loading2020-2021高考化学专题复习分类练习 原子结构与元素周期表综合
解答题含详细答案
一、原子结构与元素周期表练习题（含详细答案解析）
1．为探究乙烯与溴的加成反应，甲同学设计并进行如下实验：先取一定量的工业用乙烯气体(在储气瓶中)，使气体通入溴水中，发现溶液褪色，即证明乙烯与溴水发生了加成反应；乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，由此他提出必须先除去杂质，再让乙烯与溴水反应。请回答下列问题：
(1)甲同学设计的实验________(填“能”或“不能”)验证乙烯与溴发生了加成反应，其理由是________(填序号)。
①使溴水褪色的反应不一定是加成反应 ②使溴水褪色的反应就是加成反应 ③使溴水褪色的物质不一定是乙烯 ④使溴水褪色的物质就是乙烯
(2)乙同学推测此乙烯中一定含有的一种杂质气体是________，它与溴水反应的化学方程式是________________。在实验前必须全部除去，除去该杂质的试剂可用________。 (3)为验证乙烯与溴发生的反应是加成反应而不是取代反应，丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性，理由是
_____________________________________________________________________________。 【答案】不能 ①③ H2S H2S?Br22HBr?S? NaOH溶液(答案合理即可)
若乙烯与Br2发生取代反应，必定生成HBr，溶液的酸性会明显增强，若乙烯与Br2发生加成反应，则生成CH2BrCH2Br，溶液的酸性变化不大，故可用pH试纸予以验证 【解析】 【分析】
根据乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，该淡黄色的浑浊物质应该是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质，反应方程式为
H2S?Br2?2HBr?S?，据此分析解答。
【详解】
(1)根据乙同学发现在甲同学的实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊物质，推测在工业上制得的乙烯中还可能含有少量还原性气体杂质，则可能是该还原性气体与溴水发生氧化还原反应，使溴水褪色，则溴水褪色不能证明是乙烯与溴水发生了加成反应，所以①③正确，故答案为：不能；①③；
(2)淡黄色的浑浊物质是具有还原性的硫化氢与溴水发生氧化还原反应生成的硫单质，反应方程式为H2S?Br2?2HBr?S?；选用的除杂试剂能够除去硫化氢气体，但是不能与乙烯反应，也不能引入新的气体杂质，根据除杂原则，可以选用NaOH溶液，故答案为：
H2S；H2S?Br2?2HBr?S?；NaOH溶液(答案合理即可)；
(3)若乙烯与Br2发生取代反应，必定生成HBr，溶液的酸性会明显增强，若乙烯与Br2发生加成反应，则生成CH2BrCH2Br，溶液的酸性变化不大，故可用pH试纸予以验证，故答案为：若乙烯与Br2发生取代反应，必定生成HBr，溶液的酸性会明显增强，若乙烯与Br2发生加成反应，则生成CH2BrCH2Br，溶液的酸性变化不大，故可用pH试纸予以验证。
2．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】
10-3-10-11（或10-3）
(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。
3．下表为元素周期表的一部分，请参照元素①～⑨在表中的位置，回答下列问题。
（1）第三周期元素中非金属性最强的元素的原子结构示意图是___。
（2）②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是___(填化学式)。 （3）下列可以判断⑤和⑥金属性强弱的是___(填序号)。 a．单质的熔点：⑤＜⑥ b．化合价：⑤＜⑥
c．单质与水反应的剧烈程度：⑤＞⑥ d．最高价氧化物对应水化物的碱性：⑤＞⑥
（4）为验证第ⅦA族部分元素非金属性的递变规律，设计如图装置进行实验，请回答：
①仪器A的名称是___，A中发生反应的离子方程式是___。 ②棉花中浸有NaOH溶液的作用是___(用离子方程式表示)。
③验证溴与碘的非金属性强弱：通入少量⑨的单质，充分反应后，将A中液体滴入试管内，取下试管，充分振荡、静置，可观察到___。该实验必须控制⑨单质的加入量，否则得
不出溴的非金属性比碘强的结论。理由是___。
④第ⅦA族元素非金属性随元素核电荷数的增加而逐渐减弱的原因：同主族元素从上到下原子半径逐渐_____(填“增大”或“减小”)，得电子能力逐渐减弱。 【答案】
--
HNO3＞H2CO3＞H2SiO3 cd 分液漏斗 2Br-＋Cl2=Br2＋2Cl- Cl2＋2OH-
=H2O＋Cl＋ClO 溶液分层，下层液体为紫红色 氯气能够氧化溴离子和碘离子，氯气必须少量，否则干扰检验结果 增大 【解析】 【分析】
由元素在周期表的位置可知，元素①～⑨分别为H、C、N、O、Na、Al、Si、S、Cl，结合元素周期律和物质的性质分析解答。 【详解】
(1)第三周期元素中非金属性最强的元素是Cl，其原子结构示意图是
；
(2)元素非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，则②③⑦最高价氧化物对应水化物的酸性由强到弱的顺序是HNO3＞H2CO3＞H2SiO3； (3)a．根据单质的熔点不能判断金属性强弱，故a错误； b．化合价高低不能作为比较金属性的依据，故b错误；
c．Na与水反应比Al剧烈，说明金属性：Na＞Al，可以比较，故c正确；
d．元素的金属性越强，最高价氧化物对应水化物的碱性越强，可以比较，故d正确； 答案选cd；
(4)①A为分液漏斗，A中发生氯气与NaBr的氧化还原反应，离子方程式为2Br－＋Cl2=Br2
－
＋2Cl；
－－－
②NaOH溶液用于吸收氯气，离子方程为Cl2＋2OH=H2O＋Cl＋ClO；
③溴与KI反应生成碘单质，碘单质易溶于四氯化碳。将A中液体滴入试管内，充分振荡、静置，可观察到溶液分层，下层呈紫色；若通入过量氯气，剩余的氯气能够进入试管先于Br2氧化碘离子，干扰溴与碘离子的反应，所以氯气必须少量，否则干扰检验结果； ④同主族元素从上到下，原子核外电子层数增加，原子半径增大，故得到电子能力减弱。 【点睛】
比较金属性的强弱，是看金属与水或与酸反应的剧烈程度，最高价氧化物对应水化物的碱性强弱，比较非金属性强弱，可以依照单质的氧化性的强弱。
4．离子化合物AB2的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB2中含54 mol电子，且有下列反应：
点燃①H2＋B2????C ②B2＋X→Y＋AB2＋H2O ③Y＋C→AB2＋Z，Z有漂白作用。
根据上述条件回答下列问题：
(1)写出下列物质的化学式：AB2________，X________，Y________，Z________。 (2)用电子式表示AB2的形成过程：________________________。 (3)写出反应②的化学方程式：_______________________。 【答案】CaCl2 Ca(OH)2 Ca(ClO)2 HClO
2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋
2H2O 【解析】 【分析】
离子化合物AB2的阴、阳离子的电子层结构相同，1mol AB2中含54 mol电子，则A2+、B-离子中含有的电子数目均为18个，AB2为氯化钙，A为钙元素，B为氯元素，则①H2＋
点燃Cl2????HCl，C为HCl；②Cl2＋X→Y＋CaCl2＋H2O，X为Ca(OH)2，Y为Ca(ClO)2；
③Ca(ClO)2＋HCl→CaCl2＋Z，Z有漂白作用，Z为HClO。 【详解】
（1）由分析可知AB2为CaCl2，X为Ca(OH)2，Y为Ca(ClO)2，Z为HClO。，故答案为：CaCl2；Ca(OH)2；Ca(ClO)2；HClO； （2）AB2的形成过程用电子式表示为故答案为：
；
，
（3）②的化学方程式为2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O，故答案为：2Cl2＋2Ca(OH)2=Ca(ClO)2＋CaCl2＋2H2O。 【点睛】
常见18电子的离子有K+、Ca2+、Cl￣、S2?、HS-等。
5．元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族，e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题： (1)b、c、d中第一电离能最大的是_____(填元素符号)，e的价层电子轨道表示式为____。 (2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，三角锥形分子的中心原子的杂化方式为____。 (3)这些元素形成的含氧酸中，HNO2、H2SO3的中心原子价层电子对数之和为____，H2SO3和H2SO4酸根的空间构型分别为____、____。
(4)e单质晶体结构如图1，此晶胞模型名称为____，e原子半径为r cm，e的相对原子质量为M，晶胞密度为ρ g/cm3，则阿伏加德罗常数为_____mol-1（用r、ρ表示）。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭