,同时生成有磁性的W的氧化物X,再进行后续处理,①酸性环境下硝酸根离子具有强的氧化性,能够氧化性铁生成四氧化三铁,反应的离子方程式为3Fe+NO3-+2H++H2O=Fe3O4+NH4+;
②铝与四氧化三铁反应生成氧化铝和铁,方程式:
8Al+3Fe3O4
4Al2O3+9Fe。
8.下表是元素周期表的一部分,回答下列有关问题:
(1)写出下列元素符号:
①________,⑥________,⑦________,⑪________。
(2)在这些元素中,最活泼的金属元素是________,最活泼的非金属元素是_______,最不活泼的元素是________。
(3)在这些元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的是________,碱性最强的是______,呈两性的氢氧化物是___________,写出三者之间相互反应的化学方程式___。
(4)在这些元素中,原子半径最小的是_________,原子半径最大的是_________。
(5)在③与④中,化学性质较活泼的是________,怎样用化学实验证明?
答:
________。
在⑧与⑫中,化学性质较活泼的是_________,怎样用化学实验证明?
答:
_________。
【答案】NSiSCaKFArHClO4KOHAl(OH)3Al(OH)3+3HClO4=Al(ClO4)3+3H2O、Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2OFKNa与H2O反应:
Na与水剧烈反应,Mg与水不反应Cl将Cl2通入到NaBr溶液中,溶液由无色变为橙色,说明Cl的化学性质比Br的活泼
【解析】
【详解】
(1)根据元素周期表的结构可知:
①、⑥、⑦、⑪分别在第二周期VA、第三周期IVA、第三周期VIA和第四周期IIA,则①、⑥、⑦、⑪分别为N、Si、S、Ca;
(2)根据元素周期表性质的递变规律,最活泼的金属应在第IA,最活泼的非金属应在第VIIA,惰性气体最不活泼,则在IA元素Na(③)和K(⑩)中K最活泼;在VIIA族元素F(②)、Cl(⑧)和Br(⑫)中,F最活泼;最不活泼的是⑨即Ar;
(3)元素的最高价氧化物对应水化物中,酸性最强的必是非金属性增强的,根据同周期、同主族元素非金属性的递变规律可知,元素非金属性最强的是②即F,但F无最高正价;因为我们知道,HClO4已知的最高价含氧酸中酸性最强的,即酸性最强的是HClO4;元素的最高价氧化物对应水化物中,碱性最强的必是非金属性增强的,根据同周期、同主族元素金属性的递变规律可知,元素金属性最强的是⑩即K,则碱性最强的必是KOH;在表中所列元素的最高价氧化物对应水化物中,只有Al(OH)3具有两性;三者之间相互反应的化学方程式分别为Al(OH)3+3HClO4=Al(ClO4)3+3H2O、Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O、KOH+HClO4=KClO4+H2O;
(4)同周期元素从左至右原子半径依次减小,同主族元素从上而下原子半径依次增大,故在这些元素中,原子半径最小的是F,原子半径最大的是K;
(5)③和④分别是Na和Mg,根据同主族元素金属性的递变规律可知,金属性Na>Mg,根据判断金属性强弱的方法,可依据二者单质分别与水反应的剧烈程度来判断其金属性强弱,即与H2O反应:
Na与水剧烈反应,Mg与水不反应;⑧和⑫分别是Cl和Br,根据同主族元素非金属性的递变规律可知,非金属性Cl>Br,根据判断非金属性强弱的方法,可依据二者气态氢化物的稳定性、单质之间的置换反应等来判断其非金属性强弱,即将Cl2通入到Na
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 石家庄 化学 原子结构 元素 周期表 专项 练习题 答案