2020-2021高考化学专题复习原子结构与元素周期表的综合题含答案解析

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．磷化铝（AlP）和磷化氢（PH3）都是粮食储备常用的高效熏蒸杀虫剂。

(1)磷元素在元素周期表中的位置：________________。AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，该反应的另一种产物的化学式为________。

(2)PH3具有强还原性，能与CuSO4溶液反应，配平该反应的化学方程式： ________CuSO4＋_____PH3＋_____H2O＝_____Cu3P↓＋_____H3PO4＋_____H2SO4 (3)工业制备PH3的流程如图所示。

①次磷酸属于________元酸。

②白磷和烧碱溶液反应的化学方程式为：____________________________________。 ③若起始时有1 mol P4参加反应，则整个工业流程中共生成________mol PH3。（不考虑产物的损失）

【答案】第3周期第VA族 Al(OH)3 24 11 12 8 3 24 1 P4 + 3NaOH + 3H2O＝PH3↑+ 3NaH2PO2 2.5 【解析】 【分析】

（1）原子结构中电子层数等于周期数，最外层电子数等于族序数，AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，根据元素守恒确定该反应的另一种产物的化学式；

（2）配平化学方程式，就是通过在各物质的化学式前面添加系数，使反应中每种原子个数在反应前后相等的过程，但对于复杂的化学反应通常通过观察，找出变化的特点或规律，常使用化合价来配平，保证化合价升高与降低的数相等即可； （3）①根据物质电离出的氢离子数目确定酸的元数；

②根据图示信息：白磷和烧碱溶液反应生成PH3、NaH2PO2，据此书写方程式； ③根据发生反应的过程寻找关系式，进行计算即可。 【详解】

(1)P处于第3周期ⅤA族，AlP遇水蒸气会发生反应放出PH3气体，根据元素守恒，确定该反应的另一种产物是Al(OH)3，故答案为：第3周期第VA族；Al(OH)3；

(2)该方程式中Cu价态由+2下降为+1，P价态由-3升高为+5，为保证化合价升降数相等，Cu3P与H3PO4计量数分别为8、3，CuSO4的系数是24，H2SO4系数是24，根据元素守恒，得到：24CuSO4+11PH3+12H2O=8Cu3P+3H3PO4+24H2SO4，故答案为：24，11，12，8，3，24；

(3)①根据氢氧化钠过量时只能生成NaH2PO2可知次磷酸只能电离出1个氢离子，因此次磷酸属于一元酸，故答案为：1；

②根据图示信息：白磷和烧碱溶液反应生成PH3、NaH2PO2，方程式为：

P4+ 3NaOH + 3H2O = PH3+ 3NaH2PO2；故答案为：P4+ 3NaOH + 3H2O = PH3+ 3NaH2PO2；

③P4+3NaOH+3H2O=PH3↑+3NaH2PO2；2H3PO2=PH3↑+H3PO4，即P4～2.5PH3，若起始时有1molP4参加反应，则整个工业流程中共生成2.5molPH3；故答案为：2.5。

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I1(Zn)__________I1(Cu)(填“大于”或“小于”)。原因是__________

（3）ZnF2具有较高的熔点(872℃ ),其化学键类型是__________;ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2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____cm-六棱柱底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA，Zn的密度为__________g·

3

(列出计算式)。

【答案】1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 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 ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为

656主、极性较小 六方最密堆积(A3型) 12 32

NA6ac4【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1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，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：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；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ZnF2，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，ZnF2属于离子化合物而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2为共价化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2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；ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2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

11+2×+3=6，六棱柱底边边长为acm，高为ccm，六棱柱体积

26m65632=[(6×a)×3×c]cm3，晶胞密度=V32，故答案为：六方最密堆积(A3

N6ac4A4656型)；12；32。

NA6ac4【点睛】

数=12×

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．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 核电荷数 最高正价 Sc 21 +3 Ti 22 +4 V 23 +5 Cr 24 +6 Mn 25 +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NA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

4141+1623 NA4a10-103【解析】 【分析】

(1)Sc(钪)为21号元素，1s2s2p3s3p3d4s，据此写出基态Sc核外电子排布式；s、p、d能级分别含有1、3、5个轨道，基态Sc2+的核外电子3d轨道只占了一个轨道，据此计算Sc2+占据的轨道数；

2

2

6

2

6

1

2

2+

3

(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H2O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∙2H2O中含有H5O2+，结构为

，据此分析该粒子存在的作用力；

1

2

2

2

(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：3d4s、3d4s、3d34s2、3d54s1、3d54s2，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=【详解】

(1)Sc(钪)为21号元素，基态Sc2+失去两个电子，其核外电子排布式为：

1s22s22p63s23p63d1，s、p、d能级分别含有1、3、5个轨道，但基态Sc2+的核外电子3d轨

m进行计算。 V道只占了一个轨道，故共占据1×3+3×2+1=10个，故答案为：1s22s22p63s23p63d1；10； (2)①H2C2O4的结构式为

，含碳氧双键，则碳原子的杂化轨道类型为

sp2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：sp2杂化；7:2；

②H2O中O原子的价层电子对数=6+2=4，且含有两个2个孤对电子，所以H2O的VSPER2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H2O互为等电子体的阴离子可以是NH2-，故答案为：四面体形；NH2-； ③HCl∙2H2O中含有H5O2+，结构为键和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：3d14s2、3d24s2、3d34s2、3d54s1、3d54s2，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则该晶胞的晶胞参数=，存在的作用力有：配位键、极性键、氢

1，434a10-10cm，每个晶胞中占有4个“PrO2”，则该晶胞的质量34141+1623mg=3，故为，根据可得，该晶体的密度为：

NANA4a10-10V34141+162答案为：

4141+1623 。 -10NA4a1033【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H2O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。

4．我国科学家受中医启发，发现As2O3（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：As4，其分子结构与白磷（P4）相似，也是正四面体，则As4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）NH4NO3可做化肥，但易爆，300℃发生爆炸：2NH4NO3→2N2↑+O2↑+4H2O。每生成2molN2，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CO2。常温下，当CO2不断通入pH=11的氨水中时会产生微量的新离子：NH2COO-。

（i）写出NH2COO-的电子式___________。 （ii）计算原氨水中c（NH4+）=_______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 10 15:7 【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价、+5价变为0价，O元素(3)该反应2NH4NO3→2N2↑+O2↑+4H2O中N元素化合价由−

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，转移电的化合价由−

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

10-3-10-11（或10-3）

之比为(32+28):28=15:7。 (4)①NH2COO−的电子式为

；

+---②pH=11的氨水中，c（H）=1011mol/L，c（OH）=103mol/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。

5．电气石是一种具有保健作用的天然石材，其中含有的主要元素为B、Si、Al、Mg、Na、O等元素。

(1)上述元素中，原子半径最小的是_________(用元素符号表示)，在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是_____________(用元素符号表示)；

(2)表示原子结构的化学用语有：原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式，从中选择最详尽描述核外电子运动状态的方式，来表示氧元素原子核外电子的运动状态______________；

(3)B与最活泼的非金属元素F形成化合物BF3，检测发现BF3分子中三根B—F键的键长相等，三根键的键角相等，能否仅仅依据此数据此判断BF3分子的极性____________； (4)SiO2晶体的熔点比BF3晶体________(选填“高”、“低”)。 【答案】O B、Si、Al 【解析】 【分析】

(1)同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大；在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是B、Si、Al；

(2)最详尽描述核外电子运动状态的方式为核外电子轨道排布式，根据核外电子排布规律画出；处于不同能级的电子，能量不同，处于同一能级不同轨道的电子能量相同； (3)BF3分子中三根B﹣F键的键长相等且键角也相等，为平面正三角形结构，正负电荷重心重合；根据晶体类型判断熔点高低，一般熔点：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体； (4)BF3是分子晶体，SiO2是原子晶体。 【详解】

(1)同周期自左而右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，故原子半径Na＞Mg＞Al＞Si＞B＞O，在元素周期表中处于金属和非金属分界线附近的元素是B、Si、Al；

(2)最详尽描述核外电子运动状态的方式为核外电子轨道排布式，氧元素原子核外电子轨道排布式为：

；

非极性 高

(3)BF3分子中三根B﹣F键的键长相等且键角也相等，为平面正三角形结构，正负电荷重心重合，为非极性分子；

(4)BF3是分子晶体，SiO2是原子晶体，故SiO2晶体的熔点比BF3晶体高。

6．下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表一种元素。

（1）表中的实线表示系周期表的部分边界，请用实线补全元素周期表的上边界____ （2）常温下，其单质呈液态的元素是____（填字母代号），它与e形成的化合物电子式为：___________（用元素符号表示）

（3）b元素形成的单质所属晶体类型可能是________（填序号） ①分子晶体 ②原子晶体 ③金属晶体 ④离子晶体 ⑤过渡型晶体

（4）元素c、d、g的氢化物的沸点由高到低的顺序为________（用化学式表示） H2O的电离方程NH3·H2O（5）NH3·

NH+4+OH-，试判断NH3溶于水后，形成的

NH3·H2O的合理结构__________（填字母代号）

【答案】 m

①②⑤ H2O＞HF＞HCl b

【解析】 【分析】

(1)第一周期中含有2种元素，处于第1列、18列；第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，据此画出元素周期表的上边界；

(2)常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列；e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成；

(3)b为碳元素，形成的单质可能为原子晶体，如金刚石，可能为分子晶体，若富勒烯，可能为过渡型晶体，如石墨；

(4)c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，结合常温下氢化物状态与氢键判断氢化物的沸点；

(5)氨水的电离生成NH4+、OH-，说明NH3•H2O 中O-H键发生断裂，来确定氨水的结构和成

键情况。 【详解】

(1)第一周期中含有2种元素，处于第1列、18列；第2、3周期中元素处于1，2列，13～18列，故元素周期表的上边界为：

；

(2)常温下，呈液态的单质为溴与金属汞，由图可知位置可知，为溴单质，处于第四周期17列，为表中m元素；e为Na元素，溴与钠形成的化合物为NaBr，由钠离子与氯离子构成，溴化钠电子式为

；

(3)b为碳元素，形成的单质可能为原子晶体，如金刚石，可能为分子晶体，若富勒烯，可能为过渡型晶体，如石墨；

(4)c为氧元素、d为氟元素、g为氯元素，常温下水为液体，HF、HCl为气体，故水的沸点较高，HF中分子之间存在氢键，沸点比HCl高，故沸点H2O＞HF＞HCl；

(5)NH3溶于水后，形成的NH3•H2O中，根据NH3•H2O的电离方程式为NH3•H2O⇌NH4++OH-，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，故NH3•H2O结构为b，故答案为b。

7．A、B、C、D、E、F的核电荷数依次增大，且均为核电荷数小于18的非稀有气体元素。A的单质是自然界中密度最小的气体，A和C可形成A2C和A2C2两种常见的液态化合物，B、C原子的最外层电子数之和等于11，D+与C的简单离子的最外层电子排布相同，C、E原子的最外层电子数相同。请回答下列问题： (1)写出元素符号：B______，D______。

(2)A元素具有两个中子的核素的表示符号为______，E的简单离子的结构示意图是______。

(3) A2C2的分子式为______。

(4)将少量F的单质通入足量NaOH溶液中，发生反应的离子方程式是______。

3【答案】N Na 1H

H2O2 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O

【解析】 【分析】

A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的六种短周期主族元素，A单质是自然界中密度最小的气体为氢气，A为H元素，A和C可形成A2C和A2C2两种常见的液态化合物，为H2O、H2O2，则C为O元素，C原子最外层有6个电子，B、C原子的最外层电子数之和等于11，则B最外层有5个电子，B为N元素；D+与C的简单离子核外电子排布相同，判断为Na+，D为Na元素，C、E原子的最外层电子数相同，则C、E同主族，E为S元素，F为

Cl元素，然后根据问题分析、解答。 【详解】

根据上述分析可知：A是H，B是N，C是O，D是Na，E是S，F是Cl元素。 (1)B元素符号为N，D元素符号为Na；

(2)A是H原子，原子核内有1个质子，若原子核内有2个中子，则其质量数为1+2=3，用符号表示为1H；E是S，S原子获得2个电子变为S2-，则S2-的简单离子的结构示意图是

；

(3)A是H，C是O，A2C2是H2O2；

(4)F是Cl，Cl2能够与NaOH溶液反应产生NaCl、NaClO、H2O，该反应的离子方程式是Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O。 【点睛】

本题考查了元素的位置、结构、性质关系及其应用，根据元素的原子结构及物质的性质、位置关系及形成化合物的性质推断元素是解题关键，题目侧重考查学生分析推理能力、知识迁移应用能力。

3

8．A、B、C为电子层数小于或等于3的元素，A元素原子M层电子数为K层电子数的

1，B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，C元素原子L层达稳定结构所2需电子数为该层电子数的

1。由此推断三种元素原子的核电荷数及元素名称分别是3A__________;B________;C________。 【答案】11、钠 16、硫 8、氧 【解析】 【分析】

电子层从里向外依次是K、L、M、N，据此分析；A元素原子M层电子数为K层电子数的

1，则M层有一个电子，据此分析；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之2差，则M层电子数为8-2=6，据此分析；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子

1，L层稳定结构含有8个电子，据此分析解答。 3【详解】

数的

A元素原子M层电子数为K层电子数的12，则M层有1个电子，所以A元素为钠元素，其核电荷数为11；B元素原子M层电子数为次外层与最内层电子数之差，则M层电子数=8-2=6，所以B元素为硫元素，其核电荷数为16；C元素原子L层达稳定结构所需电子数为该层电子数的13，L层的稳定结构为8电子结构，则L层电子数为6，所以C元素为氧元素，其核电荷数为8，故A的元素名称为钠，B的元素名称为硫，C的元素名称为氧，故答案为11、钠 ；16、硫；8、氧。

【点睛】

注意题目要求是元素名称，不能写元素符号，学生容易写错。

9．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：H2； 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

NH3；

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

CO2；

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O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CH4。

【点睛】

3；

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。

10．X、Z、Q、R、T为前四周期元素，且原子序数依次增大。X和Q属同族元素，X和R可形成化合物XR4；R2为黄绿色气体；Z与X同周期且基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等；T2+的3d 轨道中有5个电子。请回答下列问题：

(1)Z基态原子的电子排布式是______；Z所在周期元素中，最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是______（填化学式）。

(2)利用价层电子对互斥理论判断 RZ3-的立体构型是______；RZ3-的中心原子的杂化轨道类型为______。

(3)水中T含量超标，容易使洁具和衣物染色．RZ2可以用来除去水中超标的T2+，生成黑色沉淀TZ2，当消耗0.2molRZ2时，共转移了1mol电子，则反应的离子方程式为___________。

【答案】1s22s22p4 HNO3 三角锥形 sp3杂化 2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl﹣+12H+ 【解析】 【分析】

X、Z、Q、R、T为前四周期元素，且原子序数依次增大，R2为黄绿色气体，则R为Cl；X和R可形成化合物XR4，则X为+4价，处于IVA族，X和Q属同族元素，可推知X为C元素、Q为Si；Z与X同周期且基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等，则Z核外电子排布为1s22s22p4，因此Z为O元素；T2+的3d轨道中有5个电子，原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2，则T为Mn，据此解答。 【详解】

根据上述分析可知：X是C元素，Z是O元素，Q是Si元素，R是Cl元素，T是Mn元素。

(1)Z是O元素，O基态原子的电子排布式是1s22s22p4；Z所在周期元素中，元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3；

(2) RZ3-是ClO3-，ClO3-离子中中心原子Cl原子孤电子对数=

7123=1，价层电子对数为23+1=4，则ClO3-立体构型是三角锥形，其中心原子Cl原子的杂化轨道类型为sp3 杂化； (3)水中Mn含量超标，容易使洁具和衣物染色，ClO2可以用来除去水中超标的Mn2+，生成黑色沉淀MnO2，当消耗0.2molClO2时，共转移了1mol电子，假设Cl元素在还原产物中化合价为a，则0.2mol×(4-a)=1mol，解得a=-1，即ClO2被还原变为Cl-，根据电荷守恒可知，还产生了H+，则反应的离子方程式为：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2↓+2Cl﹣+12H+。 【点睛】

本题考查结构、性质、位置关系应用、核外电子排布、杂化方式判断、氧化还原反应等，较为全面的考查了元素化合物、物质结构理论及氧化还原反应的分析与判断能力，是对学生对知识的迁移运用能力的综合考查。

11．有A、B、C、D四种元素，A元素的原子有三个电子层，最外层上有一个电子；B元素负2价阴离子的电子层结构与氩原子相同；C元素的原子核内无中子；D原子核外电子数比A原子核外电子总数多6个。

（1）C与D形成化合物的化学式_______，其在水中的电离方程式为_______。 （2）B离子的电子式_______，A离子的电子式_______。 （3）B原子的结构示意图_______，D离子的结构示意图_______。 【答案】HCl HCl=H++Cl- 【解析】 【分析】

由A元素的原子有三个电子层，最外层上有一个电子可知A为Na元素；由B元素负2价

Na+

阴离子的电子层结构与氩原子相同可知B为S元素；由C元素的原子核内无中子可知C为H元素；由D原子核外电子数比钠原子核外电子总数多6个可知D为Cl元素。 【详解】

（1）氢元素与氯元素形成的化合物为氯化氢，化学式为HCl，氯化氢在溶液中完全电离，电离出氯离子和氢离子，电离方程式为HCl=H++Cl；

（2）硫原子得到2个电子形成硫离子，硫离子最外层有8个电子，电子式为钠离子为阳离子，其电子式直接用离子符号表示，则钠离子的电子式为Na+；

（3）硫原子核外有16个电子，有3个电子层， 最外层有6个电子，原子的结构示意图为

；氯原子得到1个电子形成氯离子，氯离子核外有18个电子，有3个电子层， 最

；

-

外层有8个电子，原子的结构示意图为【点睛】

。

阴离子与同周期稀有气体原子电子层结构相同，由B元素负2价阴离子的电子层结构与氩原子相同确定B为钠元素是解答关键，也是解答的突破口。

12．如图所示，甲、乙、丙是三种常见单质，X、Y、Z是它们的化合物。它们之间有如图所示的转化关系：

(1)若甲是具有还原性的金属单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，试推断： ①X、Y、Z中含有丙元素的是__________(填物质的化学式)； ②写出化合物X的电子式________；

③X与甲反应的化学方程式是__________________。

(2)若甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，丙通常是深红棕色液体，Y和Z具有相同的阳离子，X与Z含有相同的阴离子。

①写出单质甲的组成元素的原子结构示意图______________；

②实验室贮存丙单质时，通常需要加入______，其理由是_______________________； ③写出X与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式______________________。 【答案】CO和CO2

CO2+2Mg

2MgO+C

少量水 加水可

防止溴单质的挥发 2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3＋+2Br2+6Cl- 【解析】 【分析】

甲、乙、丙、是三种常见单质，X、Y、Z是常见的三种化合物，X与甲的反应为置换反应， (1)若甲是具有还原性的单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为2Mg+CO2CO，乙为O2；

(2)丙在通常状况下深红棕色的液体，应为Br2，甲是具有氧化性的黄绿色气体单质，可置换出Br2，甲为Cl2，X为FeBr2，Z为FeBr3，乙为Fe，Y为FeCl3，，据此解答。 【详解】

甲、乙、丙、是三种常见单质，X、Y、Z是常见的三种化合物，X与甲的反应为置换反应。 (1)若甲是具有还原性的单质，X、Y、Z中有一种是离子晶体，说明甲应为金属，常见发生置换反应的为2Mg+CO2CO，乙为O2；

①丙为C元素，分析可知X、Y、Z中含有丙元素的是X、Z，即CO和CO2； ②X为CO2，在CO2分子，C原子与2个O原子形成4对共用电子对，所以电子式为

；

③Mg可以在CO2中燃烧，反应时产生白烟，同时在容器器壁上有黑色固体碳生成，Mg与CO2反应的化学方程式为2Mg+CO2

2MgO+C；

(2)丙在通常状况下呈液态，为深红棕色，应为Br2，甲是具有氧化性的单质，可置换出Br2，甲为Cl2，X为FeBr2，Z为FeBr3，乙为Fe，Y为FeCl3， ①甲为Cl2，分子中2个Cl原子形成一对共用电子对，结构式为Cl-Cl； ②丙为Br2，易挥发，实验室保存时，需加入少量水，可防止溴单质的挥发；

＋

③X与足量的甲在溶液中完全反应的离子方程式是2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3+2Br2+6Cl-。

2MgO+C，则X为CO2，甲为Mg，Y为MgO，丙为C，Z为

2MgO+C，则X为CO2，甲为Mg，Y为MgO，丙为C，Z为

13．下表是元素周期表的一部分，对于表中元素①～⑧，填空回答： 族 周期 二 三 ⅠA ⅡA ⅢA ⅣA ① ⅤA ② ⅥA ③ ⑦ ⅤⅡA ④ ⑧ 0 ⑤ ⑥ (1)地壳中含量最多的元素是______，非金属性最强的元素是______。 (2)写出①的最简单的气态氢化物的电子式______。

(3)在第三周期主族元素中，单质氧化性最强的是_____，能形成的二元强酸是________。 (4)写出②的气态氢化物与②的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式_____。 【答案】O F 【解析】 【分析】

Cl2 H2SO4 NH3+HNO3=NH4NO3

由元素在周期表的位置可知，元素①～⑧分别为C、N、O、F、Na、Al、S、Cl，然后结合元素的性质与原子结构的知识分析解答。 【详解】

由元素在周期表的位置可知，元素①～⑧分别为C、N、O、F、Na、Al、S、Cl。 (1)地壳中含量最高的元素为O，非金属性最强的元素为F；

(2)①的最简单的气态氢化物为甲烷，分子中C原子与4个H原子形成四对共用电子对，其电子式为

；

(3)第三周期主族元素中Cl的非金属性最强，单质氧化性最强的是Cl2，S对应的硫酸为二元强酸，能形成的二元强酸是H2SO4；

(4)②的气态氢化物为NH3，②的最高价氧化物对应水化物为HNO3，二者反应生成NH4NO3，反应方程式为NH3+HNO3=NH4NO3。 【点睛】

本题考查位置、结构与性质关系的应用，把握元素周期表结构、元素周期律内容为解答的关键，试题侧重考查学生的分析、理解能力及灵活应用能力。

14．元素周期表是打开物质世界奧秘之门的一把金钥匙 ，1869年，门捷列夫发现了元素周期律并发表了元素周期表。下图为元素周期表的一部分，回答下列问题。

(1).上述元素中化学性质最稳定的是________(填元素符号，下同) ，非金属性最强的是_____。

(2)c的最高价氧化物对应水化物的化学式为__________。

(3)h元素的原子结构示意图为__________，写出h单质的一种用途:__________。 (4)b、d、f三种元素原子半径由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。 (5)a、g、j的氢氧化物中碱性最强的是__________(填化学式)，写出其溶液与g的氧化物反应的离子方程式:___________________________________。 【答案】Ar F HNO3 【解析】 【分析】

由元素周期表可知，a为Li、b为C、c为N、d为O、e为F、f为Mg、g为Al、h为Si、i为Ar、j为K。 【详解】

（1）0族元素的化学性质最稳定，故上述元素中化学性质最稳定的是Ar；F元素的非金属

制光电池 Mg>C>O KOH Al2O3 +2OH-=2AlO2- +H2O

性最强；

（2）c为N，其最高价氧化物对应的水化物为HNO3；

（3）h为Si，核电荷数为14，原子的核外电子数也是14，Si的原子结构示意图为

；Si单质的一种用途是可以制光电池；

（4）b为C、d为O、f为Mg，当电子层数相同时，核电荷数越大原子半径越小；电子层数越多原子半径越大，故b、d、f三种元素原子半径由大到小的顺序是Mg>C>O； （5）a为Li、g为Al、j为K，K的金属性最强，金属性越强，最高价氧化物对应的水化物的碱性越强，故a、g、j的氢氧化物中碱性最强的是KOH；g的氧化物为Al2O3，Al2O3与KOH溶液反应的离子方程式为Al2O3 +2OH-=2AlO2- +H2O 。

15．2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展做出巨大贡献的科学家，锂离子电池广泛应用于手机、笔记本电脑等。

(1)锂元素在元素周期表中的位置：_________________。

(2)氧化锂(Li2O)是制备锂离子电池的重要原料，氧化锂的电子式为_____________。 (3)近日华为宣布:利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出

垐垐?了石墨烯电池，电池反应式为LIxC6+Li1-x噲垐?C6+LiCoO2，其工作原理如图。 充电放电

①石墨烯的优点是提高电池的能量密度，石墨烯为层状结构，层与层之间存在的作用力是_______。

②锂离子电池不能用水溶液做离子导体的原因是___________(用离子方程式表示）。 ③锂离子电池放电时正极的电极反应式为________________。

④请指出使用锂离子电池的注意问题____________________。(回答一条即可) 【答案】第二周期第IA族

范德华力(分子间作用力)

2Li+2H2O=2Li++2OH-+H2↑ Li1-xCoO2+xLi++xe-= LiCoO2 避免过充、过放、过电流、短路及热冲击或使用保护元件等 【解析】 【分析】

(1)根据锂元素的原子结构与元素位置的关系分析判断； (2)氧化锂是离子化合物，Li+与O2-之间通过离子键结合；

(3)①石墨烯结构是平面结构，层内是共价键，层间以分子间作用力结合； ②根据Li是碱金属元素，利用碱金属单质的性质分析； ③锂离子电池放电时正极上Li+得电子变为LiCoO2；

④使用锂离子电池的注意问题是禁止过充、过房，配备相应的保护元件等。 【详解】

(1)Li是3号元素，核外电子排布为2、1，所以Li在元素周期表的位置位于第二周期第IA族；

(2) Li2O是离子化合物，Li+与O2-之间通过离子键结合,其电子式为：

；

(3)①石墨烯的优点是提高电池的能量密度，石墨烯为层状结构，在层内，C原子之间以共价键结合，在层与层之间存在的作用力是分子间作用力，也叫范德华力； ②Li是碱金属元素，单质比较活泼，容易和水反应产生氢气，反应方程式为：2Li+2H2O=2Li++2OH-+H2↑，所以锂离子电池不能用水溶液；

③根据锂电池总反应方程式可知：锂离子电池在放电时，正极上Li+得电子变为LiCoO2，电极反应式为：Li1-xCoO2+xLi++xe-= LiCoO2；

④锂电池在使用时应该注意的问题是避免过充、过放、过电流、短路及热冲击或使用保护元件等。 【点睛】

本题考查了锂元素的有关知识，解答时要根据各种物质的结构，充分利用题干信息进行综合分析、判断。