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简答题

0.15mol某金属单质与足量的稀硫酸充分作用后,在标准状况下生正确成5.04LH2和25.65g该金属的硫酸盐,若该金属原子核内的质子数比中子数少一个,试通过计算推导该金属元素在周期表中的位置?

正确答案

标准状况下生成5.04LH2物质的量为0.225mol,质量为0.45g,需要H2SO40.225mol参与反应,H2SO4质量为22.05g,

则0.15mol金属单质的质量为 25.65g+0.45g-22.05=4.05g(生成物质量等于反应物的质量),所以金属的摩尔质量为=27g/mol,所以金属的相对分子质量为27,金属元素原子的质量数为27,

又因为原子核内的质子数比中子数少一个,所以金属元素原子核内的质子为=13,故该元素为铝,核外电子排布为:

,位于第三周期,第ⅢA族.

故答案为:第三周期,第ⅢA族

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简答题

如表列出了前20号元素中的某些元素性质的有关数据,试回答下列问题.

(1)写出④元素在元素周期表中位置______,写出这些元素所形成的简单离子中离子半径最小是______(用离子符号表示).

(2)以上10种元素的原子中,失去核外第一个电子所需能量最少的是______(填写编号),气态氢化物最稳定的是______.

(3)上述⑤、⑥、⑦三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质可能是______(写分子式).某元素R的原子半径为1.02×10-10m,该元素在周期表中的位置是______.

正确答案

⑦⑩最低价为-1,为第VIIA族元素,⑦的原子半径大于⑩,所以⑦是Cl元素、⑩是F元素;

①②⑧最高正价为+1,为第IA族元素,原子半径都大于⑩原子半径,结合原子半径可知,①是Li元素、②是K元素、⑧是Na元素;

③只有-2价,没有正化合价,为第VIA族元素,则③是O元素;

④只有+3价,为第IIIA族元素,原子半径大于Cl原子半径,所以④是Al元素;

⑤有+4、-4价,为第IVA族元素,原子半径小于Cl原子半径,所以⑤是C元素;

⑥⑨有+5、-3价,为第VA族元素,⑥的原子半径大于⑨,则⑥是P元素、⑨是N元素,

(1)④是Al元素,位于周期表第三周期ⅢA族,这些元素所形成的简单离子中离子半径最小是Li+,原子核外只有1个电子层,故答案为:第三周期ⅢA族;Li+

(2)同周期自左而右元素第一电离能呈增大趋势,同主族自上而下第一电离能减小,故以上10种元素的原子中,失去核外第一个电子所需能量最少的是金属性最强的元素K,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,非金属性最强的为F,则HF最稳定,

故答案为:②;HF;

(3))⑤是C元素、⑥是P元素、⑦是Cl元素,⑤、⑥、⑦三种元素中的两种元素形成的化合物有PCl3、CCl4、PCl5,元素化合价的绝对值+其最外层电子数=8,则该原子达到8电子稳定结构,所以每个原子都满足最外层为8电子稳定结构的物质的化学式为 PCl3、CCl4

某元素R的原子半径为1.02×10-10m,该原子半径在⑥⑦之间,⑥是P元素,⑦是Cl元素,则该元素是S元素,处于第三周期ⅥA族,

故答案为:PCl3、CCl4;第三周期ⅥA族.

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简答题

某元素M的原子核内质子数与中子数相等,它形成气态氢化物在标准状况下的密度是1.518g/L,该氢化物0.5mol充分燃烧,生成9g水,则M的元素符号为______,原子序数是______,原子结构示意图为______,M的阴离子电子层结构与______等微粒相同.

正确答案

M形成气态氢化物在标准状况下的密度是1.518g/L,则M的相对分子质量为22.4×1.1518=34,该氢化物0.5mol充分燃烧,生成9g水,即n(H2O)==0.5mol,1mol该氢化物含H:2×2×0.5mol=2mol,则1mol氢化物中M的质量为34g-2g=32g,即M的相对原子质量应为32,又M的原子核内质子数与中子数相等,则M的原子序数为16,应为S元素,

原子核外有3个电子层,最外层电子数为6,原子结构示意图为

,M的阴离子电子层结构为

,与M的阴离子电子层结构相同的微粒有等P3-、Cl-、Ar、K+、Ca2+

故答案为:S;16;

; P3-、Cl-、Ar、K+、Ca2+(任选一种).

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填空题

有X、Y、Z、W四种短周期元素,原子序数依次增大.X的阳离子就是一个质子.Z、W在周期表中处于相邻位置,它们的单质在通常状况下均为无色气体.Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍.请回答:

(1)Z2的电子式为______,Y的原子结构示意图为______,YW2的结构式为______.

(2)将YX4、W2按上图所示通入某燃料电池中,则两极的电极方程式分别为:

a电极:______,b电极:______.若有16gW2参加反应,转移的电子数是______.

(3)已知在120℃、101kPa下,0.5mol X2在W2中完全燃烧时,释放出120.9kJ的热量,该反应的热化学方程式为______.

(4)Y和Z结合可生成一种超硬物质,本身耐磨损,抗腐蚀,则该物质属于______晶体,该晶体中各粒子均满足8电子稳定结构,则化学式为______.

正确答案

X的阳离子就是一个质子,则X为H元素,Z、W在周期表中处于相邻位置,它们的单质在通常状况下均为无色气体,只有Z为N元素,W为O元素符合,Y原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,则Y为C元素,

(1)Z为N元素,单质为N2,为非金属单质,N原子之间有3个共用电子对,电子式为

,Y为C元素,原子核外有2个电子层,最外层电子数为4,原子结构示意图为

,CO2为直线形分子,结构式为O=C=O,

故答案为:

;O=C=O;

(2)甲烷燃料电池中,甲烷为负极,发生反应为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,

氧气为正极,电极反应为O2+4e-+2H2O=4OH-,16gO2的物质的量为=0.5mol,反应中O元素的化合价有0价降低到-2价,则转移的电子数为0.5×4NA=2NA

故答案为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;O2+4e-+2H2O=4OH-;2NA或1.204×1024

(3)已知在120℃、101kPa下,0.5mol X2在W2中完全燃烧时,释放出120.9kJ的热量,则1mol反应放出的热量为241.8KJ,热化学方程式为:

H2(g)+1/2 O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1

故答案为:H2(g)+1/2 O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ•mol-1

(4)Y和Z结合可生成一种超硬物质,本身耐磨损,抗腐蚀,该晶体为原子晶体,化学式为C3N4,该晶体中各粒子均满足8电子稳定结构,

故答案为:原子;C3N4

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简答题

A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,其中A、D及C、F分别是同一主族元素.A、C两元素可形成原子个数之比为2:1、1:1型化合物.B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,E元素的最外层电子数等于其电子层数.F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍.请回答:

(1)由E、F两种元素组成的化合物1mol跟由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液发生反应,消耗后者物质的量最大值为______mol.

(2)A、C、F间形成的甲、乙两种微粒,甲有18个电子,乙有10个电子,它们均为负一价双原子阴离子,则甲与乙反应的离子方程式为______.

(3)工业上在高温的条件下,可以用A2C和BC反应制取单质A2.在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1molA2C和1molBC、2molA2C和2molBC.一定条件下,充分反应后分别达到平衡(两容器温度相同).下列说法正确的是______.

A.达到平衡所需要的时间:Ⅰ>ⅡB.达到平衡后A2C的转化率:Ⅰ=Ⅱ

C.达到平衡后BC的物质的量:Ⅰ>ⅡD.达到平衡后A2的体积分数:Ⅰ<Ⅱ

E.达到平衡后吸收或放出的热量:Ⅰ=Ⅱ

F.达到平衡后体系的平均相对分子质量:Ⅰ<Ⅱ

(4)用B元素的单质与E元素的单质可以制成电极浸入由A、C、D三种元素组成的化合物的溶液中构成电池,则电池负极的电极反应式是______.

正确答案

A、B、C、D、E、F是六种短周期主族元素,它们的原子序数依次增大,B元素的最外层电子数是内层电子数的2倍,故B有2个电子层,最外层电子数为4,故B为碳元素,E元素的最外层电子数等于其电子层数,原子序数等于碳元素,故处于第三周期,最外层电子数为3,E为Al元素,F原子序数最大,处于第三周期,F元素的最外层电子数是次外层电子数的0.75倍,故最外层电子数为8×0.75=6,故F为硫元素,C、F分别是同一主族元素,故C为氧元素,A、C两元素可形成原子个数之比为2:1、1:1型化合物,A的原子序数小于碳元素,故A为H元素,A、D是同一主族元素,D的原子序数大于氧元素,故D为Na元素,

(1)E、F两种元素组成的化合物为Al2S3,A、C、D三种元素组成的化合物为NaOH,1molAl2S3与氢氧化钠溶液反应,发生Al3++4OH-=AlO2-+2H2O消耗的氢氧化钠最多,由方程式可知,1molAl2S3消耗氢氧化钠物质的量最大值为1mol×2×4=8mol,故答案为:8;

(2)H、O、S三元素间形成的甲、乙两种微粒,甲有18个电子,乙有10个电子,它们均为负一价双原子阴离子,则甲为HS-,乙为OH-,二者反应的离子方程式为HS-+OH-=S2-+H2O,故答案为:HS-+OH-=S2-+H2O;

(3)工业上在高温的条件下,可以用H2O和CO反应制取单质H2,发生反应为H2O+COH2+CO2,在等体积的Ⅰ、Ⅱ两个密闭容器中分别充入1molH2O和1molCO,2molH2O和2molCO,二者为等效平衡,

A.Ⅰ的浓度低,压强小,反应速率较慢,故达到平衡所需要的时间:Ⅰ>Ⅱ,故A正确;

B.Ⅱ相当于在Ⅰ的基础上增大压强,反应前后气体的物质的量不变,平衡不移动,达到平衡后H2O的转化率相等,故B正确;

C.达到平衡后H2O的转化率相等,故达到平衡后CO的物质的量:Ⅰ<Ⅱ,故C错误;

D.二者为等效平衡,达到平衡后H2的体积分数相等,故D错误;

E.达到平衡后H2O的转化率相等,故达到平衡后吸收或放出的热量:Ⅱ=2Ⅰ,故E错误;

F.二者为等效平衡,平衡时对应组分的含量相同,达到平衡后体系的平均相对分子质量:Ⅰ=Ⅱ,故F错误;

故答案为:AB;

(4)由A、C、D三种元素组成的化合物为NaOH,用碳与Al制成电极浸入NaOH溶液中构成电池,Al为负极,电池负极的电极反应式是Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O.

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简答题

有X、Y、Z三种主族元素形成的3种离子X(n+1)+,Y m-,Z m+,已知m>n,X(n+1)+比Z m+多一个电子层,Z与Y同周期,则进行下列推断:

(1)X、Y、Z三种原子的原子半径由大到小的顺序是______>______>______.

(2)X(n+1)+、Y m-、Z m+三种离子的半径由大到小的顺序是______>______>______.

(3)三种元素最高价氧化物对应水化物碱性依次减弱,酸性依次增强的顺序是______.

正确答案

有X、Y、Z三种主族元素形成的3种离子X(n+1)+,Y m-,Z m+,X、Z为金属元素,Y为非金属元素.Z与Y同周期,则原子序数Y>Z.已知m>n,X(n+1)+比Z m+多一个电子层,则X位于Y、Z所在周期的下一周期,最外层电子数X与Z相等,或Z比X多.

(1)由上述分析可知,Z为金属元素,Y为非金属元素,Z与Y同周期,原子序数Y>Z,同周期,原子序数越大,原子半径越小,所以原子半径Z>Y;X位于Z的下一周期,电子层越多,原子半径越大,则原子半径X>Z,故原子半径X>Z>Y,故答案为:X>Z>Y;

(2)X位于Y、Z所在周期的下一周期,所以X(n+1)+与Y m-具有相同电子层,电子层排布相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以离子半径Y m->X(n+1)+;X(n+1)+比Z m+多一个电子层,最外层电子数相同,电子层越多,离子半径越大,所以离子半径X(n+1)+>Z m+,所以离子半径Y m->X(n+1)+>Z m+

故答案为:Y m->X(n+1)+>Z m+

(3)X(n+1)+比Z m+多一个电子层,则X位于Y、Z所在周期的下一周期,最外层电子数X与Z相等,或Z比X多,所以金属性X>Z,Z为金属元素,Y为非金属元素,所以三种元素按X,Z,Y顺序金属性减弱,非金属性增强,三种元素最高价氧化物对应水化物碱性依次减弱,酸性依次增强的顺序是XZY,

故答案为:XZY.

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A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素,其中A、B为金属元素,D的最外层电子数是其内层电子数的三倍.已知:①热稳定性:HmD>HmC;②Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构;③B与E在同一周期,在该周期中,E的原子半径最小,B的离子半径最小;④A、B所形成的简单离子具有相同的电子层结构,B的最高价氧化物对应的水化物与A、E的最高价氧化物对应的水化物都能反应.依据上述信息用化学用语回答下列问题:

(1)写出A与C形成化合物的电子式______.

(2)Cm-、E(m-1)-的还原性强弱为______>______,能证明其还原性强弱的离子方程式为______.

(3)写出B的最高价氧化物对应的水化物和A的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式______.

(4)元素B形成的单质与Fe3O4反应的化学方程式是______.

(5)上述五种元素,由其中三种元素组成的易溶于水的物质中,能促进水电离的物质是:______(写出一种物质的化学式即可,下同),该物质的水溶液显______性,用离子方程式表示其原因:______.

正确答案

A、B、C、D、E是位于短周期的主族元素,D的最外层电子数是其内层电子数的三倍,内层电子数为2,最外层电子数为6,则D为O;由热稳定性为HmD>HmC,则C为S;Cm-、E(m-1)-具有相同的电子层结构,则E的质子数为18-1=17,所以E为Cl;B与E在同一周期,在该周期中,E的原子半径最小,B的离子半径最小,则B为Al;A、B所形成的简单离子具有相同的电子层结构,B的最高价氧化物对应的水化物与A、E的最高价氧化物对应的水化物都能反应,则A为

Na,

(1)A与C形成的化合物为Na2S,电子式为

,故答案为:

; 

(2)(2)由于非金属性Cl>S,单质的氧化性Cl2>S,单质的氧化性越强,对应阴离子的还原性越弱,则有还原性:S2->Cl-,可通过反应Cl2+S2-=2Cl-+S↓证明,

故答案为:S2-;Cl-;Cl2+S2-=2Cl-+S↓;

(3)Al(OH)3具有两性,与NaOH反应生成AlO2-和H2O,反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,

故答案为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;

(4)Al与四氧化三铁高温下反应生成氧化铝和铁,反应为8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe,

故答案为:8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe;

(5)弱酸对应的强碱弱酸盐能水解显碱性,如Na2SO3中水解反应为SO32-+H2

 HSO3-+OH-

NaClO中水解反应为ClO-+H2

 HClO+OH-

弱碱对应的强酸弱碱盐水解显酸性,如Al2(SO43中水解反应为Al3++3H2

 Al(OH)3+3H+

故答案为:Na2SO3;碱;SO32-+H2

 HSO3-+OH-

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填空题

(1)下列曲线分别表示元素的某种性质与该电荷数的关系(Z为该电荷数,Y为元素的有关性质).

请把与下面元素有关性质相符的曲线标号(a、b、c、d)填入相应的空格中:

①ⅡA族元素的最外层电子数______.

②第3周期元素的最高化合价______.

③F-、Na+、Mg2+、Al3+的离子半径______.

(2)元素X、Y、Z、M、N均为短周期主族元素,且原子序数依次增大.已知Y原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4;M原子的最外层电子数与次外电子数之比为3:4;N-、Z+、X+离子半径逐渐减小;化合物XN常温下为气体,据此回答:

①N的最高价氧化物的水化物的化学式是______.

②化合物A、B均为由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比均为1:1:1,A溶液中水的电离程度最小,则化合物A中的化学键类型为______,若B为常见家用消毒剂的主要成分,则B的化学式是______.

③Z与M形成的稳定固体化合物的电子式为______.

④X与Y、X与M均可形成18电子分子,写出这两种分子在水溶液中反应生成一种单质的化学方程式______,可观察到的实验现象是______.

正确答案

(1)①价电子数=最外层电子数=族序数,故ⅡA元素的价电子数为2,故选b;②元素的最高正价=最外层电子数=族序数,第3周期元素最高化合价从左到右逐渐升高,故选c;③核外电子数相同,则核内质子数越多半径越小,所以离子半径为:F->Na+>Mg2+>Al3+,故选a;

故答案为:①b  ②c  ③a 

(2)Y元素原子最外层电子数与核外电子总数之比为3:4,则最外层电子数为6,核外电子总数为8,故Y为O,M元素原子的最外层电子数与电子层数之比为4:3,则电子层数为3,最外层电子数为4,故M为S,N-、Z+、X+的半径逐渐减小,故N为氯,Z为钠,XN常温下为气体,X为氢,

①氯的最高价氧化物的水化物的化学式是 HClO4,故答案为:HClO4

②由上述五种元素中的任意三种元素组成的强电解质,且两种物质水溶液的酸碱性相同,组成元素的原子数目之比为1:1:1,A溶液中水的电离程度比B溶液中水的电离程度小,则A为氢氧化钠,B为次氯酸钠,氢氧化钠中含有离子键、共价键,故答案为:离子键、共价键; NaClO;

③Z为钠,M为S,Z与M形成的稳定固体化合物为硫化钠,故答案为:

④X与Y形成的18电子化合物为H2O2,X与M形成的18电子化合物为H2S,二者反应生成硫单质淡黄色沉淀,故答案为:H2O2+H2S=S↓+2H2O,无色溶液中产生淡黄色浑浊

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简答题

A、B、C、D、E代表5种元素.请填空:

(1)A元素基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子,其元素符号为______

(2)B元素的负一价离子和C元素的正一价离子的电子层结构都与氩相同,B负一价离子的结构示意图为______,C的电子排布式为______

(3)E元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,E的基态原子的电子排布式为______.

正确答案

(1)基态原子的最外层有3个未成对电子,次外层有2个电子的元素符号为N,其电子排布式为:1s22s22p3,故答案为:N;

(2)设元素B的核电荷数是a,C元素原子的核电荷数为b,因为阴离子B-与阳离子C+电子层结构都与氩相同相同,即核外电子数相同,所以a=18-1=17,b=18+1=19,则B-为Cl-,其结构示意图为:

,CK原子,

其电子排布式:1s22s22p63s23p64s1,故答案为:

;1s22s22p63s23p64s1

(3)元素基态原子的M层全充满,N层没有成对电子,只有一个未成对电子,则E为Cu,

其电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

故答案为:1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1

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填空题

已知A,B,C,D,E,F均为前四周期元素,A元素的原子价电子排布为ns2np2,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍.C元素原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子.D元素原子核外的M层中只有两对成对电子,B离子与E离子具有相同的电子层结构.可形成E2B2,E2B型化合物.F元素位于元素周期表的ds区.其原子与E原子具有相同的最外层电子数.

请回答下面的问题:

(1)根据以上信息推断:①B元素为______

(2)当n=2时.A与氢元素形成的相对分子质量为26的分子应属于______分子(填记性或非极性),该分子中有______个σ键和______个π键

(3)DCl2分子中,中心原子D有______对孤对电子,用价层电子对互斥模型推测:DCl2分子的空间构型为______型.

正确答案

A,B,C,D,E,F均为前四周期元素,B元素的最外层电子数是其电子层数的3倍,B为O元素;B离子与E离子具有相同的电子层结构,离子含有电子数为10,可形成E2B2,E2B型化合物,故E为Na元素;C元素原子的M电子层的P亚层中有3个未成对电子,则C元素价电子排布为3s23p3,故C为P元素,D元素原子核外的M层中只有两对成对电子,则价电子排布为3s23p4,故D为S元素,F元素位于元素周期表的ds区,其原子与E原子具有相同的最外层电子数,最外层电子数为1,故F的价电子排布为3d104s1,是29号Cu元素,A元素的原子价电子排布为ns2np2,属于第ⅣA族,则

(1)由上述分析可知,B为O元素,

故答案为:O;

(2)当n=2时,A为C元素,与氢元素形成的相对分子质量为26的分子为C2H2,C2H2是直线对称结构,属于非极性分子,该分子中含有2个C-Hσ键,1个C≡C三键,三键中含有1个σ键、2个π键,故该分子中有3个σ键和2个π键,

故答案为:非极性,3、2;

(3)D为S元素,SCl2分子中,中心S原子有孤对电子读数为═2,中心S原子的价层电子对数目为2+2=4,价层电子对模型为正四面体,由于有2对孤对电子,故SCl2分子的空间构型为V型,

故答案为:2,V.

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