- 物质结构元素周期律
- 共75155题
(1)A、B、C、D是周期表中前10号元素,它们的原子半径依次减小。D能分别与A、B、C形成电子总数相等的多原子分子M、N、W,且在M、N、W分子中,A、B、C原子都采取sp3杂化。
①A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_____ (用元素符号表示)。A22-与C22+互为等电子体,C22+的电子式__________
②N的沸点比其同族相邻氢化物沸点高的主要原因是_____。W分子的空间构型的名称是_________
(2)E、F、G三元素的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子排布均为4s1。
①F元素基态原子电子排布式为_____
②E元素单质的晶体堆积模型为_____(填字母)
a.简单立方堆积 b.体心立方堆积 c.六方最密堆积 d.面心立方最密堆积
③向G的硫酸盐溶液中通入过量N气体,可生成[G(N)4]2+不考虑空间构型,[G(N)4]2+
的结构可用示意图表示为_____ (用元素符号表示)。
正确答案
(1)①C
②氨分子间形成氢键,使熔沸点升高 V型
(2)①1s22s22p63s23p63d54s1 或 [Ar]3d54s1
②b
③
试题分析:(1)根据题中所述元素特征,可知D为H,A为C,B为N,C为O,M为CH4,N为NH3,W为H2O。
①同周期元素第一电离能自左向右有增大的趋势,但第五主族元素因p轨道半满,第一电离能大于第六主族元素。根据C22-离子可写出O22+离子的电子式。
②NH3的沸点高是因为分子间形成了氢键。水分子的空间构型是V型。
(2)最外层电子排布是4s1的元素有K、Cr、Cu,则E为K,F为Cr,G为Cu。
①基态F原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1。
②金属Na晶体的晶胞为体心立方堆积。
③Cu2+可提供空轨道,NH3可提供孤电子对,二者可形成配位键。
(共8分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
(1)、④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为 (填元素符号)。
②、⑦、⑧的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是 (填化学式)。
(2)、①、④、⑤、⑧四种元素中,某些元素间可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式: 。
(3)、由表中两种元素的原子按组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号) 。
a.MnO2 b.Na2SO4 c.Na2SO3 d.CaCO3
(4)、由表中元素形成的物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:
X溶液与Y溶液反应的离子方程式为 ;
常温下,为使0.1 mol/L M溶液中电离出的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至pH 。
正确答案
(1). Na>Al>O (1分) HClO4>H3PO4> H2CO3 (1分)
(2). (1分) (3). a (1分)
(4).Al3++3NH3•H2O→Al(OH)3↓+3NH4+ (2分) pH=7 (2分)
根据元素在周期表中的位置可知,①-⑧分别是H、C、N、O、Na、Al、P、Cl。
(1).同周期自左向右原子半径逐渐减小,金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。同主族自上而下,原子半径逐渐增大,金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱。非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,所以答案是Na>Al>O 、 HClO4>H3PO4> H2CO3。
(2)符合条件的是氢氧化钠或次氯酸钠,电子式分别是
(3)该液态化合物是双氧水,常用二氧化锰作催化剂,答案选a。
(4)M是只含有非金属元素的盐,因此是铵盐。X和Y的反应应该是复分解反应,所以Z是沉淀,即为氢氧化铝,氢氧化铝加热分解得到氧化铝,氧化铝电解得到单质铝。所以X、Y分别是铝盐和氨水。M中NH4+水解显酸性,所以应该加入氨水,才有可能使M溶液中电离出的阴、阳离子浓度相等。根据电荷守恒可知,当pH=7时即可。
(10分)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)D与F形成D2F的电子式为______________;A、C、D三种元素组成的化合物含有化学键的类型是________________;
(2)由E、F两种元素组成的化合物1 mol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。
(3)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_________________________________ 。
(4)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1 mol A2C和1 mol BC、2 mol A2C和2 mol BC。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>Ⅱ B.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>Ⅱ D.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
正确答案
(1)Na2S 电子式(略);离子键、共价键;(各2分)
(2)8 mol (2分)
(3)HS— + OH— = S2— + H2O(2分)
(4)A 、B(漏选得1分,多选错选不得分,2分)
略
(14分)X、Y、Z、W是周期表中原子序数依次增大的前20号元素。X、Y同周期。Y、Z同主族,Zn-与Wn+离子的电子层结构相同。由这四种元素形成的单质、化合物有如下图转化关系。已知:常温下A为液体,B、C、E、G为气态化合物,且A、C、G均为直线型分子;D是由元素W、Y形成的常见化合物。
(1)元素W的名称 ,A的电子式 ,Wn+离子的结构示意图为 ,F晶体中含有的化学键类型 。
(2)写出D、E的化学式:D 、E 。
(3)F与水反应的化学方程式: 。
正确答案
(14分) (1) 钙 离子键和共价键
(2) D : CaO E: CO
(3) CaC2 +2H2O → Ca(OH)2+C2H2↑
略
(14分)(1)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69 pm和78 pm,则熔点FeO NiO (填“<”或“>”);
②铁有δ、γ、α三种同素异形体,各晶胞如下图,则δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比为 。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,一种铜金合金晶体具有立方最密堆积的结构,在晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为 ;该晶体中,原子之间的强相互作用是 ;
(3)2007年诺贝尔物理学奖为法国科学家阿尔贝·费尔和德国科学家彼得·格林贝格尔共同获得,以表彰他们在巨磁电阻效应(CMR效应)研究方面的成就。某钙钛型复合氧化物如图所示,以A原子为晶胞的顶点,A位可以是Ca、Sr、Ba或Pb,当B位是V、Cr、Mn、Fe等时,这种化合物具有CMR效应。
①用A、B、O表示这类特殊晶体的化学式: 。
②已知La为+3价,当被钙等二价元素A替代时,可形成复合钙钛矿化合物La1-xAxMnO3(x<0.1),此时一部分锰转变为+4价。导致材料在某一温度附近有反铁磁—铁磁、铁磁—顺磁及金属—半导体的转变,则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为: 。
③下列有关说法正确的是 。
A.镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区
B.氧的第一电离能比氮的第一电离能大
C.锰的电负性为1.59,Cr的电负性为1.66,说明锰的金属性比铬强
D.铬的堆积方式与钾相同,则其堆积方式如图所示
正确答案
(1)①< ② 4:3 (2) 3∶1 金属键 (3) ①ABO3 ② (1-x)∶x ③ AC
试题分析:(1)①NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同,说明二者都是离子晶体,离子晶体的熔点与离子键的强弱有关,离子所带电荷数越多,离子半径越小,离子键越强,熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径,属于熔点是NiO>FeO。
②该晶胞中顶点上含有的原子数=×8=1,面心上含有的原子数=
×6=3,所以一个晶胞中含有4个原子;δ、α两种晶胞中铁原子的配位数分别是8个和6个,所以δ、α两种晶胞中铁原子的配位数之比是4:3。
(2)元素金(Au)处于周期表中的第六周期,与Cu同族,则最外层电子数为1,则价电子排布式为5d106s1,在晶胞中Cu原子处于面心,N(Cu)=6×=3,Au原子处于顶点位置,N(Au)=8×
=1,则该合金中Cu原子与Au原子数量之比为3:1,为金属晶体,原子间的作用力为金属键。
(3)①由图1可知,晶胞中A位于顶点,晶胞中含有A为8×=1个,B位于晶胞的体心,含有1个,O位于面心,晶胞中含有O的个数为6×
=3,则化学式为ABO3。
②设La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量分别为m和n,则有3(1−x)+2x+3m+4n=6、m+n=1,解之得m=1-x,n=x,则La1-xAxMnO3中三价锰与四价锰的物质的量之比为(1-x)∶x。
③A、由金属在周期表中的位置可知镧、锰、氧分别位于周期表f、d、p区,故A正确;B、氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,因此氮元素的第一电离能大于氧元素的第一电离能,故B错误;C、元素的电负性越强,金属性越弱,故C正确;D、图中堆积方式为镁型,故D错误,故答案为:A C。
(14分)A、B、C、D 4种元素,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等;B的原子半径是其所在主族中最小的,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3;C元素原子的最外层电子数比次外层少2个;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,两元素可形成化合物D2C.
(1)B元素的名称___ _____;B在周期表中的位置第 ______周期,第________族;
(2)A、B形成的化合物的电子式____ ____;
(3)C的元素符号________,C的最高价氧化物的化学式____ ____;
(4) D的最高价氧化物对应的水化物的化学式____ ____.
正确答案
(1)氮;二,第ⅤA族;(2)NH3 ;(3)S,SO3。 (4)KOH
试题分析:现根据提给信息推出出四种元素,然后根据元素化合物的知识答题。A、B、C、D 4种元素,A元素所处的周期数、主族序数、原子序数均相等,则A为H元素;B的原子半径是其所在主族中最小的,处于第二周期,B的最高价氧化物对应水化物的化学式为HBO3,最高正化合价为+5,处于ⅤA族,则B为N元素;C元素原子的最外层电子数比次外层少2个,则C应有三个电子层,最外层电子数为6,则C为S元素;C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子排布,离子核外电子数为18,两元素可形成化合物D2C,D在第四周期第ⅠA族,则D为K。
已知A、B、C、D、E五种短周期元素,A的最外层电子数是其电子层数的3 倍,A、B同主族,C在短周期主族元素中原子半径最大,E2是黄绿色气体,D为金属元素,其单质可以用于工业冶炼Fe。
(1)D在周期表中的位置是______ ;
A、B、C离子半径由大到小的顺序为______ 。(用离子符号回答)
(2)工业上用E的单质制备漂白粉的化学方程式为
_____ _____ ;
将少量C2A2加入水中可观察到的实验现象是 ;向所得溶液中加入酚酞可观察到溶液先变红后褪色,由此说明溶液中有______ (填化学式)两种物质生成。
(3)D与Fe2O3的反应还可以用于定向爆破,其化学反应方程式为
__ ___ ;
该反应为______(填“吸热”或“放热”)反应。
(4)常温下,将0.0025 mol的BA2E2溶于水配成0.1L溶液,所得溶液的pH= 1,则 BA2E2与水反应的化学方程式为_______ _____。
正确答案
(1)第三周期第ⅢA族;S2->O2->Na+;
(2)2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O;浅黄色固体溶解,有无色无味的气体产生;NaOH、H2O2;
(3)2Al+Fe2O32Fe+Al2O3;放热;
(4)SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl;
试题分析:A、B、C、D、E五种短周期元素,A的最外层电子数是其电子层数的3倍,则A有2个电子层,最外层电子数为6,故A为氧元素,A、B同主族,则B为硫元素;C在短周期主族元素中原子半径最大,则C为Na元素;E2是黄绿色气体,为氯气,则E为Cl元素,D为金属元素,其单质可以用于工业冶炼Fe,则D为Al元素,
(1)D为Al元素,原子核外有3个电子层,最外层电子数为3,在周期表中的位置是第三周期第ⅢA族,电子层结构相同核电荷数越大离子半径越小,最外层电子数相同电子层越多离子半径越大,故离子半径S2->O2->Na+;
(2)工业上用Cl2制备漂白粉的化学方程式为:2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,将少量Na2O2加入水中,过氧化钠与水反应生成氢氧化钠与氧气,可观察到的实验现象是:淡黄色固体溶解,有无色无味的气体生成,向所得溶液中加入酚酞可观察到溶液先变红后褪色,说明有碱及强氧化性物质生成,应是NaOH、H2O2;
(3)Al与Fe2O3的反应用于定向爆破,反应方程式为Al+Fe2O3Fe+Al2O3;
(4)常温下,将0.0025mol的SO2Cl2溶于水配成0.1L溶液,所得溶液的pH=1,SO2Cl2水解应生成H2SO4、HCl,则SO2Cl2与水反应的化学方程式为:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl。
(8分).短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题:
(1)Y的最高价氧化物的化学式为______;Z的核外电子排布式是_______。
(2)D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体,写出E的氧化物的化学式 。
(3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为____________;D原子的轨道杂化方式是____________。X与Z构成的分子是________分子(填“极性”或“非极性”)
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式___________。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质,该反应的化学方程式是__________________________________________。
正确答案
(1)SO3 1s22s22p63s23p5 (2)N2O (3)直线形 sp杂化 非极性
(4)Cl2+S2-===S↓+2Cl- (5)Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑
根据氢化物的空间构形可知,D、E、X、Y、Z分别是C、N、Si、S、Cl。
(1)S的最高价是+3价,所以最高价氧化物是SO3;根据构造原理可知,氯元素的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5。
(2)价电子数和原子数分别都相等的是等电子体,所以和CO2互为等电子体的是N2O。
(3)C和S形成的化合物是CS2,是直线型结构,中心原子碳原子是sp杂化,属于非极性分子。
(4)比较元素的非金属性可以通过相互之间的置换进行,所以方程式为Cl2+S2-===S↓+2Cl-。
(5)镁在氮气中燃烧生成氮化镁,氮化镁溶于水生成氢氧化镁和氨气,方程式为Mg3N2+6H2O===3Mg(OH)2↓+2NH3↑。
已知:A、B、C、D四种短周期元素原子序数依次增大,A与D的原子序数之和等于B与C的原子序数之和,由D元素组成的单质在通常状况下呈黄绿色,B、C、D三种元素位于同一周期,B、C、D三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别为X、Y、Z,X、Y、Z可两两相互反应生成盐和水,试推断并用相应的化学用语回答下列问题。
(1)D元素原子的结构示意图为______________________;
(2)X与C元素的最高价氧化物可以发生反应,该反应的离子方程式为
____________________________________;
(3)A、B、C三种元素的原子半径由小到大的顺序为_________________;
(4)A与D两元素的气态氢化物之间可以反应生成一种盐,该盐的水溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,该水溶液中各离子浓度由小到大的顺序为________。
正确答案
(1)
(2)Al2O3+2OH-=2AlO2—+H2O (3)N
(4)酸 c(OH-)
由单质为黄绿色可知D元素为氯;B、C、D三种元素的最高价氧化物为对应水化物两两相互反应,故B、C为钠、铝;根据A与氯的原子序数之和等于钠和铝的原子序数之和,故A是氮元素。(4)NH4Cl溶液中NH4+水解,溶液呈酸性。
下表是元素周期表的一部分, 针对表中的①~⑨种元素,填写下列空白:
(1)在这些元素中,化学性质最不活泼的是: (填元素符号)。
(2)在最高价氧化物的水化物中,酸性最强的化合物的分子式是 ,碱性最强的化合物的电子
式是: 。
(3)①、②、③、⑤四种元素中在常温常压下的液态或气态氢化物的稳定性由大到小的顺序是 。(填氢化物的分子式)
(4)①与③形成的三原子分子属于 (填电解质或非电解质),它的结构式是___________,
其晶体类型为____________ 。⑥与④形成化合物的电子式是 ,其晶体类型为 _。
(5)④元素某氧化物与①元素某氧化物反应生成单质③的化学方程式是__________________________;
若有标况下22.4L单质B生成,电子转移的数目为 。
正确答案
(1)Ar(1分) (2)HClO4(1分);(1分)
(3)H2O>NH3>CH4>SiH4(2分) (4)非电解质(1分); O=C=O(1分);分子晶体(1分)
(1分);离子晶体(1分)
(5)2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2(2分);2NA(2分)
试题分析:根据元素①~⑨在表中的位置可知,它们分别是C、N、O、Na、Si、Cl、Ar。
(1)稀有气体的化学性质最不活泼,因此在这些元素中,化学性质最不活泼的是Ar。
(2)非金属性或金属性越强,则最高价氧化物对应水化物的酸性或碱性越强,因此酸性最强的化合物是高氯酸,其化学式是HClO4;碱性最强的化合物是氢氧化钠,含有离子键和共价键的离子化合物,其电子式是。
(3)非金属性越强,相应氢化物的稳定性越强,非金属性是O>N>C>Si,所以氢化物的稳定性是H2O>NH3>CH4>SiH4。
(4)碳元素与氧元素形成的三原子分子是CO2,由于CO2不能自身电离,所以是非电解质。分子中含有碳氧双键,因此其结构式为O=C=O,形成的晶体是分子晶体;Na和Cl都是活泼的金属与非金属,二者形成的化学键是离子键,形成的化合物是离子晶体,其电子式为。
(5)碳元素与钠元素的氧化物能反应生成氧气的应该是CO2与过氧化钠,反应的化学方程式为2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2;标准状况下22.4L氧气的物质的量是1mol,由于在反应中过氧化钠既是氧化剂,也是还原剂,氧元素的化合价才-1价升高到0价,因此反应中转移电子的个数2NA。
硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。请回答下列问题:
(1)写出与B元素同主族的Ga元素的基态原子核外电子分布式 ,从原子结构的角度分析,B、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料,同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是 。
(3)在BF3分子中中心原子的杂化轨道类型是 ,SiF4微粒的空间构型是 。
(4)科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。图23是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为 。
正确答案
(8分)(1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(2分);N>O>B(1分)
(2)N和B的原子半径比Si的原子半径小,B-N键长比Si-Si短(或B-N键能较大)(2分)
(3)sp2杂化(1分);正四面体(1分) (4)MgB2(1分)
试题分析:(1)Ga与B同主族,原子序数是31,则根据构造原理可知,Ga元素的基态原子核外电子分布
式1s22s22p63s23p63d104s24p1。非金属性越强,第一电离能越大。由于氮元素原子2p能级有3个电子,
处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以B、N、O元素的第一电离能由大到小
的顺序为N>O>B。
(2)由于N和B的原子半径比Si的原子半径小,B-N键长比Si-Si短,所以氮化硼比晶体硅具有
更高硬度和耐热性。
(3)根据价层电子对互斥理论可知,在BF3分子中中心原子B原子含有的孤对电子对数=(3-3×1)÷2=0,这说明该化合物是平面正三角形结构,则B原子的杂化轨道类型是sp2杂化;同样根据价层电子对互斥理论可知,在SiF4分子中中心原子Si原子含有的孤对电子对数=(4-4×1)÷2=0,这说明该化合物是正四面体结构。
(4)根据投影可知, 6个B原子构成1个正六边形,中间是镁原子。1个B原子被周围的3个正六边形共用,所以1个正六边形含有的B原子是6÷3=2,因此硼化镁的化学式为MgB2。
下图为周期表的一小部分,A、B、C、D、E、F的位置关系如图所示。其中B元素的最高价是负价绝对值的3倍,它的最高价氧化物中含氧60%,回答下列问题:
(1)A在周期表中的位置为 ;E的离子结构示意图为 ;化合物DE3的电子式_______。
(2)F元素氢化物的空间构型为_______。
(3)D、B、E元素的最高价氧化物对应水化物的酸(或碱)性强弱顺序 。(用化学式表示)
(4)B、C、E的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是________。(用化学式表示)
(5)B的单质与其最高价氧化物的水化物的浓溶液共热能发生反应,化学方程式为
。
(6)F2H4和FO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成F2和H2O(g),已知8g F2H4气体在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式为 。
(7)请在答题卷相应位置画出金属与非金属元素的分界线。
正确答案
(18分)(1) 第二周期ⅥA组; ;电子式
。
(2)三角锥型 (3)HClO4>H2SO4>H3PO4 (4)HCl>H2S>H2Se (5)S+2H2SO4(浓)3SO2↑+2H2O
(6)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136 kJ•mol-1
(7)画出金属和非金属的分界线。
试题分析:B元素的最高价是负价绝对值的3倍,所以B是第ⅥA族元素,最高价是+6价。它的最高价氧化物中含氧60%,则B的相对原子质量是,所以B是S元素。则A是氧元素,F是氮元素,D是磷元素,E是氯元素,C是Se元素。非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,则D、B、E元素的最高价氧化物对应水化物的酸(或碱)性强弱顺序是HClO4>H2SO4>H3PO4。非金属性越强,氢化物的稳定性越强,则B、C、E的气态氢化物稳定性由强到弱的顺序是HCl>H2S>H2Se。8g F2H4气体在上述反应中放出142kJ热量,则1molN2H4放出的热量是
,所以该反应的热化学方程式是2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1136 kJ•mol-1。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题基础性强,侧重对学生基础知识的巩固和训练,有利于提高学生的逻辑推理能力和应试能力。本题主要是元素“位、构、性”三者关系的综合考查,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力,考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力以及规范严谨的答题能力。
(14分)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体(下图),有滑腻感,可做润滑剂。硼酸对人体受伤组织有缓和和防腐作用,故可以用于医药和食品防腐等方面。回答下列问题:
(1)B原子结构示意图为_______________________。
(2)硼酸为一元弱酸,在水中电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,写出硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式_______________________________________________。
(3)下列有关硼酸晶体的说法正确的是_______________。
A、H3BO3分子的稳定性与氢键有关
B、平均1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
C、硼酸晶体中层与层之间作用力是范德华力
D、B为sp2杂化,同一层内主要作用力是共价键和氢键
(4)根据对角线规则,与B性质相似的元素是________。
(5)含氧酸的通式为(HO)mROn,根据非羟基氧原子数判断,与H3BO3酸性最接近的是______。
A HClO B.H4SiO4 C.H3PO4 D.HNO2
(6)一种硼酸盐的阴离子为B3O6n-,n=______;B3O6n-结构中只有一个六元环,B的空间化学环境相同,O有两种空间化学环境,画出B3O6n-的结构图(注明所带电荷数):
____________________________________________________________。
正确答案
(1)(2分) (2)H3BO3+OH-=[B(OH)4]-(3分)
(3) BCD (3分) (4) Si(1分) (5) AB(2分)
(6) 3(1分) 或
(2分)
(1)B是第二周期第ⅢA,所以原子结构示意图为。
(2)根据硼酸的电离方程式可知,反应的离子方程式为H3BO3+OH-=[B(OH)4]-。
(3)分子的稳定性和化学键有关系。氢键一般影响的是物理性质,A不正确。硼酸中3个氧原子均形成1个氢键,所以平均1 mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键,B正确。层和层靠分子间作用力连接,所以C正确。硼原子的最外层电子全部参与成键,没有孤对电子,所以是sp2杂化,D也正确。答案选BCD。
(4)和硼处于对角线位置的是硅。
(5)含氧酸中非羟基氧原子数越多,酸性越强。在硼酸中非羟基氧原子数为0,所以和硼酸酸性接近的是选项AB。CD中非羟基氧原子数均是1。答案选AB。
(6)硼是第ⅢA,最高价是+3价,氧是-2价,所以n=2×6-3×3=3。B3O6n-结构中只有一个六元环,B的空间化学环境相同,O有两种空间化学环境,所以其结构图为 或
。
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∶l和1∶1分别形成两种离子化合物甲和乙。A原子的最外层电子数比次外层电子数多3个。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)D元素在周期表中的位置是 ,乙物质的晶体中所含化学键的类型为 ,阴离子与阳离子的个数比为 ,其电子式为 。
(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
。
(4)请设计比较D与E金属性强弱的实验方法(简述实验步骤、现象与结论):
。
正确答案
(10分)(1)第三周期第ⅡA族,离子键、共价键,1:2,(每空1分)
(2)O<N<Al<Mg<Na(2分) (3)2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ (2分)
(4)取镁条与铝片分别与相同浓度的盐酸反应,镁的反应速率更快,说明镁的金属性比铝强。(其它合理答案也可得分)(2分)
试题分析:E是地壳中含量最高的金属元素,则E是Al元素。A原子的最外层电子数比次外层电子数多3个,所以A是氮元素。C、B可按原子个数比2∶l和1∶1分别形成两种离子化合物甲和乙,且二者分别位于第三、第二周期,所以B是氧元素,C是钠元素。D的原子序数介于钠和铝之间,因此D是镁元素。
(1)D元素在周期表中的位置是第三周期第ⅡA族。乙是过氧化钠,含义离子键、共价键。其中电子式是,所以阴离子与阳离子的个数比为1:2。
(2)同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族自上而下,原子半径逐渐增大,则A、B、C、D、E五种元素的原子半径由小到大的顺序是O<N<Al<Mg<Na。
(3)金属铝能和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气。
(4)比较金属性强弱,可以根据金属与酸置换出氢气的难易程度以及反应的剧烈程度来验证,即取镁条与铝片分别与相同浓度的盐酸反应,镁的反应速率更快,说明镁的金属性比铝强。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,侧重对学生解题能力的培养。该题以“周期表中元素的推断”为载体,比较全面考查学生有关元素推断知识和灵活运用知识的能力。考查学生对元素周期表的熟悉程度及其对表中各元素性质和相应原子结构的周期性递变规律的认识和掌握程度。考查了学生对物质结构与性质关系以及运用元素周期律解决具体化学问题的能力。
(10分)短周期元素A、B、C、D中,0.5mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,0.4g A的氧化物恰好与100ml 0.2mol/L的盐酸完全反应,A原子核内质子数目与中子数目相等,B元素原子核外第三层电子数目比第一层多1个,C―比A元素的离子多1个电子层,D元素的原子核外第二层比第一层多2个电子。回答下列问题:
(1)A元素的名称是_______;
(2)C―的结构示意图为 ;D元素在周期表中的位置是__________;
(3)元素D的气态氢化物的电子式为____,其分子的结构特点是具有_____结构,在一定条件下该氢化物可与单质C发生取代反应,若将等物质的量的该氢化物与单质C混合,在一定条件下充分反应后,生成物中物质的量最大的是_______(用化学式填写);
(4)工业上冶炼单质A的化学方程式为_____________________________________;
(5)工业上常用单质B冶炼难熔的金属,写出氧化铁和单质B在高温下反应的化学方程式_______,若反应中有0.25mol氧化铁参加反应反应中转移电子的个数为__________;
(6)若将单质A、B用导线连接插入到氢氧化钠溶液中可以组成原电池,则正极材
料是_______(用化学式填写),负极电极反应是___________________________________。
正确答案
(1)镁 (2) ;第二周期、ⅣA (3)
、正四面体 HCl
(4) MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑ (5)Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe 9.03×1023
(6)Mg 2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O
根据元素的性质和在周期表中的位置可知,B是铝元素,D是碳元素。0.5mol A元素的离子得到6.02×1023个电子被还原为中性原子,说明A的最高价是+2价。100ml 0.2mol/L的盐酸是0.02mol,所以氧化物的物质的量是0.01mol,乙醇相对分子质量是40,即A的质量数是24. A原子核内质子数目与中子数目相等,所以A是镁,则C是氯元素。
(3)甲烷是具有正四面体结构分子,其电子式为。甲烷中含有4个氢原子,所以生成物中含量最多的是氯化氢。
(4)镁是活泼的金属,通过电解熔融的氯化镁生成镁,方程式为MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑。
(5)铝是活泼的金属,发生铝热反应的方程式为Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe。氧化铁中铁的化合价是+3价的,所以0.25mol氧化铁参加反应转移的电子为0.25mol×3×2=1.5mol,其电子数为1.5mol×6.02×1023=9.03×1023。
(6)由于铝和氢氧化钠溶液反应,所以作负极是铝,镁作正极。负极反应式为2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O。
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