- 物质结构元素周期律
- 共75155题
甲、乙、丙、丁、戊为原子序数依次增大的短周期元素。甲、丙处于同一主族,丙丁戊处于同一周期,戊原子的最外层电子数是甲、乙、丙原子最外层电子数之和。甲、乙组成的常见气体X能使湿润的红色石蕊试纸变蓝;戊的单质与X反应能生成乙的单质,同时生成两种溶于水均呈酸性的化合物Y和Z,0.1mol/L的Y溶液pH>1;丁的单质既能与丙元素最高价氧化物的水化物的溶液反应生成盐,L也能与Z的水溶液反应生成盐;丙、戊可组成化合物M。
请回答下列问题
(1) 戊离子的结构示意图为_______。
(2) 与出乙的单质的电子式:_______。
(3) 戊的单质与X反应生成的Y和Z的物质的量之比为2 :4,反应中被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为________。
(4) 写出少量Z的稀溶液滴入过量L的稀溶液中发生反应的离子方程式:_________。
(5) 按右图电解M的饱和溶液,写出该电解池中发生反应的总反应方程式:_______。将充分电解后所得溶液逐滴加入到酚酞试液中,观察到得现象是__________。
正确答案
略
(14分)氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题。
(1)砷原子核外电子排布式为________________________________________。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的键型为_________________,该化学键能够形成的原因是 。
(3)已知:
CH4
SiH4
NH3
PH3
沸点(K)
101.7[
161.2
239.7
185.4
分解温度(K)
873
773
1073
713.2
分析上表中四种物质的相关数据,请回答:
① CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是
_____________________________________________________________。
② CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是
___________________________________________________________。
正确答案
略
已知A、B、C、D、E为原子序数依次增大的五种短周期元素。其中A与D、B与E同主族,C元素的最外层电子数是内层电子数的3倍,D元素在地壳中的含量仅次于氧,D的单质是良好的半导体材料,E元素的最高正价与最低负价的代数和为2。请回答:
(1)E元素的氢化物是 分子(填“极性”或“非极性”),电子式是 。
(2)A、B、C三种元素形成的氢化物的熔点由高到低的顺序是 。(用化学式表示)
(3)B、D、E三种元素的最高价氧化物的水化物的酸性由强到弱的顺序是 。(用化学式表示)
(4)工业上用A单质制备D单质的化学方程式是 。
D和C形成的固体物质属于 晶体。
正确答案
(1)极性, (各2分,共4分)
(2)H2O>NH3>CH4 (2分)
(3)HNO3>H3PO4>H2SiO3 (3分)
(4)SiO2+ 2CSi+ 2CO↑(3分) 原子(3分)
略
(4分)下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。
(1)元素b的基态原子电子排布式为 。
(2)第三周期8种元素按单质熔点高低的排列顺序如右图,其中序号“8”代表 (填元素符号);其中电负性最大的是 (填右图中的序号)。
(3)元素a、c分别与元素d形成的化合物中,熔点较高的是(填化学式)。
正确答案
(1)1s22s22p63s2(1分)(2)Si(1分)2(1分)(3)SiCl4(1分)
试题分析:(1)根据元素在周期表中的位置可知,b是镁元素,基态原子电子排布式为1s22s22p63s2。
(2)根据图像可知8表示的电子熔点最高,应该是原子晶体硅。同周期自左向右非金属性逐渐增强,电负性逐渐增大,所以电负性最大的是氯元素。在8种单质中氯气的熔点仅比Ar高,所以应该是2。
(3)元素a、c分别与元素d形成的化合物是四氯化碳和四氯化硅,二者均是分子晶体,其中熔点较高的是四氯化硅。
实验室通过简单的“试管实验”,即可探究元素金属性、非金属性的强弱,请你选用下列试剂,根据实验要求完成下表。
试剂:①镁条 ②铝条 ③AlCl3溶液 ④MgCl2溶液
⑤NaOH溶液 ⑥氯水 ⑦溴水 ⑧NaBr溶液
写出实验(2)中所发生的离子反应方程式
正确答案
(每空1分,共6分)
Cl2+ 2Br- = 2Cl-+ Br2(2分)
略
A、Z、R、D、E、F、G是七种原子序数依次增大且不大于20的元素,其中有两种非金属元素位于同一土族。己知A、Z、D均能与R形成原子(或离子)个数不同的儿种常见化合物。请回答下列有关问题。
(1)若X、Y是D、F形成的最高价氧化物对应的水化物,浓度均为0.1mol/L的X、Y溶液的pH之和为14,则X、Y的晶体熔点相对高低为(写化学式) ,导致这种差异存在的原因是 在相同温度下,相等物质的量浓度的X、Y各自的溶液中,由水电离出的c(H+)的相对大小关系为 。
(2)A与Z、E均可形成正四面体构型的气态分子Q、P,又知P的燃烧热为1430kJ/mol.则其燃烧的热化学方程式 。
(3)R与D、F间;R与F、G间均可形成多种化合物,其中有两种是目前广泛使用的具有消毒杀菌能力的化合物。则相同物质的量浓度的这两种物质的溶液,消毒杀菌能力较强的物质的化学式为 ,另一种物质的溶液中,各离子浓度由大到小的顺序为 。
(4)上述七种元素间能形成多种常见二元化合物,其中Z与G形成的一种化合物存在两类化学键的物质溶于HC1溶液的化学反应方程式为 ,ZR2的电子式是 ,该分子的空间构型为 化合物ZRF2的结构式为____
(5)R能形成多种单质,如R2、R3,研究表明,新近制得的一种组成为R4的分子中,每个R原子均与另外两个R原子各形成一个键,则1molR4中共用电子对数为____NA,列有关R4的说法中正确的是
①R4与R3、R2互为同位素
②R4不能与A、Z、D的单质反应
③R4中各原予最外层均为8电子结构
④R4是1种新型化合物
正确答案
略
四种短周期元素A、B、C、D的性质或结构信息如下:
信息① 原子半径大小:A>B>C>D
信息② 四种元素之间形成的某三种分子的比例模型及部分性质:
请根据上述信息回答下列问题。
(1)B元素在周期表中的位置 ,请写出BC2分子的电子式 。
(2)A所在周期中,E元素的单质还原性最强,F元素的某些盐类常用作净水剂。E单质与甲反应有化合物X生成。请写出以下两个反应的离子方程式。
①A元素的单质与物质甲发生的反应 。
②F、C两种元素组成的化合物Y可作为高温结构陶瓷材料,X与Y两种化合物在溶液中发生的反应 。
(3)物质丁的元素组成和甲相同,丁分子具有18电子结构。向盛有一定浓度丁溶液的试管中,逐滴加入用少量稀硫酸酸化的硫酸亚铁溶液。滴加过程中的现象是:
①浅绿色溶液变成深棕黄色,②有少量气泡出现(经验证是氧气),片刻后反应变得剧烈,并放出较多热量,继续滴加溶液,静置一段时间,③试管中出现红褐色。向其中再滴入稀硫酸,红褐色变为黄色。请用化学方程式或离子方程式①、②、③中加点的字。
① ② ③ 。
正确答案
(1)第2周期IVA族 (1分 )
(2)①Cl2+H2O H++Cl-+HClO (2分)
②Al2O3+2OH-===2AlO-2+H2O (2分)
(3)①2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (2分)
②2H2O2=2H2O+O2↑ (2分)
③Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+ (2分)(注:①③写化学方程式也给分)
略
本题对应于“物质结构与性质”选修模块的内容。
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种化学元素。
Z
M
L
Q
R
D
A
T
X
Y
E
J
(1)Y分别与D、E形成的化合物中熔点较高是_________(用具体物质的化学式表示)。
(2)LX2分子的电子式是_________,MY3分子是_________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(3)由J、L、R三种元素形成的某种配位化合物,常温下该化合物具有挥发性,化学式为J(LR)4,其中J的化合价是0价。则基态J原子的核外电子排布式是__________________; J(LR)4固态时属于_________晶体(填晶体类型)
(4)A与M组成的一种化合物AM2,刷新了金属化合物超导温度的最
高记录。右图中所示的是该化合物的晶体结构单元。图中上,下
底面中心“Δ”处的原子是_______(填元素符号)。
正确答案
(1) NaCl
(2) ____ 略 __非极性分子
(3) [Ar]3d84s2 __分子
(4) Mg
略
(7分)氮元素可以形成多种化合物。
(1)基态氮原子的价电子轨道表示式是 。
(2)已知尿素的结构式为,则尿素分子中C和N原子的杂化方式分别是、。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮化物。
①NH3分子的空间构型是;
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1038.7kJ·mol-1
当肼燃烧放出519.35kJ热量时,形成的π键有mol。
正确答案
(1)(2分)(2)sp2(1分)sp3(1分)
(3)①三角锥形(1分)②3(2分)
试题分析:(1)氮元素的核外电子数是7个,则根据核外电子排布规律可知基态氮原子的价电子轨道表示式是。
(2)根据尿素的结构简式可知,分子中氮元素全部形成单键,因此是sp3杂化;碳元素形成2个单键,1个双键,因此是sp2杂化。
(3)①氨气分子中氮原子的价层电子对数=4,其中有一对孤对电子,所以氨气是三角锥形。
②当肼燃烧放出519.35kJ热量时,根据热化学方程式可知生成氮气的物质的量是 ×3=1.5mol。氮气分子中含有2个π键,则π键的物质的量是3mol。
(14分)下图是元素周期表的一部分
(1)元素⑨的价电子轨道表示式为 ,元素⑩的次外层电子数为 个。
(2)如果在温度接近373K时,根据M=m/n测定⑤的气态氢化物的相对分子质量,结果发现测定结果比理论值高,其原因是 。
(3)某些不同族元素的性质也有一定的相似性,如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质。写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式 。
(4)根据下列五种元素的第一至第四电离能数据(单位:kJ·mol-1),回答下面各题:
①在周期表中,最可能处于同一主族的是 。(填元素代号)
②T元素最可能是 (填“s”、“p”、“d”、“ds”等)区元素,位于 族;若T为第二周期元素,Z是第三周期元素中原子半径最小的主族元素,则T、Z形成的化合物分子键角为 。
正确答案
(1) ;14 (2)分子间存在氢键,H2O分子发生缔合
(3)2OH— + Be(OH)2=BeO22—+ 2H2O (4)①R 和U ② p(1分) IIIA(1分)120°
试题分析:(1)根据元素在周期表中的位置可知,元素⑨是钛元素,原子序数是22,因此根据核外电子排布规律其知的价电子轨道表示式为。元素⑩是铁,其次外层电子数为14个。
(2)元素⑤是水,水分子间存在氢键,H2O分子发生缔合,因此测定结果比理论值高。
(3)②、⑦分别是Be和Al,氢氧化铝是两性氢氧化物,则元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应的离子方程式为2OH— + Be(OH)2=BeO22—+ 2H2O。
(4)由元素的电离能可以看出,Q的电离能很大,可能为零族元素,R和U的第一电离能较小,第二电离能剧增,故表现+1价,最外层电子数为1,二者位于同一族,S的第一、第二电离能较小,第三电离能剧增,故表现+2价,最外层电子数为2,T的第一、第二、第三电离能较小,第四电离能剧增,表现+3价,最外层电子数为3,则
①由上述分析可知,R和U的第一电离能较小,第二电离能剧增,故表现+1价,最外层电子数为1,二者位于同一族。
②由上述分析可知,T的第一、第二、第三电离能较小,第四电离能剧增,表现+3价,最外层电子数为3,可能为P区元素,位于第ⅢA族;若T为第二周期元素,则T是B元素。Z是第三周期元素中原子半径最小的主族元素,因此Z是氯元素,则T、Z形成的化合物是BCl3,B原子的价层电子对数是3个,且不存在孤对电子,所以是平面三角形结构,分子键角为120°。
图表法、图像法是常用的科学研究方法。
Ⅰ.图(A)是短周期某主族元素X的电离能所示情况。则X元素位于周期表的第 族。
图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线c可以表达出第 族元素氢化物的沸点的变化规律。
Ⅱ.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)请写出元素o的外围电子排布式: 。
(2)由j原子跟c原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体,晶体类型与晶体j相同。两者相比熔点更高的是 (填化学式),试从结构角度加以解释: 。
(3)i单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。
请回答:晶胞中i原子的配位数为 ,一个晶胞中i原子的数目为 ,该晶胞的空间利用率为 。
正确答案
Ⅰ.ⅢA ⅣA
Ⅱ.(1)3d64s2
(2)SiC 因SiC晶体与晶体Si都是原子晶体,由于C的原子半径小,SiC中C—Si键键长比晶体Si中Si—Si键键长短,键能大,因而熔、沸点高
(3) 12 4 74%
试题分析:Ⅰ.图(A)是短周期某主族元素X的电离能所示情况。由于X的第一、第二、第三电离能相差不大,说明该元素的原子最外层有三个电子。所以X元素位于周期表的第.ⅢA。图B是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,由于折线c表示的物质是相对分子质量越大,物质的沸点越高,符合结构相似的物质递变规律,它可以表达出第ⅣA元素氢化物的沸点的变化规律。Ⅱ.(1) o表示的是26号元素Fe。其外围电子排布式是: 3d64s2.(2)由Si原子跟C原子以1∶1相互交替结合而形成的晶体,晶体类型与晶体Si相同,都属于原子晶体。由于原子半径Si>C。原子半径越大。共价键的键长就越大,键能就越小,就越弱,断裂就容易,熔沸点更低。所以两者相比熔点更高的是SiC。(3)Al单质晶体中原子的堆积方式为面心立方堆积。在每个晶胞中与它距离相等且最近的Al原子由三个,通过每个Al原子可形成8个晶胞,由于每个Al原子都重复数了2次,所以Al原子的配位数为(3×8)÷2=12.在一个晶胞中Al原子的数目为8×1/8+6×1/2=4;假设Al原子的半径为R,则晶胞的边长L=。晶胞的体积为L3=
在一个晶胞中含有的4个Al原子的体积为
。所以该晶胞的空间利用率为(
÷
)×100%=74%。
下表为元素周期表的一部分,表中列出了11种元素在周期表中的位置,按要求完成下列各小题。
(1)化学性质最不活泼的元素是 (填元素符号),其原子结构示意图为 。
(2)元素⑧的名称为 ,其最高价氧化物的水化物的化学式为 。
(3)元素③与元素⑧形成化合物的电子式为 。
(4)非金属性最强的元素是 (填元素符号)。除0族外原子半径最大的元素是 (填元素符号)。元素①单质与水反应的离子方程式是 。
(5)①、③、⑤三种元素的最高价氧化物水化物中,碱性最强的化合物的化学式是 。
(6)能形成两性氢氧化物的元素是 (用元素符号表示),写出该元素的单质与①的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式 。
正确答案
(1)Ar; (2)氯 HClO4 (3)
(4)F K 2Na+2H2O=2Na++2OH-+H2↑ (5)NaOH (6)Al;2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
试题分析:根据元素在元素周期表中的位置可知,①为Na,②为K,③为Mg,④为Ca,⑤为Al,⑥为C,⑦为O,⑧为Cl,⑨为F,⑩为Ar,则
(1)上述元素中只有Ar最外层电子数为8,为稳定结构,则化学性质最不活泼的元素Ar,Ar的原子序数是18,位于第三周期0族,其原子结构示意图为。
(2)元素⑧的名称为氯,最高价是+7价,因此其最高价氧化物的水化物的化学式为HClO4。
(3)元素③与元素⑧形成化合物是氯化镁,含有离子键的离子化合物,其电子式为。
(4)同周期自左向右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强。同主族自上而下金属性逐渐增强,非金属性逐渐减弱,所以上述元素中只有F的非金属性最强,只有K的金属性最强,与水反应剧烈,该反应的化学方程式为2K+2H2O=2KOH+H2↑。
(5)同周期自左向右金属性逐渐减弱,非金属性逐渐增强,金属性越强最高价氧化物对应水化物的碱性越强,则①、③、⑤三种元素的最高价氧化物水化物中,碱性最强的化合物的化学式是NaOH。
(6)氢氧化铝是两性氢氧化物,所以最高价氧化物是两性氧化物的元素是Al,能和强碱反应生成盐和水,反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑。
元素X、Y、Z原子序数之和为36,Y、Z在同一周期,X与Z在同一主族,X原子最外层电子数是Y原子最外层电子数的3倍。
(1)写出下列元素符号:
X ,Y ,Z
(2)X与Y两元素可形成化合物属 (“离子”或“共价 ”)化合物。
(3)写出X与Z所形成的化合物的化学式:
正确答案
(1)O、Mg、S (2)离子 (3)SO2、SO3
试题分析:有题意可以推断出X、Y、Z分别为O、Mg、S ;所以(1)X、Y、Z的元素符号为O、Mg、S ;(2)X与Y两元素可形成化合物为MgO,MgO为离子化合物;(3)X与Z所形成的化合物的化学式有两种,即SO2、SO3 。
点评:本题考查了元素周期表的推断题,该题比较容易。
(8分)氮族元素位于元素周期表的 族,其中非金属性最强的元素是 。随着核电荷数的递增,氮族元素的原子半径逐渐 ,其气态氢化物的稳定性逐渐 。
正确答案
ⅤA;氮(N);增大;减弱
试题分析:氮族元素包括N、P、As、Sb、Bi,五种元素位于周期表第VA族,从上到下,非金属性减弱,原子半径增大,气态氢化物稳定性减弱。
点评:识记元素周期表中主族元素元素符号及名称。
(1)X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则X是 ;其轨道表示式为 ;R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则R原子可能是 、 ;Y原子的核电荷数为29,其电子排布式是 ,其在元素周期表中的位置是 ,是属于 区的元素。
(2)指出配合物K3[Co(CN)6]中的中心离子、配位体及其配位数:_________、__________、________。
(3)下列分子中若有手性原子,请用“*”标出其手性碳原子。
(4)在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中,属于非极性分子的是(填序号)________________。
(5) 试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”):H2SO4________H2SO3; H3PO4________H3PO3。
(6)根据价层电子对互斥理论判断下列问题:
H2O中心原子的杂化方式为 杂化,分子的立体构型为 。
BF3分子中,中心原子的杂化方式为 杂化,分子的立体构型为 。
(7)H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高,这是由于___________________________。
正确答案
(1) C Al Cl 1s22s22p63s23p63d104s1
第四周期ⅠA族 ds 10分
(2)Co CN 63分
(3) 1分
(4)①③④⑦ 2分
(5)> > 2分
(6)sp3 V形 sp2 平面三角形 4分
(7)由于水分子中含有氢键2分
(1)根据构造原理可知,若X原子在第二电子层上只有一个空轨道,则X是碳元素,起轨道表达式;R原子的3p轨道上只有一个未成对电子,则根据构造原理可知,R原子可能是Al和Cl;Y原子的核电荷数为29,所以Y是铜元素。根据构造原理可知,其电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1;铜元素位于第四周期ⅠA族;区的名称来自于按照构造原理最后填入电子的能级的符号,所以铜元素属于ds区。
(2)考查配位键的形成与有关判断。根据化学式可知,CN提供孤对电子,所以CN是配体,配位数是6;钴离子接受孤对电子,属于中心离子。
(3)人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为(常以*标记),所以根据结构简式可知,手性碳原子是。
(4)原子间以共价键结合,里电荷分布均匀,正负电荷中心重合的分子中正负电荷中心重合,从整个分子来看,电荷分布是均匀的,对称的,这样的分子为非极性分子。CO2是直线型结构,四氯化碳是正四面体形结构,三氟化硼和三氧化硫都是平面正三角形结构,所以均属于非极性分子,其余都是极性分子,答案选①③④⑦。
(5)根据(HO)m(RO)n可知,n值越大,酸性越强。亚硫酸中n=1,硫酸中n=2,所以硫酸的酸性强于亚硫酸的;H3PO4中n=1,H3PO3中n=0,所以磷酸的酸性强于亚磷酸的。
(6)根据价层电子对互斥理论可知,水分子中氧原子含有的孤对电子对数是(6-1×2)÷2=2,所以水是V形结构,氧原子是sp3杂化;BF3分子中B原子含有的孤对电子对数是(3-1×3)÷2=0,所以三氟化硼是平面正三角形结构,B原子是sp2杂化。
(7)由于由于水分子中含有氢键,所以H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高。
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